光学光漫射器及用于其测量的方法_2

文档序号:8385854阅读:来源:国知局
酯、丙烯酸硬脂基酯以及甲基丙烯酸硬脂基酯、丙 烯酸异冰片酯以及甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸甲氧乙酯以及甲基丙烯酸甲氧酯、丙烯酸 2-乙氧乙酯以及甲基丙烯酸2-乙氧乙酯、以及丙烯酸二甲氨基乙酯以及甲基丙烯酸二甲 氨基乙酯单体。(甲基)丙烯酸类例如甲基丙烯酸以及丙烯酸对于该单体混合物可以是有 用的。最优选地,该丙烯酸聚合物是具有70-99. 5重量百分比并且更优选80至99百分比 的甲基丙烯酸甲酯单元以及从〇. 5到30重量百分比的一种或多种CV8直链或支链丙烯酸 烷基酯单元的共聚物。
[0031] 该丙烯酸聚合物可以是具有一种或多种相容性聚合物的掺混物(alloy)。优选的 掺混物是PMMA/聚偏二氟乙烯(PVDF)掺混物,以及PMMA/聚乳酸(PLA)掺混物。该掺混物 包含2至95重量百分比、优选5至90重量百分比、并且更优选20-80重量百分比的PMMA均 聚物或共聚物,以及5至98重量百分比、优选10至95重量百分比并且更优选20至80重 量百分比的相容性聚合物。
[0032] 该透明聚合物基质可包含包括抗冲击改性剂的添加剂以及典型地在聚合物配制 品中存在的其他添加剂,包括但不限于,稳定剂,增塑剂,填充剂,着色剂,颜料,染料,抗氧 化剂,抗静电剂,表面活性剂,调色剂,折射率匹配添加剂,具有特定光衍射、光吸收、或光反 射特性的添加剂,以及分散助剂。在一个实施例中,提供了添加剂以帮助防止组合物在暴露 于辐射(如高水平的UV辐射或伽马辐射)时的降解。有用的辐射稳定剂包括但不限于聚 (乙二醇)、聚(丙二醇)、乳酸丁酯、以及羧酸类如乳酸、草酸、乙酸,或者其混合物。
[0033] 有用的抗冲击改性剂包括嵌段共聚物类、接枝共聚物类、以及核/壳抗冲击改性 剂类。该抗冲击改性剂可以基于基质聚合物和所有添加剂的总层从〇到80重量百分比、优 选5到45、并且更优选从10到30重量百分比的水平存在。可以调整抗冲击改性剂的水平 以满足该组合物的最终用途的韧性要求。核-壳抗冲击改性剂是具有至少两层的核/壳式 颗粒结构的多阶段、顺序生产的聚合物。优先地,该核-壳改性剂包括由硬核层、一个或多 个中间弹性体层、以及硬壳层组成的三层。
[0034] 颗粒
[0035] 本发明的漫射颗粒具有或者从2至20微米、优选从3至15微米、并且更优选从5 至10微米,或者从30至80微米、优选从40至70微米、并且更优选从50-65微米的平均粒 度。可以使用任何粒度分布,然而该粒度分布优选地是相对较窄的,其中这些颗粒的90%是 在平均粒度的+/-50%内。存在的总体趋势是大的珠粒提供良好的光透射率但是较差的遮 盖力,而较小的珠粒提供良好的遮盖力但是降低的透射率。较高的颗粒负载量通常提供了 遮盖力的增加,同时对应的光透射率的降低。
[0036] 这些颗粒可以具有任何形状。从悬浮液或乳液合成形成的颗粒是相对球形的。从 浇铸板的研磨形成的颗粒将是不规则的。在一个实施例中,颗粒是从浇铸板的研磨形成的 并且具有不规则的形状。不规则的形状可以帮助光散射。
[0037] 当磨砂或粗糙是所希望的时,具有从30至80微米、优选从40至70微米、并且更 优选50-65微米范围内的平均粒度的大颗粒可以用于提供透射率、遮盖力和表面粗糙度的 最佳平衡。
[0038] 当平滑面是所希望的时,诸如,例如医学应用,已经发现具有从2至20微米、优选 3至15微米、并且更优选从5至10微米的平均粒度的小颗粒,在基于该基质聚合物加上珠 粒的总重量从6至10重量百分比、并且优选约8重量百分比的等效负载量下,提供了大于 85 %的透射率以及大于85 %的遮盖力。
[0039] 在一个实施例中,出人意料地发现,当一部分较大珠粒(30至80微米、优选从40 至70微米、并且更优选50-65微米)被一部分较小珠粒(2-20微米、优选3至15微米并且 更优选5至10微米)取代时,发生了一种协同作用,其中该遮盖力显著地增加而在该光透 射率上没有显著的改变。这些较小珠粒的等效负载量水平是从1至10重量百分比、优选从 2至6重量百分比,并且这些较大珠粒的等效负载量水平是从2至10重量百分比、并且优 选从4至6重量百分比。较小珠粒的等效负载量水平有可能比较大珠粒的水平更高,例如 6-8重量百分比的较小珠粒与3-5重量百分比的较大珠粒的共混物。
[0040] 这些漫射颗粒与该透明塑料的折射率(根据ASTMD542测量的)之间的差异应 该是大于0. 01并且优选在0. 015与1之间。
[0041] 这些漫射颗粒在结合进该聚合物基质以及随后形成为物品的过程中在正常的热 和压力的加工条件下保持它们的形状并且抵抗变形。这些颗粒可以或者是高Tg聚合物如 氟聚合物或聚酰胺,或者可以是交联的聚合物珠粒。本发明有用的聚合物颗粒包括但不限 于,聚酰胺和共聚酰胺颗粒、基于苯乙烯的颗粒(包含大于50重量百分比的苯乙烯单体单 元)、硅树脂颗粒、聚四氟乙烯(PTFE)颗粒、聚偏二氟乙烯颗粒、以及烷基(甲基)丙烯酸酯 颗粒。
[0042] 在一个优选的实施例中,使用甲基丙烯酸甲酯颗粒。这些包括大于50重量百分 比、优选大于70重量百分比、并且更优选大于80重量百分比的甲基丙烯酸甲酯单元以及 0. 5%至20%、优选1%至10%的具有至少两个C=C双键的用作交联剂的单体。这例如可 以是1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇二(甲基) 丙烯酸酯、丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、甲基丙烯酸烯丙酯 或二乙烯基苯。在另一个实施例中,使用包含大部分丙烯酸丁酯的丙烯酸共聚物。
[0043] 基于甲基丙烯酸甲酯或其他烷基(甲基)丙烯酸酯的交联的聚合物有利地包括从 〇至20%的具有至少一个与甲基丙烯酸甲酯可共聚的烯键式不饱和度的共聚单体,该共聚 单体选自苯乙烯,a-甲基苯乙烯,丙烯腈,C1-Cltl烷基(甲基)丙烯酸酯,例如像丙烯酸甲 酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸苄酯、2-羟乙基(甲基)丙 烯酸酯以及(甲基)丙烯酸苯酯。苯乙烯、a-甲基苯乙烯、甲基丙烯酸苄酯以及甲基丙烯 酸苯酯是用于修改基于甲基丙烯酸甲酯的颗粒的折射率选择的单体。
[0044] 有用的基于甲基丙烯酸甲酯的散射颗粒有利地通过在分散介质中的聚合反应 制备,诸如悬浮聚合和乳液聚合,根据例如在文献EP1 022 115、US2002/0123565或US 2002/0123563中给出的配方。基于甲基丙烯酸甲酯的散射颗粒基本上是球形的。平均直径 是通过本领域的普通技术人员已知的参数,例如像搅拌速度或悬浮剂的量,确定的。颗粒还 可以通过研磨浇铸甲基丙烯酸甲酯板形成,产生了不规则形状的颗粒。
[0045] 还可以低水平添加无机颗粒(颜料)。本领域已知的是添加颜料来增加组合物的 遮盖力,然而该颜料还降低了透射率,并且因此颜料的使用不是优选的。
[0046] 表面粗糙度
[0047] 在很多应用中,希望的是具有相对明显的表面粗糙度(产生了常常被称为的"磨 砂"效应)。表面粗糙度还降低了刻痕和毁坏的视觉效果。表面粗糙度可以以若干方式获 得。在浇铸板的情况下,形成该板的玻璃模具可具有表面粗糙度,该表面粗糙度已经通过处 理该模具的玻璃(例如使用氢氟酸)获得的。可以使用喷砂。在挤出片材的情况下,可以 使用有纹理的辊。组合物中的颗粒也可以产生表面粗糙度,因为这些颗粒部分地从该表面 突出-尤其随着热塑性基质冷却和退缩。具有从30至80微米并且优选40至65微米的 平均粒度的颗粒可以产生所希望的表面粗糙度。由Ra指示的表面粗糙度是以微米表示并 且可以使用粗糙度测定仪(例如来自兰克-泰勒 -霍布森公司(Rank-Taylor-Hobson)的 TalysurfSurtronic3P品牌的)根据ISO4287和ISO4288标准测量。在该外罩的至少 一个表面上的在0. 5与4ym之间、优选在1与3ym之间的表面粗糙度允许这些散射颗粒 的光散射效应增强。根据本发明的外罩的表面还可以是完全光滑的并且不具有任何明显的 粗糙度。
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