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TWI386448B - 光散射組成物 - Google Patents

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TWI386448B
TWI386448B TW098119002A TW98119002A TWI386448B TW I386448 B TWI386448 B TW I386448B TW 098119002 A TW098119002 A TW 098119002A TW 98119002 A TW98119002 A TW 98119002A TW I386448 B TWI386448 B TW I386448B
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TW
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polymer particles
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light
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diffuser polymer
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TW098119002A
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TW200946583A (en
Inventor
Edward E Lafleur
Jiun-Chen Wu
Original Assignee
Rohm & Haas
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Publication date
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Publication of TW200946583A publication Critical patent/TW200946583A/zh
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Description

光散射組成物
本發明係關於光散射組成物及其製造及使用方法,特別是關於包含擴散體聚合物粒子的光散射組成物。
光擴散聚合物(light-diffusing polymers)對可見光而言通常是半透明的(semi-transparent或translucent),意即,其可使穿透光產生散射,而最好不會顯著削弱其強度。其可為無色或有色的,且可併入無色或有色的熱塑性或熱固性聚合物基材中,以形成光散射熱塑性或熱固性聚合物組成物,該組成物可成型為不同厚度的薄片或薄膜,或是更複雜的形狀。此等組成物可見於作為下列例子中的光擴散體,如照明器具、電視或電影觀賞的背投影螢幕(rear projection screen)、裝飾物、發光標誌(特別是背光半透明標誌)、天窗、照明設備(特別是用於螢光照明或白熾燈照明)、溫室被覆資材(greenhouse glazing)、光箱、製圖桌、汽車天窗、藝術應用(例如作為視覺展示箱的元件)、CRT單元的遮光屏(antiglow screen)、雙層被覆資材(twin-wall glazing)及汽車燈罩。
日本專利公開案第64-10515號揭露了一種製造半透明樹脂的方法,包括在基材透明樹脂中混合橋接聚合物(bridging polymer)的微粒子。該橋接聚合物粒子的平均粒徑為0.5至5微米(μm),且與基材的折射率差異為0.05至0.3單位。而其中所教示用以製造該粒子的出芽製程(grow-out process)暗示有可觀量的小粒子產生。該參考文獻需要橋接單體,其為交聯單體。
美國專利第5,237,004號(Wu等人)揭露了具改良光學性質的熱塑性組成物。Wu等人揭露了具改良光學性質的熱塑性組成物,其包括熱塑性基材聚合物(matrix polymer),以及,分布於整個基材聚合物中且含量為組成物總重量約0.1%至約40%的芯/殼球形聚合物粒子;該粒子平均粒徑為約2至約15微米而其粒徑分布為至少90重量%的聚合物粒子落在平均粒徑±20%的範圍內,且其具有橡膠態丙烯酸烷酯聚合物的芯體以及一個或多個殼體,其外殼係為與該基材聚合物相容的。
然而,仍需尋求具改良光學性質而能使用於要求更高的應用(包括顯示螢幕及光擴散體)的新穎聚合物組成物。
在本發明之一態樣中,提供包含擴散體聚合物粒子(diffuser polymer particle)的光散射組成物(light-scattering composition);其中,該擴散體聚合物粒子的平均粒徑為0.3至1.9微米;其中,該擴散體聚合物粒子包含大於4重量%的交聯密度;其中,該擴散體聚合物粒子顯現不同的中心折射率(RIcenter )及表面折射率(RIsurface ),其中心折射率小於其表面折射率;以及其中,該擴散體聚合物粒子為單相(single phase)粒子。
在本發明之另一態樣中,提供包含基材聚合物及擴散體聚合物粒子的光散射組成物;其中,該擴散體聚合物粒子的平均粒徑為0.3至1.9微米;其中,該擴散體聚合物粒子包含大於4重量%的交聯密度;其中,該擴散體聚合物粒子顯現不同的中心折射率(RIcenter )及表面折射率(RIsurface ),其中心折射率小於其表面折射率;其中,該擴散體聚合物粒子為單相粒子;其中,該擴散體聚合物粒子遍佈於該基材聚合物中;以及其中,該擴散體聚合物粒子的含量為該光散射組成物的0.1至10重量%。
在本發明之另一態樣中,提供一種具有包含本發明光散射組成物之擴散層的平面顯示器,其中,該擴散層厚度為0.45毫米(mm)至4毫米。
在本發明之另一態樣中,提供包含本發明光散射組成物的光擴散體。
於本文及所附之申請專利範圍中所使用之該術語「共聚物 」,是指由至少2種不同單體聚合而成的聚合物。
於本文及所附之申請專利範圍中所使用之該術語「平均粒徑 」,係為Malvern Instruments的粒徑分析儀Mastersizer 2000所測得的d50 值。
於本文及所附之申請專利範圍中所使用之該術語「中心折射率 (RIcenter )」,是指利用Zeiss Jenaval Interphako Interference Microscope於甘油中測得的擴散體聚合物粒子中心之折射率。
於本文及所附之申請專利範圍中所使用之該術語「表面折射率 (RIsurface )」,是指利用Zeiss Jenaval Interphako Interference Microscope於甘油中測得的擴散體聚合物粒子表面之折射率。
於本文及所附之申請專利範圍中關於該擴散體聚合物粒子所使用之該術語「單相 」,是指該粒子之折射率(RI)由中心至表面為逐步增加。該術語單相意指該「如此製得」的擴散體聚合物粒子。本領域中習此技藝之人士會認可在特定情況下該擴散體聚合物粒子可依與該基材聚合物的組合而加以改良。例如,該擴散體聚合物粒子與該基材聚合物可在特定情況下交互作用而於該擴散體聚合物粒子與該基材聚合物間的界面形成像殼的結構。
於本文及所附之申請專利範圍中所使用之該術語「單乙烯基芳族烴 (monovinyl arenes)」包括單烯系不飽和芳族單體(monoetbytenically unsaturated aromatic monomer),包含苯乙烯、烷基苯乙烯(如:甲基苯乙烯及乙基苯乙烯)、其他經取代乙烯苯(其中,該取代基不會干擾聚合作用)、以及乙烯基多環芳族單體。
於本發明之部分具體實施例中,該基材聚合物係選自熱塑性聚合物、熱固性聚合物及其組合。於此等具體實施例的部分態樣中,該基材聚合物係選自半透明聚合物及透明聚合物。於此等具體實施例的部分態樣中,該基材聚合物係選自具有的玻璃轉移溫度之透明聚合物。於此等具體實施例的部分態樣中,該基材聚合物係選自在併入本發明擴散體聚合物粒子後呈非晶形之聚合物、以及在加工以形成本發明光散射組成物後維持非晶形之聚合物。
於本發明之部分具體實施例中,該基材聚合物之彈性模數為1,400至3,500Mpa(MegaPascal)。
於本發明之部分具體實施例中,該基材聚合物可藉由模製、鑄製、擠製或其他對本領域中習此技藝之人士而言顯而易見的製程以形成為成型的物品。
於本發明之部分具體實施例中,該光散射組成物係成型為薄膜或薄片。於此等具體實施例的部分態樣中,該薄膜的平均厚度為21至250微米。於此等具體實施例的部分態樣中,該薄膜的平均厚度為70至125微米。於此等具體實施例的部分態樣中,該薄片的厚度為0.45至4毫米。於此等具體實施例的部分態樣中,該薄片的厚度為0.5至3毫米。
於本發明之部分具體實施例中,該基材聚合物係由連鎖聚合反應或逐步聚合反應製備而得。
於本發明之部分具體實施例中,該基材聚合物係包含或利用下列材料製得,該材料係選自丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚烯烴、聚碳酸酯、聚碳酸酯-聚酯摻合物、聚醯胺、聚對苯二甲酸伸烷酯、聚苯乙烯、環烯烴、聚苯乙烯/甲基丙烯酸酯摻合物及其組合。於此等具體實施例的部分態樣中,該基材聚合物係包含或利用下列材料製得,該材料係選自丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚烯烴、聚碳酸酯、聚碳酸酯-聚酯摻合物、聚醯胺、聚對苯二甲酸伸烷酯、聚苯乙烯、環烯烴、聚苯乙烯/甲基丙烯酸酯摻合物。
於本發明之部分具體實施例中,該基材聚合物係選自聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、苯乙烯-丙烯腈共聚物、聚苯乙烯甲基丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、烯烴-乙酸乙烯酯共聚物、聚甲基戊烯、聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯與聚丙烯的共聚物、聚戊二醯亞胺、苯乙烯-順丁烯二酸酐共聚物、環烯烴共聚物及其組合。
於本發明之部分具體實施例中,該基材聚合物係利用下列材料製得,該材料係選自(烷基)丙烯酸烷酯、乙烯基芳烴、氯乙烯、醋酸丁酸纖維素、聚對苯二甲酸乙二酯(poly(ethylene terephthalate))、聚對苯二甲酸環己二甲醇酯(poly(cyclohexanedimethanol terephthalate))、其衍生物、其共聚物及其折射率相配的摻合物。於此等具體實施例的部分態樣中,該基材聚合物係利用下列材料製得,該材料係選自下列各者的共聚物:甲基丙烯酸甲酯與丙烯酸烷酯、苯乙烯與多達40重量%的丙烯腈、苯乙烯與甲基丙烯酸甲酯、α一甲苯乙烯與甲基丙烯酸甲酯及丙烯酸烷酯、氯乙烯與乙酸乙烯酯、以及氯乙烯與丙烯。於此等具體實施例的部分態樣中,該丙烯酸烷酯係選自丙烯酸C1-8 烷酯及其衍生物。
於本發明之部分具體實施例中,該基材聚合物係利用選自甲基丙烯酸甲酯與1至15重量%之丙烯酸C1-8 烷酯的共聚物的材料製得。
於本發明之部分具體實施例中,該基材聚合物係利用下列材料製得,該材料係選自聚乙酸乙烯酯、塑化氯乙烯同元聚合物、塑化氯乙烯共聚物及塑化纖維素酯。
於本發明之部分具體實施例中,該基材聚合物係利用選自熱固性聚合物的材料製得。於此等具體實施例的部分態樣中,該基材聚合物係於製備時就是熱固性者(例如:在如鑄製聚甲基丙烯酸甲酯薄片時含有足夠的多官能性單體以使該所得薄片固定且不可溶)。於此等具體實施例的部分態樣中,該基材聚合物係在後續的加工過程中成為熱固性(例如:在初始聚合反應完成後,如藉由加熱該已初始聚合的薄片而活化固化反應)。於此等具體實施例的部分態樣中,該基材聚合物係利用下列材料製得,該材料係選自甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、氯乙烯、甲基丙烯酸甲酯的醯亞胺化(imidized)聚合物(稱為聚戊二醯亞胺類)、甲基丙烯酸甲酯與丙烯酸烷酯的共聚物、苯乙烯與多達40重量%的丙烯腈的共聚物、苯乙烯與甲基丙烯酸甲酯的共聚物、α一甲苯乙烯與甲基丙烯酸甲酯及丙烯酸烷酯的共聚物;氯乙烯與乙酸乙烯酯的共聚物、以及氯乙烯與丙烯的共聚物。
於本發明之部分具體實施例中,該基材聚合物係利用相容的或折射率相配的聚合物摻合物製得。於此等具體實施例的部分態樣中,該基材聚合物係利用選自甲基丙烯酸甲酯與1至15重量%之丙烯酸烷酯的共聚物的材料製得。於此等具體實施例的部分態樣中,該丙烯酸烷酯係選自丙烯酸C1-8 烷酯。於此等具體實施例的部分態樣中,該基材聚合物復衍生自或利用多官能性二甲基丙烯酸酯製得。於此等具體實施例的部分態樣中,該基材聚合物復衍生自或利用0.05至2重量%之多官能性二甲基丙烯酸酯製得。於此等具體實施例的部分態樣中,該基材聚合物復衍生自或利用丙烯醯胺及N-羥甲基丙烯醯胺製得。於此等具體實施例的部分態樣中,該基材聚合物復衍生自或利用0.05至5重量%之丙烯醯胺及N-羥甲基丙烯醯胺製得。
於本發明之部分具體實施例中,該基材聚合物係選自經由縮合反應及/或開環反應形成的聚合物。於此等具體實施例的部分態樣中,該基材聚合物係經由多官能性二醇存在下的聚酯反應,或三官能性環氧化物存在下的環氧化物聚合反應製得。
於本發明之部分具體實施例中,該基材聚合物係為光學級材料。
於本發明之部分具體實施例中,該基材聚合物的折射率為1.49至1.59。
於本發明之部分具體實施例中,該基材聚合物的黃度指數為
於本發明之部分具體實施例中,該基材聚合物的霧度值為
於本發明之部分具體實施例中,該基材聚合物的黃度指數為以及霧度值為
於本發明之部分具體實施例中,該擴散體聚合物粒子係利用逐步反應或連鎖聚合反應製得。於此等具體實施例的部分態樣中,該擴散體聚合物粒子係利用一種或多種乙烯基單體製得。於此等具體實施例的部分態樣中,該擴散體聚合物粒子係包含橡膠態聚合物。於此等具體實施例的部分態樣中,該擴散體聚合物粒子係包含玻璃態(glassy)聚合物。於此等具體實施例的部分態樣中,該擴散體聚合物粒子係經由自由基引發聚合反應製得。於此等具體實施例的部分態樣中,該擴散體聚合物粒子係經由下列單體的聚合反應或共聚合反應製備而得,該單體係選自二烯(如丁二烯、異戊二烯)、乙烯基芳族單體(如苯乙烯、氯苯乙烯)、乙烯酯(如乙酸乙烯酯、苯甲酸乙烯酯)、丙烯腈、甲基丙烯腈、(甲基)丙烯酸酯(如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸苯基酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸苄基酯)、以及氯乙烯。於此等具體實施例的部分態樣中,該丙烯酸烷酯衍生物包括鹵化物,例如氯化物及氟化物。
於本發明之部分具體實施例中,該擴散體聚合物粒子係選自橡膠態丙烯酸烷酯聚合物。於此等具體實施例的部分態樣中,該擴散體聚合物粒子係利用丙烯酸C2-8 烷酯單體與大於4重量%至99重量%的交聯單體共聚合製得。於此等具體實施例的部分態樣中,該擴散體聚合物粒子係利用丙烯酸C2-8 烷酯單體與大於4重量%至50重量%的交聯單體共聚合製得。於此等具體實施例的部分態樣中,該擴散體聚合物粒子係利用丙烯酸C2-8 烷酯單體與5重量%至10重量%的交聯單體共聚合製得。於此等具體實施例的部分態樣中,該擴散體聚合物粒子係利用0至50重量%的其他可共聚合的乙烯基單體製得。於此等具體實施例的部分態樣中,該丙烯酸C2-8 烷酯單體係為丙烯酸丁酯。於此等具體實施例的部分態樣中,該其他可共聚合的乙烯基單體係選自甲基丙烯酸烷酯及單乙烯基芳族烴。於此等具體實施例的部分態樣中,該其他可共聚合的乙烯基單體為苯乙烯。
適用於製造本發明擴散體聚合物粒子的交聯單體,包括本領域中習此技藝之人士所習知的且可與該擴散體聚合物粒子的其他製備材料相容的交聯單體。
於本發明之部分具體實施例中,該交聯單體係選自:多烯系不飽和單體(multi-ethylenically unsaturated monomer),其中,該烯系不飽和基團具有近乎相等的反應性;具有2個或更多個反應性相異的非共軛雙鍵之多烯系不飽和單體;及其組合。於此等具體實施例的部分態樣中,該其烯系不飽和基團具有近乎相等的反應性的多烯系不飽和單體係選自二乙烯苯;二甲基丙烯酸二醇酯及三甲基丙烯酸二醇酯及丙烯酸二醇酯;以及三丙烯酸三醇酯及甲基丙烯酸三醇酯。於此等具體實施例的部分態樣中,該交聯單體係選自二丙烯酸丁二醇酯。於此等具體實施例的部分態樣中,該具有2個或更多個反應性相異的非共軛雙鍵之多烯系不飽和單體係選自甲基丙烯酸烯丙酯、順丁烯二酸二烯丙酯及丙烯醯氧基丙酸烯丙酯(allyl acryloxypropionate)。於此等具體實施例的部分態樣中,該交聯單體係為甲基丙烯酸烯丙酯。於此等具體實施例的部分態樣中,該交聯單體包括下列各者之組合:其中該烯系不飽和基團具有近乎相等的反應性之多烯系不飽和單體,以及具有2個或更多個反應性相異的非共軛雙鍵之多烯系不飽和單體。
於本發明之部分具體實施例中,該擴散體聚合物粒子係利用後固化反應(post-cure reaction)製得。於此等具體實施例的部分態樣中,當共聚物係形成自具有過氧化物側基(pendant peroxide group)的單體時,則執行該後固化反應,該基團隨後藉由加熱至較聚合反應時更高的溫度而活化。該活化之過氧化物基團會促進該擴散體聚合物粒子的交聯。於此等具體實施例的部分態樣中,可添加第二自由基起始劑至該聚合反應;此第二起始劑係選自在初始聚合反應條件下安定但在如初始聚合反應後之曝光或加溫時則被活化者。
於本發明之部分具體實施例中,該擴散體聚合物粒子係利用任何適合使用該所選擇之起始材料的習知聚合技術製備而得。於此等具體實施例的部分態樣中,儘管可使用他種製備具有該粒徑、粒徑分布及球形之粒子的技術,然該擴散體聚合物粒子的製備係包含利用乳化聚合至少一該擴散體聚合物粒子之單體成分以製備均一粒徑的粒種(seedparticle)、利用一種或多種該擴散體聚合物粒子之單體成分以潤脹(swelling)該粒種、以及聚合該經潤脹之粒種內的單體。該潤脹及聚合步驟可視需要而重複以提供具所需粒徑的擴散體聚合物粒子。於此等擴散體聚合物粒子之製程的部分態樣中,包含利用可限制形成之聚合物分子量的條件以乳化聚合該粒種,例如:藉由在聚合混合物中納入如硫醇類之鏈轉移緩和劑(chain-transfer moderator),以使所得粒種含有易於潤脹的低聚物。此等製程可做如下變化:不在此等限制聚合物分子量的條件下製備該初始乳化聚合物粒子,但在後續導入以一個或多個該潤脹及聚合步驟時,利用該限制聚合物分子量的條件。在此等變化中該初始乳化聚合物粒子並不易潤脹為後續較大之具較低總分子量的粒子。
於本發明之部分具體實施例中,該光散射組成物包括具擴散體聚合物粒子分布於其中的基材聚合物,其中,該擴散體聚合物粒子的含量為該光散射組成物的0.1至40重量%。於此等具體實施例的部分態樣中,該擴散體聚合物粒子的含量為該光散射組成物的0.1至10重量%。於此等具體實施例的部分態樣中,該擴散體聚合物粒子的含量為該光散射組成物的0.3至5重量%。
於本發明之部分具體實施例中,該擴散體聚合物粒子的平均粒徑為0.3至1.9微米。於此等具體實施例的部分態樣中,該擴散體聚合物粒子的平均粒徑為0.4至1.5微米。於此等具體實施例的部分態樣中,該擴散體聚合物粒子的平均粒徑為0.5至1.3微米。於此等具體實施例的部分態樣中,該擴散體聚合物粒子的平均粒徑為0.5至1.2微米。於此等具體實施例的部分態樣中,該擴散體聚合物粒子的平均粒徑為0.5至1.0微米。於此等具體實施例的部分態樣中,該擴散體聚合物粒子的平均粒徑為0.6至0.9微米。於此等具體實施例的部分態樣中,該擴散體聚合物粒子的平均粒徑為0.8至0.9微米。
於本發明之部分具體實施例中,該擴散體聚合物粒子的粒徑分布為至少90重量%的該擴散體聚合物粒子落在平均粒徑±40%的範圍內。於此等具體實施例的部分態樣中,該擴散體聚合物粒子的粒徑分布為至少90重量%的該擴散體聚合物粒子落在平均粒徑±35%的範圍內。於此等具體實施例的部分態樣中,該擴散體聚合物粒子的粒徑分布為至少90重量%的該擴散體聚合物粒子落在平均粒徑±32%的範圍內。
於本發明之部分具體實施例中,該擴散體聚合物粒子具有大於4重量%至99重量%的交聯密度。於此等具體實施例的部分態樣中,該擴散體聚合物粒子具有5至50重量%的交聯密度。於此等具體實施例的部分態樣中,該擴散體聚合物粒子具有5至10重量%的交聯密度。
於本發明之部分具體實施例中,該擴散體聚合物粒子在其中心的折射率(RIcenter )小於在其表面的折射率(RIsurface )。於此等具體實施例的部分態樣中,該RIcenter 較該RIsurface 小0.003至0.4單位。於此等具體實施例的部分態樣中,該RIcenter 較該RIsurface 小0.008至0.1單位。於此等具體實施例的部分態樣中,該RIcenter 較該RIsurface 小0.01至0.05單位。於此等具體實施例的部分態樣中,該RIcenter 較該RIsurface 小0.01至0.03單位。
於本發明之部分具體實施例中,該擴散體聚合物粒子的RIcenter 為1.2至1.6。於此等具體實施例的部分態樣中,該擴散體聚合物粒子的RIcenter 為1.4至1.5。
於本發明之部分具體實施例中,該擴散體聚合物粒子的RIcenter 落在該基材聚合物之折射率的±0.003至±0.6單位的範圍內。於此等具體實施例的部分態樣中,該擴散體聚合物粒子的RIcenter 落在該基材聚合物之折射率的±0.003至小於±0.05單位的範圍內。於此等具體實施例的部分態樣中,該擴散體聚合物粒子的RIcenter 落在該基材聚合物之折射率的±0.003至±0.04單位的範圍內。於此等具體實施例的部分態樣中,該擴散體聚合物粒子的RIcenter 落在該基材聚合物之折射率的±0.02至±0.04單位的範圍內。教示予本申請案特定內容的本領域中習此技藝之人士,將能夠對該擴散體聚合物粒子的製備材料做選擇,以提供所述具所需折射率性質的粒子,用於與特定基材聚合物作組合。
於本發明之部分具體實施例中,該擴散體聚合物粒子可以任何合適的、習知的技術與該基材聚合物組合。於此等具體實施例的部分態樣中,該擴散體聚合物粒子係藉由熔融摻合與該基材聚合物組合。
於本發明之部分具體實施例中,該光散射組成物復包括視需要的添加劑。於此等具體實施例的部分態樣中,該視需要的添加劑係選自習知的添加劑,包括如紫外光安定劑、紫外光吸收劑、可溶性滯焰劑、染料、熱安定劑、耐衝擊改質劑、加工助劑、流動助劑、顏料以及螢光增白劑。於此等具體實施例的部分態樣中,該光散射組成物復包括一種或多種耐衝擊改質劑。於此等具體實施例的部分態樣中,該耐衝擊改質劑係選自與該基材聚合物形成無色、非光散射摻合物者。
於本發明之部分具體實施例中,該基材聚合物、擴散體聚合物粒子以及視需要的添加劑係摻合、擠製成丸,其隨後進行模製或擠製。
於本發明之部分具體實施例中,該基材聚合物、擴散體聚合物粒子以及視需要的添加劑係加工為薄片或薄膜。
本發明之光散射組成物可作各種應用,包括下列例子中的光擴散體,如照明器具、電視或電影觀賞的背投影螢幕、裝飾物、發光標誌(特別是背光半透明標誌)、天窗、照明設備(特別是用於螢光照明或白熾燈照明)、溫室被覆資材、光箱、製圖桌、汽車天窗、藝術應用(例如作為視覺展示箱的元件)、CRT單元的遮光屏、雙層被覆資材(twin-wall glazing)、液晶顯示器、電漿顯示器、私密窗(privacy window)、汽車燈罩及塗層(coating)。
本發明之部分具體實施例現將於下列實施例中詳述。除非特別指明,所有於下列實施例中所提之“份”及“百分比”係以重量為基準計。於表中使用的該術語「擴散係數」(Diff.)係為輸出強度對擴散角度的積分之倒數,由測角光度計(Goniophotometer)測量且以百分比的方式記錄。於此量測,理想擴散體之擴散係數值為百分之百。
實施例1
本實施例說明粒徑0.25微米之交聯聚合物粒子的製備,其用以製造水性分散液中之大粒種(seed particles)。表1提及之混合物係利用去離子水製備:
將混合物A置入具攪拌器、冷凝器並以氮氣清除過之反應器,加熱至83℃。添加10%乳化混合物B以及25%混合物C於反應器內容物中。將溫度維持在83℃,攪拌該混合物60分鐘,接著於120分鐘的時間內添加剩餘的混合物B及混合物C於反應器中並攪拌。持續於83℃攪拌90分鐘,接著將反應器內容物冷卻至室溫。所得粒子之粒徑經Brookhaven Instruments粒徑分析儀BI-90量測為0.25微米。
實施例2
於本實施例中,該實施例1 乳化液中的粒子利用丙烯酸正丁酯、苯乙烯及1一己硫醇生長至粒徑0.56微米。表2 之混合物係利用去離子水製備:
添加混合物A至實施例1 之反應器,加熱至88℃並攪拌。反應器內的空氣以氮氣置換。當反應器溫度穩定維持在88℃時,加入混合物B至反應器中。接著於300分鐘的時間內添加乳化混合物C及D,以及混合物E至反應器中,並攪拌。持續於88℃攪拌90分鐘。將反應器內容物冷卻至65℃。添加混合物F及混合物G至反應器內容物中,維持65℃並攪拌1小時,接著將反應器內容物冷卻至室溫。所得乳化液粒子之粒徑經Brookhaven Instruments粒徑分析儀BI-90量測為0.56微米。
實施例3
於本實施例中,利用與實施例1 相似的程序製備交聯聚合物粒子的水性乳化液,其含有99.30份的丙烯酸正丁酯以及0.70份的甲基丙烯酸烯丙酯。所得乳化液具有32.52%的固體成分,且粒徑為0.054微米。
實施例4
於本實施例中,重複實施例2 的程序,並利用適量與實施例3 相似且粒徑為0.24微米的乳化液。所得乳化液之粒徑為0.45微米。
實施例5
於本實施例中,重複實施例2 的程序,並利用適量與實施例3 相似且粒徑為0.054微米的乳化液。所得乳化液之粒徑為0.21微米。該衍生自此合成配方的聚合物如下:(80%(BA/ALMA=94/6)//20%(MMA/BA=98/2)),粒徑1.2微米(5A) ;(80%(BA/ALMA=94/6)//20%(MMA/BA=98/2)),粒徑1.3微米(5B) ;(80%(BA/ALMA=94/6)//20%(MMA/BA=98/2)),粒徑1.1微米(5C );(80%(BA/ALMA=94/6)//20%(MMA/BA=98/2)),粒徑1.2微米(5D );(80%(BA/ALMA=94/6)//20%(苯乙烯)),粒徑1.2微米(5E );以及,(80%(BA/ALMA=94/6)//20%(MMA/BA=98/2)),粒徑0.84微米(5F )。
實施例6
於本實施例中,重複實施例 2的程序,並利用適量與實施例3 相似且粒徑為0.054微米的乳化液;且以甲基丙烯酸甲酯置換苯乙烯,以20重量份3-巰基丙酸丁酯置換1-己硫醇。所得乳化液之粒徑為0.21微米。該衍生自此合成配方的聚合物如下:(80%(BA/ALMA=94/6)//20%(MMA/BA=98/2)),粒徑1.2微米。
實施例7
於本實施例中,重複實施例2 的程序,並利用適量與實施例3 相似且粒徑為0.054微米的乳化液;添加1.0重量份的甲基β-環類糊精(methyl β-cyclodextran)於混合物A中,並以甲基丙烯酸甲酯置換苯乙烯,以1-十二烷基硫醇置換1-己硫醇。所得乳化液之粒徑為0.2a微米。所得乳化液之粒徑為0.21微米。該衍生自此合成配方的聚合物如下:(80%(BA/ALMA=94/6)//20%(MMA/BA=98/2)),粒徑1.2微米(7A );(80%(BA/ALMA=94/6)//20%(MMA/BA=98/2)),粒徑0.86微米(7B );(80%(BA/ALMA=94/6)//20%(MMA/BA=98/2)),粒徑0.83微米(7C );(80%(BA/ALMA=94/6)//20%(MMA/BA=98/2)),粒徑1.1微米(7D );(80%(BA/ALMA=92/8)//20%(MMA/BA=98/2)),粒徑1.1微米(7E );(80%(BA/ALMA=94/6)//20%(MMA/BA=98/2)),粒徑1.1微米(7F );(80%(BA/ALMA=94/6)//20%(苯乙烯)),粒徑1.1微米(7G );(80%(BA/ALMA=94/6)//10%(MMA)//10%(MMA/苯乙烯=75/25)),粒徑1.1微米(7H );(80%(BA/ALMA=94/6)//10%(MMA)//10%(MMA/苯乙烯=50/50)),粒徑1.1微米(7I );(80%(BA/ALMA=94/6)//10%(MMA)//10%(MMA/苯乙烯=25/75)),粒徑1.1微米(7J );(80%(BA/ALMA=94/6)//10%(MMA/ALMA=98/2)//10%(MMA/苯乙烯=25/75)),粒徑1.1微米(7K );(80%(BA/ALMA=94/6)//10%(MMA/苯乙烯=50/50)//10%(苯乙烯)),粒徑1.1微米(7L );(80%(BA/ALMA=94/6)//10%(MMA/苯乙烯=75/25)//10%(苯乙烯)),粒徑0.85微米(7M );(80%(BA/ALMA=94/6)//10%(MMA/苯乙烯=50/50)//10%(苯乙烯)),粒徑0.85微米(7N );(80%(BA/ALMA=94/6)//10%(MMA/苯乙烯=25/75)//10%(苯乙烯)),粒徑0.85微米(70 );(80%(BA/ALMA=94/6)//10%(MMA/ALMA/苯乙烯=48/2/50)//10%(苯乙烯)),粒徑0.85微米(7P );(80%(BA/ALMA=94/6)//20%(MMA/EA=98/02)),粒徑0.85微米(7Q );(80%(BA/ALMA=92/8)//20%(MMA/EA=98/02)),粒徑0.85微米(7R );以及,(80%(BA/ALMA=94/6)//10%(MMA/苯乙烯=25/75)//10%(苯乙烯)),粒徑0.85微米(7S )。
比較例8
於本實施例中,該實施例2 乳化液中的粒子於階段Ⅰ利用丙烯酸正丁酯及甲基丙烯酸烯丙酯擴展至粒徑5微米,接著進行階段Ⅱ的甲基丙烯酸甲酯與丙烯酸乙酯之共聚合。表3 之混合物係利用去離子水製備:
添加混合物A至實施例1 之反應器,加熱至90℃並攪拌。反應器內的空氣以氮氣置換。當反應器溫度穩定維持在90℃時,加入混合物B至反應器中。以均質機乳化混合物C並添加至反應器中。反應器於60℃進行攪拌1小時。以均質機乳化混合物D並添加至反應器中。於60℃進行攪拌1小時後,逐步加熱反應器至65至70℃,同時使放熱聚合反應發生。當到達最高溫,持續攪拌的同時,使反應器於30分鐘內降溫至73℃。添加一半的混合物F。將混合物E、剩餘的混合物F以及混合物G於2小時內分別添加至反應器中。將溫度維持在73至75℃並於反應器降至室溫前持續攪拌1小時。所得乳化液粒子之粒徑經Coulter Corporation Multisizer IIE粒徑分析儀量測為5微米。
比較例9
於本實施例中,將該比較例8 乳化液中的粒子與含有甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸乙酯共聚物之聚合物乳化液混合。製備如表4 之混合物:
添加混合物A至實施例1 之反應器。於室溫下攪拌,添加混合物B至反應器。在將混合物取出反應器前持續攪拌15分鐘。接著蒸發混合物中的水以製造乾粉末。
實施例10至13
表5 組成物之光擴散體珠粒與聚碳酸酯樹脂(Lexan 141,RI=1.59)作乾摻合,接著於190至288℃的筒溫範圍,於Leistritz擠製機進行熔融化合(melt compounding)。熔融化合後於真空烘箱中、60℃進行造粒、乾燥,並於250至270℃間的溫度進行射出模製。該得自射出模製的測試板尺寸為:77毫米×56毫米×3毫米。此等板之評估係利用ASTM E 167-96(測角光度測量法之物件與物料的標準操作)、ASTM D 10003-00(透明塑膠之霧度與光透射比的標準測試方法)以及ASTM E 313-00(從儀器量測之色座標計算黃度指數與白度指數的標準操作)。
實施例14至17
表6 組成物之光擴散體珠粒與PMMA樹脂(V-826-100;RI=1.49)作乾摻合,接著於200至234℃的筒溫範圍,於Leistritz擠製機進行熔融化合。熔融化合後於真空烘箱中、60℃進行造粒、乾燥,並於250至270℃間的溫度進行射出模製。該得自射出模製的測試板尺寸為:77毫米×56毫米×3毫米。此等板之評估係利用ASTM E 167-96(測角光度測量法之物件與物料的標準操作)、ASTM D 10003-00(透明塑膠之霧度與光透射比的標準測試方法)以及ASTM E 313-00(從儀器量測之色座標計算黃度指數與白度指數的標準操作)。
實施例18至26
表7 組成物之光擴散體珠粒與聚碳酸酯樹脂(Lexan 141;RI=1.59)作乾摻合,接著於190至288℃的筒溫範圍,於Leistritz擠製機進行熔融化合。熔融化合後於真空烘箱中、60℃進行造粒、乾燥,並於250至270℃間的溫度進行射出模製。該得自射出模製的測試板尺寸為:77毫米×56毫米×3毫米。此等板之評估係利用ASTM E 167-96(測角光度測量法之物件與物料的標準操作)、ASTM D 10003-00(透明塑膠之霧度與光透射比的標準測試方法)以及ASTM E 313-00(從儀器量測之色座標計算黃度指數與白度指數的標準操作)。
實施例27至41
表8 組成物之光擴散體珠粒與聚碳酸酯樹脂(Lexan141;RI=1.59)作乾摻合,接著於190至288℃的筒溫範圍,於Leistritz擠製機進行熔融化合。熔融化合後於真空烘箱中、60℃進行造粒、乾燥,並於250至270℃間的溫度進行射出模製。該得自射出模製的測試板尺寸為:77毫米×56毫米×3毫米。此等板之評估係利用ASTM E 167-96(測角光度測量法之物件與物料的標準操作)、ASTM D 10003-00(透明塑膠之霧度與光透射比的標準測試方法)以及ASTM E 313-00(從儀器量測之色座標計算黃度指數與白度指數的標準操作)。
實施例42至53
表9 組成物之光擴散體珠粒與聚碳酸酯樹脂(Lexan 141;RI=1.59)作乾摻合,接著於190至288℃的筒溫範圍,於Leistritz擠製機進行熔融化合。熔融化合後於真空烘箱中、60℃進行造粒、乾燥,並於250至270℃間的溫度進行射出模製。該得自射出模製的測試板尺寸為:77毫米×56毫米×3毫米。此等板之評估係利用ASTM E 167-96(測角光度測量法之物件與物料的標準操作)、ASTM D 10003-00(透明塑膠之霧度與光透射比的標準測試方法)以及ASTM E 313-00(從儀器量測之色座標計算黃度指數與白度指數的標準操作)。
實施例54至56
表10 組成物之光擴散體珠粒與聚碳酸酯樹脂(NAS-21;RI=1.57)作乾摻合,接著於200至224℃的筒溫範圍,於Leistritz擠製機進行熔融化合。熔融化合後於真空烘箱中、60℃進行造粒、乾燥,並於200至234℃間的溫度進行射出模製。該得自射出模製的測試板尺寸為:77毫米×56毫米×3毫米。此等板之評估係利用ASTM E 167-96(測角光度測量法之物件與物料的標準操作)、ASTM D 10003-00(透明塑膠之霧度與光透射比的標準測試方法)以及ASTM E 313-00(從儀器量測之色座標計算黃度指數與白度指數的標準操作)。
實施例57至68
表11 組成物之光擴散體珠粒與聚碳酸酯樹脂(Lexan 141;RI=1.59)作乾摻合,接著於190至288℃的筒溫範圍,於Leistritz擠製機進行熔融化合。熔融化合後於真空烘箱中、60℃進行造粒、乾燥,並於250至270℃間的溫度進行射出模製。該得自射出模製的測試板尺寸為:77毫米×56毫米×3毫米。此等板之評估係利用ASTM E 167-96(測角光度測量法之物件與物料的標準操作)、ASTM D 10003-00(透明塑膠之霧度與光透射比的標準測試方法)以及ASTM E 313-00(從儀器量測之色座標計算黃度指數與白度指數的標準操作)。
實施例69至78
表12 組成物之光擴散體珠粒與聚碳酸酯樹脂(NAS-21;RI=1.57)作乾摻合,接著於200至224℃的筒溫範圍,於Leistritz擠製機進行熔融化合。熔融化合後於真空烘箱中、60℃進行造粒、乾燥,並於200至234℃間的溫度進行射出模製。該得自射出模製的測試板尺寸為:77毫米×56毫米×3毫米。此等板之評估係利用ASTM E 167-96(測角光度測量法之物件與物料的標準操作)、ASTM D 10003-00(透明塑膠之霧度與光透射比的標準測試方法)以及ASTM E 313-00(從儀器量測之色座標計算黃度指數與白度指數的標準操作)。
實施例79至90
表13 組成物之光擴散體珠粒與聚碳酸酯樹脂(Lexan 141;RI=1.59)作乾摻合,接著於190至288℃的筒溫範圍,於Leistritz擠製機進行熔融化合。熔融化合後於真空烘箱中、60℃進行造粒、乾燥,並於250至270℃間的溫度進行射出模製。該得自射出模製的測試板尺寸為:77毫米×56毫米×3毫米。此等板之評估係利用ASTM E 167-96(測角光度測量法之物件與物料的標準操作)、ASTM D 10003-00(透明塑膠之霧度與光透射比的標準測試方法)以及ASTM E 313-00(從儀器量測之色座標計算黃度指數與白度指數的標準操作)。
實施例91
表14 組成物之光擴散體珠粒與PMS樹脂(Aldrich Chemical Co. ;RI=1.53)作乾摻合,接著於200至224℃的筒溫範圍,於Leistritz擠製機進行熔融化合。熔融化合後於真空烘箱中、60℃進行造粒、乾燥,並於200至234℃間的溫度進行射出模製。該得自射出模製的測試板尺寸為:77毫米×56毫米×3毫米。此等板之評估係利用ASTM E167-96(測角光度測量法之物件與物料的標準操作)、ASTM D 10003-00(透明塑膠之霧度與光透射比的標準測試方法)以及ASTM E 313-00(從儀器量測之色座標計算黃度指數與白度指數的標準操作)。
實施例92至95
表15 組成物之光擴散體珠粒與PS樹脂(PSJ-Polystyrene G9305;RI=1.5842)作乾摻合,接著於200至224℃的筒溫範圍,於Leistritz擠製機進行熔融化合。熔融化合後於真空烘箱中、60℃進行造粒、乾燥,並於200至234℃間的溫度進行射出模製。該得自射出模製的測試板尺寸為:77毫米×56毫米×3毫米。此等板之評估係利用ASTM E 167-96(測角光度測量法之物件與物料的標準操作)、ASTM D 10003-00(透明塑膠之霧度與光透射比的標準測試方法)以及ASTM E 313-00(從儀器量測之色座標計算黃度指數與白度指數的標準操作)。
實施例96至103
表16 組成物之光擴散體珠粒與PMS樹脂(Aldrich Chemical Co.;RI=1.57)作乾摻合,接著於200至224℃的筒溫範圍,於Leistritz擠製機進行熔融化合。熔融化合後於真空烘箱中、60℃進行造粒、乾燥,並於200至234℃間的溫度進行射出模製。該得自射出模製的測試板尺寸為:77毫米×56毫米×3毫米。此等板之評估係利用ASTME167-96(測角光度測量法之物件與物料的標準操作)、ASTM D 10003-00(透明塑膠之霧度與光透射比的標準測試方法)以及ASTM E 313-00(從儀器量測之色座標計算黃度指數與白度指數的標準操作)。

Claims (8)

  1. 一種光散射組成物,包括擴散體聚合物粒子;以及基材聚合物;其中,該擴散體聚合物粒子係利用丙烯酸C2-8 烷酯單體與大於4重量%至99重量%的交聯單體共聚合製得,其中該交聯單體係選自多烯系不飽和單體(其中,該烯系不飽和基團具有近乎相等的反應性);具有2個或更多個反應性相異的非共軛雙鍵之多烯系不飽和單體;及其組合;其中,該擴散體聚合物粒子的平均粒徑為0.3至1.9微米;其中,該擴散體聚合物粒子顯現不同的中心折射率(RIcenter )及表面折射率(RIsurface );其中,該中心折射率小於該表面折射率;其中,該擴散體聚合物粒子為單相粒子,該單相粒子由該擴散體聚合物粒子之該中心至該表面展現逐步增加之折射率(RI);其中,該擴散體聚合物粒子遍佈於該基材聚合物中;其中,該擴散體聚合物粒子的含量為該光散射組成物的0.1至10重量%;以及,其中,該基材聚合物係選自丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚烯烴、聚碳酸酯、聚碳酸酯-聚酯摻合物、聚 醯胺、聚對苯二甲酸伸烷酯、聚苯乙烯、環烯烴、聚苯乙烯/甲基丙烯酸酯摻合物及其組合。
  2. 如申請專利範圍第1項之光散射組成物,其中,該擴散體聚合物粒子的粒徑分布為至少90重量%的該擴散體聚合物粒子落在平均粒徑±40%的範圍內。
  3. 如申請專利範圍第1項之光散射組成物,復包括耐衝擊改質劑。
  4. 如申請專利範圍第1項之光散射組成物,其中,該擴散體聚合物粒子的RIcenter 與該基材聚合物的折射率差異為小於±0.05至±0.003單位。
  5. 如申請專利範圍第1項之光散射組成物,其中,該擴散體聚合物粒子的RIcenter 與該基材聚合物的折射率差異為±0.04至±0.003單位。
  6. 如申請專利範圍第1項之光散射組成物,其中,該擴散體聚合物粒子的平均粒徑為0.8至0.9微米。
  7. 一種平面顯示器,其係具有包含如申請專利範圍第1項之光散射組成物的擴散層,其中該擴散層厚度為0.45毫米至4毫米。
  8. 一種光擴散體,其係包含如申請專利範圍第1項之光散射組成物。
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