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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine UV-härtbare Harzzusammensetzung
für eine
Fresnel-Linse, eine
Fresnel-Linse und einen Rückprojektionsbildschirm.
Die Erfindung betrifft insbesondere eine UV-härtbare Harzzusammensetzung
für eine
Fresnel-Linse, die eine gute Adhäsion
an einer Folie oder Platte zeigt, welche aus einem Homopolymer aus
Methylmethacrylat oder einem Copolymer aus Methylmethacrylat mit
einem oder mehreren anderen Acrylat(en) oder Methacrylat(en) (hier
nachstehend gemeinsam als Methylmethacrylat-(Co)polymer bezeichnet) besteht; eine
Fresnel-Linse, die ein Harz, das durch UV-Härtung der Zusammensetzung in
situ auf der Folie oder Platte gebildet wird, umfasst; und einen
Rückprojektionsbildschirm, der
eine Folie oder Platte umfasst, die die Fresnel-Linse trägt.
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BESCHREIBUNG
DES STANDES DER TECHNIK
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Die
Fresnel-Linse, die bisher zur Herstellung eines Rückprojektionsbildschirms
verwendet wurde, wird typischerweise hergestellt, indem eine UV-härtbare Harzzusammensetzung
zwischen eine Form und eine transparente Harzfolie oder -platte
aus einem Methylmethacrylat-(Co)polymer
gegossen wird und die Harzzusammensetzung mit ultraviolettem Licht
belichtet und dadurch gehärtet
wird.
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Mit
dem neueren Trend hin zu verringerter Dicke von Projektionsfernsehgeräten besteht
ein Bedarf an Harzen mit hohen Brechungsindizes und dementsprechend
wurde eine Vielzahl an UV-härtbaren
Harzzusammensetzungen vorgeschlagen (z. B. die japanischen Kokai-Veröffentlichungen
Hei-5-65318, Hei-5-155944, Hei-5-247156 und USP-5453452).
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Allerdings
sind die vorgeschlagenen UV-härtbaren
Harzzusammensetzungen bei der Adhäsion an einer Folie oder Platte,
die aus einem Methylmethacrylat-(Co)polymer hergestellt ist, nicht
zufriedenstellend und erfordern ein Grundiermittel auf der Folie
oder Platte. Darüber
hinaus weist die Linse, die aus einer beliebigen dieser UV-härtbaren
Harzzusammensetzungen hergestellt werden kann, das Problem der statischen
Abscheidung von Staubpartikeln auf.
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Als
Zusammensetzungen, die ohne die Unterstützung eines Grundiermittels
verwendet werden können
und dennoch eine verbesserte Adhäsion
an einer Folie oder Platte zeigen, wurden die folgenden Zusammensetzungen
1 und 2 vorgeschlagen. Andererseits wurde als Zusammensetzungen,
welche das oben genannte Problem der statischen Abscheidung von
Staubpartikeln löst,
die folgende Zusammensetzung 3 vorgeschlagen.
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- 1 Eine Zusammensetzung, die Diacrylat oder
Dimethacrylat eines Kohlenwasserstoffdiols mit niedrigem Molekulargewicht
umfasst (z. B. EP-0 510 754 A1).
- 2 Eine Zusammensetzung, die ein Epoxyacrylat oder -methacrylat
umfasst (z. B. japanische Kokai-Veröffentlichung Hei-5-310871).
- 3 Eine UV-härtbare
Harzzusammensetzung mit antistatischen Eigenschaften (z. B. japanische
Kokai-Veröffentlichungen
Hei-1-302201 und Hei-3-157412).
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Allerdings
hat jede dieser Zusammensetzungen 1 bis 3 den Nachteil, dass ein
Versuch zur Sicherstellung einer ausreichend hohen Adhäsion an
einer Folie oder Platte in einem reduzierten Brechungsindex und/oder
einer schlechten Kratzfestigkeit der Linsenoberfläche infolge
einer Versprödung
des Harzes resultiert, so dass es unmöglich war, eine Fresnel-Linse
zu erhalten, die allen Anforderungen von akzeptabler/akzeptablem
Adhäsion,
Brechungsindex und Kratzfestigkeit genügt.
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung
einer UV-härtbaren
Harzzusammensetzung, die fähig
ist, eine Fresnel-Linse bereit zu stellen, die in allen Parametern
von Adhäsion
an einer Folie oder Platte, Brechungsindex und Kratzfestigkeit zufriedenstellend
ist.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung
einer UV-härtbaren Harzzusammensetzung,
die fähig
ist, eine Fresnel-Linse bereit zu stellen, die außerdem antistatische
Eigenschaften hat.
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Noch
eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung
einer Fresnel-Linse, die alle oben genannten Charakteristika aufweist.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung
eines Rückprojektionsbildschirms,
der eine Fresnel-Linsen-Folie oder Fresnel-Linsen-Platte umfasst,
die eine Fresnel-Linse mit allen wünschenswerten Charakteristika
aufweist.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die
obigen Aufgaben wurden durch die vorliegende Erfindung gelöst, die
die/den folgende(n) UV-härtbare
Harzzusammensetzung [1a]; Fresnel-Linse [2a] und Rückprojektionsbildschirm
[3a] bereitstellt.
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[1a] UV-härtbare Harzzusammensetzung
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Eine
UV-härtbare
Harzzusammensetzung für
eine Fresnel-Linse zur Verwendung bei der Bildung einer Fresnel-Linse
auf einer Folie oder Platte aus einem Methylmethacrylat-(Co)polymer, wobei
die Harzzusammensetzung umfasst
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- (A1) ein Acrylat oder Methacrylat (hier nachstehend
gemeinsam als (Meth)acrylat bezeichnet), welches eine Hydroxylgruppe
und einen aromatischen Ring enthält;
- (A2) ein eine Urethangruppe enthaltendes (Meth)acrylat, das
eine aromatische Dioleinheit (a1) der nachstehenden allgemeinen
Formel: aufweist,
wobei Ph eine 1,4-Phenylengruppe darstellt, R1,
R2 und R3 jeweils
ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe darstellen, m und n jeweils
eine ganze Zahl von 1 bis 15 darstellen und (m+n) gleich 2 bis 20 ist;
- (A3) ein monofunktionelles (Meth)acrylat, das einen aromatischen
Ring enthält;
und
- (B) einen Photopolymerisationsinitiator.
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[2a] Fresnel-Linse
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Eine
Fresnel-Linse, umfassend ein Harz, das durch UV-Härtung der
Zusammensetzung [1a] in situ auf einer Folie oder Platte aus einem
Methylmethacrylat-(Co)polymer gebildet ist.
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[3a] Rückprojektionsbildschirm
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Ein
Rückprojektionsbildschirm,
umfassend eine Fresnel-Linsen-Folie oder Fresnel-Linsen-Platte, welche die
Fresnel-Linse [2a] trägt,
die auf einer Folie oder Platte aus einem Methylmethacrylat-(Co)polymer
angeordnet ist.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist ein Querschnitt, der
ein Beispiel eines Rückprojektionsbildschirms
zeigt. In 1 steht das Bezugszeichen 1 für einen
Rückprojektionsbildschirm, 2 für eine Fresnel-Linsen-Folie
oder Fresnel-Linsen-Platte, 3 für eine lentikuläre Linsenfolie, 4 für eine Licht-absorbierende
Schicht, 5 für
eine Fresnel-Linse und 6 für eine Folie oder Platte aus
einem Methylmethacrylat-(Co)polymer.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Die
Zusammensetzung [1a] der vorliegenden Erfindung ist eine UV-härtbare Harzzusammensetzung zur
Verwendung bei der Bildung einer Fresnel-Linse auf einer Folie oder
Platte, die aus einem Methylmethacrylat-(Co)polymer besteht, nämlich aus
einem Homopolymer aus Methylmethacrylat oder einem Copolymer aus
Methylmethacrylat mit einem oder mehreren anderen (Meth)acrylat(en).
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Die
Zusammensetzung [1a] ist eine UV-härtbare Harzzusammensetzung
des eine Urethangruppe enthaltenden (Meth)acrylat-Typs, die mit
einem Phosphat (C2) ergänzt
sein kann. Bei dieser Zusammensetzung ist das durch UV-Strahlungshärtung gebildete
Harz ein (Meth)acrylatharz.
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Das
eine Urethangruppe enthaltende (Meth)acrylat (A2) in der Zusammensetzung
[1a] der Erfindung weist eine aromatische Dioleinheit (a1) auf.
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Das
aromatische Diol (a1) ist ein Additionsprodukt eines Bisphenol mit
Alkylenoxid, wie es aus der obigen allgemeinen Formel (1) zu ersehen
ist.
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Das
oben erwähnte
Bisphenol umfasst solche Spezies wie Bisphenol A, Bisphenol F und
Bisphenol AD.
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Das
Alkylenoxid umfasst solche Spezies, wie Ethylenoxid (abgekürzt EO),
Propylenoxid (abgekürzt PO),
und diese können
in Kombination unter Erhalt eines statistischen EO-PO-Additionsproduktes
oder eines EO-PO-Block-Additionsproduktes verwendet werden.
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Jedes
m und n in der allgemeinen Formel (1), die beide die Anzahl der
Mol an zugesetztem Alkylenoxid darstellen, ist eine ganze Zahl von üblicherweise
1 bis 15 und vorzugsweise 1 bis 7, und (m+n) ist üblicherweise
2 bis 20 und vorzugsweise 2 bis 12. Wenn (m+n) in diesem Bereich
liegt, wird die Kratzfestigkeit der Linse, die durch Härten der
Zusammensetzung verfügbar
ist, gut sein und der Brechungsindex der gehärteten Zusammensetzung wird
hoch sein.
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Das
Additionsprodukt des Bisphenol mit Alkylenoxid kann typischerweise
nach einem bekannten Verfahren, wie ein Verfahren, bei dem EO und/oder
PO durch Additionsreaktion in der Gegenwart eines basischen Katalysators
an ein Bisphenol addiert werden, hergestellt werden.
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Die
Zusammensetzung [1a] der vorliegenden Erfindung umfasst, wie oben
beschrieben wurde, ein (Meth)acrylat, das eine Hydroxylgruppe und
einen aromatischen Ring enthält,
(A1), ein eine Urethangruppe enthaltendes (Meth)acrylat (A2), ein
(Meth)acrylat, das einen aromatischen Ring enthält, (A3) und einen Photopolymerisationsinitiator
(B) als essentielle Komponenten.
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Das
(Meth)acrylat, das eine Hydroxylgruppe und einen aromatischen Ring
enthält,
(A1) schließt
- (A11) 2-Hydroxy-3-phenoxypropyl(meth)acrylat,
- (A12) 2-Hydroxy-3-(2'-,
3'- oder 4'-methylphenoxy)propyl(meth)acrylat,
- (A13) (Meth)acryloyloxyethyl(meth)acryloyloxy-2-hydroxypropylphthalat,
und
- (A14) das Additionsprodukt eines Bisphenols (z. B. Bisphenol
A, Bisphenol F oder Bisphenol S)-glycidylether mit einem (Meth)acrylat
ein,
ist aber nicht darauf beschränkt.
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Unter
diesen sind das (A11) und das (A12), die beide niedrige Viskositätswerte
aufweisen, bevorzugt.
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Das
eine Urethangruppe enthaltende (Meth)acrylat (A2) schließt
- (A21) das Reaktionsprodukt eines organischen
Polyisocyanats (b2) mit einem eine Hydroxylgruppe enthaltenden (Meth)acrylat
(b3) und einem aromatischen Diol (a1),
- (A22) das Reaktionsprodukt von (b2) mit (b3) und einem von (a1)
und einer Dicarbonsäure
(a2) abgeleiteten Polyesterpolyol (b1),
- (A23) das Reaktionsprodukt von (b2) mit (b3) und der Kombination
von (a1) und (b1)
ein, ist aber nicht darauf beschränkt.
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Unter
diesen ist (A22) bevorzugt.
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Die
Dicarbonsäure
(a2) schließt
Maleinsäure,
Fumarsäure,
Bernsteinsäure,
Adipinsäure,
Phthalsäure, Isophthalsäure, Terephthalsäure und
die Säureanhydride
davon ein, ist aber nicht darauf beschränkt. Unter diesen sind Maleinsäure, Fumarsäure, Bernsteinsäure und
Adipinsäure
bevorzugt.
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Das
Polyesterpolyol (b1) kann aus einem aromatischen Diol (a1) und einer
Dicarbonsäure
(a2) unter den bekannten Veresterungsbedingungen erhalten werden.
Das OH/COOH-Äquivalentverhältnis zur
Herstellung des Polyesterpolyols (b1) liegt normalerweise bei 2,0
bis 1,05 und bevorzugt bei 2,0 bis 1,5.
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Das
Diol als ein Bestandteil eines eine Urethangruppe enthaltenden (Meth)acrylats
(A2) ist das (a1) und/oder das (b1), aber wo es notwendig ist, kann
ein drittes Diol in Verbindung verwendet werden. Das dritte Diol
ist bevorzugt eines mit einem Molekulargewicht von nicht mehr als
400. Die Verwendung eines Diols mit einem Molekulargewicht von mehr
als 400 ist nicht wünschenswert,
da der Brechungsindex ernsthaft erniedrigt wird.
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Das
dritte Diol schließt
Ethylenglycol, Propylenglycol, Neopentylglycol, 3-Methyl-1,5-pentandiol, 1,4-Butandiol,
1,6-Hexandiol, Polyethylenglycol (Polymerisationsgrad: 2 bis 9),
Polypropylenglycol (Polymerisationsgrad: 2 bis 6), und Polycaprolactondiol
(Polymerisationsgrad: 2 oder 3) ein, ist aber nicht darauf beschränkt.
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Der
Anteil des dritten Diols, wenn es verwendet wird, liegt im Allgemeinen
bei nicht mehr als 30 Gew.-% und bevorzugt bei nicht mehr als 10
Gew.-%, basierend auf dem Gewicht von (a1).
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Das
organische Polyisocyanat (b2) als ein Bestandteil des eine Urethangruppe
enthaltenden (Meth)acrylats (A2) schließt
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- (b21) 2,4-Tolylendiisocyanat,
- (b22) 2,6-Tolylendiisocyanat,
- (b23) Xylylendiisocyanat,
- (b24) 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat,
- (b25) Isophorondiisocyanat,
- (b26) Dicyclohexylmethandiisocyanat,
- (b27) Hexamethylendiisocyanat, und
- (b28) die Modifizierungsprodukte davon (z. B. Carbodiimide,
Urethodione, Biurete, Isocyanurate, usw.)
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ein,
ist aber nicht darauf beschränkt.
Zudem können
optionale Kombinationen der obigen Verbindungen auch genannt werden.
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Unter
diesen sind (b21), (b22), (b23) und (b24) und Kombinationen von
zwei oder mehreren von diesen bevorzugt.
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Das
eine Hydroxylgruppe enthaltende (Meth)acrylat (b3) als ein Bestandteil
des eine Urethangruppe enthaltenden (Meth)acrylats (A2) schließt
- (b31) 2-Hydroxyethyl(meth)acrylat,
- (b32) 2-Hydroxypropyl(meth)acrylat,
- (b33) 4-Hydroxybutyl(meth)acrylat,
- (b34) 2-Hydroxy-3-butoxypropyl(meth)acrylat, und
- (b35) 2-Hydroxy-3-phenoxypropyl(meth)acrylat
ein, ist
aber nicht darauf beschränkt.
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Unter
diesen sind (b31) und (b32) bevorzugt.
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Es
besteht keine besondere Beschränkung
in Bezug auf das Herstellungsverfahren von (A2), aber ein typisches
Verfahren umfasst Umsetzen von (a1) und/oder (b1) mit (b2) in der
bekannten Weise für
Urethan-Bildungsreaktion und dann Umsetzen mit (b3).
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Das
Zahlenmittel des Molekulargewichts eines eine Urethangruppe enthaltenden
(Meth)acrylats (A2) beträgt
im Allgemeinen 2.000 bis 10.000 und bevorzugt 3.000 bis 8.000. Wenn
das Zahlenmittel des Molekulargewichts innerhalb des Bereichs von
2.000 bis 10.000 liegt, wird eine ausreichende Flexibilität erhalten
und die Viskosität
der Harzzusammensetzung wird geeignet sein, keinen Lufteinschluss
zu verursachen, wodurch die Linsenfunktionen sichergestellt werden.
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Der
Brechungsindex (25°C)
von (A2) liegt im Allgemeinen bei nicht weniger als 1,52 und bevorzugt
bei nicht weniger als 1,53.
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Das
monofunktionelle (Meth)acrylat, das einen aromatischen Ring enthält, (A3)
schließt
- (A31) Phenyl(meth)acrylat,
- (A32) Benzyl(meth)acrylat,
- (A33) ein (Meth)acrylat eines Additionsproduktes von Phenol
mit EO und/oder PO (Molzahl an zugegebenem EO und/oder PO: 1 bis
6),
- (A34) ein (Meth)acrylat eines Additionsproduktes von Nonylphenol
mit EO und/oder PO (Molzahl an zugegebenem EO und/oder PO: 1 bis
6), und
- (A35) ein (Meth)acrylat eines Additionsproduktes von Dodecylphenol
mit EO und/oder PO (Molzahl an zugegebenem EO und/oder PO: 1 bis
6)
ein, ist aber nicht darauf beschränkt.
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Unter
diesen sind (A33), (A34) und eine Kombination davon bevorzugt.
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Die
Zusammensetzung [1a] der vorliegenden Erfindung kann 20 bis 60 Gew.-%
von (A1) und bevorzugt 30 bis 50 Gew.-%, 10 bis 50 Gew.-%. von (A2)
und bevorzugt 20 bis 40 Gew.-%, und 5 bis 50 Gew.-% von (A3) und
bevorzugt 10 bis 40 Gew.-% enthalten.
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Unter
Verwendung von (A1) in einem Anteil von 20 bis 60 Gew.-% ist es
möglich,
eine zufriedenstellende Adhäsion
an einer Folie oder Platte und die geeignete Viskosität zur Verhinderung
von Lufteinschluss beim Formen zu erhalten, um die Linsenfunktionen
sicherzustellen.
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Unter
Verwendung von (A2) in einem Anteil von 10 bis 50 Gew.-% ist es
möglich,
Flexibilität
und Kratzfestigkeit und auch die geeignete Viskosität zur Verhinderung
von Lufteinschluss beim Formen zu erhalten, um die Linsenfunktionen
sicherzustellen.
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Die
Verwendung von (A3) in einem Anteil von 5 bis 50 Gew.-% wird eine
geeignete Viskosität
und Adhäsion
an einer Folie oder Platte sicherstellen.
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In
der Zusammensetzung [1a] der vorliegenden Erfindung zeigt das eine
Urethangruppe enthaltende (Meth)acrylat (A2), wenn es alleine vorhanden
ist, antistatische Eigenschaften, aber es gibt Fälle, bei welchen (A2) alleine
nur unzulängliche
antistatische Eigenschaften sicherstellt. Um ausreichende antistatische
Eigenschaften mit (A2) alleine zu realisieren, muss es in einem
erhöhten
Anteil eingebracht werden, aber es ruft gelegentlich eine Verschlechterung
der Adhäsion
hervor.
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In
solchen Fällen
können,
wo es notwendig ist, die antistatischen Eigenschaften durch die
Verwendung eines Phosphats (C2) der folgenden allgemeinen Formel
(2) in Kombination mit (A2) verbessert werden, wobei die aufgabengemäße Leistung
erhalten werden kann. Dieses Phosphat (C2) trägt zur Verbesserung der Kratzfestigkeit
der gehärteten
Zusammensetzung bei und fungiert gleichzeitig als ein Formtrennmittel,
wobei R einen Alkylrest darstellt,
der 5 bis 16 Kohlenstoffatome enthält, s eine ganze Zahl von 1
bis 4 darstellt, t eine ganze Zahl von 1 oder 2 darstellt.
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Betreffend
die allgemeine Formel (2) ist R ein Alkylrest, der 5 bis 16 Kohlenstoffatome
enthält.
Wenn R im obigen Bereich der Kohlenstoffatomanzahl liegt, kann eine
ausreichende antistatische Leistung erhalten werden.
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Das
Symbol s steht für
eine ganze Zahl von 1 bis 4. Wenn s gleich Null ist, wird das Phosphat
(C2) in der Zusammensetzung der Erfindung unlöslich sein oder, wenn es sogar
löslich
ist, wird es während
der Lagerung zu einer Trennung neigen. Wenn der Wert von s bei 5
oder höher
liegt, werden die erforderlichen antistatischen Eigenschaften nicht
vollständig
zu Tage treten.
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Das
Symbol t stellt eine ganze Zahl von 1 oder 2 dar. Wenn t gleich
Null ist, wird (C2) in der Zusammensetzung [1a] der Erfindung unlöslich bleiben.
Wenn t gleich 3 ist, werden antistatische Eigenschaften nicht vollständig zu
Tage treten.
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Das
Phosphat (C2) kann erhalten werden, indem EO in einer bekannter
Weise an einen aliphatischen Alkohol mit 5 bis 16 Kohlenstoffatomen
addiert wird und das Additionsprodukt weiter entweder mit Phosphorsäure oder
einem Derivat davon (z. B. Diphosphorpentoxid) umgesetzt wird.
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Der
aliphatische Alkohol mit 5 bis 16 Kohlenstoffatomen, der oben genannt
wird, ist ein geradkettiger einwertiger Alkohol oder ein verzweigter
einwertiger Alkohol, der n-Hexylalkohol, n-Octylalkohol, 2-Ethylhexylalkohol
und n-Laurylalkohol einschließt,
um nur einige bevorzugte Spezies zu nennen.
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Der
Anteil des Phosphats (C2), wenn es verwendet wird, in der Zusammensetzung
[1a] der vorliegenden Erfindung beträgt bevorzugt 0,1 bis 2,0 Gew.-%
und stärker
bevorzugt 0,3 bis 1,5 Gew.-%. Durch die Verwendung des Anteils von
0,1 bis 2,0 Gew.-% an (C2) werden merkliche antistatische Eigenschaften
und eine Adhäsion
an einer Folie und Platte sichergestellt.
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Es
kann neben anderen Zwecken zur Verbesserung der Adhäsion gegebenenfalls
zudem ein Weichmacher (C3) mit einem Löslichkeitsparameter im Bereich
von 10,0 bis 11,5 in die Zusammensetzung [1a] der vorliegenden Erfindung
eingebracht werden.
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Der
Löslichkeitsparameter
(abgekürzt
SP, engl. „solubility
parameter") des
Weichmachers (C3) beträgt 10,0
bis 11,5 und bevorzugt 10,5 bis 11,2. Ein SP-Wert von (C3) innerhalb
des obigen Bereiches wird eine Verbesserung bei der Adhäsion realisieren.
Die in dieser Beschreibung genannten SP-Werte sind die Werte, welche
gemäß Polymer
Engineering and Science, 14 (2), 147 (1974) berechnet wurden.
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Der
Weichmacher (C3) schließt
die folgenden Spezies ein, ist aber nicht darauf beschränkt.
| – Dimethylphthalat | (SP
10,90) |
| – Diethylphthalat | (SP
10,54) |
| – Dibutylphthalat | (SP
10,07) |
| – Butylbenzylphthalat | (SP
10,74) |
| – Dicyclohexylphthalat | (SP
10,39) |
| – Ethylphthalylethylglycolat | (SP
10,75) |
| – Butylphthalylbutylglycolat | (SP
10,17) |
| – Triphenylphosphat | (SP
10,73) |
| – Tricresylphosphat | (SP
10,46) |
| – Diphenylcresylphosphat | (SP
10,54) |
| – Polyethylenglycoldibenzoat
(Polymerisationsgrad von Ethylenglycol: 1 bis 12) | (SP
11,15 bis 10,02) |
| – Polypropylenglycoldibenzoat
(Polymerisationsgrad von Propylenglycol: 1 bis 4) | (SP
10,89 bis 10,04) |
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Unter
diesen sind Spezies mit hohen Brechungsindizes, wie Dimethylphthalat,
Butylbenzylphthalat, Triphenylphosphat, Tricresylphosphat und Diphenylcresylphosphat,
bevorzugt.
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Der
Anteil an Weichmacher (C3), wenn er verwendet wird, in der Zusammensetzung
[1a] der vorliegenden Erfindung beträgt 1 bis 20 Gew.-% und bevorzugt
3 bis 15 Gew.-%. Durch eine Verwendung von (C3) im Anteil von 1
bis 20 Gew.-% kann eine ausreichende Verbesserung bei der Adhäsion an
einer Folie oder Platte erhalten werden und die Härte der
gehärteten
Zusammensetzung wird ausreichend sein, um der Linse Formbeständigkeit
zu verleihen.
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Wo
dies notwendig ist, können
in der Zusammensetzung [1a] der vorliegenden Erfindung ein oder mehrere
(Meth)acrylatmonomer(e) verschieden von (A1), (A2) und (A3) verwendet
werden.
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Die
anderen oben genannten (Meth)acrylatmonomere können zum Beispiel die folgenden
Spezies sein.
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- – Tetrahydrofurfuryl(meth)acrylat
- – Methoxyethyl(meth)acrylat
- – Ethoxyethyl(meth)acrylat
- – Butoxyethyl(meth)acrylat
- – Glycidyl(meth)acrylat
- – Isobornyl(meth)acrylat
- – 2-Hydroxyethyl(meth)acrylat
- – 2-Hydroxypropyl(meth)acrylat
- – 4-Hydroxybutyl(meth)acrylat
- – 2-Hydroxy-3-butoxypropyl(meth)acrylat
- – Ethylenglycoldi(meth)acrylat
- – 1,2-
oder 1,3-Propylenglycoldi(meth)acrylat
- – Diethylenglycoldi(meth)acrylat
- – 1,6-Hexandioldi(meth)acrylat
- – Neopentylglycoldi(meth)acrylat
- – Di(meth)acrylat
eines Bisphenols (z. B. Bisphenol A, Bisphenol F oder Bisphenol
S) oder Di(meth)acrylat des Additionsprodukts des Bisphenols mit
Alkylenoxid
- – Trimethylolpropantri(meth)acrylat
- – Pentaerythritoltetra(meth)acrylat
- – Dipentaerythritolhexa(meth)acrylat
- – Alkylenoxid-modifiziertes
Trimethylolpropantri(meth)acrylat
- – Alkylenoxid-modifiziertes
Pentaerythritoltetra(meth)acrylat
- – Alkylenoxid-modifiziertes
Dipentaerythritolhexa(meth)acrylat
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Der
Anteil von (einem) solchen anderen (Meth)acrylatmonomer oder -monomeren
am kombinierten Gesamtgewicht von (A1), (A2) und (A3) beträgt normalerweise
nicht mehr als 30 Gew.-% und bevorzugt nicht mehr als 20 Gew.-%.
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Der
Photopolymerisationsinitiator (B) als eine essentielle Komponente
der Zusammensetzung [1a] der vorliegenden Erfindung schließt Benzoinalkylether,
Benzyldimethylketal, 1-Hydroxycyclohexylphenylketon, 2-Hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-on,
Benzophenon, Methylbenzoylformiat, Isopropylthioxanthon ein, ist aber
nicht darauf beschränkt.
Diese können
kombiniert verwendet werden.
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Der
Anteil des Photopolymerisationsinitiators (B) beträgt normalerweise
0,1 bis 10 Gew.-% und bevorzugt 0,5 bis 6 Gew.-%, bezogen auf das
Gesamtzusammensetzungsgewicht der Zusammensetzung [1a].
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Wo
dies notwendig ist, können
ein thermischer Polymerisationsinhibitor, ein Antischaummittel,
ein Egalisierhilfsmittel, ein Kupplungsmittel, ein Antistatikum,
ein ultraviolett-absorbierendes Mittel und andere bekannte Zusatzstoffe
selektiv in die Zusammensetzung [1a] eingebracht werden.
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Die
Viskosität
der Zusammensetzung [1a] gemäß der vorliegenden
Erfindung beträgt
bei der Gießtemperatur
bevorzugt 500 bis 5.000 cps. Wenn die Viskosität beim Gießen innerhalb des vorstehenden
Bereichs liegt, werden im Formteil keine Luftzellen eingeschlossen
sein und folglich werden die Funktionen nicht beeinträchtigt.
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Die
Brechungsindizes (25°C)
der gehärteten
Harze aus der Zusammensetzung [1a] der vorliegenden Erfindung sind
normalerweise nicht kleiner als 1,54 und bevorzugt nicht kleiner
als 1,55. Die spezifischen Oberflächenwiderstände dieser gehärteten Harze
betragen darüber
hinaus normalerweise nicht mehr als 1013 Ω und bevorzugt
nicht mehr als 1012 Ω. Da die Zusammensetzung [1a]
der vorliegenden Erfindung demnach so maßgeschneidert werden kann,
dass sie gehärtete
Harze mit Brechungsindizes von nicht kleiner als 1,54 liefert, können ausreichend
kurze Brennweiten realisiert werden, wenn sie bei der Herstellung
einer Fresnel-Linse
angewendet werden. Da die Zusammensetzungen mit antistatischen Eigenschaften
ausgestattet sind, wird darüber
hinaus beim Zusammenbau einer Linsenfolie oder Linsenplatte keine
statische Elektrizität
erzeugt, so dass eine verbesserte Handhabungsverarbeitungsfähigkeit
ohne Staubabscheidungen erwartet werden kann.
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Die
Zusammensetzung [1a] der vorliegenden Erfindung kann durch UV-Bestrahlung
gehärtet
werden. Es besteht keine besondere Beschränkung beim Typ der UV-Bestrahlungsvorrichtung,
allerdings kann eine Hochdruckquecksilberlampe oder eine Metallhalogenidlampe
als eine Strahlungsquelle verwendet werden.
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Wie
in 1 gezeigt wird, umfasst
der Rückprojektionsbildschirm 1 der
Erfindung eine Folie oder Platte 6, die aus einem Methylmethacrylat-(Co)polymer
hergestellt ist, und die Fresnel-Linse 5,
die durch UV-Härten
der Zusammensetzung [1a] der Erfindung in situ an der Lichtaustrittsoberfläche der
Folie oder Platte 6 gebildet wird, und eine lentikuläre Linsenfolie 3,
die lentikuläre
Linsen umfasst, die sowohl an den Einfalls- als auch den Austrittsoberflächen angeordnet
sind, und mit einer lichtabsorbierenden Schicht 4 in den
nicht-lichtkonvergierenden (nicht-lichtaussendenden) Zonen ausgestattet
ist, welche auf der Austrittsoberfläche gebildet werden, wenn das
projizierte Licht durch die lentikulären Linsen an der Einfallsoberfläche so konvergiert
wird, dass die Fresnel-Linse 5 mit den lentikulären Linsen
an der Einfallsoberfläche
der lentikulären
Linsenfolie 3 angrenzend ist.
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Die
Fresnel-Linse 5 wird direkt auf der Folie oder Platte 6 durch
UV-Härten
der Zusammensetzung [1a] ohne Zwischenanordnung einer Klebeschicht,
wie einer Grundiermittelschicht auf der Folie oder Platte 6,
gebildet.
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Die
Folie oder Platte, die so durch darauf Anordnen der Fresnel-Linse
der vorliegenden Erfindung aufgebaut wird, kann in der Beschreibung
als Fresnel-Linsen-Folie oder Fresnel-Linsen-Platte bezeichnet werden.
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Der
Rückprojektionsbildschirm 1 der
vorliegenden Erfindung umfasst die Fresnel-Linsen-Folie oder Fresnel-Linsen-Platte 2,
die die Fresnel-Linse 5 trägt, die durch Härten der
Zusammensetzung [1a] der Erfindung gebildet wird, und zusätzlich zu
der Verwendung in Kombination mit der lentikulären Linsenfolie 3,
was in 1 veranschaulicht
ist, kann sie in Kombination mit verschiedenen anderen alternativen
Schirmlinsenfolien verwendet werden.
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Die
Folie oder Platte 6 ist hergestellt aus einem Methylmethacrylat-(Co)polymer,
nämlich
einem Homopolymer aus Methylmethacrylat oder einem Copolymer aus
Methylmethacrylat mit einem oder mehreren anderen Alkyl(meth)acrylat(en),
wobei die Anzahl der Kohlenstoffatome der Alkyleinheit normalerweise
1 bis 18 ist.
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Der
Methylmethacrylatgehalt der Folie oder Platte ist normalerweise
nicht niedriger als 70 Gew.-% und bevorzugt nicht niedriger als
80 Gew.-%. Wenn der Anteil an Methylmethacrylat innerhalb dieses
Bereichs liegt, wird eine adäquate
Adhäsion
an der gehärteten
Zusammensetzung der Erfindung gewährleistet sein.
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Die
Folie oder die Platte 6 aus Methylmethacrylat-(Co)polymer
kann nach der bekannten Formungstechnik, wie Spritzgießen, Extrusionsformen
oder Gießen,
gebildet werden.
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Die
Dicke der Folie oder Platte kann im Bereich von 0,5 bis 5 mm liegen.
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Die
Herstellung der Fresnel-Linsen-Folie oder Fresnel-Linsen-Platte
kann typischerweise nach einem Verfahren durchgeführt werden,
welches Auftragen der Zusammensetzung [1a] der Erfindung auf eine
Fresnel-Linsenform, Anordnen der Folie oder Platte auf der Zusammensetzung
unter Druckanwendung, um einen Lufteinschluss zu vermeiden, Bestrahlen
der Anordnung mit ultraviolettem Licht zum Härten der Zusammensetzung [1a],
gefolgt von Ablösen
aus der Form, umfasst.
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BEISPIELE
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Die
folgenden Beispiele veranschaulichen die vorliegende Erfindung genauer
und sollten keineswegs zur Definition des Schutzumfangs dienen.
In den Beispielen sind alle Teile auf das Gewicht bezogen.
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Synthesebeispiele 1 bis
3
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Unter
Verwendung der Komponenten (a1), (a2), (b2) und (b3) gemäß den in
Tabelle 1 gezeigten Rezepturen (Gewichtsverhältnissen) wurde über das
folgende Verfahren ein eine Urethangruppe enthaltendes Acrylat (A2–1 bis A2–3) hergestellt.
Der Brechungsindex (25°C)
von jeder Folie wurde mit einem Abbe-Refraktometer (hergestellt
von Atago) bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
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Syntheseverfahren
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Ein
Vierhalskolben, der mit einem Rührer,
Kühler
und Thermometer ausgestattet war, wurde mit den angegebenen Mengen
an (a1) und (a2) und 0,025 Teilen Dibutylzinnoxid beschickt und
die dehydratisierende Veresterungsreaktion wurde bei 10 mmHg und
200°C für 8 Stunden
durchgeführt.
Zum so erhaltenen Polyester (b1) wurde die angegebene Menge an (b2)
gegeben und die Umsetzung wurde zudem bei 80 bis 90°C für 2 Stunden
durchgeführt.
Dann wurde die angegebene Menge an (b3) zugegeben und die Umsetzung
wurde zudem bei 80 bis 90°C
für 3 Stunden
durchgeführt.
In dieser Weise wurden eine Urethangruppe enthaltende Acrylate (A2–1 bis A2–3) synthetisiert.
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In
der Tabelle steht EO für
Ethylenoxid und PO für
Propylenoxid. Synthesevergleichsbeispiele 1 und 2
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Unter
Verwendung des Diols, (b2) und (b3) gemäß den in Tabelle 2 gezeigten
Rezepturen (Gewichtsverhältnissen)
wurden eine Urethangruppe enthaltende Kontroll-Acrylate (UA–1 und UA–2) über das
folgende Synthesevergleichsverfahren synthetisiert. Der Brechungsindex
(25°C) von
jedem synthetisierten eine Urethangruppe enthaltenden Acrylat ist
in Tabelle 2 gezeigt.
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Synthesevergleichsverfahren
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Der
selbe Reaktor, der für
das oben beschriebene Syntheseverfahren verwendet wurde, wurde mit den
angegebenen Mengen an Diol und (b2) beschickt und die Umsetzung
wurde bei 80 bis 90°C
für 2 Stunden durchgeführt. Dann
wurde die angegebene Menge an (b3) zugegeben und die Umsetzung wurde
zudem bei 80 bis 90°C
für 3 Stunden
durchgeführt.
In dieser Weise wurden eine Urethangruppe enthaltende Acrylate (UA–1 und UA–2) erhalten.
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Beispiele 1 bis 5
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Gemäß den in
Tabelle 3 gezeigten Rezepturen (Gewichtsverhältnissen) wurden Harzzusammensetzungen
[1a] der Erfindung (Beispiele 1 bis 5) hergestellt. Die Viskosität von jeder
Probe bei 35°C
wurde mit einem BL-Viskosimeter (hergestellt von Tokyo Keiki) gemessen.
Außerdem
wurden Filme mit 50 μm
hergestellt und mit 1000 mJ/cm2 ultraviolettem
Licht bestrahlt, wobei gehärtete
Filme erhalten wurden, und der Brechungsindex von jedem gehärteten Film
bei 25°C
wurde bestimmt. Die Viskosität
(35°C) und
der Brechungsindex von jedem Film sind in Tabelle 4 gezeigt.
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Vergleichsbeispiele 1 bis
3
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Gemäß den in
Tabelle 3 gezeigten Rezepturen (Gewichtsverhältnissen) wurden Vergleichsharzzusammensetzungen
hergestellt (Vergleichsbeispiele 1 bis 3). Die Viskosität (35°C) und der
Brechungsindex von jeder gehärteten
Zusammensetzung sind in Tabelle 4 gezeigt.
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Testbeispiel 1
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Unter
Verwendung der Harzzusammensetzungen der Beispiele 1 bis 5 und der
Vergleichsbeispiele 1 bis 3 wurden über das folgende Testverfahren
Fresnel-Linsen hergestellt und auf Adhäsion an einer Folie, Ablösbarkeit
aus der Form und Kratzfestigkeit getestet. Die Ergebnisse sind in
Tabelle 4 gezeigt.
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Testverfahren
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Jede
der in Tabelle 3 gezeigten UV-härtbaren
Harzzusammensetzungen wurde in einer Dicke von 50 bis 150 μm durch den
Dispenser, der bei 35°C
kontrolliert wurde, auf eine Chromplattierte Fresnel-Linsenform (50
cm × 50
cm) aufgetragen und eine 2 mm dicke Folie, die aus einem Methylmethacrylat-Copolymer
(Sumipex HT (Handelsname), hergestellt von Sumitomo Chemical) bestand,
wurde auf der verteilten Harzzusammensetzung in der Form unter Anwendung
von Druck angeordnet, wobei vorsichtig gearbeitet wurde, um einen Lufteinschluss
zu vermeiden. Dann wurde das UV-härtbare Harz unter Verwendung
einer Hochdruckquecksilberlampe mit 1.000 mJ/cm2 UV-Licht
gehärtet
und die Form wurde dann unter Bereitstellung einer Fresnel-Linse
abgelöst.
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Die
Ablösbarkeit
aus der Form und die Leistungsparameter jeder Fresnel-Linse wurden
wie folgt bewertet.
- (1) Ablösbarkeit aus der Form: Die
Einfachheit der Ablösung
aus der Form bei der Herstellung der Fresnel-Linse.
Kriterien:
O:
Leicht abzulösen
X:
Schwierig abzulösen
mit anschließender
Verformung
- (2) Lufteinschluss: Vorliegen oder Fehlen von Luftzellen in
der Fresnel-Linse.
Kriterien:
O: Keine Luftzellen
X:
Luftzellen
- (3) Adhäsion:
Der Adhäsionsgrad
der UV-gehärteten
Harzzusammensetzung an der Folie.
Die Probe wird mit einem
Messer mit 1 mm/Pitch (10 × 10)
kreuzschraffiert und ein Cellophanband wird darauf platziert und
in einem Winkel von 90 Grad abgezogen. Der Abblätterungsgrad des gehärteten Harzes
von der Folie wird bewertet.
Kriterien:
O: Nicht abgeblättert
X:
Abgeblättert
- (4) Kratzfestigkeit: Verkratzbarkeit der Fresnel-Linse
Kriterien:
O:
Kratzen mit dem Fingernagel lässt
keine Markierung zurück
X:
Kratzen mit dem Fingernagel lässt
eine Markierung zurück
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In
der Tabelle bedeutet jede Komponente das Folgende:
| Aronix
M–5700: | 2-Hydroxy-3-phenoxypropylacrylat, |
| (Handelsname) | hergestellt
von Toagosei Chemical Industry Co. Ltd. |
| Aronix
M–101: | Phenoxydiethylenglycolacrylat, |
| (Handelsname) | hergestellt
von Toagosei Chemical Industry Co. Ltd. |
| Aronix
M–111: | Nonylphenoxyethylenglycolacrylat, |
| (Handelsname) | hergestellt
von Toagosei Chemical Industry Co. Ltd. |
| NK
Ester A–400: | Polyethylenglycoldiacrylat, |
| (Handelsname) | hergestellt
von Shin Nakamura Kagaku |
| Viscoat
195: | 1,4-Butandioldiacrylat, |
| (Handelsname) | hergestellt
von Osaka Yuki Kagaku |
| Darocur
1173: | 2-Hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-on, |
| (Handelsname) | hergestellt
von Ciba-Geigy |
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Beispiele 6 bis 10
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Gemäß den in
Tabelle 5 gezeigten Rezepturen (Gewichtsverhältnissen) wurden Harzzusammensetzungen
[1a], die jeweils einen Weichmacher (C3) enthielten, gemäß der Erfindung
(Beispiele 6 bis 10), hergestellt. Die Viskosität von jeder Probe bei 35°C wurde mit
einem BL-Viskosimeter (hergestellt von Tokyo Keiki) gemessen. Außerdem wurden
Filme mit 50 μm
hergestellt und mit 1000 mJ/cm2 ultraviolettem
Licht bestrahlt, wobei gehärtete
Filmproben erhalten wurden, und der Brechungsindex von jedem Film
bei 25°C
wurde bestimmt. Die Viskosität
(35°C) und
der Brechungsindex von jedem Film sind in Tabelle 6 gezeigt.
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Testbeispiel 2
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Unter
Verwendung der Harzzusammensetzungen der Beispiele 6 bis 10 wurden
gemäß dem gleichen Testverfahren
wie in Testbeispiel 1 Fresnel-Linsen hergestellt und auf Adhäsion an
einer Folie, Ablösbarkeit aus
der Form und Kratzfestigkeit bewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle
6 gezeigt.
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Synthesebeispiel 4
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Ein
Autoklav, der mit einem Rührer,
Kühler
und Thermometer ausgestattet war, wurde mit 558 Teilen Laurylalkohol
beschickt, gefolgt vom Zusatz von 264 Teilen Ethylenoxid bei 50°C und die
Umsetzung wurde bei 200°C
für 2 Stunden
durchgeführt.
Dem so erhaltenen Alkohol (822 Teile) wurden 137 Teile Diphosphorpentoxid
zugesetzt und die Umsetzung wurde zudem für 2 Stunden bei 80 bis 90°C durchgeführt, wobei
ein Phosphat (C2–1)
erhalten wurde.
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Synthesebeispiel 5
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In
demselben Autoklaven, wie er im Synthesebeispiel 4 verwendet wurde,
wurden 520 Teile Octylalkohol mit 176 Teilen Ethylenoxid bei 50°C und danach
mit 280 Teilen Diphosphorpentoxid umgesetzt, wobei ein Phosphat
(C2–2)
erhalten wurde.
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Synthesevergleichsbeispiel
3
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Ein
Vierhalskolben, der mit einem Rührer,
Kühler
und Thermometer ausgestattet war, wurde mit 400 Teilen Laurinsäure beschickt.
Nachdem 300 Teile Triethanolamin bei Raumtemperatur zugesetzt worden
waren, wurde die Umsetzung bei Raumtemperatur für 2 Stunden durchgeführt, wobei
Laurinsäuretriethanolaminsalz
(LA–1)
erhalten wurde.
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Beispiele 11 bis 15
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Gemäß den in
Tabelle 7 gezeigten Rezepturen (Gewichtsverhältnissen) wurden Harzzusammensetzungen
[1a] (Beispiele 11 bis 15), die jeweils ein Phosphat (C2) enthielten,
hergestellt. Die Viskosität
(35°C) von
jeder Zusammensetzung wurde mit einem BL-Viskosimeter (hergestellt
von Tokyo Keiki) gemessen. Außerdem
wurden 50 μm
dicke Filme hergestellt und mit ultraviolettem Licht mit 1000 mJ/cm2 bestrahlt, wobei gehärtete Filme erhalten wurden,
und der Brechungsindex (25°C)
von jedem gehärteten
Film wurde bestimmt. Die Viskosität (35°C) und die Werte des Brechungsindex
nach dem Härten
sind in Tabelle 8 gezeigt.
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Testbeispiel 3
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Unter
Verwendung der Harzzusammensetzungen der Beispiele 11 bis 15 wurden
nach dem gleichen Verfahren wie in Testbeispiel 1 Fresnel-Linsen
hergestellt und auf Adhäsion
an einer Folie, Ablösbarkeit
aus der Form und Kratzfestigkeit bewertet. Die Bewertung der antistatischen
Eigenschaften wurde über
das folgende Testverfahren durchgeführt. Die Ergebnisse sind in
Tabelle 8 gezeigt.
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Antistatischer
Test
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Nach
einer Konditionierung auf eine Temperatur von 25°C und eine Feuchtigkeit von
60 % wurde der spezifische Oberflächenwiderstand von jeder Fresnel-Linse
mit einem Ultra High Resistance Meter (hergestellt von Advantest)
gemessen.
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Die
UV-härtbare
Harzzusammensetzung der vorliegenden Erfindung für eine Fresnel-Linse hat die
folgenden Vorteile.
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- 1) Ausgezeichnete Adhäsion an einer Folie oder Platte,
die aus einem Methylmethacrylat-Homopolymer oder
einem Copolymer von Methylmethacrylat mit einem oder mehreren anderen
(Meth)acrylat(en) hergestellt ist.
- 2) Einfach zu einer Fresnel-Linse und anderen optischen Teilen
formbar.
- 3) Bereitstellung eines gehärteten
Harzes mit einem Brechungsindex in der Höhe von 1,54 oder höher und ausgezeichneter
chemischer Beständigkeit,
Zähigkeit,
Hitzebeständigkeit
und Kältebeständigkeit.
- 4) Das gehärtete
Harz ist hoch antistatisch.
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Mit
den oben genannten Vorteilen hat die Zusammensetzung der vorliegenden
Erfindung einen hohen Gebrauchswert als ein Material für eine Fresnel-Linse.
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Der
Rückprojektionsbildschirm
der vorliegenden Erfindung umfasst die Fresnel-Linsen-Folie oder Fresnel-Linsen-Platte,
die durch Härten
der obigen UV-härtbaren
Harzzusammensetzung gebildet wurde, und hat daher eine ausgezeichnete
Fresnel-Linse mit hoher Kratzfestigkeit.
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Daher
besteht keine Gefahr der Beschädigung
oder Verletzung sogar bei Kontakt mit anderen Linsenfolien während eines
Transports oder Zusammenbaus und es besteht nicht länger die
Notwendigkeit, die Oberfläche
zu behandeln, indem zum Beispiel Siliconöl oder dergleichen zwischen
die Fresnel-Linsen-Folie oder Fresnel-Linsen-Platte und die lentikuläre Linsenfolie
aufgetragen wird.
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Darüber hinaus
hat der Rückprojektionsbildschirm
der vorliegenden Erfindung eine hoch antistatische Fresnel-Linsenoberfläche, so
dass beim Zusammenbau keine Staubablagerung auftritt, was so zu
einer verbesserten Verarbeitbarkeit beiträgt.
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Da
der Brechungsindex des Rückprojektionsbildschirms
eine Höhe
von mindestens 1,54 aufweist, ist es außerdem möglich, Fresnel-Linsen mit kurzer
Brennweite herzustellen, wobei der Abstand zwischen dem Rückprojektionsbildschirm
und der Lichtquelle verringert wird, wodurch so die Planung und
Herstellung von kompakten Projektionsfernsehvorrichtungen mit großer Bildschirmgröße und geringem
Profil ermöglicht
wird.
