TW200514691A - Multilayered articles and method of manufacture thereof - Google Patents
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Description
200514691 (1) 玖、發明說明 【發明所屬之技術領域】 此項揭示係關於多層物品及其生產方法。尤其本項揭 示係關於用於吸收IR輻射線的多層片及彼之製法。 【先前技術】
經由交通工具、住宅或辦公室建築內表面吸收過量的 太陽輻射線,可能會升高內部溫度,降低居住者的舒適, 加速內裝材料的降解,及增加較大空調單位的需求。特別 在交通工具中,於高靜止吸收條件之下,其可能發生在交 通工具停於夏天熱太陽下,特別在沙漠氣候之中,在封閉 車中的表面溫度可達到超過100 °C,且車的全部熱質量會 上升至局溫。
在交通工具之中增強空調單位的冷卻負載以改善熱不 適,將與目前在汽車工業上的主流趨勢背道而馳。汽車引 擎正縮小尺寸以降低重量且改良燃料效率,且不太能操作 較大空氣調節器的功率消耗。最近工業界與政府關切汽車 冷氣成爲釋放氯氟碳化合物(CFC)進入大氣中的來源,增 加冷卻負載將導致更大的空調單位,而將加重此問題。如 此,需要新的技術與消極的設計解決方案,而降低在汽車 中的太陽熱效力及對於住宅及辦公室建築的太陽熱效力。 【發明內容】 在此揭示一種多層片,其包含內含熱塑性聚合物與 -5- 200514691 (2) IR吸收添加劑之核心層;內含熱塑性聚合物與電磁輻射 線吸收添加劑的第一蓋帽層;其中第一蓋帽層的表面配置 在核心層表面上且與其緊密接觸。 在此也揭示一種製造多層片之方法,其中包含將內含 熱塑性聚合物與IR吸收添加劑的組成物熔融摻合而製作 核心層;將內含熱塑性聚合物及紫外線吸收劑的組成物熔 融摻合而製作第一蓋帽層;將核心層與第一蓋帽層結合, 所採用的結合方式係使蓋帽層配置在核心層表面上且與其 緊密接觸。 在此揭示一種製造多層片之方法,其中包含將內含熱 塑性聚合物與IR吸收添加劑之核心層與內含熱塑性聚合 物與紫外線吸收劑的第一蓋帽層作共押出。 在此也揭示一種內含以上詳述的多層片之物品。 本發明較佳具體實施例之詳細描述 在此揭示一個多層片,其在電磁光譜的紫外線(UV)區 域顯示高的光吸收,在紅外光(IR)區域附近有光的高吸收 與高反射,而在可見光區域提供對光的高透明度與低反射 。此多層片包含內含熱塑性聚合物與IR吸收添加劑之核 心層。在一項具體實施例之中,將核心層的表面配置在內 含熱塑性聚合物與電磁輻射線吸收添加劑的第一蓋帽層的 表面上,且與其緊密接觸。在另一具體實施例之中,將核 心層的表面配置在第一與第二蓋帽層的表面之間且與其緊 密接觸,各個蓋帽層中包含熱塑性聚合物與電磁輻射線吸 -6 - 200514691 (3) 收添加劑。此多層片一般裝設在任何應用上(例如建築或 汽車),採用的方法係使太陽的輻射線在照射到核心層之 前先照射到蓋帽層。此多層片宜由共押出成形方式製作, 其將於稍後再作詳述。宜注意在此揭示的全部範圍均包括 在內而且是可加以組合的。 電磁輻射線吸收添加劑可以是電磁光譜中任何輻射線 的吸收劑。在一項舉例的具體實施例之中,電磁輻射線吸 收添加劑爲紫外線(UV)輻射線吸收劑。在另一舉例的具體 實施例之中,電磁輻射線吸收添加劑爲其可吸收IR輻射 線的IR吸收添加劑。而在另一舉例的具體實施例中,電 磁輻射線吸收添加劑爲可吸收IR輻射線與UV輻射線的 添加劑。 圖1爲描述配置在介於第一蓋帽層表面第與二蓋帽層 表面之間的核心層表面之圖式,而圖2爲描述僅配置在第 一蓋帽層表面上且與與其緊密接觸的核心層表面之圖式。 核心與.蓋帽層兩者可爲熱塑性聚合物單片或熱塑性聚合物 多重片。由圖1與2可看出,多層片之厚度意指核心層之厚 度加上蓋帽層之厚度。 如以上所述,核心與蓋帽層兩者包含熱塑性樹脂。可 使用的熱塑性聚合物有寡聚物,聚合物,離子體,樹狀體 ’共聚物如嵌段共聚物、接枝共聚物、星狀嵌段共聚物、 雜排共聚物、及其類似者,與至少包含一種前述聚合物的 組合物。可用作爲核心與蓋帽層熱塑性聚合物的適合實施 例有聚乙縮醒、聚丙烯酸、聚碳酸酯聚苯乙烯、聚酯、聚 -7- 200514691 (4) 醯胺、聚醯胺醯亞胺、聚芳香族烴酸酯、聚芳基·、聚醚 、聚伸苯基硫化物、聚氯乙烯,聚硕、聚醯亞胺、聚醚 醯亞胺、聚四氟乙烯,聚醚酮、聚醚醚酮、聚醚酮酮、聚 苯并噚唑、聚氧雜二氮唑、苯並噻嗪吩噻嗪、聚苯并噻唑 、聚吡啶酮基喹喏啉、聚均苯四酸醯亞胺、聚喹喏啉、聚 苯咪唑、聚羥吲哚、聚酮基異吲哚啉、聚二氧代異吲哚滿 、聚三嗪、聚吡嗪、聚賴嗪、聚吡啶、聚六氫吡啶、聚三 唑、聚吡唑、聚吡咯啶、聚卡硼烷(polycarborane)、聚氧 雜雙環壬烷、聚二苯并呋喃、聚鄰酞酸酯、聚乙縮醛、聚 酐、聚乙烯基醚、聚乙烯基硫醚類、聚乙烯醇,聚乙烯基 酮、聚乙烯基鹵化物、聚乙稀腈、聚乙烯酯、聚磺酸鹽、 聚硫化物、聚硫酯類、聚碾、聚磺胺、聚尿素、聚磷腈、 聚矽氮烷,或其類似者、或至少包含一個前述熱塑性聚合 物的組合物。用於核心層較佳的熱塑性聚合物爲聚碳酸酯 或聚碳酸酯與聚矽氧烷之共聚物。用於蓋帽層較佳的熱塑 性聚合物爲聚碳酸酯、共聚酯碳酸酯、或聚酯與聚碳酸酯 之摻合物。 如以上所述,核心層可爲單片的熱塑性聚合物或多重 片的熱塑性聚合物。宜使熱塑性聚合物在電磁光譜上可見 光波長區域呈透明的。此核心層一般包含聚碳酸酯與IR 吸收添加劑。如在此使用者,術語”聚碳酸酯”、”聚碳酸 酯組成物”、及’’內含芳香族碳酸酯鏈單位的組成物’’包含 帶有式(I)結構單元的組成物: -8- (I) 200514691 (5) 〇 --R1—Ο-^-Ο- 其中R 1基團總數目中高於或等於約6 0百分比爲芳香 族有機基團且其剩餘部分爲脂肪族、脂環族、或芳香族基 團。較佳者,R1爲芳香族有機基團,且更佳爲式(II)之基 團: 其中各個A1及A2爲單環二價芳基基團且Y1爲帶有〇 、一、或二個分隔A1與A2原子的橋接基團。在一項舉例 的具體實施例之中,用一個原子分隔A1與A2。Y1基團的 說明性實施例爲-〇-、、-S(O)- ' -S(0)2-、-C(〇)-、亞 甲基、環己基-亞甲基、2-[2,2,1]-雙環亞庚基 '亞乙基、 亞異丙基、亞新戊基、環亞己基、環十五烷亞基、環十二 碳亞基、金剛烷亞基,或其類似者。在另一具體實施例之 中,零個原子分隔A1與A2,其說明實施例爲聯苯。橋接 基團Y1可爲飽和烴基團如亞甲基、環亞己基或亞異丙基 〇 可經由碳酸酯前驅物與二羥基化合物的史考特波曼 (Schotten-Bauman)界面反應,而製作聚碳酸酯。典型地, 將水溶性鹼如氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈣、或其類似 者,與內含二羥基化合物的有機性不溶於水的溶劑如苯、 -9 - 200514691 (6) 甲苯、二硫化碳、或二氯甲烷混合物。通常使用相轉移劑 以促進反應。分子量調節劑可單獨加入或摻入反應物混合 物而加入。立即記述的分枝劑亦可單獨加入或呈摻合物加 入。. 可經由其中僅有一個原子分隔A1及A2的二羥基化合 物之界面反應,而製作聚碳酸酯。如在此使用者’術語” 二羥基化合物’’包括例如具有如下通式(ΠΙ)的雙酚化合物
HO
(III) 其中Ra與Rb各自獨立代表氫、較佳爲溴的鹵原子、 或單價烴基團,P與q各自獨立爲0至4的整數,且Xa代 表式(IV)的各基團中之一: •c——
0 II
Rd
其中Re與Rd各自獨立代表氫原子或單價線性烴基團 或環烴基團’且Re爲二價烴基團、氧、或硫。 可由式(III)代表的雙酚類型化合物之實施例包含雙( 羥基芳基)烷系列,例如;[,;[-雙(4 -羥基苯基)甲烷、1,1-雙 -10- 200514691 (7) (4-羥基苯基)乙烷、2,2-雙(4-羥基苯基)丙烷(或雙酚-A)、 2,2-雙(4-羥基苯基)丁烷、2,2-雙(4-羥基苯基)辛烷、1,卜 雙(4-羥基苯基)丙烷、1,1-雙(4-羥基苯基)正丁烷、雙(4-羥基苯基)苯基甲烷、2,2-雙(4-羥基-卜甲基苯基)丙烷、 1,卜雙(4-羥基-第三丁基苯基)丙烷、2,2-雙(4-羥基-3-溴苯 基)丙烷,或其類似者;雙(羥基芳基)環烷系列如,1,1-雙 (4-羥基苯基)環戊烷、1,卜雙(4-羥基苯基)環己烷,或其類 似者、或其中至少包含一種前述雙酚化合物的組合物。 其它可由式(ΙΠ)代表的雙酚化合物包含那些其中 X 爲-〇-、-S_、_S0_或-S(0)2-者。該雙酚化合物之一些實施 例有雙(羥基芳基)醚類如4 ; 4’-二羥基聯苯基醚、4,4’-二 羥基-3,3’-二甲基苯基醚一或其類似者;雙(羥基二芳基) 硫化物如4,4’-二羥基聯苯基硫化物、4,4’-二羥基-3,3’·二 甲基聯苯基硫化物、或其類似者;雙(羥基二芳基)亞硕, 如4,4'-二羥基聯苯基亞硕、4,4’·二羥基-3,3’-二甲基聯苯 基亞硕,或其類似者;雙(羥基二芳基)硕,如4,4’-二羥基 聯苯基硕、4,4’-二羥基- 3,3’-二甲基聯苯基硕,或其類似 者;或其中至少包含一種前述雙酚化合物的組合物。 在聚碳酸酯之聚縮合中可利用的其它雙酚化合物,可 由式(V)代表
(oh)2 (Rf)n -11 - (V) 200514691 (8)
其中’ ^^^爲帶有]至]〇個碳原子的烴基團上的鹵原子 ,或經齒素取代的烴基團;η爲0至4的數目。當n至少爲 2’ Rf可相同或不同。可由式(V)代表的雙酚化合物之實施 例有間苯二酚,經取代的間苯二酚化合物如5 _甲基間苯二 酚、5 -乙基間苯二酚、5 _丙基間苯二酚、5 _ 丁基間苯二酚 、5 -第三丁基間苯二酚、5 ·苯基間苯二酚、5 _茴香基間苯 二酚’或其類似者;兒茶酚、氫醌,經取代氫醌如3 -甲基 氫醌、3 -乙基氫醌、3 _丙基氫醌、3 _ 丁基氫醌、3 _第三丁 基氫醌、3 ·苯基氫醌、3 _茴香基氫醌,或其類似者;或其 中至少包含一種前述雙酚化合物的組合物。 亦可使用由下式(VI)代表的雙酚化合物如2,2,2’,2,-四 氫-3,3,3 ’,3 ’ -四甲基· 1,},-螺二[I η -茚烯]-6,6,·二醇。
(VI)
適合的聚碳酸酯另外包含那些源自內含烷基環己烷單 位的雙酚。該聚碳酸酯具有對應於式(VII)的結構單元 -12- 200514691 (9)
(VII) 其中Ra-Rd各自獨立爲氫、Ci-Ci2烴基、或鹵素;且 Re-R1各自獨_LL爲氫、烴基。如在此使用者,,’烴基* 意指僅含有碳及氫的殘基。此殘基可爲脂肪族或芳香族、 直鏈、環、.雙環、分枝型、飽和的、或不飽和。此烴基殘 基在取代基殘基上的碳及氫成員上可含有雜原子。如此, 當特別指出內含該雜原子時,此烴基殘基亦可含有羰基基 團、胺基、羥基基團、或其類似者,或其可在之烴基殘基 骨幹中含有雜原子。內含雙酚的烷基環己烷可用於製作具 有高玻璃轉移溫度及高熱變形溫度的聚碳酸酯聚合物,例 如二莫耳酌與一莫耳氫化異佛爾酮之反應產物。該內含異 佛爾酮雙酚的聚碳酸酯具有對應於式(VIII)的結構·單元
(VIII) 其中Ra-Rd同如上定義。此類異佛爾酮雙酚爲主的聚 -13- 200514691 (10) 合物,包含由內含非烷基環己烷雙酚所製作的聚碳酸酯共 聚物,及內含烷基環己基雙酚的聚碳酸酯與非烷基環己基 雙酚聚碳酸酯之摻合物,其係由Bayer Co.供應,商品名 爲APEC。較佳的雙酚化合物爲雙酚A。 在一項具體實施例之中,二羥基化合物可與羥基芳基 結尾的聚(二有機矽氧烷)反應而產生聚碳酸酯-聚矽氧烷 共聚物。較佳者,此聚碳酸酯-聚(二有機矽氧烷)共聚物 的製作,係於界面反應條件之下,將光氣引入二羥基化合 物如BPA與羥基芳基結尾的聚(二有機矽氧烷)之混合物中 。可經由使用第三胺觸媒或相轉移觸媒,而促進反應物的 聚合。 製作羥基芳基結尾的聚(二有機矽氧烷),可由介於式 (IX)的矽氧烷氫化物之間的鉑催化與脂肪族不飽和單氫酚 的加成而進行,
R4 SiH R4 (IX) 其中R 4例如爲C (! · 8)院基基團、鹵院基基團如三氟丙 基及氛院基基團;芳基基團如苯基、氯苯基及甲苯基。R4 宜爲甲基,或甲基與三氟丙基之混合物、或甲基與苯基之 混合物。 -14- 200514691 (11) 一些可用以製作羥基芳基結尾的聚(二有機矽氧烷)之 脂肪族不飽和單氫酚例如爲丁香油酚、2-烷基酚、4-烯丙 基-2-甲基酚、4-烯丙基-2-苯基酚、4-烯丙基-2·溴酚、4-烯丙基-2-第三丁氧基酚、4-苯基-2-苯基酚、2-甲基-4-丙 基酚、2-烯丙基-4,b-二甲基酚、2-烯丙基-4-溴-6-甲基酚 、2-烯丙基-6-甲氧基-4-甲基酚、2-烯丙基-4,6-二甲基酚 ’或其類‘似者,或其中至少包含一種前述者的組合物。 有代表性的碳酸酯前驅物包含羰基鹵化物,例如羰基 氯(光氣)及羰基溴;二-鹵素甲酸酯,例如二氫酚如雙酚A 、氫醌、或其類似者的二-鹵素甲酸酯,及乙二醇類如乙 二醇及新戊二醇的二-鹵素甲酸酯;及二芳基碳酸酯,如 聯苯基碳酸酯、二(甲苯基)碳酸酯、及二(.萘基)碳酸酯。 界面反應較佳的碳酸酯前驅物爲羰基氯。 也可能使用由聚合二或更多不同二氫酚所得到的聚碳 酸酯,或需要使用碳酸酯共聚物而不是均聚物時,可使用 二氫酚與乙二醇結尾的或羥基結尾的或酸結尾的聚酯或與 二元酸或帶有羥基酸或與脂肪族二元酸之共聚物。一般而 言’有用的脂肪族二元酸帶有約2至約4 0個碳。較佳的脂 肪族二元酸爲十二烷二酸。 亦可將分枝型聚碳酸酯,及線型聚碳酸酯與分枝型聚 碳酸酯之摻合物使用於核心層。分枝型聚碳酸酯可經由於 聚合期間加入分枝劑而製備。此類分枝劑可包含內含至少 三個官能基團的多官能基有機化合物,其可爲羥基、羧基 、羧酐,鹵素甲醯基、及互少包含一種前述分枝劑的組合 -15- 200514691 (12) 物。其彳寸疋的貫施例包括偏本二酸、偏苯二酸目:p、偏苯三 酸三氯化物、三對羥基苯基乙烷、靛紅-雙酚,三酚 TC(1,3,5-三((對-羥基苯基)異丙基)苯),三酚pa(4(4(1,1-雙(對-羥基苯基)-乙基)α,α -二甲基苄基)酚)、4_氯甲酿. 基鄰酞酸酐、苯三酸、苯甲酮四羧酸,或其類似者,或互 少包含一種前述分枝劑的組合物。所加入的分枝劑之含量 約0.05至約4.0.重量百分比(wt%),此係基於在所指定層中 聚碳酸酯之總重。 在一項具體實施例之中,可經由介於二羥基化合物及 碳酸二酯之間的熔融聚縮合反應而製作聚碳酸酯。可用於 製作聚碳酸酯的碳酸二酯之實施例爲聯苯基碳酸酯、雙 (2,4·二氯苯基)碳酸酯、雙(2,4,6-三氯苯基)碳酸酯.、雙(2-氰基苯基)碳酸酯、雙(鄰-硝基苯基)碳酸酯、碳酸二甲苯 酯、間-甲苯酚基碳酸酯、二萘基碳酸酯、雙(聯苯基)碳 酸酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、二丁基碳酸酯、二環己 基碳酸酯、雙.(鄰-甲氧羰基苯基)碳酸酯、雙(鄰-乙氧羰基 苯基)碳酸酯、雙(鄰·丙氧基羰基苯基)碳酸酯、二-鄰位甲 氧基苯基碳酸酯、雙·(鄰-丁氧基羰基苯基)碳酸酯、雙(異 丁氧基羰基苯基)碳酸酯、鄰-甲氧羰基苯基-鄰乙氧羰基 苯基碳酸酯、雙鄰·(第三丁氧基羰基苯基)碳酸酯、鄰-乙 基苯基-鄰甲氧羰基苯基碳酸酯、對_(第三丁基苯基)·鄰( 第三丁氧基羰基苯基)碳酸酯、二-甲基柳基碳酸酯、二· 乙基柳基碳酸酯、二-丙基柳基碳酸酯、二-丁基柳基碳酸 酯、二-苄基柳基碳酸酯、二-甲基4-氯柳基碳酸酯或其類 -16- 200514691 (13) 似者、或至少內包含一種前述碳酸二酯的組合物。較佳的 碳酸二酯爲聯苯基碳酸酯或二-甲基柳基碳酸酯。 較佳者,聚碳酸酯的重量平均分子量約3,000至約 1,000,000克/莫耳(g/莫耳)。在一項具體實施例之中,聚 碳酸酯的分子量約1 〇,〇〇〇至約1 〇〇,〇〇〇 g/莫耳。在另一具 體實施例之中,聚碳酸酯的分子量約20,000至約50 ; 〇〇〇 g/莫耳。而在另一具體實施例中,聚碳酸酯的分子量約 25,000至。約 3 5,000 g/莫耳。 熱塑性聚合物的一般用量在約70至約99.9重量百分比 (wt%),此基於核心層之重量。在一項具體實施例之中, 熱塑性聚合物之含量在約7 5至約9 9.7 wt %,此係基於核心 層之總重。在另一具體實施例之中,熱塑性聚合物之含量 在約80至約99.5 wt%,此係基於核心層之總重。而在另一 具體實施例中,熱塑牲聚合物之含量在約85至約97 wt %, 此係基於核心層之總重。 .IR吸收添加劑一般爲金屬硼化物或硼化物之細微微 粒,如硼化鑭(LaB6)、硼化鐯(PrB6)、硼化鈸(NdB6)、硼 化鈽(CeB6)、硼北釓(GdB6)、硼化铽(TbB6)、硼化鏑 (DyB6)、硼化鈥(HoB6)、硼化釔(YB6)、硼化釤(SmB6)、 硼化銪(ΕυΒ6)、餌硼化物(ErB6)、硼化錶(TmB6)、硼化鏡 (YbB6)、硼化餾(LuB6)、硼化緦(SrB6)、硼化鈣(CaB6)、 硼化鈦(TiB2)、硼化鍩(ZrB2)、硼化飴(HfB2)、硼化釩 (VB2)、硼化鉅(TaB2)、硼化鉻(CrB及 CrB2)、硼化鉬 (MoB2、Mo2B5及MoB)、硼化鎢(W2B5)、或其類似者、或 -17 - 200514691 (14) 至少包含一種前述硼化物的組合物。 令人滿意者,IR吸收添加劑在分散於聚碳酸酯之前 呈奈米尺寸微粒的形式。微粒的形狀沒有特別的限制,例 如可爲球形的、不規則的、板狀或晶鬚狀。奈米尺寸微粒 --般的平均最大尺寸小於或等於約200奈米s(nm)。在一 項具體實施例之中,此微粒的平均最大尺寸小於或等於約 150 nm。在另一具體實施例之中,此微粒的平均最大尺寸 小於或等於約1 〇 〇 n m。而在另一具體實施例中,此顆粒的 平均最大尺寸小於或等於約75 nm。而在另一具體實施例 中,此微粒的平均最大尺寸小於或等於約5 0 nm。如以上 所述,此奈米尺寸微粒一般平均最大尺寸小於或等於約 ' 2 00 nm。在一項具體賨施例之中,多於90%的微粒其平均 最大尺寸小於或等於約2 0 0 nm。在另一具體實施例之中, 多於95%的微粒之平均最大尺寸小於或等於約20.0 nm。而 在另一具體實施例中,多於9 9 %的微粒之平均最大尺寸小 於或等於約200 nm。可使用雙模粒徑分佈或較高的粒徑分 佈。 IR吸收添加劑的一般用量在約o.ool克/平方公尺 (g/m2)至約2.0 g/m2。在一項具體實施例之中,ir吸收添 加劑的用量在約0.03至約1.0 g/m2。在另一具體實施例之 中,IR吸收添加劑的用量在約0.05至約0.75 g/m2。而在 另一具體實施例中,IR吸收添加劑的用量在約0.09至約 0.3 6 g / in 2 〇 IR吸收添加劑的一般用量佔核心層總重約0.0 2 p p m -18- 200514691 (15) 至約3 0 0 0 p p m。在一項具體實施例之中,! r吸收添加劑 的用量佔核心層總重約1 ρ ρ ηι至約1 5 0 0 p p .m。在另一具體 實施例之中,I R吸收添加劑的用量佔核心層總重約1 . 5 Ρ P m至約1 2 5 0 ρ p m。而在另一具體實施例中,r吸收添 加劑的用里佔核心層總重約2 · 5 ρ p m至約6 0 0 ρ p m,且取決 於板片之厚度。在一項具體實施例之中,此核心層可含有 熱安定劑以補償經由IR光與IR吸收添加劑交互作用之溫 度升高。此外,加入熱安定劑可於加工操作期間如熔融摻 合期間保護材料。一般而言,一層內含、IR吸收添加劑的 聚碳酸酯於曝光下可增加至高達約2 0 °C的溫度。在核心層 中加入熱安定劑可改良多層片長期老化特性,且增加壽期 。在另一具體實施例之中,亦可視需要而將UV安定劑加 入核心層中,以預防U V降解。適合的熱安定劑包含亞磷 酸鹽、膦酸鹽、膦、位阻胺、羥基胺、酚、.丙烯醯基改良 的酚、過氧化氫分解劑、苯并呋喃酮衍生物、或其類似者 、或至少包含一種前述熱安定劑的組合物。商購上可獲得 的適合熱安定劑有 IROAPHOS 168、DOVERPHOS S-9228 、ULTRANOX 641,而適合的商購UV安定劑爲TINUVIN 3 2 9、TINUVIN 234、TINUVIN 3 5 0、TINUVIN 3 60 或 UVINOL 3 03 0。若需要,亦可力□入任意的共安定劑如環月旨 族環氧基聚合物或IRG AN OX 1 076,而改良核心層之熱穩 定性。較佳的熱安定劑爲亞磷酸鹽。 通常令人滿意者,熱安定劑用量在約0.0 01至約3 wt % ’此係基於核心層之總重。在一項具體實施例之中,熱安 -19- 200514691 (16) 定劑的用量在約〇.〇 02至約0.5 wt%,此係基於核心層之總 重。在另一具體實施例之中,熱安定劑的用量在約0.005 至約0.2 wt%,此係基於核心層之總重。而在另一具體實 施例中,熱安定劑的用量在約〇.〇1至約〇·! wt%,此係基 於核心層之總重。若加入共安定劑,通常令人滿意者,加 入量約0.00 1至約2 wt%,此係基於核心層之總重。 除(熱安定劑及UV安定劑之外,可在核心與蓋帽層 兩者中加入其它添加劑如模製離型劑、顏料、染料、衝擊 改良劑、潤滑劑、抗氧化劑、抗菌劑、阻焰劑、視覺效應 添加劑、纖維如碳纖維、玻璃纖維、碳奈米管,或其類似 者;抗靜電劑、塑化劑、塡料如煙燻二氧化矽、氣凝膠、 碳黑、或其類似者。 通常可令人滿意地使核心層的厚度在約〇. 5至約3 0mm 。在一項具體實施例之中,核心層的厚度在約0 · 7 5至約 2 5mm。在另一具體實施例之中,核心層的厚度在約0.85 至約20 inmm。而在另一具體實施例中,核心層的厚度在 約1至約1 5 m m。 如以上所述,此多層片可包含單一的蓋帽層配置在核 心層上且與其緊密接觸。供選擇地,此多層片可包含二個 蓋帽層,一個蓋帽層配置在核心層的任一表面上且與其緊 密接觸。此蓋帽層通常也包含熱塑性聚合物。適合的熱塑 性聚合物爲聚碳酸酯、共聚酯碳酸酯、或聚酯與聚碳酸酯 之摻合物。聚酯可爲環脂族聚酯、聚芳香族烴酸酯或環脂 族聚酯與聚芳香族烴酸酯之組合物。 -20 ~ 200514691 (17) 適用於蓋帽層的環脂族聚酯之特色在於光學透明度、 改良的耐候性、抗化學性、及低吸水性。其亦一般令人滿 意者在於,環脂族聚酯具有與用作核心層的熱塑性聚合物 有良好的熔融相容性。在一項舉例的具體實施例之中,宜 使用可展現與用作核心層的聚碳酸酯有良好的熔融相容性 之環脂族聚酯。環脂族聚醋一般可經由二醇與二元酸或衍 生物之反應而製備。用於製備用作高品質光學片的環脂族 聚酯聚合物之二元醇爲直鏈型、分枝型、或環脂族,較佳 爲直鏈或分枝型院二元醇,且可含有2至1 2個碳原子。 二元醇適合的實施例包含乙二醇、丙二醇如1,2-.及 1,3-丙二醇、及其類似者;丁二醇如1,3-·及1,4·-丁二醇、 及其類似者;二甘醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇、2-乙基、 2-甲基,1,3-丙二醇、:1,3-及1,5-戊烷二醇、二两二醇、2-甲基-1,5-戊烷二醇、1,6 -己二醇、1,4 -環己烷二甲醇且特 別爲其順-與反-異構物、三甘醇、1,1 0 -癸二醇、及至少包 含一種前述二元醇的組合物。特別較佳爲二甲醇雙環辛烷 、二甲醇萘烷、環脂族二醇或化學相當物,且特別爲】,4_ 環己烷二甲醇或其化學相當物。若用Γ,4-環己烷二甲醇爲 作爲二醇成分,一般宜使混合物中順-對反·異構物的比例 在約1 : 4至約4 : 1。在此範圍之中,通常宜使用順-對反一 異構物的比例在約1 ·· 3。 用於製備環脂族聚酯聚合物的二元酸爲內含羧酸的脂 肪族二元酸’其中個羧基基團各自附著至飽和環的飽和碳 上。環脂族酸適合的實施例包含十氫萘二羧酸、原冰片烯 -21 - 200514691 (18) 二羧酸、雙環辛烷二羧酸。較佳的環脂族二元酸爲1,4·環 己烷二羧酸及對-1,4-環己烷二羧酸。也可使用線型脂肪族 二元酸而提供聚酯至少帶有一個內含環脂族環的單體。線 型脂肪族二元酸的說明性實施例爲琥珀酸、己二酸、二甲 基琥珀酸、及壬二酸。亦可使用二元酸與二醇之混合物以 製作環脂族聚酯。 製備環己烷二羧酸及其化學相當物,例如可在適合的 溶劑(例如水或乙酸)之中在室溫及一大氣壓下,經由氫化 環芳香族的二元酸及對應的衍生物如間酞酸、對酞酸或萘 酸,且使用觸媒如支撐在內含碳及氧化鋁的載體上的铑。 也可在反應條件下使用惰性液體介質而製備,酸在惰性液 體介質中至少局部可.溶的,且使用在碳或二氧化矽上的觸 媒或釘。 一般而言,於氫化期間,會得到二或更多殘酸基團在 順-或反-位置的異構物。順-與反-異構物可經由結晶而 分離,結晶中可使用或不用溶劑例如正庚院,或經由蒸飽 而分離。順·異構物傾向有更可溶混的,然而,反-異構物 具有較局的熔融及結晶溫度且爲特別較佳的。亦可使用 順-與反-異構物之混合物,且當使用該混合物時,反_異 構物宜至少佔約7 5 wt %且順-異構物佔順-與反-異構物合 倂總重之剩餘部分。當使用異構物之混合物或多於一種二 兀酸’可用共聚酯或二種聚醋之混合物作爲環脂族聚醋聚 合物。 於製備環脂族聚酯時,亦可使用此類二元酸的化學相 -22- 200514691 (19) 當物,包含酯類。此二元酸化學相當物適合的實施例有烷 酯類如二烷酯類、二芳酯類、酐、醯氯、酸溴化物、及其 類似者,與至少包含一種前述化學相當物的組合物。較佳 的化學相當物包含環脂族二元酸之二烷酯類,且最佳的化 學相當物包含酸的二甲酯,特別爲反-1,4-環己烷二羧酸二 甲酯。 1,4·環己烷二羧酸二甲酯可得自環將對酞酸酯二甲酯 作氫化,且得到二個在順-與反-位置上具有羧酸基團的異 構物。此異構物可作分離,以反-異構物爲特別較佳的。 亦可由以上詳述方式而使用異構物之混合物。 一般要得到聚酯聚合物,係採用二醇或二醇化學相當 物,與二元酸或具有式(X)重覆單元的二元酸化學相當物 成分,作縮合或酯交換聚合:
(X) 其中R3代表內含2至12個碳原子的烷基或環烷基基屬 ,且爲內含2至12個碳原子的直鏈型、分枝型、或環脂族 烷二醇或化學相當物的殘基;且R4爲烷基或環脂族基團 ,其係源自二元酸的脫羧基殘基,其限制條件爲R3或R4 中至少一個爲環烷基基團。 較佳的環脂族聚酯爲聚(1,4-環己烷-二甲醇-1,4-環己烷二 -23- 200514691 (20) 羧酸酯)(PCCD),其具有式(XI)的重覆單元 -〇 〇 II ch2—o-c
(XI) 在式(IX)中R3爲環己烷環,且其中R4爲源自環己烷 二羧酸酯的環己烷環或化學相當物,且其係選自順-或反-異構物或順-與反-異構物之混合物。一般製得環脂族聚酯 聚合物,是在適合觸媒如四(2-乙基己基)鈦酸鹽的存在下 ,適合含量通常在約50至400 ppm的鈦,基於終產物之總 重。 PC CD —般可與聚碳酸酯完全地溶混。通常令人滿意 者,針對聚碳酸酯-PCCD混合物使其熔融體積速率高於或 等於約5立方公分/10分鐘(cc/l〇分鐘或毫升/10分鐘)至少 於或等於約1 5 0立方公分/1 〇分鐘,測量條件爲2 6 5 °C,負 載爲2 · 1 6公斤且用四分鐘閉模時間。在此範圍之中,通常 可令人滿意地使熔融體積速率高於或等於約7,較佳高於 或等於約9,且更佳爲高於或等於約1 〇 cc/1 〇分鐘,測量條 件爲265 °C,負載爲2.16公斤且用四分鐘閉模時間。也令 人滿意範圍,爲熔融體積速率少於或等於約1 2 5,較佳爲 少於或等於約1 1 0,且更佳在少於或等於約1 〇 〇 c c /1 〇分鐘 〇 可與聚碳酸酯混合的其它較佳的環脂族聚酯有聚對酞 酸乙二醇酯(PET)、聚對酞酸丁二醇酯(PBT)、聚(伸丙基 -24- 200514691 (21) 對酞酸酯)(PTT)、聚(環己烷二甲醇-共對酞酸乙二醇醋 )(PETG)、聚萘酸乙二醇酯)(PEN)、及聚(丁烯萘酸醋 )(PBN)。 可與其它聚合物混合的另一種較佳的聚酯爲聚芳香族 烴酸酯。聚芳香族烴酸酯一般指芳香族二羧酸與雙酚的聚 酯。含有除了芳酯鍵聯之外的碳酸酯鍵聯之聚芳香族烴酸 酉旨共聚物’稱爲聚醋-碳酸醋,也可爲有利地用在混合物 中。可在溶液中製備製備聚芳香族烴酸酯,或經由芳香族 二羧酸或其酯形成的衍生物與雙酚或其衍生物作熔融聚合 而製備聚芳香族烴酸酯。 一般而言,宜使聚芳香族烴酸酯至少包含一種二酚殘 基’加上至少一種芳香族二羧酸殘基。較佳的二酚殘基, 如在式(X 11)中說明者,係源自1,3 -二羥基苯部分,.遍佈本 說明中意指間苯二酚或間苯二酚部分。 間苯二酚或間苯二酚部分包含未取代的丨,3 -二羥基苯 與經取代的1,3 -二羥基苯兩者。
(ΧΠ) 在式(X)中,R至少爲一個Cm烷基或鹵素,且η爲0 至3。適合的二羧酸殘基包含源自單環部分的芳香族二竣 酸殘基’較佳爲間酞酸、對酞酸,或間酞酸與對酞酸之混 -25- 200514691 (22) 合物,或源自聚環部分如聯苯基二羧酸、聯苯基醚二羧酸 、及萘-2,6 -二羧酸、及其類似者,與至少包含一種前述聚 環部分的組合物。較佳的聚環部分爲萘· 2 5 6 -二羧酸。 車父佳者’方香族一殘酸殘基源自間駄酸及/或對酿酸 之混合物,如在在式(XIII)中說明者。 c-o (XIII) 因此,在一項具體實施例之中,聚芳香族烴酸醋包含 間苯二酚丙烯酸酯聚酯,如在式(XIV)中說明者,其中R 與η爲先前針對式(XI)定義者。
其中R至少爲一個Ci-12烷基或鹵素,η爲0至3,且 m至少約8。宜使R爲氫。較佳者,η爲0且m約爲1 〇且約 爲3 0 0。異酞酸酯與對酞酸酯之莫耳比約〇 . 2 5 : 1至約4.0 :1 ° 在另一具體實施例之中,聚芳香族烴酸酯包含熱穩定 - 26- 200514691 (23) 的間苯二酚丙烯酸酯聚酯,其中帶有如展示於式(χν)的多 環芳香族基團
其中R至少一種C】-12烷基或鹵素,η爲〇至3,且订 至少約8。 在另一具體實施例之中,聚芳香族烴酸酯經共聚合而 形成內含碳酸酯與丙烯酸酯嵌段的嵌段共聚酯碳酸酯,。 其中包含內含式(XVI)結構單元的聚合物
其中各個R1獨立爲鹵素或C】.i2烷基,m至少爲1,ρ 約〇至約3,各個R2獨立爲二價有機基團’且η至少約4。 較佳者η至少約1 0,更佳至少在約2 0,且最佳地約3 0至約 1 5 0。較佳者m至少約3,更佳至少約1 〇 ’且最佳地約2 0 至約200。在一項舉例的具體貫施例之中1^己里約及50 〇 通常令人滿意者,聚酯的重量平均分子量在約5 0 0至 -27- 200514691 (24) 約1,000,000克/莫耳(g/莫耳)。在一項具體實施例之中, 尔酉日的重里+均分子量約1 〇 ; 〇 〇 〇至約2 〇 〇,〇 〇 〇 g /莫耳。在 另一具體實施例之中,聚酯的重量平均分子量約3〇 ; 〇〇〇 至約1 5 0,0 00 g/莫耳。而在另一具體實施例中,聚酯的重 量平均分子量約5 0,000至約12〇,〇〇〇 g/莫耳。用於蓋帽層 之聚醋的一項舉例分子量爲60,000及12〇,〇〇〇 g/莫耳。此 類分子量係相對於聚苯乙烯標準而測定。 在一項具體實施例之中,於形成多層片期間,宜將使 用於核心層的熱塑性聚合物之熔融黏度,與使用於蓋帽層 的熱塑性聚合物之熔融黏度可以相匹配。在另一具體實施 例之中,令人滿意者,於多層片形成期間在二個熔融物起 始接觸點上.,使用於蓋帽層的熱塑性聚合物之熔融黏度, 等於使用於核心層的熱塑性聚合物之熔融黏度。而在另一 具體實施例中,令人滿意者,於多層片形成期間在二個熔 融物起始接觸點上,使用於蓋帽層的熱塑性聚合物之熔融 黏度爲使用於核心層的熱塑性聚合物之熔融黏度的1 %之 內。而在另一具體實施例中,令人滿意者,於多層片形成 期間在二個熔融物起始接觸點上,使用於蓋帽層的熱塑性 聚合物之熔融黏度,爲使用於核心層的熱塑性聚合物之熔 融黏度的5 %之內。而在另一具體實施例中,令人滿意者 ,於多層片形成期間在二個熔融物起始接觸點上’使用於 蓋帽層的熱塑性聚合物之熔融黏度’爲使用於核心層的熱 塑性聚合物之熔融黏度的1 0 %之內。而在另一具體實施例 中,令人滿意者,於多層片形成期間在二個熔融物起始接 -28- 200514691 (25) 觸點上,使用於蓋帽層的熱塑性聚合物之熔融黏度,爲使 用於核心層的熱塑性聚合物之熔融黏度的2 0 %之內。 聚酯及/或共聚酯碳酸酯一般的用量在約7 〇至約9 9.9 重量百分比(wt%),基於蓋帽層之重量。在此範圍之中, 可使用高於或等於約7 5的含量,較佳者高於或等於約8〇, 且更佳爲高於或等於約85 wt%,此係基於蓋帽層之重量。 也可令人滿意的使用範圍,爲高於或等於約9 8的含量,較 佳者高於或等於約97,且更佳爲高於或等於約95 wt%,此 係基於蓋帽層之重量。 蓋帽層一般包含適合的UV吸收劑。適合的UV吸收 劑爲苯甲酮類如2,4 二羥基苯甲酮、2 -羥基-4 -甲氧基苯 甲酮、2-經基-4:正.辛氧基苯甲酮、4-十二碳基氧基-2-羥 基苯甲酮、2-羥基-4-十八烷基氧基苯甲酮、2,2’-二羥基-4·甲氧基苯甲酮、2,2’-二羥基-4,4’二甲氧基苯甲酮、2-2’-二羥基-4-甲氧基苯甲酮、2,2’,4,4’-四羥基苯甲酮、2-羥 基-4-甲氧基-5磺基苯甲酮、2-羥基-4-甲氧基- 2’-羧基苯甲 酮、2.2’-二羥基-4,4’-二甲氧基-5磺基苯甲酮、2-羥基-4-(2-羥基-3-甲基芳氧基)丙氧基苯甲酮、2-羥基-4-氯苯甲酮 、或其類似者;苯并三唑如2,2’-(羥基-5-甲基苯基)苯并三 唑、2,2’-(羥基二第三丁基苯基)苯并三唑,及2,2’-( 羥基-X-第三丁基-5’·甲基-苯基·)苯并三唑·、或其類似者; 水楊酸鹽如苯基水楊酸鹽、羧基苯基水楊酸鹽、對·辛基 苯基水楊酸鹽、水楊酸緦、對-第三丁基苯基水楊酸鹽、 水楊酸甲酯、十二碳基水楊酸鹽、或其類似者;以及其它 -29- 200514691 (26) 紫外線吸收劑如間苯二酚單苯甲酸鹽、2’-乙基己基-2-氰 基、肉桂酸3 -苯酯、丙嫌酸2 -乙基-己基-2-氰基-3,3 -二苯 酯、丙烯酸乙基-2-氰基-3,3-二苯酯、[2·2’_硫雙(4-第三辛 基酚鹽)-1-正丁胺、或其類似者、或至少包含一種前述 UV吸收劑的組合物。用於蓋帽層較佳的UV吸收劑爲 UVINL,TL 3 03 0,商業上可商購自BASF。 UV吸收劑的一般用量在約5 wt%至約1 5 wt%,此係 基於蓋帽層之重量。在一項具體實施例之中,U V吸收劑 的含量可在7至約1 4 wt %.,此係基於蓋帽層之總重。而在 另一具體實施例中,UV吸收劑的含量可在8至約12 wt%, 此係基於蓋帽層之總重:在一項具體實施例之中,UV吸 收劑的含量可在9至約1 1、wt%,此係基於蓋帽層之總重。 通常令人滿意者,針對蓋帽層的平均厚度在約1 0至約 1 2 0微米。在一項具體實施例之中,蓋帽層的厚度在約:[5 至約1 〇 〇微米。在另一具體實施例之中,蓋帽層的厚度在 約2 0至約9 0微米。而在另一具體實施例中,蓋帽層的厚度 在約25至約80微米。 多層片一般係由押出成形製作,接著在滾筒碾機或滾 動堆疊機之中將層壓片疊層。多層片個別層的押出成形物 ,可在一單螺桿押出機之中或在雙螺桿押出機之中進行。 其係令人滿意的,在單螺桿押出機之中將各層押出,且在 滾筒碾機之中將各層作疊層。更令人滿意者,在單螺桿押 出機或雙螺桿押出機之中將此層共押出,且視需要在滾筒 碾機之中將此層押出。視需要,此滾筒碾機可有二個滾動 -30· 200514691 (27) 或三滾筒碾機。經由單螺桿押出機將此層作共押出,一般 可令人滿意的用於製造的多層片。 在一項具體實施例之中,在核心層與蓋帽層的押出成 形中,添.加劑(例如IR吸收添加劑及UV吸收劑)可隨著熱 塑性聚合物從進料喉管加入押出機中。在另一具體實施例 之中,在核心層與蓋帽層的押出成形中,添加劑可呈母體 混合物的形式加入。而當將熱塑性聚合物送入押出機的喉 管中,母體混合物可由押出機的喉管或喉管下游進料。在 一舉例的具體實施例之中,在核心層的製作中,將熱塑性 聚合物送入單螺桿押出機的喉管而將IR吸收添加劑呈母 體混合物形式加入進料喉管的下游。在另一舉例的具體實 施例之.中V在蓋帽層的製作:.中將熱塑性聚合物送入單螺 桿押出機的喉管而將UV吸收劑呈母體混合物形式加入進 料喉管的下游。 在一項具體實施例之中,在共押出之前,可將核心層 與蓋帽層所需要之組成物分別地預配料。在此情況下’在 形成適合的形狀如顆粒、片及其類似者之前,可先將預配 料材料熔融摻合在雙螺桿押出機、單螺桿押出機、巴斯 (buss)捏合機、滾筒碾機、或其類似者之中,再進一步作 共押出成形.。然後可將預配料的核心與蓋帽層組成物送入 相應的押出機進行共押出成形。 如以上所述,宜將核心層與蓋帽層共押出。在一項具 體實施例之中,採用一種方法將多層片共押出,將來自各 種押出機的熔融液流(押出物)送入進料段壓模’在進入壓 -31 - 200514691 (28) 模之前於其中將各種熔融液流合倂。在另一具體實施例之 中,將來自各種押出機的熔融液流送入多歧管內部混合壓 模中。不同之熔融液流分別地進入壓模中,且及內部最終 壓模進口處混合。而在另一具體實施例中,將來自各種押 出機的熔融液流送入多歧管外部混合壓模中。外部混合模 口有完全分離的歧管而用於不同熔融液流,且有明顯的孔 洞,由該孔洞可使各液流分別地流出壓模,恰在壓模出口 混合。恰在壓模下游將仍呈溶融態的各層合併。使用於製 作多層片的壓模之一項舉例爲進料段壓模。在一項舉例的 具體實施例之中,用於核心層與蓋帽層共押出成形的各押 出機分別爲單螺桿押出機。若有需求,此共押出片可視需 要而在滾筒碾機之中延壓。此多層片的一般厚度在約0.5 至約35公釐。 令人滿意者,此多層片可吸收高於或等於約90%所有 照射在此片表面上的IR射線。在一項具體實施例之中, 此多層片可吸收高於或等於鄰接60%所有照射在此片表面 上的IR射線。在另一具體實施例之中,此多層片可吸收 高於或等於約5 0 %所有照射在此片表面上的IR射線。而 在另一具體實施例中,此多層片可吸收高於或等於約4〇% 所有照射在此片表面上的IR射線。而在另一具體實施例 中,此多層片可吸收高於或等於約20%所有照射在此片表 面上的IR射線。而在另一具體實施例中’此多層片可吸 收高於或等於約5 %所有照射在此片表面上的IR射線。 令人滿意者,此多層片可吸收高於或等於約90%所有 -32- 200514691 (29) 照射在此片表面上的UV射線。在一項具體實施例之中, 此多層片可吸收高於或等於約6 0 %所有照射在此片表面上 的UV射線。在另一具體實施例之中,此多層片可吸收高 於或等於約50%所有照射在此片表面上的UV射線。而在 另一具體實施例中,此多層片可吸收高於或等於約40%所 有照射在此片表面上的UV射線。而在另一具體實施例中 ,此多層片可吸收高於或等於約2 0 %所有照射在此片表面 上的UV射線。而在另一具體實施例中,此多層片可吸收 高於或等於約5 %所有照射在此片表面上的UV射線。 一般令人滿意者,此多層片在電磁光譜中 UV及IR 區域吸收儘可能多的電磁輻射線,令人滿意者,此多層片 對電磁光譜的可見光區域:爲透明的。電磁光譜的可見光區 域之波長一般在約400至約700 nm。令人滿意者,此片對 可見光區域的光之透明度高於或等於約20%。在一項具體 實施例之中,令人滿意者,此片對可見光區域的光之透明 度高於或等於約30%。在另一具體實施例之中,令人滿意 者,此片對可見光區域的光之透明度高於或等於約40%。 而在另一具體實施例中,令人滿意者,此片之透明度高於 或等於約5 0 % 〇 也可令人滿意者,此多層片的模糊度在少於或等於約 5 %。在一項具體實施例之中,其模糊度可低於或等於約 2%。在另一具體實施例之中,模糊度可低於或等於約 1 · 8 %。在另一具體實施例之中,模糊度可低於或等於約 1.6%。 -33- 200514691 (30) 若生成的多層片呈多壁片的形式,通常令人滿意者, 其模糊度在低於2 5 %。在一項具體實施例之中,模糊度可 低於或等於約2 0 %。在另一具體實施例之中,模糊度可低 於或等於約1 5 %。在另一具體實施例之中,模糊度可低於 或等於約10%。 如此製作的多層片可有利地使用於汽車、住宅及辦公 室建築,或由曝光於IR.輻射線所產生的熱係令人討厭之 其它區域。在一項具體實施例之中,此片可用作爲蓋屋頂 或鑲嵌玻璃材料,於之後共押出呈多壁片,介於各壁之間 的空氣甬道如展示於圖3。圖3爲多壁片的圖式描述,其中 由撐架分隔相應狗各片,且具在撐架之間有空氣口袋。片 厚度也描.述在圖3中,且包含撐架與.個別介多層片。撐架 也由如那些上述之熱塑性聚合物所製作。在一項具體實施 例之中,撐架可由聚碳酸酯、聚酯、或聚酯碳酸酯-聚酯 所製作。 如此形成的多層片也可作額外的加工,如熱成形、真 空模製、吹模成形、成形、及其類似者,而製作具有不同 形狀與幾何外形的材料。 以下作爲舉例性的而非限制性的實施例,闡明使用各 種祠料及裝置而製造多層片的〜些各種具體實施例之組成 與方法。 【實施方式】 實施例 -34- 200514691 (31) 比較例 此實施例隨著以下實施例I,係用於顯示將IR吸收 添加劑加入核心層相對加入蓋帽層的利益比較。此類實施 例也用以顯示出一項利益,將蓋帽層(內含UV吸收劑)放 置在核心層(內含IR吸收添加劑)之表面上,所採用的方 式係當多層片照到太陽的輻射線,輻射線會在接觸核心層 之前先接觸蓋帽層。在此類實施例中,採用具有蓋帽層( 其中包含帶有LaB6的聚碳酸酯(IR吸收添加劑)及UV吸收 劑)配置在聚碳酸酯層上的3mm多層片,與另一個將內含 UV吸收劑的蓋帽層配置在內含IR吸收添加劑的核心層上 之多層片相比較。此比較例討論將IR吸收添加劑(LaB6) 放置在蓋帽層中之結|果,而以下實施例1中將討論將IR吸 收添加劑(LaB6)放置在核心層中的有利結果。 雖然厚度變化將導致蓋帽層厚度在約5 0至約80微米之 間變化’此蓋帽層厚度約60微米。如下將詳述蓋帽層與核 心層的組成及架構。 在蓋帽層中的LaB6 核心層與蓋帽層兩者均具有聚碳酸酯作爲熱塑性聚合 物。此聚碳酸酯爲線性的雙酚A聚碳酸酯,其重量平均 分子量在3 0,000 g/莫耳。 蓋帽層含有 0.18 g/m2 的 LaB6,10% 的 Tinuvin 2 3 4 及 0.1 %的Irgafos 168,餘下部分爲雙酚A聚碳酸酯。此
LaB6係得自母體混合物,該母體混合物內在線性的雙酚A -35- 200514691 (32) 聚碳酸酯中含0.25 wt % LaB 6,該聚碳酸酯的重量平均分子 量爲3 0,0 0 0 g/莫耳。在雙螺桿押出機中將上述的成份作預 配料,以形成蓋帽層預配料。 首先在雙螺桿押出機中將核心層預配料。核心層含有 99.75 wt%線性的雙酚,a聚碳酸酯,其重量平均分子量爲 3 0,000 g/莫耳,〇.1 wt%異戊四醇四硬脂酸鹽,〇·] wt%的 丁1111^丨11 2 34及0.05〜1%的11.§3£〇5168。然後採用以下方法 將核心與蓋帽層預配料共押出,而製作多層片。 用於押出核心層.的4·甲出機爲 Werner and Pfleiderer ZSK押出機133mm(雙螺桿押出機)。各桶溫分別地設定在 約2 00至2 8 0 °C。壓模溫度爲2 5 0 °C且螺桿速度爲85 rpm。 由進料喉管到壓模.間五個、桶:的溫度分別爲250、260、260 、2 7 0、2 8 0 °C。用於製作蓋帽層的押出機(Macgi公司, 單螺桿押出機,其桶徑爲45mm)的區域溫度設定在200與 2 8 0 °C之間,螺桿速度爲.5 8 rpm。使用於各單螺桿押出機 中六個桶的各桶溫度分別設定在245、2 5 5、23 0、.23 0、 270、280°C。上述的桶溫度順序係分別地從單螺桿押出機 進料喉管到進料段。此核心層的一些之特性展示於表1中 〇 在核心與蓋帽層的押出成形中,經由進料喉管將具有 如以上詳述的必需組成之預配料的顆粒送入押出機。將相 應押出機中的押出物送入進料段壓模以形成共押出多層片 。依據ASTM D 1 0 03測量透明度及模糊度,而依據CIE lab DIN 5 03 3測量實驗室顏色。其結果展示於如下表1。 -36- 200514691 (33) 表1 試樣點 蓋帽層厚度 寬度 方向 頂端蓋帽層 L T (1 % ) b-値顏色 模糊度 (%) 陽光透明 度(%) (mm) (微米) 25 6 1.2 59.9 12.7 7.6 49.6 75 74.1 55.6 14.9 8.4 44.9 125 67.6 5 7.7 13.8 8 47.1 1 75 64.4 58.7 13.3 7.8 48 22 5 80.5 53.4 15.9 8.7 42.6 275 67.6 57.7 13.8 8 46 3 25 5 1.5 63 11.1 7.1 52.4 3 75 6 4.4 58.7 13.3 7.8 4 8.4 425 64.4 5 8.7 13.3 7.8 47.3 47 5 67.6 5 7.7 13.8 8 46.1 525 64.4 58.7 13.3 7.8 47.3 575 54.7 61.9 11.6 7.3 50.8 625 54.7 61.9 11.6 7.3 · 50.6 675 58 6 0.9 12.2 7.5 49 : 3 7 25 67.6 57.7 13.8 8 46.2 77 5 6 1.2 59.8 12.7 7.6 4 8.2 825 54.7 61.9 11.6 7.3 50.3 850 5 8 60.9 12.2 7.5 49.6 變異 51.5-80.5 53.4-63 11.1-15.9 7 . 1 - 8.7 42.6-52.4 標準差 7.3 2.4 1.2 0.4 2.4 由上表中可看出,透明度(LT)在約5 3.4至約63 %有寬 -37- 200514691 (34) 廣的變化。同樣地將IR吸收添加劑放置在蓋帽層中,顯 示多層片具有高於7%的高程度模糊度,且陽光透明度程 度有寬廣的變化。 實施例1 如以上所述,此實施例展示將LaB6加入核心層中的 功效。一個具有內含表1中展示的試樣#!中含量之LaBdS 核心層的3層多層片,與UV蓋帽層作共押出。此片含有 二個蓋帽層與一個核心層。核心層係配置在二個蓋帽層之 間。 3 -層片的蓋帽層係呈預配料物的形式製作,預配料物 中含有1 〇 wt%的UV吸收劑(Tinuvin 234)、0.1 wt°/〇的熱安 定劑(irgafos 168)及89.9%之線性的雙酚A聚碳酸酯。 首先經由進料且混合以下產物液流而將核心層作預 配料:16 wt%的內含0.03 2 wt重量°/〇LaB62 LaB6*體混合 物,0.05%的 Irgaf0S 168及99.918%的重量平均分子量在 3〇,〇〇〇至31,000 g/莫耳之線型聚碳酸酯。其次.加入5 的由97.5 wt%線型聚碳酸酯所組成之UV濃縮物,其中聚 碳酸酯的重量平均分子量在3 0,0 0 0 g /莫耳,2 w t %的 T i η II v i η 2 3 4 及 0 · 1 w t % 的 I r g a f 〇 s 1 6 8。剩餘的部分由 7 9 w t %線型聚碳酸酯所組成,其中聚碳酸酯的重量平均分子量 在3 0,000 g/莫耳。 然後將相應的預配料物送入如在比較例中詳述的相應 的押出機中,而製作多層片。其結果展示於表2及3中。表 -38- 200514691 (35) 2描述在核心層中含有LaB6的多層片之某些特性。表3顯 示在蓋帽層中有UV吸收劑且在核心層中有IR吸收添加 劑所得到的多層片之結果。在兩者案例中,蓋帽層會先接 觸照射的輻射線。 表2 試樣 LaB 6 LT% ST% 太陽 遮蔽 模糊 L a b # 濃度 因子 係數 度 1 0.18 g/m2 62.0 50.8 1.2 1 0.58 1 .4 82.3 -6.4 12.50 LT%=透明度 3丁% =總陽光透明度..—> 太陽因子=得到太陽光的比例=總可見透明度/總碭光透明度 遮蔽係數=總陽光透明度/ 8 7 -39- 200514691 (36) 表3 試樣點 寬度方向 L T (1 %) b値顏色 模糊度(%) 陽光透明度(%) (mm) 25 62.2 12.5 1.6 50.8 75 62.1 12.6 1.5 5 1 1 25 62.2 12.5 14 5 1.1 1 75 62.1 12.5 1 .4 50.2 225 62.2 12.6 1 .4 5 1.2 275 62.2 12.6 1 .4 5 1 325 62.1 12.6 1 .4 5 1.1 3 75 62.1 12.6 1.4 50.9 425 62.1 12.6 1 .4 50.8 475 62.1 12.6 1 .5 5 1 525 62 12.6 1.4 50.8 575 62 12.6 1 .4 50.9 625 62 12.6 1 .4 5 0.8 675 62 12.6 1 .4 5 1.2 725 62 116 1.4 5 1.1 77 5 61 .9 12.6 1 .4 50.9 825 61 .9 12.6 1.4 50.9 850 61.9 12.6 1 .5 5 1 變異 6 1 .9-62.2 12.5-12.6 1.4-16 50.8-51.2 標準差 0.1 0.06 0.0 18 0.2 -40- 200514691 (37) 由表1中(比較例)及表3 (展現實施例)中可看出,當相 較於在核心層中具有IR吸收添加劑的多層片,在蓋帽層 中帶有IR吸收添加劑LaB6,將導致百分比透明度(LT%) 與百分比模糊度有大的變異。由表中3亦可爲看出,百分 比透明度與模糊度及顏色的變化,小於那些表1中的試樣 。因爲通平令人滿意者,模糊度儘可能的低,將IR吸收 添加劑分散在核心層中所製作的的產物,優於將IR吸收 添加劑加入蓋帽層的產物。圖4代表透過二個多層片所照 的物件照片,一個多層片在核心層中含有LaB,6的多層片 ,而另一個多層片在蓋帽層中含有LaB6。由此圖可淸楚 地看出,透過在核心層中含有LaB6的多層片可淸楚地看 見該物件,而透過在蓋帽層中內含LaB6的多層.片僅可勉 強看見該物件。在此淸楚地顯示出當於蓋帽層中使用 LaB6時顏色可見度的變異。 於此測試期間也作了數個其它的觀察。如以上指出, 蓋帽層之厚度上觀察到厚度變化在+ /-2 0微米。爲了具有 可接受的IR吸收,使用目標量〇·18克的LaB6/m2的聚碳 酸酯。當將此量的Ϊ R吸收添加劑加入6 0微米蓋帽層中而 不是加入3至6公釐的核心層中,其在蓋帽層中呈大幅較高 的濃度,如此在多層片中將導致不可接受的模糊度水準。 此外,爲保護聚碳酸酯不受到UV老化,在多層片上使用 UV保護塗層或內含UV吸收劑的蓋帽層。須要特定濃度 的UV吸收劑,以達到可接受的水準的PC材料UV保護 。我們可想像經由使用較厚蓋帽層,例如其厚度在5 00微 -41 - 200514691 (38) 米(0.5mm )的蓋帽層,將會降低蓋帽層的厚度變異問題, 且從而降低所觀察到的透明度變化。然而,除了在製作該 蓋帽層的實際問題之外,遍佈蓋帽層中高UV濃度之需求 ,將會增加全部多層片之成本。 實施例2 此實施例是爲了硏究多層片之熱成形效應而做,包括 百分比透明度、太陽因子、蔭蔽係數、及模糊度。將含有 LaB6濃度分別爲0.09及0· 1 8 g/m2的二個3公釐多層片,在 圖5展示的裝置上作熱成形。依據CIE lab DIN 5 03 3而測 定實驗室顏色;依據IS 090 5 0而測定陽光透明度;依據 A S TM D 1 003而測量模糊度與透明度。在在展示於圖5的裝 置上將多層片作熱成形,此片顯示的厚度變化在1 . 1 5至 2.4公釐。此蓋帽層厚度變化量在約2 3至約4 8微米。 實施例3 此實施例敘述當核心層之厚度爲1公釐時,在聚碳酸 酯核心層中 L a B 6的較佳範圍。在 W e rn er and P f 1 e i d e r e r 2 5 mm 雙螺桿押出機上製作內含各種含量的 LaB 6與 5 00ppm IrgaPhosl68之聚碳酸酯試樣。在Engel 75T機器 上射出成形1 m m小板。 在 ’Hitachi U34I0 UV-VIS NIR’上,測量 IR 輻射線透 過之百分比。計算出平均IR透明度介於780 nm- 1 400 nm 之間(IR-T%)。在此波長範圍的大部分幅射線大都關於熱 -42- 200514691 (39) 能。其結果展示於表4中。 表4 % L a B 6 L a B 6 g / m2 平均(IR-T%) LT% 模糊度. 1 m m小板 780-1400nm 0.0000 0.0000 Ί9 91.1 0.9 0.0016 0.0192 6 7 87.9 0.78 0.0024 0.0288 63 86.8 1 .07 0.0032 0.0384 56 8 4.8 1.12 0.0064 0.0768 40 79.1 1.3 7 0.0160 0.1920 15 63.2 2.16 0.03 2 0 0.3840 3 40.9 3.3 7 0.0640 0.7680 0 2 1.3 5.29 此數據顯示,當核心層之厚度爲1公釐,當加入大於 0.77%LaB6至聚碳酸酯核心層中,未得到額外的IR吸收效 應。 由上述實施例中可看出,可有利地使用核心層含有 IR.吸收添加劑的多層片。此將保護IR吸收添加劑不受周 遭濕氣之效應影響,從而可增長多層片的壽命。此外,這 些結果也顯示,結合內含UV吸收劑的蓋帽層與內含IR 吸收添加劑的核心層,存在有增效作用。這些結果淸楚地 顯示在上述的結構中,有改良的透明度、較低的模糊度與 較佳的顏色。如此此類多層片可有效地使用於汽車、住宅 -43- 200514691 (40) 及辦公室的外殼。 當本發明已參照舉例的具體實施例而記述,將可由那 些熟悉此技藝的專業人士瞭解,可作出各種改變,且可用 相當物取代其中各元件,而未偏離本發明之範圍。此外, 可作出許多改良而使本發明教示適合特別的條件或材料, 而未偏離本發明的實質範圍。因此,本發明不宜限於揭示 作爲執行本發明最佳模式的特別的具體實施例,但本發明 將包含落在附加的申請專利範圍中的範圍內之所有具體實 施例。 【圖式簡單說明】 圖1爲依據本發明描述龙置在二個蓋帽層之間的核心 層之圖式; 圖2爲描述配置在單蓋帽層上且與其緊密接觸的核心 層之圖式; 圖3爲多壁片的圖式描述,其中相應各片用撐架分隔 ,且有在撐架之間有空氣袋; 圖4爲透過二個多層片的照片,一個多層片在核心層 中含有LaB6的多層片,而另—多層片在蓋帽層含有LaB6 ;及 圖5顯示一個於其上進行熱成形實驗的裝置。 -44-
Claims (1)
- 200514691 ⑴ 拾、申請專利範圍 1· 一種多層片,其包含: 一種含有熱塑性聚合物與IR吸收添加劑之核心層; 一種含有熱塑性聚合物與電磁輻射線吸收添加劑的第 一蓋帽層;其中第一蓋帽層的表面配置在核心層表面上且 與其緊密接觸。 2 ·如申請專利範圍第1項之片,另外包括含有含熱塑 性聚合物與電磁輻射線吸收添加劑的第二蓋帽層;其中將 第二蓋帽層配置在核心層表面上且與其緊密接觸,且在被 第一蓋帽層所接觸表面的相反表面上。 3 .如申請專利範圍第1項之片,其中IR吸收添加劑爲 硼化鑭(LaB6)、硼化鐯(Ρι·Β6)、硼化钕(NdB6y、硼化鈽 (CeB6)、硼化釓(GdB6)、硼化 M (TbB6)、硼化鏑(DyB6)、 硼化鈥(HoB6)、硼化釔(YB6)、硼化釤(SmB6)、硼化銪 (EuB6)、餌硼化物(ErB6)、硼化錶(TmB6)、硼化鏡(YbB6) 、硼化餾(LuB6)、硼化緦(SrB6)、硼化鈣(CaB6)、硼化鈦 (TiB2)、硼化鉻(ZrB2)、硼化飴(HfB2)、硼化釩(VB2)、硼 化鉅(T a B 2)、硼化銘(c r B 及 c r B 2)、硼化鉬(Μ ο B 2、Μ ο 2 B 5 及ΜοΒ)、硼化鎢(W2B5),或含有前述硼化物中至少一者 的組合物,及再者IR吸收添加劑包含平均顆粒尺寸小於 或等於約2 0 0奈米的奈米尺寸微粒’其含量佔核心層總重 約 0.0 2 p p m 至約 3 0 0 0 p p m。 4 .如申請專利範圍第1項之片,其中核心層另外包含 熱安定劑,且再者其中熱安定劑爲亞磷酸鹽、膦酸鹽、膦 -45- 200514691 (2) 、位阻胺、羥基胺、酚、丙烯醯基改良的酚、過氧化氫分 解劑、苯并呋喃酮衍生物、或含有前述抗氧化劑中至少一 者的組合物。 5 .如申請專利範圍第1項之片,其中熱塑性聚合物爲 聚乙縮醛、聚丙烯酸、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚酯、聚醯 胺、聚醯胺醯亞胺、聚芳香族烴酸酯、聚芳基硕、聚醚硕 、聚伸苯基硫化物、聚氯乙烯、聚硫烷、聚醯亞胺、聚醚 醯亞胺、聚四氟乙烯、聚醚酮、聚醚醚酮、聚醚酮酮、聚 苯并噚唑、聚氧雜二氮唑、苯並噻嗪吩噻嗪、聚苯并噻唑 、聚吡啶酮基喹喏啉、聚均苯四酸醯亞胺、聚喹喏啉、聚 苯咪唑、聚羥吲哚、聚酮基異吲哚啉、聚二氧代異吲哚啉 、聚.三嗪、聚吡嗪、聚哌嗪、聚吡,卩定、聚六氫吡啶、聚三 哇、聚吼D坐、聚吼咯D定、聚卡硼院(poly car bo rane)、聚氧 雜雙環壬烷、聚二苯并呋喃、聚鄰酞酸酯、聚乙縮醛、聚 酐、聚乙烯基醚、聚乙烯基硫醚、聚乙烯醇、聚乙烯基酮 、聚乙烯基鹵化物、聚乙烯腈、聚乙烯酯、聚磺酸鹽、聚 硫化物、聚硫酯、聚碾、聚磺胺、聚尿素、聚磷腈、聚矽 氮烷、或含有前述熱塑性聚合物中至少一者的組合物。 6 .如申請專利範圍第1項之片,其紅外線吸收高於或 等於約20%,紫外線照射吸收高於或等於約20%,且在可 見光區域的透明度高於或等於約40%。 7. —種製造多層片之方法,其包含: 將含有熱塑性聚合物及紫外線照射吸收添加劑的第一 蓋帽層,配置在含有熱塑性聚合物及IR吸收添加劑之核 -46- 200514691 (3) 心層的表面上。 8 ·如申請專利範圍第7項之方法,其中核心層與第一 蓋帽層同時製作’或前後相繼地製作。 9 ·如申請專利範圍第7項之方法,其另外包含將含有 熱塑性聚合物及紫外線照射吸收添加劑的第二蓋帽層,配 置在核心層上,且在被第一蓋帽層所接觸表面的相反表面 上。 1 0·—種製造多層片之方法,其包含: 將含有熱塑性聚合物及IR吸收添加劑的核心層,與 含有熱塑性聚合物及紫外線吸收劑的第一蓋帽層一起押出 〇 1 1 .如申請專.利範圍第1 0項之方法,.其另外包含將第 二蓋帽層與第一蓋帽層及核心層一起押出。 1 2 ·如申目靑專利軔圍弟1 〇項之方法,另外包含將多層 片作疊層。 13. —種物品,其包含如申請專利範圍第1項之片。 1 4 · 一種物品’其係由申請專利範圍第〗〇項之方法所 製作。 -47-
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