ES2386976T5 - Composición termoplástica difusora de la luz blanca - Google Patents
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Description
preferiblemente por encima de 1,0; un factor de difusión de al menos 0,5, preferiblemente por encima de 0,62, y lo más preferible por encima de 0,65; y un ángulo de ganancia medio de al menos 50 grados, preferiblemente por encima de 52 grados, y más preferiblemente por encima de 55 grados.
La composición del difusor de luz de la invención es útil en aplicaciones de pantallas de cristal líquido para TV de 5 transistores de película delgada (TFT-LCD-TV), señales luminosas, cubiertas para sistemas de iluminación y pantallas de proyección trasera.
Formulaciones.
Se obtuvieron o prepararon composiciones difusoras de la luz, que tienen propiedades como las mostradas en la 10 Tabla 1.
Preparación de la muestra extruida de TL blanco
Se mezclaron por fusión perlas reticuladas compuestas de un copolímero de 96% de metacrilato de metilo / 4% de acrilato de etilo, metacrilato de alilo usado como el agente de entrecruzamiento, que son sustancialmente esféricos, que tienen un diámetro medio de partícula de aproximadamente 10 a 32 micrómetros, en donde 90% de las 15 partículas en peso tienen un diámetro inferior a 40 micras, y un índice de refracción (nD) de 1,4907, en una resina acrílica de moldeo (metacrilato de metilo / acrilato de etilo 96/4) con un 5% en peso. Se midió el índice de refracción (nD) de la resina acrílica de moldeo utilizada anteriormente con un valor de 1,4935 de acuerdo con la norma ASTM D542. Por lo tanto, el índice de refracción de la perla es muy similar en comparación con aquella de la matriz acrílica. Adicionalmente, se mezclaron también por fusión 2% en peso de partículas de BaSO4 que tenían un
20 diámetro promedio de 3 micras, en una extrusora. Las otras muestras se prepararon de una forma similar, utilizando las composiciones mostradas en la Tabla 1.
Tabla 1. Ejemplo de experimentos de desarrollo de la formulación para láminas difusoras de luz.
- Muestra
- Matriz Polimérica Pigmento Inorgánico Partículas difusoras de luz
- % en peso
- Composición Peso Molecular (g/mol) % en peso Tipo % en peso Tipo
- 1 Comercial (comparativa)
- - Con base acrílica - - CaCO3 - Ninguna
- 2 Comercial (comparativa)
- - 96,5% PMMA 3,5% PMA - 3,1 Silicato (Talco) - Ninguna
- 3 Comercial (comparativa)
- - PMMA 4-5% PEA 115.000 - TiO2 - Ninguna
- 4 Comercial (comparativa)
- 98,33 PMMA 4-5% PEA 115.000 - Ninguno 1,667 Partículas de celda de fundición PS-PMMA
- 5 (comparativa)
- 96,7 PMMA 0,6% PEA 85.000 2,2 BaSO4 (3 µm) - Ninguna
- 6 (comparativa)
- 97,13 PMMA 0,6% PEA 85.000 1,47 BaSO4 (3 µm) 0,665 Partículas de celda de fundición PS-PMMA
- Muestra
- Matriz Polimérica Pigmento Inorgánico Partículas difusoras de luz
- % en peso
- Composición Peso Molecular (g/mol) % en peso Tipo % en peso Tipo
- 7 (comparativa)
- PMMA 0,6% PEA 85.000
- 8 (comparativa)
- 97 PMMA 0,6% PEA 85.000 2 BaSO4 (3 µm) - Ninguna
- 9 (comparativa)
- 97,8 PMMA 0,6% PEA 85.000 - Ninguno 2,2 Partículas acrílicas entrecruzadas (17-22 µm)
- 10 (comparativa)
- 96,85 PMMA 0,6% PEA 85.000 2,1 BaSO4 (3 µm) - Ninguna
- 11
- 92 PMMA 0,6% PEA 85.000 2 BaSO4 (3 µm) 5 Partículas acrílicas entrecruzadas (17-22 µm)
- Control Blanco Extrudido (comparativo)
- 97 PMMA 4-5% PEA 115.000 2 BaSO4 (3 µm) - Ninguna
- TL Blanco Extrudido
- 92 PMMA 4-5% PEA 115.000 2 BaSO4 (3 µm) 5 Partículas acrílicas entrecruzadas (17-22 µm)
- Nota: Las láminas extruidas (Control Blanco Extrudido y TL Blanco Extrudido) fueron preparadas en cuatro diferentes espesores: 0,080; 0,118; 0,165 y 0,177 pulgadas.
Las propiedades ópticas (transmisión / reflexión de la luz, brillo y transmisión o reflexión que depende del ángulo a través de goniofotometría) se midieron para una placa con espesor de 0,080 pulgadas de cada muestra. Los resultados en transmisión se muestran en la Tabla 2.
Las propiedades de difusión de la luz de estos materiales se obtuvieron mediante el análisis de la transmisión que depende del ángulo utilizando Goniofotometría. A partir de estos resultados, se han cuantificado el poder de cubrición, el ángulo de ganancia medio y los valores del factor de difusión para todas las muestras descritas aquí. El valor del poder de cubrición se calcula de acuerdo con la siguiente expresión:
10 En donde H. P. es el poder de cubrición, T(2º) representa el valor de transmisión a 2º del ángulo de visión y T(0º) es el valor de transmisión a 0º del ángulo de visión. Además, el ángulo de ganancia medio se define como el ángulo de visión donde la magnitud del valor máximo de transmisión (típicamente observado cerca a 0º del ángulo de visión) se reduce a la mitad. Por último, el factor de difusión se calcula utilizando la siguiente expresión:
Donde D. F. es el factor de difusión y T(20º), T(70º) y T(5º) representan el valor de transmisión a 20º, 70º y 5º del ángulo de visión, respectivamente. Los resultados de estos cálculos se resumen en las Tablas 2 -3.
Tabla 2. Propiedades de las formulaciones desarrolladas. (Muestras pequeñas de -0.080" de espesor)
- Muestra
- Propiedades de Difusión Transmisión Total de la Luz Color trasmitido
- Poder de cubrición
- Factor de Difusión Ángulo de Ganancia Medio % L a b
- 1 (comp)
- 0,995 0,800 70 -80 49,5 70,32 0,33 0,71
- 2 (comp)
- 1,013 0,750 70 -80 55,0 74,54 0,48 1,32
- 3 (comp)
- 0,799 0,904 70 -80 30,0 54,80 0,71 2,90
- 4 (comp)
- 1,015 0,875 70 -80 48,1 69,38 0,47 2,66
- 5 (comp)
- 0,347 0,875 1,0 -1,25 45,8 67,66 0,41 1,60
- 6 (comp)
- 0,995 0,768 70 -80 50,5 71,08 0,38 2,28
- 7 (comp)
- 0,134 0,583 1,0 -1,25 60,3 77,67 0,59 1,59
- 10 (comp)
- 0,999 0,614 50 -60 64,6 80,38 0,39 0,99
- 11
- 1,010 0,659 50 -60 64,2 80,12 0,32 1,20
- Nota: Para las muestras comerciales 3 y 4, se utilizaron muestras en astillas con un espesor de 0,018 pulgadas para estas mediciones
5
Se utilizó un colorímetro Color-eye 7000 Gretag Macbeth para medir los valores de L, a, y b tanto en modo de transmisión como de reflectancia. Los valores de color de las muestras se midieron utilizando un observador a 2º y una fuente de luz C como la fuente luminosa. Se tomaron al menos cinco mediciones de cada muestra y se calculó un promedio de los valores de L, a, y b. Los resultados obtenidos en el modo de transmisión se resumen en las
10 Tablas 2 y 3. Además, la transmisión total de luz se obtuvo como la magnitud de Y usando la expresión de FMC-II durante la misma medición de color.
Extrusión de la lámina.
Se extrudieron láminas para varias composiciones de la siguiente manera: se prepararon mezclas secas del concentrado de color que contenía el pigmento inorgánico (BaSO4) y la matriz del copolímero acrílico (peso
15 molecular 115.000 y 4 -5% de EA) en una secadora. Se hizo un compuesto con esta mezcla utilizando una mezcladora de doble tornillo con un alimentador adicional de polvo para introducir las perlas de partículas entrecruzadas acrílicas en la cantidad correcta. Además, se produjo un material de referencia sin las partículas acrílicas entrecruzadas, para entender el efecto de éstas, perlas con el mismo índice de refracción, en las propiedades ópticas totales del material.
20 Se tomaron muestras de láminas de 0,080; 0,118; 0,165 y 0,177 pulgadas de espesor para el análisis de las propiedades ópticas y para la detección de cualquier dificultad en el procesamiento asociada con cada formulación. El procesamiento no evidenció ningún problema. Los resultados obtenidos para las láminas extruidas se resumen en la Tabla 3 y se grafican en las Figuras 1 -4.
Tabla 3. Propiedades de las láminas extruidas.
- Muestra
- Propiedades de Difusión Transmisión Total de la Luz Color trasmitido
- Poder de cubrición
- Factor de Difusión Ángulo de ganancia medio % L a b
- Muestra 11 0,080 pulgadas
- 1,010 0,659 50 -60 64,2 80,12 0,32 1,20
- Control Blanco Extrudido 0,080 pulgadas
- 1,007 0,576 50 -60 64,3 80,83 0,52 -0,21
- Control Blanco Extrudido 0,118 pulgadas
- 1,018 0,569 50 -60 49,6 70,98 0,43 0,07
- Control Blanco Extrudido 0,165 pulgadas
- 1,026 0,623 50 -60 41,2 64,73 0,34 0,23
- Control Blanco Extrudido 0,177 pulgadas
- 1,018 0,722 60 -70 41,1 64,68 0,35 0,21
- Control Blanco Extrudido 0,080 pulgadas
- 1,013 0,650 50 -60 63,5 80,36 0,28 1,00
- Control Blanco Extrudido 0,118 pulgadas
- 1,006 0,743 70 -80 49,9 71,31 0,08 1,91
- Control Blanco Extrudido 0,165 pulgadas
- 1,028 0,798 70 -80 39,7 63,69 -0,11 2,73
- Control Blanco Extrudido 0,177 pulgadas
- 1,022 0,871 80 -90 38,5 62,70 -0,10 2,69
Los resultados indican que existe consistencia entre la lámina extruida y las propiedades medidas anteriormente para la muestra 11. Estos experimentos demuestran un efecto sinérgico entre las partículas acrílicas entrecruzadas con índice de refracción similar y el pigmento inorgánico (BaSO4) mostrando una transmisión de la luz significativamente mayor con ángulos de visión altos cuando se introducen las partículas entrecruzadas. Esto es evidente cuando se comparan los valores más altos en el factor de difusión y el ángulo de ganancia medio de las láminas difusoras de la luz (TL Blanco) con respecto a aquellas sin partículas acrílicas entrecruzadas (Control Blanco), como se muestra en la Tabla 3. Las composiciones específicas se enumeran en la Tabla 1. La contribución
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