反光聚碳酸酯树脂片材和采用它的反光层压材料的制作方法

专利名称：反光聚碳酸酯树脂片材和采用它的反光层压材料的制作方法
技术领域：
本发明涉及反光聚碳酸酯树脂片材和采用它的反光层压材料。更具体地说，本发明涉及这样的反光聚碳酸酯树脂片材和采用它的反光层压材料，它们适用于液晶显示器的背面照明装置的反光板、住房和各种设施用照明器具、荧光灯，或光源零件如LED(发光二极管)、EL(电致发光元件)、等离子、激光器等。
背景技术：
一般而言，反光发泡片材(在下文中，薄膜也属于片材的范畴)包括金属板或箔/发泡塑料片材、金属沉积发泡塑料片材、发泡拉伸PET薄膜或其金属层压材料以及诸如此类。
近年来，反光发泡片材在液晶显示器中获得广泛应用且预期仍将继续增长，尤其是在液晶电视方面的应用，乃至在笔记本电脑显示器方面的一般应用方面。在液晶电视的应用中，用直接背面照明作为光源，在中等尺寸屏幕或508mm(20英寸)或更大的宽屏幕中获得高亮度和高分辨率。各种各样的材料被建议用于其反光板。
作为液晶显示器用直接背面照明的反光板采用一种由发泡PET薄膜或微孔发泡PET薄膜和铝板制成层压材料，但是从减轻重量和设计的角度目前需要一种由塑料制成的反光板。
在其它材料当中，微孔发泡PET薄膜公知为一种高反光性能发泡片材(援引的专利文献1)。
另外，还公知一种采用泡沫塑料的反光板，即一种由泡沫塑料(聚碳酸酯-聚二甲基硅氧烷共聚物)制成的反光板，其中采用聚碳酸酯树脂(PC树脂)通过树脂组合物的微孔发泡制成泡沫塑料(援引的专利文献2)。
在液晶显示器用直接背面照明中，反光板被置于靠近大量光源(冷阴极射线管)附近，因此要求反光板具有耐受光源特有波长的能力。
另外，随着近年来宽屏幕液晶显示器的发展，要求进一步提高亮度。在液晶显示器用直接背面照明中，由传统发泡PET薄膜或微孔发泡PET薄膜制成的反光板都不能提供所要求的足够高的反光性能。
由聚碳酸酯树脂泡沫塑料制成的反光板虽具有较高反光能力(＝光反射比)，但与采用微孔发泡PET薄膜制成的反光板相比，它不具备充足的耐光性。
援引的专利文献1日本专利公开号2925745。
援引的专利文献2日本专利公开的已审查申请号2003-49018。

发明内容
本发明是针对上面描述的种种问题展开的。因此，本发明的目的是提供一种具有卓越反光性能的耐光、反光制品用发泡片材以及采用它的层压材料。
本发明人为解决上述问题做了深入研究，结果发现，一种具有卓越反光性能的耐光、反光制品用发泡片材可通过将一种能阻断或吸收紫外光的耐光层结合到聚碳酸酯树脂的泡沫塑料层中，特别是到包含一种含有聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物的树脂组合物的泡沫塑料层中来获得。本发明就是基于这一发现而完成的。
综上所述，本发明提供一种反光聚碳酸酯树脂片材和采用它的反光层压材料，如下所述[1]一种反光聚碳酸酯树脂片材，它具有在聚碳酸酯树脂泡沫塑料层至少一侧的能阻断或吸水紫外光的耐光层；[2]在[1]中描述的反光聚碳酸酯树脂片材，其中聚碳酸酯泡沫塑料层包含聚碳酸酯和聚硅氧烷的共聚物；[3]在[2]中描述的反光聚碳酸酯树脂片材，其中聚碳酸酯和聚硅氧烷的共聚物是聚碳酸酯和聚二甲基硅氧烷的共聚物；[4]在[1]～[3]的任何一项中描述的反光聚碳酸酯树脂片材，其中聚碳酸酯泡沫塑料层具有等于或大于15的S/D数值，其中S(％)是泡沫塑料层断面上呈现的全部泡孔断面面积之和除以泡沫塑料的断面面积所给出的泡孔面积百分率，而D(μm)是泡孔的数均直径；[5]在[1]～[4]的任何一项中描述的反光聚碳酸酯树脂片材，其中聚碳酸酯泡沫塑料层的厚度是0.1～2mm；[6]在[1]～[5]的任何一项中描述的反光聚碳酸酯树脂片材，其中耐光层由聚丙烯酸或甲基丙烯酸树脂与一种或多种选自可聚合光稳定成分和紫外光吸收成分的成分共聚构成；[7]在[6]中描述的反光聚碳酸酯树脂片材，其中可聚合光稳定成分和紫外光吸收成分含有一种或多种化合物，选自与位阻胺相关的化合物、与苯并三唑相关的化合物和与二苯酮相关的化合物；[8]在[1]～[7]的任何一项中描述的反光聚碳酸酯树脂片材，其中耐光层的厚度是0.4～20μm；[9]在[1]～[8]的任何一项中描述的反光聚碳酸酯树脂片材，其中根据对耐光层表面的可见光范围波长的光辐射测定，光反射比是90％或更高；[10]在[1]～[9]的任何一项中描述的反光聚碳酸酯树脂片材，其中当发自高压汞灯的能量20J/cm2的紫外光辐照耐光层表面时紫外光辐照前后之间的色差(ΔE)是10或更小，且可见光反射比下降是5或更低；以及[11]一种反光层压材料，其中在[1]～[10]的任何一项中描述的反光聚碳酸酯树脂片材重叠在金属板上。
优选实施方案叙述 本发明反光聚碳酸酯树脂片材具有在聚碳酸酯泡沫塑料层上的能阻断或吸收紫外光的耐光层。
在本发明反光聚碳酸酯树脂片材中，对于构成聚碳酸酯树脂泡沫塑料层的聚碳酸酯树脂种类的选择没有限制，并且对于泡沫塑料层的生产方法亦然。然而，下面所描述的泡沫塑料层是优选的。
泡沫塑料层优选是通过令超临界气体浸渍到含聚碳酸酯型树脂的树脂组合物中并令浸渍了超临界气体的树脂组合物脱气而制备的泡沫塑料层。该泡沫塑料层优选具有等于15的S/D数值，其中S(％)是泡沫塑料层断面上呈现的全部泡孔断面面积之和除以泡沫塑料的断面面积所给出的泡孔面积百分率，而D(μm)是泡孔的数均直径。
当S/D的数值是15或更高时，可获得高反射比。特别是，当S/D数值是20或更高时，所获得到泡沫塑料层具有95.0％或更高的较高反射比Y值，其中Y值是采用可见光波长范围光源沿10°视角测定的。
每个泡孔的形状大多数情况是准椭圆形，然而每个泡孔有其自己的畸变。因此，通过摄取泡沫塑料层的断面图象，例如，泡沫塑料层的断面电子显微镜图象，输入到图象处理器中，将每个观察到的泡孔形状变换为具有相同面积的准椭圆形式，将该准椭圆的长轴定义为所观察的泡孔的直径。对所有输入到图象处理器中的图象的泡孔实施同样图象处理，于是计算出的泡孔直径的平均值便可当作泡孔的数均直径D(μm)。进而，泡孔面积百分率(％)可通过将泡沫塑料层的断面图象输入到图象处理器以便分割，计算每个泡孔的空白部分总面积并将获得的总面积除以泡沫塑料层的断面面积从而获得。
作为本发明泡沫塑料层用的聚碳酸酯，从耐焰、发泡特性等角度优选采用聚碳酸酯和聚硅氧烷的共聚物。泡沫塑料层优选是在将超临界气体浸渍到树脂组合物中后经含共聚物树脂组合物的脱气制成的泡沫塑料层。
这里，作为聚碳酸酯和聚硅氧烷的共聚物可举出其基本结构由下面具有硅氧烷单元的通式(I)代表的共聚物。
R1a·R2b·SiO(4-a-b)/2…(I)在通式(I)中，R1是具有环氧基团的一价有机基团。具体例子包括γ-环氧丙氧基丙基基团、β-(3，4-环氧环己基)乙基基团、环氧丙氧基甲基基团、环氧基团以及诸如此类。γ-环氧丙氧基丙基基团是工业上优选的。
R2是1～12个碳原子的烃基基团。烃基基团的例子包括1～12个碳原子的烷基基团，2～12个碳原子的链烯基基团、6～12个碳原子的芳基基团，和7～12个碳原子的芳烷基基团。特别优选的是苯基基团、乙烯基基团和甲基基团。
另外，a和b每一个是满足关系式0＜a＜2，0≤b＜2和0＜a+b＜2的数值。优选的是，a是0＜a≤1。这里，当含环氧基团的有机基团(R1)根本不存在(a＝0)时，则不存在与聚碳酸酯树脂的末端酚羟基基团起反应的点，因此将得不到所要求的共聚物。另一方面，当a是2或更高时，则共聚物将变成昂贵的聚硅氧烷并且在经济上变得不利。基于以上所述理由，a优选规定在0＜a≤1的范围。再者，当b是2或更高时，将得不到足够的耐热性，并且分子量变低，导致阻燃性不良。因此，b优选规定在0≤b＜2的范围。
由具有重复单元的通式(I)代表的聚硅氧烷可通过含环氧基团的硅烷，例如γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基甲基二乙氧基硅烷、β-(3，4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、β-(3，4-环氧环己基)乙基甲基二乙氧基硅烷等单独水解，或者通过上述含环氧基团的硅烷与另一种烷氧基硅烷单体的共水解来生产。共水解可按照如日本公开的待审查申请号H8(1996)-176425等所描述的公知方法实施。
作为本发明使用的聚碳酸酯和聚硅氧烷的共聚物，特别优选由聚碳酸酯和聚二甲基硅氧烷嵌段构成的共聚物。当具有所谓微孔结构的泡沫塑料由此种共聚物制备时，可轻易地获得具有高机械强度和高反光性能的泡沫塑料。作为此种聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物的例子，例如可使用日本公开的待审查专利申请号H7(1995)-258532中公开的共聚物。
作为由聚碳酸酯和聚二甲基硅氧烷嵌段构成的共聚物，优选的是，聚二甲基硅氧烷嵌段的数量介于0.5％或更高(按质量计)与10％或更低(按质量计)之间的范围，并且可溶于正己烷的级分含量是1.0％或更低(按质量计)，以共聚物质量为100％(按质量计)，并且粘均分子量介于10,000或更高与50,000或更低之间的范围。
通过将共聚物的分子量调节在上面的范围内，可获得具有良好耐热、机械强度和发泡性能的共聚物。再者，通过将可溶于正己烷的级分含量调节在1.0％或更低(按质量计)，可获得优良耐冲击性、耐焰和发泡性能。可溶于正己烷的级分指的是以正己烷为溶剂从对象共聚物中萃取出的级分。
泡沫塑料层的泡孔结构既可以是具有发泡闭孔的闭孔泡沫体，也可以是不具有发泡闭孔的开孔泡沫体。作为开孔泡沫塑料，可举出这样的泡沫体例子，其中树脂相和泡孔相各自连续成形并且它们彼此纠缠并发展成周期性结构。
在闭孔泡沫塑料的情况下，数均泡孔直径优选是10μm或更小，尤其优选5μm或更小。当数均泡孔直径是10μm或更小时，微孔结构的优点，即，保持发泡前原挺度的优点可充分地实现。还有，如此制备的泡沫塑料具有足够反射比。一般而言，闭孔泡沫塑料具有1.1倍或更高和3倍或更低的起发倍数，优选1.2倍或更高和2.5倍或更低。
在具有周期性结构的开孔泡沫塑料的情况下，从泡沫体结构和反射比考虑，一个周期的长度是5nm或更长和100μm或更短，优选10nm或更长和50μm或更短。因此，开孔泡沫塑料的起发倍数不受限制，只要保持周期性结构，但是它一般为1.1倍或更长和3倍或更短，优选1.2倍或更长和2.5倍或更短。
本发明泡沫塑料层可通过将处于超临界状态的超临界气体浸渍到含上述聚碳酸酯和聚硅氧烷的共聚物的树脂组合物中，随后令树脂组合物脱气来生产。这里，超临界状态是指表现出介乎于气态和液态之间的中间性质的状态。当气体的压力和温度超出该气体特有的给定点(临界点)时气体就达到了超临界状态，此时该气体能比液态时更强烈地渗透到树脂中并能均匀地浸渍。
任何气体都可用于浸渍，只要该气体能以其超临界状态渗透到树脂中。例如，可举出气体如二氧化碳、氮气、空气、氧气、氢气或惰性气体像氦气。特别优选的是二氧化碳和氮气。
通过令超临界气体浸渍到树脂组合物中生产闭孔泡沫塑料所使用的方法和设备一般包括对树脂组合物进行模塑的模塑步骤，和令超临界气体浸渍到树脂组合物中随后通过脱气让树脂组合物发泡的发泡步骤。有间歇发泡方法，其中模塑步骤和发泡步骤分开实施，以及连续发泡方法，其中模塑步骤和发泡步骤连续进行。例如，可采用美国专利5158986、日本公开的待审查申请号H10(1998)-230528等的说明中描述的模塑方法和生产设备。
在超临界气体是在挤出机中浸渍到树脂组合物中的注塑或挤塑发泡方法(连续发泡方法)中，通常采用趁树脂组合物在挤出机中捏合的同时将超临界气体吹入到树脂组合物中的做法。具体地说，在本发明中，该气氛中的温度优选地选择在接近玻璃化转变温度(Tg)或更高的温度，更具体地说，比玻璃化转变温度(Tg)低20℃的温度以上。通过以上面描述的方式选择温度，很容易使树脂和气体彼此均匀混合。该温度的上限可在树脂材料不受到不利影响的范围内自由选择。优选的是，该温度范围不超过玻璃化转变温度(Tg)50℃。超过这一温度，泡沫体的机械强度可能由于泡沫塑料的周期结构或泡孔尺寸的增大，或者由于树脂组合物的热降解而降低。
当气体浸渍到树脂中时重要的是，气体压力高于浸渍气体的超临界压力，优选15MPa或更高，特别优选20MPa或更高。
浸渍气体的数量根据所要求的起发倍数来确定。在本发明中，该数量一般为0.1％或更高(按质量计)和20％或更低(按质量计)，以树脂质量为基准计，优选1％或更高(按质量计)和10％或更低(按质量计)。
另外，气体的浸渍时间不受特定限制，可根据浸渍方法或树脂厚度适当选择。有这一一个关系，气体浸渍量越高，造成的周期结构越大，而气体浸渍量越低，造成的周期结构越小。
在间歇浸渍的情况下，气体浸渍时间一般为10min或更长和2天或更短，优选30min或更长和3h或更短。在注塑方法中，将气体浸渍时间设定在20s或更长和10min或更短就足够了，因为浸渍便可以较高效率进行。
浸渍了超临界气体的树脂组合物在减压下脱气获得一种泡沫塑料。当考虑该发泡过程时，使压力降低到低于浸渍气体临界压力就足够了，但是通常为了操作等的目的将该压力降低到正常压力，并且在许多情况下在减压的同时进行冷却。优选的是，在脱气期间，浸渍了超临界气体的树脂组合物被冷却到Tg±20℃范围的温度。这是因为，如果树脂组合物在此温度范围以外进行脱气，则将形成粗大泡沫体或者机械强度或挺度可能因树脂组合物结晶不足而降低，尽管均匀地发泡。
在上面描述的注塑或挤塑成形方法(连续发泡方法)中当超临界气体是在挤塑机中浸渍到树脂组合物中时，特别优选的是，将浸渍了超临界气体的树脂组合物灌注到模具中，随后抽回(set back)模具以便降低施加到浸渍了超临界气体的树脂组合物上的压力。这是因为，通过这样操作，不容易在靠近浇口处产生发泡不良，因此可获得均匀发泡的结构。
再者，即便在通过将树脂组合物的模塑制品置于充注了超临界气体的压热釜中进行气体浸渍的间歇发泡方法中，类似于上面描述的注塑或挤塑发泡方法(连续发泡方法)中采用的脱气期间的条件也适用。另外，脱气期间应在Tg±20℃范围的温度维持足够的时间。
另外，在连续抑或间歇发泡方法中，为了获得具有均匀闭合泡孔的发泡结构，优选的是，树脂组合物的冷却速率低于0.5℃/s并且冷却在玻璃化转变温度或更低的温度进行。
再者，为了获得具有均匀闭孔的发泡结构，施加在树脂组合物上的压力的降低速率优选小于20MPa/s，更优选小于15MPa/s，特别优选小于0.5MPa/s。即便以等于或大于20MPa/s的降压速率进行，但倘若不进行冷却或者以极慢的速率冷却，也往往很容易生成球形闭孔。
另一方面，为使生产出的泡沫体具有树脂相和泡孔相各自连续成形的周期结构，从而形成一种纠缠的周期结构，则优选在超临界气体浸渍到树脂组合物中以后令浸渍超临界气体的树脂组合物几乎同时地快速冷却和快速降压。采取这一操作，在气体抽出以后形成泡孔相，因此泡孔相和树脂相将发展为一种两相彼此保持纠缠的连续相。
使超临界气体浸渍到树脂中的方法和设备类似于闭孔型泡沫塑料所采用的生产方法和设备。超临界气体浸渍到树脂组合物中时所处的优选温度和压力条件也类似于闭孔型泡沫塑料生产所采用的那些。气体浸渍后的冷却以0.5℃/s或更高，优选5℃/s或更高，进一步优选10℃/s的速率进行。这里，冷却速率的上限取决于泡沫塑料的生产方法，但一般为50℃/s，在间歇发泡方法中；和1,000℃/s，在连续发泡方法中。
再者，在脱气步骤中的降压速率优选是0.5MPa/s或更高以便获得所要求的发泡结构，更优选15MPa/s或更高，特别优选20MPa/s或更高和50MPa/s或更低。当压力最终降低到50MPa或更低时，形成的开孔多孔结构维持在冻结状态。
快速冷却和降压几乎是同时进行的。另外，当浸渍了气体的树脂首先快速冷却，随后进行快速降压时却也不会产生问题，但是当快速降压是在不冷却的条件下进行时，则往往很容易在树脂中形成球形闭孔。
如上所述，任何方法，包括间歇、挤塑或注塑，都可用于由含聚碳酸酯和聚硅氧烷的共聚物的树脂组合物生产泡沫塑料层。
构成本发明反光聚碳酸酯树脂片材的耐光层具有阻断或吸收紫外光的作用。阻断或吸收紫外光的作用可通过将一种或多种选自光稳定剂和紫外光吸收剂的添加剂结合到耐光层中来实现。
光稳定剂和紫外光吸收剂适合的是有机化合物如位阻胺相关的化合物、水杨酸相关的化合物、二苯酮相关的化合物、苯并三唑相关的化合物、氧氮杂萘酮相关的化合物、氰基丙烯酸酯相关的化合物、三嗪相关的化合物、苯甲酸酯相关的化合物、N，N′-草酰二苯胺相关的化合物或有机-镍相关的化合物，或者由溶胶-凝胶方法制备的无机化合物等。
位阻胺相关的化合物的具体例子包括双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、琥珀酸二甲基-1-(2-羟乙基)-4-羟基-2，2，6，6-四甲基哌啶缩聚物、四(2，2，6，6-三甲基-4-哌啶基)-1，2，3，4-丁四羧酸酯、2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基苯甲酸酯、双-(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)-2-(3，5-二叔丁基-4-羟苄基)-2-正丁基丙二酸酯、双-(N-甲基-2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、1，1′-(1，2-乙二基)双(3，3，5，5-四甲基哌嗪酮)以及诸如此类。
水杨酸相关的化合物的具体例子包括对叔丁基苯基的水杨酸酯、对辛基苯基的水杨酸酯以及诸如此类。
二苯酮相关的化合物的具体例子包括2-羟基-4-正辛氧基二苯酮、2-羟基-4-甲氧基二苯酮、2-羟基-4-乙氧基二苯酮、2，4-二羟基二苯酮、2-羟基-4-甲氧基-5-磺基二苯酮、2，2′，4，4′-四羟基二苯酮、2，2′-二羟基-4-甲氧基二苯酮、2，2′-二羟基-4，4′-二甲氧基二苯酮、双(2-甲氧基-4-羟基-5-苯甲酰苯基)甲烷等。
苯并三唑相关的化合物的具体例子包括2-(2′-羟基-5′-甲基苯基)苯并三唑、2-(2′-羟基-5′-叔丁基苯基)苯并三唑、2-(2′-羟基-3′，5′-二叔丁基苯基)苯并三唑、2-(2′-羟基-3′-叔丁基-5′-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑、2-(2’-羟基-3′，5′-二叔丁基苯基)-5-氯代苯并三唑、2-(2’-羟基-5′-叔辛基苯酚)苯并三唑、2-(2’-羟基-3′，5′-二叔戊基苯基)苯并三唑、2，2′-亚甲基双[4-(1，1，3，3-四甲基丁基)-6-(2H-苯并三唑-2-基)苯酚]、2-(2′-羟基-5′-甲基丙烯酰氧基苯基)-2H-苯并三唑、2-[2′-羟基-3′-(3″，4″，5″，6″-四氢邻苯二甲酰亚氨基甲基)-5′-甲基苯基]苯并三唑、2-(2’-羟基-5-丙烯酰氧基乙基苯基)-2H-苯并三唑、2-(2’-羟基-5-甲基丙烯酰氧基乙基苯基)-2H-苯并三唑、2-(2′-羟基-3′-叔丁基-5’-丙烯酰基乙基苯基)-5-氯代-2H-苯并三唑等。
氰基丙烯酸酯相关的化合物的具体例子包括2-乙基-2-氰基-3，3-二苯基丙烯酸酯、2-乙基己基-2-氰基-3，3-二苯基丙烯酸酯、1，3-双-[2′-氰基-3，3′-二苯基丙烯酰氧基]-2，2-双-[(2-氰基-3′，3′-二苯基丙烯酰基)氧基]甲基丙烷等。
三嗪相关的化合物的具体例子包括2-(4，6-二苯基-1，3，5-三嗪-2-基)-5-(己基)氧基苯酚、2-(4，6-双-2，4-二甲基苯基-1，3，5-三嗪-2-基)-5-(己基)氧基苯酚等。
苯甲酸酯相关的化合物的具体例子包括2，4-二叔丁基苯基-3′，5′-二叔丁基-4′-羟基苯甲酸酯、间苯二酚的一苯甲酸酯、邻苯甲酰基苯甲酸甲酯等。N，N′-草酰二苯胺(oxyanilide)相关的化合物的具体例子包括2-乙氧基-2’-乙基草酸二苯胺等，而有机镍相关的化合物的具体例子包括双(辛基苯基)硫醚合镍、[2，2′-硫代双(4-叔辛基苯酚)]-正丁基胺镍盐、镍络合-3，5-二叔丁基-4-羟苄基-磷酸一乙醇盐、二丁基二硫代氨基甲酸镍等。
氧氮杂萘酮相关的化合物的具体例子包括2，2′-(1，4-亚苯基)双[4H-3，1-氧氮杂萘-4-酮]等。
丙二酸酯相关的化合物的具体例子包括丙二酸[(4-甲氧基苯基)亚甲基]二甲酯等。
在这些化合物当中，位阻胺相关的化合物、二苯酮相关的化合物和苯并三唑相关的化合物是优选的。
在本发明中，优选使用其它树脂成分，恰当的话，通过与光稳定剂和/或紫外光吸收剂进行混合，以促进含该光稳定剂和/或紫外光吸收剂的耐光层的成形。就是说，一种通过将树脂成分与光稳定剂和/或紫外光吸收剂溶解在溶剂中制备的混合溶液、一种通过将树脂成分与光稳定剂和/或紫外光吸收剂二者之一溶解，并将其它成分分散所制备的液体，或者一种通过首先分别溶解或分散树脂成分和光稳定剂和/或紫外光吸收剂的每一种到溶剂中随后将获得的溶液或分散体混合所制备的混合溶液，优选地作为涂布液使用。作为溶剂，根据需要使用一种或多种选自水和有机溶剂的溶剂。也优选的是，用原封的光稳定剂成分和/或紫外光吸收剂成分与树脂成分的共聚物直接作为涂布液。
树脂成分究竟是与光稳定剂和/或紫外光吸收剂成分掺混抑或共聚，不受特定限制。树脂成分的例子包括聚酯、聚氨酯、聚丙烯酸类、聚甲基丙烯酸类、聚酰胺、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚苯乙烯、聚醋酸乙烯、氟聚合物和其它树脂。这些树脂可单独也可由2或更多种组合起来使用。在本发明中，在上面描述的树脂当中，丙烯酸和甲基丙烯酸树脂是优选的。
在本发明中，优选使用丙烯酸或甲基丙烯酸树脂与光稳定剂成分和/或紫外光吸收剂的共聚物作为耐光层。当实施共聚时，优选令可聚合光稳定剂成分和/或紫外光吸收剂成分与丙烯酸或甲基丙烯酸单体成分进行共聚。
作为可聚合光稳定剂成分和紫外光吸收剂成分，优选使用一种或多种选自位阻胺、苯并三唑或二苯酮相关的化合物的化合物。任何可聚合光稳定剂成分和紫外光吸收剂成分都可使用，只要在其主链中具有位阻胺、苯并三唑或二苯酮和可聚合不饱和键。它们通常是侧链上具有由这些化合物衍生的光稳定或紫外光吸收官能团的丙烯酸或甲基丙烯酸单体化合物。
可聚合位阻胺相关的化合物的具体例子包括双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基-5-丙烯酰基氧基乙基苯基)癸二酸酯、琥珀酸二甲基-1-(2-羟乙基)-4-羟基-2，2，6，6-四甲基-5-丙烯酰基氧基乙基苯基哌啶缩聚物、双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基-5-甲基丙烯酰基氧基乙基苯基)癸二酸酯、琥珀酸二甲基-1-(2-羟乙基)-4-羟基-2，2，6，6-四甲基-5-甲基丙烯酰基氧基乙基苯基哌啶缩聚物、双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基-5-丙烯酰基乙基苯基)癸二酸酯、琥珀酸二甲基-1-(2-羟乙基)-4-羟基-2，2，6，6-四甲基-5-丙烯酰基乙基苯基哌啶缩聚物等。
可聚合苯并三唑相关的化合物的具体例子包括2-(2′-羟基-5-丙烯酰基氧基乙基苯基)-2H-苯并三唑、2-(2′-羟基-5-甲基丙烯酰基氧基乙基苯基)-2H-苯并三唑、2-(2′-羟基-3′-叔丁基-5’-丙烯酰基乙基苯基)-5-氯代-2H-苯并三唑等。
可聚合二苯酮相关的化合物的具体例子包括2-羟基-4-甲氧基-5-丙烯酰基氧基乙基苯基二苯酮、2，2′-4，4′-四羟基-5-丙烯酰基氧基乙基苯基二苯酮、2，2′-二羟基-4-甲氧基-5-丙烯酰基氧基乙基苯基二苯酮、2，2′-二羟基-4，4′-二甲氧基-5-丙烯酰基氧基乙基苯基二苯酮、2-羟基-4-甲氧基-5-甲基丙烯酰基氧基乙基苯基二苯酮、2，2′-4，4′-四羟基-5-甲基丙烯酰基氧基乙基苯基二苯酮、2，2′-二羟基-4-甲氧基-5-丙烯酰基乙基苯基二苯酮、2，2′-二羟基-4，4′-二甲氧基-5-丙烯酰基乙基苯基二苯酮等。
丙烯酸或甲基丙烯酸单体成分或其与上面描述的可聚合光稳定剂成分和/或紫外光吸收剂共聚的低聚物成分的具体例子包括丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸烷基酯(烷基基团包括甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、2-乙基己基、月桂基、十八烷基、环己基等)，以及具有交联官能团的单体(例如，具有羧基、羟甲基、酸酐、磺酸、酰胺基、羟甲基化的酰胺基、氨基、羟烷基化的氨基、羟基、环氧等的单体)。另外，上面描述的可聚合光稳定剂成分和/或紫外光吸收剂可与丙烯腈、甲基丙烯腈、苯乙烯、丁基乙烯基醚、马来酸、衣康酸或其二烷基酯、甲基乙烯基甲酮、氯乙烯、偏二氯乙烯、醋酸乙烯、乙烯基吡啶、乙烯基吡咯烷酮、具有乙烯基基团的烷氧基硅烷，或者不饱和聚酯进行共聚。
这些可聚合光稳定剂和/或紫外光吸收剂成分以及共聚单体参与共聚反应的百分率不受特定限制，但可聚合光稳定剂和/或紫外光吸收剂成分的百分率优选为10％或更高(按质量计)，更优选20％或更高(按质量计)，进一步优选35％或更高(按质量计)。通过可聚合光稳定剂和/或紫外光吸收剂成分，而不使用上面描述的单体，进行共聚所制备的聚合物也可使用。该聚合物的分子量不受特定限制，但一般为5,000或更高，优选10,000或更高，从获得的涂层的韧性考虑，更优选20,000或更高。此种聚合物以能溶解在有机溶剂、水或有机溶剂与水的混合溶液中的状态使用。除了上面描述的共聚物之外，市售供应的混杂型光稳定剂聚合物也可使用。另外，“UWR”(商品名，由NIPPON SHOKUBAI公司制造)，含有丙烯酸单体、光稳定剂和紫外光吸收剂作为活性成分的共聚物，“HC-935UE”(商品名，由IPPOSHA OIL INDUSTRIES公司制造)，包含丙烯酸单体与紫外光吸收剂作为活性成分的共聚物，等等，也可使用。
在本发明中，只要耐光层的反光和耐光性能不受损害，添加剂如无机/有机颗粒、荧光增白剂或抗静电剂，皆可加入到耐光层中。作为荧光增白剂，市售供应的产品，例如，“UVITEX”(商品名，由汽巴特殊化学品公司制造)，“OB-1”(商品名，由伊士曼化学公司制造)，“TBO”(商品名，由SUMITOMO SEIKA化学公司制造)，“KAYCOLL”(商品名，由NIPPON SODA公司制造)，“KAYALIGHT”(商品名，由NIPPON KAYAKU公司制造)，“LEUCOPHOR EGM”(商品名，由CLARIANT(日本)公司制造)等皆可使用。加入到耐光层中的荧光增白剂的数量优选介于0.01～2％(按质量计)，更优选0.03～1.5％(按质量计)，进一步优选0.05～1％(按质量计)，从效力、防泛黄、耐久性等考虑。作为抗静电剂，可使用磺酸磷盐等。
在本发明中，作为在聚碳酸酯树脂泡沫塑料层上成形耐光层的方法可采用这样的方法，其中耐光剂的溶液借助直接凹印辊涂、雾化或喷涂涂布至优选0.4～20μm的厚度，随后所形成的涂层在约80～约120℃的热空气烘箱内进行干燥。
在其它方法中，耐光层可采用上面描述的方法预先成形在透明PC或PMMA膜上，随后所形成的薄膜借助在发泡片材模塑时的加热被重叠上去。优选的是，一种可剥离保护片材如PET薄膜，可重叠到该薄膜的耐光层上，以防止耐光层直接接触压辊。
本发明反光聚碳酸酯树脂片材可直接用于反光板。该反光聚碳酸酯树脂片材可重叠到金属板上，也可用作反光板。模塑制品的形状可根据光源的形状、数目或特性酌情选择。作为液晶显示器直接背面照明系统使用的反光板，可举出日本公开的待审查专利申请号2000-260213、2000-356959、2001-297613和2002-32029建议的形状。对于层压方法没有特定限制，但可采用环氧或丙烯酸类胶粘剂将反光聚碳酸酯树脂片材粘结或粘附到金属板上。
本发明反光聚碳酸酯树脂片材采用上面描述的方法制取，其至少一个层具有聚碳酸酯树脂泡沫塑料层，具有等于或大于V-2级的阻燃性，一般在按照UL94的垂直火焰试验中以0.4mm的厚度评估，以及热成形性。
本发明反光聚碳酸酯树脂片材中的泡沫塑料层厚度介于约0.1～2mm，优选0.2～1mm，更优选0.2～0.5mm。当泡沫塑料层的厚度等于或大于0.1mm时，即使在宽屏幕反光板中，都没有不匀厚度的制约，也不会产生反光的平面不规则性。再者，当泡沫塑料层的厚度等于或小于2mm时，在板的一侧表面与板内部，以及反面的表面之间不容易产生温度差。结果，可获得一种具有均一反光性能的热模塑制品。
本发明的反光聚碳酸酯树脂片材的光反射比，通过以可见光波长范围的光照射耐光层的表面测定，等于或大于90％，更优选等于或大于97％，进一步优选等于或大于99％。此种光反射比可通过调节泡孔的数均直径达到。
为此，泡孔的数均直径优选规定在10μm或更低，更优选5μm或更低，进一步优选2μm或更低，特别优选1μm或更低。闭孔泡沫塑料的起发倍数优选等于或大于1.1倍并等于或小于3倍，优选等于或大于1.2倍并等于或小于2.5倍。
本发明反光聚碳酸酯树脂片材具有优异耐光性能，其紫外光辐照前后之间的色差(ΔE)等于或小于10，当来自高压汞灯的紫外光以20J/cm2的能量辐照耐光层表面时，并且其可见光反射比下降值等于或小于5％。
本发明反光聚碳酸酯树脂片材的透光率一般小于6％，优选小于3％，更优选小于1％。此种光阻断性能可通过调节泡沫塑料层的起发倍数和泡沫塑料层的厚度以及良好的表面状态来获得。
对于要求反光的给定用途，足够的亮度可在光反射比等于或大于90％和透光率小于6％的条件下获得。
如上所述，本发明反光聚碳酸酯树脂片材在按照UL94的垂直火焰试验中在相当于0.4mm的厚度下具有V-2级阻燃性，因此作为光箱它可提高阻燃性。
另外，本发明反光聚碳酸酯树脂片材具有热成形性，因此可以根据光源类型或数目较容易地制成设计的形状并且可获得具有均匀和高亮度的光箱。
下面将结合以下实例进一步详细说明本发明，但要知道本发明从任何意义上都不限于这些实例。
另外，对于每个实例或对比例而言，该反光聚碳酸酯树脂片材的评估是通过以能量为20J/cm2的高压汞灯发出的光辐照反光泡沫塑料片材表面，并以分光光度计(MACBETH公司，型号LCM2020PLUS)测定反射比(Y-值)和可见光辐照前后的色差(ΔE)来实施的。
(1)耐光性能耐光性能是这样评估的以未辐照的样品作为参照标准，用F光源沿10°的视角测定色差(ΔE)。
(2)光反射比在400～700nm范围的光反射比(SCI)，包括镜面反射比，是通过用D65光源(可见光波长范围)沿10°的视角测定Y-值获得的。这里，SCI是通过测定包括试样的表面光泽(镜面反射比)的光反射比获得的。
生产实例1[PC低聚物的生产]在400L5wt％氢氧化钠水溶液中溶解60kg双酚A，结果获得双酚A的氢氧化钠水溶液。接着，保持在室温的该双酚A的氢氧化钠水溶液以138L/h的流率，以及二氯甲烷以69L/h的流率经过孔板引入到内径10mm、长度10m的管式反应器中，另外，光气以并流方式以10.7kg/h的流率引入。它们连续反应3h。所用管式反应器具有套管结构，其中冷却水经夹套流过以保持25℃的反应溶液排出温度。排出溶液的pH值调节在10～11。
让获得的反应溶液静置以分层，并除掉水相，然后收集形成的二氯甲烷相(220L)以获得PC低聚物(317g/L浓度)。如此获得的PC低聚物的聚合度介于2～4并且氯仿浓度为0.7N。
生产实例2[反应性PDMS的生产]通过1483g八甲基环四硅氧烷、96g1，1，3，3-四甲基二硅氧烷和35g86wt％硫酸的混合制取的溶液在室温下搅拌17h。分离出油相之后，向其中加入25g碳酸氢钠，获得的混合物随后搅拌1h。反应混合物过滤后，滤液在150℃和3torr(400Pa)下减压蒸馏，于是除掉油水相沸点组分后获得一种油状产物。
在90℃下，向60g2-烯丙基酚和0.0014g铂的氯化物-乙醇盐形式的铂的混合物中加入294g上面获得油状产物。混合物维持在90～115℃并搅拌3h。得到的产物以二氯甲烷萃取，以80wt％甲醇水溶液洗涤3次以除掉多余2-烯丙基酚。产物以无水硫酸钠干燥，残留的溶剂在真空下最高至115℃蒸馏出去。生成的具有末端酚基团的反应性PDMS(聚二甲基硅氧烷)接受NMR(核磁共振)测定，结果发现二甲基硅氧烷单元的重复数目是30。
生产实例3[PC-PDMS共聚物的生产]138g在生产实例2中获得的反应性PDMS溶解在2L二氯甲烷中，并向其中加入10L在生产实例1中获得的PC低聚物。向形成的混合物中加入通过将26g氢氧化钠溶解在1L水和5.7mL三乙胺中制备的溶液。得到的反应混合物在500rpm下搅拌并在室温反应1h。
反应后，向反应混合物中加入通过将600g双酚A溶解在5L5.2wt％氢氧化钠水溶液、8L二氯甲烷和96g对叔丁基酚中制备的溶液，然后形成的混合物在室温、维持以500rpm搅拌条件下反应2h。
反应后，向反应混合物中加入5L二氯甲烷。进而，反应混合物随后分别以5L水、5L 0.03mol/L氢氧化钠水溶液、5L 0.2mol/L盐酸并再用5L水洗涤2次。最后，移出二氯甲烷后获得PC-PDMS共聚物的片状产物。制成的PC-PDMS共聚物在120℃、真空下干燥24h。粘均分子量(Mv)是17,000，PDMS含量是3.0wt％。
在上面的生产实例3中，粘均分子量(Mv)和PDMS含量按照下面的方法获得(1)粘均分子量(Mv)采用乌氏粘度计，在20℃测定二氯甲烷溶液的粘度。根据该粘度获得极限粘度[η]，于是Mv利用下式计算。
＝1.23×10-5Mv0.83(2)PDMS含量PDMS含量是基于峰值密度比得到的，而后者则是，在1H-NMR测定中，利用双酚A的异丙基的甲基基团在1.7ppm出现的峰值和二甲基硅氧烷的甲基基团在0.2ppm出现的峰值评估的。
生产实例4[PC-PDMS共聚物薄膜的生产][预发泡的薄膜的生产]在生产实例3中获得的PC-PDMS共聚物用直径35mm的双轴捏合挤塑机在280℃的捏合温度、300rpm的螺杆转速下捏合制成粒料。获得的粒料利用压塑机在280℃压制温度和10MPa表压下压制成150mm2×250μmPC-PDMS共聚物薄膜。
上面描述的PC-PDMS共聚物薄膜被置于压热釜(180mm直径×150mm)中，这是一种超临界发泡设备(一种由配备脱气阀的压热釜通过液体喂入泵连接二氧化碳气气缸所组成的设备)，然后向压热釜中引入超临界状态二氧化碳，后者是通过在室温下提高压力获得的。在维持室温的同时压力升高到最高15MPa，随后将压热釜置于140℃的油浴中达1h；随后打开脱气阀，以便在约7s内使压力下降到常压，与此同时，压热釜通过浸泡在25℃的水浴中而冷却，结果获得150mm2×300μm发泡薄膜。
该发泡薄膜具有(1)泡孔分布均匀性，(2)0.8μm的泡孔数均直径(D)，和(3)57.1的S/D值(S/D＝泡孔面积百分率/泡孔数均直径)。
上面描述的泡孔所采用的评估方法如下(1)泡孔均匀性泡孔均匀性通过肉眼观察发泡薄膜的SEM照片来评估。
(2)泡孔的数均直径(D)发泡薄膜的断面图象利用N.I.H.image ver 1.57(商品名)进行图象加工处理。将实际泡孔形状变换为具有与实际泡孔相同面积的椭圆，并且将椭圆的长轴用作实际泡孔的直径。
(3)S/D(泡孔面积百分率/泡孔数均直径)泡孔面积百分率S(％)按照下面的程序获得将示踪纸盖在SEM照片上，跟踪在SEM照片中透过示踪纸看到的泡孔，将跟踪到的图象用图象处理器进行处理以便分割，从而获得每个泡孔空白部分的总面积，在与SEM照片相同比例尺之下获得发泡薄膜的断面面积，即，发泡薄膜的断面面积可通过将SEM照片图象测得的垂直尺寸乘上横向尺寸而得到，于是所获得的发泡薄膜断面上出现的全部泡孔总面积除以发泡薄膜的断面面积给出的数值便作为泡孔面积的百分率S。由此，得到S/D，它是S对泡孔的数均直径D的比值。
实例1通过将光稳定剂“HC-935UE”(商品名，IPPOSHA OIL工业公司制造)以乙基溶纤剂稀释到30wt％固体含量制备的溶液，采用凹印辊涂布到在生产实例4中获得的300μm厚发泡薄膜的反光面上，而形成5μm厚耐光层。涂层在120℃的热风烘箱中干燥5min。该反光聚碳酸酯树脂片材具有良好热成形性。热模塑制品(反光聚碳酸酯树脂片材)的评估结果载于表1，其中包括耐光性能(ΔE)和光辐照前后的光反射比(Y-值)。
实例2
按照与实例1相同的方式，只是采用“UWR UV-G301”(商品名，NIPPON SHOKUBAI公司制造)作为耐光层，获得一种反光发泡片材。该反光发泡片材具有良好热成形性。最终热模塑制品(反光聚碳酸酯树脂片材)的评估结果载于表1。
实例3按照与实例1中描述的相同方式，只是耐光层厚度是10μm，获得一种反光发泡片材。该反光发泡片材具有良好热成形性。最终热模塑制品(反光聚碳酸酯树脂片材)的评估结果载于表1。
实例4在尺寸与实例1中获得的反光发泡片材相同的薄铝板(0.2mm厚；JIS H4000A3004P)一面，施涂通过将双酚型环氧树脂(分子量380并且环氧当量18～200)溶解在三氯乙烯中制备的溶液，以便形成1μm的涂层厚度。随后，薄铝板的环氧涂层侧在350℃下接受热处理，结果获得热-改性的涂层膜。在薄铝板的热-改性涂层膜上，通过在125℃重叠，层压上实例1中所制备的带耐光层的发泡片材，从而得到一种层合物，其中使耐光层露在表面侧。对所获层合物的评估结果载于表1。
对比例1对在生产实例4中获得的300μm厚发泡薄膜(未成形耐光层)的性质进行评估。该发泡薄膜具有良好热成形性。评估结果载于表1。
表1

工业应用 本发明反光聚碳酸酯树脂片材具有高耐光性，同时保持其优异反射特性。例如，当以来自对应于冷阴极射线管波长的紫外光源的20J/cm2能量的光照射时，照射前后之间的色差(ΔE)等于或小于10，并且可见光反光比下降数值等于或小于5％。
另外，本发明反光聚碳酸酯树脂片材能热成形，而这是采用传统PC发泡片材(薄膜)用的硬涂层难以达到的。
再者，本发明反光聚碳酸酯树脂片材具有热成形性，因此可以根据光源类型或数目较容易制成设计的形状并且可获得具有均匀和高亮度的光箱。
权利要求
1.一种反光聚碳酸酯树脂片材，具有在聚碳酸酯树脂泡沫塑料层至少一侧、能阻断或吸收紫外光的耐光层。
2.权利要求1的反光聚碳酸酯树脂片材，其中聚碳酸酯泡沫塑料层包含聚碳酸酯和聚硅氧烷的共聚物。
3.权利要求2的反光聚碳酸酯树脂片材，其中聚碳酸酯和聚硅氧烷的共聚物是聚碳酸酯和聚二甲基硅氧烷的共聚物。
4.权利要求1～3中任何一项的反光聚碳酸酯树脂片材，其中聚碳酸酯树脂泡沫塑料层的S/D值等于或大于15，其中S(％)是在泡沫塑料层断面上出现的所有泡孔的断面面积之和除以泡沫塑料的断面面积给出的泡孔面积百分率，D(μm)是泡孔的数均直径。
5.权利要求1～4中任何一项的反光聚碳酸酯树脂片材，其中聚碳酸酯树脂泡沫塑料层的厚度是0.1～2mm。
6.权利要求1～5中任何一项的反光聚碳酸酯树脂片材，其中耐光层由丙烯酸或甲基丙烯酸树脂与一种或多种选自可聚合光稳定成分和紫外光吸收成分的成分共聚构成。
7.权利要求6的反光聚碳酸酯树脂片材，其中可聚合光稳定成分和紫外光吸收成分含有一种或多种化合物，选自与位阻胺相关的化合物、与苯并三唑相关的化合物和与二苯酮相关的化合物。
8.权利要求1～7中任何一项的反光聚碳酸酯树脂片材，其中耐光层的厚度是0.4～20μm。
9.权利要求1～8中任何一项的反光聚碳酸酯树脂片材，其中根据对耐光层表面的可见光范围波长的光辐射测定，光反射比是90％或更高。
10.权利要求1～9中任何一项的反光聚碳酸酯树脂片材，其中当发自高压汞灯的能量20J/cm2的紫外光辐照耐光层表面时紫外光辐照前后之间的色差(ΔE)是10或更小，且可见光反射比下降是5或更低。
11.一种反光层压材料，其中权利要求1～10中任何一项的反光聚碳酸酯树脂片材重叠在金属板上。
全文摘要
一种反光聚碳酸酯树脂片材的特征在于在聚碳酸酯树脂泡沫塑料层至少一侧备有能阻断或吸收紫外光的耐光层。通过将此种反光聚碳酸酯树脂片材重叠到金属板上获得一种反光层压材料。该反光聚碳酸酯树脂片材具有高耐光性，同时保持其优异的反射特性。
文档编号C08J9/00GK1860027SQ20048002861
公开日2006年11月8日 申请日期2004年10月5日 优先权日2003年10月8日
发明者川东宏至, 木暮真巳, 舟木圭介, 堀尾庆彦 申请人:出光兴产株式会社