CN101414018A - 光漫射制品 - Google Patents

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Abstract

一种光漫射制品，其包括：(a)有机或无机聚合片状基材；(b)位于所述基材的至少一个表面上的一种或多种涂料组合物的一个或多个层，其中涂料组合物的给定层包含实心透明的聚合物透镜，所述给定涂料组合物层中的聚合物透镜是以下(i)和(ii)中的任意一种：(i)发散透镜；(ii)会聚透镜；其中各层的厚度小于375μm，聚合物透镜的直径为0.85－30μm。

Description

光漫射制品
本非临时申请根据35 U.S.C.§119(e)要求2007年10月16日提交的美国临时申请第60/999,093号的优先权。
技术领域
本发明涉及一种使用片状基材的光漫射制品，该制品可用于下述的许多种视觉显示器。
背景技术
光漫射片被用于液晶显示器(“LCD”)电视机屏幕、平面计算机监视器等。它们主要用来对从背后照明屏幕的光源进行漫射，例如使得光出现在屏幕的前方，相当均匀地对所述屏幕进行照明，而不是以更加会聚的光源的形式，所述会聚的光源可能仅仅照明屏幕的一部分，而其它部分照明程度不佳。
一种常规的LCD组成部件是将入射光向前漫射的光学膜。这些膜的漫射效果通常是通过用聚合物颗粒进行图案化或者涂覆而获得的。这些光学元件或器件的一个例子由其上涂覆了光散射物体的塑料片组成，所述光散射物体是例如：球形和无定形的玻璃颗粒、二氧化钛颗粒、透明碳酸钙颗粒、透明聚合物物颗粒等。塑料片的一个面上层叠了一个反射表面，所述反射表面将散射的光导向相反的方向和向前的方向。
与所述漫射片并列设置的是通过机械图案化用来提高光漫射片的亮度的片材。这些器件形成了LCD显示器必需的部件。
因此，LCD显示器结构上需要很薄，而且需要具有高而均匀的亮度的稳健的光源。通过结合那些设计用来提高面光源的均一性和照明强度的精细特征会对实现薄整体结构的目标造成阻碍。
为了改进许多层光学膜和片(包括显示器的光控制部分)的质量以及对其本身固有的复杂性进行简化，必需解决两个突出的技术问题。
第一个问题是减少显示器中层的数量。这不仅仅会降低制造显示器的复杂性，还会降低由于光子的吸收和散射损失造成的光衰减。
同样重要的第二个问题是减少球面象差和色差。当宽的平行光束入射到均一的透镜表面上的时候，会发生球面象差。因为通过普通的球面透镜的光线并非全部射到相同的焦点，所以光源的图像发生扭曲。而对于色差，入射到普通的会聚透镜上的平行白光束会分解为红光和蓝光，这些光射到不同的焦点。因此，普通的球面透镜会在略微不同的位置产生白光光源的彩色图像。
本发明解决了以上这两个问题。
光漫射法的例子见述于美国专利第5,346,954号和第5,237,004号。
发明内容
本发明的光漫射制品包括：(a)有机或无机聚合物片状基材，其光学透明，折射率为1.4-1.8；(b)位于所述基材的至少一个表面上的一种或多种涂料组合物的一个或多个层，所述涂料组合物的一个特定的层包括实心(solid)透明的聚合物透镜，所述涂料组合物的一个特定层中的聚合物透镜是以下(i)或(ii)中的任一种：
(i)发散透镜，其焦距为-0.5微米至-15微米，具有连续的折射率梯度，使得透镜中心的折射率低于透镜表面的折射率；
(i)会聚透镜，其焦距为2.5微米至74微米，具有连续的折射率梯度，使得透镜中心的折射率高于透镜表面的折射率；
其中各个层的厚度小于375μm，聚合物透镜的直径为0.85-30μm。在本发明的一个实施方式中，位于光散射制品的涂料组合物的特定层中的所述聚合物透镜的多分散性为1-1.5；或者，所述特定层中聚合物物透镜的多分散性大于1且小于1.5。粒度可通过布鲁克哈温仪器(BrookhavenInstruments)的粒度分析仪BI-90测定，通过这些测量结果确定多分散性。颗粒体系的多分散性定义为通过上述设备测定的颗粒的重均值或体均值与数均值的比值。对于所有的多分散体系，该比值大于1。该比值与1的差是对颗粒体系多分散性的一种度量。
本发明的光漫射制品可包括多种涂料组合物的两个或更多个层，其中一层或多层的所述涂料组合物层由发散透镜形成，一层或多层的所述涂料组合物层由会聚透镜形成。在本发明的一个实施方式中，所述光漫射制品的形成形式可以为：所述两层或更多层的涂料组合物层位于基材的相同表面上；即所述多个层设置或配置在所述基材的相同表面上。在本发明的另一个实施方式中，所述光漫射制品的形成形式可以使得两层或更多层的涂料组合物层位于基材的相反面上；也即是说，一个或多个层设置或配置在所述基材的一个面上，一个或多个层设置在基材的相反的面上。在本发明的一个实施方式中，涂料组合物的层位于基材的相反表面或面上，其中由发散透镜形成的涂料组合物的一个或多个层位于基材的一个表面上，由会聚透镜形成的涂料组合物的一个或多个层位于基材相反的表面上。
所述光漫射制品的形成形式可以为：由发散透镜形成的一层或多层涂料组合物层的任意特定层中的发散透镜具有基本相同的连续折射率梯度，由会聚透镜形成的一层或多层涂料组合物层的任意特定层中的会聚透镜具有基本相同的连续折射率梯度。
在本发明的一个实施方式中，所述制品包括位于一层或多层基材上的一层或多层涂料组合物的层，其中所述一层或多层涂料组合物层中的至少一层包含发散透镜和会聚透镜的混合物。本领域技术人员可以对用于混合层中的发散透镜和会聚透镜的折射率进行选择，以使得制成的制品具有所需的光学性质。
包括一层或多层基材的制品还可具有以下形成形式：特定层的基材的一个或多个部分上涂覆包含发散透镜或会聚透镜或者发散透镜和会聚透镜的混合物的涂料组合物，而相同特定层的基材的一个或多个其它部分未涂覆，或者用包含不同的发散透镜、会聚透镜、或者发散透镜和会聚透镜的混合物(其折射率或者光学性质不同于所述特定层的基材在一个或多个其它部分的透镜)的涂料组合物涂覆。
在本发明的一些实施方式中，所述光漫射制品还可包括一层或多层涂料组合物，所述涂料组合物中包含实心透明的聚合物珠粒，这些珠粒具有中心和表面，珠粒中心的折射率基本上与表面的折射率相同。这些珠粒可以通过本领域已知的常规方法形成。
在一个实施方式中，本发明涉及一种光漫射制品，其包括：
(a)有机或无机聚合物片状基材，其为光学透明，折射率为1.4-1.8；
(b)位于所述基材的至少一个表面上的至少一个第一涂料组合物的第一层，所述第一涂料组合物包含实心透明的第一聚合物发散透镜，该透镜的直径为0.85-30μm，焦距为-0.5μm至-15μm，具有连续折射率梯度，使得第一透镜中心处的折射率低于第一透镜表面处的折射率，所述第一层的厚度小于20μm；
(c)位于所述基材的至少一个表面上的至少一个第二涂料组合物的第二层，所述第二涂料组合物包含实心透明的第二聚合物会聚透镜，该透镜的直径为0.85-30μm，焦距为2.5μm至74μm，具有连续折射率梯度，使得第二透镜中心处的折射率大于或等于第二透镜表面处的折射率，所述第二层的厚度小于20μm；
所述一个或多个第一层和第二层中的聚合物透镜的粒度(直径)可为0.85-30μm。所述聚合物透镜的粒径的下限可为0.85、1或1.25微米，上限可为30、20或15微米。本文列出的所有范围都包括端值且可以组合。
具体实施方式
本发明减少了光损失，将球面象差和色差最小化。因为在球面透镜介质中，球面透镜的梯度折射率(“GRIN”)的折射率连续变化，因此透射通过所述球体的光线确定了特有的焦点。一个结果是观察到光线随着折射率的变化而弯曲。光线的弯曲导致以下现象：由于全内反射而消除了光的损失，产生良好限定的焦点，对于球形透镜几何结构来说，这是独特的。
在本发明的一个实施方式中，所述一个或多个层中的至少一个层以聚合物水分散体的形式施加于所述基材。在另一个实施方式中，所述聚合物水分散体还包含胶乳聚合物粘合剂。较佳的是，所述第一层和第二层的厚度为6-150微米。
较佳的是，当所述制品包括一个以上涂料组合物的层的时候，在所述基材的不同表面上、优选在所述片状基材的相反表面上存在一个或多个层。较佳的是，所述基材的浊度(haze)低于10％，光透射率大于90％。
本发明可用于许多种不同的应用，包括LCD电视机的漫射膜或漫射板，平板计算机监视器的漫射膜、手机显示屏的漫射膜、笔记本电脑屏幕的漫射膜、视频游戏和图像显示器的漫射膜、以及摄像机屏幕的漫射膜。
如上所述，本发明包括有机或无机聚合物片状基材，其为光学透明，折射率为1.4-1.8；合适的基材包括选自以下的材料：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(“ABS”)，聚烯烃，聚碳酸酯，聚碳酸酯-聚酯混合物，聚酰胺，聚(对苯二甲酸乙二醇酯)，聚苯乙烯，环烯烃，聚苯乙烯/甲基丙烯酸酯混合物，以及它们的组合。在本发明的一些实施方式中，所述基材聚合物选自：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，烯烃-乙酸乙烯酯共聚物，聚甲基戊烯，聚乙烯，聚丙烯，聚乙烯和聚丙烯的共聚物，聚戊二酰亚胺，苯乙烯-马来酸酐共聚物和它们的组合。这些基材还可包括无机玻璃。
通常用于该应用的塑料和玻璃的折射率从最小值聚偏二氟乙烯的1.4到氧化铊(Tl2O)掺杂的玻璃的1.8。
“片状”表示所述基材的长度或宽度(或者这二者)显著大于其厚度。在一个优选实施方式中，所述基材是挠性的，厚度小于3毫米。在另外的实施方式中，所述基材可以是刚性的，例如由玻璃或玻璃状材料制造。所述基材可以是刚性的、尺寸稳定的、自立式膜，或者是需要借助支承框架或平面来获得机械稳定性的挠性薄膜。所述基材还可以是多层模，在一个面或两个面上图案化。
透镜的焦距独立于周围的介质。所述球面透镜的焦距仅由透镜的形态确定，所谓“形态”表示折射率变化；也即是说，折射率随半径的变化产生的表面与透镜的半径成抛物线形状(会聚透镜)或双曲线形状(发散透镜)。
如上所述，本发明包括使用会聚和发散透镜组合物。发散透镜组合物可以如美国专利第5,346,954号所述制备，该专利参考结合入本文中。实质上，发散透镜组合物包含构成该发散透镜组合物的聚合物颗粒，所述聚合物颗粒的折射率从该聚合物颗粒的表面到芯连续降低。
发散透镜的焦距根据以下公式计算：
r1＝(r0μ0)/(nα).{π.(ln(μ).(1-ln(μ)))1/2-1}
其中r1为焦距，
r0为颗粒芯的半径，
μ0是由球体内部的组合物测定的颗粒中心的折射率，
nα是r1位置的折射率，
μ是颗粒中心的折射率。
折射率nα由球体半径梯度与折射率相比测得。
发散球面透镜的焦距位于透镜内。按照常规，发散球面透镜的焦距认为是沿着中轴，从球体中心到折射光线会聚点的距离。按照常规，该数值记作负值。
会聚透镜组合物可通过两种方式制备。在一种方式中，如Okada等人在Polymer Preprints，日本，第43卷，第7期，第2410-2411页(1994)(该文献参考结合入本文中)所述，所述构成会聚透镜组合物的聚合物颗粒包含具有以下特性的聚合物颗粒，即：从构成会聚透镜组合物的聚合物颗粒的表面到芯，折射率连续增大。美国专利第5,346,954号所述的制备会聚透镜组合物的第二种方法是从聚合物颗粒的表面到芯的折射率不发生变化。但是，在优选的会聚透镜组合物中，存在从颗粒表面到芯连续变大的折射率梯度。
会聚球面透镜的焦距是根据Iga等人的Distributed-index planarmicrolens and stacked planar optics：a review of progress，Applied Optics第25卷，第19期，第3388-3396页，(第3389页的公式13)测定的。会聚球面透镜的焦距位于透镜外。按照常规，会聚透镜的焦距是从透镜的中心到从球体发射出的光线的会聚点的距离。会聚透镜的焦距数值记为正值。
对于会聚或发散透镜组合物，折射率的变化通过蔡司-耶拿沃(ZeissJenaval)干涉显微镜测量的。这意味着被称为剪切干涉法的测量技术是以测定光程差为中心的。光程差理解为由于折射率差异或厚度差异造成的两个光程长度之间的差异。干涉显微光程差是物体之内的光程长度与物体周围的光程长度之间的差异。光程长度S是由所通过的介质包括的距离d和折射率n得到的。
所述发散和会聚透镜组合物可以制备成在有机溶剂中稳定的形式。如下文关于这些珠粒在水性介质中的聚合来说，所述聚合反应是多级的。为了制备在有机溶剂中稳定的珠粒，对于发散球面透镜，在第I级中，应当使用交联剂，应包含4-60％，或者4-40％的一种或多种以下单体：二丙烯酸乙二醇酯、二丙烯酸丙二醇酯和二丙烯酸-1，4-丁二醇酯。在第II级中，对于发散球面透镜，交联剂应包含4-60％，或者4-20％的一种或多种以下交联剂部分：二乙二醇二(烯丙基碳酸酯)，甲基丙烯酸烯丙酯，二甲基丙烯酸乙二醇酯，二甲基丙烯酸丙二醇酯和二甲基丙烯酸-1，4-丁二醇酯。
为了获得在有机溶剂中的稳定性，对于会聚球面透镜，第I级交联剂应包含4-60％，或者4-20％的一种或多种以下单体：二乙二醇二(烯丙基碳酸酯)，甲基丙烯酸烯丙酯，二甲基丙烯酸乙二醇酯，二甲基丙烯酸丙二醇酯和二甲基丙烯酸-1，4-丁二醇酯。对于会聚球面透镜，第II级交联剂应包含4-60％，或者4-20％的一种或多种以下交联剂部分：二丙烯酸乙二醇酯、二丙烯酸丙二醇酯和二丙烯酸-1，4-丁二醇酯。
当所述珠粒是在溶剂存在的情况下进行加工的时候，使用交联的聚合物透镜或珠粒是特别有益的。交联的珠粒可以表征为耐溶剂性的，意味着它们不会因为与溶剂接触而被破坏。这些耐溶剂性珠粒不会在存在溶剂的情况下发生溶胀，也不会被破坏，当移去溶剂的时候，这些珠粒尺寸保持不变。但是，过分的交联会产生负面影响，包括珠粒尺寸收缩，并导致所得的珠粒的光学性质降低。
所述光漫射制品可包含通过两级法形成的聚合物透镜或珠粒，该两级法包括：第一级：形成所述聚合物透镜的内部部分，以及第二级：形成所述聚合物透镜的外部部分。在本发明的一个实施方式中，可使用上述交联剂；具体来说，可以在形成所述聚合物透镜的外部部分的第二级中使用交联剂。通过使用交联剂可以形成耐溶剂性珠粒，因此该珠粒颗粒在存在溶剂的条件下进行处理，这种存在溶剂的情况在光漫射制品的制造中是常用的或有用的。
在本发明的一个实施方式中，所述聚合物透镜可以根据Wu等人在美国专利第5,237,004号中的描述制备。在Wu等人的专利中所述的聚合物透镜可用于本发明，该聚合物透镜包含球形聚合物颗粒，所述球形聚合物颗粒包含橡胶状的丙烯酸烷基酯聚合物，所述烷基包含2-8个碳原子，还包含以下共聚组分：约0-10％，优选约0-5％的交联剂，约0-10％，优选约0-5％的接枝连接剂(graftlinker)，以及约0-50％的可共聚的乙烯基单体(所述含量以颗粒的总重量为基准计)，还任选地包含包围所述橡胶状丙烯酸烷基酯聚合物的一种或多种聚合物外壳，外壳的最外层能够与所述基质聚合物相容，以所述颗粒和外壳的总重量为基准计，所述外壳约占0-40重量％。所述球形聚合物颗粒可以仅含单独的聚合物相，即单相聚合物；或者可以包含聚合物芯相，以及一个或多个聚合物壳相，即芯/壳聚合物。
根据本发明的一个方面，所述聚合物组合物是基于热塑性聚合物基质的光散射组合物，以所述组合物总重量为基准计，球形聚合物颗粒的含量为0.1-10重量％，所述橡胶状丙烯酸烷基酯聚合物的折射率在基质聚合物折射率的+/-0.2单位以内，但是优选正负相差不小于+/-0.003单位。
一种制备本发明的球形聚合物颗粒的方法是Ugelstad在美国专利第4,186,120号中描述和要求保护的方法。
当所述聚合物颗粒仅含单独的聚合物相的时候，所述颗粒可以由一种或多种乙烯基单体制备，可以是橡胶状或玻璃状聚合物。所述球形聚合物颗粒可以通过以下单体的聚合或共聚来制备，例如：二烯烃，例如丁二烯或异戊二烯；乙烯基芳族单体，例如苯乙烯或氯代苯乙烯；乙烯基酯，例如乙酸乙烯酯或苯甲酸乙烯酯；丙烯腈；甲基丙烯腈；(甲基)丙烯酸酯，例如甲基丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸丁酯，甲基丙烯酸苯酯，丙烯酸乙酯，丙烯酸丁酯，丙烯酸-2-乙基己酯和丙烯酸苄基酯；氯乙烯；以及可以通过自由基引发聚合的其它常规单体。
优选的颗粒是橡胶状丙烯酸烷基酯聚合物的聚合物颗粒，所述烷基包含2-8个碳原子，所述聚合物与以下组分共聚：约0-60％，优选4-60％的交联单体，以及约0-50％的其它可共聚的乙烯基单体。优选的丙烯酸烷基酯是丙烯酸丁酯，优选的其它可共聚的乙烯基单体更优选是单乙烯基单体，优选选自：甲基丙烯酸烷基酯和单乙烯基芳烃，更优选是苯乙烯。在本文中，单乙烯基芳烃包括单烯键式不饱和芳族单体，例如苯乙烯，烷基苯乙烯，例如甲基苯乙烯和乙基苯乙烯，其它取代的乙烯基苯，其中取代基不会影响聚合反应，以及类似的乙烯基多环芳族单体。所述的百分数以重量为基准计(除非本文中有相反的说明，所有的比例也都是以重量计)，是占聚合物-颗粒单体总量的百分数。对丙烯酸烷基酯和任意可共聚的乙烯基单体进行选择，使得球形聚合物颗粒的折射率约在基质聚合物折射率的+/-0.2单位以内，优选约+/-0.1单位以内，更优选约+/-0.05单位以内，更优选约+/-0.03单位以内。但是，由于球形聚合物颗粒和基质聚合物之间的的折射率精确匹配会得到几乎完全透明的组合物，因此球形聚合物颗粒的折射率优选与基质聚合物折射率正负相差不小于约+/-0.003折射率单位。
适合用作球形聚合物颗粒中的交联剂的交联单体是本领域技术人员众所周知的，通常是可以与所含的单不饱和单体共聚的单体，具有多个烯键式不饱和基团，其中烯键式不饱和基团具有近似相等的反应性，例如对于二乙烯基苯、二和三甲基丙烯酸乙二醇酯以及二和三丙烯酸乙二醇酯，三丙烯酸三醇酯和三甲基丙烯酸三醇酯等。优选的交联单体是二丙烯酸丁二醇酯。第二类交联单体，通常称为接枝连接单体，是一种可以与单不饱和单体共聚的多烯键式不饱和单体，包含两个或更多个具有不同反应活性的非共轭双键，例如对于甲基丙烯酸烯丙酯、马来酸二烯丙酯和丙烯酰氧基丙酸烯丙酯。该类优选的交联单体是甲基丙烯酸烯丙酯。可以利用两种交联单体的组合。如果使用交联单体，以所有单体的重量为基准计，优选交联单体的用量为4-60％，更优选约为4-40％，最优选为4-20％。
或者，所述球形聚合物颗粒可以使用本领域技术人员已知的其它技术交联，例如通过后固化反应交联。当共聚物由包含过氧基团的侧基的单体形成的时候，会观察到这样的后固化反应，该后固化反应可通过加热至高于聚合反应所用温度的温度进行活化。活化的过氧基团将会促进球形聚合物颗粒的交联。在另一个实施例中，可以将第二自由基引发剂加入聚合反应中；所选的第二引发剂在起始的聚合温度下保持稳定，但是会被光照活化，或者会因为聚合反应之后的更高的温度而活化。
所述球形聚合物颗粒可以包含在聚合过程中用来溶胀聚合物颗粒的残余的低聚材料，但是这些低聚材料具有足够高的分子量，足以防止在加工或应用过程中其发生分散或被提取，而且其所含浓度很低，对球形聚合物颗粒或光散射组合物的机械性质没有影响，或者几乎没有影响。
可用于本发明的球形聚合物颗粒的粒径约为2-15微米，在任意的颗粒聚合物组合物内具有窄的粒度分布，优选占颗粒90重量％的颗粒在平均粒径的+/-20％以内。如果在所述光散射组合物中包含许多比所需尺寸大得多的颗粒，则漫射的效率会降低，聚合物表面美观程度会降低，如果存在许多尺寸过小的颗粒，反向散射会增加，总体的光透射性会降低。这样的窄的尺寸分布可以通过乳液聚合技术很容易地获得，但是颗粒本身的粒度容易小于1微米。所需尺寸范围上限的颗粒可以通过悬浮聚合技术制备，但是会造成人们无法接受的宽的粒度分布。因此，尽管可以将其他的用来制备具有所述颗粒尺寸、粒度分布和球形结构的技术用于本发明，但是优选的制备方法包括通过以下步骤制备均一尺寸的小颗粒：使得所述球形聚合物颗粒的至少一种组分发生乳液聚合，形成乳液聚合物颗粒，用所述球形聚合物颗粒的一种或多种单体溶胀所述乳液聚合物颗粒，使得所述单体在所述乳液聚合物颗粒内聚合。可以重复进行所述溶胀和聚合步骤，直至所述颗粒生长到所需的尺寸。一种优选的制备所述球形聚合物颗粒的步骤包括：采用一定的条件使得初始的乳液聚合物颗粒进行乳液聚合，所述条件能够限制形成的聚合物的分子量，例如通过在聚合混合物中包含链转移剂缓和剂(例如硫醇)，使得所得的乳液颗粒包含可易溶胀的低聚物。所述方法可以进行以下变化：在不存在这些限制聚合物分子量的条件的情况下制备初始乳液聚合物颗粒，但是随后使用限制聚合物分子量的条件进行溶胀步骤和聚合步骤中的一个或多个步骤。在此变化中，初始的乳液聚合物颗粒不会如之后的具有较低的总体分子量的较大的颗粒那样容易溶胀。如上面的优选方法所述，至少最后的聚合反应是在不会这样限制聚合物分子量的条件下进行的。
上述用来由乳液尺寸的颗粒生长更大的颗粒的方法保持了大部分初始乳液颗粒的尺寸均一性，而且能够将初始的乳液聚合的聚合物的粒度增大至少10倍，最高1000倍。在这些方法的产物中可以观察到少量的极小的乳液颗粒，但是以颗粒总重量为基准计，这些颗粒的含量远小于0.1％，而且不会对光散射聚合物的光学性质造成负面影响。Ugelstad在美国专利第4,186,120号中描述了制备具有所需粒度范围的均匀粒度颗粒的相关技术。
当聚合物颗粒包含聚合物芯相和至少一个聚合物壳相的时候，所述芯可由许多种乙烯基单体制备，可以是橡胶状或玻璃状的聚合物。所述芯可以通过以下单体的聚合或共聚来制备，例如：二烯烃，例如丁二烯或异戊二烯；乙烯基芳族单体，例如苯乙烯或氯代苯乙烯；乙烯基酯，例如乙酸乙烯酯或苯甲酸乙烯酯；丙烯腈；甲基丙烯腈；(甲基)丙烯酸酯，例如甲基丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸丁酯，甲基丙烯酸苯酯，丙烯酸乙酯，丙烯酸丁酯，丙烯酸-2-乙基己酯和丙烯酸苄基酯；氯乙烯；以及可以通过自由基引发聚合的其它单体。
以所述芯/壳颗粒的重量为基准计，壳的含量优选约为5-40％。
优选的芯/壳颗粒包含粒径约为2-15微米、优选约为5-10微米的各的颗粒，具有窄的粒度分布。该粒度分布满足至少90重量％的颗粒的粒度在颗粒平均粒径的+/-20％以内；应当理解在本文中，术语＂粒度分布＂表示至少90重量％的颗粒的粒度范围。所述颗粒包括橡胶状丙烯酸烷基酯聚合物的芯，所述烷基包含2-8个碳原子，所述聚合物与以下组分共聚：约0-60％，优选约4-60％的交联单体，约4-40％，优选约0-5％的接枝连接单体，以及约0-50％的其它可共聚乙烯基单体。优选的丙烯酸烷基酯是丙烯酸丁酯，优选的其它可共聚的乙烯基单体更优选是单乙烯基单体，优选选自甲基丙烯酸烷基酯和单乙烯基芳烃，更优选是苯乙烯。在本文中，单乙烯基芳烃包括单烯键式不饱和芳族单体，例如苯乙烯，烷基苯乙烯，例如甲基苯乙烯和乙基苯乙烯，其它取代的乙烯基苯，其中取代基不会影响聚合反应，以及类似的乙烯基多环芳族单体。所述的百分数以重量为基准计(除非本文中有相反的说明，所有的比例也都是以重量计)，是占芯单体总量的百分数。对丙烯酸烷基酯和任意的可共聚的乙烯基单体进行选择，使得芯聚合物的折射率约在基质聚合物折射率的+/-0.2单位以内，优选约+/-0.05单位以内，更优选约+/-0.03单位以内。但是，由于芯聚合物和基质聚合物之间的的折射率精确匹配会得到几乎完全透明的组合物，因此芯聚合物的折射率优选与基质聚合物折射率正负相差不小于约+/-0.003折射率单位。
适合用作芯聚合物中的交联剂的交联单体是本领域技术人员众所周知的，通常是可以与其它芯单体共聚的单体，具有多个烯键式不饱和基团，其中烯键式不饱和基团具有近似相等的活性，例如对于二乙烯基苯、二和三甲基丙烯酸乙二醇酯以及二和三丙烯酸乙二醇酯，三丙烯酸三醇酯和三甲基丙烯酸三醇酯等。优选的交联单体是二丙烯酸丁二醇酯。如果使用交联单体，以所有芯单体的重量为基准计，优选交联单体的用量为0.4-60％，更优选约为0.4-40％，最优选为10-40％。适合在芯聚合物中用作接枝连接剂的接枝连接单体是人们众所周知的，通常是可以与其它的芯单体共聚的多烯键式不饱和单体，不饱和基团具有足够低的反应活性，在其聚合反应之后，在芯聚合物中可以保留大量的残余不饱和度，例如对于甲基丙烯酸烯丙酯、马来酸二烯丙酯、丙烯酰氧基丙酸烯丙酯等的情况。优选的接枝连接单体是甲基丙烯酸烯丙酯。如果使用接枝连接单体，以芯单体的总重量为基准计，所述接枝连接单体的用量优选约为0.1-10％，更优选约为0.1-5％，更优选约为0.5-5％，更优选约为0.5-2.5％。
或者，所述芯聚合物可以是交联的，所述芯聚合物可以使用本领域技术人员的其它已知技术(例如后固化反应)接枝连接于壳聚合物。当共聚物由包含过氧基团侧基的单体形成的时候，会观察到这样的后固化反应，该后固化反应可通过加热至高于聚合反应所用温度的温度进行活化。活化的过氧基团将促进芯/壳聚合物组分的接枝连接和交联。在另一个实例中，可以将第二自由基引发剂加入聚合反应中；所选的第二引发剂在初始聚合温度下保持稳定，但是会被光活化，或者会因为初始聚合反应之后的更高的温度而活化。
所述芯聚合物可以包含在聚合过程中用来溶胀聚合物颗粒的残余低聚材料，但是这些低聚材料具有足够高的分子量，足以防止在加工或应用过程中其发生分散或被提取，而且其所含浓度很低，对芯聚合物、芯/壳聚合物或光散射组合物的机械性质没有影响，或者几乎没有影响。
包围着所述颗粒的芯的是一个或多个聚合物壳，外壳是能够与基质聚合物相容的聚合物，即，所述聚合物自身能够与基质聚合物形成均质的混合物。例如，聚(甲基丙烯酸甲酯)壳能够与聚(甲基丙烯酸甲酯)或聚(氯乙烯)的基质聚合物相容。所述壳聚合物可能由于化学相似性而与基质聚合物相容，例如参见上面以甲基丙烯酸甲酯作为壳和基质聚合物的例子，或者可以经验性地确定其具有相容性，例如以壳单体总重量为基准计，壳是与约25-30重量％的丙烯腈共聚的苯乙烯；该壳还可与聚(甲基丙烯酸甲酯)或聚(N-甲基戊二酰亚胺)基质聚合物相容。用于壳和基质聚合物的许多这些相容性聚合物的组合是本领域技术人员已知的，其他的可以通过常规试验很容易地确定，例如制备提议的壳聚合物和基质聚合物地混合物，并检测该混合物的相容性，例如检测是否存在混浊、存在单一的玻璃化转变温度等。
适合用作壳聚合物中的交联剂的交联单体是本领域技术人员众所周知的，通常是可以与其它壳单体共聚的单体，具有多个烯键式不饱和基团，其中烯键式不饱和基团具有近似相等的活性，例如对于二乙烯基苯、二和三甲基丙烯酸乙二醇酯以及二和三丙烯酸乙二醇酯，三丙烯酸三醇酯和三甲基丙烯酸三醇酯等。优选的交联单体是二丙烯酸丁二醇酯。如果使用交联单体，以所有芯单体的重量为基准计，优选交联单体的用量为0.4-60％，更优选约为0.4-20％，最优选为10-20％。
以壳的总重量为基准计，所述壳聚合物的含量约为0.1-40％，优选约为5-40％，更优选约为15-35％。
可用于本发明的芯/壳聚合物颗粒的粒径约为2-15微米，优选约为2-10微米，在任意特定的聚合物组合物内具有窄的粒度分布，优选90重量％的颗粒在平均粒径的+/-20％以内。如果在所述光散射组合物中包含许多比所需尺寸大得多的颗粒，则漫射的效率会降低，聚合物表面美观程度会降低，如果存在许多尺寸过小的颗粒，反向散射会增加，总体的光透射性会降低。这样的窄的尺寸分布可以通过乳液聚合技术很容易地获得，但是颗粒本身的粒度易小于1微米。为所需粒度范围上限的颗粒可以通过悬浮聚合技术制备，但是会造成人们无法接受的宽的粒度分布。因此，尽管可以将其他的用来制备具有所述粒度、粒度分布和球形结构的颗粒的技术用于本发明，但是优选的制备方法包括通过以下步骤制备均一尺寸的小颗粒：使得所述芯聚合物的至少一种组分发生乳液聚合，形成乳液聚合物颗粒，用所述芯聚合物的一种或多种单体溶胀所述乳液聚合物颗粒，使得所述单体在所述乳液聚合物颗粒内聚合。可以重复进行所述溶胀和聚合步骤，直至所述颗粒生长到所需的芯尺寸。一种优选的制备所述芯的步骤包括：采用一定的条件使得初始的乳液聚合物颗粒乳液聚合，所述条件能够限制形成的聚合物的分子量，例如通过在聚合混合物中包含链转移剂缓和剂(例如硫醇)，使得所得的乳液颗粒包含可易溶胀的低聚物。所述方法可以进行以下变化：在不存在这些限制聚合物分子量的条件的情况下制备初始乳液聚合物颗粒，但是随后使用限制聚合物分子量的条件进行溶胀步骤和聚合步骤中的一个或多个步骤。在此变化中，初始的乳液聚合物颗粒不会如之后的具有较低的总体分子量的较大的颗粒那样容易溶胀。如上面的优选方法所述，至少最后的聚合反应是在不会这样限制聚合物分子量的条件下进行的。
制备本发明颗粒的方法可包括：
A)选择丙烯酸烷基酯的共聚物作为橡胶状芯聚合物组合物，所述烷基包含2-8个碳原子，所述共聚物的折射率在基质聚合物折射率的+/-0.05单位以内，但是正负相差约不小于+/-0.003单位，
B)由一种或多种单体的第一水乳液聚合芯聚合物的颗粒，所述一种或多种单体在聚合的时候能够制得所选的芯聚合物，
C)进行以下的一个或多个步骤：
1)用一种或多种单体溶胀所述芯聚合物的颗粒，所述一种或多种单体在聚合的时候能够制得所选的芯聚合物，
2)使得所述溶胀的单体在所述芯聚合物颗粒之内聚合，直到所有能够生成所选的芯聚合物的单体在这些颗粒内聚合，且所述颗粒达到约2-15微米的所需粒度，
D)进行以下的一个或多个步骤：
1)将所述芯聚合物颗粒悬浮在第二单体水乳液中，所述第二单体水乳液的单体能够聚合形成可以与所述基质聚合物相容的聚合物，
2)由第二乳液的单体聚合，在所述聚合物颗粒上形成聚合物壳。
通过常规的芯/壳技术，例如Owens的美国专利第3,793,902号所述的方法，在之前聚合的层上聚合形成所述的壳。
上述用来由乳液尺寸的颗粒生长更大的颗粒的方法保持了大部分初始乳液颗粒的尺寸均一性，而且能够将初始的乳液聚合的聚合物的粒度增大至少10倍，最高1000倍。在这些方法的产物中可以观察到少量的极小的乳液颗粒，但是以颗粒总重量为基准计，这些极小的乳液颗粒的含量远小于0.1％，而且不会对光散射聚合物的光学性质造成负面影响。Ugelstad在美国专利第4,186,120号中描述了用来制备具有所需粒度的均匀粒度颗粒的相关技术。
完成的芯/壳聚合物可以通过常规的技术，例如喷雾干燥法、絮凝法等方法，从制备所用的乳液中分离出来。它们还可通过Bortnick在美国专利第3,751,527号中所述的方式，在脱挥发份挤出机(devolatilizing extruder)内进行共分离，从而与基质聚合物混合。
可用于本发明的基质聚合物优选不会在加工或使用条件下结晶的透明的热塑性聚合物，即其玻璃化转变温度约高于50℃，因此在结合本发明的特定聚合物组合物之后是无定形的，在随后用来形成本发明的光散射组合物，或者由所述片材制造光散射制品之后，仍保持无定形。这些基质聚合物的弹性模量通常约为1400-3500兆帕(MPa)，可以通过模塑、浇铸、挤出、或者本领域技术人员熟知的其它方法进行成形，制成成形的制品。这些基质聚合物的例子包括甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、氯乙烯等的均聚物，甲基丙烯酸甲酯的亚胺化聚合物(被称为聚戊二酰亚胺)，以及以下共聚物：甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸烷基酯的共聚物，苯乙烯和最高40％的丙烯腈的共聚物，苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯的共聚物，α-甲基苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯以及丙烯酸烷基酯的共聚物，氯乙烯和乙酸乙烯酯或丙烯的共聚物，所述丙烯酸烷基酯的烷基包含1-8个碳原子。其它合适的是乙酸-丁酸纤维素的均聚物和共聚物，以及某些无定形缩聚物，例如聚(对苯二甲酸乙二醇酯)和聚(对苯二甲酸环己烷二甲醇酯)。优选的基质聚合物是甲基丙烯酸甲酯与大约1-15％的丙烯酸烷基酯的共聚物，其中烷基包含约1-8个碳原子。
还可使用较软的基质聚合物，包括能够增塑的聚合物，例如聚(乙酸乙烯酯)，增塑的氯乙烯均聚物和共聚物，增塑的纤维素酯等。
另一类可用于本发明的基质聚合物是热固性聚合物。所述聚合物制得的时候即为热固性的，例如浇铸包含足量多官能单体的聚(甲基丙烯酸甲酯)的片材，使得所得的片材固定和具有不溶性，或者所述聚合物在聚合完成后可以是热固性的，例如通过对聚合的片材进行加热而活化固化反应。这些可热固的基质聚合物的例子包括甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、氯乙烯等的均聚物，甲基丙烯酸甲酯的亚胺化聚合物(被称为聚戊二酰亚胺)，以及以下共聚物：甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸烷基酯的共聚物，苯乙烯和最高40％的丙烯腈的共聚物，苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯的共聚物，α-甲基苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯以及丙烯酸烷基酯的共聚物，氯乙烯和乙酸乙烯酯或丙烯的共聚物，所述丙烯酸烷基酯的烷基包含1-8个碳原子。可以使用相容性或折射率匹配的基质聚合物的混合物。优选的基质聚合物是甲基丙烯酸甲酯与约1-15％的丙烯酸烷基酯的共聚物，其中所述烷基包含1-8个探源，还包含0.05-2％的多官能二甲基丙烯酸酯单体，或者包含约0.05-5％的丙烯酰胺和N-羟甲基丙烯酰胺。
所述热固性聚合物不一定由乙烯基化合物形成，可以通过缩聚或开环聚合反应制备，例如通过在存在多官能二醇的条件下通过聚酯化反应制备，或者在三官能环氧化物的存在下通过环氧聚合反应制备。
所述单相聚合物和芯/壳聚合物优选通过熔融混合结合入基质聚合物中，但是也可采用本领域技术人员已知的其它技术。例如，它们可以在聚合之前以干形式引入基质聚合物的单体中。在所述芯/壳或单相聚合物与基质聚合物的混合物中还可存在其它常规的添加剂，例如紫外光稳定剂，可溶性阻燃剂，染料，热稳定剂等。
所述基质聚合物中单相聚合物和芯/壳聚合物的含量取决于所需的光学效果，最终制成的制品的厚度，芯/壳颗粒粒度，以及颗粒(或者芯，对于芯/壳颗粒的情况)和基质聚合物的折射率之差。以聚合物总重量为基准计，单相聚合物和/或芯/壳聚合物实际可用的范围约为0.1-40重量％，优选约为30重量％，更优选约为20重量％，更优选约为10重量％。
可以以各种方式将用于本发明的透镜材料应用于基材。例如，在聚合物基材中，如果基材的软化点低于透镜组分的软化点，则可以将基材加热至其软化点，将干燥的透镜材料喷在软化的基材上，然后使得软化的基材冷却，使得透镜颗粒粘在基材上。
或者，如下面的一些实例所述，可以用粘合剂配置珠粒，制得水性涂料组合物，该组合物可以(例如通过喷涂或辊涂，喷射或印刷法)施用于合适的基材。位于各自的层中的会聚透镜颗粒和发散透镜颗粒的最有效的几何排列是在基材上形成球体的单层，优选所述颗粒尽可能为六方密堆积构型。
当采用水基情况的时候，除了下面实施例中所述的粘合剂，其他合适的粘合剂包括例如涂覆剂，如氨基硅烷、环氧树脂、环氧化物硅烷、烷基硅烷、脂肪酸或硅油。优选的氨基硅烷是氨基乙基氨基丙基三甲氧基硅烷和丙烯酸纤维素溶液。其它合适的水性粘合剂包括选自丙烯酸类、乙烯基的(共)聚合物，例如乙酸乙烯酯或乙酸乙烯酯-乙烯，聚氨酯，硅氧烷，天然橡胶，合成橡胶聚合物，例如苯乙烯-丁二烯(SBR)嵌段共聚物，蛋白质聚合物，纤维素聚合物以及它们的混合物和组合，例如丙烯酸类聚氨酯。
当所述透镜组合物为溶剂稳定性的时候，可以通过溶剂浇铸所述组合物来施用所述组合物。用于溶剂浇铸的溶剂包括甲基乙基酮、甲基异丁基酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲苯、异丙醇、乙醇和二甲苯。
下面描述的用所述涂料组合物制备的测试膜的尺寸如下：表面积77mmx56mm，厚度可以在以下范围内变化：0.205mm至0.210mm。这些样品通过以下方法评价：ASTM E 167-96(物体和材料的测角光度法的标准实施方式)，ASTM D 10003-00(透明塑料的浊度和光透射率的标准测试法)以及ASTM E 313-00(由仪器测量的色坐标计算黄度和白度指数的标准实施方式)。
下述的光漫射装置用来评价漫射光透射率(Tt)，黄度指数(YI)和扩散率。
根据ASTM D 10003-00测量Tt。
根据ASTM E 313-00测量黄度指数值。
根据ASTM D 167-96测量扩散率。
下面实施例所述的粒度为数均粒度。
实施例
实施例1  预-种子聚合物
该实施例说明直径0.25微米的交联的聚合物的预-晶种的制备，该预-晶种用来在水分散体中制备大的晶种颗粒。以下混合物A-C用去离子水制备。
 
混合物 组分 重量份
A1 水 180
碳酸钠 0.40
B1 丙烯酸正丁酯 98.0
甲基丙烯酸烯丙酯 1.75
二丙烯酸-1，4-丁二醇酯 0.25
十二烷基苯磺酸钠的22.5％的水溶液 2.22
水 40.8
C1 过硫酸钠 0.06
水 11.9
向装有搅拌器和冷凝器并且用氮气覆盖的反应器加入混合物Al，并加热至83℃。向反应器的物料中加入10％的乳化混合物B1和25％的混合物C1。温度保持在83℃，搅拌该混合物60分钟，然后，在搅拌的同时，在120分钟的时间内将剩余的混合物B1和C1加入反应器中。在83℃下继续搅拌90分钟，然后，将反应器内的物料冷却至室温。通过布鲁克哈温仪器(Brookhaven Instruments)的粒度分析仪BI-90测得，所得颗粒预-晶种的粒度为0.25微米。
实施例2  聚合物晶种
在此实施例中，用丙烯酸正丁酯、苯乙烯和1-己二硫醇使得实施例1的乳液中的预先加晶种用颗粒生长到粒径为0.56微米。以下混合物A2-G2用去离子水制备。
 
混合物 组分 重量份数
A2 碳酸钠 0.08
十二烷基苯磺酸钠的9.76％的水溶液 0.01
水 156.00
B2 实施例1的30.10％的水乳液 29.80
C2 丙烯酸正丁酯 81.80
苯乙烯 18.20
十二烷基苯磺酸钠的9.76％的水溶液 4.53
水 57.50
D2 1-己硫醇 18.80
十二烷基苯磺酸钠的9.76％的水溶液 0.58
水 15.00
E2 过硫酸钠 0.11
水 47.40
F2 70％的叔丁基过氧化氢 0.30
水 15.00
G2 甲醛合次硫酸氢钠 0.20
水 6.67
将混合物A2加入实施例1的反应器中，在搅拌的条件下加热至88℃。反应器中的空气用氮气代替。当反应器温度稳定在88℃的时候，将混合物B2加入反应器中。然后在搅拌的条件下，在300分钟的时间内搅拌条件下，将乳化的混合物C2和D2，以及混合物E2加入反应器中。在88℃下持续搅拌90分钟。反应器的物料冷却至65℃。将混合物F2和G2加入反应器物料中，搅拌下在65℃下保持1小时，然后将反应器的物料冷却至室温。通过布鲁克哈温仪器的粒度分析仪BI-90测得所得的乳液颗粒的粒径为0.56微米。
实施例3  发散透镜组合物
在此实施例中，在第I级中用丙烯酸正丁酯和甲基丙烯酸烯丙酯使实施例2的乳液中的颗粒膨胀，得到直径5微米的发散透镜，然后在第II级中使甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸乙酯共聚。以下混合物A3-G3用去离子水制备。
Figure A200810166047D00241
向实施例1的反应器加入A3，在搅拌的条件下加热至90℃。反应器中的空气用氮气置换。当反应器温度稳定在90℃的时候，将混合物B3加入反应器中。混合物C3用均化器乳化，加入至所述反应器中。该反应器在60℃下搅拌1小时。混合物D3用均化器乳化，加入至所述反应器中。在60℃搅拌1小时之后，反应器逐渐加热至65-70℃，同时发生放热的聚合反应。达到峰值温度之后，继续进行搅拌，同时在30分钟内将反应器冷却至73℃。加入一半的混合物F3。然后在2小时的时间内独立地将混合物E3、剩余的F3和G3加入反应器中。温度保持在73-75℃，持续搅拌1小时，然后将反应器冷却至室温。通过库尔特公司多尺寸IIE粒度分析仪(CoulterCorporation Multisizer.IIE)测得，所得乳液颗粒(9A，表I)的粒度为5微米。
实施例4  会聚透镜组合物
在此实施例中，在第I级中用丙烯酸苄基酯和甲基丙烯酸烯丙酯使实施例2的乳液中的颗粒膨胀，得到直径5微米的会聚透镜的分散体，然后在第II级中使甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸乙酯共聚。以下混合物A4-K4用去离子水制备。
Figure A200810166047D00251
向实施例1的反应器加入A4，在搅拌的条件下加热至90℃。反应器中的空气用氮气置换。当反应器温度稳定在90℃的时候，在1小时时间内，将混合物B4加入反应器中。混合物C4用均化器乳化，加入至所述反应器中。该反应器在64℃下搅拌1小时。混合物D4用均化器乳化，加入反应器中，然后发生放热聚合反应。达到峰值温度之后，继续进行搅拌，同时将反应器冷却至75℃。将混合物F加入反应器中。然后在1.8小时的时间内将混合物E4，G4和H4独立地加入。在此加入过程中，温度保持在73-77℃，继续进行搅拌。然后将混合物I4加入反应器中，然后在30分钟内加入混合物J4和K4。所得乳液进行过滤，通过库尔特公司多尺寸IIE粒度分析仪(Coulter Corporation Multisizer IIE)测得，粒度为4.8微米。
实施例5  两级韧化的弹性粘合剂
制备以下混合物：
混合物    组分                                                      重量份
A5        水                                                         238.58
          28％的月桂基硫酸钠水溶液                                   28.99
          30％的仲醇乙氧基化物(15.4HLB)的水溶液                      108.21
          丙烯酸乙酯                                                 783.18
          丙烯酸                                                     28.41
B5        0.15％的七水合硫酸铁                                       4.08
C5        水                                                         25.49
          过硫酸铵                                                   0.81
D5        水                                                         25.49
          亚硫酸氢钠                                                 1.43
          氢氧化铵                                                   0.41
E5        水                                                         20
          叔丁基过氧化氢                                             0.46
F5        水                                                         20
          2-羟基-2-磺基乙酸的二钠盐(Disodium salts of                0.47
          2-hydroxy-2- sufinatoacetic acid)和2-羟基磺基乙酸
          (2-hydroxy-sufonatoacetic acid)，亚硫酸钠
G5        甲基丙烯酸甲酯                                              202.90
H5        水                                                          9.18
          叔丁基过氧化氢                                              0.92
I5        水                                                          38.74
          2-羟基-2-磺基乙酸的二钠盐和2-羟基磺基乙酸，亚硫酸钠         0.9
J5        水                                                          35.69
          叔丁基过氧化氢                                              1.53
K5        水                                                          35.69
          2-羟基-2-磺基乙酸的二钠盐和2-羟基磺基乙酸，亚硫酸钠         1.33
L5        三乙胺                                                      17.84
          水                                                          50.98
向装有搅拌器和冷凝器的反应器加入1259.19克去离子水。氮气鼓泡通过水20分钟。反应器用该氮气覆盖，加入混合物A5。使反应器的混合物温度低于20℃，迅速地将混合物B5、C5和D5连续地加入反应器中。在大约10分钟内，温度升高，达到约85℃的峰值温度。达到峰值温度之后大约10分钟，加入混合物E5，然后加入混合物F5。保持5分钟，然后将反应混合物冷却至75℃。将混合物G5加入反应器，然后加入混合物H5和I5。在5分钟时间内，观察到放热升温5-10℃。保持15分钟，然后在对物料冷却的同时，在30分钟内将混合物J5和K5独立地计量加入反应器。加入混合物L5，然后将聚合物样品通过100目的筛网进行过滤，以除去凝聚物。
实施例6  发散透镜涂料制剂
 
制剂#1 量量 固体含量 珠粒/粘合剂(固体/固体)比
水 156
实施例3的乳液 258 87.7 80
实施例5的乳液 63 22.1 20
聚醚改性的聚硅氧烷 5 5
HEUR流变改性剂 18 4.5
使用标准台式顶挂式混合器对制剂#1的组分搅拌20分钟。制剂#1的布鲁克菲尔德(Brookfield)粘度(1.25秒-1)为400厘泊。
实施例7  发散透镜涂料
 
制剂#2 量 固体含量 珠粒/粘合剂(固体/固体)比
水 48.4
实施例3的乳液 112 36.5 80
实施例5的乳液 26 9.1 20
聚醚改性的聚硅氧烷 3.1 3.1
HEUR流变改性剂 10.4 2.6
使用标准台式顶挂式混合器对制剂#2的组分搅拌20分钟。制剂#1的布鲁克菲尔德粘度(1.25秒-1)为900厘泊。
在喷涂之前，在150克制剂#2中加入100克水，对制剂#2进行稀释。
实施例8  会聚透镜制剂
 
制剂#3 量 固体含量 珠粒/粘合剂(固体/固体)比
水 0
实施例4的乳液 164.4 36.5 80
实施例5的乳液 26 9.1 20
聚醚改性的聚硅氧烷 3.1 3.1
HEUR流变改性剂 10.4 2.6
使用标准台式顶挂式混合器对制剂#3的组分搅拌20分钟。制剂#1的布鲁克菲尔德粘度(1.25秒-1)为700厘泊。
在喷涂之前，在150克制剂#3中加入100克水，对制剂#3进行稀释。使用常规的气压式喷枪，喷涂所有的制剂。
对干燥的膜进行以下光学测量：用测角光度计评价光扩散率，用色度计测量光学性质。前一种仪器测量在-90°至+90度的角度透射通过试样的可见光的输出强度。
实施例9  漫射装置
将实施例7所述的制剂2喷涂在0.3米×0.3米的
Figure A200810166047D00281
 PET片(厚度为7密耳)的一个面上。在喷涂之前，测量片的重量，在喷涂湿制剂并在82℃干燥5分钟之后，再次对该片称重，以测量干“增重”。干燥之后，在所述
Figure A200810166047D00283
片材的相反面上喷涂实施例8所述的制剂#3。
实施例7和8制得的“双面”样品的光学测量。
 
喷涂增重(克/米2) 浊度(％) 透射率(Tt)(％) YI 扩散率(％)
第1面，制剂#2   10.4克/第2面，制剂#3   7.9克 83.16 83.34 3.35 10.77
实施例10  漫射装置
将实施例7所述的制剂2喷涂在0.3米×0.3米的
Figure A200810166047D00284
 PET片(厚度为7密耳)的一个面上。在喷涂之前，测量
Figure A200810166047D00285
片的重量，在喷涂湿制剂并随后在82℃干燥5分钟之后，再次对该片称重，以测量干“增重”。对片材进行干燥之后，将制剂#3直接喷涂在干燥的制剂2的顶上(两种制剂喷涂在
Figure A200810166047D00291
片的同一个面上，作为独立的层)。
对实施例10制得的“双层”漫射器进行光学测量。
Figure A200810166047D00292
实施例11
将实施例7所述的制剂2喷涂在0.3米×0.3米的
Figure A200810166047D00293
 PET片的一个面上。在喷涂之前，测量
Figure A200810166047D00294
片的重量，在喷涂湿制剂和随后在82℃干燥5分钟之后，再次对该片称重，以测量干“增重”。干燥之后，在所述
Figure A200810166047D00295
片材的相反面上喷涂实施例8所述的制剂#3。
实施例7和8制得的“双面”样品的光学测量。
 
喷雾增重(克/米2) 浊度(％) 透射率(Tt)(％) YI 扩散率(％)
第1面，制剂#2   0.97克第2面，制剂#3   0.73克 83.16 83.34 3.35 10.77

Claims (17)

1.一种光漫射制品，其包括：
(a)有机或无机聚合片状基材，其为光学透明的，折射率为1.4-1.8；
(b)位于所述基材的至少一个表面上的一种或多种涂料组合物的一个或多个层，其中涂料组合物的给定层包含实心透明的聚合物透镜，所述给定涂料组合物层中的聚合物透镜是以下(i)和(ii)中的任意一种：
(i)发散透镜，其焦距为-0.5微米至-15微米，具有连续的折射率梯度，使得透镜中心的折射率低于透镜表面的折射率；
(i)会聚透镜，其焦距为2.5微米至74微米，具有连续的折射率梯度，使得透镜中心的折射率高于透镜表面的折射率；
其中各层的厚度小于375μm，聚合物透镜的直径为0.85-30μm。
2.如权利要求1所述的光漫射制品，其特征在于，所述涂料组合物的给定层中的聚合物透镜的多分散性为1-1.5。
3.如权利要求1所述的光漫射制品，其特征在于，所述光漫射制品包括两层或更多层的涂料组合物层，其中一层或多层的所述涂料组合物层由发散透镜形成，一层或多层的所述涂料组合物层由会聚透镜形成。
4.如权利要求3所述的光漫射制品，其特征在于，所述两层或更多层的涂料组合物层位于基材的相同表面上。
5.如权利要求3所述的光漫射制品，其特征在于，所述两层或更多层的涂料组合物层位于基材的相反表面上。
6.如权利要求5所述的光漫射制品，其特征在于，所述由发散透镜形成的一层或多层的涂料组合物层位于所述基材的一个表面上，由会聚透镜形成的一层或多层的涂料组合物层位于所述基材的相反表面上。
7.如权利要求6所述的光漫射制品，其特征在于，由发散透镜形成的一层或多层涂料组合物层中任意特定层中的发散透镜具有基本相同的连续折射率梯度，由会聚透镜形成的一层或多层涂料组合物层中任意特定层中的会聚透镜具有基本相同的连续折射率梯度。
8.如权利要求1所述的光漫射制品，其特征在于，所述光漫射制品还包括一层或多层涂料组合物，所述涂料组合物包含实心透明的聚合珠粒，这些珠粒具有中心和表面，珠粒中心的折射率与表面的折射率基本上相同。
9.如权利要求1所述的光漫射制品，其特征在于，所述一个或多个层中的至少一个层以聚合物水分散体的形式施加于所述基材。
10.如权利要求1所述的光漫射制品，其特征在于，所述聚合物水分散体还包含胶乳聚合物粘合剂。
11.如权利要求1所述的光漫射制品，其特征在于，所述一个或多个层中的一层或多层包含聚合物颗粒的单层。
12.如权利要求1所述的光漫射制品，其特征在于，所述基材的浊度低于10％，光透射率大于90％。
13.如权利要求1所述的光漫射制品，其特征在于，所述一个或多个层各自的厚度为6-150微米。
14.如权利要求1所述的光漫射制品，其特征在于，所述聚合物透镜通过两级法形成，该方法包括：第一级，形成聚合物透镜的内部部分，以及第二级，形成所述聚合物透镜的外部部分，其中在形成所述聚合物透镜的外部部分的第二级中使用交联剂。
15.如权利要求1所述的光漫射制品，其特征在于，所述制品包括位于一层或多层基材上的一层或多层涂料组合物层，其中所述一层或多层涂料组合物的层中的至少一个层包含发散透镜和会聚透镜的混合物。
16.如权利要求1所述的光漫射制品，其特征在于，所述制品包括一层或多层基材，还可具有以下形成形式：基材的特定层的一个或多个部分上涂覆包含发散透镜或会聚透镜或者发散透镜和会聚透镜的混合物的涂料组合物，同时基材相同特定层的一个或多个其它部分未被涂覆，或者用包含具有不同于前者的折射率或光学性质的发散透镜、会聚透镜、或者发散透镜和会聚透镜的混合物的涂料组合物涂覆。
17.一种光漫射制品，其包括：
(a)有机或无机聚合片状基材，其为光学透明，折射率为1.4-1.8；
(b)位于所述基材的至少一个表面上的至少一个第一涂料组合物的第一层，所述第一涂料组合物包含实心透明的第一聚合物发散透镜，该透镜的直径为1-30μm，焦距为-0.5μm至-15μm，具有连续折射率梯度，使得第一透镜中心处的折射率低于第一透镜表面处的折射率，所述第一层的厚度小于375μm；
(c)位于所述基材的至少一个表面上的至少一个第二涂料组合物的第二层，所述第二涂料组合物包含实心透明的第二聚合物会聚透镜，该透镜的直径为1-30μm，焦距为2.5μm至74μm，具有连续折射率梯度，使得第二透镜中心处的折射率大于或等于第二透镜表面处的折射率，所述第二层的厚度小于375μm。
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