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TW201827473A - 用於紫外光發動機之丙烯酸系材料 - Google Patents

用於紫外光發動機之丙烯酸系材料 Download PDF

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TW201827473A
TW201827473A TW106127490A TW106127490A TW201827473A TW 201827473 A TW201827473 A TW 201827473A TW 106127490 A TW106127490 A TW 106127490A TW 106127490 A TW106127490 A TW 106127490A TW 201827473 A TW201827473 A TW 201827473A
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ultraviolet light
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light engine
meth
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TW106127490A
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雷內 寇格爾
廖宗能
魯迪格 卡洛夫
Original Assignee
德商贏創羅恩有限責任公司
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Abstract

本發明係屬紫外(UV)光源應用之領域且提供於此應用作為光學器件及蓋件的透明丙烯酸系材料。
特別是，本發明提供一種紫外光發動機，其包含至少一種由選自聚(甲基)丙烯酸烷酯及聚(甲基)丙烯醯基烷基醯亞胺之聚合性材料製造的光學元件。該紫外光發動機之光學元件可能是一級光學器件、二級光學器件、三級光學器件或彼等之組合。

Description

用於紫外光發動機之丙烯酸系材料
本發明係屬於紫外(UV)光源應用之領域且提供於此應用作為光學器件及蓋件的透明丙烯酸系材料。
特別是，本發明提供一種紫外光發動機，其包含至少一種由選自由聚(甲基)丙烯酸烷酯及聚(甲基)丙烯醯基烷基醯亞胺所組成之群組的聚合性材料製造之光學元件。該紫外光發動機之光學元件可能選自一級光學器件、二級光學器件、三級光學器件或是其組合。
本發明之另一個態樣關於使用由選自由聚(甲基)丙烯酸烷酯及聚(甲基)丙烯醯基烷基醯亞胺所組成之群組的聚合性材料作為紫外光發動機之光學元件。本發明另外提供一種用於製造紫外光發動機之方法，其中該方法包含至少一個以聚(甲基)丙烯酸烷酯均聚物和共聚物及聚(甲基)丙烯醯基烷基醯亞胺共聚物用於光學元件之製造的步驟。
在又另一個態樣中，本發明關於一種紫外光放射裝置，其包含上述紫外光發動機。
有數種工藝領域皆已經使用UV光源，包括例如健康照護、照明(園藝、農業、水族箱)、溫室、高演色性指數(colour rendering index；CRI)光源、防偽分析、固化、消毒、列印(3D、數位)、光學感測器及儀器、光觸媒空氣純化、微影蝕刻等等。
UV光源之典型代表例係例如汞蒸氣燈、氣體放電燈、準分子雷射、電漿或同步加速器源。最近，由於越來越易取得且供給之半導體及有效率之製造技術的結果，於是紫外光發光二極體(LEDs)已經進入市場。
習用UV光源經常放射越過廣大範圍光譜之光。例如，汞蒸氣燈之典型放射光譜介於約180nm往上至約600nm。使用此UV光源之一缺點是低效率-特定應用實際上僅需要小部分放射光譜。再者，這些UV光源經常具有高操作溫度。因此，有關UV應用之光學器件材料偏好玻璃，特別是石英玻璃，塑料之應用很罕見。
因為該燈一般稍微大之尺寸及高操作溫度，所以通常完全不使用結合汞蒸氣燈之光學器件。
相對於習用UV光源，UV LEDs代表放射窄帶UV光之新人造UV光源，且通常採緊密方式製造。因此在特定應用中之UV LEDs效率可能更高，尤其是在將全部放射光以光學方式導引至特定目標區之情形。因為UV LEDs之操作溫度比在習用UV光源之案例中低相當多，所以由 透明塑料製造之有成本效益的光學器件之應用變得可行。
眾人皆知大部分常見之透明聚合性材料像是例如聚碳酸酯僅具有有限之透射率及對抗UV光之安定性。當暴露於特定UV光劑量時該聚合物本身或在其製造時使用之至少一些添加物會龜裂且崩解。這將造成該材料之顯著黃變及變黑伴隨著機械性質之惡化。該UV光之波長越短，即該質子之能量越高，該聚合物劣化越像且越快。純聚甲基丙烯酸(甲酯)(PMMA)在UVA範圍(320至400nm)中顯示好的透射率。然而，事實上，若將該材料暴露於UV輻射，在PMMA聚合時形成之特定副產物以及特定加工添加物且甚至是一些常用之UV安定劑可能導致其劣化或至少黃變。
為了克服對抗UV光之有限安定性的問題，市售可得之聚合性材料通常包含UV吸收劑及/或UV吸收層。在專利申請案WO 2010/054905 A1及WO 2011/160925 A1中有特別描述此材料。儘管這些材料顯示對抗UV光及太陽輻射之改良安定劑，但是其並無法完全被利用於所有需要在低於385nm之UV範圍中的高透射率之應用。
CN 103568544 A揭露一種固化光學系統，其包含LED陣列、蠅眼透鏡(fly lens)及聚光鏡，其中將許多LEDs固定於LED基材以形成該LED陣列。CN 103568544 A提及該透鏡材料可為玻璃如UV或紅外線玻璃或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。CN 103568544 A沒教導PMMA用作UV光裝置之透鏡材料的用途。
US 2016/0076026 A1描述一種UV LED燈，其包含UV LED晶片及蓋件，其中該蓋件之內表面及外表面係粗糙化，且來自該粗糙內表面之總反射量比來自該粗糙外表面之總反射量大。US 2016/0076726 A1強調若以PMMA用作蓋件材料，必須使用具有極低含量之添加物的特殊PMMA等級。該文件採信此PMMA之加工性沒像習用聚合物之加工性那麼好且因此用於製造對應蓋件之方法比使用習用PMMA更複雜。
US 2016/0076726 A1並未提供關於在請求之UV LED燈中所用的PMMA之長期安定性的資料。
本發明之目的
因而，本發明處理之工藝問題在於提供一種用於紫外光發動機之光學元件中的透明聚合性材料。此材料必須在目標UV波長範圍(在此：350nm至400nm)中具有高透射率及對抗UV光之優良長期安定性。再者，此聚合性材料應該於該UV光源之平常操作溫度具有充分熱安定性。
再者，確保所用之聚合性材料能使用PMMA模製化合物之標準加工技術如射出成型法或擠出法加工且在該紫外光發動機之使用期限(service life time)的期間沒發生該光學元件之不欲劣化或黃變很重要。
本發明處理之另一個工藝問題在於提供一種UV光發動機，其具有至少一個對應之透明聚合性材料製 造的光學元件。
本發明處理之又另一個工藝問題在於提供一種紫外光放射裝置，其包含上述紫外光發動機。
本發明係基於以下驚人之發現，包含聚合性丙烯酸系材料之組合物，在40mm之光學路徑長度下測定其於345nm之波長的透射率不低於10%，顯示當用於UV光發動機中時實質上沒有不欲之黃變的跡象，只要是該UV光發動機使用之紫外光源具有介於350nm與400nm之間的放射峰波長。例如，此組合物顯示等到在288W/m2之強度下暴露於365nm之單色輻射約4500小時(總輻射劑量約5GJ/m2)之後實質上沒有不欲之黃變的跡象。
該紫外光源之放射峰半寬(emission peak half width)較佳為不大於30nm。理想上，該紫外光源之放射光譜包含單一放射峰。
該對應材料(通常為PMMA均聚物和共聚物或PMMI共聚物與特定安定劑之組合)在相關UV範圍(350nm至400nm)中具有優良之透射率，實質上無濁度，當暴露於窄帶UV輻射時具有高長期安定性，且顯示實質上沒有黃變或龜裂形成之跡象。因此，這些材料能有益地用作放射在350nm至400nm之範圍中的UV光之UV光發動機中的光學元件。
重要的是，所用之聚合性材料可包含一般量 之常見添加物如流動改良劑(flow improver)、安定劑等等，只要在40mm之光學路徑長度下測定在345nm波長下該聚合性材料的透射率不小於10%。此結果根據US 2016/0076726 A1著實令人驚訝，其強調具有極低含量之添加物的特殊PMMA等級皆能用於此目的。
因此，本發明提供一種UV光發動機，其包含至少一個具有介於350nm與400nm之間的放射峰波長之UV光源且較佳為該放射峰半寬不大於30nm及至少一個選自一級光學器件、二級光學器件、三級光學器件或彼等之組合之光學元件。該光學元件可包含可選自聚(甲基)丙烯酸烷酯及聚(甲基)丙烯醯基甲基醯亞胺的聚合性材料。
熟悉此技藝者很容易了解，本文所用之措辭“聚(甲基)丙烯酸烷酯”可表示包含(甲基)丙烯酸烷酯單元之均聚物和共聚物。該措辭“聚(甲基)丙烯醯基甲基醯亞胺”常表示共聚物。
本發明之另一個態樣關於選自由聚(甲基)丙烯酸烷酯及聚(甲基)丙烯醯基烷基醯亞胺所組成之群組的聚合性材料用作紫外光發動機中之光學元件之用途。換句話說，本發明提供一種用於製造紫外光發動機之方法，該方法包含由選自由聚(甲基)丙烯酸烷酯及聚(甲基)丙烯醯基烷基醯亞胺所組成之群組的聚合性材料製造光學元件的步驟。
最後，本發明提供一種紫外光放射裝置，其包含以上詳載之紫外光發動機。
因而，本發明之一些態樣係如下列：
[1]一種紫外光發動機，其包含：至少一個紫外光源；及至少一個光學元件，其係選自：一級光學器件、二級光學器件、三級光學器件或彼等之組合，其中該光學元件包含選自由聚(甲基)丙烯酸烷酯及聚(甲基)丙烯醯基烷基醯亞胺所組成之群組的聚合性材料。
[2]如第[1]項之紫外光發動機，其中該聚(甲基)丙烯酸烷酯係包含以共聚物之重量為基準計80重量%至99.8重量%之甲基丙烯酸甲酯單元及0.2重量%至20重量%之丙烯酸C1-C10烷酯單元的共聚物。
[3]如第[1]或[2]項之紫外光發動機，其中該聚(甲基)丙烯酸烷酯包含甲基丙烯酸甲酯單元及丙烯酸甲酯單元及/或丙烯酸乙酯單元。
[4]如第[1]項之紫外光發動機，其中該聚(甲基)丙烯醯基烷基醯亞胺具有式(I)之結構：
其中該部分R1及R2獨立地為氫原子或甲基，R3係具有1至20個，較佳為1至10個碳原子之烷基。
[5]如第[1]至[4]項中任一項之紫外光發動 機，其中該聚合性材料另包含以該聚合性材料之重量為基準計0重量%至0.3重量%，較佳為0重量%至0.2重量%，更佳為0.0001重量%至0.15重量%，更佳為0.001重量%至0.1重量%，甚佳為0.005重量%至0.05重量%之式(II)的化合物：
其中該部分R4及R5獨立地為具有1至10個碳原子，較佳為1至4個碳原子，特佳為2個碳原子之烷基或環烷基。
[6]如第[1]至[4]項中任一項之紫外光發動機，其中該聚合性材料另包含 以該聚合性材料之重量為基準計，0重量%至0.3重量%，更佳為0重量%至0.2重量%，較佳為0.0001重量%至0.15重量%，更佳為0.001重量%至0.1重量%，甚佳為0.005重量%至0.05重量%之式(III)的化合物：
其中該部分R6獨立地為具有4至10個碳原子之烷基，較佳為第三丁基，且該部分R7係具有10至20個碳原子之烷基，較佳為正十八基；及 以該聚合性材料之重量為基準計，0重量%至0.3重量%，較佳為0重量%至0.2重量%，更佳為0.0001重量%至0.2重量%，更佳為0.001重量%至0.15重量%，甚佳為0.005重量%至0.1重量%，又甚佳為0.01重量%至0.1重量%之式(IV)的化合物：
其中該部分R8係具有1至4個碳原子之烷基，較佳為甲基。
[7]如第[1]至[4]項中任一項之紫外光發動機，其中該聚合性材料另包含以該聚合性材料之重量為基準計，0重量%至0.3重量%，更佳為0重量%至0.2重量%，較佳為0.0001重量%至0.15重量%，更佳為0.001重量%至0.1重量%，甚佳為0.005重量%至0.05重量%之式(III)的化合物：
其中該部分R6獨立地為具有4至10個碳原子之烷基，較佳為第三丁基，且該部分R7係具有10至20個碳原子之烷基，較佳為正十八基；及以該聚合性材料之重量為基準計，0重量%至0.3重量 %，更佳為0重量%至0.2重量%，較佳為0.0001重量%至0.2重量%，更佳為0.001重量%至0.15重量%，甚佳為0.005重量%至0.1重量%，又甚佳為0.01重量%至0.1重量%之式(V)的化合物：
其中該部分R9係具有1至4個碳原子之烷基，較佳為甲基，且R10係具有4至16個碳原子之伸烷基，較佳為八伸甲基。
[8]如第[1]至[7]項中任一項之紫外光發動機，其中在下列條件下經加速耐候測試後測定，該光學元件依標準DIN 6167所界定之在40mm的光學路徑長度下測定之黃度指數(yellowness index)Y.I.不大於5，較佳為不大於3：光學路徑長度：40mm
樣品溫度：70℃
總暴露時間：4488h
輻照度：在365nm(峰波長度；9nm光譜半寬)下288±17W/m2，或在385nm(峰波長度；10nm光譜半寬)下555±41W/m2，或 在395nm(峰波長度；13nm光譜半寬)下429±31W/m2。
[9]如第[1]至[8]項中任一項之紫外光發動機，其中該光學元件在40mm之光學路徑長度下測定350nm至400nm之波長間隔中具有不小於70%，較佳為不小於80%，更佳為不小於90%之透射率。
[10]如第[1]至[9]項中任一項之紫外光發動機，其中該紫外光源係發光二極體(LED)、汞蒸氣燈、準分子雷射、電漿或同步加速器源或氣體放電管。
[11]一種選自由聚(甲基)丙烯酸烷酯及聚(甲基)丙烯醯基烷基醯亞胺所組成之群組的聚合性材料用作紫外光發動機之光學元件之用途。
[12]一種紫外光放射裝置，其包含如第[1]至[10]項中任一項之紫外光發動機。
[13]如第[12]項之紫外光放射裝置，其中該紫外光源係LED。
1‧‧‧紫外光發光二極體
2‧‧‧熱金屬塊
3‧‧‧試片之鑽孔
4‧‧‧電源供應及驅動電子元件
5‧‧‧水冷式金屬基板
第1圖：該加速耐候試驗之測試的示意圖。
本文所用之措辭“光發動機”表示包含一或數個UV光源及至少一個光學元件之光模組，該光學元件可 形成該光發動機之一級光學器件、二級光學器件或三級光學器件。隨意地，該紫外光發動機也可包括導熱性元件及該UV光源以外之電子組件，例如驅動電子元件。該措辭“一級光學器件”、“二級光學器件”及“三級光學器件”係技巧純熟者熟知者且採其常見之意思使用。因此，該措辭一級光學器件表示直接接附於UV光源上之實質上透明的光學組件。典型地，將該一級光學器件最佳化以供光擷取或一般束成形(general beam shaping)或二者。一級光學器件幫助該光源之光通量以得到指定輻射圖案。在本發明之一些具體實例中，該一級光學器件足以分配該UV光，所以該一級光學器件是該紫外光發動機之唯一光學元件。
在另一個具體實例中，該紫外光發動機另包含二級光學器件。二級光學器件係直接接附該UV光源上或其周圍。典型地，該二級光學器件係藉由空氣間隙與該光源隔開，其也能填充折射率匹配物質。二級光學器件可能是反射性或折射性，且可用以變更UV光源之輸出束。發散光學器件將入射光展開，準直光學器件將該入射光積累成準直光束。在本發明之一些具體實例中，該二級光學器件足以分配該UV光，所以該二級光學器件是該紫外光發動機之唯一光學元件。
本發明之紫外光發動機可另包含三級光學器件。三級光學器件協助導引，輸送或擴散該紫外光發動機所放射之光。三級光學器件之常見實例係例如光導、光管、擴散板或具有光學功能之保護片。舉例來說，若將三 級光學器件整合於該UV光發動機之設計中，假使應用需要不同UV光束角度，將不需要再設計該一級及二級光學器件。在本發明之一些具體實例中，該二級光學器件足以分配該UV光，所以該二級光學器件係該紫外光發動機之維一光學元件。
本發明之光學元件可包含由選自由聚(甲基)丙烯酸烷酯及聚(甲基)丙烯醯基烷基醯亞胺所組成之群組的聚合性材料，其中在40mm之光學路徑長度下測定在345nm波長下該聚合性材料的透射率不小於10%。此外，該聚合性材料於350nm與400nm之間的UV光區域中實質上為透明性非常有益。例如，該光學元件之該聚合性材料可具有在40mm之光學路徑長度下在365nm波長下測定之不小於40%，較佳為不小於50%，更佳為不小於60%，甚佳為不小於70%且特佳為不小於80%之透射率。
在345nm波長下該聚合性材料的透射率係利用採標準ISO 13468-2所界定之儀器測定，該儀器適於在此波長下測定(例如Varian Cary 5000)。關於測定，能使用下列尺寸之試片：截面積：9.5×9.5mm2，長度：40mm，且使光沿著該40mm軸傳送。該測定係於23℃及50% RH下進行。再者，該測定係於9.5×9.5mm2截面積在70℃下暴露於波長365nm及288±17W/m2經過96小時之後測定。為達此目的，UV LED：Nichia NVSU233A可依本案之實施例所述使用。這些LEDs在商業上可自Nichia股份有限公司(Tokushima，日本)購得。
根據本發明，在40mm之光學路徑長度下測定在345nm波長下該聚合性材料的透射率不小於10%，更佳為不小於20%，又更佳為不小於30%，特佳為不小於40%。發明人驚人地發現在345nm波長下該聚合性材料的透射率與長期暴露於具有於350nm與400nm之間的波長之UV光時的黃變指數之發展有關。換句話說，夠高之345nm波長下該聚合性材料的透射率確保該材料在長期用於本發明之紫外光發動機中時實質上沒顯示光學劣化或黃變之跡象。該黃度指數係關於透明無色塑料之定量劣化的一般認可指標。此結果很意外且無法根據先前技藝作預測。
對於一些其他應用，該光學元件之該聚合性材料可具有在385nm之波長在40mm之光學路徑長度下測定，在70℃下暴露於波長365nm及288±17W/m2經過96小時之後測定之不小於40%，較佳為不小於50%，更佳為不小於60%，甚佳為不小於70%，且特佳為不小於80%之透射率。
依據意欲之目的，該光學元件之該聚合性材料也可具有在395nm之波長在40mm之光學路徑長度下測定，在70℃下暴露於波長365nm及288±17W/m2經過96小時之後測定之不小於40%，較佳為不小於50%，更佳為不小於60%，甚佳為不小於70%且特佳為不小於80%之透射率。
較佳地，該光學元件具有在350nm至400nm之波長間隔中在40mm之光學路徑長度下，在70℃下暴露 於波長365nm及288±17W/m2經過96小時之後測定之不小於70%，較佳為不小於80%，更佳為不小於90%之透射率。在此上下文關聯中，該措辭“在350nm至400nm之波長間隔中的透射率”表示該間隔中之任何波長。
本案中提及之所有透射率測定係於9.5×9.5mm2截面積在70℃下暴露於波長365nm及288±17W/m2經過96小時之後進行。為達此目的，UV LED：Nichia NVSU233A可採本案之實施例中所述的方式使用。這些LEDs在商業上可自Nichia股份有限公司(Tokushima，日本)購得。
該聚(甲基)丙烯酸烷酯能實質上由唯一一種(甲基)丙烯酸烷酯重複單元即為均聚物。此外該聚(甲基)丙烯酸烷酯可能是數種(甲基)丙烯酸烷酯單體之共聚物。該聚(甲基)丙烯酸烷酯也可能是數種不同均聚物或共聚物之摻混物。本文所用之措辭“(甲基)丙烯酸酯”不僅表示甲基丙烯酸酯，例如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯等等，但是也表示丙烯酸酯，例如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯等等且也表示由這些單體所構之混合物。
為求達到本發明之目的，特佳為C1-C18(甲基)丙烯酸烷酯，有益地為(甲基)丙烯酸C1-C10烷酯，特別是(甲基)丙烯酸C1-C4烷酯聚合物之均聚物和共聚物，且若適當的話，這些也能包含包含與其不同之單體單元。
頃證實使用含有70重量%至100重量%，特別是70重量%至100重量%之經隨意取代的(甲基)丙烯酸C1- C10烷酯之共聚物特別有益。較佳之甲基丙烯酸C1-C10烷酯包含甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸異丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸第三丁酯、甲基丙烯酸戊酯、甲基丙烯酸己酯、甲基丙烯酸庚酯、甲基丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸異辛酯及甲基丙烯酸乙基己酯、甲基丙烯酸壬酯、甲基丙烯酸癸酯，且也包含甲基丙烯酸環烷酯，例如甲基丙烯酸環己酯、甲基丙烯酸異酯或甲基丙烯酸乙基環己酯。甲基丙烯酸甲酯特佳為C1-C10(甲基)丙烯酸烷酯。C1-C10烷基可藉由一或數個羥基予以取代，其中特佳為具有一個一級羥基之無分枝之C1-C10烷基取代基。此(甲基)丙烯酸酯之實例係2-羥基甲基丙烯酸乙酯(HEMA)。
較佳之丙烯酸C1-C10烷酯包含丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸異丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸異丁酯、丙烯酸第三丁酯、丙烯酸戊酯、丙烯酸己酯、丙烯酸庚酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸異辛酯、丙烯酸壬酯、丙烯酸癸酯及丙烯酸乙基己酯，且也包含丙烯酸環烷酯，例如丙烯酸環己酯、丙烯酸異酯或丙烯酸乙基環己酯。也可使用具有一或數個羥基之丙烯酸C1-C10烷酯，其中特佳為具有一個一級羥基之無分枝之C1-C10烷基取代基的丙烯酸酯。例如，為達此目的能使用2-羥基丙烯酸乙酯。
非常特佳之共聚物包含80重量%至100重量%之甲基丙烯酸甲酯(MMA)單元及0重量%至20重量%之丙烯 酸C1-C10烷酯單元。在又一更佳之具體實例中，該共聚物可包含85重量%至99.8重量%之甲基丙烯酸甲酯(MMA)單元及0.2重量%至15重量%之丙烯酸C1-C10烷酯單元。在最佳之具體實例中，該共聚物可包含90重量%至99.8重量%之甲基丙烯酸甲酯(MMA)單元及0.2重量%至10重量%之丙烯酸C1-C10烷酯單元。
丙烯酸C1-C10烷酯單元較佳為選自丙烯酸甲酯單元、丙烯酸乙酯單元及/或丙烯酸丁酯單元。在一特佳之具體實例中，該聚(甲基)丙烯酸烷酯包含甲基丙烯酸甲酯單元及丙烯酸甲酯單元及/或丙烯酸乙酯單元。對應之共聚物在商業上可在歐洲、亞洲、非洲及澳洲大陸以註冊商標PLEXIGLAS®自Evonik Performance Materials GmbH購得及在北美和南美以註冊商標ACRYLITE®購得。
該聚(甲基)丙烯酸烷酯能藉由聚合程序製造，且在此特佳為自由基聚合程序，特別是總體聚合(bulk polymerization)、溶液聚合、懸浮聚合及乳化聚合程序。特別適用於這些目的之起始劑包含特別是偶氮化合物(如2,2'-偶氮雙(異丁腈)或2,2'-偶氮雙(2,4-二甲基戊腈))、氧化還原系統(例如，三級胺與過氧化物或亞硫酸氫鈉和鉀、鈉或銨之過硫酸鹽，或較佳為過氧化物(其中關聯參照例如H.Rauch-Puntigam,Th.Völker,"Acryl-und Methacrylverbindungen"[Acrylic and methacrylic compounds],Springer,Heidelberg,1967，或Kirk-Othmer,Encyclopedia of Chemical Technology,Vol.1,pages 386 ff,J.Wiley,New York,1978)。特別適合之過氧化物聚合物起始劑的實例係過氧化二月桂醯、過辛酸第三丁酯、過異壬酸第三丁酯、過氧二碳酸二環己酯、過氧化二苯甲醯及2,2-雙(第三丁基過氧基)丁烷。也可以且較佳為使用不同半壽期(half-lifetime)之聚合起始劑的混合物進行聚合反應，實例為過氧化二月桂醯及2,2-雙(第三丁基過氧基)丁烷，以保持聚合反應期間及於不同聚合溫度之自由基恆定流。該聚合起始劑之用量一般為以該單體混合物之重量為基準計0.01重量%至2重量%。
該聚合反應能連續地或批次地進行。經過該聚合反應之後，該聚合物係藉由習用之單離及分離步驟獲得。例如，當PMMA係藉由懸浮聚合及乳化聚合程序製造時，能使用過濾、絮凝及噴乾。
該聚合物或共聚物之鏈長能藉由在分子量調節劑存在下聚合該單體或單體混合物而予以調節，特定實例為供此目的用之硫醇，例如正丁基硫醇、正十二基硫醇、2-巰基乙醇或巰基乙酸2-乙基己酯、季戊四醇四巰基乙酸醇；該分子量調節劑之用量一般為以該單體或單體混合物之重量為基準計0.05重量%至5重量%，較佳為0.1重量%至2重量%且特佳為0.2重量%至1重量%。(參照H.Rauch-Puntigam,Th.Völker,"Acryl-und Methacrylverbindungen"[Acrylic and methacrylic compounds],Springer,Heidelberg,1967；Houben-Weyl,Methoden der organischen Chemie[Methods of organic chemistry],Vol.XIV/1,page 66,Georg Thieme,Heidelberg,1961，或Kirk-Othmer,Encyclopedia of Chemical Technology,Vol.1,pages 296ff,J.Wiley,New York,1978)。特佳為使用正十二基硫醇作為分子量調節劑。
在另一個具體實例中該光學元件可包含聚(甲基)丙烯醯基烷基醯亞胺共聚物。該聚(甲基)丙烯醯基烷基醯亞胺共聚物包含可藉由下式(I)表示之結構單元：
其中該部分R1及R2獨立地為氫原子或甲基，R3係具有1至20個，較佳為1至10個碳原子之烷基。在特定之較佳具體實例中，該部分R1、R2及R3係為甲基。n通常為60至6000，更佳為100至2000。
該結構(I)中之單體單元較佳為以該單體之總重量計多於30重量%，特佳為多於50重量%且非常特佳為多於80重量%之該聚(甲基)丙烯醯基烷基醯亞胺共聚物。該聚(甲基)丙烯醯基烷基醯亞胺共聚物之分子量Mw通常介於約50000g/mol至約250000g/mol，特別是約80000g/mol至約120000g/mol。
此外，聚(甲基)丙烯醯基烷基醯亞胺共聚物可另含有由，例如，丙烯酸或甲基丙烯酸，特別是與具有1至4個碳原子之低級醇、苯乙烯、順丁烯二酸或其酸酐、 衣康酸或其酸酐、乙烯基吡咯烷醽、氯乙烯或偏二氯乙烯，產生之單體單元。不能環化或極難以環化之共聚物的比例應不超過以該單體之重量為基準計30重量%，較佳為20重量%且特佳為10重量%。
該聚(甲基)丙烯醯基烷基醯亞胺共聚物之製法係已知且揭露於，例如，GB 1 078 425、GB 1 045 229、DE 1 817 156或DE 27 26 259。
該光學元件之材料較佳為包含聚(N-甲基甲基丙烯酰亞胺)(PMMI)及/或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)者。聚(N-甲基甲基丙烯酰亞胺)(PMMI)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)及/或PMMI-PMMA共聚物較佳為藉由PMMA之局部環醯亞胺化製備的PMMI和PMMA之共聚物。藉由PMMA之局部醯亞胺化製備的PMMI通常係採將所用之PMMA的不多於83重量%醯亞胺化之方式製備。將結果之產物稱為PMMI，但是嚴格來講是PMMI-PMMA共聚物。PMMA和PMMI二者或PMMI-PMMA共聚物在商業皆可購得，例如在歐洲、亞洲、非洲及澳洲大陸以註冊商標PLEXIMID®自Evonik Performance Materials GmbH購得及在北美和南美以註冊商標ACRYMID®購得。該產物及其製法係已知(Hans R.Kricheldorf,Handbook of Polymer Synthesis,Part A,published by Marcel Dekker Inc.New York-Basel-Hong Kong,page 223 et seq.；H.G.Elias,Makromoleküle[Macromolecules],published by Hüthig und Wepf Basel-Heidelberg-New York；US 2 146 209 and US 4 246 374)。
在本發明之一些具體實例中，倘若在40mm之光學路徑長度下測定在345nm波長下該聚合性材料的透射率不小於10%，該光學元件之材料另包含至少一種通式(II)之化合物
其中該部分R4及R5獨立地為具有1至10個碳原子，較佳為1至4個碳原子，特佳為2個碳原子之烷基或環烷基。
當中較佳之烷基係甲基、乙基、丙基、異丙基、1-丁基、2-丁基、2-甲基丙基、第三丁基、戊基、2-甲基丁基、1,1-二甲基丙基、己基、庚基、辛基、1,1,3,3-四甲基丁基、壬基、1-癸基及2-癸基。當中較佳之環烷基係隨意具有分枝或無分枝之烷基作為取代基之環丙基、環丁基、環戊基、環己基、環庚基及環辛基。
較佳為使用式(IIa)之化合物
此化合物在商業上可自BASF SE以註冊商標Tinuvin® 312購得。
通常，該式(II)之化合物係用作UV吸收劑且因此包含式(II)之化合物的材料在UV區具有低透射率。發明 人意外地發現當該光學元件之材料包含以該光學元件之材料的重量為基礎計不多於0.3重量%，較佳為不多於0.2重量%，更佳為不多於0.15重量%，更佳為不多於0.1重量%，甚佳為不多於0.05重量%，甚佳為不多於0.01重量%，甚佳為不多於0.001重量%之通式(II)之化合物時，結果之材料仍然具有在經選定之相關UV區中的良好透射率及在該UV光中之優良長期安定性。因此，此材料能有益地用於UV光發動機之光學元件。
該聚合性材料較佳包含以該聚合性材料之重量為基準計不少於0.0001重量%，更佳為不少於0.001重量%之通式(II)之化合物。這確保該聚合性材料能較長時間暴露於UV光而沒有任何黃變或機械性質之劣化的跡象。在此上下文關聯中，值得一提的是，仰賴其他構成成分，若其完全不包含該式(II)之化合物，該聚合性材料如PMMA有時候仍然可能在暴露於UV光時具有可接受之安定性。
綜觀以上，能輕易地了解到用於本發明之聚合性材料可包含以該聚合性材料之重量為基準計0重量%至0.3重量%，更佳為0重量%至0.2重量%，更佳為0.0001重量%至0.15重量%，更佳為0.001重量%至0.1重量%，甚佳為0.005重量%至0.05重量%之通式(II)之化合物，只要是在40mm之光學路徑長度下測定在345nm波長下該聚合性材料的透射率不小於10%。
在本發明之另一個具體實例中，該光學元件 之該聚合性材料包含式(III)之化合物：
其中該部分R6獨立地為具有4至10個碳原子之烷基，以及式(IV)之化合物：
其中該部分R8係具有1至4個碳原子之烷基。
儘管式(III)及式(IV)之化合物具有於350nm與400nm之間的區域中之較低吸收度，包含這兩種化合物之組合的聚合性材料具有對抗UV輻射之優良安定性且顯示在長時期暴露於UV光時實質上沒有黃變或變黑之跡象。因為這個理由，包含式(III)及式(IV)之化合物的組合之聚(甲基)丙烯酸烷酯或聚(甲基)丙烯醯基烷基醯亞胺非常適合當作紫外光發動機之光學元件。
為求達成該材料之最佳光學性能，較佳為其包含不多於0.3重量%，更佳為不多於0.2重量%，更佳為不多於0.15重量%，又甚佳為不多於0.1重量%，且特佳為不多於0.05重量%之式(III)之化合物。通該式(IV)之化合物的含量常選為以該聚合性材料之總重量為基礎計不高於0.3重量%，較佳為不高於0.2重量%，較佳為不高於0.15重 量%，特佳為不高於0.1重量%且甚佳為不高於0.05重量%。
另一方面，當其包含多於0重量%，較佳為不少於0.0001重量%，甚佳為不少於0.001重量%且特佳為不少於0.005重量%之式(III)之化合物時將達成對抗UV輻射之該聚合性材料的特高長時間耐性。該式(IV)之化合物的含量常選為多於0重量%，較佳為不少於0.0001重量%，又甚佳為不少於0.001重量%，甚佳為不少於0.005重量%且又甚佳為不少於0.01重量%。
因此，在相應之具體實例中該聚合性材料較佳包含以該聚合性材料之重量為基準計0重量%至0.3重量%，較佳為0重量%至0.2重量%，更佳為0.0001重量%至0.15重量%，更佳為0.001重量%至0.1重量%，甚佳為0.005重量%至0.05重量%之式(III)之化合物，及以該聚合性材料之重量為基準計0重量%至0.3重量%，較佳為0重量%至0.2重量%，更佳為0.0001重量%至0.2重量%，更佳為0.001重量%至0.15重量%，甚佳為0.005重量%至0.1重量%，又甚佳為0.01重量%至0.1重量%之式(IV)之化合物。
在該式(III)之化合物中：
該部分R6可互為相同或不同且獨立地為具有4至10個 碳原子之烷基。該部分R6可由1-丁基、2-丁基、2-甲基丙基、第三丁基、戊基、2-甲基丁基、1,1-二甲基丙基、己基、庚基、辛基、1,1,3,3-四甲基丁基、壬基、1-癸基、或2-癸基表示，其中較佳為第三丁基。
該部分R7可為具有10至20個碳原子之烷基。其實例係例如1-癸基、2-癸基、十一基、十二基、十五基、十八基及二十基，特佳為正十八基。
較佳為使用式(IIIa)之化合物：
此化合物在商業上可自BASF SE以產品名稱IRGANOX® 1076購得。
在該式(IV)之化合物中：
該部分R8係具有1至4個碳原子之烷基。當中較佳之烷基係甲基、乙基、丙基、異丙基、1-丁基、2-丁基、2-甲基丙基及第三丁基。在特定之較佳具體實例中，R8係甲基且該式(IV)之化合物係水楊酸甲酯。
在本發明之又另一個具體實例中該聚合性材料包含與式(V)之化合物搭配的上述式(III)之化合物：
其中該部分R9獨立地為具有1至4個碳原子之烷基且R10係具有4至16個碳原子之伸烷基。該部分R9可互為相同或不同。該部分R9可由甲基、乙基、丙基、異丙基、1-丁基、2-丁基、2-甲基丙基或第三丁基，特佳為甲基。R10可為伸丁基、2-甲基伸丙基、伸戊基、2-甲基伸丁基、1,1-二甲基伸丙基、六伸甲基、七伸甲基、八伸甲基、1,1,3,3-四甲基伸丁基、九伸甲基、十伸甲基、十一伸甲基、十二伸甲基、十五伸甲基或十六伸甲基。較佳地，R10係八伸甲基。
較佳為使用式(Va)之化合物：
此化合物在商業上可自BASF SE以產品名稱TINUVIN® 770購得。
再者，儘管該式(III)及式(V)之化合物於350nm與400nm之間的區域具有較低吸收度，但是包含這兩種化合物之組合的聚合性材料具有於350nm與400nm之間對抗UV輻射之優良安定性且顯示在長時期暴露於UV光時實質上沒有光學劣化如黃變或裂痕形成之跡象。因為這個 理由，包含式(III)及式(V)之化合物的組合之聚(甲基)丙烯酸烷酯或聚(甲基)丙烯醯基烷基醯亞胺非常適合當作本發明之紫外光發動機之光學元件。
為求達成該材料之最佳光學性能，較佳為其包含以該聚合性材料之總重量為基礎計不多於0.1重量%，更佳為不多於0.08重量%，又甚佳為不多於0.05重量%之式(III)之化合物。該式(V)之化合物的含量係有益地選為以該聚合性材料之總重量為基礎計不高於0.3重量%，較佳為不高於0.2重量%，特佳為不高於0.15重量%且甚佳為不高於0.1重量%。
申請人相信當其包含多於0重量%，較佳為不少於0.0001重量%，甚佳為不少於0.001重量%且特佳為不少於0.005重量%之式(III)之化合物時將達成對抗波長介於350mm至400mm的UV輻射之該聚合性材料的特高長時間耐性。該式(V)之化合物的含量常選為多於0重量%，較佳為不少於0.0001重量%，又甚佳為不少於0.01重量%，甚佳為不少於0.05重量%且又甚佳為不少於0.01重量%。
因此，在相應之具體實例中該聚合性材料較佳包含以該聚合性材料之重量為基準計0重量%至0.3重量%，較佳為0重量%至0.2重量%，較佳為0.0001重量%至0.15重量%，更佳為0.001重量%至0.1重量%，甚佳為0.005重量%至0.05重量%之式(III)之化合物，及以該聚合性材料之重量為基準計0重量%至0.3重量%，較佳為0重量%至0.2重量%，較佳為0.0001重量%至0.2重量%，更佳為0.001重 量%至0.15重量%，甚佳為0.005重量%至0.1重量%，又甚佳為0.01重量%至0.1重量%之式(V)之化合物。
當其正在加工時，該式(II)至(V)之化合物能藉由文獻中已知之方法加於該光學元件之該聚合性材料，例如藉由於較高溫度進一步加工之前混合該聚合物，藉由加於該聚合物熔融物或藉由加於懸浮或溶解之聚合物。其也能隨意地加於用於該聚合性材料之製造的起始材料，且即使是在其他常見之光和熱安定劑，氧化和還原劑等存在下也不會損失其安定化效果。因而，該式(II)至(V)之化合物變成均勻地分佈於該聚(甲基)丙烯酸烷酯或聚(甲基)丙烯醯基烷基醯亞胺之基質。
對本發明之目的特佳之聚合性材料具有不低於80℃(Vicat softening temperature VST(ISO 306-B50))之軟化溫度。因此特別適合用作紫外光發動機之光學元件，因為其不會由於使用時之提高操作溫度而開始蠕變。
至於進一步之可能性，該單體型(甲基)丙烯酸烷酯及該式(II)至(V)之化合物可混於可聚合性單體混合物(鑄型單體混合物)。鑄型單體混合物包含，於本發明之範疇以內，單體之混合物及單體、聚合物和寡聚物之混合物二者，所謂的樹脂液(syrup)或樹脂混合物。光學元件能藉由已知方法由該鑄型單體混合物製造，較佳為模槽鑄塑聚合(cell cast polymerization)及連續鑄塑聚合。
除前述添加物之外，於本發明之範疇以內，隨意使用熟悉此技藝者周知之其他添加物也可能有用，只 要這些添加物不會使在預期區中之聚合性材料的UV透射率顯著降低。較佳為外部潤滑劑、抗氧化劑、耐燃劑、其他受阻胺光定劑(HALS)、流動改良劑(如硬脂醇或棕櫚酸)、用於屏蔽電磁輻射之金屬添加物、防靜電劑、脫模劑、染料、顏料、黏著促進劑、耐候劑、可塑劑及填料等。
在本發明之特佳具體實例的範疇內，可使用至少一個位阻胺(sterically hindered amine)，得到耐候性之進一步改良。使長時間暴露於外部條件之材料之黃變或劣化能進一步降低。
特佳之位阻胺包括丁二酸二甲酯-1-(2-羥乙基)-4-羥基-2,2,6,6-四甲基哌嗪聚縮合物、聚[{6-(1,1,3,3-四甲基丁基)胺基-1,3,5-三嗪-2,4-二基}{(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亞胺基}-六伸甲基{(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亞胺基}]、N,N'-雙(3-胺基丙基)伸乙基-二胺-2,4-雙[N-丁基-N-(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)胺基]-6-氯-1,3,5-三嗪縮合物、癸二酸雙(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)酯及2-(3,5-二第三-4-羥基苯甲基)-2-正丁基丙二酸雙(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)酯。
再者，已證明矽烷黏著促進劑或有機鈦化合物之使用極其有用，其得到對無機材料之黏著力的進一步改良。適合之矽烷黏著促進劑包括乙烯基三氯矽烷、乙烯基-參(β-甲氧基乙氧基)矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、乙烯基三甲氧基矽烷、γ-甲基丙烯醯氧基-丙基三甲氧基矽烷、 β-(3,4-環氧基環己基)乙基三甲氧基矽烷、γ-縮水甘油氧基丙基-甲基二乙氧基矽烷、N-β-(胺基乙基)-γ-胺基丙基三甲氧基矽烷、N-β-(胺基乙基)-γ-胺基丙基甲基二甲氧基矽烷、γ-胺基-丙基三乙氧基矽烷、N-苯基-γ-胺基-丙基三甲氧基矽烷、γ-巰基丙基三甲氧基矽烷及γ-氯丙基三甲氧基-矽烷。
特別有益之光學元件係由具有夠高之UV透射率的聚合性材料及/或鑄型單體混合物製造者。跨過350nm至400nm之波長範圍該透射率較佳為至少40%，更佳為至少50%，更佳為至少60%，甚佳為至少70%，又甚佳為不少於80%，更佳為不少於90%(使用來自Agilent公司(先前之Varian)之Cary 5000光譜儀於40mm之光學路徑長度下測定)。在此上下文關聯中，該透射率係定義為在350nm至400nm之波長範圍中，在70℃下暴露於波長365nm及288±17W/m2經過96小時之後測定之光譜透射率的算術平均。
由於其對抗具有於350nm與400nm之間的波長之UV光的優良UV安定性之結果，用於本發明之光學元件具有在“實施例”段所述之條件下進行加速耐候試驗經過4488小時之後測定，不大於5，較佳為不大於4，更佳為不大於3之依標準DIN 6167(D65/10°)所界定且用Varian Cary 5000光譜儀測定之黃度指數Y.I.。
用於本發明之紫外光發動機中的UV光源之挑選沒有特別限制，只要該紫外光源具有介於350nm與400 nm之間的放射峰波長。該UV光源之放射峰半寬通常為不高於30nm，較佳為不高於20nm，更佳為不高於15nm且該光源之操作溫度與使用之聚合性材料相容。理想上，該UV光源係實質上單色，即具有單一放射峰。適合光源之實例包括發光二極體(LED)、準分子雷射、電漿或同步加速器源或氣體放電管。如以上已經討論的，特佳為使用LEDs。
在另一個態樣中，本發明關於一種選自由聚(甲基)丙烯酸烷酯及聚(甲基)丙烯醯基烷基醯亞胺所組成之群組的聚合性材料用作具有介於350nm與400nm之間的放射峰波長之紫外光發動機之光學元件之用途。
在又另一個態樣中，本發明提供一種紫外光放射裝置，其包含上述紫外光發動機且具有介於350nm與400nm之間的放射峰波長之。理想上，該紫外光源之放射光譜包含單一放射峰且其放射峰半寬不大於30nm，更佳為不大於20nm，甚佳為不大於15nm。該紫外光放射裝置能以較低成本製造且與其光學元件中使用無機玻璃或石英玻璃之紫外光放射裝置相比具有高得多之機械安定性。
下列實施例更詳細地例示本發明。然而，無意使本發明受限於這些實施例。
實施例 經測試之聚合性材料
經測試之聚合性材料(PMMA)係藉由98.92重 量%之甲基丙烯酸甲酯、1.00重量%之丙烯酸甲酯、0.04重量%之過氧化二月桂醯及0.04重量%之正十二基硫醇的混合及加熱至60℃經過36小時而製備。聚合產物係藉由聚合物研磨器壓碎且靠具有脫氣單元之擠出機進一步加工且供給下列添加物：
實施例1(比較性)：該經測試之PMMA加上100ppm之式(IIa)之化合物及800ppm之硬脂醇。
實施例2：該經測試之PMMA加上550ppm之式(IIIa)之化合物及880ppm之水楊酸甲酯及1000ppm之硬脂醇。
實施例3：該經測試之PMMA加上1000ppm之硬脂醇。
實施例4：該經測試之PMMA加上1200ppm之式(IIIa)之化合物及1000ppm之式(Va)之化合物及1000ppm之硬脂醇。
實施例5(比較性)：該經測試之PMMA加上800ppm之式(IIa)之化合物及500ppm之棕櫚酸。
將結果之混合物造粒且藉由壓模成型法製造尺寸9.5×9.5×40mm3之試片，接著切割及拋光。實施例1至5之材料也適於使用關於PMMA模製化合物之其他標準加工技術如射出成型或擠出加工。
安定性測試
將該試片置於由裝上UV LEDs之水冷式金屬塊、具有供該試片用之開口的熱金屬塊、電源供應器、電子元件和驅動器及蓋件構成之UV LED光發動機中(第1圖)。該UV LEDs試驗台係於維持於23℃及50% RH之實驗室中操作。於大氣於大氣壓力下進行該試驗且在整個試驗時提供空氣循環。
該UV光進入此尺寸之試片：截面積：9.5×9.5mm2，長度：40mm，光沿著該40mm軸傳播。使用來自RGB Photonics公司之Qmini輻射計測定該丙烯酸系試片(寬配置，介於350nm與450nm之間的積分)收到之UV輻照度且進一步接著該UV LEDs之劣化速率。使用採該標準ISO 13468-2定義之儀器(Varian Cary 5000光譜儀)測定光譜透射率及經過一定時間間隔之後之沿著該40mm軸的黃度指數(Y.I.)。
加速耐候測試係於下列條件下進行：
˙光學路徑長度：40mm
˙樣品溫度：70℃
˙總暴露時間：4488小時
˙365nm UV LED：Nichia NVSU233A
試片收到之UV輻照度：約288±17W/m2(350nm至450nm；4 UV LEDs及跨過整個測試時間之算術平均輻照度)
˙385nm UV LED：Nichia NVSU233A
試片收到之UV輻照度：約555±41W/m2(350nm至450nm；4 UV LEDs及跨過整個測試時間之算術平均輻照度)
˙395nm UV LED：Nichia NSVU233A
試片收到之UV輻照度：約429±31W/m2(350nm至450nm；4 UV LEDs及跨過整個測試時間之算術平均輻照度)
結果 光學透射率
該試片之光學測定透露於測定UV LED波長之聚合性材料的優良透射率性質。
為了評估於波長345nm、365nm、385nm及395nm之用作光學元件的經測試之聚合性材料之適用性，而測定相應之透射率值。
表1彙總暴露於365nm具有放射最大值之UV光經過96小時之後於345nm之經測試之樣品的透射率值：
表2彙總於365nm之經測試之樣品的透射率值：
表3彙總於385nm之經測試之樣品的透射率值：
表4彙總於395nm之經測試之樣品的透射率值：
具有高濃度之式(IIa)之化合物的樣品(實施例5)並未提供對365nm UV LED之充分透射率，但是，該樣品用例如395nm UV LED卻表現得相當好，此外對戶外天候最安定。其他所有試片對該UV LEDs之目標波長皆顯現85%以上之透射率值。
表2至4彙總之試驗結果指出實施例1至4之聚合性材料顯示於波長365nm之高透射率值。再者，該材料顯示於此波長無顯著之透射率降低。所以，該材料能有益地用於於此波長操作之UV光發動機之光學元件。
用波長365nm之UV光照射顯示對該經測試之材料的透射率之效果比用更長波長之UV光照射更強。此 效果在試片之目視比較時觀察到，將變化量表示成測試前後之黃度指數(根據DIN 6167之Y.I.,D65/10°)的變化(Y.I.4488小時-Y.I.0小時)且彙總於表5。
表5彙總於365nm、385nm及395nm之經測試之樣品的黃度指數變化量：
實施例1至5之所有聚合性材料皆顯示照射前96小時期間的黃度指數滑落且變得在可見光區更透明。等測試配備式(IIa)之化合物的實施例1和實施例5以外之所有樣品經4488小時之後，仍然具有起始值以下之黃度指數。配備式(IIIa)和式(Va)之化合物的實施例4顯示黃度指數隨著整個測試時間持續向下趨勢之特別顯著的滑落。
由表1會注意到實施例1和5之聚合性材料具有低於10%之於波長345nm的透射率。結果，兩種材料發展成長時期暴露於波長365nm之UV輻射之後的顯著黃變指數。這些結果令人驚訝，因為實施例1和5之材料包含UV-吸收劑Tinuvin 312(式(IIa)之化合物)且因此預期可能有較高UV安定性顯示經長期暴露於UV輻射之後的較低黃變指數。
實施例4之組合物顯示經長期暴露於UV輻射之後無黃變的跡象。然而，實施例2和3之組合物的總體性能比實施例4稍佳，因為實施例4之組合物具有於波長365nm之稍低透射率。
重要的是，所有經測試之樣品皆未顯示機械劣化之跡象。
令人驚訝的是實施例2至4之經測試之PMMA樣品的光學性質對指定波長保持於極高之恆定透射率，即使是於70℃之測試溫度下暴露數千小時之後亦同。相對之下，實施例1和5之組合物顯示經長時期暴露於波長365nm之UV光之後的若干黃變。

Claims (13)

  1. 一種紫外光發動機，其包含：至少一個紫外光源；及至少一個光學元件，其係選自：一級光學器件、二級光學器件、三級光學器件或彼等之組合，其中該光學元件包含選自由聚(甲基)丙烯酸烷酯及聚(甲基)丙烯醯基烷基醯亞胺所組成之群組的聚合性材料，且其中在40mm之光學路徑長度下測定在345nm波長下該聚合性材料的透射率不小於10%，且該紫外光源具有介於350nm與400nm之間的放射峰波長。
  2. 如申請專利範圍第1項之紫外光發動機，其中該聚(甲基)丙烯酸烷酯係包含以共聚物之重量為基準計80重量%至100重量%之甲基丙烯酸甲酯單元及0重量%至20重量%之丙烯酸C 1-C 10烷酯單元的共聚物。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之紫外光發動機，其中該聚(甲基)丙烯酸烷酯包含甲基丙烯酸甲酯單元及丙烯酸甲酯單元及/或丙烯酸乙酯單元。
  4. 如申請專利範圍第1項之紫外光發動機，其中該聚(甲 基)丙烯醯基烷基醯亞胺具有式(I)之結構： 其中該部分R 1及R 2獨立地為氫原子或甲基，R 3係具有1至20個，較佳為1至10個碳原子之烷基。
  5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之紫外光發動機，其中該聚合性材料另包含以該聚合性材料之重量為基準計0重量%至0.3重量%，較佳為0重量%至0.2重量%，更佳為0.0001重量%至0.15重量%，更佳為0.001重量%至0.1重量%，甚佳為0.005重量%至0.05重量%之式(II)的化合物： 其中該部分R 4及R 5獨立地為具有1至10個碳原子，較佳為1至4個碳原子，特佳為2個碳原子之烷基或環烷基。
  6. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之紫外光發動機，其中該聚合性材料另包含以該聚合性材料之重量為基準計，0重量%至0.3重量%，更佳為0重量%至0.2重量%，較佳為0.0001重量%至 0.15重量%，更佳為0.001重量%至0.1重量%，甚佳為0.005重量%至0.05重量%之式(III)的化合物： 其中該部分R 6獨立地為具有4至10個碳原子之烷基，較佳為第三丁基，且該部分R 7係具有10至20個碳原子之烷基，較佳為正十八基；及以該聚合性材料之重量為基準計，0重量%至0.3重量%，較佳為0重量%至0.2重量%，更佳為0.0001重量%至0.3重量%，更佳為0.001重量%至0.15重量%，甚佳為0.005重量%至0.1重量%，又甚佳為0.01重量%至0.1重量%之式(IV)的化合物： 其中該部分R 8係具有1至4個碳原子之烷基，較佳為甲基。
  7. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之紫外光發動機，其中該聚合性材料另包含 以該聚合性材料之重量為基準計，0重量%至0.3重量%，更佳為0重量%至0.2重量%，較佳為0.0001重量%至0.15重量%，更佳為0.001重量%至0.1重量%，甚佳為0.005重量%至0.05重量%之式(III)的化合物： 其中該部分R 6獨立地為具有4至10個碳原子之烷基，較佳為第三丁基，且該部分R 7係具有10至20個碳原子之烷基，較佳為正十八基；及以該聚合性材料之重量為基準計，0重量%至0.3重量%，更佳為0重量%至0.2重量%，較佳為0.0001重量%至0.2重量%，更佳為0.001重量%至0.15重量%，甚佳為0.005重量%至0.1重量%，又甚佳為0.01重量%至0.1重量%之式(V)的化合物： 其中該部分R 9係具有1至4個碳原子之烷基，較佳為甲基，且R 10係具有4至16個碳原子之伸烷基，較佳為八伸甲 基。
  8. 如申請專利範圍第1至7項中任一項之紫外光發動機，其中在下列條件下經加速耐候測試後測定，該光學元件依標準DIN 6167所界定之在40mm的光學路徑長度下測定之黃度指數Y.I.不大於5，較佳為不大於3：光學路徑長度：40mm樣品溫度：70℃總暴露時間：4488h輻照度：在365nm(峰波長度；9nm光譜半寬)下288±17W/m 2，或在385nm(峰波長度；10nm光譜半寬)下555±41W/m 2，或在395nm(峰波長度；13nm光譜半寬)下429±31W/m 2。
  9. 如申請專利範圍第1至8項中任一項之紫外光發動機，其中該光學元件在40mm之光學路徑長度下於350nm至400nm之波長間隔測定具有不小於70%，較佳為不小於80%，更佳為不小於90%之透射率。
  10. 如申請專利範圍第1至9項中任一項之紫外光發動機，其中該紫外光源係發光二極體(LED)、準分子雷射、電漿或同步加速器源或氣體放電管。
  11. 一種選自由聚(甲基)丙烯酸烷酯及聚(甲基)丙烯醯基烷基醯亞胺所組成之群組的聚合性材料用作紫外光發動機之光學元件之用途。
  12. 一種紫外光放射裝置，其包含如申請專利範圍第1至10項中任一項之紫外光發動機。
  13. 如申請專利範圍第12項之紫外光放射裝置，其中該紫外光源係具有不大於30nm，較佳地不大於20nm，更佳地不大於15nm之放射峰半寬的LED。
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