CN101065689A - 具有红外反射作用的半透明紫外透过性板 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及含有红外反射性颜料的无紫外吸收剂的晒黑辅助物。
Description
技术领域
本发明涉及含有红外反射性颜料的无紫外吸收剂的晒黑辅助物(hilfen)。
背景技术
为将皮肤晒黑，通常使用防晒霜和类似物作为晒黑辅助物，以保护皮肤免受紫外辐射的伤害。这些辅助物的缺点在于这类乳霜可能在敏感人群中引起过敏反应。此外，这些物质中许多是不防水的。它们在游泳时脱掉，然后又不再重新涂抹。这种疏忽可能容易对皮肤造成伤害。
还已知借助嵌装入的紫外辐射源导致将皮肤晒黑的装置。在这方面，还已知由PMMA构成的用于日光浴应用的躺卧装置，其包含大量紫外稳定剂或紫外吸收剂，以保护塑料以免受紫外辐射引起的降解。但是，由这些不可能用日光实现晒黑。这些装置的缺点是紫外辐射源的高能量消耗。这些设备系统也不预计在户外操作，使得晒黑过程被认为是乏味的。
JP 05078544描述了包含涂覆的云母的反射热辐射的甲基丙烯酸系板材。云母涂覆有二氧化钛。这样配备的板材例如用于调节温室中的温度。
EP-A 0 548 822描述了具有防晒作用和隔热作用的透光的红外反射性型体，例如板材、夹芯板或天窗，其具有在可见光区的透射率T为45至75％(日光(标准光类型D65)的透光度τD65)，总能量透过度g为30至60％且比率T/g或τD65/g＞1.15(根据DIN 67 507)，其可以通过共挤出或涂覆(例如上漆)或通过逆向辊涂覆由硬质无定形底材和具有含量为20至40重量％的红外反射性粒子的透光涂层材料制成，该底材由透光塑料构成，该红外反射性粒子由在薄片状载体颜料上的厚度为60至120纳米的二氧化钛层构成。在此，红外反射性粒子存在于厚度为5至40微米、粘附到底材上的、由不溶于水的透明粘结剂构成的涂层中，并与表面平行地定向。在实施例中使用金红石型TiO2颜料。对于共挤出推荐选择具有的熔体粘度低于底材的用于红外反射性层的粘结剂。为了避免颜料破碎，使用具有紧密啮合的反向旋转的螺杆的双螺杆挤出机，并将颜料直接引入到熔体中。
根据EP-A 0 548 822的具有共挤出的红外反射性装备的由聚甲基丙烯酸甲酯构成的多层夹芯板是市售产品的例子。具有相应红外反射装备的由聚碳酸酯构成的多层夹芯板也是已知的，在此为了改进的耐候性，在共挤出的颜料层上还存在另一包含紫外吸收剂的共挤出层。
DE 196 18 569 A1描述了由透明载体材料构成的多层干涉颜料，所述载体材料已经涂有交替的具有低和高折射率的金属氧化物层，其中折射率差为至少0.1。例如，以该方式可为云母薄片提供由TiO2/SiO2/TiO2构成的交替层。如在DE 196 18 569 A1中所述的颜料适用于将农用薄膜，例如温室的农用薄膜着色，从而保持远离太阳的红外辐射并由此防止过度加热。
DE 25 44 245描述了由含有与表面平行定向的反射光的粒子的聚甲基丙烯酸甲酯构成的片材的用途。此处使用的颜料粒子在红外区引起选择性反射，其可以从大于1的选择性参数表征。作为红外反射性颜料提及TiO2、碳酸铅和氯氧化铋。以大约120微米的层厚度沉积在云母薄片上的锐钛矿型TiO2颜料的使用被强调为是特别有利的。
粒子以0.01至1重量％的浓度分散在经部分聚合的甲基丙烯酸甲酯中。然后使悬浮液在玻璃板之间的隔槽(Kammer)中完全聚合以产生聚甲基丙烯酸甲酯。如果此处的隔槽水平放置，则存在的颜料-云母粒子在下沉时越来越平行于片材表面定向，使得在完全聚合的片材中产生所需的红外反射效果。如果在聚合中的材料仍处于凝胶状态期间另外使该隔槽的玻璃板彼此相对地进行几次圆周运动，就可以进一步改进红外反射性粒子的这种平行定向。
此外，DE 25 44 245还提及在模塑组合物中引入红外反射性颜料的可能方案。颜料意于在通过压延、挤出或注塑进行加工的过程中与表面基本平行地定向。
但是，已经发现表明，按这种方式不能实现与EP-A 0 548 822相应的效果。在例如由其中均匀分布有红外反射性颜料的挤出的模塑组合物构成的塑料型体中，粒子定向不如在共挤出或涂漆的单独层中那样好。此处问题还普遍好像是相应的粒子具有非常高的易破碎性。不太好的与表面平行的定向以及相对较高的破碎比例结合通常导致不令人满意的结果。
这特别适用于具有偏离简单板材形状的相对复杂几何结构的塑料型体的情况，在其制备中在挤出过程中出现不同的熔体流动方向和剪切力，它们迫使颜料粒子采取各种不同的定向并因此还使它们承受总体上较高的机械负荷。JP-OS 08-53555和JP-OS 08-52335描述了包含红外反射性颜料的抗冲改性丙烯酸系塑料的挤出和共挤出。由于这两种组分在干燥条件下混合，所以高比例的颜料破碎是不可避免的。这导致，与颜料用量相比红外反射效率可能不是最佳的，因为颜料碎片降低了透射率，而仅很差地反射或甚至不反射红外波。
DE 10122315描述了完全或至少部分地由包含红外反射性颜料的抗冲热塑性塑料构成的透光的红外反射性塑料型体。抗冲塑料的缺点在于它们不是气候老化稳定性的。因此必须向用于户外应用的抗冲塑料提供紫外吸收剂。
发明内容
考虑到本文所述的现有技术，本发明的目的是提供晒黑辅助物，借助其可以在皮肤不接触防晒霜的情况下借助阳光实现皮肤自然晒黑。
本发明目的通过半透明晒黑辅助物实现，其特征在于，该晒黑辅助物包括含有气候老化稳定性的红外反射性类型的珠光颜料的无紫外吸收剂的聚甲基丙烯酸甲酯模制品。
对于本发明，术语“晒黑辅助物”是包括至少一个可置于阳光与要晒黑的皮肤区域之间的聚甲基丙烯酸甲酯模制品的装置。因此，特别地，它可以是透明屋顶，优选为建筑物的屋顶，或伞，其例如经不动地安装。此外，合适的晒黑辅助物是可例如安装在船上，特别是安装在脚踏船、电动船和类似物上的屋顶。在日光浴室构造或温室构造中的应用是可能的。它还可以是根据聚甲基丙烯酸甲酯模制品的厚度而定在其尺寸方面是固定的或其也可折叠在一起的可运输伞。
已经令人惊奇地发现，通过添加气候老化稳定性的红外反射性珠光颜料，可以不添加紫外吸收剂和红外吸收剂。结果是，例如，对该材料和位于该材料后方的空间的加热减少，因为红外辐射被反射且没有被吸收。
优选使用气候老化稳定性的红外反射性类型的珠光颜料。这些特别优选选自IRIODINE类，特别是IRIODIN870和IRIODIN875。
本发明的半透明晒黑辅助物是气候老化稳定性的。可放弃使用紫外吸收剂。因此，紫外光可以透射。同时，通过这些颜料的使用，红外光被反射。这种组合的结果是导致可以在舒适的温度下通过紫外辐射晒黑皮肤，因为红外辐射的反射保护位于晒黑辅助物后方的空间免受剧烈加热。
本发明的晒黑辅助物包括聚甲基丙烯酸甲酯模制品。聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)本身是本领域已知的。聚甲基丙烯酸甲酯模制品优选包含至少30重量％的聚甲基丙烯酸甲酯，基于聚甲基丙烯酸甲酯模制品的重量。
聚甲基丙烯酸甲酯通常通过包含甲基丙烯酸甲酯的混合物的自由基聚合获得。为制备聚甲基丙烯酸甲酯，这些混合物此外还可包含可与甲基丙烯酸甲酯共聚的其它(甲基)丙烯酸酯。术语“(甲基)丙烯酸酯”包括甲基丙烯酸酯和丙烯酸酯以及两者的混合物。
聚甲基丙烯酸甲酯模制品还可以包含其它聚合物，优选与PMMA相容的那些，以改进性能。其中尤其包括聚丙烯腈、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯二醇、聚醚、聚酯、聚碳酸酯和聚氯乙烯。这些聚合物可以单独或以混合物形式使用，在此还使用可衍生自上述聚合物的共聚物。
聚甲基丙烯酸甲酯模制品可以通过热塑性成型法，例如注塑或挤出而进一步加工。也可以使用隔槽铸塑法得到相应的聚合物混合物。
通过首先制备红外反射性粒子与低粘性热塑性塑料的预混物而经由模塑组合物的挤出进行加工。将0.25至25重量％的红外反射性颜料与低粘性热塑性塑料，优选聚甲基丙烯酸甲酯的熔体在双螺杆挤出机，优选同向旋转双螺杆挤出机的不加压的非剪切区域中，在至少280℃，优选290℃至320℃的温度下混合，并将材料挤出和转化为粒料形式。然后在挤出机中将粒料直接或以熔体形式，与聚甲基丙烯酸甲酯的粒料混合，如果适当，还与添加剂和/或与PMMA相容性的塑料混合，并将塑料混合物以所需形状挤出或与另一热塑性塑料的熔体一起共挤出。挤出物冷却后，得到所需塑料型体，如果适当，其可以通过常见的变形法进一步加工。
已经发现，如果将红外反射性粒子与低粘性热塑性塑料的熔体在双螺杆挤出机的不加压的非剪切区域中在至少280℃的温度下混合，则粒料形式的颜料更好地被保护以免破碎。
如果由预混制备粒料，其通过在至少50℃，优选在60至90℃的温度或表面温度下切碎(Abschlag)挤出物而获得，则可以进一步降低红外反射性颜料的破碎比例。在这一温度范围内，粒料明显还具有一定的软度，其使切碎过程中的颜料破碎保持低的程度。
聚甲基丙烯酸甲酯模制品还可以包含其它已知的添加剂，但在此对其量受限于本发明的晒黑辅助物的预期用途。其中尤其包括抗静电剂、抗氧化剂、脱模剂、阻燃剂、润滑剂、染料、流动改进剂、填料、光稳定剂，和有机含磷化合物，例如亚磷酸酯或膦酸酯，气候老化稳定剂和增塑剂。优选的添加剂包括以0.01重量％的浓度溶于甲基丙烯酸甲酯时在350纳米表现出至少30％的透射率的染料。这样的染料本身是已知的，并可以例如以商品名Makrolex蓝RR、Makrolex紫B、Makrolex紫3R、Makrolex绿5B、Makrolex绿G获自Bayer，以商品名Sandoplast蓝2B、Sandoplast红BB和Sandoplast绿G获自Clariant，以商品名Mikrolitviol B-K获自Ciba。
具体实施方式
下文给出的实施例用以更好阐述本发明，但不适合将本发明限制至在此所公开的特征。
实施例
实施例1
由低粘性聚甲基丙烯酸甲酯熔体和红外反射性颜料制备粒料形式的预混物
通过如下方式制备预混物：在300℃下将25重量％的颜料Iriodin870(制备商Merck KGaA公司，Darmstadt，德国)引入由91重量％的甲基丙烯酸甲酯和9重量％的丙烯酸甲酯构成的聚合物的熔体中。在同向旋转双螺杆挤出机(D＝34，Leistritz公司型号)中将此聚合物熔融并输送。在不加压的非剪切挤出机区域中，在不加压条件下，通过测体积方式操作的螺杆计量系统，经由侧进料添加颜料。在80℃(表面温度)下造粒，产生长度为2.5至3.5毫米且直径为2至3毫米的粒料。
实施例2
半透明晒黑辅助物的制备
通过首先如实施例1所述制备预混物，经由模塑组合物的挤出而进行加工。所得粒料在挤出机中直接与聚甲基丙烯酸甲酯粒料混合。将所得塑料混合物以所需形状挤出或与另一热塑性塑料的熔体一起共挤出。
Claims (9)
1.半透明晒黑辅助物，其特征在于该晒黑辅助物包括无紫外吸收剂的聚甲基丙烯酸甲酯模制品，该模制品含有气候老化稳定性的红外反射性类型的珠光颜料。
2.权利要求1的半透明晒黑辅助物，其特征在于聚甲基丙烯酸甲酯模制品包含至少30％的聚甲基丙烯酸甲酯和非必要的与PMMA相容性的塑料。
3.权利要求1或2的半透明晒黑辅助物，其特征在于气候老化稳定性的红外反射性类型的珠光颜料选自IRIODINE类。
4.权利要求1至3中任一项的半透明晒黑辅助物，其特征在于使用IRIODIN870或IRIODIN875。
5.权利要求1至4中任一项的半透明晒黑辅助物，其特征在于存在染料、红外吸收剂、阻燃剂和/或抗静电剂。
6.制备权利要求1的半透明晒黑辅助物的方法，其特征在于用0.25至25重量％的红外反射性类型的珠光颜料和75至99.75重量％的PMMA制备预混物，然后将其与至少30％的聚甲基丙烯酸甲酯一起挤出并非必要地通过变形法进一步加工。
7.权利要求6的制备半透明晒黑辅助物的方法，其特征在于将含有PMMA和含有染料、红外吸收剂、阻燃剂和/或抗静电剂的预混物挤出。
8.权利要求1的半透明晒黑辅助物用于盖屋顶的用途。
9.权利要求9的半透明晒黑辅助物的用途，用于建筑领域、日光浴室构造中，用于温室构造中，作为屋顶部件或建筑物立面部件，用于造船中的用途。
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