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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft Projektionsschirme mit einem Polymermaterial
in gestreckter dispergierter Phase, welches in einem anderen Polymermaterial
angeordnet ist.
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Allgemeiner
Stand der Technik
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Optische
Filme und andere Vorrichtungen sind für eine Vielfalt von Anwendungen
entwickelt worden, u.a. zur Verwendung als dekorative Gegenstände, und
um die Eigenschaften von Anzeigevorrichtungen zu verbessern oder
zu verändern.
Im Einzelnen gibt es Fälle,
bei denen es wünschenswert
ist, Licht anisotrop zu reflektieren oder auf andere Weise zu streuen.
Zum Beispiel ist bei vielen Anwendungen von Anzeigevorrichtungen
oder Projektionsschirmen ein weiter horizontaler Betrachtungswinkel
wünschenswert,
weil sich ein Benutzer oder Betrachter an der Seite des Displays
oder Projektionsschirms befinden kann. Andererseits muss der vertikale
Betrachtungswinkel typischerweise nicht so weit sein, weil sich
der Benutzer oder Betrachter typischerweise mit der Anzeigevorrichtung
oder dem Projektionsschirm auf oder nahe der Augenhöhe befindet. Demgemäß kann es
wünschenswert
sein, eine anisotrope Anzeigevorrichtung mit einem relativ weiten
horizontalen Betrachtungswinkel, aber einem relativ schmalen vertikalen
Betrachtungswinkel zu haben.
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Ein
Verfahren, um den Betrachtungswinkel zu verändern, beinhaltet die Verwendung
einer Oberflächenstruktur,
wie z.B. ein Lentikularlinsenschirm, bei dem eindimensionale Linsenstrukturen
auf Kunststoffsubstrate geformt werden. Das Licht wird durch die
zylinderartigen Linsenstrukturen auf einen streuenden Film fokussiert,
um eine asymmetrische Streuung zu erreichen. Linsenschirme enthalten
jedoch eine Serie greifbarer Rillen, welche als Frequenz ausgedrückt werden
können.
Diese Frequenz kann mit der Pixelfrequenz in Projektions-Anzeigevorrichtungen
auf Flüssigkristall-Basis
interferieren und Moirestreifen erzeugen. Daher ist die Verwendung
der derzeitigen Linsenschirme auf hochauflösende Bildanzeigevorrichtungen
beschränkt,
bei welchen die Pixelfrequenzen höher sind.
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US-A-5,066,099
offenbart einen Rückprojektionsschirm,
welcher ein oder mehrere Blattelemente aufweist, wobei das letzte
Blattelement als Basis ein transparentes Material aufweist und auf
einer Seite einer Austrittsebene der Basis eine lichtstreuende Schicht
bereitgestellt ist.
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Kurzdarstellung
der Erfindung
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Im
Allgemeinen betrifft die vorliegende Erfindung Bildschirme zum Führen von
Licht, wie z.B. ein Rückprojektionsschirm
oder ein Aufprojektionsschirm. Die vorliegende Erfindung kann als
Bildschirm selbst oder als eine Komponente solch eines Bildschirms
nützlich
sein. Optische Systeme, welche solche Bildschirme oder Komponenten
beinhalten, gehören
ebenfalls zum Bereich der vorliegenden Erfindung. Bei den vorliegenden Erfindungen
werden Polymerzusammensetzungen verwendet, welche benutzt werden
können,
um Licht anisotrop zu streuen oder auf andere weise zu führen. Eine
Ausführungsform
der Erfindung ist ein Bildschirm, welcher eine Polymerzusammensetzung
enthält,
wie er in Anspruch 1 definiert ist. Die Ausrichtung der gestreckten
Strukturen und die Differenz der Brechungsindizes führen dazu,
dass die Polymerzusammensetzung das Licht asymmetrisch streut.
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Noch
eine andere Ausführungsform
der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines optischen Elements
wie ein Bildschirm oder eine Anzeigevorrichtung, wie es in Anspruch
11 definiert ist.
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Eine
weitere Ausführungsform
der Erfindung ist ein optisches System, wie es in Anspruch 13 definiert ist.
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Die
obige Kurzdarstellung der vorliegenden Erfindung soll nicht jede
offenbarte Ausführungsform
oder Verwirklichung der vorliegenden Erfindung beschreiben. Die
Figuren und die detaillierte Beschreibung, welche nun folgen, veranschaulichen
diese Ausführungsformen
in größeren Einzelheiten.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Die
Erfindung kann umfassender verstanden werden unter Heranziehung
der folgenden detaillierten Beschreibung verschiedener Ausführungsformen
der Erfindung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen, in
welchen
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1 eine
schematische Querschnittsansicht eines erfindungsgemäßen Films
von oben ist;
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2 eine
schematische Seitenansicht des Films aus 1 ist, welcher
auf einer lichtleitenden Struktur angeordnet ist, gemäß der Erfindung;
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3 eine
schematische Querschnittsansicht des Films aus 1 auf
einem Film oder einer Vorrichtung ist, welche auf andere Weise durch
innere Totalreflektion Licht leitet oder enthält, gemäß der Erfindung;
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4 und 5 schematische
Querschnittsansichten im rechten Winkel zueinander sind, welche
einen Abschnitt des Films aus 1 veranschaulichen,
um die Lichtstreuung durch eine Faser in dispergierter Phase in
einer Polymermatrix zu zeigen;
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6 ein
Schaubild der relativen Intensität
(y- Achse) gegen
die Wellenlänge
(x-Achse) (nm) ist für
drei erfindungsgemäße Filme
(die oberen drei Linien), ebenso wie für einen Film mit einem Klebstoffmaterial
und ohne ein Material in dispergierter Phase (untere Linie) und
einen Film ohne Klebstoffmaterial (zweite Linie von unten);
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7 ein
Schaubild des Extinktionsverhältnisses
(y-Achse) gegen
den Streuwinkel (x-Achse) für
einen erfindungsgemäßen Film
ist;
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8 ein
Schaubild der Ausbeute (y-Achse) gegen den horizontalen Betrachtungswinkel
(durchgezogene Linie) und den vertikalen Betrachtungswinkel (gestrichelte
Linie) für
eine Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Films
ist;
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9 ein
Schaubild der Ausbeute (y-Achse) gegen den horizontalen Betrachtungswinkel
(durchgezogene Linie) und den vertikalen Betrachtungswinkel (gestrichelte
Linie) für
eine zweite Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Films
ist;
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10 ein
Schaubild der Ausbeute (y-Achse) gegen den horizontalen Betrachtungswinkel
(durchgezogene Linie) und den vertikalen Betrachtungswinkel (gestrichelte
Linie) für
eine dritte Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Films
ist;
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11 eine
schematische Ansicht eines optischen Systems mit einem Aufprojektionsschirm
gemäß einer
Erscheinungsform der vorliegenden Erfindung ist;
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12 eine
Schnittdarstellung einer Ausführungsform
eines Aufprojektionsschirms gemäß der vorliegenden
Erfindung ist;
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13 eine
Schnittdarstellung einer anderen Ausführungsform eines Aufprojektionsschirms
gemäß der vorliegenden
Erfindung ist;
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14 eine
schematische Ansicht eines Rückprojektionssystems
mit einem Rückprojektionsschirm gemäß einer
anderen Erscheinungsform der vorliegenden Erfindung ist;
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15 eine
Schnittdarstellung einer Ausführungsform
eines Rückprojektionsschirms
gemäß der vorliegenden
Erfindung ist;
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16 eine
Schnittdarstellung einer anderen Ausführungsform eines Rückprojektionsschirms
gemäß der vorliegenden
Erfindung ist; und
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17 eine
Schnittdarstellung einer anderen Ausführungsform eines Rückprojektionsschirms
gemäß der vorliegenden
Erfindung ist.
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Obwohl
die Erfindung verschiedenen Veränderungen
und alternativen Formen zugänglich
ist, sind deren Charakteristika in den Zeichnungen beispielhaft
dargestellt worden und werden noch detailliert beschrieben. Es sollte
jedoch klar sein, dass die Erfindung nicht auf die einzelnen beschriebenen
Ausführungsformen beschränkt werden
soll. Im Gegenteil, die Erfindung soll alle Veränderungen, Äquivalente und Alternativen
abdecken, welche unter die Idee und den Schutzbereich der Erfindung
fallen.
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Detaillierte
Beschreibung
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Bei
der vorliegenden Erfindung werden Polymerzusammensetzungen verwendet,
welche ein Polymermaterial in gestreckter dispergierter Phase aufweisen,
welches in einem anderen Polymermaterial angeordnet ist, und optische
Elemente wie Bildschirme oder Anzeigevorrichtungen, welche die Zusammensetzungen
als mindestens ein Element davon enthalten. Die vorliegende Erfindung
beinhaltet auch Verfahren zur Herstellung der optischen Elemente
oder Komponenten davon. Im Einzelnen werden bei der vorliegenden
Erfindung vorzugsweise Klebstoffzusammensetzungen verwendet, welche
ein Material in gestreckter dispergierter Phase aufweisen, das in
einem Klebstoffmaterial angeordnet ist, und Gegenstände, welche
die Zusammensetzungen enthalten, und Verfahren zur Herstellung und
Verwendung der Zusammensetzungen. Obwohl die vorliegende Erfindung
nicht darauf beschränkt
ist, wird man durch eine Erörterung
der unten angegebenen Beispiele ein Verständnis verschiedener Erscheinungsformen
der Erfindung gewinnen.
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Die
folgenden Begriffe sind wie folgt definiert, solange nicht anders
angegeben:
„Dehnentfernbar" bedeutet, dass sich
ein Haftklebstoff, wenn er gezogen und gestreckt wird (vorzugsweise von
einer Substratoberfläche
mit einer Geschwindigkeit von 30 Zentimetern/Minute und in einem
Winkel von nicht mehr als 45°),
ohne merkliche Beschädigung
der Substratoberfläche
(z.B. Zerreißen),
und ohne einen merklichen Rest, vorzugsweise einen solchen, welcher
für das
bloße
menschliche Auge auf dem Substrat sichtbar ist, zu hinterlassen,
von einer Substratoberfläche
entfernt.
„Im
Wesentlichen kontinuierlich" bedeutet,
dass für
eine mindestens 0,5 Zentimeter lange Probe der Klebstoffzusammensetzung
in Maschinenrichtung mindestens 50 % der in der Probe befindlichen
Fasern kontinuierlich (also nicht unterbrochen) sind.
„Zugfestigkeit" bedeutet die maximale
Zugfestigkeit beim Bruch, wenn sie gemäß ASTM D 882-97, hierin durch Bezugnahme
aufgenommen, untersucht wird.
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Die
Polymerzusammensetzungen, welche in der Erfindung verwendet werden,
enthalten mindestens zwei Polymermaterialien, wobei ein Polymermaterial
als mehrere gestreckte Strukturen innerhalb des anderen Polymermaterials
dispergiert ist. Ein besonders nützliches
Beispiel einer solchen Polymerzusammensetzung ist eine Klebstoffzusammensetzung,
die ein Klebstoffmaterial und ein Material in dispergierter Phase
enthält, welches
als gestreckte Strukturen innerhalb des Klebstoffmaterials angeordnet
ist. Das Klebstoffmaterial kann austauschbar, permanent oder neu
positionierbar sein. Diese gestreckten Strukturen des Dispersionsphasenmaterials
weisen eine Hauptachse auf, welche der längsten Längenabmessung der Strukturen
entspricht. Die Hauptachsen der gestreckten Strukturen sind im Wesentlichen
ausgerichtet, zumindest innerhalb der Domänen in der Polymerzusammensetzung.
Das Klebstoffmaterial weist mindestens einen Brechungsindex auf,
der sich von einem Brechungsindex des Dispersionsphasenmaterials
um mindestens 0,01 unterscheidet. In einigen Ausführungsformen
ist die Polymerzusammensetzung eine Haftklebstoff-Zusammensetzung,
die als Klebstoffmaterial ein Haftklebstoffmaterial enthält. Die
Erfindungen werden hier mit Bezug auf eine Polymerzusammensetzung
erörtert,
welche ein Klebstoffmaterial enthält, um die Erfindungen und
Gestaltungserwägungen
zu veranschaulichen; es versteht sich jedoch, dass die Erfindungen
auch auf andere Nicht-Klebstoff-Polymerzusammensetzungen
angewendet werden können,
welche ein Polymermaterial als im Wesentlichen ausgerichtete gestreckte
Strukturen innerhalb eines anderen Polymermaterials dispergiert
enthalten. Einer Nicht-Klebstoff-Polymerzusammensetzung fehlt jedoch
die Möglichkeit,
ohne Hinzufügen
eines anderen Klebstoffs an ein anderes Substrat laminiert zu werden.
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Durch
den Unterschied in den Brechungsindizes zwischen dem Klebstoffmaterial
und dem Dispersionsphasenmaterial und die Ausrichtung der gestreckten
Strukturen wird die Polymerzusammensetzung mit nützlichen optischen Eigenschaften
versehen. Speziell kann die Größe, Form
und Position der gestreckten Strukturen verändert werden, um ein optisches
Element mit vorbestimmten optischen Eigenschaften zu versehen. Zum
Beispiel kann die Polymerzusammensetzung anisotrop Licht streuen.
Dieses Licht kann durch die Polymerzusammensetzung hindurchgelassen
werden oder von dieser reflektiert werden. Die größten Streuwinkel
treten in den Richtungen auf, welche im Wesentlichen senkrecht auf
den Hauptachsen der gestreckten Strukturen stehen. Die kleinsten
Streuwinkel treten in den Richtungen auf, welche im Wesentlichen
parallel zu den Hauptachsen der gestreckten Strukturen liegen. Zum
Beispiel werden in einer Polymerzusammensetzung, bei welcher die
Hauptachsen der gestreckten Strukturen in vertikaler Richtung orientiert
sind, die größten Streuwinkel
in horizontaler Richtung beobachtet, und die kleinsten Streuwinkel
werden in vertikaler Richtung beobachtet. Daher kann ein Film, welcher
diese Polymerzusammensetzung verwendet und über einer Lichtquelle angeordnet
ist, aufgrund der verbesserten Streuwinkel als Ergebnis der ausgerichteten
gestreckten Strukturen einen deutlich verbesserten horizontalen
Betrachtungswinkel aufweisen, mit einer nur geringen Verbesserung
oder ohne Verbesserung des vertikalen Betrachtungswinkels. Dieser
Aufbau kann besonders bei Anzeigevorrichtungen und Projektionsschirmen
nützlich
sein.
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Außer den
optischen Eigenschaften kann das Dispersionsphasenmaterial, wenn
gewünscht,
die mechanischen Eigenschaften des Klebstoffmaterials verbessern
oder verändern.
Im Einzelnen kann das Dispersionsphasen-Polymermaterial, wenn es
gewünscht
und dafür
ausgewählt
ist, so wirken, dass es die Polymerzusammensetzung (z.B. eine Haftklebstoff-Zusammensetzung)
verstärkt.
Die verstärkte Zusammensetzung der
vorliegenden Erfindung kann eine verbesserte Kohäsionsfestigkeit aufweisen,
ausgedrückt
durch eine höhere
Zugfestigkeit der Zusammensetzung, im Verhältnis zu einer ähnlichen
Zusammensetzung ohne das Dispersionsphasenmaterial. Eine weitergehende
Beschreibung dieser mechanischen Eigenschaften und Beispiele, welche
diese Eigenschaften veranschaulichen, sind in US-Patenschrift 6,756,098
mit dem Titel „Pressure Sensitive
Adhesives With A Fibrous Reinforcing Material", eingereicht zum gleichen Datum wie
die vorliegende Patentschrift, und US-Patentveröffentlichung 2002/193724 mit
dem Titel „Stretch
Removable Adhesive Articles and Methods", eingereicht zum gleichen Datum wie
die vorliegende Patentschrift, enthalten.
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Typischerweise
werden die gestreckten Strukturen des Dispersionsphasenmaterials
durch Vermischen des Klebstoffmaterials und des Dispersionsphasenmaterials
und anschließende
Anwendung einer Scherkraft erzeugt, um das Dispersionsphasenmaterial
zu strecken. Die Anwendung einer Scherkraft in einer gewünschten
Richtung erzeugt und orientiert die gestreckten Strukturen des Dispersionsphasenmaterials.
Ein geeignetes Verfahren zur Anwendung der Scherkraft beinhaltet
das Auftragen des vereinigten Klebstoff- und Dispersionsphasenmaterials
auf ein Substrat, wobei das Auftragen die Anwendung einer Scherkraft
beinhaltet, wie zum Beispiel durch bekannte Extrusions- und Beschichtungstechniken.
Im Allgemeinen, wenn auch nicht notwendigerweise, wird die Scherkraft
bei erhöhten
Temperaturen angewendet, und dann wird die Polymerzusammensetzung
auf Raumtemperatur (oder eine Verwendungs- oder Lagertemperatur)
gekühlt,
um die Form und Größe der gestreckten
Strukturen einzustellen.
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1 zeigt
eine Draufsicht auf eine Ausführungsform
einer Schicht 100 einer Polymerzusammensetzung gemäß der Erfindung.
Die Schicht 100 enthält
eine im Wesentlichen kontinuierliche Phase 102 des Klebstoffmaterials
und gestreckte Strukturen 104 des Dispersionsphasenmaterials.
Licht, welches auf die Polymerzusammensetzung einfällt, ob
von hinten als durchgelassenes Licht oder von oben als reflektiertes
Licht, wird bevorzugt in senkrechte Richtungen zu den Hauptachsen
der gestreckten Strukturen 104 gestreut, dargestellt durch
die langen Pfeile 106. Im Gegensatz dazu tritt in parallelen
Richtungen zu den Hauptachsen der gestreckten Strukturen viel weniger
Streuung auf, dargestellt durch die kürzeren Pfeile 108.
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Klebstoffmaterial
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Das
Klebstoffmaterial kann ein einzelner Klebstoff sein oder eine Kombination
aus zwei oder mehreren Klebstoffen. Eine Vielfalt verschiedener
Klebstoffe kann in den Polymerzusammensetzungen der Erfindung verwendet
werden. Typischerweise, wenn auch nicht notwendigerweise, bildet
das Klebstoffmaterial eine im Wesentlichen kontinuierliche Matrix,
innerhalb welcher sich die gestreckten Strukturen des Dispersionsphasenmaterials
befinden. Im Allgemeinen kann die Wahl des Klebstoffmaterials und
des Dispersionsphasenmaterials basierend auf den gewünschten
optischen und mechanischen Eigenschaften und der Kompatibilität der zwei
(oder mehreren) Materialien getroffen werden. Insbesondere Haftklebstoffe
können
nützliche
Polymerzusammensetzungen bilden.
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Geeignete
Haftklebstoffmaterialien beinhalten zum Beispiel Haftklebstoffe,
welche auf Naturkautschuken, synthetischen Kautschuken, Styrol-Blockcopolymeren,
Polyvinylethern, Acrylaten, Methacrylaten, Polyolefinen und Silikonen
basieren. Geeignete Nicht-Haftklebstoffmaterialien
sind z.B. alle thermoplastischen Polymere mit einem Brechungsindex,
welcher sich um mindestens 0,03 von einem Brechungsindex des Dispersionsphasenmaterials
unterscheidet. Geeignete Polymere sind zum Beispiel Polyacrylate,
Polymethacrylate, Polyolefine (z.B. lineares Polyethylen niedriger
Dichte, Polyethylen ultraniedriger Dichte und Polypropylen), Polyvinylbutyral,
Polycarbonate, Polyester, Polyether und Polyamide.
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Zum
Beispiel kann der Haftklebstoff ein Acryl-Haftklebstoff sein. Acryl-Haftklebstoffe
können
eine Alkylester-Komponente, wie zum Beispiel Isooctylacrylat, Isooonylacrylat,
2-Methylbutylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat und n-Butylacrylat, und
gegebenenfalls eine Comonomer-Komponente, wie zum Beispiel Acrylsäure, Methacrylsäure, Vinylacetat,
N-Vinylpyrrolidon,
(Meth)acrylat, (Meth)acrylamid, Vinylester, Fumarate und Styrol-Makromer,
enthalten. Als ein Beispiel kann der Acryl-Haftklebstoff eine Zusammensetzung
von 0 bis 20 Gewichtsprozent Acrylsäure oder Methacrylsäure und
von 80 bis 100 Gewichtsprozent Isooctylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat
oder n-Butylacrylat
enthalten. Ein Klebstoffmaterial der vorliegenden Erfindung enthält 2 % bis
15 % Acrylsäure
oder Methacrylsäure
und 85 % bis 98 % Isooctylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat oder n-Butylacrylat.
Ein anderes Klebstoffmaterial enthält 2 % bis 10 % Acrylsäure, 2 bis
10 % Styrol-Makromer und 85 % bis 96 Isooctylacrylat.
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Der
Haftklebstoff kann selbstklebend sein, oder es können Klebrigmacher hinzugefügt werden,
um den Haftklebstoff zu bilden. Geeignete Klebrigmacher sind zum
Beispiel Kolophoniumesterharze, aromatische Kohlenwasserstoffharze,
aliphatische Kohlenwasserstoffharze und Terpenharze.
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Dispersionsphasenmaterial
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Das
Dispersionsphasenmaterial kann eine einzelne Verbindung oder eine
Kombination zweier oder mehrerer Verbindungen sein. Wenn mehrere
Verbindungen verwendet werden, dann können die Verbindungen miteinander
mischbar oder nicht miteinander mischbar sein. Wenn unmischbare
Dispersionsphasenverbindungen verwendet werden, dann wird typischerweise
mehr als eine Art der dispergierten Phase in der Polymerzusammensetzung
vorliegen.
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Es
können
verschiedene Dispersionsphasenmaterialien verwendet werden. Typischerweise
ist das Dispersionsphasenmaterial ein Polymermaterial. Zumindest
in einigen Ausführungsformen
ist das Dispersionsphasenmaterial elastomer und kann ein teilkristallines
Polymermaterial sein. Ein teilkristallines Polymer kann gleichzeitig
sowohl amorphe als auch kristalline Domänen aufweisen. Beispiele geeigneter
teilkristalliner Polymere sind Polycaprolacton (PCL), isotaktisches
Polybuten (PB), Polyvinylidenfluorid, Polyethylen ultraniedriger
Dichte (ULDPE), lineares Polyethylen niedriger Dichte (LLDPE), Metallocen-Polyolefine,
wie z.B. Polyethylen-co-buten, -hexen oder -octen, und andere Ethylen-Copolymere,
wie z.B. Ethylen-Buten-Hexen-Terpolymere. Andere geeignete Polymere
sind zum Beispiel Polymethylmethacrylat (PMMA), Acryle, Polycarbonat,
Polyurethane und Polyvinylbutyral.
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Das
Dispersionsphasenmaterial ist bei den Verarbeitungs- und Verwendungstemperaturen
typischerweise kompatibel mit und nicht mischbar mit oder nur geringfügig lösbar in
dem Klebstoffmaterial. Die Unmischbarkeit und Kompatibilität ermöglicht,
wenn gewünscht,
während
der Vereinigung des Dispersionsphasenmaterials und des Klebstoffmaterials
typischerweise eine im Wesentlichen einheitliche Dispersion des
Dispersionsphasenmaterials innerhalb des Klebstoffmaterials.
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Die
Klebstoff- und die Dispersionsphasenmaterialien, ebenso wie die
Mengen jedes Materials und die Verarbeitungsbedingungen, werden
typischerweise so gewählt,
dass man eine gewünschte
Morphologie der Dispersionsphase erhält. Es kann für die gestreckten
Strukturen des Dispersionsphasenmaterials eine Vielfalt verschiedener
Formen gebildet werden. Solche Formen sind zum Beispiel Fasern,
Filamente, Stäbe,
Ellipsoide, Blätter
und Bänder.
Darüber
hinaus können
diese Formen geradlinige, Zickzack-, sinusförmige oder andere Konfigurationen
aufweisen. Außerdem
kann die Form des Querschnitts der gestreckten Strukturen zum Beispiel
kreisförmig,
oval, rechtwinklig, quadratisch, dreieckig oder unregelmäßig sein.
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Eine
Vielfalt von Faktoren kann dazu beitragen; die Dispersionsphasen-Morphologie
zu bestimmen, zum Beispiel das Scherviskositätsverhältnis zwischen dem Dispersionsphasenmaterial
und dem Klebstoffmaterial, die Grenzflächenspannung zwischen den beiden
Materialien, die Schergeschwindigkeit und das Ziehverhältnis.
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Die
Scherviskositäten
bei der Verarbeitungstemperatur, bei welcher die Scherkraft angewendet
wird, beeinflusst die Größe und Form
der Strukturen, welche durch das Dispersionsphasenmaterial gebildet
werden. Das Verhältnis
der Scherviskositäten
des Dispersionsphasenmaterials und des Klebstoffmaterials liegt
typischerweise im Bereich von 0,1 bis 10. Wenn das Verhältnis der
Scherviskositäten
des Dispersionsphasenmaterials und des Klebstoffmaterials bei der
Temperatur, bei welcher eine Scherkraft angewendet wird, nahe Eins liegt
(z.B. etwa 0,5 bis 2), dann können
aus dem Dispersionsphasenmaterial dünne Filamente oder Fasern gebildet
werden. Bei niedrigeren Scherviskositätsverhältnissen (z.B. 0,5 oder niedriger)
werden aus dem Dispersionsphasenmaterial typischerweise Blätter oder
Bänder
gebildet. Bei höheren Scherviskositätsverhältnissen (z.B.
2 oder höher)
können
kurze Stäbe
oder Ellipsoide gebildet werden; bei sehr hohen Scherviskositätsverhältnissen
liegt allerdings typischerweise wenig oder gar keine Streckung der
Dispersionsphase vor (die Dispersionsphase bleibt z.B. kugelförmig). Die
Scherviskosität
kann zum Beispiel unter Verwendung eines Kapillarrheometers wie
des Instron-Kapillarrheometers,
erhältlich
von der Instron Corporation, Canton, MA, gemessen werden.
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Die
Grenzflächenspannung
kann auch ein Faktor in der Morphologie der Dispersionsphase sein.
Eine niedrige Grenzflächenspannung
ist im Allgemeinen wünschenswert.
Wenn die Grenzflächenspannung
zu groß oder
die Schmelzenzähigkeit
zu gering ist, dann können
Fasern oder Filamente des Dispersionsphasenmaterials während der
Scherströmung
und des Abkühlungsprozesses
auseinanderbrechen. Wenn die Grenzflächenspannung jedoch zu niedrig
ist, dann können
Tröpfchen
des Dispersionsphasenmaterials innerhalb des Klebstoffmaterials
während
der Scherströmung
schwierig mit anderen Tröpfchen
des Dispersionsphasenmaterials zu verschmelzen sein. Dies kann die
Möglichkeit
schmälern,
eine lange Faser oder ein langes Filament zu erhalten.
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Die
Schergeschwindigkeit und das Ziehverhältnis beeinflussen ebenfalls
die Morphologie der Dispersionsphase. Im Allgemeinen führt eine
höhere
Schergeschwindigkeit zu längeren
gestreckten Strukturen. Wenn die Schergeschwindigkeit jedoch zu
hoch ist, dann können
die gestreckten Strukturen während
des Scherens brechen. Die Schergeschwindigkeit, bei welcher die
gestreckten Strukturen brechen, hängt von der Dicke der Strukturen
und den anderen oben beschriebenen Parametern ab. Außerdem führt ein
größeres Ziehverhältnis im
Allgemeinen zu längeren
gestreckten Strukturen.
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Das
Dispersionsphasenmaterial weist typischerweise eine Schmelztemperatur
oberhalb der Verwendungstemperatur der Polymerzusammensetzung auf.
In ähnlicher
Weise weist das Dispersionsphasenmaterial typischerweise eine Schmelztemperatur
oberhalb der Lagertemperatur der Polymerzusammensetzung oder irgendeines
Gegenstandes auf, welcher mit der Polymerzusammensetzung hergestellt
wird. Vorzugsweise weist das Dispersionsphasenmaterial eine Schmelztemperatur
von mindestens 70 °C
auf. Die Schmelztemperaturen können
zum Beispiel durch dynamische Differenz-Thermoanalyse (DSC) gemessen
werden.
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In
einigen Ausführungsformen
liegt das Dispersionsphasenmaterial als im Wesentlichen kontinuierliche
Fasern vor. In einer Ausführungsform
sind die Fasern im durchschnittlich mindestens etwa 0,5 Zentimeter lang
und können
durchschnittlich etwa 2 bis etwa 5 cm lang oder länger sein.
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Wenn
eine diffuse Lichtstreuung erwünscht
ist, dann beträgt
die Querschnitts-Abmessung (z.B. der Durchmesser) der gestreckten
Strukturen der Dispersionsphase typischerweise vorzugsweise nicht
mehr als einige Male die Wellenlänge
des zu streuenden Lichts. Anderenfalls dominiert die spiegelnde
Lichtstreuung. Wenn jedoch der Durchmesser der Dispersionsphase
zu klein ist (z.B. etwa 1/30 der Wellenlänge des zu streuenden Lichts),
dann wird nur wenig Streuung auftreten. Typischerweise tritt eine
effiziente Lichtstreuung für Licht
mit Wellenlängen
auf, welche dieselben oder geringer sind wie/als die Querschnittsabmessung
der gestreckten Strukturen (welche z.B. die Hälfte der Querschnittsabmessung
oder weniger betragen). In einigen Ausführungsformen können die
Fasern des Dispersionsphasenmaterials so ausgebildet sein, dass
sie eine Querschnittsabmessung von etwa 0,05 bis etwa 5 Mikrometern
aufweisen, vorzugsweise etwa 0,1 bis etwa 3 Mikrometer. Solche Fasern
sind besonders nützlich
für eine
effiziente Lichtstreuung des sichtbaren Lichts (etwa 380 bis 750
nm).
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Während des
Vermischens und vor der Ausübung
der Scherkraft kann das Dispersionsphasenmaterial in Form von zum
Beispiel im Wesentlichen kugelförmigen
Teilchen vorliegen, welche eine mittlere Teilchengröße nicht
größer als
etwa 20 Mikrometer und typischerweise nicht größer als etwa 10 Mikrometer
aufweisen. Das Dispersionsphasenmaterial kann dem Gemisch auch in
anderen Formen bereitgestellt werden.
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Im
Allgemeinen beträgt
das Dispersionsphasenmaterial etwa 2 Gewichts-% bis etwa 70 Gewichts-% der
Polymerzusammensetzung. Typischerweise beträgt das Dispersionsphasenmaterial
etwa 5 Gewichts-% bis etwa 50 Gewichts-% der Polymerzusammensetzung.
In vielen Fällen
führt eine
größere Menge
des Dispersionsphasenmaterials zu mehr Lichtstreuung. Für die meisten
Beladungen (es sei denn, die Polymerzusammensetzung ist sehr dünn) durchläuft das
gestreute Licht typischerweise mehrere Streuvorgänge. Eine größere Beladung
vergrößert typischerweise
den Prozentsatz an Licht, welches mehrere Streuvorgänge durch die
Polymerzusammensetzung durchläuft,
und vergrößert auch
die mittlere Anzahl an Vorgängen
je Lichtphoton.
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Es
können
auch andere Materialien, wie sie im Folgenden beschrieben werden,
in der Polymerzusammensetzung enthalten sein, abhängig von
den gewünschten
Eigenschaften der Polymerzusammensetzung. Im Allgemeinen beträgt das Klebstoffmaterial
etwa 30 Gewichts-% bis etwa 98 Gewichts-% der Polymerzusammensetzung.
Typischerweise beträgt
das Klebstoffmaterial etwa 50 Gewichts-% bis etwa 95 Gewichts-% der
Polymerzusammensetzung.
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Andere Materialien
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Wenn
gewünscht,
können
andere Materialien zugegeben werden, um die optischen oder physikalischen
Eigenschaften der Polymerzusammensetzung zu modifizieren, darunter
zum Beispiel Öle,
Weichmacher, Antioxidationsmittel, Ozonschutzmittel, UV-Stabilisatoren, hydrierter
Butylkautschuk, Pigmente, Farbstoffe und Härtungsmittel. Zum Beispiel
können
der Polymerzusammensetzung Pigmente oder Farbstoffe zugegeben werden,
um die Farbe der Zusammensetzung zu verändern. In einigen Ausführungsformen
versieht das Pigment oder der Farbstoff die Zusammensetzung mit
einer Farbe. In anderen Ausführungsformen
wird das Pigment oder der Farbstoff verwendet, um Farbe aus der
Zusammensetzung zu verringern oder zu entfernen. Eine solche Farbe
kann aufgrund der Wellenlängenabhängigkeit
der Brechungsindizes der Klebstoff- und der Dispersionsphasenmaterialien
entstehen.
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Außerdem kann,
wenn erwünscht,
in der Polymerzusammensetzung ein weiteres diffus oder spiegelnd
streuendes Material enthalten sein. Dieses streuende Material weist
mindestens einen Brechungsindex auf, welcher sich von einem Brechungsindex
des Klebstoffmaterials unterscheidet. Dieses weitere streuende Material
ist nicht innerhalb des Klebstoffmaterials im Wesentlichen ausgerichtet.
Zum Beispiel ist das streuende Material im Wesentlichen kugelförmig oder
innerhalb des Klebstoffmaterials regellos ausgerichtet.
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Vermischen
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Das
Dispersionsphasenmaterial wird mit dem Klebstoffmaterial vermischt,
bevor die vermischte Zusammensetzung einer verstreckenden Scherkraft
ausgesetzt wird. Das Dispersionsphasenmaterial und das Klebstoffmaterial
kann durch jedes Verfahren vermischt werden, welches zu einer Dispersion,
vorzugsweise einer feinen Dispersion, des Dispersionsphasenmaterials
in dem Klebstoffmaterial führt,
zum Beispiel durch Schmelzmischen, Lösungsmischen oder jedes andere
geeignete physikalische Verfahren, durch welches das Dispersionsphasenmaterial
und das Klebstoffmaterial geeignet vermischt werden können.
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Schmelzmischvorrichtungen
sind z.B. jene, die für
ein dispersives Vermischen, ein distributives Vermischen oder einer
Kombination aus dispersivem und distributivem Mischen sorgen. Sowohl
Chargen- als auch kontinuierliche Verfahren des Schmelzmischens
können
angewendet werden. Beispiele für
Chargenverfahren sind das BRABENDER- (unter Verwendung eines BRABENDER
PREP CENTERS, erhältlich
von C.W. Brabender Instruments, Inc.; South Hackensack, NJ) oder
das BANBURY- Interne Mischen und Walzen (unter Verwendung von Geräten, welche
von der FARREL COMPANY; Ansonia, CT, erhältlich sind). Nach dem Chargen-Vermischen
kann die erzeugte Dispersion sofort abgeschreckt und, wenn gewünscht, für die spätere Verarbeitung
unterhalb der Schmelztemperatur gelagert werden.
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Beispiele
für kontinuierliche
Mischverfahren sind das Einschnecken-Extrudieren, das Doppelschnecken-Extrudieren, das
Scheibenextrudieren, das Einschnecken-Kolbenextrudieren und das Einschnecken-Stiftextrudieren.
Die kontinuierlichen Verfahren können
sowohl distributive Elemente, wie z.B. Hohlraumtransfermixer (z.B.
CTM, erhältlich
von RAPRA Technology, Ltd.; Shrewsbury, England), Stiftmischelemente und
statische Mischelemente, als auch dispersive Elemente (z.B. MADDOCK-Mischelemente
oder SAXTON-Mischelemente) enthalten, wie zum Beispiel beschrieben
in „Mixing
in Single-Screw Extruders",
Mixing in Polymer Processing, herausgegeben von Chris Rauwendaal
(Marcel Dekker Inc.: New York (1991), S. 129, 176–177 und
185–186).
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Beispiele
für Verfahren
zum Formen der Polymerzusammensetzung
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Die
Polymerzusammensetzung wird einer verstreckenden Scherkraft ausgesetzt,
wodurch die gestreckten Strukturen des Dispersionsphasenmaterials
erzeugt werden. Die gestreckten Strukturen können durch kontinuierliche
Formverfahren geformt werden, welche das Heißschmelzbeschichten beinhalten,
wie z.B. Ziehen oder Extrudieren der gemischten Zusammensetzung
aus einer verstreckenden Scherkraft (z.B. einer Ziehdüse, Filmdüse oder
Drehstangendüse)
und das folgende Kontaktieren der gezogenen Klebstoffzusammensetzung
mit einem Substrat, zum Beispiel mit einzelnen Substraten oder einem
Substrat auf einem bewegenden Gewebe. Ein verwandtes kontinuierliches
Formverfahren beinhaltet das Koextrudieren der Polymerzusammensetzung
und eines Substratmaterials aus einer Filmdüse und das Abkühlen des
geschichteten Produktes. Andere kontinuierliche Formverfahren beinhalten
das direkte Kontaktieren der Polymerzusammensetzung mit einem schnell
bewegenden Gewebe oder einem anderen geeigneten vorgeformten Substrat.
Bei Anwendung dieses Verfahrens kann die Polymerzusammensetzung
durch Verwendung einer Düse
mit einem flexiblen Düsenspalt,
wie z.B. einer Drehstangendüse,
auf das bewegende vorgeformte Gewebe aufgebracht werden.
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Nach
dem Formen über
eines dieser kontinuierlichen Verfahren können die gestreckten Strukturen des
Dispersionsphasenmaterials durch Senken der Temperatur der Polymerzusammensetzung
bis unterhalb der Schmelztemperatur des Dispersionsphasenmaterials
verfestigt werden. Die Temperatur kann zum Beispiel durch Abschrecken
der Polymerzusammensetzung unter Anwendung entweder direkter Verfahren
(z.B. Kühlwalzen
oder Wasserbäder)
oder indirekter Verfahren (z.B. Luft- oder Gaszusammenstoß) gesenkt werden. Die Zusammensetzung
wird dann auf Umgebungstemperatur gekühlt.
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Optische Eigenschaften
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Der
Unterschied der Brechungsindizes zwischen dem Klebstoffmaterial
und dem Dispersionsphasenmaterial und die Ausrichtung der gestreckten
Strukturen des Dispersionsphasenmaterials versehen die Polymerzusammensetzung
mit optischen Eigenschaften, die sich von jenen des Klebstoffmaterials
allein unterscheiden. Insbesondere erzeugt die Ausrichtung der gestreckten
Strukturen des Dispersionsphasenmaterials eine bevorzugte Streuung
in Richtungen senkrecht zu den Hauptachsen der gestreckten Körper. Zum
Beispiel kann für
ausgerichtete Fasern des Dispersionsphasenmaterials das gestreute
Licht als Lichtbande in der Ebene senkrecht zur Orientierungsrichtung
mit einer Intensität
erscheinen, die sich mit größer werdendem
Winkel weg von den Spiegelreflexionsrichtungen verringert.
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Eine
Anzahl von Faktoren beeinflusst die optischen Eigenschaften der
Polymerzusammensetzung, zum Beispiel die verwendeten Materialien
für die
Komponenten der Klebstoff- und der Dispersionsphase, die Brechungsindizes
der Klebstoff- und Dispersionsphasenmaterialien, der Grad der Ausrichtung
der gestreckten Strukturen, die Größe und Form der gestreckten
Strukturen, die Dicke der Polymerzusammensetzung, die relativen
Mengen des Dispersionsphasenmaterials und des Klebstoffmaterials
(also die Beladung), die Einheitlichkeit der Verteilung der gestreckten
Strukturen innerhalb der Polymerzusammensetzung, die relativen Positionen
und Mengen jedes Materials und das Vorliegen anderer Materialien
(z.B. anderer streuender Materialien, Farbstoffe oder Pigmente).
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Im
Allgemeinen unterscheidet sich mindestens ein Brechungsindex des
Dispersionsphasenmaterials um mindestens 0,01 von mindestens einem
Brechungsindex des Klebstoffmaterials. Die Gesamt-Lichtstreuung
ist abhängig
von der Differenz der Brechungsindizes des Dispersionsphasenmaterials
und des Klebstoffmaterials, ebenso wie von der Anzahl der gestreckten
Strukturen innerhalb des Lichtweges (der Beladung und der Dicke).
Die Gesamt-Lichtstreuung ist im Allgemeinen proportional zum Quadrat
der Differenz der Brechungsindizes der beiden Materialien und linear
proportional zur Anzahl der Streudomänen. Die Differenz der Brechungsindizes
des Klebstoffmaterials und des Dispersionsphasenmaterials beträgt im Allgemeinen
mindestens 0,01, 0,03, 0,05 oder mehr. In vielen Fällen kann
die Gesamt-Streueffizienz angegeben werden als
Gesamt-Streueffizienz
***Sonderzeichen*** Δn2·t·w%,
wobei Δn die Differenz
der Brechungsindizes des Klebstoffmaterials und des Dispersionsphasenmaterials
ist, t die Dicke der Polymerzusammensetzung ist und w% der Gewichtsprozentsatz
des Dispersionsphasenmaterials ist. Somit kann man die Menge des
gestreuten Lichts als Prozentsatz des durchgelassenen oder reflektierten
Lichts durch Auswählen
der Differenz der Brechungsindizes, der Dicke und des Gewichtsprozentsatzes des
Dispersionsphasenmaterials bestimmen. Für einige Ausführungsformen
liegt der Gewichtsprozentsatz des Dispersionsphasenmaterials im
Bereich von 5 bis 50 % und typischerweise im Bereich von 10 % bis
40 %. Die Dicke der Polymerzusammensetzung beeinflusst die Lichtstreuungseffizienz
ebenso wie die mechanische Festigkeit des Klebstoffs. Die Dicke
kann im Bereich von zum Beispiel 5 Mikrometern bis 250 Mikrometern
liegen und liegt in einigen Ausführungsformen
im Bereich von 50 Mikrometern bis 125 Mikrometern.
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In
einigen Ausführungsformen
ist das Klebstoffmaterial oder das Dispersionsphasenmaterial (oder
beide) doppelbrechend (d.h., die Brechungsindizes des Materials
unterscheiden sich um mindestens 0,01 in mindestens zwei orthogonalen
Richtungen). Zum Beispiel kann ein doppelbrechendes Material, welches
in einer ebenen Schicht ausgebildet ist, Brechungsindizes in den
Richtungen in der Ebene (gewählt
als die x- und die y-Richtung)
aufweisen, welche unterschiedlich sind (d.h., nx ≠ ny). Die Verwendung eines solchen doppelbrechenden
Materials kann zu polarisationsabhängigen optischen Eigenschaften
führen.
Zum Beispiel kann die Differenz der optischen Indizes des Klebstoff-
und des Dispersionsphasenmaterials für zwei orthogonale Polarisationen
des auf die Polymerzusammensetzung einfallenden Lichts verschieden
sein, wenn mindestens ein doppelbrechendes Material verwendet wird.
Die größere Differenz
der Indizes führt
typischerweise zu einer Streuung in größerem Winkel und zu mehr Lichtstreuung
für eine
Polarisation. In zumindest einigen Fällen beträgt das Verhältnis der Streukraft für die beiden
Polarisationen das Quadrat der Differenzen der Brechungsindizes
der beiden Materialien für
jede Polarisation. In einer Ausführungsform
wird ein doppelbrechendes Material verwendet, bei welchem für eine Polarisation
des Lichtes die Brechungsindizes des Klebstoff- und des Dispersionsphasenmaterials
im Wesentlichen übereinstimmen
(sich also um weniger als 0,01 unterscheiden), so dass Licht dieser
Polarisation im Wesentlichen durch die Polymerzusammensetzung hindurchgelassen wird.
Für die
andere Polarisation des Lichtes unterscheiden sich die Brechungsindizes
des Klebstoff- und des Dispersionsphasenmaterials um mindestens
0,01, was zur Streuung von Licht mit dieser Polarisation führt.
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Der
Grad der Ausrichtung der gestreckten Strukturen beeinflusst ebenfalls
die optischen Eigenschaften. Typischerweise führt ein höherer Ausrichtungsgrad der
gestreckten Strukturen zu einer selektiveren Lichtstreuung senkrecht
zu den Hauptachsen der gestreckten Strukturen. Als ein Beispiel
für den
Ausrichtungsgrad kann eine Polymerzusammensetzung gestreckte Strukturen
enthalten, in welchen die Hauptachsen von mindestens 50 %, 75 %
oder sogar 90 % der gestreckten Strukturen über die Länge der gestreckten Strukturen im
Wesentlichen ausgerichtet (also innerhalb 20°, vorzugsweise innerhalb 10°, zueinander
ausgerichtet) sind.
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Die
Größe und Form
der gestreckten Strukturen beeinflussen ebenfalls die optischen
Eigenschaften. Zum Beispiel erhält
man eine diffuse Reflexion, wenn die Querschnittsabmessung (z.B.
der Durchmesser) der gestreckten Strukturen nicht mehr als etwa
einige Male die Wellenlänge
des auf die Polymerzusammensetzung einfallenden Lichts beträgt. Wenn
sich die Querschnittsabmessung der gestreckten Strukturen vergrößert, dann
vergrößert sich
typischerweise die Menge der Spiegelreflexion. Außerdem führen längere gestreckte
Strukturen typischerweise dazu, dass mehr Licht in den bevorzugten
Richtungen gestreut wird, als es bei kürzeren gestreckten Strukturen
desselben Materials und derselben Querschnittsabmessung der Fall
ist. Lange Fasern führen
daher gewöhnlich
zu größeren Mengen
diffus gestreuten Lichts senkrecht zur Länge der Fasern. Kürzere Stäbe des Materials
führen
typischerweise zu weniger selektiver Streuung in den senkrechten Richtungen.
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Die
dreidimensionale Form und Größe der gestreckten
Strukturen beeinflussen, wie das Streulicht in die Raumrichtungen
verteilt wird. Für
kugelförmige
Teilchen ist die Lichtstreuung symmetrisch um die optische Achse
herum verteilt, welche als die Achse des einfallenden Lichtes definiert
ist. Wenn die Teilchen nicht kugelförmig sind, dann ist die Lichtstreuung
im Allgemeinen asymmetrisch um die optische Achse herum verteilt. Typischerweise
ist die Lichtstreuung dort, wo der Querschnitt der Teilchen gekrümmter ist,
weiter in der Ebene verbreitet. Für Teilchen mit elliptischem
Querschnitt wird das Licht um die längere Achse herum mehr verbreitet als
um die kürzere
Achse herum. Der Grad der Asymmetrie ist abhängig vom Geometrieverhältnis der
Teilchen (wie weit der Querschnitt von einem Kreis entfernt ist).
Für Fasern
wird das Licht vorzugsweise in der Richtung normal zu der Ausrichtung
der Fasern gestreut. In der zur Faserausrichtung parallelen Richtung
wirkt die Polymerzusammensetzung wie eine optische Parallelplatte.
Deswegen wird wenig Licht gestreut. Der Film ähnelt einem uniaxialen Lichtstreukörper. Für die beste
Wirkung weisen die Fasern vorzugsweise ein Geometrieverhältnis von
mindestens 50, 100 oder sogar 1000 oder mehr auf. Bei gestreckten
Teilchen mit einem kleineren Geometrieverhältnis ist es wahrscheinlicher,
dass der Querschnitt der Teilchen elliptisch ist. In diesem Fall
wird einiges des Lichts in die zur Faserausrichtung parallele Richtung
gestreut. Solche Fasern wirken wie elliptische Streukörper. Durch
Kombinieren einer Polymerzusammensetzung mit Fasern mit einem hohen
Geometrieverhältnis
mit einem schwachen symmetrischen Streukörperelement, welches kugelförmige Teilchen
enthält, kann
man auch einen elliptischen Streukörper erzeugen.
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4 und 5 veranschaulichen
die optischen Eigenschaften von Fasern mit einem hohem Geometrieverhältnis. Wenn
die gestreckten Strukturen Fasern oder Filamente ausbilden, dann
können
diese Strukturen im Vergleich zu ihrer Querschnittsabmessung sehr
lang sein. Die optischen Eigenschaften dieser Strukturen können nachgebildet
werden, indem man ein Feld von Zylindern mit unendlicher Länge benutzt.
In 4 ist eine Querschnittsansicht durch die Hauptachse
einer Einzelfaser 404 aus solch einem Feld, eingebettet
in das Klebstoffmaterial 402, dargestellt. Ein Lichtstrahl 401,
welcher normal auf die Oberfläche 406 des
Klebstoffmaterials 402 einfällt, wird durch nicht-normalen
Einfall auf die Faser 404 gebrochen, wie an Punkt A der 4 veranschaulicht.
Der Brechungswinkel hängt
typischerweise vom Abstand x von der Mitte der Faser 404 ab,
mit welchem der Strahl 401 auf die Faser 404 einfällt. Eine
weitere Brechung tritt auf, wenn der Lichtstrahl aus der Faser 404 austritt
(Punkt B), und wenn der Lichtstrahl aus dem Klebstoffmaterial 402 an
der Oberfläche 408 austritt
(Punkt C). Der Winkel dieser Brechungen ist von der(den) vorhergehenden
Brechung(en) abhängig.
Als Ergebnis werden verschiedene Strahlen in verschiedenem Ausmaß gebrochen,
wodurch an dem einfallenden Licht ein Streueffekt erzeugt wird.
Beziehend auf 5, in welcher die Längsansicht
der Faser 404 entlang der Hauptachse dargestellt ist, wird
der normal einfallende Strahl 401 keiner Brechung in der
Längsebene
unterzogen, da der Strahl normal auf die Oberflächen des Klebstoffmaterials 402 und
die Faser 404 einfällt.
Auf diese Weise wird ein in hohem Maße anisotroper Streueffekt
erzeugt. Als Ergebnis dieses asymmetrischen Streueffektes sind die
Materialien der vorliegenden Erfindung in Rückprojektionsschirmen nützlich,
wo zum Beispiel ein hohes Maß an
Streuung in horizontaler Richtung wünschenswert sein kann, um mehr
Betrachter zu erreichen, aber ein geringeres Maß an Streuung in vertikaler
Richtung wünschenswert
sein kann, um Licht zu sparen, indem man es nicht an Stellen leitet,
wo keine Betrachter sind.
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Dickere
Schichten der Polymerzusammensetzung führen typischerweise zu mehr
Lichtstreuung für eine
gegebene Beladung mit Dispersionsphasenmaterial und eine gegebene
Art der gestreckten Strukturen. Für einige Klebeband-Anwendungen
kann die Dicke der Polymerzusammensetzung auf einem geeigneten Substrat
von 25 μm
bis 750 μm
reichen. Eine höhere
Beladung mit Dispersionsphasenmaterial verstärkt ebenfalls typischerweise
die Streuung.
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Des
Weiteren beeinflusst die Einheitlichkeit der Verteilung der gestreckten
Strukturen innerhalb der Polymerzusammensetzung die Einheitlichkeit
der Streuung. Typischerweise ist das Dispersionsphasenmaterial einheitlich
innerhalb des Klebstoffmaterials dispergiert. Wenn gewünscht, kann
das Dispersionsphasenmaterial jedoch unter Anwendung bekannter Techniken
auch uneinheitlich verteilt werden, um eine uneinheitliche Lichtstreuung
zu erhalten.
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Das
Vorliegen eines weiteren nicht ausgerichteten (z.B. kugelförmigen oder
regellos ausgerichteten) streuenden Materials beeinflusst ebenfalls
die optischen Eigenschaften der Polymerzusammensetzung. Das nicht
ausgerichtete streuende Material kann verwendet werden, um das Verhältnis der
Lichtstreuung in die bevorzugten und nicht bevorzugten Richtungen
einzustellen. Außerdem
das Vorliegen eines Färbematerials,
wie z.B. eines Farbstoffes oder Pigments, die Farbe der Polymerzusammensetzung
verändern,
um Farbe hinzuzufügen
oder zu verringern, wie oben beschrieben.
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Die
Polymerzusammensetzung erscheint typischerweise transparent, lichtdurchlässig oder
leicht bis mäßig trüb. Das Aussehen
hängt von
dem Klebstoff- und dem Dispersionsphasenmaterial ab, ebenso wie
von der Menge an Dispersionsphasenmaterial in der Zusammensetzung
und der Morphologie der gestreckten Strukturen.
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Wenn
polarisiertes Licht auf die Polymerzusammensetzung einfällt, dann
kann die Dispersionsphase aufgrund der Streuung eine geringe Depolarisierung
bewirken. Typischerweise ist die Depolarisierung geringer für gestreckte
Strukturen mit kleineren Querschnittsabmessungen. Deswegen ist es
möglich,
streuende Filme zu konstruieren, welche hohe Extinktions-Polarisations-Verhältnisse
behalten, während
sie linear polarisiertes Licht streuen.
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Physikalische
Eigenschaften
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Die
physikalischen Eigenschaften der Polymerzusammensetzung sind, zumindest
teilweise, ein Ergebnis der Materialien, welche für die Klebstoff-
und Dispersionsphasenkomponenten ausgewählt werden, ebenso wie der
Struktur des Dispersionsphasenmaterials innerhalb der Polymerzusammensetzung.
In einigen Ausführungsformen
weist die Polymerzusammensetzung eine Streckgrenze auf, welche,
gemessen gemäß ASTM D
882–97,
nicht geringer als 0,1 MPa ist. Die Streckgrenze kann 0,2 MPa oder
mehr betragen. Außerdem
kann die Polymerzusammensetzung eine Zugfestigkeit von mindestens
etwa 150 % der Streckgrenze aufweisen, gemessen gemäß ASTM D
882–97.
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Für einige
Ausführungsformen
beträgt
die Bruchdehnung für
die Polymerzusammensetzung mindestens etwa 50 %, gemessen gemäß ASTM D
882–97,
und kann mehr als etwa 200 % oder sogar 300 % oder mehr betragen.
In einigen Ausführungsformen
beträgt
die Bruchdehnung 800 % oder mehr.
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Außerdem beträgt in einigen
Ausführungsformen
von Haftklebstoffzusammensetzungen die benötigte Kraftmenge, um die Polymerzusammensetzung
von einer Polypropylensubstrat-Platte in einem Winkel zwischen 15° und 35° zu entfernen,
nicht mehr als etwa 20 N/dm. Diese niedrige Entfernungskraft ermöglicht die leichte
Entfernung der Haftklebstoffzusammensetzung von einem Substrat.
In bestimmten Ausführungsformen beträgt die benötigte Kraft,
um die Haftklebstoffzusammensetzung in solch einem Winkel von einem
Substrat zu entfernen, nur etwa 7 N/dm.
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Die
Polymerzusammensetzung kann in einigen Ausführungsformen eine Zugfestigkeit
von mindestens dem Zweifachen der Zugfestigkeit des Klebstoffmaterials allein
aufweisen, gemessen gemäß ASTM D 882–97. In
bestimmten Ausführungsformen
erhöht
das Dispersionsphasenmaterial die Schälfestigkeit des Klebstoffmaterials
in der Maschinenrichtung. Zum Beispiel kann die 180°-Schälfestigkeit
für eine
Polymerzusammensetzung, welche auf einem bestimmten Substrat (z.B.
Glas) klebt, verglichen mit der 180°-Schälfestigkeit
des Klebstoffmaterials ohne das Dispersionsphasenmaterial, um 30
% oder mehr erhöht
werden.
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Außerdem kann
die Polymerzusammensetzung Dehnentfernbarkeitseigenschaften aufweisen.
In einigen Ausführungsformen
kann die Polymerzusammensetzung der Erfindung, wenn erwünscht, diese
Eigenschaften mit im Wesentlichen unverringerten Klebrigkeitseigenschaften
aufweisen.
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Für jene Ausführungsformen
mit guter Streckgrenze und Zugfestigkeit weisen die bevorzugten
Dispersionsphasenmaterialien eine Streckgrenze von nicht mehr als
etwa 20 MPa auf. Die Zugfestigkeit des Dispersionsphasenmaterials
im Verhältnis
zu seiner Streckgrenze beträgt
vorzugsweise etwa 150 % der Streckgrenze. Diese Werte sind nach
ASTM D 882–97
gemessen.
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Anwendungen
der Polymerzusammensetzungen
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Die
Polymerzusammensetzung kann für
eine Vielfalt von Anwendungen verwendet werden. Zum Beispiel kann
die Polymerzusammensetzung auf Folienprodukte (z.B. dekorative,
reflektierende und grafische Produkte), Etikettenmaterial, Band-Trägermaterialien
und andere polymere oder nicht-polymere Substrate aufgebracht werden,
um zum Beispiel dekorative Bänder
und optische Filme für
Display-Anwendungen zu bilden. Die Polymerzusammensetzung kann auch
für Lichtauskopplungsanwendungen,
wie z.B. Beschilderung, Werbung und Beleuchtung, verwendet werden.
Beispiele für
Lichtauskopplungsanwendungen sind das Anbringen der Polymerzusammensetzung,
typischerweise mit einem Trägersubstrat,
auf einer Leuchtdiode (LED), einer organischen lichtemittierenden
Vorrichtung (OLED), einem Lumineszenzfilm oder Fluoreszenzfilm.
Bezüglich Displays
kann die Polymerzusammensetzung, die auf einem transparenten Substrat
angebracht ist, als Display-Folie
zum Beispiel bei Projektions-Displays verwendet werden, um in einer
Richtung (zum Beispiel vertikal) einen schmalen Sichtwinkel und
in einer anderen Richtung (zum Beispiel horizontal) einen weiten
Sichtwinkel zu schaffen.
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Das
Substrat kann jede geeignete Art von Material sein, abhängig von
der gewünschten
Anwendung. Zum Beispiel kann das Substrat Polypropylen (z.B. biaxial
orientiertes Polypropylen (BOPP)), Polyethylen, Polyester (z.B.
Polyethylenterephthalat), andere polymere und Kunststoff-Substrate
oder eine Trennlage (z.B. eine silicierte Lage) enthalten. In einigen
Ausführungsformen,
insbesondere dort, wo der Gegenstand, welcher die Polymerzusammensetzung
enthält,
entfernbar gestaltet ist, ist das Substrat dehnbar, so dass ein
Gegenstand, welcher die Klebstoffzusammensetzung und ein Substrat
enthält,
dehnentfernbar ist. Das Substrat ist typischerweise, aber nicht
notwendigerweise, transparent oder lichtdurchlässig, insbesondere wenn das
gestreute Licht vor oder nach der Streuung durch das Dispersionsphasenmaterial
durch das Substrat verläuft. Wenn
erwünscht,
können
auch gefärbte
Substrate verwendet werden. Die Oberfläche des Substrates gegenüber der
Polymerzusammensetzung oder die Oberfläche der Polymerzusammensetzung
selbst kann geprägt, mikrostrukturiert
oder auf andere Weise verändert
sein, um eine gewünschte
Textur bereitzustellen, welche auch die optischen Eigenschaften
des Gegenstandes verändern
kann. Zum Beispiel kann die veränderte Oberfläche die
diffuse Lichtstreuung verstärken.
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Als
ein Beispiel kann eine Polymerzusammensetzung gemäß der vorliegenden
Erfindung verwendet werden, um ein Band oder einen anderen Klebstofffilm
zu bilden. Um ein Band zu bilden, wird die Polymerzusammensetzung
auf mindestens einen Abschnitt eines geeigneten Substrats geschichtet.
Wenn erwünscht, kann
eine Trennlage (z.B. ein wenig haftendes Trägermaterial) auf die vom Substrat
aus gegenüberliegende Seite
der Polymerzusammensetzung aufgebracht werden. Wenn doppelseitig
beschichtete Bänder
gebildet werden, dann wird die Polymerzusammensetzung, zum Beispiel
durch Koextrusion oder Laminierung, auf mindestens einen Abschnitt
beider Seiten des Substrats geschichtet. Außerdem kann die Polymerzusammensetzung
auf mindestens eine Trennlage geschichtet werden, um ein Transferband
oder einen Transferfilm zu bilden.
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Eine
andere Anwendung der Polymerzusammensetzung ist es, das Auskoppeln
von Licht aus einem lichtenthaltenden Medium zu fördern, wie
in 2 und 3 dargestellt. Das lichtenthaltende
Medium 200, 300 kann zum Beispiel ein Film (z.B.
ein Lumineszenz- oder Fluoreszenzfilm), eine Vorrichtung (z.B. eine
LED oder OLED) oder eine optische Faser, Platte oder andere lichtleitende
Struktur sein. Das Licht kann in diesen lichtenthaltenden Medien
aufgrund innerer Totalreflexion gefangen sein. Dies geschieht, wenn
das Licht 310 (3) in dem lichtenthaltenden
Medium an der Grenzfläche 312 (3)
zwischen dem lichtenthaltenden Medium und einem anderen Medium,
wie z.B. Luft, reflektiert wird.
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In
einigen Fällen
ist die innere Totalreflexion erwünscht, insbesondere für Licht
welches einen Lichtleiter, wie eine optische Faser oder optische
Platte, durchläuft.
Die optische Faser oder optische Platte kann jede Form oder Geometrie
aufweisen und kann aus jedem geeigneten Material, zum Beispiel Glas
und Kunststoff, hergestellt sein. Es kann wünschenswert sein, Licht aus
bestimmten Abschnitten der optischen Faser oder Platte selektiv
zu extrahieren, oder Licht aus dem gesamten Lichtleiter zu extrahieren.
Zum Beispiel kann ein Lichtleiter die Form von Buchstaben, Symbolen
oder Bildern aufweisen, und es kann wünschenswert sein, Licht entlang
von Längenabschnitten
des lichtleitenden Mediums zu extrahieren, um (einen) beleuchtete(n) Buchstaben,
ein Wort, einen anderen Text, ein Symbol oder Symbole, ein Bild
oder irgendeine andere Form zu erzeugen. Das extrahierte Licht kann
zum Beispiel benutzt werden, um Schilder oder Werbetafeln zu formen oder
für eine
Beleuchtung zu sorgen. Außerdem
kann das extrahierte Licht, zum Beispiel durch Verwenden einer gefärbten Lichtquelle
oder durch Versehen der Polymerzusammensetzung mit einem Farbstoff
oder Pigment, gefärbt
sein.
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Ein
Lichtleiter, wie z.B. eine optische Faser oder Platte, dessen Brechungsindex
größer ist
als der des umgebenden Mediums, kann, basierend auf innerer Totalreflexion,
Licht effektiv übertragen.
Licht, welches innerhalb des Lichtleiters eingeschlossen ist, trifft
man in diskreten Moden an. Die Anzahl der Moden hängt von der
Differenz der Indizes des Lichtleiters und der Umgebung und von
der Dicke oder dem Durchmesser des Lichtleiters ab. Mit mehr Moden
kann das Licht entlang eines größeren Winkelkegels
durch den Lichtleiter hindurch übertragen
werden. Jeder Modus weist eine unterschiedliche räumliche
Position durch den Lichtleiter hindurch auf. Moden mit höheren Nummern
weisen typischerweise einen größeren Einfallswinkel
an der Grenze des Lichtleiters auf. Durch Verwendung einer großen Brechungsindex-Differenz
und großer
Lichtleiter erhält man
eine effizientere Lichtkopplung und Übertragung. Für die effizienteste
Lichtauskopplung liegt das Licht, welches in dem Lichtleiter eingeschlossen
ist, vorzugsweise in den Moden mit den höheren Nummern vor, bei denen
mehr Licht in der Nähe der
Grenze des Lichtleiters verteilt ist. Dies kann durch beabsichtigtes
Koppeln von mehr Licht in die höheren
Moden des Lichtleiters geschehen oder durch Biegen des Lichtleiters,
um das Licht in höhere
Moden umzuverteilen.
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In
einigen Fällen
ist die innere Totalreflexion problematisch. Zum Beispiel können nennenswerte
Teile des Lichts durch innere Totalreflexion innerhalb einer LED,
einer OLED, eines Lumineszenzfilms, eines Fluoreszenzfilms oder
anderen lichtemittierenden Films oder Vorrichtung gefangen sein.
Durch die Kanten der Vorrichtung oder des Films geht Licht verloren.
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Ein
Film, welcher unter Verwendung der Polymerzusammensetzung und gegebenenfalls
eines geeigneten Substrats hergestellt ist, kann benutzt werden,
um Licht aus diesen Vorrichtungen und Filmen zu extrahieren. Der
Film 202, 302, welcher die Polymerzusammensetzung
enthält,
befindet sich auf dem Abschnitt der Vorrichtung oder des Films,
aus welchem das Licht extrahiert werden soll. Typischerweise wird
die Polymerzusammensetzung so gewählt, dass sie einen Brechungsindex
aufweist, der nahe dem Brechungsindex der Vorrichtung oder des Films
liegt. Typischerweise beträgt
die Differenz der Brechungsindizes des Klebstoffmaterials der Polymerzusammensetzung
und der Vorrichtung oder des Films nicht mehr als 0,15 und kann
0,1 oder 0,05 oder weniger betragen. Weil die Brechungsindizes nahe
beieinander liegen, kann das Licht 314 (3)
in die Polymerzusammensetzung gekoppelt werden. Im Allgemeinen kann
umso mehr Licht extrahiert werden, je näher die Brechungsindizes des
Klebstoffmaterials und der Vorrichtung oder des Films beieinander liegen.
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Das
Licht, das von der Vorrichtung oder dem Film in die Polymerzusammensetzung
eintritt, tritt mit dem Dispersionsphasenmaterial 316 (3)
in Wechselwirkung, so dass das Licht gestreut wird und zumindest
ein Teil des Lichts aus dem Film herausgestreut wird. Außerdem wird
das Licht 208, 308 wegen der Ausrichtung der gestreckten
Strukturen (wie durch die Pfeile 216 in 2 und
die Ausrichtung des Dispersionsphasenmaterials 306 in 3 veranschaulicht)
des Dispersionsphasenmaterials anisotrop in bevorzugte Richtungen
extrahiert, wie oben erörtert.
Wie in 2 und 3 veranschaulicht, kann die
Polymerzusammensetzung über
einem gesamten Abschnitt einer Oberfläche angeordnet sein, zum Beispiel
um einen gesamten Abschnitt einer optischen Faser herum, oder nur über einen
eingeschränkten
Abschnitt der Oberfläche.
Die Anordnung der Polymerzusammensetzung und die Ausrichtung der
gestreckten Strukturen des Dispersionsphasenmaterials bestimmt typischerweise,
wo und wie viel Licht extrahiert wird. In einigen Ausführungsformen kann
das Licht, welches von dem Film oder der Vorrichtung an der Stelle,
wo sich die Polymerzusammensetzung befindet, emittiert wird, mindestens
das Zwei-, Drei- oder Vierfache des Lichts betragen, welches ohne die
Polymerzusammensetzung emittiert wird.
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Wenn
das Licht entlang eines Lichtleiters in eine Richtung wandert, dann
beeinflusst die Ausrichtung der gestreckten Strukturen bezüglich der
Wanderungsrichtung die Streumenge. Man erhält die meiste Streuung, wenn
die Hauptachsen der gestreckten Strukturen senkrecht zur Lichtwanderungsrichtung
ausgerichtet sind. Des Weiteren ist das Streulicht auch nicht symmetrisch
um die Normale zur Filmoberfläche
herum verteilt, da das Licht, welches auf den Film, welcher die
Polymerzusammensetzung enthält,
einfällt,
einen bestimmten Winkel zu der Normalen der Filmoberfläche aufweist.
Das Streulicht ist eher typischerweise auf das andere Ende als das
Kopplungsende hin verteilt. Normalerweise wird das Licht von einer
Lichtquelle in den Wellenleiter von einem Ende gekoppelt. Dieses
Ende kann als das „Kopplungsende" bezeichnet werden.
Für die
Totalreflexion muss das auf die Grenze einfallende Licht einen Einfallswinkel
aufweisen, welcher größer ist
als der kritische Winkel. Wenn ein Klebstofffilm auf den Wellenleiter
aufgebracht ist, dann weist das auf den Film einfallende Licht einen
großen
Einfallswinkel (von der Oberflächennormale
weg) auf. Das gestreute Licht ist um die Achse des einfallenden
Lichts herum zentriert. Deswegen ist die Verteilung des gestreuten
Lichts nicht um die Oberflächennormale
herum zentriert, vielmehr ist es auf der Richtung der Achse des
einfallenden Lichts zentriert, welche zum anderen Ende des Wellenleiters
(gegenüber
dem Kopplungsende) geneigt ist. Durch Anordnen eines Reflexionsspiegels
am anderen Ende, um einiges Licht zurück zu reflektieren, wird die
Verteilung des Streulichts symmetrischer um die Richtung der Oberflächennormalen
herum.
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In
einigen Ausführungsformen
weist eine Vorrichtung oder ein Film eine Elektrode oder ein anderes Element
auf, welches aus einem reflektierenden Material, wie z.B. einem
Metall (z.B. Silber oder Aluminium), hergestellt ist. Das Anordnen
der Polymerzusammensetzung über
der Vorrichtung oder dem Film kann auch zumindest einen Teil der
Spiegelreflexion von dem reflektierenden Material verringern oder
streuen.
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In
einigen Ausführungsformen
kann ein Band, Film oder anderer Gegenstand mit Domänen mit
verschiedener Ausrichtung der gestreckten Strukturen gebildet werden.
Solche Filme können
zum Beispiel durch Verteilen der Polymerzusammensetzung in verschiedene
Richtungen auf dem Substrat oder durch Befestigen vorgeformter Polymerzusammensetzungen
mit den gestreckten Strukturen in den gewünschten Richtungen (z.B. durch Übertragen
der Polymerzusammensetzungen unter Verwendung eines Transferbandes)
gebildet werden. Die verschiedenen Domänen können dieselben oder verschiedene Dispersionsphasenmaterialien, Beladungen
mit Dispersionsphasenmaterial, Dicken, Ausrichtungsgrade und Formen
und Größen der
gestreckten Strukturen enthalten. Solche Ausführungsformen können für dekorative
Zwecke benutzt werden, um Bilder, Symbole, Buchstaben oder Wörter zu
formen, und für
andere Anwendungen.
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Darüber hinaus
können
zwei oder mehr Filme benutzt werden, um die Lichtstreuung zu steuern
oder zu verstärken.
Zum Beispiel können
zwei oder mehr Filme mit verschiedenen Orientierungsrichtungen der
gestreckten Strukturen auf eine Oberfläche aufgebracht werden, um
das Licht in eine Vielzahl von bevorzugten oder vorbestimmten Richtungen
zu streuen.
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Die
Polymerzusammensetzung, typischerweise in der Form eines Films,
kann mit einer Vielfalt anderer optischer Komponenten benutzt werden.
Beispiele solcher Komponenten sind andere optische Filme, Lentikular-Streukörper, symmetrische
oder Massen-Streukörper,
Spiegel, Farbfilme oder -filter und Strahlenteiler.
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Die
Polymerzusammensetzung, typischerweise in der Form eines Films,
kann bei Auf- oder Rückprojektionsschirmen
wie jenen verwendet werden, die in Auf- oder Rückprojektionsmonitoren, Fernsehgeräten und
anderen Vorrichtungen verwendet werden. Der Film wird typischerweise über dem
Bildschirm angebracht und verwendet, um den horizontalen oder vertikalen
Sichtwinkel oder beide einzustellen. Der Film kann auch mit einem
Absorptionspolarisator verwendet werden (z.B. daran laminiert sein),
um den Umgebungslicht-Hintergrund
zu verringern und für
Rückprojektionsschirme
das Kontrastverhältnis
zu vergrößern. Eine
solche Konfiguration kann auch für
die Hintergrund- oder
Vordergrund-Beleuchtung von Flüssigkristall-Displays benutzt werden.
Der Film kann zur Verwendung bei Aufprojektionsschirmen mit einem
Spiegel benutzt werden (z.B. daran laminiert sein).
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Als
ein weiteres Beispiel ist für
einige Beleuchtungsanwendungen eine geringere Zahl an Lichtquellen erwünscht, zum
Beispiel aus Sicherheits- oder
Wartungsgründen.
In diesem Fall kann das Licht von einer Lichtquelle in eine großkernige
optische Faser gekoppelt und an mehrere Orte befördert werden. Es ist eine effiziente Übertragung
entlang der optischen Faser erwünscht,
außer
an den Orten, wo eine Beleuchtung benötigt wird. Für diesen
Zweck können
die oben beschriebenen Filme verwendet werden. Nur an den Orten,
wo der Film aufgebracht ist, wird Licht aus der optischen Faser
heraus gekoppelt. Das Licht wird entlang der Abschnitte der Faser,
wo kein Klebefilm aufgebracht ist, effizient befördert.
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Die
optischen Eigenschaften der Materialien der vorliegenden Erfindung
sind besonders geeignet zum Führen
von Licht in einem optischen System. Die Materialien können als
Teil einer Komponente in dem optischen System oder als alleinstehendes
Element benutzt werden. Optische Systeme, welche Materialien gemäß der vorliegenden
Erfindung enthalten können,
enthalten emittierende Vorrichtungen wie elektrolumineszierende
(EL) Vorrichtungen, organische elektrolumineszierende Vorrichtungen
(OLED), anorganische Leuchtdioden (LED), Hintergrundlichter auf
Phosphorbasis, Direktsicht-Displays auf Phosphorbasis, wie z.B.
Kathodenstrahlröhren
(CRT), und Plasmabildschirme (PDP), Feldemissions-Displays (FED)
und Ähnliches.
Bei dem System kann es sich um ein Projektions-Display, ein hintergrundbeleuchtetes
Display oder ein Direktsicht-Display handeln. Das System kann weißes Licht,
monochromes Farblicht, mehrere Farben oder Vollfarben (z.B. RGB
oder Rot, Grün,
Blau) emittieren; und es kann sich auch um ein segmentiertes (z.B.
niedrigauflösendes) oder
ein gepixeltes (z.B. hochauflösendes)
Display handeln.
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Die
hierin beschriebenen Gegenstände
können
auch in einem Flüssigkristall-Display
verwendet werden. Zum Beispiel können
die Gegenstände
speziell als Streuelement in dem Flüssigkristall-Display nützlich sein.
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In 11 ist
ein optisches System 500 dargestellt, bei welchem die Materialien
der vorliegenden Erfindungen zumindest als Komponente verwendet
werden. Das optische System 500 weist einen Aufprojektionsschirm 502 und
eine Lichtquelle 504 auf.
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Die
oben beschriebenen Materialien können
als Aufprojektionsschirm 502 selbst oder als Komponente eines
Aufprojektionsschirms verwendet werden. 12 veranschaulicht
eine Ausführungsform
eines Aufprojektionsschirms, wobei die Materialien der vorliegenden
Erfindung einen Streukörper 510 bilden.
Der in 12 dargestellte Bildschirm weist
auch einen optionalen Polarisator 514 und einen Reflektor 512 auf.
Zum Beispiel kann der Polarisator 514 einen Linearpolarisator
umfassen. Der Polarisator 514 kann aus einer Vielzahl von Gründen verwendet
werden. Zum Beispiel kann der Polarisator verwendet werden, um das
Umgebungslicht zu verringern, welches von dem Bildschirm reflektiert
wird.
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13 veranschaulicht
eine andere Ausführungsform
eines Aufprojektionsschirms. Die Materialien gemäß der vorliegenden Erfindung
bilden einen Streukörper 520.
Der Bildschirm weist auch einen Reflektor 522 auf, um Licht
von der Lichtquelle 504 zu reflektieren.
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In 14 ist
ein anderes optisches System 600 dargestellt, bei welchem
Materialien der vorliegenden Erfindung zumindest als Komponente
verwendet werden. Das optische System 600 weist ein Rückprojektionsschirm-System
mit einer Lichtquelle 602, einer optionalen Fresnelstruktur 604 und
einem Rückprojektionsschirm 606 auf.
Das optische System 600 kann viele verschiedene Arten von
Produkten umfassen, wie z.B., aber nicht darauf beschränkt, Fernsehgeräte, Videowände, Großbild-Fernsehgeräte und Datenmonitore.
Die Materialien gemäß der vorliegenden
Erfindung können
verwendet werden, um den Bildschirm 606 selbst zu konstruieren,
oder sie können
eine Komponente davon bilden.
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Die
Lichtquelle 602 projiziert ein Bild auf den Bildschirm 606.
Der Bildschirm 606 besitzt eine Rückseite, welche das Licht aufnimmt,
das von der Lichtquelle 602 stammt, und eine Vorderseite
oder Betrachtungsseite. Im Gebrauch sieht der Betrachter auf die
Vorderseite des Bildschirms 606, um das Bild zu sehen,
welches von dem optischen System 600 geschaffen wird.
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Das
optische System 600 kann eine optionale Fresnellinse 604 und/oder
eine Lentikularlinse oder ein Blatt aufweisen, wie in den US-Patentschriften
3,712,707; 3,872,032; 4,379,617; 4,418,986; 4,468,092; 4,469,402;
4,509,823; 4,548,469; 4,576,850; 4,730,897; 4,773,731; 5,066,099;
5,183,597; 5,296,922 und 5,513,036 beschrieben oder gemäß diesen
konstruiert. Verfahren zur Herstellung von Lentikular- oder Fresnelstrukturen
sind in den Europäischen
Patentanmeldungen EP-542 548 und EP-816 910 beschrieben.
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15 veranschaulicht
eine Ausführungsform
des Bildschirms 606A gemäß der vorliegenden Erfindung.
Die Materialien gemäß der vorliegenden
Erfindung können
verwendet werden, um einen Streukörper 614 für den Bildschirm 606A bereitzustellen.
Der Bildschirm 606A kann auch eine Lentikularstruktur 612 und einen
Polarisator 616 aufweisen. Der Polarisator 616 kann
aus einer Vielzahl von Gründen
verwendet werden. Zum Beispiel kann der Polarisator 616 verwendet
werden, um das Umgebungslicht zu verringern, welches von dem Bildschirm
reflektiert wird, um die wünschenswerten
Kontrasteigenschaften des Bildschirms zu vergrößern. Der Polarisator 616 kann
auch als ein Reinigungs-Polarisator
für das
optische System benutzt werden. Als ein anderes Beispiel kann der
Polarisator 616 ein Linearpolarisator sein, welcher gemäß den Lehren
der US-Patentschrift 6,163,402 konstruiert ist.
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16 veranschaulicht
eine andere Ausführungsform
des Bildschirms 606B gemäß der vorliegenden Erfindung.
In dieser Ausführungsform
können
die Materialien der vorliegenden Erfindung verwendet werden, um
einen Streukörper 624 bereitzustellen.
Der Bildschirm 606B weist auch ein Lentikularelement 622 auf.
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17 veranschaulicht
eine andere Ausführungsform
des Bildschirms 606C gemäß der vorliegenden Erfindung.
In dieser Ausführungsform
können
die Materialien der vorliegenden Erfindung verwendet werden, um
einen Streukörper 632 bereitzustellen.
Der Bildschirm 606C weist auch einen Polarisator 634,
wie z.B. einen Linearpolarisator, auf.
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Beispiele
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Die
vorliegende wird durch die folgenden Beispiele weiter veranschaulicht,
welche den Schutzbereich der Erfindung nicht beschränken sollen.
Diese Beispiele dienen lediglich Veranschaulichungszwecken und sollen
nicht den Schutzbereich der beigefügten Ansprüche beschränken. Alle Anteile, Prozentsätze, Verhältnisse usw.
in den Beispielen und dem Rest der Beschreibung sind nach dem Gewicht
bemessen, solange nicht anders angegeben. Alle UV-Härtungen
eines Klebstoffs, welche in den Beispielen beschrieben werden, wurden derart
durchgeführt,
dass die Klebstoffseite in Richtung des UV zeigte. „Haftklebstoff" wird in den folgenden Beispielen
mit „PSA" („Pressure
Sensitive Adhesive")
abgekürzt.
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Untersuchungsverfahren
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Zuguntersuchungen
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Die
Zuguntersuchungen wurden gemäß dem ASTM-Untersuchungsverfahren
D 882–97 „Standard Test
Method for Tensile Properties of Thin Plastic Sheeting" unter Verwendung
eines INSTRON-Materialtesters (kommerziell erhältlich von Instron; Canton,
MA) mit einer Querhauptgeschwindigkeit von 30 Zentimetern/Minute
(12 Inch/Minute) durchgeführt.
Durch diese Untersuchung wurden die Werte für die „Streckgrenze", die „Zugfestigkeit" und die „Prozentuale
Bruchdehnung" erhalten.
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180°-Schälfestigkeit
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Diese
Schälfestigkeitsuntersuchung ähnelt dem
Untersuchungsverfahren, welches in ASTM D 3330–90 beschrieben ist, wobei
man das in der Untersuchung beschriebene rostfreie Stahlsubstrat
durch ein Glassubstrat, ein Polyethylensubstrat hoher Dichte oder
ein Polypropylensubstrat ersetzt. Das verwendete Substrat ist in
jedem einzelnen Beispiel angegeben.
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Klebstoffbeschichtete
Streifen, welche bei konstanter Temperatur (21 °C) und Luftfeuchtigkeit (50
% relativer Luftfeuchtigkeit) für
mindestens 24 Stunden im Gleichgewicht gehalten wurden, wurden auf
eine Substratplatte geklebt. Bei der Substratplatte handelte es
sich entweder um lösungsmittelgewaschenes
Glas, Polypropylen (PP) oder Polyethylen hoher Dichte (HDPE), wobei
man eine 2-Kilogramm-Walze verwendete, die einmal über den
Streifen geführt
wurde. Den verbundenen Aufbau ließ man bei Raumtemperatur für eine Minute
verweilen.
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Der
Aufbau wurde dann unter Verwendung eines IMASS-Gleitfähigkeits/Abzugs-Testgerätes (Modell 3M90,
kommerziell erhältlich
von Instrumentors Inc., Strongsville, OH) mit einer Querhauptgeschwindigkeit von
30 Zentimetern/Minute (12 Inch/Minute) auf die 180°-Schälfestigkeit
in der Maschinenrichtung untersucht.
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Dehnentfernungs-Untersuchungsverfahren
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Klebstoffbeschichtete
Streifen, welche bei konstanter Temperatur (21 °C) und Luftfeuchtigkeit (50
% relativer Luftfeuchtigkeit) für
mindestens 24 Stunden im Gleichgewicht gehalten wurden, wurden auf
eine Polypropylen(PP)-Substratplatte geklebt, wobei man eine 2-Kilogramm-Walze
verwendete, die einmal über
den Streifen geführt
wurde. Den verbundenen Aufbau ließ man bei Raumtemperatur für eine Minute
verweilen. Der Aufbau wurde dann durch Ziehen in einem Winkel zwischen
15° und
35° entweder „per Hand" oder „mechanisch" unter Verwendung
eines IMASS-Gleitfähigkeits/Abzugs-Testgerätes (Modell
3M90, kommerziell erhältlich
von Instrumentors Inc., Strongsville, OH) mit einer Querhauptgeschwindigkeit
von 30 Zentimetern/Minute (12 Inch/Minute) auf die Dehnentfernung
untersucht. Die Daten sind für
die „Per-Hand"-Proben als „gerissen" angegeben, wenn
die Probe vor der Entfernung riss (die Probe also nicht dehnentfernbar
war), oder als „ja", wenn die Probe
Dehnentfernungseigenschaften aufwies. Für die mechanisch untersuchten
Proben sind die Daten als „gerissen" angegeben, wenn
die Probe riss (die Probe also nicht dehnentfernbar war), oder,
wenn die Probe Dehnentfernungseigenschaften aufwies, ist die maximale
Dehnentfernungskraft in Newton/Dezimeter angegeben.
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Sondenhaftungsuntersuchung
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Die
Sondenhaftungsmessungen folgten dem Untersuchungsverfahren, welches
in ASTM D 2979–95 beschrieben
ist, unter Verwendung eines TA-XY2-Textur-Testgeräts (kommerziell erhältlich von
Stable Microsystems, Surrey, U.K.).
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Lösungsmittelextraktionsuntersuchung
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Um
die Kontinuität
des Dispersionsphasenmaterials der Klebstoffzusammensetzung zu ermitteln,
wurde die Haftklebstoff-Matrix aufgelöst, wobei das Dispersionsphasenmaterial
zurückblieb.
Ein Streifen des Klebstoffzusammensetzungsfilms (etwa 7,5 Zentimeter
lang und 2,5 Zentimeter breit) wurde in der Maschinenrichtung aus
dem Film herausgeschnitten. Der Streifen wurde durch Umführen des
Films um die Kante eines offenen Rahmens auf dem offenen Rahmen
aufgehängt.
Der Rahmen und der Klebstoffstreifen wurden in ein Lösungsmittel
getaucht, welches den Haftklebstoff, nicht aber das Dispersionsphasenmaterial,
auflösen
konnte. Nach 24 Stunden wurde die Probe untersucht, um zu ermitteln,
ob sich der Haftklebstoff vollständig
aufgelöst
hatte, und ob das Dispersionsphasenmaterial auf dem Rahmen verblieb.
Wenn die Fasern nicht für
mindestens 5 bis 8 Zentimeter kontinuierlich waren, dann verblieb
nichts auf dem Rahmen. Die Proben wurden als „bestanden" eingestuft, wenn Fasern auf dem Rahmen
verblieben, und als „durchgefallen", wenn keine Fasern auf
dem Rahmen verblieben.
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Zugeigenschaften
des Dispersionsphasenmaterials
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Filme
des Dispersionsphasenmaterials wurden durch Heißpressen jedes Dispersionsphasenmaterials auf
eine Dicke von 102 Mikrometern hergestellt. Die Filme wurden unter
Anwendung des oben beschriebenen Zuguntersuchungsverfahrens untersucht.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt. Außerdem werden die Materialien
als elastomer (federt nach der Verformung zurück) oder plastisch (wird bleibend
verformt) gekennzeichnet.
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Vergleichsbeispiel C1
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Eine
Probe des Haftklebstoffs PSA-1 wurde zubereitet und unter Verwendung
eines HAAKE-Einschneckenextruders (kommerziell erhältlich von
Haake, Inc.; Paramus, NJ), ausgerüstet mit einer Ziehdüse, bei
150 °C zwischen
zwei Trennlagen schmelzgeschichtet. Die Schneckengeschwindigkeit
des Extruders betrug 75 U/min, und das Ziehverhältnis betrug 4. Der resultierende
PSA-Film wies eine
Dicke von 127 Mikrometern auf. Die Zugeigenschaften des PSA-Films
wurden wie in dem oben beschriebenen Zuguntersuchungsverfahren ermittelt.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt. Ein Abschnitt des
PSA-Films wurde auf ein PET-Trägermaterial
laminiert, um ein PSR-Band herzustellen. Das resultierende Band
wurde mit einer Querhauptgeschwindigkeit von 15 Metern/Minute für eine Gesamt-Ultraviolettdosis
von 300 Millijoule/cm2 unter einer H-Fusionslampe
(kommerziell erhältlich
von Fusion total ultraviolet Systems, Inc.; Gaithersburg, MD) hindurchgeführt. Das
Band wurde auf die 180°-Schälfestigkeit
auf Glas untersucht. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 dargestellt.
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Vergleichsbeispiel C2
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Ein
Gemisch von 90 Teilen PSA-1, 10 Teilen ENGAGE 8200 und 0,2 Teilen
Benzophenon wurde in einem BRABENDER-Mixer (kommerziell erhältlich von
C.W. Brabender Instruments, South Hackensack, NJ) für 8 bis
10 Minuten bei 140 °C
bis 150 °C
zubereitet. Das resultierende Gemisch wurde unter Verwendung eines
HAAKE-Einschneckenextruders
(kommerziell erhältlich
von Haake, Inc.; Paramus, NJ), ausgerüstet mit einer Ziehdüse, bei
150 °C zwischen
zwei Trennlagen schmelzgeschichtet. Die Schneckengeschwindigkeit des
Extruders betrug 75 U/min, und das Ziehverhältnis betrug 4. Der resultierende
PSA-Film wies eine Dicke von 127 Mikrometern auf. Die Zugeigenschaften
des PSA-Films wurden
wie in dem oben beschriebenen Zuguntersuchungsverfahren ermittelt.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt. Ein Abschnitt des
PSA-Films wurde
auf ein PET-Trägermaterial
laminiert, um ein Band herzustellen. Das resultierende Band wurde
mit einer Querhauptgeschwindigkeit von 15 Metern/Minute für eine Gesamt-Ultraviolettdosis
von 300 Millijoule/cm2 unter einer H-Fusionslampe
(kommerziell erhältlich
von Fusion total ultraviolet Systems, Inc.; Gaithersburg, MD) hindurchgeführt. Das
Band wurde auf die 180°-Schälfestigkeit
auf Glas untersucht. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 dargestellt.
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Vergleichsbeispiel C3
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Ein
Gemisch von 90 Teilen PSA-1, 10 Teilen LDPE und 0,2 Teilen Benzophenon
wurde in einem BRABENDER-Mixer (kommerziell erhältlich von C.W. Brabender Instruments,
South Hackensack, NJ) für
8 bis 10 Minuten bei 140 °C bis
150 °C vermischt.
Das resultierende Gemisch wurde unter Verwendung eines HAAKE-Einschneckenextruders
(kommerziell erhältlich
von Haake, Inc.; Paramus, NJ), ausgerüstet mit einer Ziehdüse, bei
150 °C zwischen
zwei Trennlagen schmelzgeschichtet. Die Schneckengeschwindigkeit
des Extruders betrug 75 U/min, und das Ziehverhältnis betrug 4. Der resultierende
Film wies eine Dicke von 127 Mikrometern auf. Die Zugeigenschaften
des PSA-Films wurden wie in dem oben beschriebenen Zuguntersuchungsverfahren
ermittelt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt. Ein Abschnitt
des PSA-Films wurde auf ein PET-Trägermaterial laminiert, um ein
Band herzustellen. Das resultierende Band wurde mit einer Querhauptgeschwindigkeit
von 15 Metern/Minute für
eine Gesamt-Ultraviolettdosis von 300 Millijoule/cm2 unter
einer H-Fusionslampe (kommerziell erhältlich von Fusion total ultraviolet
Systems, Inc.; Gaithersburg, MD) hindurchgeführt. Das Band wurde auf die
180°-Schälfestigkeit
auf Glas untersucht. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 dargestellt.
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Beispiel 1
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Ein
Gemisch von 90 Teilen PSA-1, 10 Teilen ENGAGE 8490 und 0,2 Teilen
Benzophenon wurde in einem BRABENDER-Mixer (kommerziell erhältlich von
C.W. Brabender Instruments, South Hackensack, NJ) für 8 bis
10 Minuten bei 140 °C
bis 150 °C
vermischt. Das resultierende Gemisch wurde unter Verwendung eines
HAAKE-Einschneckenextruders
(kommerziell erhältlich
von Haake, Inc.; Paramus, NJ), ausgerüstet mit einer Ziehdüse, bei
150 °C zwischen
zwei Trennlagen schmelzgeschichtet. Die Schneckengeschwindigkeit des
Extruders betrug 75 U/min, und das Ziehverhältnis betrug 4. Der resultierende
Film wies eine Dicke von 127 Mikrometern auf. Die Zugeigenschaften
des PSA-Films wurden wie in dem oben beschriebenen Zuguntersuchungsverfahren
ermittelt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt. Ein Abschnitt
des PSA- Films wurde
auf ein PET-Trägermaterial
laminiert, um ein Band herzustellen. Das resultierende Band wurde
mit einer Querhauptgeschwindigkeit von 15 Metern/Minute für eine Gesamt-Ultraviolettdosis
von 300 Millijoule/cm2 unter einer H-Fusionslampe
hindurchgeführt.
Das Band wurde auf die 180°-Schälfestigkeit
auf Glas untersucht. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 dargestellt.
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Beispiel 2
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Ein
Gemisch von 90 Teilen PSA-1, 10 Teilen ATTANE 4202 und 0,2 Teilen
Benzophenon wurde in einem BRABENDER-Mixer (kommerziell erhältlich von
C.W. Brabender Instruments, South Hackensack, NJ) für 8 bis
10 Minuten bei 140 °C
bis 150 °C
vermischt. Das resultierende Gemisch wurde unter Verwendung eines HAAKE-Einschneckenextruders
(kommerziell erhältlich
von Haake, Inc.; Paramus, NJ), ausgerüstet mit einer Ziehdüse, bei
150 °C zwischen
zwei Trennlagen schmelzgeschichtet. Die Schneckengeschwindigkeit
des Extruders betrug 75 U/min, und das Ziehverhältnis betrug 4. Der resultierende
Film wies eine Dicke von 127 Mikrometern auf. Die Zugeigenschaften
des PSA-Films wurden wie in dem oben beschriebenen Zuguntersuchungsverfahren
ermittelt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt. Ein Abschnitt
des PSA-Films wurde
auf ein PET-Trägermaterial
laminiert, um ein Band herzustellen. Das resultierende Band wurde
mit einer Querhauptgeschwindigkeit von 15 Metern/Minute für eine Gesamt-Ultraviolettdosis
von 300 Millijoule/cm2 unter einer H-Fusionslampe
(kommerziell erhältlich
von Fusion total ultraviolet Systems, Inc.; Gaithersburg, MD) hindurchgeführt. Das
Band wurde auf die 180°-Schälfestigkeit
auf Glas untersucht. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 dargestellt.
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Vergleichsbeispiel C4
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Eine
Probe PSA-1 wurde unter Verwendung eines HAAKE-Einschneckenextruders (kommerziell erhältlich von
Haake, Inc.; Paramus, NJ), ausgerüstet mit einer Ziehdüse, bei
150 °C zwischen
zwei Trennlagen schmelzgeschichtet. Die Schneckengeschwindigkeit
des Extruders betrug 75 U/min, und das Ziehverhältnis betrug 4. Der resultierende
Film wies eine Dicke von 127 Mikrometern auf und wurde auf ein PET-Trägermaterial
laminiert, um ein Band herzustellen. Das resultierende Band wurde
mit einer Querhauptgeschwindigkeit von 15 Metern/Minute für eine Gesamt-Ultraviolettdosis
von 300 Millijoule/cm2 unter einer H-Fusionslampe (kommerziell
erhältlich
von Fusion total ultraviolet Systems, Inc.; Gaithersburg, MD) hindurchgeführt. Das Band
wurde auf die 180°-Schälfestigkeit
auf Glas in der Maschinen- und in der Querrichtung untersucht. Die Ergebnisse
sind in Tabelle 4 dargestellt.
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Beispiel 3
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Ein
Gemisch von 90 Teilen PSA-1 und 10 Teilen ATTANE 4202 wurde in einem
BRABENDER-Mixer (kommerziell erhältlich
von C.W. Brabender Instruments, South Hackensack, NJ) für 8 bis
10 Minuten bei 140 °C
bis 150 °C
vermischt. Das resultierende Gemisch wurde unter Verwendung eines
HAAKE-Einschneckenextruders (kommerziell erhältlich von Haake, Inc.; Paramus,
NJ), ausgerüstet
mit einer Ziehdüse,
bei 150 °C zwischen
zwei Trennlagen schmelzgeschichtet. Die Schneckengeschwindigkeit
des Extruders betrug 75 U/min, und das Ziehverhältnis betrug 4. Der resultierende
Film wies eine Dicke von 127 Mikrometern auf und wurde auf ein PET-Trägermaterial
laminiert, um ein Band herzustellen. Das resultierende Band wurde
mit einer Querhauptgeschwindigkeit von 15 Metern/Minute für eine Gesamt-Ultraviolettdosis
von 300 Millijoule/cm2 unter einer H-Fusionslampe
(kommerziell erhältlich
von Fusion total ultraviolet Systems, Inc.; Gaithersburg, MD) hindurchgeführt. Das
Band wurde auf die 180°-Schälfestigkeit
auf Glas in der Maschinen- und in der Querrichtung untersucht. Die
Ergebnisse sind in Tabelle 4 dargestellt.
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Vergleichsbeispiel C5
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Eine
Probe PSR-1 wurde unter Verwendung eines HAAKE-Einschneckenextruders (kommerziell erhältlich von
Haake, Inc.; Paramus, NJ), ausgerüstet mit einer Ziehdüse, bei
150 °C zwischen
zwei Trennlagen schmelzgeschichtet. Die Schneckengeschwindigkeit
des Extruders betrug 50 U/min, und das Ziehverhältnis betrug 8. Der resultierende
Film wies eine Dicke von 51 Mikrometern auf und wurde auf ein PET-Trägermaterial laminiert,
um ein Band herzustellen. Das resultierende Band wurde mit einer
Querhauptgeschwindigkeit von 15 Metern/Minute für eine Gesamt-Ultraviolettdosis
von 300 Millijoule/cm2 unter einer H-Fusionslampe
(kommerziell erhältlich
von Fusion total ultraviolet Systems, Inc.; Gaithersburg, MD) hindurchgeführt. Das
Band wurde auf die 180°-Schälfestigkeit
auf Glas in der Maschinen- und in der Querrichtung untersucht. Die
Ergebnisse sind in Tabelle 5 dargestellt.
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Vergleichsbeispiel C6
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Ein
Gemisch von 90 Teilen PSA-1 und 10 Teilen LDPE wurde in einem BRABENDER-Mixer
(kommerziell erhältlich
von C.W. Brabender Instruments, South Hackensack, NJ) für 8 bis
10 Minuten bei 140 °C
bis 150 °C
vermischt. Das resultierende Gemisch wurde unter Verwendung eines
HAAKE-Einschneckenextruders (kommerziell erhältlich von Haake, Inc.; Paramus,
NJ), ausgerüstet
mit einer Ziehdüse,
bei 150 °C
zwischen zwei Trennlagen schmelzgeschichtet. Die Schneckengeschwindigkeit
des Extruders betrug 50 U/min, und das Ziehverhältnis betrug 8. Der resultierende
Film wies eine Dicke von 51 Mikrometern auf und wurde auf ein PET-Trägermaterial
laminiert, um ein Band herzustellen. Das Band wurde auf die 180°-Schälfestigkeit
auf Glas in der Maschinen- und in der Querrichtung untersucht. Die
Ergebnisse sind in Tabelle 5 dargestellt.
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Beispiel 4
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Ein
Gemisch von 90 Teilen PSA-1 und 10 Teilen ATTANE 4202 wurde in einem
BRABENDER-Mixer (kommerziell erhältlich
von C.W. Brabender Instruments, South Hackensack, NJ) für 8 bis
10 Minuten bei 140 °C
bis 150 °C
vermischt. Das resultierende Gemisch wurde unter Verwendung eines
HAAKE-Einschneckenextruders (kommerziell erhältlich von Haake, Inc.; Paramus,
NJ), ausgerüstet
mit einer Ziehdüse,
bei 150 °C zwischen
zwei Trennlagen schmelzgeschichtet. Die Schneckengeschwindigkeit
des Extruders betrug 50 U/min, und das Ziehverhältnis betrug 8. Der resultierende
Film wies eine Dicke von 51 Mikrometern auf und wurde auf ein PET-Trägermaterial
laminiert, um ein Band herzustellen. Das resultierende Band wurde
mit einer Querhauptgeschwindigkeit von 15 Metern/Minute für eine Gesamt-Ultraviolettdosis
von 300 Millijoule/cm2 unter einer H-Fusionslampe
(kommerziell erhältlich
von Fusion total ultraviolet Systems, Inc.; Gaithersburg, MD) hindurchgeführt. Das
Band wurde auf die 180°-Schälfestigkeit
auf Glas in der Maschinen- und in der Querrichtung untersucht. Die
Ergebnisse sind in Tabelle 5 dargestellt.
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Vergleichsbeispiel C7
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Eine
Probe PSA-2 wurde unter Verwendung eines HAAKE- Einschneckenextruders (kommerziell erhältlich von
Haake, Inc.; Paramus, NJ), ausgerüstet mit einer Ziehdüse, bei
150 °C zwischen
zwei Trennlagen schmelzgeschichtet. Die Schneckengeschwindigkeit
des Extruders betrug 75 U/min, und das Ziehverhältnis betrug 4. Der resultierende
Film wies eine Dicke von 127 Mikrometern auf und wurde auf ein PET-Trägermaterial
laminiert, um ein Band herzustellen. Das Band wurde auf die 180°-Schälfestigkeit
auf verschiedenen Substraten untersucht. Die Ergebnisse sind in
Tabelle 6 dargestellt.
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Beispiel 5
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Ein
Gemisch von 90 Teilen PSA-2 und 10 Teilen ATTANE 4202 wurde in einem
BRABENDER-Mixer (kommerziell erhältlich
von C.W. Brabender Instruments, South Hackensack, NJ) für 8 bis
10 Minuten bei 140 °C
bis 150 °C
vermischt. Das resultierende Gemisch wurde unter Verwendung eines
HAAKE-Einschneckenextruders (kommerziell erhältlich von Haake, Inc.; Paramus,
NJ), ausgerüstet
mit einer Ziehdüse,
bei 150 °C zwischen
zwei Trennlagen schmelzgeschichtet. Die Schneckengeschwindigkeit
des Extruders betrug 75 U/min, und das Ziehverhältnis betrug 4. Der resultierende
Film wies eine Dicke von 127 Mikrometern auf und wurde auf ein PET-Trägermaterial
laminiert, um ein Band herzustellen. Das Band wurde auf die 180°-Schälfestigkeit
auf verschiedenen Substraten untersucht. Die Ergebnisse sind in
Tabelle 6 dargestellt.
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Vergleichsbeispiel C8
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Eine
Probe PSA-3 wurde wie erhalten verwendet und unter Verwendung eines
HAAKE-Einschneckenextruders (kommerziell erhältlich von Haake, Inc.; Paramus,
NJ), ausgerüstet
mit einer Ziehdüse,
bei 150 °C zwischen
zwei Trennlagen schmelzgeschichtet. Die Schneckengeschwindigkeit
des Extruders betrug 75 U/min, und das Ziehverhältnis betrug 4. Der resultierende
Film wies eine Dicke von 127 Mikrometern auf und wurde auf ein PET-Trägermaterial
laminiert, um ein Band herzustellen. Das Band wurde auf die 180°-Schälfestigkeit
auf verschiedenen Substraten untersucht. Die Ergebnisse sind in
Tabelle 7 dargestellt.
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Beispiel 6
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Ein
Gemisch von 90 Teilen PSA-3 und 10 Teilen ATTANE 4202 wurde in einem
BRABENDER-Mixer (kommerziell erhältlich
von C.W. Brabender Instruments, South Hackensack, NJ) für 8 bis
10 Minuten bei 140 °C
bis 150 °C
vermischt. Das resultierende Gemisch wurde unter Verwendung eines
HAAKE-Einschneckenextruders (kommerziell erhältlich von Haake, Inc.; Paramus,
NJ), ausgerüstet
mit einer Ziehdüse,
bei 150 °C zwischen
zwei Trennlagen schmelzgeschichtet. Die Schneckengeschwindigkeit
des Extruders betrug 75 U/min, und das Ziehverhältnis betrug 4. Der resultierende
Film wies eine Dicke von 127 Mikrometern auf und wurde auf ein PET-Trägermaterial
laminiert, um ein Band herzustellen. Das Band wurde auf die 180°-Schälfestigkeit
auf verschiedenen Substraten untersucht. Die Ergebnisse sind in
Tabelle 7 dargestellt.
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Vergleichsbeispiel C9
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Eine
Probe PSA-4 wurde unter Verwendung eines HAAKE-Einschneckenextruders (kommerziell erhältlich von
Haake, Inc.; Paramus, NJ), ausgerüstet mit einer Ziehdüse, bei
150 °C zwischen
zwei Trennlagen schmelzgeschichtet. Die Schneckengeschwindigkeit
des Extruders betrug 50 U/min, und das Ziehverhältnis betrug 8. Die Zugeigenschaften
des PSA-Films wurden wie in dem oben beschriebenen Zuguntersuchungsverfahren
ermittelt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 8 dargestellt.
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Vergleichsbeispiel C10
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Ein
Gemisch von 85 Teilen PSA-4 und 15 Teilen PS wurde in einem BRABENDER-Mixer
(kommerziell erhältlich
von C.W. Brabender Instruments, South Hackensack, NJ) für 8 bis
10 Minuten bei 140 °C
bis 150 °C vermischt.
Das resultierende Gemisch wurde unter Verwendung eines HAAKE-Einschneckenextruders
(kommerziell erhältlich
von Haake, Inc.; Paramus, NJ), ausgerüstet mit einer Ziehdüse, bei
150 °C zwischen
zwei Trennlagen schmelzgeschichtet. Die Schneckengeschwindigkeit
des Extruders betrug 50 U/min, und das Ziehverhältnis betrug 8. Die Zugeigenschaften
des Films wurden wie in dem oben beschriebenen Zuguntersuchungsverfahren
ermittelt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 8 dargestellt.
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Vergleichsbeispiel C11
-
Ein
Gemisch von 85 Teilen PSA-4 und 15 Teilen HDPE wurde in einem BRABENDER-Mixer
(kommerziell erhältlich
von C.W. Brabender Instruments, South Hackensack, NJ) für 8 bis
10 Minuten bei 140 °C
bis 150 °C
vermischt. Das resultierende Gemisch wurde unter Verwendung eines
HAAKE-Einschneckenextruders (kommerziell erhältlich von Haake, Inc.; Paramus,
NJ), ausgerüstet
mit einer Ziehdüse,
bei 150 °C
zwischen zwei Trennlagen schmelzgeschichtet. Die Schneckengeschwindigkeit
des Extruders betrug 50 U/min, und das Ziehverhältnis betrug 8. Die Zugeigenschaften
des PSA-Films wurden wie in dem oben beschriebenen Zuguntersuchungsverfahren
ermittelt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 8 dargestellt.
-
Beispiel 7
-
Ein
Gemisch von 85 Teilen PSA-4 und 15 Teilen ATTANE 4202 wurde in einem
BRABENDER-Mixer (kommerziell erhältlich
von C.W. Brabender Instruments, South Hackensack, NJ) für 8 bis
10 Minuten bei 140 °C
bis 150 °C
vermischt. Das resultierende Gemisch wurde unter Verwendung eines
HAAKE-Einschneckenextruders (kommerziell erhältlich von Haake, Inc.; Paramus,
NJ), ausgerüstet
mit einer Ziehdüse,
bei 150 °C zwischen
zwei Trennlagen schmelzgeschichtet. Die Schneckengeschwindigkeit
des Extruders betrug 50 U/min, und das Ziehverhältnis betrug 8. Die Zugeigenschaften
des PSA-Films wurden wie in dem oben beschriebenen Zuguntersuchungsverfahren
ermittelt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 8 dargestellt.
-
Beispiel 8
-
Ein
Gemisch von 85 Teilen PSA-4 und 15 Teilen PEBH wurde in einem BRABENDER-Mixer
(kommerziell erhältlich
von C.W. Brabender Instruments, South Hackensack, NJ) für 8 bis
10 Minuten bei 140 °C
bis 150 °C
vermischt. Das resultierende Gemisch wurde unter Verwendung eines
HAAKE-Einschneckenextruders (kommerziell erhältlich von Haake, Inc.; Paramus,
NJ), ausgerüstet
mit einer Ziehdüse,
bei 150 °C
zwischen zwei Trennlagen schmelzgeschichtet. Die Schneckengeschwindigkeit
des Extruders betrug 50 U/min, und das Ziehverhältnis betrug 8. Die Zugeigenschaften
des Films wurden wie in dem oben beschriebenen Zuguntersuchungsverfahren
ermittelt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 8 dargestellt.
-
-
Beispiele 9 bis 13
-
Die
Gemische für
die Beispiele 9 bis 13 wurden zubereitet unter Verwendung von PSA-5
mit einem Gehalt an ATTANE 4202, welcher in Tabelle 9 dargestellt
ist, und wurden in einem BRABENDER-Mixer (kommerziell erhältlich von
C.W. Brabender Instruments, South Hackensack, NJ) für 8 bis
10 Minuten bei 140 °C bis
150 °C vermischt.
Das resultierende Gemisch wurde unter Verwendung eines HAAKE-Einschneckenextruders
(kommerziell erhältlich
von Haake, Inc.; Paramus, NJ), ausgerüstet mit einer Ziehdüse, bei
150 °C zwischen
zwei Trennlagen schmelzgeschichtet. Die Schneckengeschwindigkeit
des Extruders betrug 75 U/min, und das Ziehverhältnis betrug 4. Die Zugeigenschaften
des Films wurden wie in dem oben beschriebenen Zuguntersuchungsverfahren
ermittelt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 8 dargestellt.
-
-
Beispiele 14 bis 16 und
Vergleichsbeispiele C12 bis C14
-
Die
Gemische für
die Beispiele 14 bis 16 und die Vergleichsbeispiele C12 bis C14
wurden zubereitet unter Verwendung von PSA-4 mit 15 Gewichts-% eines
Polymers, welches in Tabelle 10 dargestellt ist, und wurden in einem
BRABENDER-Mixer (kommerziell erhältlich
von C.W. Brabender Instruments, South Hackensack, NJ) für 8 bis
10 Minuten bei 140 °C
bis 150 °C
vermischt. Das resultierende Gemisch wurde unter Verwendung eines
HAAKE-Einschneckenextruders (kommerziell erhältlich von Haake, Inc. Paramus,
NJ), ausgerüstet
mit einer Ziehdüse,
bei 150 °C
zwischen zwei Trennlagen schmelzgeschichtet, so dass sich eine Dicke von
51 Mikrometern ergab. Die Schneckengeschwindigkeit des Extruders
betrug 50 U/min, und das Ziehverhältnis betrug 8. Die Dehnentfernungseigenschaften
des Films wurden wie in dem oben beschriebenen Dehnentfernungs-Untersuchungsverfahren
ermittelt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 10 dargestellt.
-
-
Beispiele 17 bis 22 und
Vergleichsbeispiel C15
-
Die
Gemische für
die Beispiele 17 bis 22 und das Vergleichsbeispiel C15 wurden zubereitet
unter Verwendung von PSA-4 mit einem Gehalt an ATTANE 4202, welcher
in Tabelle 11 dargestellt ist, und wurden in einem BRABENDER-Mixer
(kommerziell erhältlich
von C.W. Brabender Instruments, South Hackensack, NJ) für 8 bis
10 Minuten bei 140 °C
bis 150 °C
vermischt. Das resultierende Gemisch wurde unter Verwendung eines
HAAKE-Einschneckenextruders (kommerziell erhältlich von Haake, Inc. Paramus,
NJ), ausgerüstet
mit einer Ziehdüse,
bei 150 °C
zwischen zwei Trennlagen schmelzgeschichtet, so dass sich eine Dicke
von 51 Mikrometern ergab. Die Schneckengeschwindigkeit des Extruders
betrug 50 U/min, und das Ziehverhältnis betrug 8. Die Dehnentfernungseigenschaften
des Films wurden wie in dem oben beschriebenen Dehnentfernungs-Untersuchungsverfahren
ermittelt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 11 dargestellt.
-
-
Beispiele 23 bis 25 und
Vergleichsbeispiel C16
-
Die
Gemische für
die Beispiele 23 bis 25 und das Vergleichsbeispiel C16 wurden zubereitet
unter Verwendung von PSA-6 mit einem Gehalt an ATTANE 4202, welcher
in Tabelle 12 dargestellt ist, und wurden in einem BRABENDER-Mixer
(kommerziell erhältlich
von C.W. Brabender Instruments, South Hackensack, NJ) für 8 bis
10 Minuten bei 140 °C
bis 150 °C
vermischt. Das resultierende Gemisch wurde unter Verwendung eines
HAAKE-Einschneckenextruders (kommerziell erhältlich von Haake, Inc.; Paramus,
NJ), ausgerüstet
mit einer Ziehdüse,
bei 150 °C
zwischen zwei Trennlagen schmelzgeschichtet, so dass sich eine Dicke
von 51 Mikrometern ergab. Die Schneckengeschwindigkeit des Extruders
betrug 50 U/min, und das Ziehverhältnis betrug 8. Die Dehnentfernungseigenschaften
des Films wurden wie in dem oben beschriebenen Dehnentfernungs-Untersuchungsverfahren
ermittelt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 12 dargestellt.
-
-
Beispiele 26 bis 27 und
Vergleichsbeispiel C17
-
Die
Gemische für
die Beispiele 26 bis 27 und das Vergleichsbeispiel C17 wurden zubereitet
unter Verwendung von PSA-7 mit einem Gehalt an ATTANE 4202, welcher
in Tabelle 13 dargestellt ist, und wurden in einem BRABENDER-Mixer
(kommerziell erhältlich
von C.W. Brabender Instruments, South Hackensack, NJ) für 8 bis
10 Minuten bei 140 °C
bis 150 °C
vermischt. Das resultierende Gemisch wurde unter Verwendung eines
HAAKE-Einschneckenextruders (kommerziell erhältlich von Haake, Inc. Paramus,
NJ), ausgerüstet
mit einer Ziehdüse,
bei 150 °C
zwischen zwei Trennlagen schmelzgeschichtet, so dass sich eine Dicke
von 127 Mikrometern ergab. Die Schneckengeschwindigkeit des Extruders
betrug 75 U/min, und das Ziehverhältnis betrug 4. Die Dehnentfernungseigenschaften
des Films wurden wie in dem oben beschriebenen Dehnentfernungs-Untersuchungsverfahren
ermittelt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 13 dargestellt.
-
-
Beispiele 28 bis 30 und
Vergleichsbeispiel C18
-
Die
Gemische für
die Beispiele 28 bis 30 und das Vergleichsbeispiel C18 wurden zubereitet
unter Verwendung von PSA-6 mit einem Gehalt an ATTANE 4202, welcher
in Tabelle 14 dargestellt ist, und wurden in einem BRABENDER-Mixer
(kommerziell erhältlich
von C.W. Brabender Instruments, South Hackensack, NJ) für 8 bis
10 Minuten bei 140 °C
bis 150 °C
vermischt. Das resultierende Gemisch wurde unter Verwendung eines
HAAKE-Einschneckenextruders (kommerziell erhältlich von Haake, Inc.; Paramus,
NJ), ausgerüstet
mit einer Ziehdüse,
bei 150 °C
zwischen zwei Trennlagen schmelzgeschichtet, so dass sich eine Dicke
von 51 Mikrometern ergab. Die Schneckengeschwindigkeit des Extruders
betrug 50 U/min, und das Ziehverhältnis betrug 8. Die Sondenhaftungseigenschaften
des Films wurden wie in dem oben beschriebenen Sondenhaftungs-Untersuchungsverfahren
ermittelt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 14 dargestellt.
-
-
Beispiele 31 bis 32 und
Vergleichsbeispiel C19
-
Die
Gemische für
die Beispiele 31 bis 32 und das Vergleichsbeispiel C19 wurden zubereitet
unter Verwendung von PSA-7 mit einem Gehalt an ATTANE 4202, welcher
in Tabelle 15 dargestellt ist, und wurden in einem BRABENDER-Mixer
(kommerziell erhältlich
von C.W. Brabender Instruments, South Hackensack, NJ) für 8 bis
10 Minuten bei 140 °C
bis 150 °C
vermischt. Das resultierende Gemisch wurde unter Verwendung eines
HAAKE-Einschneckenextruders (kommerziell erhältlich von Haake, Inc. Paramus,
NJ), ausgerüstet
mit einer Ziehdüse,
bei 150 °C
zwischen zwei Trennlagen schmelzgeschichtet, so dass sich eine Dicke
von 51 oder 127 Mikrometern ergab. Die Sondenhaftungseigenschaften
des Films wurden wie in dem oben beschriebenen Sondenhaftungs-Untersuchungsverfahren
ermittelt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 15 dargestellt.
-
-
Beispiele 33 bis 37 und
Vergleichsbeispiel C20
-
Die
Gemische für
die Beispiele 33 bis 37 und das Vergleichsbeispiel C20 wurden zubereitet
unter Verwendung von PSA-4 mit einem Gehalt an ATTANE 4202, welcher
in Tabelle 16 dargestellt ist, und wurden in einem BRABENDER-Mixer
(kommerziell erhältlich
von C.W. Brabender Instruments, South Hackensack, NJ) für 8 bis
10 Minuten bei 140 °C
bis 150 °C
vermischt. Das resultierende Gemisch wurde unter Verwendung eines
HAAKE-Einschneckenextruders (kommerziell erhältlich von Haake, Inc.; Paramus,
NJ), ausgerüstet
mit einer Ziehdüse,
bei 150 °C
zwischen zwei Trennlagen schmelzgeschichtet, so dass sich eine Dicke
von 51 oder 127 Mikrometern ergab. Die Sondenhaftungseigenschaften des
Films wurden wie in dem oben beschriebenen Sondenhaftungs-Untersuchungsverfahren
ermittelt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 16 dargestellt.
-
-
Vergleichsbeispiele C21
bis C22
-
Ein
Gemisch von PSA-8 mit ELVAX 240 wurde zubereitet mit einem Gehalt
an ELVAX 240, welcher in Tabelle 17 dargestellt ist, und wurde schmelzbeschichtet,
wie in US-Patentschrift 6,063,838 (Patnode u.a.), Beispiele 1 bis
17, beschrieben. Die Zugeigenschaften des Films wurden wie in dem
oben beschriebenen Zuguntersuchungsverfahren ermittelt. Die Ergebnisse
sind in Tabelle 17 dargestellt.
-
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Vergleichsbeispiele C23
bis C24
-
Ein
Gemisch von PSA-8 mit ELVAX 210 wurde zubereitet mit einem Gehalt
an ELVAX 210, welcher in Tabelle 18 dargestellt ist, und wurde schmelzbeschichtet,
wie in US-Patentschrift 6,063,838 (Patnode u.a.), Beispiele 1 bis
17, beschrieben. Die Zugeigenschaften des Films wurden wie in dem
oben beschriebenen Zuguntersuchungsverfahren ermittelt. Die Ergebnisse
sind in Tabelle 18 dargestellt.
-
-
Vergleichsbeispiele C25
bis C26
-
Ein
Gemisch von PSA-9 mit ELVAX 240 wurde zubereitet mit einem Gehalt
an ELVAX 240, welcher in Tabelle 19 dargestellt ist, und wurde schmelzbeschichtet,
wie in US-Patentschrift 6,063,838 (Patnode u.a.), Beispiele 43 bis
44, beschrieben. Die Zugeigenschaften des Films wurden wie in dem
oben beschriebenen Zuguntersuchungsverfahren ermittelt. Die Ergebnisse
sind in Tabelle 19 dargestellt.
-
-
Vergleichsbeispiele C27
bis C28
-
Ein
Gemisch von PSA-9 mit ELVAX 210 wurde zubereitet mit einem Gehalt
an ELVAX 210, welcher in Tabelle 20 dargestellt ist, und wurde schmelzbeschichtet,
wie in US-Patentschrift 6,063,838 (Patnode u.a.), Beispiele 43 bis
44, beschrieben. Die Zugeigenschaften des Films wurden wie in dem
oben beschriebenen Zuguntersuchungsverfahren ermittelt. Die Ergebnisse
sind in Tabelle 20 dargestellt.
-
-
Vergleichsbeispiele C29
bis C30
-
Ein
Gemisch von PSA-8 mit ELVAX 450 wurde zubereitet mit einem Gehalt
an ELVAX 450, welcher in Tabelle 21 dargestellt ist, und wurde schmelzbeschichtet,
wie in US-Patentschrift 6,063,838 (Patnode u.a.), Beispiele 1 bis
17, beschrieben. Die Zugeigenschaften des Films wurden wie in dem
oben beschriebenen Zuguntersuchungsverfahren ermittelt. Die Ergebnisse
sind in Tabelle 21 dargestellt.
-
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Vergleichsbeispiele C31
bis C32
-
Ein
Gemisch von PSA-8 mit ELVAX 660 wurde zubereitet mit einem Gehalt
an ELVAX 660, welcher in Tabelle 22 dargestellt ist, und wurde schmelzbeschichtet,
wie in US-Patentschrift 6,063,838 (Patnode u.a.), Beispiele 1 bis
17, beschrieben. Die Zugeigenschaften des Films wurden wie in dem
oben beschriebenen Zuguntersuchungsverfahren ermittelt. Die Ergebnisse
sind in Tabelle 22 dargestellt.
-
-
Beispiele 38 bis 41
-
Die
Gemische für
die Beispiele 38 bis 41 wurden zubereitet unter Verwendung von PSA-5
mit einem Gehalt an ATTANE 4202, welcher in Tabelle 23 dargestellt
ist, und wurden in einem BRABENDER-Mixer (kommerziell erhältlich von
C.W. Brabender Instruments, South Hackensack, NJ) für 8 bis
10 Minuten bei 140 °C bis
150 °C vermischt.
Das resultierende Gemisch wurde unter Verwendung eines HAAKE-Einschneckenextruders
(kommerziell erhältlich
von Haake, Inc.; Paramus, NJ), ausgerüstet mit einer Ziehdüse, bei
150 °C zwischen
zwei Trennlagen schmelzgeschichtet. Die Lösungsmittelextraktionseigenschaften
des Films wurden wie in dem oben beschriebenen Lösungsmittelextraktions-Untersuchungsverfahren
ermittelt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 23 dargestellt.
-
-
Beispiel 42
-
Der
Film aus Beispiel 10 wurde wie in dem Beispiel beschrieben gebildet,
außer
dass die Schneckengeschwindigkeit des Extruders 100 U/min und das
Ziehverhältnis
4 betrug. Das PSA-Material wurde mit Ethylacetat ausgewaschen, und
der Durchmesser der Fasern der Dispersionsphase wurde über die
Rasterelektronenmikroskopie (REM) gemessen. Die Fasern waren fein,
mit Durchmessern von 0,2 bis 0,3 Mikrometern. Der Durchmesser der
Fasern kann durch Variieren des Ziehverhältnisses gesteuert werden,
so dass man Werte von 60 Nanometern bis 3 Mikrometern erhält.
-
Beispiel 43
-
Der
Film aus Beispiel 20 wurde wie in dem Beispiel beschrieben gebildet,
außer
dass die Dicke etwa 127 Mikrometer, die Schneckengeschwindigkeit
des Extruders 100 U/min und das Ziehverhältnis 4 betrug. Die gestreckten
Strukturen des Dispersionsphasenmaterials wiesen einen Durchmesser
von grob 0,5 Mikrometern auf. Der Film wurde auf einen Glasschlitten
aufgebracht, wobei die Fasern in vertikaler Richtung ausgerichtet waren.
Gebündeltes
Licht von einer Breitband-Weißlichtquelle
wurde auf den Film gerichtet. Das von dem Film gestreute Licht wurde
auf einem diffusen Glasfenster sichtbar gemacht. Der diffuse Lichtfleck
auf dem Glasfenster wurde mit einer digitalen Handkamera aufgenommen.
Das Bild wurde analysiert, und es wurde ermittelt, dass die horizontale
Streuung des Lichts wesentlich (mindestens zehnmal) größer war
als die vertikale Streuung.
-
Ein
Stück dieses
Films wurde auf einen Glasschlitten aufgebracht und auf einem Heiztisch
angeordnet. Ein gebündelter
Lichtstrahl von einer Breitband-Weißlichtquelle
fiel auf den Film ein. Ein gestreuter Lichtfleck wurde unter Verwendung
einer Digitalkamera überwacht.
Die Heiztischtemperatur wurde von Raumtemperatur auf 150 °C verändert. Der
Heiztisch wurde von 25 °C
bis 100 °C
mit einer Geschwindigkeit von 10 °C je
Minute geheizt; gefolgt von einer 2-minütigen
Pause bei 100°C;
und wurde dann mit einer Geschwindigkeit von 2 °C je Minute auf 150 °C erhitzt,
mit einer 2-minütigen
Pause nach jeder Erhöhung
um 10°C.
Es war zu beobachten, dass der Streulichtfleck weniger symmetrisch
wurde, als die Wärme
sich vergrößerte. Es
ist anzunehmen, dass die Wärme
bewirkt, dass die Fasern zerstört
werden und zu kugelförmigen
Teilchen werden.
-
Beispiel 44
-
Unter
Verwendung von PSR-4 als Klebstoffmaterial und ATTANE 4202 als Dispersionsphasenmaterial wurden
vier Filme gebildet. Film A wies 40 Gew.-% Dispersionsphasenmaterial
und eine Dicke von etwa 125 Mikrometern auf. Die Schneckengeschwindigkeit
des Extruders betrug 100 U/min, und das Ziehverhältnis betrug 4. Film B wies
20 Gew.-% Dispersionsphasenmaterial und eine Dicke von etwa 125
Mikrometern auf. Die Schneckengeschwindigkeit des Extruders betrug
100 U/min, und das Ziehverhältnis
betrug 4. Film C wies 20 Gew.-% Dispersionsphasenmaterial und eine
Dicke von etwa 250 Mikrometern auf. Die Schneckengeschwindigkeit
des Extruders betrug 100 U/min, und das Ziehverhältnis betrug 2. Film D enthielt
kein Dispersionsphasenmaterial. Die Schneckengeschwindigkeit des
Extruders betrug 100 U/min, und das Ziehverhältnis betrug 4.
-
Die
Mischungen für
jeden dieser Filme wurden zubereitet durch Vermischen des Klebstoffmaterials und
des Dispersionsphasenmaterials in einem BRABENDER-Mixer (C.W. Brabender
Instruments, South Hackensack, NJ) für 10 bis 15 Minuten bei 150 °C bis 160 °C. Das resultierende
Gemisch wurde unter Verwendung eines HARKE-Einschneckenextruders
(kommerziell erhältlich
von Haake, Inc.; Paramus, NJ), ausgerüstet mit einer Ziehdüse, bei
150 °C,
einer Schneckengeschwindigkeit von 100 U/min und einem Ziehverhältnis von
2 zwischen 2 Trennlagen (eine 50-Mikrometer-Silicium-Polyesterlage
von der 3M Company, St.Paul, MN, und eine Papierlage) schmelzgeschichtet.
-
Jeder
dieser Filme wurde auf einem Abschnitt eines Lumineszenzfilms angeordnet,
um aus dem Lumineszenzfilm Licht zu extrahieren. Der Lumineszenzfilm
enthielt einen Fluoreszenzfarbstoff, welcher nach dem Absorbieren
von blauem Licht eine grüne
Fluoreszenz emittierte. Weil der Lumineszenzfilm aufgrund innerer
Reflexion Licht einschloss, emittierten die Ränder des Films helles Licht.
Der Lumineszenzfilm wurde unter Verwendung einer Wolfram-Lichtquelle
(Modell 576, Stahl Research Laboratories) beleuchtet. Ein auf 450 nm
mit einer Bandbreite von 20 nm zentrierter Bandpassfilter wurde
verwendet, um alles außer
dem blauen Licht (um 450 nm) vor dem Einfall auf dem Lumineszenzfilm
herauszufiltern. Ein Mikroskop (Leitz Transmissionsmikroskop) wurde
verwendet, um mit einem 4X/0.06(NA)-Objektiv die grüne Fluoreszenz zu erfassen.
Ein Spektrometer (Leitz MPV-Sp) wurde oben auf dem Mikroskop angeordnet,
um das Fluoreszenzlicht aufzuzeichnen. Die Menge des extrahierten
Lichts wurde für
jeden Film ermittelt, ebenso wie für den Lumineszenzfilm allein
(bezeichnet mit „Kein
Film"). Die Ergebnisse
sind in 6 dargestellt. Die Linien entsprechen
von oben nach unten Film C, Film B, Film A, Keinem Film und Film
D.
-
Beispiel 45
-
Ein
Film wurde unter Verwendung von PSA-4 als Klebstoffmaterial und
ATTANE 4202 als Dispersionsphasenmaterial gebildet. Der Film wies
20 Gew.-% Dispersionsphasenmaterial und eine Dicke von etwa 250 Mikrometern
auf. Der Film wurde zubereitet durch Vermischen des Klebstoffmaterials
und des Dispersionsphasenmaterials in einem BRABENDER-Mixer (C.W.
Brabender Instruments, South Hackensack, NJ) für 10 bis 15 Minuten bei 150 °C bis 160 °C. Das resultierende
Gemisch wurde unter Verwendung eines HAAKE-Einschneckenextruders
(kommerziell erhältlich
von Haake, Inc.; Paramus, NJ), ausgerüstet mit einer Ziehdüse, bei
150 °C,
einer Schneckengeschwindigkeit von 100 U/min und einem Ziehverhältnis von
2 zwischen 2 Trennlagen (eine 50-Mikrometer-Silicium-Polyesterlage
von der 3M Company, St.Paul, MN, und eine Papierlage) schmelzgeschichtet.
-
Ein
Polarisator (Modell Nr. 03FPG003, Melles Griot, Irvine, CA) wird
hinter einer faseroptischen Lichtquelle (Fostec DDL mit einem Faserbündel, Auburn,
NY) angeordnet. Das linear polarisierte Licht fällt dann auf den Film ein.
Die Faserlichtquelle, der Polarisator und die Filmhalterung wurden
auf einem Drehtisch angeordnet. Das von dem Film gestreute Licht
gelangt durch einen Analysator (Modell Nr. 03FP0003, Melles Griot,
Irvine, CA), welcher vor einem Fotodetektor (Minolta Luminance Meter
LS-100) angeordnet ist, welcher mit einem Abstand angeordnet wurde,
so dass nur ein kleiner Lichtkegel (< 2°)
von dem Detektor erfasst wurde. Das Extinktionsverhältnis bei
jedem Winkel wurde als das Verhältnis
der Lichtintensitäten
mit dem Analysator und dem Polarisator in parallelen und in senkrechten
Stellungen gemessen. Durch Drehen des Drehtisches im Verhältnis zum
Detektor und zum Analysator wurden verschiedene Streuwinkel beobachtet.
Die Ergebnisse dieser Messungen sind in 7 aufgezeichnet.
Bei einem Streuwinkel von 50° ist
das Extinktionsverhältnis
immer noch größer als
100. Dies zeigt, dass die Depolarisierung des gestreuten Lichts
für alle
großen
Streuwinkel relativ klein ist.
-
Beispiel 46
-
Ein
Film wurde unter Verwendung von PSA-4 als Klebstoffmaterial und
ATTANE 4202 als Dispersionsphasenmaterial gebildet. Der Film wies
20 Gew.-% Dispersionsphasenmaterial und eine Dicke von etwa 250 Mikrometern
auf. Der Film wurde zubereitet durch Vermischen des Klebstoffmaterials
und des Dispersionsphasenmaterials in einem BRABENDER-Mixer (C.W.
Brabender Instruments, South Hackensack, NJ) für 10 bis 15 Minuten bei 150 °C bis 160 °C. Das resultierende
Gemisch wurde unter Verwendung eines HAAKE-Einschneckenextruders
(kommerziell erhältlich
von Haake, Inc.; Paramus, NJ), ausgerüstet mit einer Ziehdüse, bei
150 °C,
einer Schneckengeschwindigkeit von 100 U/min und einem Ziehverhältnis von
2 zwischen 2 Trennlagen (eine 50-Mikrometer-Silicium-Polyesterlage
von der 3M Company, St.Paul, MN, und eine Papierlage) schmelzgeschichtet.
-
Es
wurden Ausbeutekurven ermittelt, wie in US-Patentschrift 6,163,402 beschrieben.
Es wurden die Ausbeutekurven in der horizontalen (senkrecht zur
Ausrichtung der gestreckten Strukturen des Dispersionsphasenmaterials)
und der vertikalen (parallel zur Ausrichtung der gestreckten Strukturen
des Dispersionsphasenmaterials) Richtung gemessen. Die Ausbeute
ist ein Maß für die Helligkeit
als Funktion des Betrachtungswinkels für gebündeltes einfallendes Licht,
welches relativ zu einem Lambert'schen
Strahler normalisiert ist. Die Ergebnisse für die horizontale und die vertikale
Richtung sind in 8 dargestellt. Der Film wies
eine Spitzenausbeute von 24,2, einen horizontalen Betrachtungswinkel
(gemessen als die Hälfte
der Spitzenausbeute) von 12 Grad und einen vertikalen Betrachtungswinkel
von 3 Grad auf. Die mittlere Transmission dieses Films von 400 bis
700 nm betrug 86,5 %.
-
Beispiel 47
-
Ein
Film wurde unter Verwendung von PSA-4 als Klebstoffmaterial und
ATTANE 4202 als Dispersionsphasenmaterial gebildet. Der Film wies
20 Gew.-% Dispersionsphasenmaterial und eine Dicke von etwa 500 Mikrometern
auf. Der Film wurde zubereitet durch Vermischen des Klebstoffmaterials
und des Dispersionsphasenmaterials in einem BRABENDER-Mixer (C.W.
Brabender Instruments, South Hackensack, NJ) für 10 bis 15 Minuten bei 150 °C bis 160 °C. Das resultierende
Gemisch wurde unter Verwendung eines HAAKE-Einschneckenextruders
(kommerziell erhältlich
von Haake, Inc.; Paramus, NJ), ausgerüstet mit einer Ziehdüse, bei
150 °C,
einer Schneckengeschwindigkeit von 100 U/min und einem Ziehverhältnis von
1 zwischen 2 Trennlagen (eine 50-Mikrometer-Silicium-Polyesterlage
von der 3M Company, St.Paul, MN, und eine Papierlage) schmelzgeschichtet.
-
Es
wurden Ausbeutekurven ermittelt, wie in US-Patentschrift 6,163,402 beschrieben.
Es wurden die Ausbeutekurven in der horizontalen (senkrecht zur
Ausrichtung der gestreckten Strukturen des Dispersionsphasenmaterials)
und der vertikalen (parallel zur Ausrichtung der gestreckten Strukturen
des Dispersionsphasenmaterials) Richtung gemessen. Die Ausbeute
ist ein Maß für die Helligkeit
als Funktion des Betrachtungswinkels für gebündeltes einfallendes Licht,
welches relativ zu einem Lambert'schen
Strahler normalisiert ist. Die Ergebnisse für die horizontale und die vertikale
Richtung sind in 9 dargestellt. Der Film wies
eine Spitzenausbeute von 7,9, einen horizontalen Betrachtungswinkel
(gemessen als die Hälfte
der Spitzenausbeute) von 26 Grad und einen vertikalen Betrachtungswinkel
von 5 Grad auf. Die mittlere Transmission dieses Films von 400 bis
700 nm betrug 73,3 %.
-
Beispiel 48
-
Ein
Film wurde unter Verwendung von PSA-4 als Klebstoffmaterial und
ATTANE 4202 als Dispersionsphasenmaterial gebildet. Der Film wies
20 Gew.-% Dispersionsphasenmaterial und eine Dicke von etwa 500 Mikrometern
auf. Der Film wurde zubereitet durch Vermischen des Klebstoffmaterials
und des Dispersionsphasenmaterials in einem BRABENDER-Mixer (C.W.
Brabender Instruments, South Hackensack, NJ) für 10 bis 15 Minuten bei 150 °C bis 160 °C. Das resultierende
Gemisch wurde unter Verwendung eines HAAKE-Einschneckenextruders
(kommerziell erhältlich
von Haake, Inc.; Paramus, NJ), ausgerüstet mit einer Ziehdüse, bei
150 °C,
einer Schneckengeschwindigkeit von 100 U/min und einem Ziehverhältnis von
1 zwischen 2 Trennlagen (eine 50-Mikrometer-Silicium-Polyesterlage
von der 3M Company, St.Paul, MN, und eine Papierlage) schmelzgeschichtet.
Der Film wurde an einen sichtbaren Spiegel laminiert. Bei dem Spiegel
handelte es sich um einen optischen Mehrschichtenfilm wie jene in
US-Patentschrift
5,882,774 beschriebenen. Der Spiegel wies ein mittleres Reflexionsvermögen von
mehr als 99 % im Bereich des sichtbaren Lichts auf.
-
Es
wurden Ausbeutekurven ermittelt, wie in US-Patentschrift 6,163,402 beschrieben.
Es wurden die Ausbeutekurven in der horizontalen (senkrecht zur
Ausrichtung der gestreckten Strukturen des Dispersionsphasenmaterials)
und der vertikalen (parallel zur Ausrichtung der gestreckten Strukturen
des Dispersionsphasenmaterials) Richtung gemessen. Die Ausbeute
ist ein Maß für die Helligkeit
als Funktion des Betrachtungswinkels für gebündeltes einfallendes Licht,
welches relativ zu einem Lambert'schen
Strahler normalisiert ist. Die Ergebnisse für die horizontale und die vertikale
Richtung sind in 10 dargestellt. Das mittlere
Reflexionsvermögen
dieses Films von 400 bis 700 nm betrug 88,2 %.
