DE2015548C3 - Rückprojektionsschirm - Google Patents

Description

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Folie mit einer Dicke von etwa 635 bis 1525 μ verwendet und diese in der Verfahrensstufe a) mit einer auf einer Temperatur

. von etwa 90 bis 150°C befindlichen Oberfläche eines Wärmeaustauschers in Kontakt bringt sowie die verfestigten Oberflächen der erhaltenen Folie in der Verfahrensstufe b) auf eine Temperatur von etwa 90 bis 120⁰C erhitzt.

5. Verfahren nach Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß man zusätzlich einer der beiden Oberflächen der Polymerisatfolie eine gleichmäßige Rauheit in Form von Unebenheiten von etwa 25 bis 76 · 10"^e cm in statistisch zufälliger Verteilung verleiht.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man einer der beiden Oberflächen ein Rauheitsmuster aufprägt, nachdem eine Temperatur dieser Oberfläche auf unter etwa 85°C erniedrigt ist.

Die Erfindung betrifft einen Rückprojektionsschirm aus Polymerisaten mit einem gewissen Grad an Kristallinität sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.

Es sind bereits Rückprojektionsschirme in Betrachtungsgeräten der verschiedensten Art bekannt, in denen ein auf einem Mikrofilm befindliches Bild, in der Regel durch mehrere Linsen und nach Rückreflexion durch einen oder mehrere Umlenkspiegel, auf die dem Betrachter abgewandte Seite des Schirmes projiziert wird.

Es sind auch bereits die verschiedensten Verfahren zur Herstellung derartiger Rückprojektionsschirme aus Stoffen der verschiedensten Art bekannt. So ίο wurden jahrelang Rückprojektionsschirme aus angeätztem Glas, die gegebenenfalls, um diese Schirme durchscheinend mit hohem Anteil an diffusem Licht zu machen, mit hierfür geeigneten Stoffen beschichtet wurden, hergestellt. Nachteilig an derartigen Glasschirmen ist jedoch deren Zerbrechlichkeit. In jüngster Zeit wurden daher Verfahren bekannt, mit deren Hilfe Rückprojektionsschirme aus Kunststoffen oder wachsartigen Stoffen, die nicht so zerbrechlich sind wie Glas, herstellbar sind. So wurde zur Herstellung von Rückprojektionsschirmen mikrokristallines Wachs verwendet. Typische mit Hilfe derartiger bekannter Verfahren herstellbare Rückprojektionsschirme aus Kunststoffen oder Polymerisaten sind aus Schichtstoffen aufgebaut, beispielsweise in der Weise, daß eine Oberfläche einer klären, steifen Plastikfolie mit einer dunklen, undurchsichtigen, farbstoffhaltigen Schicht versehen ist, oder aus mehreren gleichartigen Polymerisatfolien, beispielsweise aus Polyäthylen.

Aus der USA.-Patentschrift 3 372 971 ist ein Rückprojektionsschirm bekannt, der aus mindestens zwei, in der Regel drei innig miteinander verbundenen Schichten besteht, von denen mindestens eine aus einem Gemisch aus Polyäthylen und Polypropylen und mindestens eine weitere aus einem Mischpolymerisat aus Polyäthylen und Polypropylen aufgebaut ist. Dieser bekannte Schirm, dessen Transluzenz auf die optische Unverträglichkeit der ihn aufbauenden Stoffkomponenten, nicht jedoch auf deren Kristallinität zurückzuführen ist, besitzt jedoch zahlreiche Nachteile. So ist nachteilig, daß zu seiner Herstellung die unterschiedlichsten Materialien erforderlich sind, daß mehrere Schichten innig und einwandfrei miteinander verbunden werden müssen, dab diese Bindungen für die erzielbaren optischen Effekte äußerst wichtig sind und daß die den Schirm aufbauenden Schichten vergleichsweise dick sind.

Die mit Hilfe der bekannten Verfahren herstellbaren Projektionsschirme des angegebenen Typs weisen jedoch noch zahlreiche weitere Nachteile auf, die hauptsächlich deren Durchlässigkeitseigenschaften und/oder optischen Kriterien, die für den Betrachter der projizierten Bilder von Bedeutung sind, betreffen. Die Beurteilung und Bewertung von Rückprojektionsschirmen, bei denen das Bild auf die dem Betrachter abgewandte Seite projiziert wird, erfolgt zweckmäßig nach vier ganz bestimmten, für das optische Verhalten bedeutsamen Kriterien, nämlich nach (1) »Kontrast«, (2) »Helligkeit«, (3) »Flimmereffekt« und (4) »Leuchtfleckeffekt«.
Ein idealer Rückprojektionsschirm des angegebenen Typs weist praktisch keine »Leuchtflecken«, d. h. keine Bezirke mit wesentlich größerer Helligkeit als derjenigen der übrigen Schirmfläche auf, feiner weist er praktisch kein »Flimmern« auf, d. h. keine auf der Oberfläche des Schirmes auftretenden winzigen glitzernden Lichtflecken, bei maximalem Bildkontrast sowie großer Helligkeit. Von den angegebenen Kriterien sind der »Leuchtfleckeffekt« und der »Flimmereffekt«

ffensichtlich von ausschlaggebender Bedeutung und Hie Ausschaltung des Auftretens dieser Effekte ibt von größter Wichtigkeit.

Zur Bestimmung der Eignung eines Schirmes des eeebenen j_yps für Projektionen hat es sich als «veckmäßig erwiesen, die angegebenen vier Kriterien, wenn auch zwangläufig in etwas subjektiver Weise, Lzeln zu beurteilen. Diese Beurteilung erfolgt zweckmaß· > in der Weise, daß jedes der Kriterien mit cteieenden beispielsweise von 0 bis 9 reichenden 7ahlen bewertet wird, wobei 0 die schlechteste Qualität und 9 die bestmögliche Qualität bezeichnet. Die ein-7f»lnen für jedes der vier Kriterien in der angegebenen Weise'bestimmten Bewertungszahlen können sodann addiert und die erhaltene, die Qualitätsbeurteilung L· «-testeten Projektionsschirmes ermöglichende «kimme kann als sogenannter »Q-Wert« bezeichnet werden Die Durchführung der angegebenen Bewertung erfolgt unter Bildprojektionsbedingungen, d. h. indem ein B Id auf die dem die Bewertung durchführenden Betrachter abgewandte Seite des zu testenden Rückproektionsschirmes in üblicher, bekannter Weise rojiziert wird.
Nach der angegebenen Bestimmungsmethode ist ein Rückprojektionsschirm von vollkommender Perfektion mit efnem »Q-Wert« von 36 zu bewerten, wohingegen SemXjekiionsschirm minderer Qualität ein ent-Sendgeringerer.Q-Wert.zuzuordner.ist.Dieangelebene ßStn/mungsmethode ist selbstverständlich Seht vollkommen, da sie auf der individuellen visueTen Analyse einer Testperson basiert und demzufolge von Testperson zu Testperson in der Regel vamert. Trotzdem erlaubt die angegebene Bestimmungmethode eine zufriedenstellende Bewertung der Eigen-Saften und Kriterien der mit ihrer Hilfe getesteten Ru kprojektionsschirme, so daß derartige Schirme mindestens subjektiv miteinander vergleichbar sind. Erne fir die Praxis besonders brauchbare Bestimmung des .Q-Werts« ist dadurch erzielbar, daß ein und die-Bewertung von verschiedenen Testpersonen

4 * r'r ™^tai einen Q-Wert von 24 auf bei mäßiger Helligkeit und sehr schlechter Flimmereffektbeurteilung.

Aus den angegebenen Beurteilungen und Q-Werten ergibt sich, daß sämtliche getesteten bekannten Prpjektionsschirme mindestens in bezug auf ein Kriterium schlecht zu bewerten sind, so daß ihre Verwendung als Rückprojektionsschirm merklich beeinträchtigt wird. Bei den angegebenen, getesteten Projektionsschirmen handelt es sich um übliche Handelsprodukte und e, werden zur Zeit keine Projektionsschirme des angegebenen Typs gehandelt, die sich durch ein besseres, mit einem höheren Q-Wert zu bewertendes Gesamtverhalten auszeichnen.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Projekt.onsschirm mit Bewertungsnoten für jedes der vier angegebenen Kriterien von mindestens 7 und einem »Q-wert« der angegebenen Definition von mindestens 28 sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung anzugeben

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde daß die angegebene Aufgabe in besonders vorte lhafler Weise dadurch lösbar ist, daß eine Polypropylen.ohe genau definierten Typs mit vergle.c«we.se k em kristallinen Sphärolithen in den Oberflachenbereiohen erzeugt wird. 1,·^.,

*₅ Gegenstand der Erfindung ist ein ^^°^°^ schirm aus Polymerisaten mit einem gewissen Grad an Kristallin**, der dadurch gekennzeichnet ist daß der Schirm aus Polypropylen mit einer nach de-ASlM-Testmethode D 1238 best.mmten Schmelzfluß"je von höchstens 90 aufgebaut .st ""f ^eine D.cU ,on _et»u 500 bis etwa 2000 μ besitzt und daß der Sch,™ ferner zu mindestens etwa 60 Gew,chtsproze. jus^nstall. nen Sphärolithen mit einem ^du£^h^"^ messer von etwa 5 bis etwa 20 Mikron besteht einen Kernbereich aufweist, de;- m.ndesj, s

Viertel der Dicke <^ ^^hl™« ^f^.¹ ^ " des gleich zu den beiden ^o^™ch^enbe-^e™ ° Schirmes vergleichsweise große J;"^stf;"^c ^pharolu Je mit einem Durchmesser von etwa 15 bis ens a 45 krön enthält.

bewerteter Projektionsschirm weist gegebenenfalls bei einer Beurteilung einen etwas höheren und bei einer anderen Beurteilung einen etwas niedrigeren »Q-Wert« auf so daß aus den einzelnen Beurteilungen ein Mittelwert gebildet werden kann. Die auf diese Weise erhaltenen Durchschnittswerte gewinnen um so mehr an Aussagekraft, je mehr Beurteilungen des zu testenden Projektionsschirmes von verschiedenen Test-

personen durchgeführt werden.

Bekannte RückprojektionsschirmeerreichenQ-Werte

von in der Regel etwa 24, höchstens etwa 28, wobei jedoch einzelne der den Q-Wert ergebenden Kriterien immer schlecht und stark verbesserungsbedürftig sind. So hat z. B. ein üblicher bekannter, aus einer Glasplatte mit einer darauf aufgebrachten D.ffusionsscb-cht aus Wachs bestehender Projektionsschirm einen Q-Wert von 24 bei sehr schlechter F.immereffektbeurteilung und mäßiger Helligkeit. Em üblicher bekannte Projektionsschirm anderen Typs aus einer Folie auf Acrylsäurebasis mit darauf aufgebrachter Wachs-Diffusionsschicht ergibt einen Q-Wert von 28, aßt jedoch in bezug auf Leuchtfleckeffekt und msbesonaere Helligkeit stark zu wünschen übrig. Ein weiterer bekantiter Projektionsschirm anderen Typs aus eine Polyvinylchloridfolie mit DiffusionszusiUzen weist

^iS is,. LLan

_{a) zun}ächst eine etwa 500 bis 2000 μ starke, aufgeschmolzene Folie aus einem Polypropylen nut _{einer nacn} der ASTM-Testmethode D 1238 bestimmten SchmHzflußrate von höchstens etwa yu _mit mindestens einer auf einer Temperatur von _{etwa 85} bis 17O⁰C befindlichen Oberfläche eines Wärmeaustauschers so lange in Kontakt bringt, _{bis die} oberflächen der Folie verfestigt sind, und

b) anschließend die verfestigten ^obf^rflac;^ⁿ _M^^e _a ^r _{FoHe s0} i_ange auf einer Temperatur von etwa _{85 bis 160}° C beläßt, bis mindestens drei Viertel _der Kernzone der Folie, bezogen aut cue uesamtstärke der Folie, praktisch kristallin sino.

Verfahrens der Erfindung ΓοΙζεηε Polypropylen in Form einer J"™^J_t°_n ^yP _?og _der angegebenen

ä_b ^g _erflache en Warme ^ , _deren

^_m^e_ratf_r niedrig genug ist, um die Folienoberflächen Tempera ^".edngge g ^ .^ ^ ^ ^

zu verresugeπ J _aufgebracht, worauf die ver-

gesamte ^J™^"^ _auf' die angegebene festen^ Oberflächen de ^ ^ ^ ^

X^e™Sndi_Rkeit des Wärmeabflusses aus dem Kern-Gescnwinaigiceu ucs

wird das

S arkeauf

stück der Folie vergleichsweise niedrig zu halten und das Kristallwachstum im Kernstück der Folie anzuregen, so daß die angegebene hohe Kristalliniläl erzielt wird. In der Verfahrensstufe a) wird in der Regel die Oberfläche des Wärmeaustauschers unmittelbar vor dem lnkontaktbringen mit der aufgeschmolzenen Folie auf einer Temperatur im angegebenen Bereich, vorzugsweise auf einer Temperatur von etwa 90 bis 150° C gehalten.

Dabei hat sich die Einhaltung einer Foliendicke von etwa 500 bis 2000 μ als sehr wichtig erwiesen. Dünnere Polymerisatfolien des angegebenen Typs sind entweder als Rückprojektionsschinne unbrauchbar oder sie weisen Eigenschaften auf. die die Erzielung der angestrebten holien »Q-Werte« nicht ermöglichen. Andererseits sind auch dickere Folien mit einer Dicke von mehr als etwa 2000 μ ungeeignet, da sie offensichtlich ebenso wenig zu Rückprojektionsschirmen mit den angestrebten hohen »Q-Wertes« führen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird einer der beiden Oberflächen der Folie eine gleichmäßige Rauheit in Form von Unebenheiten von etwa 25 bis 26- 10-^ecm in statistisch zufälliger Verteilung verliehen. Auf diese Weise wird die Lichtdiffusion noch weiter erhöht und eine vom Raumoder Hintergrundlicht herrührende Lichtreflexion auf der betrachteten Schirmoberfläche ausgeschaltet. Die erhaltene Folie ist selbsttragend direkt als Rückprojektionsschirm verwendbar.

Werden die erfindungsgemäß erhaltenen Projektionsschinne dazu verwendet, längere Zeit negative Druckschriften zu lesen, so hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, derartige Negative durch eine vergleichsweise dunkle Farbschicht von neutraler Dichte zu betrachten. Dies kann z. B. in der Weise erfolgen, daß Farbstoffe von neutraler Dichte oder Farbstoff kombinationen entweder dem zur Herstellung der Folie verwendeten Polypropylen zugesetzt oder auf den erfindungsgemäß erhaltenen Projektionsschirm in Form einer Schicht ufgebracht werden, wobei die Farbstoffe in solcher Menge verwendet werden, daß ein beträchtlicher Anstieg der Diffusionsdichte, d. h. eine Dichteerhöhung von 0,1 oder mehr, erzielt wird. Gegebenenfalls kann zum Lesen derartiger Negative auch eine dünne transparente Polymerisatfolie, die mit einem Farbstoff neutraler Dichte angefärbt ist. in Kombination mit dem erfindungsgemäß erhaltenen Projektionsschirm verwendet werden. Bei Verwendung einer derartigen Polymerisatfolie braucht die dem Betrachter zugewandte Oberfläche des Projektionsschirmes nicht aufgerauht zu sein, doch kann die verwendete Polymerisatfolie eine aufgerauhte Oberfläche aufweisen.

Die Erfindung wird durch die Figur näher veranschaulicht, die einen stark vergrößerten vertikalen Querschnitt durch eine zur Verwendung als Projektionsschirm geeignete Polypropylenfolie darstellt.

In dem in der Figur dargestellten Querschnitt durch eine Folie ist die Verteilung der Polypropylenkristalle unterschielicher Größe und Zahl erkennbar.

Diese Polypropylenfolie wurde mit einer Schmelzviskosität von 2,5 und einer Dichte von 0,90 g/cm³ bei einer Temperatur von 220⁰C direkt auf die Oberfläche einer Stahlwalze, deren Oberflächentemperatur auf 90⁰C gehalten wurde, extrudiert. Die verwendete Folie wies eine Dicke von 762 μ auf. Die Temperatur der die Walze umgebenden Luft wurde auf 93° C gehalten. Der Durchmesser der verwendeten Kühlwalze betrug 6,35 cm und das aufgeschmolzene Polypropylen wurde mit einer Geschwindigkeit von 0,9 m/Min, kontinuierlich zu einer Folie verformt. Die extrudicrte Folie wurde mit der Oberfläche der Stahlwalze insgesamt 9 Sekunden lang in Kontakt gebracht. Es zeigte sich, daß die angegebene Zeit ausreichte, um die Oberfläche der Folie zum Erstarren zu bringen unter Ausbildung dünner Bereiche aus Polypropylen geeigneter Kristallinität an beiden Oberflächen der Folie, ίο Die erhaltene Folie wurde sodann auf die Oberfläche einer zweiten Walze gleichen Typs geführt und dort unter den gleichen Bedingungen wie auf der ersten Walze gehalten. Nach Ver'asscn der Oberfläche dieser zweiten, vergleichsweise kalten Walze wurde die Folic in eine Vertikalkammer geleitet, in der die Lufttemperatur bei 93°C gehalten wurde. Die Temperatur der Folienoberfiäche sowie der die Folie umgebenden Luft wurde insgesamt etwa 90 Sekunden lang in der Weise auf 93°C !,ehalten, daß die Folie an einer Reihe von elektrischen Heizvorrichtungen, die längs der in der Kammer angeordneten Walzen montiert waren, \v:- beigeführt wurde. Während des Durchführen [der Folie durch die Vertikalkammer wurde die Folie stark durchscheinend, was darauf zurückzuführen war. daß sich in der Kernzone der Folie eine Vielzahl von vergleichsweise großen Kristallen mit einem Durchmesser im angegebenen Bereich ausbildete.

Die erhaltene Folie wurde sodann aus der Kammer abgezogen und unter normalen Bedingungen auf Zimmertemperatur abgekühlt. Die abgekühlte lohe wurde sodann in einzelne Stücke auf die gewünschte Größe der Rückprojektionsschirme zugeschnitten, worauf diese einseitig in der Weise mit einem Rauheitsmustcr versehen wurden, daß sie in einer üblichen bekannten hydraulischen Presse unter einem Druck von 9.S4 kg/cm² zwischen einer sehr glatten Stahlplatte und einer ein Rauheitsmuster von 63,5 ■ HV⁶ cm aufweisenden Platte gepreßt wurden.

Die auf diese Weise erhaltenen Rückprojcktionsschirme wiesen einen »Q-Wert« von 31 auf. der sic'i aus den folgenden Bewertungsnoten für die angegebenen vier Kriterien zusammensetzte:

Leuchtfleckcfiekt

FlimmerefTekt

Konirast

Helligkeit

Q-Wcr:

Die Ergebnisse zeigen, daß die Folie einen Pro jektionsschirm darstellt, der nach keinem der vier an gegebenen Kriterien schlechter zu bewerten ist als mi der Bewertungsnote 7 und sich demzufolge in vorteil hafter Weise durch ein sehr ausgewogenes Spektrun von vorteilhaften Eigenschaften auszeichnet.

Zu Vergleichszwecken wurden einige bekannte, in Handel befindliche Rückprojektionsschirme nach de angegebenen Bestimmungsmethode bewertet. Bei der im folgenden mit A bezeichneten üblichen, bekannte Rückprojektionsschirm handelte e<; sich um eine solchen aus einer Glasplatte, die rr ·. einer Diffusion! schicht aus Wachs versehen war. Der getestete Prüi ling B war ein Rückprojektionsschirm aus einer FoIi auf Acrylsäurebasis, die ebenfalls mit einer Wach' Diffusionsschicht versehen war. Prüfling C war ei bekannter Rückprojektionsschirm aus einer Polyviny chloridfolie mit Diffusionszusätzen.

Die erhaltenen Ergebnisse sind in der folgende Tabelle aufceführt.

Schirm	Leucht- fleck- cffckt	Flimmer effekt	Kontrast	Helligkeit	Q-Wert
A B C	9 7 9	2 8 2	8 9 9	5 4 4	24 28 24

Die Ergebnisse zeigen, daß der bekannte Rückprojektionsschirm A einen Q-Wert von nur 24 und einen beträchtlichen Flimmereffekt aufweist, und daß das projizierte Bild nicht sonderlich hell ist.

Die Ergebnisse zeigen ferner, daß der bekannte Schirm B einen Q-Wert von 28 bei einer Leuchtfleckbeurteilung von 7 und dner sehr unbefriedigenden

Helligkeitsbeurteilung von nur 4 hat, und daß der bekannte Schirm C einen vergleichsweise geringen Q-Wert von nur 24 und eine auffallend schlechte Beurteilung in bezug auf Flimmereffekt und Helligkeit aufweist.

In weiteren Versuchen wurde der Projektionsschirm in einem üblichen bekannten, zur Projektion des Bildes auf die dem Betrachter abgewandle Seite bestimmten Projektionsapparat zur Projektion von Kleinbildphotokopien, die auf einem transparenten Farbfilm aufgezeichnet waren, verwendet. Es zeigte sich, daß der erfindungsgemäß erhaltene Schirm den Durchtritt eines sehr scharfen Bildes, das nicht nur frei von unerwünschtem Schleier war, sondern auch eine sehr originalgetreue Farbwiedergabe des auf dem Original befindlichen Farbbildes darstellte, gewährleistete.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Rückprojektionsschirm aus Polymerisaten mit einem gewissen Grad an K ristallinität, dadurch gekennzeichnet, daß der Schirm aus Polypropylen mit einer nach der ASTM-Testmethode D 1238 bestimmten Schmelzflußrate von höchstens 90 aufgebaut ist und eine Dicke von etwa 500 bis etwa 2000 μ besitzt und daß der Schirm ferner zu mindestens etwa 60 Gewichtsprozent aus kristallinen Sphärolithen mit einem durchschnittlichen Durchmesser von etwa 5 bis etwa 20 Mikron besteht sowie einen Kernbereich aufweist, der mindestens drei Viertel der Dicke des Schirmes ausmacht und im Vergleich zu den beiden Oberflächentereichen des Schirmes vergleichsweise große kristalline Sphärolithe mit einem Durchmesser von etwa 15 bis etwa 45 Mikron enthält.

2. Rückprojektionsschinrn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er eine rauhe Oberfläche mit Unebenheiten von etwa 25 bis 76 · 10~^e cm aufweist.

3. Verfahren zur Herstellung von Rückprojektionsschirmen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man

a) zunächst eine etwa 500 bis 2000 μ starke, aufgeschmolzene Folie aus einem Polypropylen mit einer nach der ASTM-Testmethode D 1238 bestimmten Schmelzflußrate von höchstens etwa 90 mit mindestens einer auf einer Temperatur von etwa 85 bis 170° C befindlichen Oberfläche eines Wärmeaustauschers so lange in Kontakt bringt, bis die Oberflächen der Folie verfestigt sind, und

b) anschließend die verfestigten Oberflächen der Folie so lange auf einer Temperatur von etwa 85 bis 160⁰C belaßt, bis mindestens drei Viertel der Kernzone der Folie, bezogen auf die Gesamtdicke der Folie, praktisch kristallin sind.