In
Anbetracht des hierin angegebenen und diskutierten Standes der Technik
war es mithin Aufgabe der vorliegenden Erfindung Solarliegen anzugeben,
die eine geringe Anzahl an UV-Lichtquellen aufweisen. Des Weiteren
sollten die Solarliege durch die UV-Lichtquellen nur gering erwärmt werden.
Des
Weiteren lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, Solarliegen zur
Verfügung
zu stellen, die besonders einfach hergestellt werden können. Hierbei
sollten die Solarliegen ein besonders ansprechendes Design aufweisen,
wobei der Raumbedarf der Solarliegen möglichst gering sein sollte.
Gelöst werden
diese Aufgaben sowie weitere, die zwar nicht wörtlich genannt werden, sich
aber aus den hierin diskutierten Zusammenhängen wie selbstverständlich ableiten
lassen oder sich aus diesen zwangsläufig ergeben, durch die in
Anspruch 1 beschriebenen Solarliegen. Zweckmäßige Abwandlungen der erfindungsgemäßen Lichtleitkörper werden
in den auf Anspruch 1 rückbezogenen
Unteransprüchen
unter Schutz gestellt.
Hinsichtlich
der Verwendung liefern die Ansprüche
14 eine Lösung
der zugrunde liegenden Aufgabe. Eine Lösung bezüglich bevorzugter Lichtleitkörper wird
in Anspruch 15 beschrieben. Verfahren zu deren Herstellung ist Gegenstand
des Anspruchs 20.
Durch
Solarliegen umfassend mindestens einen Lichtleitkörper, der
mindestens eine Lichteinleitungsfläche und mindestens eine Lichtaustrittsfläche aufweist,
wobei das Verhältnis
von Lichtaustrittsfläche
zu Lichteinleitungsfläche
mindestens 4 beträgt,
umfassend mindestens eine lichtleitende Schicht einer Dicke von
mindestens 2 mm, wobei die lichtleitende Schicht mindestens 60 Gew.-%,
bezogen auf das Gewicht der lichtleitenden Schicht, Polymethylmethacrylat
und 0,001 bis 0,5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der lichtleitenden Schicht,
sphärische
Streupartikel mit einem mittleren Durchmesser im Bereich von 0,7
bis 50 μm
umfasst, und mindestens eine UV-Lichtquelle,
die die Lichteinleitungsfläche
des Lichtleitkörpers
bestrahlen kann, gelingt es überraschend
Solarliegen zur Verfügung
zu stellen, die eine besonders geringe Anzahl an UV-Lichtquellen
aufweisen.
Durch
die erfindungsgemäßen Maßnahmen
werden u. a. insbesondere folgende Vorteile erzielt:
- – Die
UV-Lichtquellen der Solarliegen können auf besonders einfache
Weise ausgetauscht werden.
- – Die
Solarliegen werden durch die UV-Lichtquellen nur sehr gering erwärmt, sodass
ein angenehmes Bräunen
ermöglicht
wird.
- – Die
Solarliegen ermöglichen
eine besonders hohe Ausnutzung des erzeugten Lichtes.
- – Die
Solarliegen zeigen ein besonders ansprechendes und Raum sparendes
Design. Beispielsweise können
Platz sparende senkrecht angeordnete Module gebaut werden, wobei
neue Designs möglich
sind, sodass beispielsweise auch Sonnendecken oder Wände hergestellt
werden können.
Hierbei ist insbesondere zu berücksichtigen,
dass Designs so ausgestaltet werden können, dass die Röhren nicht
mehr sichtbar sind.
- – Die
erfindungsgemäßen Solarliegen
können
auf einfache Weise und kostengünstig
hergestellt werden. Hierbei ist festzuhalten, dass die Erfindung
neue Unterkonstruktionen ermöglicht,
wobei bisher aufgrund der Statik senkrechte Stege zwischen den Röhren angeordnet
werden mussten, die künftig
entfallen können.
Die
lichtleitende Schicht des Lichtleitkörpers gemäß der vorliegenden Erfindung
weist 0,0001 bis 0,2, vorzugsweise 0,0005 bis 0,08 und besonders
bevorzugt 0,0008 bis 0,01 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der lichtleitenden
Schicht, sphärische
Partikel auf.
Der
Begriff sphärisch
bezeichnet im Rahmen der vorliegenden Erfindung, daß die Partikel
vorzugsweise eine kugelförmige
Gestalt aufweisen, wobei dem Fachmann offensichtlich ist, daß aufgrund
der Herstellungsmethoden auch Partikel mit anderer Gestalt enthalten
sein können,
oder daß die
Form der Partikel von der idealen Kugelgestalt abweichen kann.
Dementsprechend
bedeutet der Begriff sphärisch,
daß das
Verhältnis
von der größten Ausdehnung der
Partikel zur geringsten Ausdehnung maximal 4, vorzugsweise maximal
2 beträgt,
wobei diese Ausdehnungen jeweils durch den Schwerpunkt der Partikel
gemessen werden. Vorzugsweise sind mindestens 70%, besonders bevorzugt
mindestens 90%, bezogen auf die Zahl der Partikel, sphärisch.
Die
Partikel haben einen mittleren Durchmesser (Gewichtsmittel) im Bereich
von 0,3 bis 40 μm,
vorzugsweise im Bereich von 0,7 bis 20 μm, insbesondere von 1,4 bis
10 μm. Günstigerweise
liegen 75% der Partikel im Bereich von 0,3 bis 40 μm, insbesondere
von 1,4 bis 10 μm.
Die Ermittlung der Teilchengröße erfolgt mittels
eines Röntgensedigraphen.
Hierbei wird das Absetzverhalten der Streupartikel im Schwerefeld
mittels Röntgenstrahlen
verfolgt. Anhand der Transparenz für Röntgenstrahlen wird auf die
Teilchengröße geschlossen.
Die
erfindungsgemäß verwendbaren
Partikel sind nicht besonders beschränkt. Vorzugsweise werden diese
Partikel aus anorganischen Materialien und/oder Kunststoff hergestellt.
Partikel
aus anorganischen Materialien sind an sich bekannt. Hierzu gehören insbesondere
Partikel aus Bariumsulfat und/oder Titandioxid. Partikel aus anorganischen
Materialien weisen bevorzugt eine Größe im Bereich von 0,7 bis 6 μm, insbesondere
1,4 bis 3,5 μm
auf.
Bariumsulfat-Partikel,
die die oben genannten Eigenschaften aufweisen sind an sich bekannt
und kommerziell unter anderem von Sachtleben Chemie GmbH, D-47184
Duisburg erhältlich.
Titandioxid-Partikel können
ebenfalls kommerziell erhalten werden. Darüber hinaus sind diverse Methoden
zur Herstellung bekannt.
Darüber hinaus
können
auch Partikel eingesetzt werden, die aus Kunststoff hergestellt
werden. Hierbei ist die Art des Kunststoffs aus dem die Partikel
hergestellt werden unkritisch, wobei der Kunststoff mit dem Polymeren
der Matrix unverträglich
sein muß,
so daß eine
Phasengrenze entsteht, an der eine Brechung des Lichts statt findet.
Dementsprechend
weist Brechungsindex der Kunststoffpartikel eine bei der Na-D-Linie (589 nm)
und bei 20°C
gemessene Brechzahl n0 auf, die um 0,01,
vorzugsweise um 0,02 Einheiten über
der Brechzahl n0 des Matrixkunststoffs liegt.
Bevorzugte
Kunststoffpartikel sind aufgebaut aus:
- b1)
0 bis 60 Gew.-Teilen eines Acryl- und/oder Methacrylsaureesters
mit 1 bis 12 C-Atomen im aliphatischen Esterrest, wobei beispielhaft
genannt seien: Methyl(meth)acrylat, Ethyl(meth)acrylat, n-Propyl(meth)acrylat,
i-Propyl(meth)acrylat,
n-Butyl(meth)acrylat, i-Butyl(meth)acrylat, tert.Butyl(meth)acrylat, Cyclohexyl(meth)acrylat,
3,3,5-Trimethylcyclohexyl(meth)acrylat, 2-Ethylhexyl(meth)acrylat,
Norbornyl(meth)acrylat oder Isobornyl(meth)acrylat;
- b2) 25 bis 99,9 Gew.-Teilen von Comonomeren, die aromatische
Gruppen als Substituenten aufweisen und die mit den Monomeren b1)
copolymerisierbar sind, wie beispielsweise Styrol, α-Methylstyrol,
ringsubstituierte Styrole, Phenyl(meth)acrylat, Benzyl(meth)acrylat,
2-Phenylethyl(meth)acrylat,
3-Phenylpropyl(meth)-acrylat Oder Vinylbenzoat; sowie
- b3) 0,1 bis 15 Gew.-Teilen vernetzenden Comonomeren, die mindestens
zwei ethylenisch ungesättigte,
radikalisch mit b1) und b2) copolymerisierenbare Gruppen aufweisen,
wie beispielsweise Divinylbenzol, Glykoldi(meth)acrylat, 1,4-Butandioldi(meth)acrylat,
Allyl(meth)acrylat, Triallylcyanurat, Diallylphthalat, Diallylsuccinat,
Pentaerythrittetra(meth)acrylat oder Trimethylolpropantri(meth)acrylat, wobei
sich die Comonomeren b1), b2) und b3) zu 100 Gew.-Teilen ergänzen.
Besonders
bevorzugt weisen Mischungen aus denen die Kunststoffpartikel hergestellt
werden mindestens 80 Gew.-% Styrol und mindestens 0,5 Gew.-% Divinylbenzol
auf.
Derartige
Kunststoffpartikel weisen bevorzugt eine Größe im Bereich von 2 bis 20 μm, insbesondere von
4 bis 12 μm
auf.
Die
Herstellung von vernetzten Kunststoffpartikeln ist in der Fachwelt
bekannt. So können
die Streupartikel durch Emulsionspolymerisation hergestellt werden,
wie beispielsweise in EP-A 342 283 oder EP-A 269 324 beschrieben,
ganz besonders bevorzugt durch Polymerisation in organischer Phase,
wie beispielsweise in der deutschen Patentanmeldung P 43 27 464.1
beschrieben, wobei bei der letztgenannten Polymerisationstechnik
besonders enge Teilchengrößenverteilungen
oder anders ausgedruckt besonders geringe Abweichungen der Teilchendurchmesser
vom mittleren Teilchendurchmesser auftreten.
Besonders
bevorzugte Partikel sind unter anderem von Sekisui unter dem Handelsnamen ®Techpolymer
SBX-8 und ®Techpolymer
SBX-12 erhältlich.
Partikel
aus anorganischen Materialien sind bevorzugt.
Gemäß einem
besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung liegen diese Teilchen
gleichmäßig verteilt
in der Kunststoffmatrix vor, ohne daß eine nennenswerte Aggregation
oder Zusammenlagerung der Partikel auftritt. Gleichmäßig verteilt
bedeutet, daß die
Konzentration an Partikeln innerhalb der Kunststoffmatrix im wesentlichen
konstant ist.
Erfindungsgemäß umfaßt die lichtleitende
Schicht mindestens 60 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der lichtleitenden
Schicht, Polymethylmethacrylat.
Diese
Polymere werden im allgemeinen durch radikalische Polymerisation
von Mischungen erhalten, die Methylmethacrylat enthalten. Im allgemeinen
enthalten diese Mischungen mindestens 40 Gew.-%, vorzugsweise mindestens
60 Gew.-% und besonders bevorzugt mindestens 80 Gew.-%, bezogen
auf das Gewicht der Monomere, Methylmethacrylat.
Daneben
können
diese Mischungen weitere (Meth)acrylate enthalten, die mit Methylmethacrylat
copolymerisierbar sind. Der Ausdruck (Meth)acrylate umfaßt Methacrylate
und Acrylate sowie Mischungen aus beiden.
Diese
Monomere sind weithin bekannt. Zu diesen gehören unter anderem (Meth)acrylate,
die sich von gesättigten
Alkoholen ableiten, wie beispielsweise Methylacrylat, Ethyl(meth)acrylat,
Propyl(meth)acrylat, n-Butyl(meth)acrylat, tert.-Butyl(meth)acrylat,
Pentyl(meth)acrylat und 2-Ethylhexyl(meth)acrylat; (Meth)acrylate,
die sich von ungesättigten
Alkoholen ableiten, wie z. B. Oleyl(meth)acrylat, 2-Propinyl(meth)acrylat,
Allyl(meth)acrylat,
Vinyl(meth)acrylat;
Aryl(meth)acrylate,
wie Benzyl(meth)acrylat oder
Phenyl(meth)acrylat, wobei die
Arylreste jeweils unsubstituiert oder bis zu vierfach substituiert
sein können;
Cycloalkyl(meth)acrylate,
wie 3-Vinylcyclohexyl(meth)acrylat,
Bornyl(meth)acrylat;
Hydroxylalkyl(meth)acrylate,
wie
3-Hydroxypropyl(meth)acrylat,
3,4-Dihydroxybutyl(meth)acrylat,
2-Hydroxyethyl(meth)acrylat,
2-Hydroxypropyl(meth)acrylat;
Glycoldi(meth)acrylate, wie 1,4-Butandiol(meth)acrylat,
(Meth)acrylate
von Etheralkoholen, wie
Tetrahydrofurfuryl(meth)acrylat, Vinyloxyethoxyethyl(meth)acrylat;
Amide
und Nitrile der (Meth)acrylsäure,
wie
N-(3-Dimethylaminopropyl)(meth)acrylamid,
N-(Diethylphosphono)(meth)acrylamid,
1-Methacryloylamido-2-methyl-2-propanol;
schwefelhaltige
Methacrylate, wie
Ethylsulfinylethyl(meth)acrylat,
4-Thiocyanatobutyl(meth)acrylat,
Ethylsulfonylethyl(meth)acrylat,
Thiocyanatomethyl(meth)acrylat,
Methylsulfinylmethyl(meth)acrylat,
Bis((meth)acryloyloxyethyl)sulfid;
mehrwertige
(Meth)acrylate, wie
Trimethyloylpropantri(meth)acrylat.
Neben
den zuvor dargelegten (Meth)acrylaten können die zu polymerisierenden
Zusammensetzungen auch weitere ungesättigte Monomere aufweisen,
die mit Methylmethacrylat und den zuvor genannten (Meth)acrylaten
copolymerisierbar sind.
Hierzu
gehören
unter anderem 1-Alkene, wie Hexen-1, Hepten-1; verzweigte Alkene,
wie beispielsweise Vinylcyclohexan, 3,3-Dimethyl-1-propen, 3-Methyl-1-diisobutylen, 4-Methylpenten-1;
Acrylnitril;
Vinylester, wie Vinylacetat;
Styrol, substituierte Styrole
mit einem Alkylsubstituenten in der Seitenkette, wie z. B. α-Methylstyrol
und α-Ethylstyrol,
substituierte Styrole mit einem Alkylsubstitutenten am Ring, wie
Vinyltoluol und p-Methylstyrol, halogenierte Styrole, wie beispielsweise
Monochlorstyrole, Dichlorstyrole, Tribromstyrole und Tetrabromstyrole;
Heterocyclische
Vinylverbindungen, wie 2-Vinylpyridin, 3-Vinylpyridin, 2-Methyl-5-vinylpyridin, 3-Ethyl-4-vinylpyridin,
2,3-Dimethyl-5-vinylpyridin, Vinylpyrimidin, Vinylpiperidin, 9-Vinylcarbazol,
3-Vinylcarbazol, 4-Vinylcarbazol,
1-Vinylimidazol, 2-Methyl-1-vinylimidazol,
N-Vinylpyrrolidon, 2-Vinylpyrrolidon, N-Vinylpyrrolidin, 3-Vinylpyrrolidin,
N-Vinylcaprolactam, N-Vinylbutyrolactam, Vinyloxolan, Vinylfuran,
Vinylthiophen, Vinylthiolan, Vinylthiazole und hydrierte Vinylthiazole,
Vinyloxazole und hydrierte Vinyloxazole;
Vinyl- und Isoprenylether;
Maleinsäurederivate,
wie beispielsweise Maleinsäureanhydrid,
Methylmaleinsäureanhydrid,
Maleinimid, Methylmaleinimid; und
Diene, wie beispielsweise
Divinylbenzol.
Im
allgemeinen werden diese Comonomere in einer Menge von 0 bis 60
Gew.-%, vorzugsweise 0 bis 40 Gew.-% und besonders bevorzugt 0 bis
20 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Monomeren, eingesetzt, wobei
die Verbindungen einzeln oder als Mischung verwendet werden können.
Die
Polymerisation wird im allgemeinen mit bekannten Radikalinitiatoren
gestartet. Zu den bevorzugten Initiatoren gehören unter anderem die in der
Fachwelt weithin bekannten Azoinitiatoren, wie AIBN und 1,1-Azobiscyclohexancarbonitril,
sowie Peroxyverbindungen, wie Methylethylketonperoxid, Acetylacetonperoxid,
Dilaurylperoxyd, tert.-Butylper-2-ethylhexanoat, Ketonperoxid, Methylisobutylketonperoxid,
Cyclohexanonperoxid, Dibenzoylperoxid, tert.-Butylperoxybenzoat,
tert.-Butylperoxyisopropylcarbonat,
2,5-Bis(2-ethylhexanoyl-peroxy)-2,5-dimethylhexan, tert.-Butylperoxy-2-ethylhexanoat,
tert.-Butylperoxy-3,5,5-trimethylhexanoat,
Dicumylperoxid, 1,1-Bis(tert.-butylperoxy)cyclohexan, 1,1-Bis(tert.-butylperoxy)3,3,5-trimethylcyclohexan,
Cumylhydroperoxid, tert.-Butylhydroperoxid,
Bis(4-tert.-butylcyclohexyl)peroxydicarbonat, Mischungen von zwei
oder mehr der vorgenannten Verbindungen miteinander sowie Mischungen
der vorgenannten Verbindungen mit nicht genannten Verbindungen,
die ebenfalls Radikale bilden können.
Diese
Verbindungen werden häufig
in einer Menge von 0,01 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise von 0,5 bis 3
Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Monomeren, eingesetzt.
Hierbei
können
verschiedene Poly(meth)acrylate eingesetzt werden, die sich beispielsweise
im Molekulargewicht oder in der Monomerzusammensetzung unterscheiden.
Des
weiteren können
die Formmassen weitere Polymere enthalten, um die Eigenschaften
zu modifizieren. Hierzu gehören
unter anderem Polyacrylnitrile, Polystyrole, Polyether, Polyester,
Polycarbonate und Polyvinylchloride. Diese Polymere können einzeln
oder als Mischung eingesetzt werden, wobei auch Copolymere, die
von den zuvor genannten Polymere ableitbar sind, den Formmassen
beigefügt
werden können.
Besonders
bevorzugt können
die Formmassen zur Herstellung der lichtleitenden Schicht 0 bis
2 Gew.-%, insbesondere 0,01 bis 0,5 Gew.-% UV-Stabilisatoren umfassen. Diese Verbindungen
sind weithin bekannt und können kommerziell
erhalten werden. Zu den bevorzugten UV-Stabilisatoren gehören HALS-Verbindungen
(Hindered Amine Light Stabilizators), die mindestens eine sterisch
gehinderte Aminogruppe umfassen. Zu den besonders bevorzugten sterisch
gehinderten Aminogruppen gehört
die 2,2,6,6-Tetraalkylpiperidyl-Gruppe,
wobei der Alkylrest im Allgemeinen 1 bis 6 Kohlenstoffatome aufweist.
Vorzugsweise
handelt es sich hierbei um eine Verbindung gemäß Formel (I)
worin
die Reste R
1 eine Alkylgruppe mit 1 bis
6 Kohlenstoffatome, R
2 ein Wasserstoffatom
oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatome und Y eine verbindende
Alkylengruppe mit 2 bis 20 Kohlenstoffatome darstellen.
Zu
den bevorzugten Alkylgruppen gehören
die Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Isopropyl-, 1-Butyl-, 2-Butyl-, 2-Methylpropyl-
und tert.-Butylgruppe.
Zu
den bevorzugten verbindenden Alkylengruppen gehören Ethylen, Propylen, Butylen,
Pentylen, Hexylen, Cyclohexylen, Heptylen, 2-Methylheptenylen, 3-Methylheptylen, Octylen,
Nonylen, 3-Ethylnonylen, Decylen, Undecylen, 4-Propenylundecylen,
Dodecylen, Tridecylen, Tetradecylen, Pentadecylen, Hexadecylen, Heptadecylen,
Octadecylen, Nonadecylen.
Besonders
bevorzugt ist der UV-Stabilisator Bis(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl)sebacat.
Diese Verbindung ist kommerziell unter dem Handelsnamen TINUVIN
770 von Ciba Geigy, Mark LA 770 von Adeka Argus und Sanol LK 770
von erhältlich.
Darüber hinaus
können
die Formmassen zur Herstellung der lichtleitenden Schicht 0 bis
15 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 10 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,2
bis 6 Gew.-% mindestens einer aktiven Komponenten umfassen. Der
Begriff aktive Komponente bezeichnet Verbindungen, die eine Verminderung
der Abnahme der UV-Durchlässigkeit
nach langer Bestrahlung, beispielsweise 500 Stunden, mit UV-Licht
und/oder eine Verbesserung der UV-Transmission bewirken.
Zu
den aktive Komponenten gehören
unter anderem Wasser, Alkohole und/oder Carbonsäureester, wobei diese Verbindungen
höchstens
30 Kohlenstoffatome aufweisen, sowie Siloxane.
Zu
den bevorzugten Alkoholen, die als aktive Komponente eingesetzt
werden können
gehören
Methanol, Ethanol, n-Propanol, Isopropanol, n-Butanol, sec-Butanol, tert.-Butanol
und/oder Pentanol.
Zu
den bevorzugten Carbonsäureester,
die als aktive Komponente eingesetzt werden können gehören Lactonen, Lactate und/oder
Vinylester von Carbonsäuren.
Zu
den bevorzugten Lactonen gehören
insbesondere exo-Alkylidenlactone der allgemeinen Formel (II)
worin R
3 Wasserstoff
ist und die Reste R
4, R
5,
R
6 und R
7, unabhängig voneinander,
gleich oder verschieden Wasserstoff, C
1-C
7-Alkyl und Halogen sein können, wobei
die C
1-C
7-Alkylreste
verzweigt oder linear,N, P, S heteroatomsubstituiert, O-Alkyl-substituiert
sein können,
Halogensubstitution und/oder Carbonylgruppen tragen können, und
wobei R
4 oder R
5 mit
R
6 oder R
7 insgesamt
einen 5- oder 6-gliedrigen Ring unter Erhalt einer bizyklischen
Verbindung ausbilden können.
Bevorzugte α-Methylen-γ-butyrolactone
sind u. a. α-Methylen-γ-butyrolacton, α-Methylen-β-methyl-γ-butyrolacton, α-Methylen-β-ethyl-γ-butyrolacton, α-Methylen-β-propyl-γ-butyrolacton, α-Methylen-β-isopropyl-γ-butyrolacton, α-Methylen-β-n-butyl-γ-butyrolacton, α-Methylen-β-isobutyl-γ-butyrolacton, α-Methylen-β-tert-butyl-γ-butyrolacton, α-Methylen-β-n-pentyl-y-butyrolacton, α- Methylen-β-isopentyl-γ-butyrolacton, α-Methylen-β-neopentyl-γ-butyrolacton, α-Methylen-β-n-hexyl-γ-butyrolacton, α-Methylen-β-n-heptyl-γ-butyrolacton, α-Methylen-γ-methyl-γ-butyrolacton, α-Methylen-γ-ethyl-γ-butyrolacton, α-Methylen-γ-propyl-γ-butyrolacton, α-Methylen-γ-isopropyl-γ-butyrolacton, α-Methylen-γ-n-butyl-γ-butyrolacton, α-Methylen-γ-isobutyl-γ-butyrolacton, α-Methylen-γ-tert-butyl-γ-butyrolacton, α-Methylen-γ-n-pentyl-γ-butyrolacton, α-Methylen-γ-isopentyl-γ-butyrolacton, a-Methylen-γ-neopentyl-γ-butyrolacton, α-Methylen-γ-n-hexyl-γ-butyrolacton, α-Methylen-γ-n-heptyl-γ-butyrolacton, α-Methylen-β,β-dimethyl-γ-butyrolacton, α-Methylen-γ, γ-dimethyl-γ-butyrolacton, α-Methylen-β-methyl-γ-methyl-γ-butyrolacton
und α-Methylen-β-methyl-y,y-dimethyl-γ-butyrolacton.
Eine
weitere bevorzugte Verbindung der Formel II ist 4-Methylen-2-oxa-bicyclo-[3.3.0]-octan-3-on (MOBCO).
Verbindungen
gemäß Formel
(II) sowie deren Herstellung sind unter anderem in
DE 196 05 154 beschrieben.
Zu
den bevorzugten Lactaten gehören
insbesondere, Methyllactat, Ethyllactat, Butyllactat, Pentyllactat und
Hexyllactat.
Bevorzugte
Vinylester von Carbonsäuren
entsprechen im Allgemeinen der Formel (III)
worin
die Reste R
8, R
9,
R
10 unabhängig für ein Wasserstoffatom oder
eine Alkylgruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen stehen. Vorzugsweise
ist mindestens einer der Reste R
8, R
9, R
10 eine Methylgruppe.
Die Gesamtzahl der Kohlenstoffatome in den Resten R
1-R
3 beträgt
vorzugsweise 9, 10 oder 11.
Zu
den bevorzugten Verbindungen gemäß Formel
(III) gehört
Vinylacetat.
Die
Verbindungen der Formel III sind unter dem Namen VeoVa9 (9 Kohlenstoffatome,
R1-R3) bzw. VeoVa10
(10 Kohlenstoffatome, R1-R3)
oder VeoVa11 (11 Kohlenstoffatome, R1-R3) bei der Firma Shell Chemicals erhältlich.
Gemäß einem
bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann eine Mischung
von aktiven Komponenten eingesetzt werden. Hierbei sind Mischungen
bevorzugt, die Alkohole und/oder Lactate umfassen. Ganz besonders
bevorzugt sind Mischungen, die Methanol, Ethanol und/oder Butyllactat
enthalten.
Bevorzugte
Formmassen sind unter dem Handelsnamen PLEXIGLAS® von
der Fa. Röhm
GmbH & Co. KG
kommerziell erhältlich.
Das
Gewichtsmittel des Molekulargewichts Mw der
erfindungsgemäß als Matrixpolymere
zu verwendenden Homo- und/oder Copolymere kann in weiten Bereichen
schwanken, wobei das Molekulargewicht üblicherweise auf den Anwendungszweck
und die Verarbeitungsweise der Formmasse abgestimmt wird. Im allgemeinen
liegt es aber im Bereich zwischen 20 000 und 1 000 000 g/mol, vorzugsweise
50 000 bis 500 000 g/mol und besonders bevorzugt 80 000 bis 300
000 g/mol, ohne daß hierdurch
eine Einschränkung
erfolgen soll.
Nach
Zugabe der Partikel können
aus diesen Formmassen lichtleitenden Schichten durch herkömmliche
thermoplastische Formgebungsverfahren hergestellt werden. Hierzu
gehören
insbesondere die Extrusion sowie der Spritzguß.
Des
weiteren können
lichtleitende Schichten der vorliegenden Erfindung durch Gußverfahren
hergestellt werden. Hierbei werden geeignete Acrylharzmischungen
in einer Form gegeben und polymerisiert.
Ein
geeignetes Acrylharz umfaßt
beispielsweise
- A) 0,0001 – 0,2 Gew.-% sphärische Partikel
mit einem mittleren Durchmesser im Bereich von 0,3 bis 40 μm,
- B) 40 – 99,9999
Gew.-% Methylmethacrylat,
- C) 0 – 59,9999
Gew.-% Comonomere,
- D) 0 – 59,9999
Gew.-% in (B) oder (C) lösliche
Polymere, wobei die Komponenten A) bis D) 100 Gew.-% ergeben.
Besonders
bevorzugte Acrylharze umfassen
- A) 0,001 – 0,5 Gew.-%
sphärische
Streupartikel mit einem mittleren Durchmesser im Bereich von 0,7
bis 50 μm,
- B) 40 – 99,899
Gew.-% Methylmethacrylat,
- C) 0 – 59,899
Gew.-% Comonomere,
- D) 0 – 59,899
Gew.-% in (B) oder (C) lösliche
Polymere,
- E) 0,1 – 10,000
Gew.-% mindestens einer aktiven Komponenten
- F) 0 – 20,000
Gew.-% Additive
wobei die Komponenten A) bis F) 100 Gew.-%
ergeben, radikalisch polymerisiert.
Darüber hinaus
weist das Acrylharz die zur Polymerisation notwendigen Initiatoren
auf. Die Komponenten A bis D bzw. F) sowie die Initiatoren entsprechen
den Verbindungen, die auch zur Herstellung geeigneter Polymethylmethacrylat
Formmassen eingesetzt werden.
Zur
Aushärtung
kann man z. B. das sogenannte Gußkammerverfahren (s. z. B.
die
DE 25 44 245 , EP-B
570 782 oder EP-A 656 548) anwenden, bei die Polymerisation einer
Kunststoffscheibe zwischen zwei Glasplatten erfolgt, die mit einer
umlaufenden Schnur abgedichtet werden.
Gemäß einer
besonderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung weist die lichtleitende Schicht mindestens
70, vorzugsweise mindestens 80 und besonders bevorzugt mindestens
90 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der lichtleitenden Schicht, Polymethylmethacrylat
auf.
Die
Poly(meth)acrylate der lichtleitenden Schicht weisen gemäß einem
besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung einen Brechungsindex gemessen
bei der Na-D-Linie (589 nm) und bei 20°C im Bereich von 1,48 bis 1,54
auf.
Die
Formmassen sowie die Acrylharze können übliche Zusatzstoffe aller Art
enthalten. Hierzu gehören unter
anderem Antistatika, Antioxidantien, Entformungsmittel, Flammschutzmittel,
Schmiermittel, Farbstoffe, Fließverbesserungsmittel,
Füllstoffe,
Lichtstabilisatoren und organische Phosphorverbindungen, wie Phosphite
oder Phosphonate, Pigmente, Verwitterungsschutzmittel und Weichmacher.
Die Menge an Zusatzstoffen ist jedoch auf den Anwendungszweck beschränkt. So
sollte die lichtleitende Eigenschaft der Polymethylmethacrylat-Schicht
nicht zu stark durch Additive beeinträchtigt werden.
Die
lichtleitende Schicht weist im allgemeinen eine Transmission im
Bereich von 80 bis 92%, bevorzugt von 83 bis 92 auf, ohne daß hierdurch
eine Beschränkung
erfolgen soll. Die Transmission kann gemäß DIN 5036 bestimmt werden.
Die
Dicke der lichtleitenden Schicht ist unkritisch. Bevorzugt liegt
die Dicke der lichtleitenden Schicht im Bereich von 2 bis 100 mm,
besonders bevorzugt von 3 bis 20 mm, ohne daß hierdurch eine Beschränkung erfolgen
soll.
Die
Lichtleitkörper
der vorliegenden Erfindung weisen mindestens eine Lichteinleitungsfläche und
mindestens eine Lichtaustrittsfläche
auf.
Der
Begriff Lichtaustrittsfläche
kennzeichnet hierbei eine Fläche
des Lichtleitkörper,
die geeignet ist Licht abzustrahlen. Die Lichteinleitungsfläche wiederum
ist in der Lage Licht in den Körper
aufzunehmen, so daß die
lichtleitende Schicht das eingeleitete Licht über die gesamte Lichtaustrittsfläche verteilen
kann. Die Partikel führen
zu einer Auskoppelung des Lichts, so daß Licht über die gesamte Lichtaustrittsfläche austritt.
Hierbei
beträgt
das Verhältnis
von Lichtaustrittsfläche
zu Lichteinleitungsfläche
mindestens 4, vorzugsweise mindestens 20 und besonders bevorzugt
mindestens 80.
Hieraus
ergibt sich, daß sich
die Solarliege der vorliegenden Erfindung in starkem Maß von bekannten Solarliegen
unterscheidet. Diese Solarliegen zeichnen sich dadurch aus, daß die Lichteinleitungsfläche parallel
zur Lichtaustrittsfläche
ausgebildet ist, so daß beide
Flächen
in etwa die gleiche Größe aufweisen.
Die
Lichtaustrittsfläche
kann Strukturierungen aufweisen. Die Strukturierungen können nach
der Herstellung der Platten, beispielsweise durch Druck oder andere
mechanische Einwirkungen erhalten werden. Des weiteren kann die
Strukturierung bei der Herstellung der Platten erzielt werden, indem
Formen verwendet werden, die ein Negativ der Strukturierung aufweisen.
So können
beispielsweise geätzte
Glasplatten als Form beim zuvor geschriebenen Gußkammerverfahren verwendet
werden.
Die
Form der Strukturierung ist unkritisch. Wesentlich ist, daß die Lichtaustrittsfläche Störstellen
umfaßt,
die in der Lage sind Licht auszukoppeln. So können beispielsweise Punkte
oder Einkerbungen aufgebracht werden. Darüber hinaus kann die Lichtaustrittsfläche auch
aufgebauht werden. Üblich
weisen die Strukturierungen eine Tiefe im Bereich von 0,1 μm bis 1000 μm, insbesondere
1 μm bis
100 μm auf.
Die
Menge an ausgekoppeltem Licht ist von der Menge an Partikel in der
Kunststoffmatrix abhängig. Je
größer diese
Menge, desto größer ist
die Wahrscheinlichkeit, daß Licht
aus dem Lichtleiter ausgekoppelt wird. Hieraus ergibt sich, daß die Menge
an Partikeln von Größe der Lichtaustrittsfläche abhängig ist.
Je weiter die Ausdehnung des Lichtleitkörpers senkrecht zur Lichteinleitungsfläche ist,
desto geringer wird die Menge an Partikeln in der lichtleitenden
Schicht gewählt.
Des
weiteren ist die Auskopplung des Lichts von der Dichte der Strukturierung
der Lichtaustrittsfläche bzw.
deren Rauhigkeit abhängig.
Je dichter diese Strukturierung ist, desto höher die Auskopplungswahrscheinlichkeit
von Licht aus dem Lichtleiter.
Die
Dichte der Strukturierung kann über
die gesamte Oberfläche
konstant gewählt
werden. Durch die vorliegende Erfindung wird trotzdem eine recht
gleichmäßige Leuchtdichte
erzielt.
Des
weiteren ist es möglich
die Dichte der Strukturierung mit dem Abstand zur Lichtquelle zu
erhöhen, um
eine gleichmäßigere Leuchtdichte
zu erhalten. Im Vergleich zu herkömmlichen Lichtleitern kann
die Dichteveränderung
jedoch wesentlich geringer gewählt
werden, da die erfindungsgemäßen Lichtleiter
an sich eine gleichmäßigere Leuchtdichtenverteilung
aufweisen.
Unter
Dichte der Strukturierung wird die Anzahl der Punkte bzw. Einkerbungen
pro Oberflächeneinheit verstanden.
Im allgemeinen weist eine Platte ca. 1 bis 100 000 Einkerbungen,
insbesondere 100 bis 10 000 pro m2 auf,
ohne daß hierdurch
eine Beschränkung
erfolgen soll.
Gemäß einem
besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Streumittelkonzentration
so eingestellt werden, daß die
Leuchtdichte an der Plattenoberfläche zu 1 bis 80%, insbesondere
2 bis 50% durch die im Polymer eingebetteten Streumittel erzeugt
werden und 99 bis 20%, insbesondere 98 bis 50% durch die Strukturierung
der Lichtaustrittsfläche
erzeugt werden.
Gemäß einem
bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann der Lichtleitkörper eine
tafelförmige
Gestalt annehmen, wobei die drei Ausdehnungen des Körpers eine
unterschiedliche Größe aufweisen.
Eine
derartige Tafel ist beispielsweise in den 1 und 2 schematisch dargestellt. Hierbei kennzeichnet
das Bezugszeichen 1 die Kantenflächen
der Tafel, die jeweils als Lichteinleitungsflächen dienen können. Bezugszeichen
2 beschreibt die Lichtaustrittsfläche der Tafel.
Die
kleinste Ausdehnung ist hierbei die Dicke der Tafel. Die größte Ausdehnung
sei als Länge
definiert, so daß die
dritte Dimension die Breite darstellt. Hieraus ergibt sich, daß die Lichtaustrittsfläche dieser
Ausführungsform
durch Oberfläche
definiert wird, die dem Produkt aus Länge*Breite entspricht. Die
Kantenflächen der
Tafel, jeweils definiert als Oberfläche, die durch das Produkt aus
Länge*Dicke
oder Breite*Dicke gebildet wird, können im allgemeinen als Lichteintrittsfläche dienen.
Vorzugsweise werden die als Lichteintrittsfläche dienenden Kantenflächen poliert.
Bevorzugt
weist ein derartiger Lichtleitkörper
eine Länge
im Bereich von 1500 mm bis 3000 mm, vorzugsweise von 1600 bis 2500
mm und besonders bevorzugt von 1800 bis 2100 mm auf.
Die
Breite dieser besonderen Ausführungsform
liegt im allgemeinen im Bereich von 400 bis 1200 mm, vorzugsweise
von 500 bis 1000 mm und besonders bevorzugt von 600 bis 800 mm.
Im
allgemeinen weist derartiger Lichtleitkörper eine Dicke von mehr als
2 mm, vorzugsweise im Bereich von 3 bis 100 mm und besonders bevorzugt
von 3 bis 20 mm auf, ohne daß hierdurch
eine Beschränkung erfolgen
soll.
Je
nach Anordnung der Lichtquellen kann hierbei das Licht über alle
vier Kantenflächen
eingestrahlt werden. Dies kann insbesondere bei sehr großen Lichtleitkörpern notwendig
sein. Bei kleineren Lichtleitkörpern
genügen
im allgemeinen ein oder zwei Lichtquellen.
Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung steht Lichtaustrittsfläche senkrecht
zur Lichteinleitungsfläche.
Zur
besseren Auswertung der eingesetzten Lichtenergie können die
Kantenflächen,
die nicht mit einer Lichtquelle versehen sind, reflektierend ausgestattet
werden. Diese Ausstattung kann beispielsweise durch reflektierende
Klebebänder
erfolgen. Des weiteren kann ein reflektierender Lack auf diese Kantenflächen aufgebracht
werden.
Fläche parallel
zur Lichtaustrittsfläche
kann reflektierend ausgerüstet
sein.
Gemäß einer
besonderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung besteht der Lichtleitkörper aus der
lichtleitenden Schicht, wobei die Kantenflächen der lichtleitenden Schicht
gegebenenfalls reflektierend ausgestattet werden können.
Der
Lichtleitkörper
sowie die lichtleitende Schicht weisen hervorragende mechanische
und thermische Eigenschaften auf. Diese Eigenschaften umfassen insbesondere
eine Vicat-Erweichungstemperatur nach ISO 306 (B50) von mindestens
95°C und
ein E-Modul nach ISO 527-2 von mindestens 2000 MPa.
Zur
Beleuchtung der Lichteinleitungsfläche können alle bekannten UV-Lichtquellen verwendet
werden. Geeignet sind röhrenförmige Halogenlampen
und Leuchtstoffröhren,
die eine hohe UV-Lichtenergie freisetzten. Diese UV-Lichtquellen können kommerziell
erhalten werden. Diese können
z. B. in einem Rahmen an einer Kante, bzw. einer Kantenfläche oder
Stirnfläche,
seitlich der indirekt auszuleuchtenden Fläche, des Lichtleitkörpers angeordnet
sein. Bevorzugte UV-Lichtquellen weisen einen UVA Strahlungsfluß von mindestens
10 Watt, vorzugsweise mindestens 20 Watt auf.
Die
Lichtquellen können
zur besseren Bestrahlung des Lichtleitkörpers mit Reflektoren ausgestattet sein.
Nachfolgend
wird die Erfindung durch ein Beispiel eingehender erläutert, ohne
daß die
Erfindung auf diese Beispiele beschränkt werden soll.