Überraschend
wurde jetzt gefunden, dass die Verwendung von Kern-Mantel-Partikeln
deren Mantel thermoplastische Eigenschaften aufweist, zu Formkörpern mit
homogenen, regelmäßig angeordneten
Kavitäten
führt deren
mechanische Eigenschaften besonders vorteilhaft sind.
Ein
erster Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher die Verwendung
von Kern-Mantel-Partikeln, deren Mantel eine Matrix bildet und deren
Kern im wesentlichen fest ist und eine im wesentlichen monodisperse
Größenverteilung
aufweist und mit dem Kern über
eine Zwischenschicht verbunden ist und der Mantel thermoplastische
Eigenschaften aufweist, zur Herstellung von Formkörpern mit
homogenen, regelmäßig angeordneten
Kavitäten.
Unter
thermoplastischen Eigenschaften wird dabei in der vorliegenden Erfindung
verstanden, dass die entsprechenden Materialien einen Fließübergangsbereich
oberhalb von Raumtemperatur besitzen. Insbesondere sind hier solche
Materialien gemeint, welche entsprechend der DIN 7724, TI.2 als
Thermoplasten bezeichnet werden, wobei die Materialien, welche bei
Raumtemperatur ein energieelastisches Verhalten aufweisen – also die
Thermoplasten im engeren Sinn – zu
den bevorzugten Materialien gehören.
Ein
weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren
zur Herstellung von Formkörpern
mit homogenen, regelmäßig angeordneten
Kavitäten,
dadurch gekennzeichnet, dass Kern-Mantel-Partikel, deren Mantel
eine Matrix bildet und deren Kern im wesentlichen fest ist und eine
im wesentlichen monodisperse Größenverteilung
aufweist und mit dem Kern über
eine Zwischenschicht verbunden ist und deren Mantel thermoplastische
Eigenschaften aufweist, unter Anwendung einer mechanischen Kraft
und erhöhter Temperatur
zu Formkörpern,
vorzugsweise Filmen verarbeitet werden und anschließend die
Kerne entfernt werden.
Die
erfindungsgemäße Verwendung
von Kern-Mantel-Partikeln führt
dabei insbesondere zu folgenden Vorteilen:
- – beim Trocknen
von Dispersionen aus Kern-Mantel-Partikeln kann die Rißbildung
im Templat (= Anordnung der Kugeln)) beim Trocknen verringert oder
sogar ganz verhindert werden,
- – es
können
großflächige Bereiche
hoher Ordnung im Templat erhalten werden,
- – beim
Trocknungsprozeß auftretende
Spannungen können
durch die elastische Beschaffenheit des Mantels ausgeglichen werden,
- – wenn
Polymere den Mantel bilden, können
diese ineinander verschlaufen und so die regelmäßige Kugelanordnung im Templat
mechanisch stabilisieren,
- – da
der Mantel – vorzugsweise
durch Aufpfropfung – über eine
Zwischenschicht fest mit dem Kern verbunden ist, können die
Template über
Schmelzprozesse verarbeitet werden.
Auch
die mit der erfindungsgemäßen Verwendung
erhältlichen
Produkte sind ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung.
Beansprucht werden daher auch Formkörper mit homogenen, regelmäßig angeordneten
Kavitäten,
dadurch gekennzeichnet, dass die regelmäßig angeordneten Kavitäten in eine
Matrix mit thermoplastischen oder duroplastischen Eigenschaften
eingebettet sind.
Aufgrund
der leichteren Verarbeitbarkeit ist es insbesondere bevorzugt, wenn
die regelmäßig angeordneten
Kavitäten
in eine Matrix mit thermoplastischen Eigenschaften eingebettet sind,
wobei die Matrix vorzugsweise aus Poly(styrol), thermoplastischen
Poly(acrylat)-derivaten, vorzugsweise Poly(methylmethacrylat) oder
Poly(cyclohexylmethacrylat), bzw. thermoplastischen Copolymeren
dieser Polymere mit anderen Acrylaten, wie vorzugsweise Styrol-Acrylnitril-Coplolymern,
Styrol-Ethylacrylat-Copolymeren
oder Methylmethacrylat-Ethylacrylat)-Copolymeren aufgebaut ist.
„Aufgebaut" im Sinne der vorliegenden
Erfindung bedeutet dabei., dass die Materialien in so großer Menge
enthalten sind, dass die Materialeigenschaften der Formkörper von
diesen Polymeren dominiert werden. Dabei können die Formkörper jedoch
auch weitere Bestandteile, insbesondere Verarbeitungshilfmittel,
in Mengen von bis zu 50 Gew.-% enthalten.
Zur
Erzielung des erfindungsgemäßen optischen
oder photonischen Effektes ist es wünschenswert, dass die Kern-Mantel-Partikel
einen mittleren Teilchendurchmesser im Bereich von etwa 5 nm bis
etwa 2000 nm aufweisen. Dabei kann es insbesondere bevorzugt sein,
wenn die Kern-Mantel-Partikel einen mittleren Teilchendurchmesser
im Bereich von etwa 5 bis 20 nm, vorzugsweise 5 bis 10 nm, aufweisen.
In diesem Fall können
die Kerne als "Quantum
dots" bezeichnet
werden; sie zeigen die entsprechenden aus der Literatur bekannten
Effekte. Zur Erzielung von Farbeffekten im Bereich des sichtbaren
Lichtes ist es von besonderem Vorteil, wenn die Kern-Mantel-Partikel
einen mittleren Teilchendurchmesser im Bereich von etwa 50 – 800 nm
aufweisen. Insbesondere bevorzugt werden Partikel im Bereich von
100 – 600
nm und ganz besonders bevorzugt im Bereich von 200 bis 450 nm eingesetzt
, da bei Teilchen in diesem Größenordnungsbereich
(in Abhängigkeit des
in der photonischen Struktur erzielbaren Brechungsindexkontrastes)
die Reflektionen verschiedener Wellenlängen des sichtbaren Lichtes
sich deutlich voneinander unterscheiden und so die für optische
Effekte im sichtbaren Bereich besonders wichtige Opaleszenz besonders
ausgeprägt
in verschiedensten Farben auftritt. In einer Variante der vorliegenden
Erfindung ist es jedoch auch bevorzugt, vielfache dieser bevorzugten
Teilchengröße einzusetzen,
die dann zu Reflexen entsprechend der höheren Ordnungen und damit zu
einem breiten Farbenspiel führen.
Die
Kavitäten
der erfindungsgemäßen Formkörper weisen
dann jeweils entsprechende mittlere Durchmesser auf, welche in etwa
identisch mit dem Durchmesser der Kerne sind. Der Kavitätsdurchmesser
entspricht damit bei bevorzugten Kern-Mantel-Verhältnissen
der Partikel in etwa 2/3 des Kern-Mantel-Partikeldurchmessers. Insbesondere
bevorzugt ist es erfindungsgemäß, wenn
der mittlere Durchmesser der Kavitäten im Bereich von etwa 50 – 500 nm,
bevorzugt im Bereich von 100 – 500
nm und ganz besonders bevorzugt im Bereich von 200 bis 280 nm liegt.
Bei
der Zwischenschicht handelt es sich in einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung um eine Schicht vernetzter oder zumindest teilweise
vernetzter Polymere. Dabei kann die Vernetzung der Zwischenschicht über freie
Radikale, beispielsweise induziert durch UV-Bestrahlung, oder vorzugsweise über di-
bzw. oligofunktionelle Monomere erfolgen. Bevorzugte Zwischenschichten
dieser Ausführungsform
enthalten 0,01 bis 100 Gew.-%, insbesondere bevorzugt 0,25 bis 10 Gew.-%,
di- bzw. oligofunktionelle Monomere. Bevorzugte di- bzw. oligofunktionelle
Monomere sind insbesondere Isopren und Allylmethacrylat (ALMA).
Eine solche Zwischenschicht vernetzter oder zumindest teilweise
vernetzter Polymere hat vorzugsweise eine Dicke im Bereich von 10
bis 20 nm. Fällt
die Zwischenschicht dicker aus, so wird der Brechungsindex der Schicht
so gewählt,
dass er entweder dem Brechungsindex des Kernes oder dem Brechungsindex
des Mantels entspricht.
Werden
als Zwischenschicht Copolymere eingesetzt, die,. wie oben beschrieben,
ein vernetzbares Monomer enthalten, so bereitet es dem Fachmann
keinerlei Probleme, entsprechende copolymerisierbare Monomere geeignet
auszuwählen.
Beispielsweise können
entsprechende copolymerisierbare Monomere aus einem sogenannten
Q-e-Schema ausgewählt
werden (vgl. Lehrbücher
der Makromolekularen Chemie). So können mit ALMA vorzugsweise
Monomere, wie Methylmethacrylat und Acrylsäuremethylester polymerisiert
werden.
In
einer anderen, ebenfalls bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung, werden Mantelpolymere direkt, über eine entsprechende Funktionalisierung
des Kernes, an den Kern aufgepfropft. Die Oberflächenfunktionalisierung des
Kernes bildet dabei die erfindungsgemäße Zwischenschicht.
Die
Art der Oberflächenfunktionalisierung
richtet sich dabei hauptsächlich
nach dem Material des Kernes. Siliciumdioxid-Oberflächen können beispielsweise
vorteilhaft mit Silanen, die entsprechend reaktive Endgruppen tragen,
wie Epoxyfunktionen oder freien Doppelbindungen, geeignet modifiziert
werden. Die monodispersen Kerne werden in Alkoholen dispergiert
und mit gängigen
Organoalkoxysilanen modifiziert. Die Silanisierung sphärischer
Oxidpartikel ist auch in
DE 43
16 814 beschrieben.
Eine
solche Silanisierung verbessert die Dispergierbarkeit anorganischer
Kerne und erleichtert somit insbesondere das Aufpolymerisieren der
Zwischenschicht-polymere durch Emulsionspolymerisation. Über diese
Funktionalisierung kann auch direkt das Aufwachsen der Mantelpolymeren
erreicht werden, d.h. die Silan-Modifizierung dient dann als Zwischenschicht.
In
einer bevorzugten Ausführungsform
besteht der Mantel dieser Kern-Mantel-Partikel
aus im wesentlichen unvernetzten organischen Polymeren, die bevorzugt über eine
zumindest teilweise vernetzte Zwischenschicht auf den Kern aufgepfropft
sind. Der Kern kann aus den verschiedensten Materialien bestehen.
Wesentlich ist im Sinne der vorliegenden Erfindung nur, dass die
Kerne sich unter Bedingungen bei denen das Wandmaterial stabil ist,
entfernen lassen. Die Auswahl geeigneten Kern/Mantel/Zwischenschicht-Wandmaterial-Kombinationen
bereitet dem Fachmann dabei keinerlei Schwierigkeiten.
Weiter
ist es erfindungsgemäß bevorzugt,
wenn der Kern der Kern-Mantel-Partikel
aus einem Material besteht, das entweder nicht oder bei einer Temperatur
oberhalb der Fließtemperatur
des Mantelmaterials fließfähig wird.
Dies kann erreicht werden durch den Einsatz polymerer Materialien
mit entsprechend hoher Glasübergangstemperatur
(Tg), vorzugsweise vernetzter Polymere bzw.
durch Einsatz anorganischer Kernmaterialien. Die geeigneten Materialen
im einzelnen werden weiter unten beschrieben.
Weiter
ist es in einer Erfindungsvariante insbesondere bevorzugt, wenn
die Kerne aus einem anorganischen Material, vorzugsweise einem Metall
oder Halbmetall oder einem Metallchalcogenid oder Metallpnictid aufgebaut
sind. Als Chalcogenide werden im Sinne der vorliegenden Erfindung
solche Verbindungen bezeichnet, in denen ein Element der 16. Gruppe
des Periodensystems der elektronegative Bindungspartner ist; als Pnictide
solche, in denen ein Element der 15. Gruppe des Periodensystems
der elektronegative Bindungspartner ist. Bevorzugte Kerne bestehen
aus Metallchalcogeniden, vorzugsweise Metalloxiden, oder Metallpnictiden,
vorzugsweise Nitriden oder Phosphiden. Metall im Sinne dieser Begriffe
sind dabei alle Elemente, die im Vergleich zu den Gegenionen als
elektropositiver Partner auftreten können, wie die klassischen Metalle
der Nebengruppen, beziehungsweise die Hauptgruppenmetalle der ersten
und zweiten Hauptgruppe, genauso jedoch auch alle Elemente der dritten
Hauptgruppe, sowie Silicium, Germanium, Zinn, Blei, Phosphor, Arsen, Antimon
und Bismuth. Zu den bevorzugten Metallchalcogeniden und Metallpnictiden
gehören
insbesondere Silciumdioxid, Aluminiumoxid, Galliumnitrid, Bor- und
Aluminiumnitrid sowie Silicium- und Phosphornitrid.
Als
Ausgangsmaterial für
die Herstellung der erfindungsgemäß einzusetzenden Kern-Mantel-Partikel werden
in einer Variante der vorliegenden Erfindung bevorzugt monodisperse
Kerne aus Siliciumdioxid eingesetzt, die beispielsweise nach dem
in
US 4 911 903 beschriebenen
Verfahren erhalten werden können.
Die Kerne werden dabei durch hydrolytische Polykondensation von
Tetraalkoxysilanen in einem wäßrigammoniakalischen
Medium hergestellt, wobei man zunächst ein Sol von Primärteilchen
erzeugt und anschließend
durch ein kontinuierliches, kontrolliertes Zudosieren von Tetraalkoxysilan
die erhaltenen SiO
2-Partikel auf die gewünschte Teilchengröße bringt.
Mit diesem Verfahren sind monodisperse SiO
2-Kerne
mit mittleren Teilchendurchmessern zwischen 0,05 und 10 μm bei einer
Standardabweichung von 5 % herstellbar.
Als
Ausgangsmaterial sind auch monodisperse Kerne aus nichtabsorbierenden
Metalloxiden wie TiO
2, ZrO
2,
ZnO
2, SnO
2 oder
Al
2O
3 oder Metalloxidgemischen
einsetzbar. Ihre Herstellung ist beispielsweise in
EP 0 644 914 beschrieben. Weiterhin
ist das Verfahren gemäß
EP 0 216 278 zur Herstellung
monodisperser SiO
2-Kerne ohne weiteres und
mit gleichem Ergebnis auf andere Oxide übertragbar. Zu einem Gemisch
aus Alkohol, Wasser und Ammoniak, dessen Temperatur mit einem Thermostaten
auf 30 bis 40 °C
genau eingestellt wird, werden unter intensiver Durchmischung Tetraethoxysilan,
Tetrabutoxytitan, Tetrapropoxy-zirkon oder deren Gemische in einem
Guss zugegeben und die erhaltene Mischung für weitere 20 Sekunden intensiv gerührt, wobei
sich eine Suspension von monodispersen Kerne im Nanometerbereich
ausbildet. Nach einer Nachreaktionszeit von 1 bis 2 Stunden werden
die Kerne auf die übliche
Weise, z.B. durch Zentrifugieren, abgetrennt, gewaschen und getrocknet.
Die
Wand des Formkörpers
mit homogenen, regelmäßig angeordneten
Kavitäten
wird aus den Polymeren des Mantels der Kern-Mantel-Partikel gebildet.
In
dem erfindungsgemäßen Verfahren
zur Herstellung eines Formkörpers
mit homogenen, regelmäßig angeordneten
Kavitäten
wird in einem ersten Schritt durch Anwendung einer mechanischen
Kraft der Kern-Mantel-Partikel
eine „positive" Opalstruktur als
Templat gebildet.
Bei
der mechanischen Krafteinwirkung kann es sich erfindungsgemäß um eine
solche Krafteinwirkung handeln, die bei üblichen Verarbeitungsschritten
von Polymeren erfolgt. In bevorzugten Varianten der vorliegenden
Erfindung erfolgt die mechanische Krafteinwirkung entweder:
- – durch
uniaxiales Pressen oder
- – Krafteinwirkung
während
eines Spritzgußvorganges
oder
- – während eines
Transferpressvorganges,
- – während einer
(Co-) Extrusion oder
- – während eines
Kalandriervorganges oder
- – während eines
Blasvorganges.
Erfolgt
die Krafteinwirkung durch uniaxiales Pressen, so handelt es sich
bei den erfindungsgemäßen Formkörpern vorzugsweise
um Filme. Erfindungsgemäße Filme
können
dabei vorzugsweise auch durch Kalandrieren, Folienblasen oder Flachfolienextrusion
hergestellt werden. Die verschiedenen Möglichkeiten der Verarbeitung
von Polymeren unter Einwirkung mechanischer Kräfte sind dem Fachmann wohl
bekannt und können
beispielsweise dem Standardlehrbuch Adolf Franck, "Kunststoff-Kompendium"; Vogel-Verlag; 1996 entnommen
werden. Die Verarbeitung von Kern-Mantel-Partikeln durch mechanische
Krafteinwirkung, wie sie hier bevorzugt ist, ist im übrigen ausführlich in
der Internationalen Patentanmeldung WO 2003025035 beschrieben.
In
einer bevorzugten Variante der Herstellung erfindungsgemäßer Formkörper liegt
die Temperatur bei der Herstellung mindestens 40°C, vorzugsweise mindestens 60°C oberhalb
des Glaspunktes des Mantels der Kern-Mantel-Partikel. Es hat sich
empirisch gezeigt, dass die Fließfähigkeit des Mantels in diesem
Temperaturbereich den Anforderungen für eine wirtschaftliche Herstellung
der Formkörper
in besonderem Maße
entspricht.
In
einer ebenfalls bevorzugten Verfahrensvariante, die zu erfindungsgemäßen Formkörpern führt, werden
die fließfähigen Kern-Mantel-Partikel
unter Einwirkung der mechanischen Kraft auf eine Temperatur abgekühlt, bei
welcher der Mantel nicht mehr fließfähig ist.
Werden
Formkörper
durch Spritzguß hergestellt,
so ist es insbesondere bevorzugt, wenn die Entformung erst nach
Abkühlung
der Form mit dem darin enthaltenen Formteil erfolgt. In der technischen
Durchführung
ist es dabei vorteilhaft, wenn Formen mit großem Kühlkanalquerschnitt eingesetzt
werden, da die Abkühlung
dann in kürzerer
Zeit erfolgen kann. Es hat sich gezeigt, dass durch die Abkühlung in
der Form die erfindungsgemäßen Farbeffekte
deutlich intensiver werden. Es wird vermutet, dass es bei diesem
gleichmäßigen Abkühlvorgang
zu einer besseren Ausordnung der Kern-Mantel-Partikel zu dem Gitter
kommt. Dabei ist es insbesondere vorteilhaft, wenn die Form vor
dem Einspritzvorgang aufgeheizt wurde.
Dabei
können
die erfindungsgemäßen Formkörper, wenn
es technisch vorteilhaft ist, Hilfs- und Zusatzstoffe enthalten.
Sie können
der optimalen Einstellung der für
die Anwendung und Verarbeitung gewünschten bzw. erforderlichen
anwendungstechnischen Daten, bzw. Eigenschaften dienen. Beispiele
für derartige
Hilfs- und/oder Zusatzstoffe sind Antioxidantien, UV-Stabilisatoren,
Biozide, Weichmacher, Filmbildungshilfsmittel, Verlaufmittel, Füllmittel,
Schmelzhilfsmittel, Haftmittel, Trennmittel, Auftragshilfsmittel,
Entformungshilfsmittel, Mittel zur Viskositätsmodifizierung, z. B. Verdicker.
Besonders
empfehlenswert sind Zusätze
von Filmbildungshilfsmitteln und Filmmodifizierungsmitteln auf der
Basis von Verbindungen der allgemeinen Formel HO-CnH2n-O-(CnH2n-O)mH, worin n
eine Zahl von 2 bis 4, vorzugsweise 2 oder 3, und m eine Zahl von
0 bis 500 ist. Die Zahl n kann innerhalb der Kette variieren und die
verschiedenen Kettenglieder können
in statistischer oder in blockweiser Verteilung eingebaut sein.
Beispiele für
derartige Hilfsmittel sind Ethylenglycol, Propylenglycol, Di-, Tri-
und Tetraethylenglycol, Di-, Tri- und Tetrapropylenglycol, Polyethylenoxide,
Polypropylenoxid und Ethylenoxid/Propylenoxid-Mischpolymere mit
Molgewichten bis ca. 15000 und statistischer oder blockartigen Verteilung
der Ethylenoxid und Propylenoxid-Baugruppen.
Gegebenenfalls
sind auch organische oder anorganische Lösungs-, Dispergier- oder Verdünnungsmittel,
die beispielsweise die offene Zeit der Formulierung, d. h. die für ihren
Auftrag auf Substrate zur Verfügung
stehende Zeit, verlängern,
Wachse oder Schmelzkleber als Additive möglich.
Gewünschtenfalls
können
den Formkörpern
auch Stabilisatoren gegen UV-Strahlung und Wettereinflüsse zugesetzt
werden. Hierzu eignen sich z. B. Derivate des 2,4-Dihydroxybenzophenons,
Derivate des 2-Cyan-3,3'-dephenylacrylats,
Derivate des 2,2',4,4'-Tetrahydroxybenzophenons,
Derivate des o-Hydroxyphenyl-benztriazols, Salicylsäureester,
o-Hydroxyphenyl-s-triazine
oder sterisch gehinderte Amine. Auch diese Stoffe können einzeln
oder als Gemische eingesetzt werden.
Die
Gesamtmenge der Hilfs- und/oder Zusatzstoffe beträgt bis zu
40 Gew.-%, vorzugsweise
bis zu 20 Gew.-%, insbesondere bevorzugt bis zu 5 Gew.-% des Gewichts
der Formkörper.
Die
Entfernung der Kerne kann auf verschiedenen Wegen erfolgen. Wenn
die Kerne aus geeigneten anorganischen Materialien bestehen, können diese
durch Ätzen
entfernt werden. Vorzugsweise können
zum Beispiel Siliciumdioxid-Kerne mit HF, insbesondere verdünnter HF-Lösung entfernt
werden. Bei diesem Vorgehen kann es wiederum bevorzugt sein, wenn
vor oder nach der Entfernung der Kerne, wie oben beschrieben, eine
Vernetzung des Mantels erfolgt. In diesem Fall erhält der Mantel
und damit die Matrix des Formkörpers duroplastische
Eigenschaften.
Wenn
die Kavitäten
der Formkörper
wieder mit flüssigen
oder gasförmigen
Materialien imprägniert werden
sollen, kann es jedoch auch bevorzugt sein, wenn die Matrix nicht
oder nur sehr wenig vernetzt wird. Das Imprägnieren kann dabei beispielsweise
in einer Einlagerung von Füssigkristallen
bestehen, wie sie beispielsweise in Ozaki et al., Adv. Mater. 2002,
14, 514 und Sato et al., J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 10950 beschrieben
ist.
Durch
die Imprägnierung
mit solchen oder anderen Materialien lassen sich die optischen,
elektrischen, akustischen und mechanischen Eigenschaften durch äußere Energiefelder
beeinflussen. Insbesondere ist es möglich, mit einem äußeren Energiefeld
diese Eigenschaften schaltbar zu gestalten, indem durch Entfernen des
Feldes das System andere Eigenschaften als bei anliegendem Feld
zeigt.
Durch
eine lokal adressierbare Ansteuerung mit Hilfe des äußeren Feldes
ist es möglich,
auf diese Weise elektrooptische Vorrichtungen herzustellen. Die
Verwendung der erfindungsgemäßen Formkörper mit homogenen,
regelmäßig angeordneten
Kavitäten
zur Herstellung elektrooptischer Vorrichtungen und elektrooptische
Vorrichtungen enthaltend die erfindungsgemäßen Formkörper sind daher weitere Gegenstände der vorliegenden
Erfindung.
Elektrooptische
Vorrichtungen auf der Basis von Flüssigkristallen sind dem Fachmann
bestens bekannt und können
auf verschiedenen Effekten beruhen. Derartige Vorrichtungen sind
beispielsweise Zellen mit dynamischer Streuung, DAP-Zellen ( Deformation
aufgerichteter Phasen), Gast/Wirt-Zellen, TN-Zellen mit verdrillt
nematischer ("twisted
nematic") Struktur,
STN-Zellen ("super-twisted
nematic"), SBE-Zellen
("superbirefringence
effect") und OM1-Zellen
("optical mode interference"). Die gebräuchlichsten
Anzeigevorrichtungen beruhen auf dem Schadt-Helfrich-Effekt und besitzen eine verdrillt
nematische Struktur.
Die
entsprechenden Flüssigkristallmaterialien
müssen
eine gute chemische und thermische Stabilität und eine gute Stabilität gegenüber elektrischen
Feldern und elektromagnetischer Strahlung besitzen. Ferner sollten
die Flüssigkristallmaterialien
niedere Viskosität
aufweisen und in den Zellen kurze Ansprechzeiten, tiefe Schwellenspannungen
und einen hohen Kontrast ergeben.
Weiterhin
sollten sie bei üblichen
Betriebstemperaturen, d.h. in einem möglichst breiten Bereich unterhalb
und oberhalb Raumtemperatur eine geeignete Mesophase besitzen, beispielsweise
für die
oben genannten Zellen eine nematische oder cholesterische Mesophase.
Da Flüssigkristalle
in der Regel als Mischungen mehrerer Komponenten zur Anwendung gelangen,
ist es wichtig, dass die Komponenten untereinander gut mischbar
sind. Weitere Eigenschaften, wie die elektrische Leitfähigkeit,
die dielektrische Anisotropie und die optische Anisotropie, müssen je
nach Zellentyp und Anwendungsgebiet unterschiedlichen Anforderungen
genügen.
Beispielsweise sollten Materialien für Zellen mit verdrillt nematischer
Struktur eine positive dielektrische Anisotropie und eine geringe
elektrische Leitfähigkeit
aufweisen.
Beispielsweise
sind für
Matrix-Flüssigkristallanzeigen
mit integrierten nichtlinearen Elementen zur Schaltung einzelner
Bildpunkte (MFK-Anzeigen) Medien mit großer positiver dielektrischer
Anisotropie, relativ niedriger Doppelbrechung, breiten nematischen
Phasen, sehr hohem spezifischen Widerstand, guter UV- und Temperaturstabilität und geringem
Dampfdruck erwünscht.
Derartige
Matrix-Flüssigkristallanzeigen
sind bekannt. Als nichtlineare Elemente zur individuellen Schaltung
der einzelnen Bildpunkte können
beispielsweise aktive Elemente (d.h. Transistoren) verwendet werden.
Man spricht dann von einer "aktiven
Matrix", wobei man
zwei Typen unterscheiden kann:
- 1. MOS (Metal
Oxide Semiconductor) oder andere Dioden auf Silizium-Wafer als Substrat.
- 2. Dünnfilm-Transistoren
(TFT) auf einer Glasplatte als Substrat.
Die
Verwendung von einkristallinem Silizium als Substratmaterial beschränkt die
Displaygröße, da auch
die modulartige Zusammensetzung verschiedener Teildisplays an den
Stößen zu Problemen
führt.
Bei
dem aussichtsreicheren Typ 2, welcher bevorzugt ist, wird als elektrooptischer
Effekt üblicherweise der
TN-Effekt verwendet. Man unterscheidet zwei Technologien: TFT's aus Verbindungshalbleitern
wie z.B. CdSe oder TFT's
auf der Basis von polykristallinem oder amorphem Silizium. An letzterer
Technologie wird weltweit mit großer Intensität gearbeitet.
Die
TFT-Matrix ist auf der Innenseite der einen Glasplatte der Anzeige
aufgebracht, während
die andere Glasplatte auf der Innenseite die transparente Gegenelektrode
trägt.
1 m Vergleich zu der Größe der Bildpunkt-Elektrode ist der
TFT sehr klein und stört
das Bild praktisch nicht. Diese Technologie kann auch für voll farbtaugliche
Bilddarstellungen erweitert werden, wobei ein Mosaik von roten,
grünen
und blauen Filtern derart angeordnet ist, dass je ein Filterelement
einem schaltbaren Bildelement gegenüber liegt.
Die
TFT-Anzeigen arbeiten üblicherweise
als TN-Zellen mit gekreuzten Polarisatoren in Transmission und sind
von hinten beleuchtet.
Der
Begriff MFK-Anzeigen umfasst hier jedes Matrix-Display mit integrierten
nichtlinearen Elementen, d.h. neben der aktiven Matrix auch Anzeigen
mit passiven Elementen wie Varistoren oder Dioden (MIM = Metall-Isolator-Metall).
Derartige
MFK-Anzeigen eignen sich insbesondere für TV-Anwendungen (z.B. Taschenfernseher) oder
für hochinformative
Displays für
Rechneranwendungen (Laptop) und im Automobil- oder Flugzeugbau. Mit
abnehmendem Widerstand verschlechtert sich der Kontrast einer MFK-Anzeige und es kann
das Problem der "alter
image elimination" auftreten.
Da der spezifische Widerstand der Flüssigkristallmischung durch
Wechselwirkung mit den inneren Oberflächen der Anzeige im allgemeinen über die
Lebenszeit einer MFK-Anzeige abnimmt, ist ein hoher (Anfangs)-Widerstand sehr wichtig,
um akzeptable Standzeiten zu erhalten.
Bei
höher verdrillten
Zellen (STN) sind Medien erwünscht,
die eine höhere
Multiplexierbarkeit und/oder kleinere Schwellenspannungen und/oder
breitere nematische Phasenbereiche (insbesondere bei tiefen Temperaturen)
ermöglichen.
Hierzu ist eine weitere Ausdehnung des zur Verfügung stehenden Parameterraumes (Klärpunkt, Übergang
smektisch-nematisch bzw. Schmelzpunkt, Viskosität, dielektrische Größen, elastische Größen) dringend
erwünscht.
Die
erfindungsgemäßen Formkörper können bei
Kombination mit jeweils geeigneten Flüssigkristall-Mischungen, die
dem Fachmann bekannt sind, im Prinzip in elektrooptischen Anzeigen
basierend auf allen beschriebenen Prinzipien, insbesondere für MFK-,
IPS-, TN- oder STN-Anzeigen, eingesetzt werden.
Die
erfindungsgemäß erhältlichen
Formkörper
mit homogenen, regelmäßig angeordneten
Kavitäten eignen
sich zum einen für
die oben beschriebene Verwendung als photonisches Material, vorzugsweise
mit der erwähnten
Imprägnierung,
zum anderen aber auch zur Herstellung von porösen Oberflächen, Membranen, Separatoren,
Filtern und porösen
Trägern.
Verwendbar sind diese Materialien beispielsweise auch als Wirbelschichten
in Wirbelschichtreaktoren.
Aufgrund
der hier ausgeführten Überlegungen
ist es zweckmäßig, wenn
der Mantel der erfindungsgemäßen Kern-Mantel-Partikel
ein oder mehrere Polymere und/oder Copolymere oder Polymer-Vorprodukte
und gegebenenfalls Hilfs- und Zusatzstoffe enthält, wobei die Zusammensetzung
des Mantels so gewählt
werden kann, dass sie in nichtquellender Umgebung bei Raumtemperatur
im wesentlichen formbeständig
und klebfrei ist.
Mit
der Verwendung von Polymersubstanzen als Mantelmaterial und ggf.
Kernmaterial gewinnt der Fachmann die Freiheit deren relevante Eigenschaften,
wie z. B. ihre Zusammensetzung, die Teilchengröße, die mechanischen Daten,
die Glasübergangstemperatur,
den Schmelzpunkt und das Gewichtsverhältnis von Kern:Mantel und damit
auch die anwendungstechnischen Eigenschaften der Kern/Mantel-Partikel
festzulegen, die sich letztlich auch auf die Eigenschaften der daraus
hergestellten Formkörper
auswirken.
Für das Mantelmaterial
eignen sich im Prinzip alle Polymere der oben bereits genannten
Klassen, sofern sie so ausgewählt
bzw. aufgebaut werden, dass sie der oben für die Mantelpolymeren gegebenen
Spezifikation entsprechen.
Polymere,
die den Spezifikationen für
ein Mantelmaterial genügen,
finden sich ebenfalls in den Gruppen der Polymerisate und Copolymerisate polymerisierbarer
ungesättigter
Monomerer, als auch der Polykondensate und Copolykondensate von
Monomeren mit mindestens zwei reaktiven Gruppen, wie z. B. der hochmolekularen
aliphatischen, aliphatisch/aromatischen oder vollaromatischen Polyester
und Polyamide.
Unter
Berücksichtigung
der obigen Bedingungen für
die Eigenschaften der Mantelpolymeren (= Matrixpolymeren) sind für ihre Herstellung
im Prinzip ausgewählte
Bausteine aus allen Gruppen organischer Filmbildner geeignet.
Einige
weitere Beispiele mögen
die breite Palette der für
die Herstellung der Mantel geeigneten Polymeren veranschaulichen.
Soll
der Mantel vergleichsweise niedrig brechend sein, so eignen sich
beispielsweise Polymerisate wie Polyacrylate, Polymethacrylate,
Polybutadien, Polymethylmethacrylat, Polyester, Polyamide und Polyacrylnitril.
Soll
der Mantel vergleichsweise hochbrechend sein, so eignen sich für den Mantel
beispielsweise Polymerisate mit vorzugsweise aromatischer Grundstruktur
wie Polystyrol, Polystyrol-Copolymerisate wie z. B. SAN, aromatisch-aliphatische
Polyester und Polyamide, aromatische Polysulfone und Polyketone,
sowie bei geeigneter Auswahl eines hochbrechenden Kernmaterials
auch Polyacrylnitril.
Im
Hinblick auf die Verarbeitbarkeit der Kern-Mantel-Partikel zu inversen
Opalstrukturen ist es bevorzugt, wenn das Gewichtsverhältnis von
Kern zu Mantel im Bereich von 5:1 bis 1:10, insbesondere im Bereich von
2:1 bis 1:5 und besonders bevorzugt im Bereich 1,5:1 bis 1:2 liegt.
Die
erfindungsgemäß verwendbaren
Kern-Mantel-Partikel lassen sich nach verschiedenen Verfahren herstellen.
Eine
bevorzugte Möglichkeit,
die Partikel zu erhalten, ist ein Verfahren zur Herstellung von
Kern-Mantel-Partikeln, durch a) Oberflächenbehandlung monodisperser
Kerne, und b) Aufbringen des Mantels aus organischen Polymeren auf
die behandelten Kerne.
In
einer bevorzugten Verfahrensvariante wird auf die Kerne eine vernetzte
polymere Zwischenschicht, vorzugsweise durch Emulsionspolymerisation
oder durch ATR-Polymerisation, aufgebracht, die vorzugsweise reaktive
Zentren aufweist, an die der Mantel kovalent angebunden werden kann.
ATR-Polymerisation steht hier für
Atomic Transfer Radicalic Polymerisation, wie sie beispielsweise
in K. Matyjaszewski, Practical Atom Transfer Radical Polymerization,
Polym. Mater. Sci. Eng. 2001, 84 beschrieben wird. Die Einkapselung
anorganischer Materalien mittel ATRP wird beispielsweise in T. Werne,
T. E. Paffen, Atom Transfer Radical Polymerization from Nanoparticles:
A Tool for the Preparation of Well-Defined Hybrid Nanostructures
and for Understanding the Chemistry of Controlled/"Living" Radical Polymerization
from Surfaces, J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 7497-7505 und WO 00/11043
beschrieben. Die Durchführung
sowohl dieser Methode als auch die Durchführung von Emulsionspolymerisationen
sind dem Fachmann für
Polymerherstellung geläufig
und beispielsweise in den o.g. Literaturstellen beschrieben.
Das
flüssige
Reaktionsmedium, in dem die Polymerisationen oder Copolymerisationen
ausgeführt werden
können,
besteht aus den bei Polymerisationen, insbesondere bei Verfahren
der Emulsionspolymerisation, üblicherweise
eingesetzten Lösungs-,
Dispergier- oder Verdünnungsmitteln.
Hierbei wird die Auswahl so getroffen, dass die zur Homogenisierung
der Kernpartikel und Mantel-Vorprodukte eingesetzten Emulgatoren eine
ausreichende Wirksamkeit entfalten können. Günstig als flüssiges Reaktionsmedium
zur Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens
sind wässrige
Medien, insbesondere Wasser.
Zur
Auslösung
der Polymerisation eignen sich beispielsweise Polymerisationsinitiatoren,
die entweder thermisch oder photochemisch zerfallen, Radikale bilden,
und so die Polymerisation auslösen.
Dabei sind unter den thermisch aktivierbaren Polymerisationsinitiatoren
solche bevorzugt, die zwischen 20 und 180 °C, insbesondere zwischen 20
und 80 °C
zerfallen. Besonders bevorzugte Polymerisationsinitiatoren sind
Peroxide, wie Dibenzoylperoxid Di-tert.-Butylperoxid, Perester,
Percarbonate, Perketale, Hydroperoxide, aber auch anorganische Peroxide,
wie H2O2, Salze
der Peroxoschwefelsäure
und Peroxodischwefelsäure,
Azoverbindungen, Boralkylverbindungen sowie homolytisch zerfallende
Kohlenwasserstoffe. Die Initiatoren und/oder Photoinitiatoren, die
je nach den Anforderungen an das polymerisierte Material in Mengen
zwischen 0,01 und 15 Gew.-%, bezogen auf die polymerisierbaren Komponenten
eingesetzt werden, können
einzeln oder, zur Ausnutzung vorteilhafter synergistischer Effekte,
in Kombination miteinander angewendet werden. Daneben kommen Redoxsysteme
zur Anwendung, wie z.B. Salze der Peroxodischwefelsäure und
Peroxoschwefelsäure
in Kombination mit niedervalenten Schwefelverbindungen, im speziellen
Ammoniumperoxodisulfat in Kombination mit Natriumdithionit.
Auch
für die
Herstellung von Polykondensationsprodukten sind entsprechende Verfahren
beschrieben worden. So ist es möglich,
die Ausgangsmaterialien für
die Herstellung von Polykondensationsprodukten in inerten Flüssigkeiten
zu dispergieren und, vorzugsweise unter Auskreisen niedermolekularer
Reaktionsprodukte wie Wasser oder – z. B. bei Einsatz von Dicarbonsäure-di-niederalkylestern
zur Herstellung von Polyestern oder Polyamiden – niederen Alkanolen, zu kondensieren.
Polyadditionsprodukte
werden analog durch Umsetzung durch Verbindungen erhalten, die mindestens zwei,
vorzugsweise drei reaktive Gruppen wie z. B. Epoxid-, Cyanat-, Isocyanat-,
oder Isothiocyanatgruppen aufweisen, mit Verbindungen, die komplementäre reaktive
Gruppen tragen. So reagieren Isocyanate beispielsweise mit Alkoholen
zu Urethanen, mit Aminen zu Harnstoffderivaten, während Epoxide
mit diesen Komplementären
zu Hydroxyethern bzw. Hydroxyaminen reagieren. Wie die Polykondensationen
können
auch Polyadditionsreaktionen vorteilhaft in einem inerten Lösungs- oder
Dispergiermittel ausgeführt
werden.
Zur
Herstellung der für
diese Polymerisations-Polykondensations- oder Polyadditionsverfahren
benötigten
stabilen Dispersionen werden in der Regel Dispergierhilfsmittel
eingesetzt.
Als
Dispergierhilfsmittel werden vorzugsweise wasserlösliche hochmolekulare
organische Verbindungen mit polaren Gruppen, wie Polyvinylpyrrolidon,
Copolymerisate aus Vinylpropionat oder -acetat und Vinylpyrrolidon,
teilverseifte Copolymeriste aus einem Acrylester und Acrylnitril,
Polyvinylalkohole mit unterschiedlichem Restacetat-Gehalt, Zelluloseether,
Gelatine, Blockcopolymere, modifizierte Stärke, niedermolekulare, carbon- und/oder sulfonsäuregruppenhaltigen
Polymerisate oder Mischungen dieser Stoffe verwendet.
Besonders
bevorzugte Schutzkolloide sind Polyvinylalkohole mit einem Restacetat-Gehalt
von unter 35, insbesondere 5 bis 39 Mol.-% und/oder Vinylpyrrolidon-/Vinylpropionat-Copolymere
mit einem Vinylestergehalt von unter 35, insbesondere 5 bis 30 Gew.-%.
Es
können
nichtionische oder auch ionische Emulgatoren, gegebenenfalls auch
als Mischung, verwendet werden. Bevorzugte Emulgatoren sind gegebenenfalls
ethoxylierte oder propoxylierte, längerkettige Alkanole oder Alkylphenole
mit unterschiedlichen Ethoxylierungs- bzw. Propoxylierungsgraden
(z. B. Addukte mit 0 bis 50 mol Alkylenoxid) bzw. deren neutralisierte,
sulfatierte, sulfonierte oder phosphatierte Derivate. Auch neutralisierte
Dialkylsulfobernsteinsäureester
oder Alkyldiphenyloxiddisulfonate sind besonders gut geeignet.
Besonders
vorteilhaft sind Kombinationen dieser Emulgatoren mit den oben genannten
Schutzkolloiden, da mit ihnen besonders feinteilige Dispersionen
erhalten werden.
Durch
die Einstellung der Reaktionsbedingungen, wie Temperatur, Druck,
Reaktionsdauer und Einsatz geeigneter Katalysatorsysteme, die in
bekannter Weise den Polymerisationsgrad beeinflussen, und die Auswahl
der zu ihrer Herstellung eingesetzten Monomeren – nach Art und Mengenanteil – lassen
sich gezielt die gewünschten
Eigenschaftskombinationen der benötigten Polymeren einstellen.
Dabei kann die Teilchengröße beispielsweise über die
Auswahl und Menge der Initiatoren und andere Parameter., wie die
Reaktionstemperatur, eingestellt werden. Die entsprechende Einstellung
dieser Parameter bereitet dem Fachmann auf dem Gebiet der Polymerisation
keinerlei Schwierigkeiten.
Monomere,
die zu Polymeren mit hohem Brechungsindex führen, sind in der Regel solche,
die entweder aromatische Teilstrukturen aufweisen, oder solche,
die über
Heteroatome mit hoher Ordnungszahl, wie z. B. Halogenatome, insbesondere
Brom- oder Jodatome, Schwefel oder Metallionen, verfügen, d.
h. über
Atome oder Atomgruppierungen, welche die Polarisierbarkeit der Polymeren
erhöhen.
Polymere
mit niedrigem Brechungsindex werden demgemäss aus Monomeren oder Monomerengemischen
erhalten, welche die genannten Teilstrukturen und/oder Atome hoher
Ordnungszahl nicht oder nur in geringem Anteil enthalten.
Eine Übersicht über die
Brechungsindices verschiedener gängiger
Homopolymerisate findet sich z. B. in Ullmanns Encyklopädie der
technischen Chemie, 5. Auflage, Band A21, Seite 169. Beispiele für radikalisch polymerisierbare
Monomere, die zu Polymeren mit hohem Brechungsindex führen, sind:
- Gruppe a): Styrol, im Phenylkern alkylsubstituierte
Styrole, α-Methylstyrol,
Mono- und Dichlorstyrol, Vinylnaphthalin, Isopropenylnaphthalin,
Isopropenylbiphenyl, Vinylpyridin, Isopropenylpyridin, Vinylcarbazol,
Vinylanthracen, N-Benzyl-methacrylamid, p-Hydroxymethacrylsäureanilid.
- Gruppe b): Acrylate, die aromatische Seitenketten aufweisen,
wie z. B. Phenyl-(meth)acrylat (= abgekürzte Schreibweise für die beiden
Verbindungen Phenylacrylat und Phenylmethacrylat) und Benzyl-(meth)acrylat.
- Gruppe c): Eine Erhöhung
des Brechungsindex von Polymeren gelingt auch durch Einpolymerisieren
Carbonsäuregruppen
enthaltender Monomerer und Überführung der
so erhaltenen "sauren" Polymeren in die entsprechenden
Salze mit Metallen höheren
Atomgewichts, wie z. B. vorzugsweise mit K, Ca, Sr, Ba, Zn, Pb,
Fe, Ni, Co, Cr, Cu, Mn, Sn oder Cd.
Die
oben genannten Monomeren, die einen hohen Beitrag zum Brechungsindex
der daraus hergestellten Polymeren leisten, können homopolymerisiert oder
untereinander copolymerisiert werden. Sie können auch mit einem gewissen
Anteil von Monomeren, die einen geringeren Beitrag zum Brechungsindex
leisten, copolymerisiert werden. Solche copolymerisierbaren Monomere
mit niedrigerem Brechungsindex-Beitrag sind beispielsweise Acrylate,
Methacrylate, Vinylether oder Vinylester mit rein aliphatischen
Resten.
Als
vernetzende Mittel zur Herstellung vernetzter Matrixmaterialien
aus radikalisch erzeugten Polymerisaten können darüberhinaus auch alle bi- oder polyfunktionellen
Verbindungen eingesetzt werden, die mit den oben genannten Monomeren
copolymerisierbar sind, oder die nachträglich mit den Polymeren unter
Vernetzung reagieren können.
Im
Folgenden sollen Beispiele geeigneter Vernetzer vorgestellt werden,
die zur Systematisierung in Gruppen eingeteilt werden:
- Gruppe 1: Bisacrylate, Bismethacrylate und Bisvinylether von
aromatischen oder aliphatischen di- oder Polyhydroxyverbindungen,
insbesondere von Butandiol (Butandiol-di(meth)acrylat, Butandiol-bis-vinylether), Hexandiol
(Hexandiol-di(meth)acrylat, Hexandiol-bis-vinylether), Pentaerythrit,
Hydrochinon, Bis-hydroxyphenylmethan, Bis-hydroxyphenylether, Bis-hydroxymethyl-benzol,
Bisphenol A oder mit Ethylenoxidspacern, Propylenoxidspacern, oder
gemischten Ethlenoxid-Propylenoxidspacern.
Weitere Vernetzer
dieser Gruppe sind z. B. Di- oder Polyvinylverbindungen, wie Divinybenzol,
oder auch Methylen-bisacrylamid, Triallylcyanurat, Divinylethylenharnstoff,
Trimethylolpropan-tri-(meth)acrylat, Trimethylolpropantricinylether,
Pentaerythrit-tetra-(meth)acrylat, Pentaerythrit-tetra-vinylether,
sowie Vernetzer mit zwei oder mehreren verschiedenen reaktiven Enden,
wie z. B. (Meth)allyl-(meth)acrylate der Formeln: (worin
R Wasserstoff oder Methyl bedeutet).
- Gruppe 2: Reaktive Vernetzer, die vernetzend, größtenteils
aber nachvernetzend wirken, z. B. bei Erwärmung oder Trocknung, und die
in die Kern- bzw. Mantelpolymere als Copolymere einpolymerisiert
werden.
Beispiele hierfür
sind: N-Methylol-(meth)acrylamid, Acrylamidoglycolsäure, sowie
deren Ether und/oder Ester mit C1 bis C6-Alkoholen, Diacetonacrylamid (DAAM), Glycidylmethacrylat
(GMA), Methacryloyloxypropyltrimethoxysilan (MEMO), Vinyl-trimethoxysilan,
m-Isopropenyl-benzylisocyanat (TMI).
- Gruppe 3: Carbonsäuregruppen,
die durch Copolymerisation ungesättigter
Carbonsäuren
in das Polymer eingebaut worden sind, werden über mehrwertige Metallionen
brückenartig
vernetzt. Als ungesättigte
Carbonsäuren
werden hierzu vorzugsweise Acrylsäure, Methacrylsäure, Maleinsäureandhydrid,
Itaconsäure und
Furnarsäure
eingesetzt. Als Metallionen eignen sich Mg, Ca, Sr, Ba, Zn, Pb,
Fe, Ni, Co, Cr, Cu, Mn, Sn, Cd. Besonders bevorzugt sind Ca, Mg
und Zn, Ti und Zr. Daneben eignen sich auch einwertige Metallionen, wie
z.B. Na oder K.
- Gruppe 4: Nachvernetzte Additive. Hierunter versteht man bis-
oder höher
funktionalisierte Additive, die mit dem Polymer (durch Additions- oder vorzugsweise
Kondensationsreaktionen) irreversibel unter Ausbildung eines Netzwerks
reagieren. Beispiele hierfür
sind Verbindungen, die pro Molekül
mindestens zwei der folgenden reaktiven Gruppen aufweisen: Epoxid-,
Aziridin-, Isocyanat-Säurechlorid-,
Carbodiimid- oder Carbonylgruppen, ferner z. B. 3,4-Dihydroxy-imidazolinon
und dessen Derivate.
Wie
bereits oben dargelegt, benötigen
Nachvernetzer mit reaktiven Gruppen, wie z. B. Epoxid- und Isocyanatgruppen,
komplementäre,
reaktive Gruppen im zu vernetzenden Polymer. So reagieren Isocyanate beispielsweise
mit Alkoholen zu Urethanen, mit Aminen zu Harnstoffderivaten, während Epoxide
mit diesen komplementären
Gruppen zu Hydroxyethern bzw. Hydroxyaminen reagieren.
Unter
Nachvernetzung wird auch die photochemische Aushärtung, eine oxidative, oder
eine luft- oder feuchtigkeitsinduzierte Aushärtung der Systeme verstanden.
Die
oben angegebenen Monomeren und Vernetzer können beliebig und zielgerichtet
in der Weise miteinander kombiniert und (co-)polymerisiert werden,
so dass ein gegebenenfalls vernetztes (Co-)polymerisat mit dem gewünschten
Brechungsindex und den erforderlichen Stabilitätskriterien und mechanischen
Eigenschaften erhalten wird.
Es
ist auch möglich,
weitere gängige
Monomere, z. B. Acrylate, Methacrylate, Vinylester, Butadien, Ethylen
oder Styrol, zusätzlich
zu copolymerisieren, um beispielsweise die Glastemperatur oder die
mechanischen Eigenschaften der Mantelpolymeren nach Bedarf einzustellen.
Erfindungsgemäß ebenfalls
bevorzugt ist es, wenn das Aufbringen des Mantels aus organischen
Polymeren durch Aufpfropfung, vorzugsweise durch Emulsionspolymerisation
oder ATR-Polymerisation erfolgt. Dabei lassen sich die oben beschriebenen
Methoden und Monomere entsprechend einsetzen.
Die
nachfolgenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern, ohne sie zu begrenzen.