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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine neue optische Folie, umfassend
ein oder mehrere Polyarylate, welche aus der Kondensation von einer
oder mehreren bifunktionalen phenolischen Einheiten mit bestimmten Substitutionen
mit einer oder mehreren Dicarbonsäuren erhalten werden. Die vorliegende
Erfindung betrifft insbesondere eine neue optische Folie, umfassend
ein oder mehrere ortho-disubstituierte Bis(hydroxyphenyl)fluorenbisphenolpolyarylate
mit einer ausgezeichneten Stabilität gegenüber ultraviolettem und sichtbarem Licht,
Wärmebeständigkeit,
Lichtdurchlässigkeit,
hoher Glasübergangstemperatur
(Tg) und sehr guten mechanischen Eigenschaften.
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Zugrundeliegender Stand
der Technik
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Optische
Folien sind im Fachgebiet gut bekannt. Glas wurde für verschiedene
optische Anwendungen, wegen seiner ausgezeichneten Eigenschaften,
wie der Transparenz, einer hohen Durchlässigkeit im Bereich des sichtbaren
Lichts und der Temperaturbeständigkeit,
breit verwendet. Trotz dieser Vorteile kann die Verwendung von Glas
als eine Unterschicht oder ein Träger bei optischen Anwendungen,
wegen seines hohen Gewichts und der sehr hohen Zerbrechlichkeit,
Probleme bei der Realisierung eines Endprodukts verursachen. Da
außerdem
Glas nicht biegsam ist, kann es nicht für eine kontinuierliche Verarbeitung
verwendet werden. Das führt
zu einer sehr geringen Endproduktivität. Aus diesen Gründen ist
es erwünscht,
Glas durch transparente polymere Folien, wie Polyester (z. B. Polyethylenterephthalat),
Polyacrylate (z. B. Polymethylmethacrylat) oder Polycarbonat, zu
ersetzen. Auch wenn diese polymeren Materialien gute Handhabungseigenschaften
haben, haben sie jedoch den Nachteil einer schlechten Lichtdurchlässigkeit,
einer begrenzten Wärmebeständigkeit
und einer niedrigen Glasübergangstemperatur
(Tg), wodurch die Verwendung dieser Polymere bei optischen Anwendungen
sehr eingeschränkt
war.
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Polyester
von 9,9-Bis(4-hydroxyphenyl)fluoren und Isophthalsäure oder
Terephthalsäure
sind im Fachgebiet bekannt. Das U.S. Patent Nr. 3,546,165 beschreibt
solche Polyester, die in der Wärme
stabil sind, aber im Allgemeinen eine relativ niedere logarithmische
Viskositätszahl
und nicht zufriedenstellende mechanische Eigenschaften haben. Das
U.S. Patent Nr. 4,387,209 beschreibt Polyester, welche durch Umsetzen
von 9,9-Bis(4-hydroxyphenyl)fluoren mit mindestens einer Verbindung,
ausgewählt
aus Isophthalsäure
oder Terephthalsäure,
und unter Verwendung eines Grenzflächenpolymerisationsverfahrens
hergestellt werden. Die logarithmische Viskositätszahl des Polymers hängt stark
von der Reinheit des Monomers ab und relativ kleine Veränderungen
der Reinheit des Diphenolmonomers können große Abweichungen bei den Werten
der logarithmischen Viskositätszahl
verursachen. Das Beispiel 2 des U.S. Patents Nr. 4,401,803 beschreibt
die Herstellung von Polyestern aus 9,9-Bis(4-hydroxyphenyl)fluoren
und einem 50:50 Gemisch von Isophthalsäure- und Terephthalsäurechlorid
unter Verwendung eines Grenzflächenpolymerisationsverfahrens.
Der Polyester wird mit einer Aceton-Methanol-Mischung ausgefällt, wobei ein Material mit
einer logarithmischen Viskositätszahl
von 1,67 dl/g hergestellt wird. Das U.S. Patent Nr. 4,533,511 offenbart
ein Verfahren zum Spinnen von Fasern, die aus einem Polykondensationsprodukt
aus 9,9-Bis(4-hydroxyphenyl)fluoren und einem Gemisch aus Isophthalsäurechlorid
und Terephthalsäurechlorid
erhalten wurden. Dichlormethan wird als Spinnlösungsmittel vorgeschlagen und
das Lösungsmittel
zur Ausfällung
ist vorzugsweise ein wässriges
niederes Alkanol.
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Das
U.S. Patent Nr. 4,066,623 offenbart, dass bestimmte aromatische
halogenierte Polyester, die durch umgekehrte Grenzflächenpolymerisationsverfahren
hergestellt werden, ein Polymer mit einem niedrigen Gehalt an Fraktionen
mit niederem Molekulargewicht bereitstellen, was eine schlechte
Beständigkeit
des Polymers hinsichtlich des Lösungsmittels
verursacht.
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Das
U.S. Patent Nr. 4,967,306 offenbart einen 9,9-Bis(4-hydroxyphenyl)fluoren/Isophthalsäure- und Terephthalsäurepolyester,
der eine sehr geringe Menge an oligomerem Material enthält und eine
Zugfestigkeit, Dehnung, chemische Beständigkeit, Wärmestabilität, Beständigkeit gegenüber UV-Licht
und eine Vakuumstabilität
hat, die höher
ist, als die der Copolymere, die oligomere Species enthalten, die
im Fachgebiet beschrieben sind. Folien, die kleine Mengen von Oligomer
enthalten, "vergilben" oder werden abgebaut,
wenn sie einer begrenzten Ultraviolettstrahlung ausgesetzt werden.
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Das
gleiche Polyarylat, umfassend 9,9-Bis(4-hydroxyphenyl)fluoren und
Isophthalsäure
und Terephthalsäure,
ist auch in der JP Patentanmeldung 57-192432 beschrieben. Jedoch
tendiert die Färbung
des Harzes beim Aussetzen gegenüber
UV-Strahlung, wegen der Diphenolstruktur der Komponente, zu gelb
und deshalb ist es schwierig, das Harz für optische Anwendungen zu verwenden.
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Das
aus dem Polyarylat erhaltene Harz besteht aus 9,9-Bis(3-methyl-4-hydroxyphenyl)fluoren
und Isophthalsäure,
wie es im Journal of Applied Polymer Science, Band 29, S. 35 bis
43 (1984) beschrieben ist. Das Polymer, das nur aus Isophthalsäure besteht,
ist zu brüchig
und weist eine ungenügende
Abriebfestigkeit und Folienbeschichtungsqualität auf.
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Die
japanische Patentanmeldung Nr. 09-071,640 offenbart ein Harz, bestehend
aus (a) einer aromatischen Dicarbonsäure, (b) einer bestimmten Menge
eines substituierten 9,9-Bis(4-hydroxyphenyl)fluorens
und (c) einem aliphatischen Glykol; dieses Harz wird in optischen
Materialien wegen seiner guten Transparenz und Wärmebeständigkeit verwendet.
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Das
U.S. Patent Nr. 4,810,771 offenbart Polyester, welche aus mono-ortho-substituierten
Bisphenolen und einem Gemisch aus Isophthalsäure und Terephthalsäure hergestellt
werden.
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Die
EP Patentanmeldung 943,640 beschreibt eine Folie, welche mit Polyarylaten
hergestellt wird, die unter Verwendung von Bisphenolfluorenen synthetisiert
werden, welche in der ortho-Stellung mit (C1-C4)-Alkylresten mono- und bi-substituiert
sind. Diese Polyarylate weisen eine bessere Stabilität gegenüber UV-Strahlung
auf.
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Von
9,9-Bis(3,5-dibrom-4-hydroxyphenyl)fluorenbisphenol-Monomer abgeleitete
Polyarylate wurden in der PCT Patentanmeldung Nr. WO 00-33,949 als
Gastrennungsmembrane offenbart. In den U.S. Patenten Nr. 5,007,945
und Nr. 5,232,471 ist eine Polyarylatklasse beschrieben, die aus
Dicarbonsäurechloriden
und Carbobisphenolen mit Halogensubstituenten an allen ortho-Stellungen der Phenylreste
erhalten wurde, wobei das Polymer verwendet wird, um eine oder mehrere
Komponenten aus einem Gasgemisch zu trennen. Diese Patente beschreiben
Gastrennungsmembrane, aber sie erwähnen keine optischen Folien,
die aus diesen Polymeren bestehen.
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Die
im Fachgebiet bekannten Harze, welche aus Polyarylaten erhalten
werden, die aus 9,9-Bis(4-hydroxyphenyl)fluoren
oder seinen mono-ortho-substituierten Homologen bestehen, sind,
auch wenn sie eine gute Beständigkeit
bei hoher Temperatur und gute mechanische Eigenschaften aufweisen,
dem Vergilben unterworfen, wenn sie Lichtquellen ausgesetzt werden
und sie können
deshalb wohl nicht in optischen Anwendungen verwendet werden.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine optische Folie, umfassend ein
oder mehrere Polyarylate mit mindestens einigen Einheiten der allgemeinen
Struktur:
[ -A-B] -n wobei A ein
oder mehrere verschiedene Bisphenolfluoren-Reste der allgemeinen
Formel (I) bedeutet:
wobei
R
1 und R
2 unabhängig einen
Alkylrest, ein Halogenatom, einen Alkoxyrest, einen Acylrest, eine
Phenylgruppe oder eine Nitrilgruppe bedeuten, mit der Maßgabe, dass
R
1 und R
2 nicht
beide ein Alkylrest sind; R
3, R
4,
R
5 und R
6 ein Wasserstoffatom,
einen Alkylrest, ein Halogenatom, einen Alkoxyrest, einen Acylrest,
eine Phenylgruppe, eine Nitrogruppe oder eine Nitrilgruppe bedeuten;
B
ein oder mehrere verschiedene Dicarboxyreste der Formel:
bedeutet, wobei X ein zweiwertiger
Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen ist und n die
Anzahl der wiederkehrenden Einheiten ist, die das Polymer bilden,
und eine positive ganze Zahl von größer als 20 ist.
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Sowohl
in den vorstehenden Formeln als auch in den anderen nachstehend
beschriebenen Formeln stellen die Linien, die ohne Angabe eines
Atoms oder eines Restes enden, eine chemische Bindung dar. Die erfindungsgemäße optische
Folie weist ausgezeichnete mechanische und thermische Eigenschaften
und eine hohe Tg auf und vergilbt nicht schnell beim Aussetzen gegenüber Licht.
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Ausführliche Beschreibung der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine optische Folie, umfassend ein
oder mehrere Polyarylate mit mindestens einigen wiederkehrenden
Einheiten der allgemeinen Struktur: [ -A-B] -n wobei
A ein oder mehrere zweiwertige Reste A bedeutet, B einen oder mehrere
zweiwertige Reste B bedeutet und wobei n die Anzahl der wiederkehrenden
Einheiten ist, die das Polymer bilden, und eine positive ganze Zahl
von größer als
20 ist.
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In
der vorstehend erwähnten
Struktur leiten sich die Reste A und B strukturell von dem entsprechenden
Diphenol und der Dicarbonsäure
durch Entfernen eines Wasserstoffatoms aus der Phenylgruppe und
einer Hydroxygruppe aus der Carboxylgruppe ab, als wenn die erhaltene
wiederkehrende Einheit -A-B- durch eine Kondensationsreaktion erhalten
wurde, in welcher ein Molekül
Wasser (H2O) entfernt wurde. Obwohl der Mechanismus
der Umsetzung nicht entscheidend ist und es durch andere Umsetzungen
oder Reaktionsmechanismen möglich
sein kann, die gleiche Struktur für das Produkt bereitzustellen
(zum Beispiel, durch Entfernen eines Moleküls HCl aus einem Phenol und
einem Carbonsäurechlorid),
soll auf das Produkt und die einzelnen erhaltenen Reste in der Praxis
der vorliegenden Erfindung (allein nur für die Zwecke der Erleichterung und
nicht zur Einschränkung
auf den Mechanismus der Bildung) auf ein Kondensationsprodukt, ein
kondensationsähnliches
Produkt, ein Kondensationsderivat oder kondensationsähnliches
Derivat hingewiesen werden.
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Der
Ausdruck "ein oder
mehrere Reste A" oder "ein oder mehrere
Reste B" bedeutet,
dass die erfindungsgemäße optische
Folie ein Polyarylat enthalten kann, das aus der Kondensation von
einem oder mehreren Resten A mit einem oder mehreren Resten B stammt,
sodass die erhaltene polymere Struktur eine Zufallsstruktur aus
mehreren verschiedenen Resten A mit mehreren verschiedenen Resten
B umfassen kann, wie zum Beispiel, -A-B-A'-B'-A-B'-A'-B'-.
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In
der vorstehend beschriebenen wiederkehrenden Einheit bedeutet der
Rest A ein oder mehrere verschiedene Bisphenolfluorenreste mit der
allgemeinen Formel (I):
wobei R
1 und
R
2 unabhängig
einen Alkylrest, ein Halogenatom, einen Alkoxyrest, einen Acylrest,
eine Phenylgruppe oder eine Nitrilgruppe bedeuten, mit der Maßgabe, dass
R
1 und R
2 nicht
beide ein Alkylrest sind; R
3, R
4,
R
5 und R
6 ein Wasserstoffatom,
einen Alkylrest, ein Halogenatom, einen Alkoxyrest, einen Acylrest,
eine Phenylgruppe, eine Nitrogruppe oder eine Nitrilgruppe bedeuten.
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In
der vorstehend bezeichneten Formel bedeuten R1 und
R2 vorzugsweise einen linearen oder verzweigten
Alkylrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, wie z. B. eine Methyl-,
Ethyl-, Butyl-, Isopropylgruppe; ein Halogenatom, wie Chlor, Brom,
Iod oder Fluor; einen linearen oder verzweigten Alkoxyrest mit 1
bis 6 Kohlenstoffatomen, wie z. B. eine Methoxyl-, Ethoxyl-, Butoxylgruppe;
einen Acylrest mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, wie z. B. eine Acetyl-,
Propionylgruppe; eine Phenylgruppe oder eine Nitrilgruppe, mit der
Maßgabe,
dass R1 und R2 nicht
beide ein Alkylrest sind; und R3, R4, R5 und R6 bedeuten vorzugsweise ein Wasserstoffatom,
einen linearen oder verzweigten Alkylrest, vorzugsweise mit 1 bis
6 Kohlenstoffatomen (wie z. B. eine Methyl-, Ethyl-, Butyl-, Isopropylgruppe);
ein Halogen (wie Chlor, Brom, Iod oder Fluor); einen linearen oder
verzweigten Alkoxyrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen (wie z. B.
eine Methoxyl-, Ethoxyl-, Butoxylgruppe); einen Acylrest mit 1 bis
20 Kohlenstoffatomen (wie z. B. eine Acetyl-, Propionylgruppe, usw.);
eine Phenylgruppe oder eine Nitrilgruppe.
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Vorzugsweise
bedeutet der Rest A einen oder mehrere verschiedene oder ähnliche
Bisphenolfluorenreste der allgemeinen Formel (II):
wobei R
1 und
R
2 (wie vorstehend beschrieben) einen linearen
oder verzweigten Alkylrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, wie z.
B. eine Methyl-, Ethyl-, Butylgruppe, ein Halogenatom, wie Chlor,
Brom, Iod oder Fluor bedeuten, mit der Maßgabe, dass R
1 und
R
2 nicht beide ein Alkylrest sind.
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In
der vorstehend beschriebenen wiederkehrenden Einheit bedeutet der
Rest B ein oder mehrere verschiedene Dicarboxyreste der Formel:
wobei X ein zweiwertiger
Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, wie, zum Beispiel,
ein gesättigter
oder ungesättigter
aliphatischer Rest (z. B. eine Methylengruppe, Ethylengruppe, Propylengruppe,
Butylengruppe) oder ein aromatischer Rest (wie eine Phenylengruppe,
Naphthalingruppe oder Diphenylengruppe) ist.
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In
der vorstehend bezeichneten Formel ist X vorzugsweise ein zweiwertiger
aromatischer Rest mit 6 bis 20 Kohlenstoffatomen, wie Arylenreste,
Naphthylenreste und Diphenylenreste der nachstehenden Formeln:
Stärker bevorzugt
umfasst die erfindungsgemäße optische
Folie ein oder mehrere Polyarylate, umfassend ein oder mehrere verschiedene
wiederkehrende Einheiten der allgemeinen Formel (III):
wobei
R
1 und R
2 wie in
Formel (II) definiert sind und n eine positive ganze Zahl von höher als
20 ist. Noch stärker
bevorzugt betrifft die vorliegende Erfindung eine optische Folie,
umfassend ein oder mehrere Polyarylate, umfassend zwei verschiedene
wiederkehrende Einheiten, dargestellt durch 9,9-Bis(4-hydroxyphenyl)fluorenreste
der allgemeinen Formel (II) verbunden mit zwei Dicarboxyresten,
die von zwei verschiedenen Dicarbonsäuren abgeleitet sind, wie Isophthalsäure und
Terephthalsäure,
1,2-Dinaphthoesäure
und 1,4-Dinaphthoesäure,
1,1'-Diphenyl-4,4'-dicarbonsäure und
1,1'-Diphenyl-4,2'-dicarbonsäure, Isophthalsäure und
1,2-Dinaphthoesäure und
dergleichen. Die Dicarbonsäuren
werden gewöhnlich
in einem Gewichtsverhältnis
von 1:10 bis 10:1, vorzugsweise von 1:4 bis 4:1, gemischt. Am stärksten bevorzugt
werden Isophthalsäure
(oder ein Derivat davon) und Terephthalsäure (oder ein Derivat davon)
in einem Gewichtsverhältnis
von 1:4 bis 4:1 verwendet.
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Wenn
in der vorliegenden Erfindung der Ausdruck "Gruppe" verwendet wird, um eine chemische Verbindung
oder einen Substituenten zu beschreiben, umfasst das beschriebene
chemische Material die Gruppe, den Ring und den Basisrest und diese
Gruppe, den Ring oder den Rest mit üblichen Substituenten. Wenn
im Gegensatz dazu der Ausdruck "Einheit" verwendet wird,
soll das unsubstituierte chemische Material eingeschlossen werden.
Zum Beispiel umfasst der Ausdruck "Alkylrest" nicht nur die Alkyleinheiten, wie eine
Methyl-, Ethyl-, Butyl-, Octylgruppe, usw., sondern auch die Einheiten,
die Substituenten tragen, wie ein Halogenatom, eine Nitril-, Hydroxy-,
Nitro-, Amino-, Carboxygruppe usw. Der Ausdruck "Alkyleinheit" umfasst im Gegensatz dazu nur eine
Methyl-, Ethyl-, Cyclohexylgruppe usw.
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In
der vorliegenden Erfindung nützliche
Polyarylate umfassen die nachstehenden wiederkehrenden Einheiten
(wobei n die Anzahl der wiederkehrenden Einheiten und eine ganze
Zahl von höher
als 20 ist), auch wenn die vorliegende Erfindung nicht darauf eingeschränkt ist.
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Die
in der vorliegenden Erfindung beschriebenen Bisphenolfluorenmonomere
wurden nach im Fachgebiet bekannten Verfahren, wie, zum Beispiel,
nach dem in dem U.S. Patent Nr. 5,248,838 beschriebenen Verfahren
erhalten.
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Die
in der vorliegenden Erfindung verwendeten Polyarylate können nach
im Fachgebiet bekannten Verfahren hergestellt werden: Es kann, zum
Beispiel, das in Ind. Eng. Chem. 51, 147, 1959 beschriebene Lösungspolymerisationsverfahren
verwendet werden, bei dem ein bifunktionales Carbonsäuredihalogenid
mit einem bifunktionalen Phenol in einer organischen Lösung umgesetzt
wird; das "Schmelz"-Polymerisationsverfahren,
bei dem eine bifunktionale Carbonsäure und ein bifunktionales
Phenol in Gegenwart von Essigsäureanhydrid
oder Diallylcarbonat erwärmt
werden, wie es in der JP Patentanmeldung 38-26299 beschrieben ist; oder
das Grenzflächenpolymerisationsverfahren,
bei dem ein bifunktionales Carbonsäuredihalogenid, gelöst in einem
hydrophoben organischen Lösungsmittel,
mit einem bifunktionalen Phenol, gelöst in einer Alkali-Wasser-Lösung, gemischt
wird, wie es in J. Polymer Science, XL399, 1959 und in den EP Patentanmeldungen 943,640
und 396,418 beschrieben ist, verwendet werden.
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Die
erfindungsgemäßen optischen
Folien können
nach im Fachgebiet bekannten Verfahren, wie, zum Beispiel, mit der
Technik der Lösungsmittelbeschichtung,
die aus der Herstellung einer Polymerlösung, hier als Kollodium definiert,
in einem organischen Lösungsmittel
und Gießen
der Lösung
auf einen Träger,
wie Metall, Glas oder Kunststoffmaterial, besteht, erhalten werden;
die Folie wird dann nach dem Trocknen des Kolloidiums und anschließendes Lösen von
dem Träger
erhalten. Im Allgemeinen werden organische Lösungsmittel, wie z. B. halogenierte
Lösungsmittel
(wie Methylenchlorid, Chloroform, Tetrachlorethan, Dichlorethan,
usw.) oder andere Lösungsmittel,
wie N-Methylpyrrolidon, N,N-Dimethylformamid, Dioxan, Tetrahydrofuran
usw., verwendet.
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Andere
Verfahren, die im Fachgebiet bekannt sind, welche verwendet werden
können,
um die erfindungsgemäßen Folien
zu erhalten, sind das als "Spinnbeschichten" bekannte Verfahren,
bei dem das Kollodium auf einen schnell rotierenden Träger gegossen
wird, oder die Verfahren der warmen Extrusion oder warmen Laminierung,
die auf einem Schmelzpolymerverfahren beruhen.
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Die
Dicke der erfindungsgemäßen optischen
Folie liegt im Bereich von 0,1 bis 1000 μm, vorzugsweise von 1 bis 1000 μm.
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Die
erfindungsgemäße optische
Folie soll sehr transparent sein und die geringste mögliche Menge
an Verunreinigungen oder Mängeln
an der Oberfläche
oder an der Innenseite aufweisen, sodass keine Beeinträchtigung
der Lichtstrahlung verursacht wird, die durch sie geleitet wird.
Um solche Eigenschaften zu erhalten, ist es ratsam, das Kollodium
mit im Fachgebiet bekannten Techniken unter Verwendung von Filtern
mit Porengrößen von
kleiner als 10 μm,
vorzugsweise kleiner als 1 μm,
stärker
bevorzugt kleiner als 0,1 μm,
zu filtrieren.
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Der
erfindungsgemäße optische
Foliengegenstand kann zusätzliche
Schutzschichten auf einer oder beiden Oberflächen aufweisen, um einige seiner
Eigenschaften, wie, zum Beispiel, Lösungsmittelbeständigkeit,
Gas- und Wasserdampfdurchlässigkeit,
mechanische Eigenschaften, Oberflächenkratzbeständigkeit,
Beständigkeit
gegenüber
Lichtstrahlung, zu verbessern. Die Schutzschichten können aus
organischen oder anorganischen Materialien oder Gemischen davon
bestehen und sie können
nach im Fachgebiet bekannten Verfahren, wie, zum Beispiel, dem Lösungsmittelbeschichtungsverfahren
(in den U.S. Patenten Nrs. 4,172,065; 4,405,550; 4,664,859 und 5,063,138
beschrieben), dem Vakuumbeschichtungsverfahren (z. B. in den U.S.
Patenten Nrs. 4,380,212; 4,449,478; 4,485,759 und 4,817,559 beschrieben),
dem Laminierungsverfahren (z. B. in den U.S. Patenten Nrs. 4,844,764;
5,000,809; 5,208,068 und 5,238,746 beschrieben) oder dem Harznetzwerkverfahren
mit einem Elektronenstrahl oder einer UV-Strahlung, wie z. B. in
der WO Anmeldung 96-24,929 und JP 02-260145 beschrieben, aufgetragen
werden.
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Die
erfindungsgemäße optische
Folie kann an der Innenseite oder in zusätzlichen Schichten davon UV-Strahlungsstabilisatoren,
wie, zum Beispiel, Benzophenonverbindungen (z. B. Hydroxydodecyloxybenzophenone,
2,4-Dihydroxybenzophenone und dergleichen), Triazolverbindungen
(z. B. 2-Phenyl-4-(2',2'-dihydroxybenzoyl)triazol,
substituierte Hydroxyphenyltriazole und dergleichen), Triazinverbindungen
(z. B. Hydroxyphenyl-1,3,5-triazin,
3,5-Dialkyl-4-hydroxyphenyltriazin und dergleichen), Benzoatverbindungen
(z. B. Diphenylpropandibenzoat, Diphenylpropan-tert.-butylbenzoat
und dergleichen), sterisch gehindertes Amin und andere Verbindungen,
wie die, zum Beispiel, in den U.S. Patenten Nrs. 4,061,616 und 5,000,809
beschriebenen Verbindungen enthalten.
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Die
erfindungsgemäße optische
Folie kann auf der Innenseite oder auf zusätzlichen Schichten davon auch
transparente Pigmente enthalten, wie, zum Beispiel, Metalloxide
(z. B. Titandioxid, Zinkoxid, Eisenoxid), Metallhydroxide, Chromate,
Carbonate und dergleichen, wie die, die, zum Beispiel, in dem U.S.
Patent Nr. 5,000,809 beschrieben sind, wobei die Haltbarkeit der
Folie verbessert wird. Außerdem
kann die erfindungsgemäße optische
Folie auch Gleitmittel (wie die in der JP-Patentanmeldung 02-260,145
beschriebenen Netzmittel) und Antioxidatiosmittel und stabilisierende
Substanzen, wie, zum Beispiel, sterisch gehinderte phenolische Antioxidationsmittel,
organische und anorganische Phosphite, ortho-Hydroxybenzotriazole,
oder Antistatika, enthalten, wobei die Speicherung der statischen
Ladung und die sich daraus ergebende Anziehung von Pulver auf der
optischen Folie herabgesetzt wird.
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Die
erfindungsgemäßen optischen
Folien können
breit in dem optischen Anwendungsgebiet, wie, zum Beispiel, in Platten
oder abgeflachten Schichten für
Flüssigkristallbildschirme,
in Trägern
und Schutzschichten für
Elektrolumineszenzbildschirme, in transparenten leitfähigen Polarisatorfolien
und ähnlichen
Anwendungen wegen ihren guten mechanischen Eigenschaften, wie der
Zugfestigkeit, der Formbeständigkeit,
und außerdem,
weil sie vollständig
amorph und transparent sind und eine hohe Wärmebeständigkeit und eine hohe Tg haben,
verwendet werden. Ihre Verwendung als Linsen, sowohl für Brillengläser, Flachdrucklinsen
und Focallinsen wird auch in der Praxis der Erfindung beabsichtigt.
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Die
vorliegende Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die nachstehenden
Beispiele veranschaulicht, welche jedoch nicht als Einschränkung aufgefasst
werden sollen.
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Beispiele
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Beispiel 1
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Eine
Vergleichsfolie 1 wurde durch Verwendung der Verbindung A und Polymerisation
der Verbindung A durch das Grenzflächenpolykondensationsverfahren,
wie in dem EP-Patent 396,418 beschrieben, unter Verwendung eines
1:1 Gemisches von Terephthalsäure
und Isophthalsäure
erhalten. Das auf diese Weise erhaltene Polymer wurde nach dem Lösungsmittelbeschichtungsverfahren
unter Verwendung einer 10 gew.-%igen Methylenchloridlösung des
Polymers beschichtet. Die Folie wurde dann 3 Stunden bei einer Temperatur
von 25°C,
wobei die Temperatur allmählich
bis auf ein Maximum von 160°C
erhöht
wurde, getrocknet.
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Eine
Vergleichsfolie 2 wurde nach dem gleichen Verfahren, aber unter
Verwendung der Verbindung B anstelle der Verbindung A, erhalten.
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Eine
Folie 3 (Erfindung) wurde nach dem gleichen Verfahren, aber unter
Verwendung des erfindungsgemäßen Polymers
4 anstelle des Polymers, welches aus der Verbindung A erhalten wurde,
erhalten.
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Eine
Folie 4 (Erfindung) wurde nach dem gleichen Verfahren, aber unter
Verwendung des erfindungsgemäßen Polymers
2 anstelle des Polymers, welches aus der Verbindung A erhalten wurde,
erhalten.
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Eine
Folie 5 (Erfindung) wurde nach dem gleichen Verfahren, aber unter
Verwendung des erfindungsgemäßen Polymers
3 anstelle des Polymers, welches aus der Verbindung A erhalten wurde,
erhalten.
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Die
Folien 1 bis 5 wurden dann einer Lichtquelle unter Verwendung eines
Original Hanau Xenotest 150 Photostabilitätstestgeräts ausgesetzt, das mit einer
1500 W Xenonlampe ausgerüstet
war, die etwa 180000 Lux kontinuierliches Licht lieferte. Die Extinktion
in dem Bereich von 320 und 500 nm wurde dann vor und nach der Belichtung
von 50 Stunden mit dieser Lichtquelle gemessen. Die Tabellen 1a
und 1b zeigen die Extinktionswerte der fünf Folien, die vor beziehungsweise
nach der 50-stündigen
Belichtung gemessen wurden.
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Tabelle
1a – frische
Folie
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Tabelle
1b – gealterte
Folie
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Die
in der Tabelle 1 angegebenen Messwerte zeigen, dass bei der Vergleichsfolie
1, welche mit einem in den Bisphenol-ortho-Stellungen nicht substituierten
Bisphenolfluorenpolyarylat erhalten wurde, die bei 400 nm gemessenen
Extinktionswerte, dem Absorptionsbereich des blauen Lichts, mit
der Wirkung einer unerwünschten
starken Gelbfärbung
sehr stark erhöht
sind. Im Gegensatz dazu wiesen die Folien 2 (Vergleich) und 3 bis
5 (der vorliegenden Erfindung), die durch Polymerisation von Bisphenolfluorenen
erhalten wurden, die Substituenten in den ortho- Stellungen davon haben, eine sehr kleine
Erhöhung
des Extinktionswertes auf, der in dem Bereich von 400 nm nach einer
50-stündigen
Belichtung im Vergleich zu dem Messwert der frischen Folie gemessen
wurde.
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Beispiel 2
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Die
Folien 2 bis 5 wurden zu 70 mm langen und 15 mm breiten Streifen
geschnitten und in ein Instron 5564-Dynamometer eingebracht, das
mit einem 50 mm Klemmbackenabstand in Betrieb war. Die Tabelle 2 zeigt
die erhaltenen Messwerte für
die Zugfestigkeit (ausgedrückt
in Mega Pascal) und für
den Young-Modul (ausgedrückt
in Giga Pascal).
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Die
Tabelle 2 zeigt, dass die Vergleichsfolie 2, welche aus einem Polyarylat,
bestehend aus einem in allen ortho-Stellungen davon nur mit Methylgruppen
substituierten Bisphenolfluoren, erhalten wurde, eine besonders
geringe Zugfestigkeit im Vergleich zu den erfindungsgemäßen Folien
3 bis 5 aufweist, welche durch Polymerisation von Bisphenolfluorenen
mit mindestens einem anderen Substituenten als einer Methylgruppe erhalten
wurden. Die Zugfestigkeit der Vergleichsfolie 2 ist noch geringer
als die der Vergleichsfolie 1. Eine solche geringe Zugfestigkeit
verleiht der Folie 2 schlechtere mechanische Eigenschaften, wodurch
sie stärker
anfällig
und deshalb empfindlicher zum Brechen wird, das durch mechanische
Spannungen während
der Folienverarbeitung und dem Umformen verursacht wird. Der Young-Modul
wird auch verbessert, wenn die erfindungsgemäßen Folien 3 bis 5 verwendet
werden.
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Beispiel 3
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Die
Folien 2 bis 5 wurden thermisch charakterisiert durch a) ein Perkin-Elmer
DSC-4-Differentialkalorimeter,
durch Verfolgen einer Erwärmungserhöhung von
10°C/min.,
beginnend mit einer Temperatur von 50°C bis zu 400°C unter einem kontinuierlichen
Stickstoffstrom, Bestimmung des Wertes der Glasübergangstemperatur (Tg) und
b) eine thermogravimetrische Analyse durch ein Perkin-Elmer TGS-2
thermogravimetrisches Analysiergerät/Microbalance Model AR-2,
durch Verfolgen einer Erwärmungserhöhung von
10°C/min.,
beginnend mit einer Temperatur von 50°C bis zu 800°C, Bestimmung der Zersetzungstemperaturen
unter Luft und unter einem Stickstoffstrom. Die Tabelle 3 zeigt
die Messwerte der thermischen Eigenschaften, ausgedrückt in °C.
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Die
Tabelle 3 zeigt, dass die Vergleichsfolie 2, welche aus einem Polyarylat,
bestehend aus einem in allen ortho-Stellungen davon nur mit Methylgruppen
substituierten Bisphenolfluoren, erhalten wurde, eine Glasübergangstemperatur
(Tg) aufweist, die tiefer als die der erfindungsgemäßen Folien
3 bis 5 ist, die im Gegensatz dazu mit Verbindungen erhalten wurden,
die nicht nur Methylgruppen als Substituenten in den ortho-Stellungen
von Bisphenolfluoren besitzen.
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Außerdem weist
die Vergleichsfolie 2 sowohl Luft- als auch Stickstoffzersetzungstemperaturwerte
auf, die deutlich tiefer sind, als die der erfindungsgemäßen Folien
3 bis 5. Die Herabsetzung der Zersetzungstemperatur der Folie 2,
die zu nahe an der Glasübergangstemperatur
ist, macht es schwierig, die Folie bei Temperaturen in der Nähe der Tg
zu verwenden, bei der viele Verarbeitungen durchgeführt werden
(wie Strecken, Extrudieren, Laminieren). Der breite Abstand zwischen
der Zersetzungstemperatur und der Tg bei den erfindungsgemäßen Folien
3 bis 5 ermöglicht,
sie bei Temperaturen in der Nähe
oder auch höher
als ihre Tg zu verwenden, ohne dadurch eine Zersetzung zu verursachen.
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wobei R1 und R2 wie in Formel (II) definiert sind und n eine positive ganze Zahl von höher als 20 ist. Noch stärker bevorzugt betrifft die vorliegende Erfindung eine optische Folie, umfassend ein oder mehrere Polyarylate, umfassend zwei verschiedene wiederkehrende Einheiten, dargestellt durch 9,9-Bis(4-hydroxyphenyl)fluorenreste der allgemeinen Formel (II) verbunden mit zwei Dicarboxyresten, die von zwei verschiedenen Dicarbonsäuren abgeleitet sind, wie Isophthalsäure und Terephthalsäure, 1,2-Dinaphthoesäure und 1,4-Dinaphthoesäure, 1,1'-Diphenyl-4,4'-dicarbonsäure und 1,1'-Diphenyl-4,2'-dicarbonsäure, Isophthalsäure und 1,2-Dinaphthoesäure und dergleichen. Die Dicarbonsäuren werden gewöhnlich in einem Gewichtsverhältnis von 1:10 bis 10:1, vorzugsweise von 1:4 bis 4:1, gemischt. Am stärksten bevorzugt werden Isophthalsäure (oder ein Derivat davon) und Terephthalsäure (oder ein Derivat davon) in einem Gewichtsverhältnis von 1:4 bis 4:1 verwendet.
bedeutet, wobei X ein zweiwertiger Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen ist und n die Anzahl der wiederkehrenden Einheiten ist, die das Polymer bilden, und eine positive ganze Zahl von größer als 20 ist.
dargestellt ist, wobei X ein zweiwertiger Kohlenwasserstoffrest mit 6 bis 20 Kohlenstoffatomen ist.
wobei n die Anzahl an wiederkehrenden Einheiten ist und eine ganze Zahl von größer als 20 ist.