EP1660935A1 - Diffuser disk for lcd applications, method for the production and use thereof - Google Patents

Diffuser disk for lcd applications, method for the production and use thereof

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EP1660935A1
EP1660935A1 EP04732288A EP04732288A EP1660935A1 EP 1660935 A1 EP1660935 A1 EP 1660935A1 EP 04732288 A EP04732288 A EP 04732288A EP 04732288 A EP04732288 A EP 04732288A EP 1660935 A1 EP1660935 A1 EP 1660935A1
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EP
European Patent Office
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particles
scattering
weight
range
polymethyl methacrylate
Prior art date
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Ceased
Application number
EP04732288A
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German (de)
French (fr)
Inventor
Markus Parusel
Jann Schmidt
Herbert Groothues
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Roehm GmbH Darmstadt
Original Assignee
Roehm GmbH Darmstadt
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Filing date
Publication date
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    • G02B5/0242Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties the diffusion taking place within the volume of the element by means of dispersed particles
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
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    • C08L33/04Homopolymers or copolymers of esters
    • C08L33/06Homopolymers or copolymers of esters of esters containing only carbon, hydrogen and oxygen, which oxygen atoms are present only as part of the carboxyl radical
    • C08L33/10Homopolymers or copolymers of methacrylic acid esters
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Definitions

  • the present invention relates to lenses for LCD applications comprising at least one light-scattering polymethyl methacrylate layer, process for producing these lenses and use.
  • LCDs Liquid Crystal Displays
  • LCDs are often used as a display medium on computers. Recently, this technology has also been offered in television sets. In addition, LCDs are also used for the graphic display of navigation data in automobiles, aircraft and ships. The requirements for these monitors are correspondingly diverse. Many LCDs have one lighting unit in common, which is attached behind the actual LCD cell with the polarizing foils. Diffusers are often used between the lighting unit and the LCD cell, which distributes the light necessary for the display evenly over the LCD cell.
  • Disks suitable for this purpose which comprise mixtures of particles, are known per se.
  • JP 4-134440 describes rear projection screens which comprise particles with different refractive indices. As a result, the color tone is reproduced better.
  • JP 8-198976, JP 5-51480 and JP 2000-296580 describe such panes which can be used for lighting applications.
  • the plates mentioned above, which have scattering media, can in principle be used as a scattering disc.
  • known plates do not show a balanced property profile.
  • the brightness distribution achieved by known plates equipped with scattering media is often not optimal.
  • the optical properties, such as scattering power or intensity half-value angle or yellowness index, of many known impact-modified scattering plates have a temperature dependency.
  • the temperature dependency may be negligible in some applications.
  • the dashboards of automobiles are subject to strong temperature fluctuations. Among other things, measurable inhomogeneities occur at high temperatures. Despite these strong fluctuations, the spreading disc should ensure that the properties are as constant as possible.
  • the spreading discs should allow a high light yield with a very high scattering effect.
  • the lenses should allow a particularly neutral scattered light without color shift.
  • the colors generated by the LCD cells should only change slightly due to temperature fluctuations.
  • Another object of the present invention was to provide diffusing screens for LCD applications which have a particularly uniform brightness distribution.
  • the spreading discs should have the highest possible mechanical stability. Scratches on the plastic plate should not be visible or only slightly. In particular, damage should have little or no influence on the brightness distribution of the monitor provided with a lens.
  • the invention was based on the object of providing diffusers for LCD applications which can be produced particularly easily.
  • the spreading disks should be able to be produced in particular by extrusion.
  • Another object of the present invention was to provide diffusers which are simple in size and shape Requirements can be adjusted.
  • the spreading disks should be able to be processed using very cost-effective methods, for example using laser cutting systems.
  • Another object of the invention was that the lenses have a high durability, in particular a high resistance to UV radiation or weathering.
  • claim 24 provides a solution to the underlying problem.
  • diffusing screens for LCD applications to comprise at least one light-scattering polymethyl methacrylate layer, a polymethyl methacrylate matrix and 0.5% by weight to 59.5% by weight, based on the weight of the light-scattering polymethyl methacrylate layer, of spherical scattering particles (A) which have an average particle size V 50 in the range from 0.1 to 40 ⁇ m and a refractive index difference to the polymethyl methacrylate matrix in the range from 0.02 to 0.2, and 0.5% by weight to 59.5 %
  • the lenses of the present invention can be adapted to individual needs without the brightness distribution and / or the sensitivity to scratching being impaired as a result.
  • the spreading discs of the present invention allow high transmission and good spreading power.
  • the display on the lenses according to the invention enables LCDs that provide particularly true color images.
  • the spreading disks made available according to the present invention have a particularly uniform brightness distribution.
  • the lenses of the present invention show high mechanical stability. In this case, scratches, which may be present on the pane, have no or only a slight effect on the image generated by the LCD cell.
  • the lenses of the present invention can also be used in LCDs which are exposed to a particularly high temperature fluctuation. Here, these temperature fluctuations have only a minor effect on the brightness distribution, the transmission or the scattering power of the lenses.
  • the lenses of the present invention can be manufactured particularly easily.
  • the spreading disks can be produced in particular by extrusion.
  • the spreading discs according to the invention show a high resistance to weathering, in particular to UV radiation.
  • the size and shape of the spreading discs can be adapted to the needs.
  • the light-scattering polymethyl methacrylate layer of the lens according to the present invention has 1 to 60% by weight, in particular 3 to 55% by weight and preferably 6 to 48% by weight, based on the weight of the light-scattering polymethyl methacrylate layer, of spherical scattering particles (A) and spherical particles (B).
  • the scattering particles (A) and the particles (B) are spherical.
  • the term spherical denotes that the particles preferably have a spherical shape, it being obvious to the person skilled in the art that, due to the production methods, particles with a different shape may also be present, or that the shape of the particles may deviate from the ideal spherical shape , Accordingly, the term spherical means that the ratio of the largest dimension of the particles to the smallest dimension is a maximum of 4, preferably a maximum of 2, these dimensions being measured in each case by the center of gravity of the particles. At least 70, particularly preferably at least 90%, based on the number of particles, is preferably spherical.
  • the scattering particles (A) have an average particle size V 50 in the range from 0.1 to 40 ⁇ m, in particular from 0.5 to 30 ⁇ m and particularly preferably 1 to 15 ⁇ m.
  • the light-scattering PMMA layer comprises 0.5 to 59.5% by weight, preferably 1 to 20% by weight and particularly preferably 1.5 to 10% by weight, based on the weight of the light-scattering polymethyl methacrylate layer, spherical Scattering particles (A).
  • Such particles are known per se and can be obtained commercially. These include in particular plastic particles as well as particles that comprise inorganic materials.
  • the scattering particles which can be used according to the invention are not particularly restricted, the light refraction taking place at the phase boundary of the scattering particles (A) with the matrix plastic.
  • the refractive index of the scattering particles (A) has a refractive index n 0 measured at the Na-D line (589 nm) and at 20 ° C., which differs from the refractive index n 0 of the matrix plastic by 0.02 to 0.2 units ,
  • the spherical scattering particles (A) preferably comprise crosslinked polystyrene, polysilicon and / or crosslinked poly (meth) acrylates.
  • a group of preferred plastic particles that are used as scattering agents contain silicones. Such particles are obtained, for example, by hydrolysis and polycondensation of organotrialkoxysilanes and / or tetraalkoxysilanes, which have the formulas
  • R 1 represents, for example, a substituted or unsubstituted alkyl group, an alkenyl group or a phenyl group
  • R 2 of the hydrolyzable alkoxy group represents an alkyl group such as methyl, ethyl or butyl or an alkoxy-substituted hydrocarbon group such as 2-methoxyethyl or 2 Represents ethoxyethyl.
  • Exemplary organotrialkoxysilanes are methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyl-n-propoxysilane, methyltriisopropoxysilane and methyltris (2-methoxyethoxy) silane.
  • Spreading agents made of silicone that are particularly preferably used in the present invention are available from GE Bayer Silicones under the trade names TOSPEARL® 120 and TOSPEARL® 3120.
  • Another group of preferred plastic particles are composed of: b1) 25 to 99.9 parts by weight of monomers which have aromatic groups as substituents, such as styrene, methylstyrene, ring-substituted styrenes, phenyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, 2-phenylethyl (meth) acrylate, 3-phenylpropyl (meth) acrylate or vinyl benzoate; and b2) 0 to 60 parts by weight of an acrylic and / or methacrylic acid ester having 1 to 12 carbon atoms in the aliphatic ester residue, which with the Monomers b1) can be copolymerized, examples being: methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, i-propyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, i-
  • Mixtures from which the plastic particles are produced particularly preferably have at least 80% by weight of styrene and at least 0.5% by weight of divinylbenzene.
  • the scattering particles can be produced by emulsion polymerization, as described, for example, in EP-A 342 283 or EP-A 269 324, very particularly preferably by polymerization in the organic phase, as described, for example, in German patent application P 43 27 464.1, with the latter Polymerization technology particularly narrow particle size distributions or, in other words, particularly small deviations of the particle diameter from the average particle diameter occur.
  • Plastic particles are particularly preferably used which have a temperature resistance of at least 200 ° C., in particular of Have at least 250 ° C, without this being intended to be a limitation.
  • temperature-resistant means that the particles are essentially not subject to thermal degradation. Thermal degradation undesirably leads to discoloration, making the plastic material unusable.
  • Particularly preferred particles are available from Sekisui, among others, under the trade names ⁇ Techpolymer SBX-6, ®Techpolymer SBX-8 and ® Techpolymer SBX-12.
  • the inorganic materials from which the scattering particles (A) can also be produced include aluminum hydroxide, aluminum-potassium silicate (mica), aluminum silicate (kaolin), barium sulfate (BaSO 4 ), calcium carbonate, magnesium silicate (talc). Of these materials, BaSO 4 is preferred.
  • particles comprising inorganic materials are preferred.
  • the previously described scattering particles (A) can be used individually or as a mixture of two or more types.
  • the light-scattering PMMA layer comprises 0.5 to 59.5% by weight, preferably 5 to 40% by weight and particularly preferably 8 to 25% by weight, based on the weight of the light-scattering polymethyl methacrylate layer, spherical particles ( B).
  • the particles (B) to be used according to the invention have an average particle size V 50 in the range from 10 to 150 ⁇ m, preferably 15 to 70 ⁇ m and particularly preferably 30 to 50 ⁇ m, the refractive index of the particles being one of the sodium D line (589 nm ) and measured at 20 ° C
  • Have refractive index n 0 which differs by 0 to 0.2 units from the refractive index n 0 of the matrix carbon.
  • the particles (B) can also be obtained commercially. These particles can be made from the same materials as the scattering particles (A). Plastic particles are preferably used here.
  • the spherical particles (B) preferably comprise crosslinked polystyrene, polysilicon and / or crosslinked poly (meth) acrylates.
  • the particles (B) described above can be used individually or as a mixture of two or more types.
  • the ratio of the weight average of the scattering particles (A) to the particles (B) is in the range from 1: 00 to 10: 1, in particular 1:50 to 7.5: 1, particularly preferably 1:25 to 5: 1 and entirely particularly preferably 1:10 to 3: 1.
  • the difference between the mean particle size V 50 of the scattering particles (A) and the particles (B) is preferably at least 5 ⁇ m, in particular at least 10 ⁇ m, the particles (B) being larger than the scattering particles (A).
  • the particle size and the particle size distribution can be determined using a laser extinction method.
  • a Galay-CIS from L.O.T. GmbH are used, the measurement method for determining the particle size and the particle size distribution is contained in the user manual.
  • the particle size of inorganic particles can be determined by means of an X-ray graph.
  • a MICROSCAN Il device from Quantachrome can be used.
  • the MICROSCAN II is an automatic measuring device for determining the particle size distribution of powders in suspensions with a measuring range from 0.1 to 300 ⁇ m.
  • the measuring principle of the MICROSCAN II is sedimentation with X-ray detection.
  • the particles are dispersed homogeneously in a liquid with the help of a built-in hose pump or ultrasonic treatment.
  • the particle size determination is determined according to Stokes' law depending on the density of particles and dispersing liquid, the viscosity of the liquid and the sinking speed of the particles
  • the average particle size of V 50 results from the median of the weight average, 50% by weight of the particles being less than or equal to and 50% by weight of these particles being greater than or equal to this value.
  • these particles are present in the plastic matrix in a uniformly distributed manner without any significant aggregation or aggregation of the particles occurring. Evenly distributed means that the concentration of particles within the plastic matrix is essentially constant.
  • the light-scattering layer comprises a plastic matrix which has polymethyl methacrylate (PMMA).
  • PMMA polymethyl methacrylate
  • the light-scattering polymethyl methacrylate layer preferably comprises at least 30% by weight, in particular at least 40% by weight and particularly preferably at least 50% by weight, based on the weight of the light-scattering layer, of polymethyl methacrylate.
  • Polymethyl methacrylates are generally obtained by radical polymerization of mixtures containing methyl methacrylate.
  • these mixtures contain at least 40% by weight, preferably at least 60% by weight and particularly preferably I o
  • these mixtures for the production of polymethyl methacrylates can contain further (meth) acrylates which can be copolymerized with methyl methacrylate.
  • the term (meth) acrylates encompasses methacrylates and acrylates and mixtures of the two.
  • (Meth) acrylates derived from saturated alcohols, such as, for example, methyl acrylate, ethyl! (Meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, tert-butyl (meth) acrylate, pentyl (meth) acrylate and
  • Aryl (meth) acrylates such as benzyl (meth) acrylate or
  • Phenyl (meth) acrylate where the aryl radicals can in each case be unsubstituted or substituted up to four times;
  • Cycloalkyl (meth) acrylates such as 3-vinylcyclohexyl (meth) acrylate,
  • Glycol di (meth) acrylates such as 1,4-butanediol (meth) acrylate,
  • Trimethyloylpropantri (meth) acrylate Trimethyloylpropantri (meth) acrylate.
  • compositions to be polymerized can also have further unsaturated monomers which are copolymerizable with methyl methacrylate and the aforementioned (meth) acrylates.
  • 1-alkenes such as 1-hexene, 1-heptene
  • branched alkenes such as vinylcyclohexane, 3,3-dimethyl-1-propene, 3-methyl-1-diisobutylene, 4-methylpentene-1;
  • Styrene substituted styrenes with an alkyl substituent in the side chain, such as. B. ⁇ -methylstyrene and ⁇ -ethylstyrene, substituted styrenes with an alkyl substituent on the ring, such as vinyltoluene and p-methylstyrene, halogenated styrenes such as monochlorostyrenes, dichlorostyrenes, tribromostyrenes and tetrabromostyrenes;
  • Heterocyclic vinyl compounds such as 2-vinylpyridine, 3-vinylpyridine, 2-methyl-5-vinylpyridine, 3-ethyl-4-vinylpyridine, 2,3-dimethyl-5-vinylpyridine, vinylpyrimidine, vinylpiperidine, 9-vinylcarbazole, 3-vinylcarbazole, 4-vinylcarbazole, 1-vinylimidazole, 2-methyl-1-vinylimidazole, N-vinylpyrrolidone, 2-vinylpyrrolidone, N-vinylpyrrolidine, 3-vinylpyrrolidine, N-vinylcaprolactam, N-vinylbutyrolactam, vinyloxolane, vinylfuran, vinylthiophene, vinylthiophene, vinylthiolthene hydrogenated vinyl thiazoles, vinyl oxazoles and hydrogenated vinyl oxazoles; Vinyl and isoprenyl ether;
  • Maleic acid derivatives such as maleic anhydride, methyl maleic anhydride, maleimide, methyl maleimide; and dienes such as divinylbenzene.
  • these comonomers are used in an amount of 0 to 60% by weight, preferably 0 to 40% by weight and particularly preferably 0 to 20% by weight, based on the weight of the monomers, the compounds being used individually or can be used as a mixture.
  • the polymerization is generally started with known radical initiators.
  • the preferred initiators include, among others, the azo initiators well known in the art, such as AIBN and 1, 1-azobiscyclohexane carbonitrile, and also peroxy compounds, such as methyl ethyl ketone peroxide, acetylacetone peroxide, dilauryl peroxide, tert-butyl per-2-ethylhexanoate, ketone peroxide, methyl isobutyl ketone peroxide, and cyclohexyl peroxide , tert-butyl peroxybenzoate, tert-butyl peroxyisopropyl carbonate, 2,5-bis (2-ethylhexanoyl-peroxy) -2,5-dimethylhexane, tert-butyl peroxy-2-ethylhexanoate, tert-butyl peroxy-3,5,5- trimethylhexanoate
  • These compounds are often used in an amount of from 0.01 to 10% by weight, preferably from 0.5 to 3% by weight, based on the weight of the monomers.
  • poly (meth) acrylates can be used here, which differ, for example, in molecular weight or in the monomer composition.
  • the matrix of the light-scattering layer can contain further polymers in order to modify the properties. These include polyacrylonitriles, polystyrenes, polyethers, polyesters, polycarbonates and polyvinyl chlorides. These polymers can be used individually or as a mixture, copolymers also being derivable from the aforementioned polymers.
  • the weight average molecular weight M w of the homopolymers and / or copolymers to be used according to the invention as matrix polymers can vary within wide limits, the molecular weight usually being matched to the intended use and the processing mode of the molding composition. In general, however, it is in the range between 20,000 and 1,000,000 g / mol, preferably 50,000 to 500,000 g / mol and particularly preferably 80,000 to 300,000 g / mol, without any intention that this should impose a restriction.
  • the matrix of the light-scattering polymethyl methacrylate layer has at least 70, preferably at least 80 and particularly preferably at least 90% by weight, based on the weight of the matrix of the light-scattering layer, of polymethyl methacrylate.
  • the poly (meth) acrylates of the matrix of the light-scattering layer have a refractive index measured at the Na-D line (589 nm) and at 20 ° C. in the range from 1.46 to 1.54.
  • the molding compositions for producing the light-scattering layer can contain customary additives of all kinds. These include, among others, antistatic agents, antioxidants, mold release agents, flame retardants, lubricants, dyes, flow improvers, fillers, light stabilizers, UV absorbers and organic phosphorus compounds such as phosphites or phosphonates, pigments, weathering protection agents and plasticizers.
  • additives include, among others, antistatic agents, antioxidants, mold release agents, flame retardants, lubricants, dyes, flow improvers, fillers, light stabilizers, UV absorbers and organic phosphorus compounds such as phosphites or phosphonates, pigments, weathering protection agents and plasticizers.
  • additives include, among others, antistatic agents, antioxidants, mold release agents, flame retardants, lubricants, dyes, flow improvers, fillers, light stabilizers, UV absorbers and organic phosphorus compounds such as phosphites or phosphonates, pigments, weathering protection agents and
  • the lens should only contain a small amount of impact modifier, which are described, for example, in EP-A 0 113 924, EP-A 0 522 351, EP-A 0 465049 and EP-A 0 683 028.
  • the content of impact modifier in the lenses is limited to a maximum of 20% by weight, preferably 10% by weight and particularly preferably 4% by weight.
  • diffusing disks of the present invention particularly preferably do not comprise any impact modifiers.
  • Particularly preferred molding compositions for the production of the plastic matrix are commercially available from Röhm GmbH & Co. KG.
  • the thickness of the light-scattering polymethyl methacrylate layer is generally in the range from 1 to 100 mm, preferably in the range from 1 to 10 mm and particularly preferably in the range from 2 to 5 mm.
  • the concentration of the spherical scattering particles (A) C PA , the thickness of the light-scattering polymethyl methacrylate layer d s and the particle size of the spherical scattering particles (A) D PA are chosen such that the ratio of the product of concentration the spherical scattering particle (A) c PA and the thickness of the light-scattering polymethyl methacrylate layer to the third power of the particle size of the spherical scattering particle (A) CpA * ds / Dp A 3 preferably in the range from 0.0001 to 0.5% by weight * mm / ⁇ m 3 , in particular 0.0025 to 0.3% by weight * mm / ⁇ m 3 .
  • plastics particles are o used with a particle size of V 5 in the range 6 to 30 microns as the scattering media, then there is the relationship of the product of concentration of the spherical scattering particles (A) c PA and thickness of the light-scattering polymethyl methacrylate layer to the cube of particle size the spherical scattering particle (A) c PA * ds / D PA 3 according to a particular aspect of the present invention preferably in the range from 0.0015 to 0.09% by weight * mm / ⁇ m 3 , particularly preferably 0.0025 to 0, 06% by weight * mm / ⁇ m 3 and very particularly preferably in the range from 0.005 to 0.04% by weight * mm / ⁇ m 3 .
  • the concentration of the spherical particles (B) O B , the thickness of the light-scattering polymethyl methacrylate layer d s and the particle size of the spherical particles (B) D PB can be chosen such that the ratio of the product of the concentration of the spherical scattering particles (B) C PB and thickness of the light-scattering polymethyl methacrylate layer to the third power of the particle size of the spherical scattering particles
  • (B) Cp B * ds / D PB 3 preferably in the range from 0.000005 to 0.04% by weight * mm / ⁇ m 3 , in particular 0.00005 to 0.02% by weight * mm / ⁇ m 3 % by weight .-% * mm / ⁇ m 3 .
  • the ratio of the square of the average surface roughness of the polymethyl methacrylate layer Rz to the third power of the particle size of the spherical particles (B) R Z 2 / D PB 3 can preferably be in the range from 0.0002 ⁇ nr ⁇ 1 to 0.1300 ⁇ m "1 , preferably 0.0009 ⁇ m “ 1 to 0.0900 ⁇ m "1 , in particular 0.0006 ⁇ m “ 1 to 0.0800 ⁇ m "1 and preferably 0.0008 ⁇ m " 1 up to 0.0400 ⁇ m "1 .
  • the ratio of the concentration of the spherical scattering particles (A) C PA to the thickness of the light-scattering polymethyl methacrylate layer ds C PA ⁇ J S is in the range from 0.2% by weight / mm to 20% by weight. % / mm, in particular from 0.5% by weight / mm to 10% by weight / mm.
  • the ratio of the concentration of the spherical particles (B) C PB to the thickness of the light-scattering polymethyl methacrylate layer d s cpß / ds is greater than or equal to 2.5% by weight / mm, in particular greater than or equal 4 wt% / mm.
  • the ratio of the thickness of the light-scattering polymethyl methacrylate layer ds and the particle size of the spherical scattering particles DP A s / Dp A is preferably in the range from 5 to 1500, in particular 10 to 1000 and particularly preferably 100 to 600, without any intention that this should impose a restriction.
  • the light-scattering polymethyl methacrylate layer preferably has a gloss R ⁇ 5 ° of less than or equal to 60, in particular less than or equal to 40 and particularly preferably less than 30.
  • the lenses of the present invention in particular the light-scattering polymethyl methacrylate layer, have a particularly low sensitivity to scratching.
  • a particular aspect of the present invention are scratches with a force of at most 0.4 N, in particular of at most 0.7 N and particularly preferably of at most 1.0 N are generated on the disk, not visually recognizable, without this being intended to impose a restriction.
  • This scratch resistance can be determined in accordance with DIN 53799 and DIN EN 438 by a visual assessment of a damaged surface, the damage being caused by a diamond that acts on the surface with different forces.
  • the average surface roughness R z of the plate is preferably in the range from 5 ⁇ m to 50 ⁇ m, in particular 5 to 25 ⁇ m, preferably 6 to 35 ⁇ m and particularly preferably 6 ⁇ m to 30 ⁇ m.
  • the average surface roughness Rz can be determined in accordance with DIN 4768 using a Talysurf 50 measuring device from Taylor Hobson, where Rz is the average roughness depth that results from the mean values of the individual roughness depths of five successive individual measuring sections in the roughness profile.
  • the surface roughness R z of the plate generally results from the choice of the particles (B).
  • this value can be influenced by varying various parameters, which depend on the type of manufacture.
  • the temperature of the melt depends on the exact composition of the molding compound.
  • the temperature of the melt is generally in the range from 150 to 300 ° C., preferably in the range from 200 to 290 ° C. This Temperatures refer to the temperatures of the melt at the nozzle outlet.
  • the surface roughness can be influenced via the gap between the rollers used to smooth the plates.
  • a calender comprises, for example, 3 rolls in an L arrangement, the molding compound being guided from the nozzle onto the nip between roll 1 and roll 2 and looping around the roll 2 by 60-180 °, the gap between roll 2 and roll 3 smoothes the surfaces. If the gap between roller 2 and roller 3 is set to plate thickness, the scattering particles on the plate surface are pressed into the matrix, as a result of which the surface is smoother.
  • this gap is set somewhat larger than the plate thickness of the plate to be produced in order to achieve a rougher surface, this value often being in the range from 0.1 to 2 mm above plate thickness, preferably 0.1 to 1.5 mm above plate thickness, without that this should result in a restriction.
  • the surface roughness is influenced by the particle size and the plate thickness, the exemplary embodiments setting out the dependencies.
  • the light-scattering layer can be produced by known processes, thermoplastic molding processes being preferred. After the addition of the particles, light-scattering layers can be produced from the molding compositions described above by conventional thermoplastic molding processes.
  • a twin-screw extruder is used for the extrusion or for the production of molding compound granules containing scattering pearls.
  • the plastic particles are preferably transferred to the melt in the extruder.
  • the spreading disks can be produced in a two-stage process, in which a sidefeeder compounding according to the invention on a twin-screw extruder and intermediate granulation is followed by extrusion of the film or plate on a single-screw extruder.
  • the granules obtained via the twin-screw extruder can contain particularly high proportions of scattering pearls, so that by mixing with molding compositions without scattering pearls, scattering discs with different scattering pearls content can be produced in a simple manner.
  • a one-step process can also be carried out, in which the spherical plastic particles are compounded into the melt as described on a twin-screw extruder, which may be followed by a pressure-increasing unit (e.g. melt pump), to which the extrusion nozzle is directly connected, with which a flat product is formed.
  • a pressure-increasing unit e.g. melt pump
  • Spreading disks with a particularly low yellow index can surprisingly be obtained by the measures described above.
  • the spreading disks can also be produced by injection molding, but the process parameters or the mold must be selected such that a surface roughness is achieved in the area according to the invention.
  • the matrix is preferably compounded with the scattering particles by means of a twin-screw extruder; a single-screw extruder can also be used in the actual plate extrusion, without any intention that this should impose a restriction.
  • the lens of the present invention has a transmission in the range from 30% to 70%, in particular in the range from 40% to 70% and particularly preferably in the range from 40 to 65%.
  • the lens preferably shows a yellowness index of less than or equal to 12, in particular less than or equal to 10, without this being intended to impose a restriction.
  • a special embodiment of the lens of the present invention has an intensity half-value angle greater than or equal to 15 °, in particular greater than or equal to 25 °.
  • the spreading disc of the present invention has a scattering power greater than or equal to 0.3, in particular greater than or equal to 0.45 and particularly preferably greater than or equal to 0.6.
  • the surface of the lenses according to the invention have a matt appearance in reflection.
  • the characterization can be carried out by measuring the gloss with a reflectometer according to DIN 67530.
  • the gloss of the plates is preferably at an angle of 85 ° below 60, particularly preferably below 40 and very particularly preferably below 30.
  • the size and shape of the lenses of the present invention are not limited. In general, however, the lens has a rectangular, tabular shape, since LCDs usually have such a format.
  • the lens has a particularly high weather resistance according to DIN EN ISO 4892, part 2 - Artificially proven or irradiated in devices, filtered xenon arc radiation.
  • the lenses according to the invention are generally very resistant to weathering.
  • the weather resistance according to DIN 53387 (Xenotest) of preferred spreading disks is at least 5000 hours.
  • the molded body preferably has an elastic modulus according to ISO 527-2 of at least 1500 MPa, in particular at least 2000 MPa, without this being intended to impose a restriction.
  • preferred spreading disks have a continuous use temperature of at least 60 ° C., in particular at least 70 °.
  • the continuous use temperature results in particular from the materials from which the lenses were made.
  • the continuous use temperature characterizes the temperature at which the lenses show no deformation even after several hours.
  • these panes preferably have a low thermal expansion, so that by heating them to at least 20 ° C., in particular at least 40 ° C., they experience an elongation of at most 0.55%, in particular at most 0.3%.
  • the diffusing screens according to the invention can be used for other lighting applications, for example as rear projection screens.
  • the invention is explained in more detail below by means of examples and comparative examples, without the invention being restricted to these examples.
  • the average roughness R z was determined in accordance with DIN 4768 using a Talysurf 50 measuring device from Taylor Hobson.
  • the transmission ⁇ o65 / 2 ° was determined in accordance with DIN 5036 using a Lambda 19 measuring device from Perkin Elmer.
  • the yellowness index X D65 / IO O was determined in accordance with DIN 6167 using a Lambda 19 measuring device from Perkin Elmer.
  • the gloss R85 ° was measured at 85 ° according to DIN 67530 with a Dr. Long laboratory reflectometer from Dr. For a long time.
  • the scattering power and the intensity half-value angle were determined in accordance with DIN 5036 using an LMT goniometer measuring station GO-T-1500 from LMT.
  • An aluminum hydroxide Pickering stabilizer was used to produce spherical plastic particles, which was prepared by precipitation from aluminum sulfate and soda solution immediately before the actual polymerization started.
  • 16 g of Al 2 (SO 4 ) 3 , 0.032 g of complexing agent (Trilon A) and 0.16 g of emulsifier were initially used (Emulsifier K 30 available from Bayer AG; sodium salt of a C 15 paraffin sulfonate) dissolved in 0.81 distilled water.
  • Emulsifier K 30 available from Bayer AG; sodium salt of a C 15 paraffin sulfonate
  • a 1N sodium carbonate solution was then added to the aluminum sulfate dissolved in water with stirring at a temperature of about 40 ° C., the pH then being in the range from 5 to 5.5. This procedure resulted in a colloidal distribution of the stabilizer in the water.
  • the aqueous phase was transferred to a beaker. 110 g of methyl methacrylate, 80 g of benzyl methacrylate and 10 g of allyl methacrylate, 4 g of dilauryl peroxide and 0.4 g of tert-butyl per-2-ethylhexanoate were added. This mixture was dispersed for 15 minutes at 7000 rpm using a disperser (Ultra-Turrax S50N-G45MF, from Janke and Kunkel, Stauten).
  • the reaction mixture was poured into the reactor, which was preheated to the appropriate reaction temperature of 80 ° C., and polymerized at about 80 ° C. (polymerization temperature) for 45 minutes (polymerization time) with stirring (600 rpm). This was followed by a post-reaction phase of 1 hour at an internal temperature of approx. 85 ° C. After cooling to 45 ° C., the stabilizer was converted into water-soluble aluminum sulfate by adding 50% sulfuric acid. To work up the beads, the suspension obtained was filtered through a commercially available filter cloth and dried in a heating cabinet at 50 ° C. for 24 hours.
  • the size distribution was examined by laser extinction methods.
  • the particles had an average size V50 of 18.6 ⁇ m.
  • the beads had a spherical shape, with no fibers being found. Coagulation did not occur.
  • the particles obtained in this way are referred to below as plastic particles B1 Plastic particles B2)
  • Plastic particles according to DE 3528165 C2 were produced, the particles having essentially the same composition as the plastic particles B1) set out above.
  • the size distribution was examined by laser extinction methods.
  • the particles had an average size V 50 of 40.5 ⁇ m.
  • the beads had a spherical shape, with no fibers being found. Coagulation did not occur.
  • the particles obtained in this way are referred to below as plastic particles B2

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Abstract

The invention relates to diffuser disks for LCD applications, comprising at least one light-diffusing polymethylmethacrylate layer, which has a polymethylmethacrylate matrix and 0.5 % by weight to 59.5 % by weight, with regard to the weight of the light-diffusing polymethylmethacrylate layer, of spherical diffusing particles (A), which have an average particle size V50 ranging from 0.1 to 40 µm and a refractive index difference from the polymethylmethacrylate matrix ranging from 0.02 to 0.2, and 0.5 % by weight to 59.5 % by weight, with regard to the weight of the light-diffusing polymethylmethacrylate layer, of spherical particles (B), which have an average particle size V50 ranging from 10 to 150 µm and a refractive index difference from the polymethylmethacrylate matrix ranging from 0 to 0.2, whereby the total concentration of the spherical diffusing particles (A) and particles (B) ranges from 1 to 60 % by weight with regard to the weight of the light-diffusing polymethylmethacrylate layer, and the spherical diffusion particles (A) and the spherical particles (B) have a different average particle size V50, whereby the diffuser disks have a transmission ranging from 20 % to 70 % and a diffusion coefficient factor greater than 0.3, and the ratio of the square of the average surface roughness of the polymethylmethacrylate layer Rz to the cube of the particle size of the spherical particles (B) RZ<2> /DPB <3> ranges from 0.0002 µm<-1> to 0.1300 µm<-1>.

Description

Streuscheibe für LCD-Anwendungen, Verfahren zu deren Herstellung und Verwendung Diffuser for LCD applications, process for their production and use
Die vorliegende Erfindung betrifft Streuscheiben für LCD-Anwendungen umfassend mindestens eine lichtstreuende Polymethylmethacrylat- Schicht, Verfahren zur Herstellung dieser Streuscheiben und Verwendung.The present invention relates to lenses for LCD applications comprising at least one light-scattering polymethyl methacrylate layer, process for producing these lenses and use.
Seit einiger Zeit sind Monitore bekannt, die auf Flüssigkristall-Technik basieren. Diese LCDs (Liquid Crystal Displays) finden sich vielfach als Darstellungsmedium an Computern. Seit neuerem wird diese Technik auch in Fernsehgeräten angeboten. Darüber hinaus werden LCDs auch zur graphischen Darstellung von Navigationsdaten in Automobilen, Flugzeugen und Schiffen eingesetzt. Dementsprechend vielfältig sind die Anforderungen an diese Monitore. Gemeinsam ist vielen LCDs eine Beleuchtungseinheit, die hinter der eigentlichen LCD-Zelle mit den Polarisationsfolien angebracht ist. Zwischen der Beleuchtungseinheit und der LCD-Zelle werden vielfach Streuscheiben eingesetzt, die das zur Darstellung notwendige Licht gleichmäßig auf die LCD-Zelle verteilt.Monitors based on liquid crystal technology have been known for some time. These LCDs (Liquid Crystal Displays) are often used as a display medium on computers. Recently, this technology has also been offered in television sets. In addition, LCDs are also used for the graphic display of navigation data in automobiles, aircraft and ships. The requirements for these monitors are correspondingly diverse. Many LCDs have one lighting unit in common, which is attached behind the actual LCD cell with the polarizing foils. Diffusers are often used between the lighting unit and the LCD cell, which distributes the light necessary for the display evenly over the LCD cell.
Hierfür geeignete Scheiben, die Mischungen von Partikeln umfassen, sind an sich bekannt. So beschreibt die Druckschrift JP 4-134440 Rückprojektionsschirme, die Partikel mit unterschiedlichem Brechungsindex umfassen. Hierdurch wird der Farbton besser wiedergegeben.Disks suitable for this purpose, which comprise mixtures of particles, are known per se. JP 4-134440 describes rear projection screens which comprise particles with different refractive indices. As a result, the color tone is reproduced better.
Darüber hinaus beschreiben beispielsweise JP 8-198976, JP 5-51480 und JP 2000-296580 derartige Scheiben, die für lichttechnische Anwendungen eingesetzt werden können. Die zuvor genannten Platten, die Streumedien aufweisen können im Prinzip als Streuscheibe eingesetzt werden. Allerdings zeigen bekannte Platten kein ausgeglichenes Eigenschaftsprofil.In addition, JP 8-198976, JP 5-51480 and JP 2000-296580, for example, describe such panes which can be used for lighting applications. The plates mentioned above, which have scattering media, can in principle be used as a scattering disc. However, known plates do not show a balanced property profile.
So ist die Helligkeitsverteilung, die durch bekannte mit Streumedien ausgestattete Platten erzielt werden, vielfach nicht optimal.For example, the brightness distribution achieved by known plates equipped with scattering media is often not optimal.
Des weiteren weisen viele einen relativ hohen Gelbindex auf, der zu einer Farbverfälschung führen kann. Des weiteren zeigen viele Streuplatten eine zu hohe oder eine zu geringe Transmission und eine zu große Trübung.Furthermore, many have a relatively high yellow index, which can lead to color falsification. Furthermore, many scatter plates show a transmission that is too high or too low and that the turbidity is too great.
Darüber hinaus weisen die optischen Eigenschaften, wie Streuvermögen oder Intensitätshalbwertswinkel oder Gelbwert, vieler bekannter, schlagzäh modifizierter Streuplatten eine Temperaturabhängigkeit auf. Die Temperaturabhängigkeit kann möglicherweise bei einigen Anwendungen unbeachtlich sein. Hierbei ist jedoch zu bedenken, dass die Armaturenbretter von Automobilen starken Temperaturschwankungen unterliegen. So treten unter anderem auch messbare Inhomogenitäten bei hohen Temperaturen auf. Trotz dieser starken Schwankungen sollte die Streuscheibe möglichst gleichbleibende Eigenschaften gewährleisten.In addition, the optical properties, such as scattering power or intensity half-value angle or yellowness index, of many known impact-modified scattering plates have a temperature dependency. The temperature dependency may be negligible in some applications. However, it should be borne in mind that the dashboards of automobiles are subject to strong temperature fluctuations. Among other things, measurable inhomogeneities occur at high temperatures. Despite these strong fluctuations, the spreading disc should ensure that the properties are as constant as possible.
Des weiteren sind viele Streuplatten sehr Kratzempfindlich. Diese Eigenschaft mag möglicherweise in eingebautem Zustand relativ unbeachtlich erscheinen. Allerdings sind während der Montage der Bildschirme erhöhte Vorsichtsmaßnahmen zu treffen, um Kratzer zu vermeiden. Optisch sichtbare Kratzer führen zu Inhomogenitäten des auf die LCD-Zelle gestreuten Lichts.Furthermore, many scatter plates are very sensitive to scratches. This property may appear relatively negligible when installed. However, increased precautionary measures must be taken during the assembly of the screens to avoid scratches. Visually visible scratches lead to inhomogeneities in the light scattered on the LCD cell.
In Anbetracht des hierin angegebenen und diskutierten Standes der Technik war es mithin Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Streuscheiben für LCD-Anwendungen anzugeben, die ein besonders ausgeglichenes Eigenschaftsprofil ermöglichen. Insbesondere sollten die Streuscheiben eine hohe Lichtausbeute bei einer sehr hohen Streuwirkung erlauben.In view of the state of the art specified and discussed herein, it was therefore an object of the present invention to provide lenses for LCD applications that have a particularly balanced Enable property profile. In particular, the spreading discs should allow a high light yield with a very high scattering effect.
Darüber hinaus sollten die Streuscheiben ein besonders neutrales Streulicht, ohne Farbverschiebung ermöglichen. Hierbei sollten sich die durch die LCD-Zellen erzeugten Farben nur geringfügig durch Temperaturschwankungen ändern.In addition, the lenses should allow a particularly neutral scattered light without color shift. The colors generated by the LCD cells should only change slightly due to temperature fluctuations.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand darin, Streuscheiben für LCD-Anwendungen zur Verfügung zu stellen, die eine besonders gleichmäßige Helligkeitsverteilung aufweisen.Another object of the present invention was to provide diffusing screens for LCD applications which have a particularly uniform brightness distribution.
Darüber hinaus sollten die Streuscheiben eine möglichst hohe mechanische Stabilität aufweisen. Hierbei sollten Kratzer auf der Kunststoffplatte nicht oder nur geringfügig sichtbar sein. Insbesondere sollten Beschädigungen keinen oder nur einen geringen Einfluss auf die Helligkeitsverteilung des mit einer Streuscheibe versehenen Monitors haben.In addition, the spreading discs should have the highest possible mechanical stability. Scratches on the plastic plate should not be visible or only slightly. In particular, damage should have little or no influence on the brightness distribution of the monitor provided with a lens.
Des weiteren lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde Streuscheiben für LCD-Anwendungen zur Verfügung zu stellen, die besonders einfach hergestellt werden können. So sollten die Streuscheiben insbesondere durch Extrusion erzeugt werden können.Furthermore, the invention was based on the object of providing diffusers for LCD applications which can be produced particularly easily. For example, the spreading disks should be able to be produced in particular by extrusion.
Darüber hinaus war es mithin Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Streuscheiben zu schaffen, deren Eigenschaftsprofil nur eine geringe Temperaturempfindlichkeit aufweisen. Hierdurch werden LCDs zur Verfügung gestellt, die beispielsweise in Automobilen eingesetzt werden können.In addition, it was therefore an object of the present invention to provide spreading disks whose property profile has only a low sensitivity to temperature. This provides LCDs that can be used, for example, in automobiles.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung bestand darin, Streuscheiben bereitzustellen, die auf einfache Weise in Größe und Form den Anforderungen angepasst werden können. So sollten die Streuscheiben durch sehr kostengünstige Verfahren, wie beispielsweise mittels Laser- Schneidanlagen, bearbeitet werden können.Another object of the present invention was to provide diffusers which are simple in size and shape Requirements can be adjusted. For example, the spreading disks should be able to be processed using very cost-effective methods, for example using laser cutting systems.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung bestand darin, dass die Streuscheiben eine hohe Haltbarkeit, insbesondere eine hohe Beständigkeit gegen UV-Bestrahlung oder Bewitterung aufweisen.Another object of the invention was that the lenses have a high durability, in particular a high resistance to UV radiation or weathering.
Gelöst werden diese Aufgaben sowie weitere, die zwar nicht wörtlich genannt werden, sich aber aus den hierin diskutierten Zusammenhängen wie selbstverständlich ableiten lassen, oder sich aus diesen zwangsläufig ergeben, durch die in Anspruch 1 beschriebenen Streuscheiben. Zweckmäßige Abwandlungen der erfindungsgemäßen Streuscheiben werden in den auf Anspruch 1 rückbezogenen Unteransprüchen unter Schutz gestellt.These tasks are solved as well as others, which are not named literally, but which can be derived as a matter of course from the contexts discussed here, or which inevitably result from these, by means of the lenses described in claim 1. Expedient modifications of the lenses according to the invention are protected in the subclaims which refer back to claim 1.
Hinsichtlich der Verfahren zur Herstellung von Streuscheiben liefert der Anspruch 24 eine Lösung der zugrunde liegenden Aufgabe.With regard to the methods for the production of spreading discs, claim 24 provides a solution to the underlying problem.
Dadurch, dass das Verhältnis des Quadrats von mittlerer Oberflächenrauhigkeit der Polymethylmethacrylat-Schicht Rz zur dritten Potenz der Teilchengröße der sphärischen Partikel (B) Rz2/DPB 3 im Bereich von 0,0002 μm" bis 0,1300 μm'1 liegt, gelingt es überraschend Streuscheiben für LCD-Anwendungen umfassend mindestens eine lichtstreuende Polymethylmethacrylat-Schicht, die eine Polymethylmethacrylat-Matrix sowie 0,5 Gew.-% bis 59,5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der lichtstreuenden Polymethylmethacrylat- Schicht, sphärische Streupartikel (A), die eine mittlere Teilchengröße V50 im Bereich von 0,1 bis 40 μm und einen Brechungsindexunterschied zur Polymethylmethacrylat-Matrix im Bereich von 0,02 bis 0,2 aufweisen, und 0,5 Gew.-% bis 59,5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der lichtstreuenden Polymethylmethacrylat-Schicht, sphärische Partikel (B), die eine mittlere Teilchengröße V5o im Bereich von 10 bis 150 μm und einen Brechungsindexunterschied zur Polymethylmethacrylat-Matrix im Bereich von 0 bis 0,2 aufweisen, wobei die Gesamtkonzentration der sphärischen Streupartikel (A) und Partikel (B) im Bereich von 1 bis 60 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der lichtstreuenden Polymethylmethacrylat-Schicht, beträgt, und die sphärische Streupartikel (A) sphärische Partikel (B) eine unterschiedlicher mittlere Teilchengröße V50 aufweisen, wobei die Streuscheiben eine Transmission im Bereich von 20% bis 70% und einen Streuvermögen größer als 0,2 aufweisen, zur Verfügung zu stellen, die ein sehr gutes, ausgeglichenes Eigenschaftsprofil ermöglichen.Since the ratio of the square of the average surface roughness of the polymethyl methacrylate layer R z to the third power of the particle size of the spherical particles (B) Rz 2 / D PB 3 is in the range from 0.0002 μm " to 0.1300 μm '1 , Surprisingly, it is possible for diffusing screens for LCD applications to comprise at least one light-scattering polymethyl methacrylate layer, a polymethyl methacrylate matrix and 0.5% by weight to 59.5% by weight, based on the weight of the light-scattering polymethyl methacrylate layer, of spherical scattering particles (A) which have an average particle size V 50 in the range from 0.1 to 40 μm and a refractive index difference to the polymethyl methacrylate matrix in the range from 0.02 to 0.2, and 0.5% by weight to 59.5 % By weight, based on the weight of the light-scattering polymethyl methacrylate layer, of spherical particles (B), an average particle size V 5 o microns in the range of 10 to 150 and a refractive index difference of the polymethyl methacrylate matrix is in the range of 0 have to 0.2, wherein the total concentration of the spherical scattering particles (A) and particles (B) in the range of 1 to 60% by weight, based on the weight of the light-scattering polymethyl methacrylate layer, and the spherical scattering particles (A) spherical particles (B) have a different mean particle size V 50 , the scattering discs having a transmission in the range from 20% to 70 % and have a scattering capacity greater than 0.2, which provide a very good, balanced property profile.
Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen werden u.a. insbesondere folgende Vorteile erzielt:The measures according to the invention include achieved the following advantages in particular:
> Die Streuscheiben der vorliegenden Erfindung können auf individuelle Bedürfnisse angepasst werden, ohne dass hierdurch die Helligkeitsverteilung und/oder die Kratzempfindlichkeit verschlechtert werden würden.> The lenses of the present invention can be adapted to individual needs without the brightness distribution and / or the sensitivity to scratching being impaired as a result.
> Die Streuscheiben der vorliegenden Erfindung erlauben eine hohe Transmission und ein gutes Streuvermögen.> The spreading discs of the present invention allow high transmission and good spreading power.
> Die Abbildung auf den erfindungsgemäßen Streuscheiben ermöglichen LCDs, die besonders farbechtes Bild liefern.> The display on the lenses according to the invention enables LCDs that provide particularly true color images.
> Die gemäss der vorliegenden Erfindung zur Verfügung gestellten Streuscheiben weisen eine besonders gleichmäßige Helligkeitsverteilung auf.> The spreading disks made available according to the present invention have a particularly uniform brightness distribution.
> Darüber hinaus zeigen die Streuscheiben der vorliegenden Erfindung eine hohe mechanische Stabilität. Hierbei wirken sich Kratzer, die auf der Scheibe vorhanden sein können, nicht oder nur geringfügig auf das durch die LCD-Zelle erzeugte Bild aus. > Darüber hinaus können die Streuscheiben der vorliegenden Erfindung auch in LCDs eingesetzt werden, die einer besonders hohen Temperaturschwankung ausgesetzt sind. Hierbei wirken sich diese Temperaturschwankungen nur in geringem Maß auf die Helligkeitsverteilung, die Transmission oder das Streuvermögen der Streuscheiben aus.> In addition, the lenses of the present invention show high mechanical stability. In this case, scratches, which may be present on the pane, have no or only a slight effect on the image generated by the LCD cell. In addition, the lenses of the present invention can also be used in LCDs which are exposed to a particularly high temperature fluctuation. Here, these temperature fluctuations have only a minor effect on the brightness distribution, the transmission or the scattering power of the lenses.
> Des weiteren können die Streuscheiben der vorliegenden Erfindung besonders einfach hergestellt werden. So können die Streuscheiben insbesondere durch Extrusion erzeugt werden.> Furthermore, the lenses of the present invention can be manufactured particularly easily. The spreading disks can be produced in particular by extrusion.
> Die erfindungsgemäßen Streuscheiben zeigen eine hohe Beständigkeit gegen Bewitterung, insbesondere gegen UV-Bestrahlung.> The spreading discs according to the invention show a high resistance to weathering, in particular to UV radiation.
> Die Größe und Form der Streuscheiben kann an die Bedürfnisse angepasst werden.> The size and shape of the spreading discs can be adapted to the needs.
Die lichtstreuende Polymethylmethacrylat-Schicht der Streuscheibe gemäß der vorliegenden Erfindung weist 1 bis 60 Gew.-%, insbesondere 3 bis 55 Gew.-% und vorzugsweise 6 bis 48 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der lichtstreuenden Polymethylmethacrylat-Schicht, sphärische Streupartikel (A) und sphärische Partikel(B) auf.The light-scattering polymethyl methacrylate layer of the lens according to the present invention has 1 to 60% by weight, in particular 3 to 55% by weight and preferably 6 to 48% by weight, based on the weight of the light-scattering polymethyl methacrylate layer, of spherical scattering particles (A) and spherical particles (B).
Die Streupartikel (A) und die Partikel (B) sind sphärisch. Der Begriff sphärisch bezeichnet im Rahmen der vorliegenden Erfindung, dass die Partikel vorzugsweise eine kugelförmige Gestalt aufweisen, wobei dem Fachmann offensichtlich ist, dass aufgrund der Herstellungsmethoden auch Partikel mit anderer Gestalt enthalten sein können, oder dass die Form der Partikel von der idealen Kugelgestalt abweichen kann. Dementsprechend bedeutet der Begriff sphärisch, dass das Verhältnis von der größten Ausdehnung der Partikel zur geringsten Ausdehnung maximal 4, vorzugsweise maximal 2 beträgt, wobei diese Ausdehnungen jeweils durch den Schwerpunkt der Partikel gemessen werden. Vorzugsweise sind mindestens 70, besonders bevorzugt mindestens 90 %, bezogen auf die Zahl der Partikel, sphärisch.The scattering particles (A) and the particles (B) are spherical. In the context of the present invention, the term spherical denotes that the particles preferably have a spherical shape, it being obvious to the person skilled in the art that, due to the production methods, particles with a different shape may also be present, or that the shape of the particles may deviate from the ideal spherical shape , Accordingly, the term spherical means that the ratio of the largest dimension of the particles to the smallest dimension is a maximum of 4, preferably a maximum of 2, these dimensions being measured in each case by the center of gravity of the particles. At least 70, particularly preferably at least 90%, based on the number of particles, is preferably spherical.
Die Streupartikel (A) weisen eine mittlere Teilchengröße V50 im Bereich von 0,1 bis 40 μm, insbesondere von 0,5 bis 30 μm und besonders bevorzugt 1 bis 15 μm auf.The scattering particles (A) have an average particle size V 50 in the range from 0.1 to 40 μm, in particular from 0.5 to 30 μm and particularly preferably 1 to 15 μm.
Die lichtstreuende PMMA-Schicht umfasst 0,5 bis 59,5 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 20 Gew.-% und besonders bvorzugt 1 ,5 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der lichtstreuenden Polymethylmethacrylat-Schicht, sphärische Streupartikel (A).The light-scattering PMMA layer comprises 0.5 to 59.5% by weight, preferably 1 to 20% by weight and particularly preferably 1.5 to 10% by weight, based on the weight of the light-scattering polymethyl methacrylate layer, spherical Scattering particles (A).
Derartige Partikel sind an sich bekannt und können kommerziell erhalten werden. Hierzu gehören insbesondere Kunststoffpartikel sowie Partikel, die anorganische Materialien umfassen.Such particles are known per se and can be obtained commercially. These include in particular plastic particles as well as particles that comprise inorganic materials.
Die erfindungsgemäß verwendbaren Streupartikel sind nicht besonders beschränkt, wobei an der Phasengrenze der Streupartikel (A) zum Matrixkunststoff eine Brechung des Lichts stattfindet.The scattering particles which can be used according to the invention are not particularly restricted, the light refraction taking place at the phase boundary of the scattering particles (A) with the matrix plastic.
Dementsprechend weist der Brechungsindex der Streupartikel (A) eine bei der Na-D-Linie (589 nm) und bei 20°C gemessene Brechzahl n0 auf, die um 0,02 bis 0,2 Einheiten von der Brechzahl n0 des Matrixkunststoffs unterscheidet.Accordingly, the refractive index of the scattering particles (A) has a refractive index n 0 measured at the Na-D line (589 nm) and at 20 ° C., which differs from the refractive index n 0 of the matrix plastic by 0.02 to 0.2 units ,
Vorzugsweise umfassen die sphärische Streupartikel (A) vernetzes Polystyrol, Polysilikon und/oder vernetzte Poly(meth)acrylate. Eine Gruppe bevorzugter Kunststoffpartikel, die als Streumittel eingesetzt werden, enthalten Silikone. Solche Partikel werden zum Beispiel durch Hydrolyse und Polykondensation von Organotrialkoxysilanen und/oder Tetraalkoxysilanen erhalten, welche durch die FormelnThe spherical scattering particles (A) preferably comprise crosslinked polystyrene, polysilicon and / or crosslinked poly (meth) acrylates. A group of preferred plastic particles that are used as scattering agents contain silicones. Such particles are obtained, for example, by hydrolysis and polycondensation of organotrialkoxysilanes and / or tetraalkoxysilanes, which have the formulas
R1Si(OR2)3 und Si(OR2)4 R 1 Si (OR 2 ) 3 and Si (OR 2 ) 4
beschrieben werden, worin R1 beispielsweise eine substituierte oder unsubstituierte Alkylguppe, eine Alkenylgruppe oder eine Phenylgruppe darstellt, und der Rest R2 der hydrolisierbaren Alkoxygruppe eine Alkylgruppe, wie Methyl, Ethyl oder Butyl oder eine Alkoxy-substituierte Kohlenwasserstoffgruppe, wie 2-Methoxyethyl oder 2-Ethoxyethyl darstellt. Beispielhafte Organotrialkoxysilane sind Methyltrimethoxysilan, Methyltriethoxysilan, Methyl-n-propoxysilan, Methyltriisopropoxysilan und Methyltris(2-methoxyethoxy)silan.in which R 1 represents, for example, a substituted or unsubstituted alkyl group, an alkenyl group or a phenyl group, and the radical R 2 of the hydrolyzable alkoxy group represents an alkyl group such as methyl, ethyl or butyl or an alkoxy-substituted hydrocarbon group such as 2-methoxyethyl or 2 Represents ethoxyethyl. Exemplary organotrialkoxysilanes are methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyl-n-propoxysilane, methyltriisopropoxysilane and methyltris (2-methoxyethoxy) silane.
Die zuvor genannten Silanverbindungen und Verfahren zur Herstellung sphärischer Silikonpartikel sind der Fachwelt bekannt und in den Schriften EP 1 116 741 , JP 63-077940 und JP 2000-186148 beschrieben.The aforementioned silane compounds and processes for producing spherical silicone particles are known to those skilled in the art and are described in documents EP 1 116 741, JP 63-077940 and JP 2000-186148.
In der vorliegenden Erfindung besonders bevorzugt eingesetzte Streumittel aus Silikon sind von der Firma GE Bayer Silicones unter den Handelsnamen TOSPEARL® 120 und TOSPEARL® 3120 erhältlich.Spreading agents made of silicone that are particularly preferably used in the present invention are available from GE Bayer Silicones under the trade names TOSPEARL® 120 and TOSPEARL® 3120.
Eine weitere Gruppe bevorzugter Kunststoffpartikel sind aufgebaut aus: b1) 25 bis 99,9 Gew.-Teilen von Monomeren, die aromatische Gruppen als Substituenten aufweisen, wie beispielsweise Styrol, -Methylstyrol, ringsubstituierte Styrole, Phenyl(meth)acrylat, Benzyl(meth)acrylat, 2-Phenylethyl(meth)acrylat, 3-Phenylpropyl(meth)acrylat oder Vinylbenzoat; sowie b2) 0 bis 60 Gew.-Teilen eines Acryl- und/oder Methacrylsäureesters mit 1 bis 12 C-Atomen im aliphatischen Esterrest, die mit den Monomeren b1) copoly erisierbar sind, wobei beispielhaft genannt seien: Metfιyl(meth)acrylat, Ethyl(meth)acrylat, n-Propyl(meth)acrylat, i-Propyl(meth)acrylat, n-Butyl(meth)acrylat, i- Butyl(meth)acrylat, tert.Butyl(meth)acrylat, Cyclohexyl(meth)acrylat, 3,3,5-Trimethylcyclohexyl(meth)acrylat, 2-Ethylhexyl(meth)acrylat, Norbomyl(meth)acrylat oder lsobornyl(meth)acrylat; b3) 0,1 bis 15 Gew.-Teilen vernetzenden Comonomeren, die mindestens zwei ethylenisch ungesättigte, radikalisch mit b1 ) und gegebenenfalls mit b2) copolymerisierenbare Gruppen aufweisen, wie beispielsweise Divinylbenzol, Glykoldi(meth)acrylat, 1 ,4-Butandioldi(meth)acrylat, Allyl(meth)acrylat, Triallylcyanurat, Diallylphthalat, Diallylsuccinat, Pentaerythrittetra(meth)acrylat oder Trimethylolpropantri(meth)acrylat, wobei sich die Comonomeren b1), b2) und b3) zu 100 Gew.-Teilen ergänzen.Another group of preferred plastic particles are composed of: b1) 25 to 99.9 parts by weight of monomers which have aromatic groups as substituents, such as styrene, methylstyrene, ring-substituted styrenes, phenyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, 2-phenylethyl (meth) acrylate, 3-phenylpropyl (meth) acrylate or vinyl benzoate; and b2) 0 to 60 parts by weight of an acrylic and / or methacrylic acid ester having 1 to 12 carbon atoms in the aliphatic ester residue, which with the Monomers b1) can be copolymerized, examples being: methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, i-propyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, i- Butyl (meth) acrylate, tert-butyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, 3,3,5-trimethylcyclohexyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, norbomyl (meth) acrylate or isobornyl (meth) acrylate; b3) 0.1 to 15 parts by weight of crosslinking comonomers which have at least two ethylenically unsaturated groups which can be free-radically copolymerized with b1) and optionally with b2), such as, for example, divinylbenzene, glycol di (meth) acrylate, 1,4-butanediol di (meth ) acrylate, allyl (meth) acrylate, triallyl cyanurate, diallyl phthalate, diallyl succinate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate or trimethylolpropane tri (meth) acrylate, the comonomers b1), b2) and b3) being added to 100 parts by weight.
Besonders bevorzugt weisen Mischungen, aus denen die Kunststoffpartikel hergestellt werden, mindestens 80 Gew.-% Styrol und mindestens 0,5 Gew.-% Divinylbenzol auf.Mixtures from which the plastic particles are produced particularly preferably have at least 80% by weight of styrene and at least 0.5% by weight of divinylbenzene.
Die Herstellung von vernetzten Kunststoffpartikeln ist in der Fachwelt bekannt. So können die Streupartikel durch Emulsionspolymerisation hergestellt werden, wie beispielsweise in EP-A 342 283 oder EP-A 269 324 beschrieben, ganz besonders bevorzugt durch Polymerisation in organischer Phase, wie beispielsweise in der deutschen Patentanmeldung P 43 27 464.1 beschrieben, wobei bei der letztgenannten Polymerisationstechnik besonders enge Teilchengrößenverteilungen oder anders ausgedrückt besonders geringe Abweichungen der Teilchendurchmesser vom mittleren Teilchendurchmesser auftreten.The production of cross-linked plastic particles is known in the specialist world. For example, the scattering particles can be produced by emulsion polymerization, as described, for example, in EP-A 342 283 or EP-A 269 324, very particularly preferably by polymerization in the organic phase, as described, for example, in German patent application P 43 27 464.1, with the latter Polymerization technology particularly narrow particle size distributions or, in other words, particularly small deviations of the particle diameter from the average particle diameter occur.
Besonders bevorzugt werden Kunststoffpartikel eingesetzt, die eine Temperaturbeständigkeit von mindestens 200°C, insbesondere von mindestens 250°C aufweisen, ohne dass hierdurch eine Beschränkung erfolgen soll. Hierbei bedeutet der Begriff Temperaturbeständig, dass die Teilchen im wesentlichen keinem wärmebedingten Abbau unterliegen. Ein wärmebedingter Abbau führt in unerwünschter Weise zu Verfärbungen, so dass das Kunststoffmaterial unbrauchbar wird.Plastic particles are particularly preferably used which have a temperature resistance of at least 200 ° C., in particular of Have at least 250 ° C, without this being intended to be a limitation. Here, the term temperature-resistant means that the particles are essentially not subject to thermal degradation. Thermal degradation undesirably leads to discoloration, making the plastic material unusable.
Besonders bevorzugte Partikel sind unter anderem von Sekisui unter dem Handelsnamen ©Techpolymer SBX-6, ®Techpolymer SBX-8 und ® Techpolymer SBX-12 erhältlich.Particularly preferred particles are available from Sekisui, among others, under the trade names © Techpolymer SBX-6, ®Techpolymer SBX-8 and ® Techpolymer SBX-12.
Zu den anorganischen Materialien, aus denen die Streupartikel (A) ebenfalls hergestellt werden können, gehören unter anderem Aluminiumhydroxid, Aluminium-Kalium-Silikat (Glimmer), Aluminiumsilikat (Kaolin), Bariumsulfat (BaSO4), Calciumcarbonat, Magnesiumsilikat (Talkum). Von diesen Materialien ist BaSO4 bevorzugt.The inorganic materials from which the scattering particles (A) can also be produced include aluminum hydroxide, aluminum-potassium silicate (mica), aluminum silicate (kaolin), barium sulfate (BaSO 4 ), calcium carbonate, magnesium silicate (talc). Of these materials, BaSO 4 is preferred.
Von den zuvor genannten Streupartikeln sind Partikel, die anorganische Materialien umfassen, bevorzugt.Of the above-mentioned scattering particles, particles comprising inorganic materials are preferred.
Die zuvor beschriebenen Streupartikel (A) können einzeln oder als Mischung von zwei oder mehr Sorten eingesetzt werden.The previously described scattering particles (A) can be used individually or as a mixture of two or more types.
Die lichtstreuende PMMA-Schicht umfasst 0,5 bis 59,5 Gew.-%, vorzugsweise 5 bis 40 Gew.-% und besonders bevorzugt 8 bis 25 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der lichtstreuenden Polymethylmethacrylat-Schicht, sphärische Partikel (B).The light-scattering PMMA layer comprises 0.5 to 59.5% by weight, preferably 5 to 40% by weight and particularly preferably 8 to 25% by weight, based on the weight of the light-scattering polymethyl methacrylate layer, spherical particles ( B).
Die erfindungsgemäß einzusetzenden Partikel (B) weisen eine mittlere Teilchengrößen V50 im Bereich von 10 bis 150 μm, vorzugsweise 15 bis 70 μm und besonders bevorzugt 30 bis 50 μm auf, wobei der Brechungsindex der Partikel eine der Natrium-D-Linie (589 nm) und bei 20°C gemessene Brechungszahl n0 aufweisen, die sich um 0 bis 0,2 Einheiten von der Brechungszahl n0 des Matrix-Kohlenstoffs unterscheidet.The particles (B) to be used according to the invention have an average particle size V 50 in the range from 10 to 150 μm, preferably 15 to 70 μm and particularly preferably 30 to 50 μm, the refractive index of the particles being one of the sodium D line (589 nm ) and measured at 20 ° C Have refractive index n 0 , which differs by 0 to 0.2 units from the refractive index n 0 of the matrix carbon.
Die Partikel (B) können ebenfalls kommerziell erhalten werden. Diese Partikel können aus den gleichen Materialien wie die Streupartikel (A) hergestellt werden. Hierbei werden Kunststoffpartikel bevorzugt eingesetzt.The particles (B) can also be obtained commercially. These particles can be made from the same materials as the scattering particles (A). Plastic particles are preferably used here.
Vorzugsweise umfassen die sphärische Partikel (B) vernetzes Polystyrol, Polysilikon und/oder vernetzte Poly(meth)acrylate.The spherical particles (B) preferably comprise crosslinked polystyrene, polysilicon and / or crosslinked poly (meth) acrylates.
Die zuvor beschriebenen Partikel (B) können einzeln oder als Mischung von zwei oder mehr Sorten eingesetzt werden.The particles (B) described above can be used individually or as a mixture of two or more types.
Vorzugsweise liegt das Verhältnis des Gewichtsmittels der Streupartikel (A) zu den Partikeln (B) im Bereich von 1: 00 bis 10:1 , insbesondere 1 :50 bis 7,5:1, besonders bevorzugt 1 :25 bis 5:1 und ganz besonders bevorzugt 1:10 bis 3:1.The ratio of the weight average of the scattering particles (A) to the particles (B) is in the range from 1: 00 to 10: 1, in particular 1:50 to 7.5: 1, particularly preferably 1:25 to 5: 1 and entirely particularly preferably 1:10 to 3: 1.
Die Differenz der mittleren Teilchengröße V50 der Streupartikel (A) und der Partikel (B) beträgt vorzugsweise mindestens 5 μm, insbesondere mindestens 10 μm, wobei die Partikel (B) größer sind als die Streupartikel (A).The difference between the mean particle size V 50 of the scattering particles (A) and the particles (B) is preferably at least 5 μm, in particular at least 10 μm, the particles (B) being larger than the scattering particles (A).
Die Ermittlung der Teilchengröße sowie der Teilchengrößenverteilung kann mittels Laserextinktionsverfahren erfolgen. Hierbei kann ein Galay- CIS der Firma L.O.T. GmbH verwendet werden, wobei die Messmethode zur Bestimmung der Teilchengröße sowie der Teilchengrößenverteilung im Benutzerhandbuch enthalten ist.The particle size and the particle size distribution can be determined using a laser extinction method. A Galay-CIS from L.O.T. GmbH are used, the measurement method for determining the particle size and the particle size distribution is contained in the user manual.
Die Ermittlung der Teilchengröße von anorganischen Partikeln kann mittels eines Röntgensedigraphen erfolgen. Hierzu kann ein MICROSCAN Il-Gerät von der Fa. Quantachrome eingesetzt werden. Das MICROSCAN II ist ein automatisches Messgerät zur Bestimmung der Korngrößenverteilung von Pulvern in Suspensionen mit einem Messbereich von 0,1 bis 300 μm. Das Messprinzip des MICROSCAN II ist die Sedimentation mit Röntgendetektion. Hierzu werden die Partikel homogen in einer Flüssigkeit mit Hilfe einer eingebauten Schlauchpumpe bzw. Ultraschallbehandlung dispergiert. Die Partikelgrößenbestimmung wird nach dem Stokes'schen Gesetz in Abhängigkeit der Dichte von Partikel und Dispergierflüssigkeit, der Viskosität der Flüssigkeit sowie der Sinkgeschwindigkeit der Partikel bestimmtThe particle size of inorganic particles can be determined by means of an X-ray graph. A MICROSCAN Il device from Quantachrome can be used. The MICROSCAN II is an automatic measuring device for determining the particle size distribution of powders in suspensions with a measuring range from 0.1 to 300 μm. The measuring principle of the MICROSCAN II is sedimentation with X-ray detection. For this purpose, the particles are dispersed homogeneously in a liquid with the help of a built-in hose pump or ultrasonic treatment. The particle size determination is determined according to Stokes' law depending on the density of particles and dispersing liquid, the viscosity of the liquid and the sinking speed of the particles
Die mittlere Teilchengröße von V50 ergibt sich aus dem Mediän des Gewichtsmittels, wobei 50 Gew.-% der Teilchen kleiner oder gleich und 50 Gew.~% dieser Teilchen größer oder gleich diesem Wert sind.The average particle size of V 50 results from the median of the weight average, 50% by weight of the particles being less than or equal to and 50% by weight of these particles being greater than or equal to this value.
Gemäss einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung liegen diese Teilchen gleichmäßig verteilt in der Kunststoffmatrix vor, ohne dass eine nennenswerte Aggregation oder Zusammenlagerung der Partikel auftritt. Gleichmäßig verteilt bedeutet, dass die Konzentration an Partikeln innerhalb der Kunststoff matrix im wesentlichen konstant ist.According to a special aspect of the present invention, these particles are present in the plastic matrix in a uniformly distributed manner without any significant aggregation or aggregation of the particles occurring. Evenly distributed means that the concentration of particles within the plastic matrix is essentially constant.
Die lichtstreuende Schicht umfasst neben den sphärischen Partikeln eine Kunststoffmatrix, die Polymethylmethacrylat (PMMA) aufweist. Vorzugsweise umfasst die lichtstreuende Polymethylmethacrylat-Schicht mindestens 30 Gew.-%, insbesondere mindestens 40 Gew.-% und besonders bevorzugt mindestens 50 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der lichtstreuenden Schicht, Polymethylmethacrylat.In addition to the spherical particles, the light-scattering layer comprises a plastic matrix which has polymethyl methacrylate (PMMA). The light-scattering polymethyl methacrylate layer preferably comprises at least 30% by weight, in particular at least 40% by weight and particularly preferably at least 50% by weight, based on the weight of the light-scattering layer, of polymethyl methacrylate.
Polymethylmethacrylate werden im allgemeinen durch radikalische Polymerisation von Mischungen erhalten, die Methylmethacrylat enthalten. Im allgemeinen enthalten diese Mischungen mindestens 40 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 60 Gew.-% und besonders bevorzugt I oPolymethyl methacrylates are generally obtained by radical polymerization of mixtures containing methyl methacrylate. In general, these mixtures contain at least 40% by weight, preferably at least 60% by weight and particularly preferably I o
mindestens 80 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Monomere, Methylmethacrylat.at least 80% by weight, based on the weight of the monomers, of methyl methacrylate.
Daneben können diese Mischungen zur Herstellung von Polymethylmethacrylaten weitere (Meth)acrylate enthalten, die mit Methylmethacrylat copolymerisierbar sind. Der Ausdruck (Meth)acrylate umfasst Methacrylate und Acrylate sowie Mischungen aus beiden.In addition, these mixtures for the production of polymethyl methacrylates can contain further (meth) acrylates which can be copolymerized with methyl methacrylate. The term (meth) acrylates encompasses methacrylates and acrylates and mixtures of the two.
Diese Monomere sind weithin bekannt. Zu diesen gehören unter anderemThese monomers are well known. These include, among others
(Meth)acrylate, die sich von gesättigten Alkoholen ableiten, wie beispielsweise Methylacrylat, Ethy!(meth)acrylat, Propyl(meth)acrylat, n-Butyl(meth)acrylat, tert.-Butyl(meth)acrylat, Pentyl(meth)acrylat und(Meth) acrylates derived from saturated alcohols, such as, for example, methyl acrylate, ethyl! (Meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, tert-butyl (meth) acrylate, pentyl (meth) acrylate and
2-Ethylhexyl(meth)acrylat;2-ethylhexyl (meth) acrylate;
(Meth)acrylate, die sich von ungesättigten Alkoholen ableiten, wie z. B.(Meth) acrylates derived from unsaturated alcohols, such as. B.
Oleyl(meth)acrylat, 2-Propinyl(meth)acrylat, Allyl(meth)acrylat,Oleyl (meth) acrylate, 2-propynyl (meth) acrylate, allyl (meth) acrylate,
Vinyl(meth)acrylat;Vinyl (meth) acrylate;
Aryl(meth)acrylate, wie Benzyl(meth)acrylat oderAryl (meth) acrylates, such as benzyl (meth) acrylate or
Phenyl(meth)acrylat, wobei die Arylreste jeweils unsubstituiert oder bis zu vierfach substituiert sein können;Phenyl (meth) acrylate, where the aryl radicals can in each case be unsubstituted or substituted up to four times;
Cycloalkyl(meth)acrylate, wie 3-Vinylcyclohexyl(meth)acrylat,Cycloalkyl (meth) acrylates, such as 3-vinylcyclohexyl (meth) acrylate,
Bornyl(meth)acrylat;Bornyl (meth) acrylate;
Hydroxylalkyl(meth)acrylate, wieHydroxylalkyl (meth) acrylates such as
3-Hydroxypropyl(meth)acrylat,3-hydroxypropyl (meth) acrylate,
3,4-Dihydroxybutyl(meth)acrylat,3,4-dihydroxybutyl (meth) acrylate,
2-Hydroxyethyl(meth)acrylat, 2-Hydroxypropyl(meth)acrylat;2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate;
Glycoldi(meth)acrylate, wie 1 ,4-Butandiol(meth)acrylat,Glycol di (meth) acrylates, such as 1,4-butanediol (meth) acrylate,
(Meth)acrylate von Etheralkoholen, wie(Meth) acrylates of ether alcohols, such as
Tetrahydrofurfuryl(meth)acrylat, Vinyloxyethoxyethyl(meth)acrylat;Tetrahydrofurfuryl (meth) acrylate, vinyloxyethoxyethyl (meth) acrylate;
Amide und Nitrile der (Meth)acrylsäure, wieAmides and nitriles of (meth) acrylic acid, such as
N-(3-Dimethylaminopropyl)(meth)acrylamid,N- (3-dimethylaminopropyl) (meth) acrylamide,
N-(Diethylphosphono)(meth)acrylamid,N- (diethylphosphono) (meth) acrylamide,
1-Methacryloylamido-2-methyl-2-propanol; schwefelhaltige Methacrylate, wie Ethylsulfinylethyl(meth)acrylat,1-Methacryloylamido-2-methyl-2-propanol; sulfur-containing methacrylates, such as Ethylsulfinylethyl (meth) acrylate,
4-Thiocyanatobutyl(meth)acrylat,4-Thiocyanatobutyl (meth) acrylate,
Ethylsulfonylethyl(meth)acrylat,Ethylsulfonylethyl (meth) acrylate,
Thiocyanatomethyl(meth)acrylat,Thiocyanatomethyl (meth) acrylate,
Methylsulfinylmethyl(meth)acrylat,Methylsulfinylmethyl (meth) acrylate,
Bis((meth)acryloyloxyethyl)sulfid; mehrwertige (Meth)acrylate, wieBis ((meth) acryloyloxyethyl) sulfide; polyvalent (meth) acrylates, such as
Trimethyloylpropantri(meth)acrylat.Trimethyloylpropantri (meth) acrylate.
Neben den zuvor dargelegten (Meth)acrylaten können die zu polymerisierenden Zusammensetzungen auch weitere ungesättigte Monomere aufweisen, die mit Methylmethacrylat und den zuvor genannten (Meth)acrylaten copolymerisierbar sind.In addition to the (meth) acrylates set out above, the compositions to be polymerized can also have further unsaturated monomers which are copolymerizable with methyl methacrylate and the aforementioned (meth) acrylates.
Hierzu gehören unter anderem 1-Alkene, wie Hexen-1, Hepten-1 ; verzweigte Alkene, wie beispielsweise Vinylcyclohexan, 3,3-Dimethyl-1- propen, 3-Methyl-1-diisobutylen, 4-Methylpenten-1;These include 1-alkenes such as 1-hexene, 1-heptene; branched alkenes such as vinylcyclohexane, 3,3-dimethyl-1-propene, 3-methyl-1-diisobutylene, 4-methylpentene-1;
Acrylnitril; Vinylester, wie Vinylacetat;acrylonitrile; Vinyl esters such as vinyl acetate;
Styrol, substituierte Styrole mit einem Alkylsubstituenten in der Seitenkette, wie z. B. α-Methylstyrol und α-Ethylstyrol, substituierte Styrole mit einem Alkylsubstitutenten am Ring, wie Vinyltoluol und p-Methylstyrol, halogenierte Styrole, wie beispielsweise Monochlorstyrole, Dichlorstyrole, Tribromstyrole und Tetrabromstyrole;Styrene, substituted styrenes with an alkyl substituent in the side chain, such as. B. α-methylstyrene and α-ethylstyrene, substituted styrenes with an alkyl substituent on the ring, such as vinyltoluene and p-methylstyrene, halogenated styrenes such as monochlorostyrenes, dichlorostyrenes, tribromostyrenes and tetrabromostyrenes;
Heterocyclische Vinylverbindungen, wie 2-Vinylpyridin, 3-Vinylpyridin, 2- Methyl-5-vinylpyridin, 3-Ethyl-4-vinylpyridin, 2,3-Dimethyl-5-vinylpyridin, Vinylpyrimidin, Vinylpiperidin, 9-Vinylcarbazol, 3-Vinylcarbazol, 4-Vinylcarbazol, 1-Vinylimidazol, 2-Methyl-1-vinylimidazol, N-Vinylpyrrolidon, 2-Vinylpyrrolidon, N-Vinylpyrrolidin, 3-Vinylpyrrolidin, N-Vinylcaprolactam, N-Vinylbutyrolactam, Vinyloxolan, Vinylfuran, Vinylthiophen, Vinylthiolan, Vinylthiazole und hydrierte Vinylthiazole, Vinyloxazole und hydrierte Vinyloxazole; Vinyl- und Isoprenylether;Heterocyclic vinyl compounds, such as 2-vinylpyridine, 3-vinylpyridine, 2-methyl-5-vinylpyridine, 3-ethyl-4-vinylpyridine, 2,3-dimethyl-5-vinylpyridine, vinylpyrimidine, vinylpiperidine, 9-vinylcarbazole, 3-vinylcarbazole, 4-vinylcarbazole, 1-vinylimidazole, 2-methyl-1-vinylimidazole, N-vinylpyrrolidone, 2-vinylpyrrolidone, N-vinylpyrrolidine, 3-vinylpyrrolidine, N-vinylcaprolactam, N-vinylbutyrolactam, vinyloxolane, vinylfuran, vinylthiophene, vinylthiophene, vinylthiolthene hydrogenated vinyl thiazoles, vinyl oxazoles and hydrogenated vinyl oxazoles; Vinyl and isoprenyl ether;
Maleinsäurederivate, wie beispielsweise Maleinsäureanhydrid, Methylmaleinsäureanhydrid, Maleinimid, Methylmaleinimid; und Diene, wie beispielsweise Divinylbenzol.Maleic acid derivatives, such as maleic anhydride, methyl maleic anhydride, maleimide, methyl maleimide; and dienes such as divinylbenzene.
Im allgemeinen werden diese Comonomere in einer Menge von 0 bis 60 Gew.-%, vorzugsweise 0 bis 40 Gew.-% und besonders bevorzugt 0 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Monomeren, eingesetzt, wobei die Verbindungen einzeln oder als Mischung verwendet werden können.In general, these comonomers are used in an amount of 0 to 60% by weight, preferably 0 to 40% by weight and particularly preferably 0 to 20% by weight, based on the weight of the monomers, the compounds being used individually or can be used as a mixture.
Die Polymerisation wird im allgemeinen mit bekannten Radikalinitiatoren gestartet. Zu den bevorzugten Initiatoren gehören unter anderem die in der Fachwelt weithin bekannten Azoinitiatoren, wie AIBN und 1 ,1-Azobiscyclohexancarbonitril, sowie Peroxyverbindungen, wie Methylethylketonperoxid, Acetylacetonperoxid, Dilaurylperoxyd, tert.- Butylper-2-ethylhexanoat, Ketonperoxid, Methylisobutylketonperoxid, Cyclohexanonperoxid, Dibenzoylperoxid, tert.-Butylperoxybenzoat, tert.- Butylperoxyisopropylcarbonat, 2,5-Bis(2-ethylhexanoyl-peroxy)-2,5- dimethylhexan, tert.-Butylperoxy-2-ethylhexanoat, tert.-Butylperoxy-3,5,5- trimethylhexanoat, Dicumylperoxid, 1 ,1-Bis(tert.-butylperoxy)cyclohexan, 1 , 1 -Bis(tert.-butylperoxy)3,3,5-trimethylcyclohexan, Cumylhydroperoxid, tert.-Butylhydroperoxid, Bis(4-tert.-butylcyclohexyl)peroxydicarbonat, Mischungen von zwei oder mehr der vorgenannten Verbindungen miteinander sowie Mischungen der vorgenannten Verbindungen mit nicht genannten Verbindungen, die ebenfalls Radikale bilden können.The polymerization is generally started with known radical initiators. The preferred initiators include, among others, the azo initiators well known in the art, such as AIBN and 1, 1-azobiscyclohexane carbonitrile, and also peroxy compounds, such as methyl ethyl ketone peroxide, acetylacetone peroxide, dilauryl peroxide, tert-butyl per-2-ethylhexanoate, ketone peroxide, methyl isobutyl ketone peroxide, and cyclohexyl peroxide , tert-butyl peroxybenzoate, tert-butyl peroxyisopropyl carbonate, 2,5-bis (2-ethylhexanoyl-peroxy) -2,5-dimethylhexane, tert-butyl peroxy-2-ethylhexanoate, tert-butyl peroxy-3,5,5- trimethylhexanoate, dicumyl peroxide, 1,1-bis (tert-butylperoxy) cyclohexane, 1,1-bis (tert-butylperoxy) 3,3,5-trimethylcyclohexane, cumyl hydroperoxide, tert-butyl hydroperoxide, bis (4-tert.- butylcyclohexyl) peroxydicarbonate, mixtures of two or more of the abovementioned compounds with one another and mixtures of the abovementioned compounds with compounds not mentioned which can likewise form free radicals.
Diese Verbindungen werden häufig in einer Menge von 0,01 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise von 0,5 bis 3 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Monomeren, eingesetzt.These compounds are often used in an amount of from 0.01 to 10% by weight, preferably from 0.5 to 3% by weight, based on the weight of the monomers.
Hierbei können verschiedene Poly(meth)acrylate eingesetzt werden, die sich beispielsweise im Molekulargewicht oder in der Monomerzusammensetzung unterscheiden. Des weiteren kann die Matrix der lichtstreuenden Schicht weitere Polymere enthalten, um die Eigenschaften zu modifizieren. Hierzu gehören unter anderem Polyacrylnitrile, Polystyrole, Polyether, Polyester, Polycarbonate und Polyvinylchloride. Diese Polymere können einzeln oder als Mischung eingesetzt werden, wobei auch Copolymere, die von den zuvor genannten Polymere ableitbar sind.Various poly (meth) acrylates can be used here, which differ, for example, in molecular weight or in the monomer composition. Furthermore, the matrix of the light-scattering layer can contain further polymers in order to modify the properties. These include polyacrylonitriles, polystyrenes, polyethers, polyesters, polycarbonates and polyvinyl chlorides. These polymers can be used individually or as a mixture, copolymers also being derivable from the aforementioned polymers.
Das Gewichtsmittel des Molekulargewichts Mw der erfindungsgemäss als Matrixpolymere zu verwendenden Homo- und/oder Copolymere kann in weiten Bereichen schwanken, wobei das Molekulargewicht üblicherweise auf den Anwendungszweck und die Verarbeitungsweise der Formmasse abgestimmt wird. Im allgemeinen liegt es aber im Bereich zwischen 20 000 und 1 000 000 g/mol, vorzugsweise 50000 bis 500 000 g/mol und besonders bevorzugt 80 000 bis 300 000 g/mol, ohne dass hierdurch eine Einschränkung erfolgen soll.The weight average molecular weight M w of the homopolymers and / or copolymers to be used according to the invention as matrix polymers can vary within wide limits, the molecular weight usually being matched to the intended use and the processing mode of the molding composition. In general, however, it is in the range between 20,000 and 1,000,000 g / mol, preferably 50,000 to 500,000 g / mol and particularly preferably 80,000 to 300,000 g / mol, without any intention that this should impose a restriction.
Gemäss einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Matrix der lichtstreuenden Polymethylmethacrylat-Schicht mindestens 70, vorzugsweise mindestens 80 und besonders bevorzugt mindestens 90 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Matrix der lichtstreuenden Schicht, Polymethylmethacrylat auf.According to a particular embodiment of the present invention, the matrix of the light-scattering polymethyl methacrylate layer has at least 70, preferably at least 80 and particularly preferably at least 90% by weight, based on the weight of the matrix of the light-scattering layer, of polymethyl methacrylate.
Die Poly(meth)acrylate der Matrix der lichtstreuenden Schicht weisen gemäss einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung einen Brechungsindex gemessen bei der Na-D-Linie (589 nm) und bei 20°C im Bereich von 1 ,46 bis 1,54 auf.According to a particular aspect of the present invention, the poly (meth) acrylates of the matrix of the light-scattering layer have a refractive index measured at the Na-D line (589 nm) and at 20 ° C. in the range from 1.46 to 1.54.
Die Formmassen zur Herstellung der lichtstreuenden Schicht können übliche Zusatzstoffe aller Art enthalten. Hierzu gehören unter anderem Antistatika, Antioxidantien, Entformungsmittel, Flammschutzmittel, Schmiermittel, Farbstoffe, Fliessverbesserungsmittel, Füllstoffe, Lichtstabilisatoren, UV-Absorber und organische Phosphorverbindungen, wie Phosphite oder Phosphonate, Pigmente, Verwitterungsschutzmittel und Weichmacher. Die Menge an Zusatzstoffen ist jedoch auf den Anwendungszweck beschränkt. So sollte die lichtstreuende Eigenschaft der Polymethylmethacrylat-Schicht sowie deren Transmission nicht zu stark durch Additive beeinträchtigt werden. Insbesondere sollten nur geringe Mengen an Additiven zugesetzt werden, deren optische Eigenschaften von der Temperatur abhängig sind. So sollte die Streuscheibe nur eine geringe Menge an Schlagzähmodifizierungsmittel umfassen, die beispielsweise in EP-A 0 113 924, EP-A 0 522 351, EP-A 0 465049 und EP-A 0 683 028 beschrieben sind. Vorzugsweise ist der Gehalt an Schlagzähmodifizierungsmittel in den Streuscheiben auf maximal 20 Gew.-%, vorzugsweise 10 Gew.-% und besonders bevorzugt 4 Gew.-% beschränkt. Gemäß einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung umfassen Streuscheiben der vorliegenden Erfindung besonders bevorzugt keine Schlagzähmodifier.The molding compositions for producing the light-scattering layer can contain customary additives of all kinds. These include, among others, antistatic agents, antioxidants, mold release agents, flame retardants, lubricants, dyes, flow improvers, fillers, light stabilizers, UV absorbers and organic phosphorus compounds such as phosphites or phosphonates, pigments, weathering protection agents and plasticizers. However, the amount of additives is limited to the application. The light-scattering property of the polymethyl methacrylate layer and its transmission should not be adversely affected by additives. In particular, only small amounts of additives should be added, the optical properties of which depend on the temperature. For example, the lens should only contain a small amount of impact modifier, which are described, for example, in EP-A 0 113 924, EP-A 0 522 351, EP-A 0 465049 and EP-A 0 683 028. The content of impact modifier in the lenses is limited to a maximum of 20% by weight, preferably 10% by weight and particularly preferably 4% by weight. According to a particular aspect of the present invention, diffusing disks of the present invention particularly preferably do not comprise any impact modifiers.
Besonders bevorzugte Formmassen zur Herstellung der Kunststoff-Matrix sind von der Fa. Röhm GmbH & Co. KG kommerziell erhältlich.Particularly preferred molding compositions for the production of the plastic matrix are commercially available from Röhm GmbH & Co. KG.
Die Dicke der lichtstreuenden Polymethylmethacrylat-Schicht liegt im Allgemeinen im Bereich von 1 bis 100 mm, vorzugsweise im Bereich von 1 bis 10 mm und besonders bevorzugt im Bereich von 2 bis 5 mm.The thickness of the light-scattering polymethyl methacrylate layer is generally in the range from 1 to 100 mm, preferably in the range from 1 to 10 mm and particularly preferably in the range from 2 to 5 mm.
Gemäß einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Konzentration der sphärischen Streupartikel (A) CPA, die Dicke der lichtstreuenden Polymethylmethacrylat-Schicht ds sowie die Teilchengröße der sphärische Streupartikel (A) DPA so gewählt, dass das Verhältnis aus dem Produkt von Konzentration der sphärische Streupartikel (A) cPA und Dicke der lichtstreuenden Polymethylmethacrylat- Schicht zur dritten Potenz der Teilchengröße der sphärische Streupartikel (A) CpA*ds /DpA 3 vorzugsweise im Bereich von 0,0001 bis 0,5 Gew.-%*mm/μm3, insbesondere 0,0025 bis 0,3 Gew.-%*mm/μm3 liegt. Falls Kunststoffpartikel mit einer Teilchengröße V5o im Bereich von 6 bis 30 μm als Streumedien eingesetzt werden, so liegt das das Verhältnis aus dem Produkt von Konzentration der sphärische Streupartikel (A) cPA und Dicke der lichtstreuenden Polymethylmethacrylat-Schicht zur dritten Potenz der Teilchengröße der sphärische Streupartikel (A) cPA*ds /DPA 3 gemäß einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung vorzugsweise im Bereich von 0,0015 bis 0,09 Gew.-%*mm/μm3, besonders bevorzugt 0,0025 bis 0,06 Gew.-%*mm/μm3 und ganz besonders bevorzugt im Bereich von 0,005 bis 0,04 Gew.-%*mm/μm3.According to a particular aspect of the present invention, the concentration of the spherical scattering particles (A) C PA , the thickness of the light-scattering polymethyl methacrylate layer d s and the particle size of the spherical scattering particles (A) D PA are chosen such that the ratio of the product of concentration the spherical scattering particle (A) c PA and the thickness of the light-scattering polymethyl methacrylate layer to the third power of the particle size of the spherical scattering particle (A) CpA * ds / Dp A 3 preferably in the range from 0.0001 to 0.5% by weight * mm / μm 3 , in particular 0.0025 to 0.3% by weight * mm / μm 3 . If plastics particles are o used with a particle size of V 5 in the range 6 to 30 microns as the scattering media, then there is the relationship of the product of concentration of the spherical scattering particles (A) c PA and thickness of the light-scattering polymethyl methacrylate layer to the cube of particle size the spherical scattering particle (A) c PA * ds / D PA 3 according to a particular aspect of the present invention preferably in the range from 0.0015 to 0.09% by weight * mm / μm 3 , particularly preferably 0.0025 to 0, 06% by weight * mm / μm 3 and very particularly preferably in the range from 0.005 to 0.04% by weight * mm / μm 3 .
Falls anorganische Partikel mit einer Teilchengröße V50 im Bereich von 0,1 bis 5 μm als Streumedien als Streumedien eingesetzt werden, so liegt das das Verhältnis aus dem Produkt von Konzentration der sphärische Streupartikel (A) CPA und Dicke der lichtstreuenden Polymethylmethacrylat- Schicht zur dritten Potenz der Teilchengröße der sphärische StreupartikelIf inorganic particles with a particle size V 50 in the range from 0.1 to 5 μm are used as scattering media as scattering media, then the ratio of the product of the concentration of the spherical scattering particles (A) C PA and the thickness of the light-scattering polymethyl methacrylate layer to third power of particle size of the spherical scattering particle
(A) cPA*ds /DPA 3 gemäß einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung vorzugsweise im Bereich von 0,015 bis 0,5 Gew.-%*mm/μm3, insbesondere 0,025 bis 0,3 Gew.-%*mm/μm3.(A) c PA * ds / D PA 3 according to a particular aspect of the present invention, preferably in the range from 0.015 to 0.5% by weight * mm / μm 3 , in particular 0.025 to 0.3% by weight * mm / μm 3 .
Die Konzentration der sphärischen Partikel (B) OB, die Dicke der lichtstreuenden Polymethylmethacrylat-Schicht ds sowie die Teilchengröße der sphärische Partikel (B) DPB kann so gewählt werden, dass das Verhältnis aus dem Produkt von Konzentration der sphärische Streupartikel (B) CPB und Dicke der lichtstreuenden Polymethylmethacrylat- Schicht zur dritten Potenz der Teilchengröße der sphärische StreupartikelThe concentration of the spherical particles (B) O B , the thickness of the light-scattering polymethyl methacrylate layer d s and the particle size of the spherical particles (B) D PB can be chosen such that the ratio of the product of the concentration of the spherical scattering particles (B) C PB and thickness of the light-scattering polymethyl methacrylate layer to the third power of the particle size of the spherical scattering particles
(B) CpB*ds/DPB 3 vorzugsweise im Bereich von 0,000005 bis 0,04 Gew.-%*mm/μm3, insbesondere 0,00005 bis 0,02 Gew.-%*mm/μm3 Gew.-%*mm/μm3 liegt.(B) Cp B * ds / D PB 3 preferably in the range from 0.000005 to 0.04% by weight * mm / μm 3 , in particular 0.00005 to 0.02% by weight * mm / μm 3 % by weight .-% * mm / μm 3 .
Das Verhältnis des Quadrats von mittlerer Oberflächenrauhigkeit der Polymethylmethacrylat-Schicht Rz zur dritten Potenz der Teilchengröße der sphärischen Partikel (B) RZ 2/DPB 3 kann vorzugsweise im Bereich von 0,0002 μnrϊ1 bis 0,1300 μm"1, vorzugsweise 0,0009 μm"1 bis 0,0900 μm"1, insbesondere 0,0006 μm"1 bis 0,0800 μm"1 und vorzugsweise 0,0008 μm"1 bis 0,0400 μm"1 liegen.The ratio of the square of the average surface roughness of the polymethyl methacrylate layer Rz to the third power of the particle size of the spherical particles (B) R Z 2 / D PB 3 can preferably be in the range from 0.0002 μnrϊ 1 to 0.1300 μm "1 , preferably 0.0009 μm " 1 to 0.0900 μm "1 , in particular 0.0006 μm " 1 to 0.0800 μm "1 and preferably 0.0008 μm " 1 up to 0.0400 μm "1 .
Gemäss einer besonderen Ausführungsform der Scheibe der vorliegenden Erfindung liegt das Verhältnis Konzentration der sphärischen Streupartikel (A) CPA zur Dicke der lichtstreuenden Polymethylmethacrylat-Schicht ds CPAΛJS im Bereich von 0,2 Gew.-%/mm bis 20 Gew.-%/mm, insbesondere von 0,5 Gew.-%/mm bis 10 Gew.-%/mm.According to a particular embodiment of the pane of the present invention, the ratio of the concentration of the spherical scattering particles (A) C PA to the thickness of the light-scattering polymethyl methacrylate layer ds C PA ΛJ S is in the range from 0.2% by weight / mm to 20% by weight. % / mm, in particular from 0.5% by weight / mm to 10% by weight / mm.
Gemäss einem besonderen Aspekt der Streuscheibe der vorliegenden Erfindung ist das Verhältnis Konzentration der sphärischen Partikel (B) CPB zur Dicke der lichtstreuenden Polymethylmethacrylat-Schicht ds cpß/ds größer oder gleich 2,5 Gew.-%/mm, insbesondere größer oder gleich 4 Gew.-%/mm.According to a special aspect of the lens of the present invention, the ratio of the concentration of the spherical particles (B) C PB to the thickness of the light-scattering polymethyl methacrylate layer d s cpß / ds is greater than or equal to 2.5% by weight / mm, in particular greater than or equal 4 wt% / mm.
Das Verhältnis aus Dicke der lichtstreuenden Polymethylmethacrylat- Schicht ds und Teilchengröße der sphärische Streupartikel DPA s/DpA liegt vorzugsweise im Bereich von 5 bis 1500, insbesondere 10 bis 1000 und besonders bevorzugt 100 bis 600, ohne dass hierdurch eine Beschränkung erfolgen soll.The ratio of the thickness of the light-scattering polymethyl methacrylate layer ds and the particle size of the spherical scattering particles DP A s / Dp A is preferably in the range from 5 to 1500, in particular 10 to 1000 and particularly preferably 100 to 600, without any intention that this should impose a restriction.
Die lichtstreuende Polymethylmethacrylat-Schicht weist vorzugsweise einen Glanz Rδ5° kleiner gleich 60, insbesondere kleiner gleich 40 und besonders bevorzugt kleiner 30 auf.The light-scattering polymethyl methacrylate layer preferably has a gloss Rδ5 ° of less than or equal to 60, in particular less than or equal to 40 and particularly preferably less than 30.
Die Streuscheiben der vorliegenden Erfindung, insbesondere die lichtstreuende Polymethylmethacrylat-Schicht zeigen eine besonders geringe Kratzempfindlichkeit. Gemäß einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung sind Kratzer, die mit einer Kraft von höchstens 0,4 N, insbesondere von höchstens 0,7 N und besonders bevorzugt von höchstens 1 ,0 N auf der Scheibe erzeugt werden, visuell nicht erkennbar, ohne dass hierdurch eine Beschränkung erfolgen soll.The lenses of the present invention, in particular the light-scattering polymethyl methacrylate layer, have a particularly low sensitivity to scratching. According to a particular aspect of the present invention are scratches with a force of at most 0.4 N, in particular of at most 0.7 N and particularly preferably of at most 1.0 N are generated on the disk, not visually recognizable, without this being intended to impose a restriction.
Diese Kratzunempfindlichkeit kann gemäss DIN 53799 und DIN EN 438 durch eine visuelle Beurteilung einer geschädigten Oberfläche bestimmt werden, wobei die Schädigung durch einen Diamanten, der mit unterschiedlicher Kraft auf die Oberfläche einwirkt, hervorgerufen wird.This scratch resistance can be determined in accordance with DIN 53799 and DIN EN 438 by a visual assessment of a damaged surface, the damage being caused by a diamond that acts on the surface with different forces.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung liegt die mittlere Oberflächenrauhigkeit Rz der Platte vorzugsweise im Bereich von 5 μm bis 50 μm, insbesondere 5 bis 25 μm, bevorzugt 6 bis 35 μm und besonders bevorzugt 6 μm bis 30 μm.According to a particular embodiment of the present invention, the average surface roughness R z of the plate is preferably in the range from 5 μm to 50 μm, in particular 5 to 25 μm, preferably 6 to 35 μm and particularly preferably 6 μm to 30 μm.
Die mittlere Oberflächenrauhigkeit Rz kann gemäß DIN 4768 mit einem Messgerät Talysurf 50 der Fa. Taylor Hobson bestimmt werden, wobei Rz die gemittelte Rautiefe ist, die sich aus den Mittelwerten der Einzelrautiefen von fünf aufeinander folgender Einzelmessstrecken im Rauheitsprofil ergibt.The average surface roughness Rz can be determined in accordance with DIN 4768 using a Talysurf 50 measuring device from Taylor Hobson, where Rz is the average roughness depth that results from the mean values of the individual roughness depths of five successive individual measuring sections in the roughness profile.
Die Oberflächenrauhigkeit Rz der Platte ergibt sich im Allgemeinen durch die Wahl der Partikel (B). Darüber hinaus kann dieser Wert durch Variation von verschiedenen Parametern beeinflusst werden, die von der Art der Herstellung abhängig sind.The surface roughness R z of the plate generally results from the choice of the particles (B). In addition, this value can be influenced by varying various parameters, which depend on the type of manufacture.
Hierzu gehören unter anderem die Temperatur der Schmelze während der Extrusion, wobei eine höhere Temperatur der Schmelze zu einer raueren Oberfläche führt. Hierbei ist jedoch zu beachten, dass die Temperatur der Schmelze von der genauen Zusammensetzung der Formmasse abhängig ist. Im allgemeinen liegt die Temperatur der Schmelze im Bereich von 150 bis 300°C, vorzugsweise im Bereich von 200 bis 290°C. Diese Temperaturen beziehen sich auf die Temperaturen der Schmelze beim Düsenaustritt.These include the temperature of the melt during extrusion, with a higher temperature of the melt resulting in a rougher surface. However, it should be noted that the temperature of the melt depends on the exact composition of the molding compound. The temperature of the melt is generally in the range from 150 to 300 ° C., preferably in the range from 200 to 290 ° C. This Temperatures refer to the temperatures of the melt at the nozzle outlet.
Des weiteren kann die Oberflächenrauhigkeit über den Spalt zwischen den zur Glättung der Platten eingesetzten Walzen beeinflusst werden. Umfasst ein Glättwerk beispielsweise 3 Walzen in L-Anordnung, wobei die Formmasse von der Düse auf den Spalt zwischen Walze 1 und Walze 2 geführt wird und die Walze 2 um 60-180° umschlingt, so wird durch den Spalt zwischen Walze 2 und Walze 3 eine Glättung der Oberflächen erzielt. Wird der Spalt zwischen Walze 2 und Walze 3 auf Plattendicke eingestellt, so werden die Streupartikel auf der Piattenoberfläche in die Matrix eingedrückt, wodurch sich die Oberfläche glatter darstellt. Im allgemeinen wird dieser Spalt zur Erzielung einer raueren Oberfläche etwas größer eingestellt als die Plattendicke der herzustellenden Platte, wobei dieser Wert vielfach im Bereich von 0,1 bis 2 mm über Plattendicke, vorzugsweise 0,1 bis 1 ,5 mm über Plattendicke liegt, ohne dass hierdurch eine Beschränkung erfolgen soll. Des weiteren wird die Oberflächenrauhigkeit durch die Partikelgröße sowie die Plattendicke beeinflusst, wobei die Ausführungsbeispiele die Abhängigkeiten darlegen.Furthermore, the surface roughness can be influenced via the gap between the rollers used to smooth the plates. If a calender comprises, for example, 3 rolls in an L arrangement, the molding compound being guided from the nozzle onto the nip between roll 1 and roll 2 and looping around the roll 2 by 60-180 °, the gap between roll 2 and roll 3 smoothes the surfaces. If the gap between roller 2 and roller 3 is set to plate thickness, the scattering particles on the plate surface are pressed into the matrix, as a result of which the surface is smoother. In general, this gap is set somewhat larger than the plate thickness of the plate to be produced in order to achieve a rougher surface, this value often being in the range from 0.1 to 2 mm above plate thickness, preferably 0.1 to 1.5 mm above plate thickness, without that this should result in a restriction. Furthermore, the surface roughness is influenced by the particle size and the plate thickness, the exemplary embodiments setting out the dependencies.
Die lichtstreuende Schicht kann über bekannte Verfahren hergestellt werden, wobei thermoplastische Formgebungsverfahren bevorzugt sind. Nach Zugabe der Partikel können aus den zuvor beschriebenen Formmassen lichtstreuenden Schichten durch herkömmliche thermoplastische Formgebungsverfahren hergestellt werden.The light-scattering layer can be produced by known processes, thermoplastic molding processes being preferred. After the addition of the particles, light-scattering layers can be produced from the molding compositions described above by conventional thermoplastic molding processes.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform wird zur Extrusion oder zur Herstellung von Streuperlen enthaltenden Formmassen-Granulaten ein Doppelschneckenextruder verwendet. Hierbei werden die Kunststoffpartikel vorzugsweise in die Schmelze im Extruder überführt. Durch diese Maßnahme können Schmelzen erhalten werden, aus denen Platten bereitgestellt werden können, die eine besonders hohe Transmission aufweisen.According to a particular embodiment, a twin-screw extruder is used for the extrusion or for the production of molding compound granules containing scattering pearls. Here, the plastic particles are preferably transferred to the melt in the extruder. By this measure, melts can be obtained from which Plates can be provided that have a particularly high transmission.
Hierbei können die Streuscheiben über einen Zweistufen prozess hergestellt werden, bei welchem man einer erfindungsgemäßen Sidefeeder-Compoundierung auf einem Doppelschneckenextruder und Zwischengranulierung die Extrusion der Folie oder Platte auf einem Einschneckenextruder nachschaltet. Das über den Doppelschneckenextruder erhaltene Granulat kann besonders hohe Anteile an Streuperlen erhalten, so dass durch Abmischung mit Formmassen ohne Streuperlen auf einfache Weise Streuscheiben mit unterschiedlichem Streuperlengehalt hergestellt werden können.Here, the spreading disks can be produced in a two-stage process, in which a sidefeeder compounding according to the invention on a twin-screw extruder and intermediate granulation is followed by extrusion of the film or plate on a single-screw extruder. The granules obtained via the twin-screw extruder can contain particularly high proportions of scattering pearls, so that by mixing with molding compositions without scattering pearls, scattering discs with different scattering pearls content can be produced in a simple manner.
Des weiteren kann auch ein Einstufenprozess durchgeführt werden, bei welchem die Eincompoundierung der sphärischen Kunststoffpartikel in die Schmelze wie beschrieben auf einem Doppelschneckenextruder erfolgt, welchem ggf. ein druckerhöhendes Aggregat (z.B. Schmelzepumpe) nachgeschaltet ist, an welches sich die Extrusionsdüse unmittelbar anschließt, mit welcher ein flächiges Produkt ausgeformt wird. Überraschend können durch die zuvor beschriebenen Maßnahmen Streuscheiben mit einem besonders geringen Gelbindex erhalten werden.Furthermore, a one-step process can also be carried out, in which the spherical plastic particles are compounded into the melt as described on a twin-screw extruder, which may be followed by a pressure-increasing unit (e.g. melt pump), to which the extrusion nozzle is directly connected, with which a flat product is formed. Spreading disks with a particularly low yellow index can surprisingly be obtained by the measures described above.
Des weiteren können die Streuscheiben auch durch Spritzguss hergestellt werden, wobei jedoch die Verfahrensparameter bzw. die Gussform so zu wählen sind, dass eine Oberflächenrauhigkeit im erfindungsgemäßen Bereich erzielt wird.Furthermore, the spreading disks can also be produced by injection molding, but the process parameters or the mold must be selected such that a surface roughness is achieved in the area according to the invention.
Die Compoundierung der Matrix mit den Streupartikel erfolgt vorzugsweise durch einen Doppelschneckenextruder, bei der eigentlichen Plattenextrusion kann ebenfalls ein Einschneckenextruder zum Einsatz kommen, ohne dass hierdurch eine Beschränkung erfolgen soll. Die Streuscheibe der vorliegenden Erfindung weist eine Transmission im Bereich von 30% bis 70%, insbesondere im Bereich von 40% bis 70% und besonders bevorzugt im Bereich von 40 bis 65% auf.The matrix is preferably compounded with the scattering particles by means of a twin-screw extruder; a single-screw extruder can also be used in the actual plate extrusion, without any intention that this should impose a restriction. The lens of the present invention has a transmission in the range from 30% to 70%, in particular in the range from 40% to 70% and particularly preferably in the range from 40 to 65%.
Vorzugsweise zeigt die Streuscheibe einen Gelbwert kleiner oder gleich 12, insbesondere kleiner oder gleich 10, ohne dass hierdurch eine Beschränkung erfolgen soll.The lens preferably shows a yellowness index of less than or equal to 12, in particular less than or equal to 10, without this being intended to impose a restriction.
Eine besondere Ausführungsform der Streuscheibe der vorliegenden Erfindung weist einen Intensitätshalbwertswinkel größer oder gleich 15°, insbesondere größer oder gleich 25° auf.A special embodiment of the lens of the present invention has an intensity half-value angle greater than or equal to 15 °, in particular greater than or equal to 25 °.
Die Streuscheibe der vorliegenden Erfindung ein Streuvermögen größer oder gleich 0,3, insbesondere größer oder gleich 0,45 und besonders bevorzugt größer oder gleich 0,6.The spreading disc of the present invention has a scattering power greater than or equal to 0.3, in particular greater than or equal to 0.45 and particularly preferably greater than or equal to 0.6.
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform zeigen die Oberfläche der erfindungsgemäßen Streuscheiben in Reflexion ein mattes Erscheinungsbild. Durch die Glanzmessung mit einem Reflektometer nach DIN 67530 kann die Charakterisierung vorgenommen werden. Vorzugsweise liegt der Glanz der Platten bei einem Winkel von 85° unterhalb von 60, besonders bevorzugt unterhalb von 40 und ganz besonders bevorzugt unterhalb von 30.According to a preferred embodiment, the surface of the lenses according to the invention have a matt appearance in reflection. The characterization can be carried out by measuring the gloss with a reflectometer according to DIN 67530. The gloss of the plates is preferably at an angle of 85 ° below 60, particularly preferably below 40 and very particularly preferably below 30.
Die Größe und Form der Streuscheiben der vorliegenden Erfindung ist nicht begrenzt. Im allgemeinen weist die Streuscheibe jedoch eine rechteckige, tafelförmige Gestalt auf, da LCDs üblich ein derartiges Format aufweisen.The size and shape of the lenses of the present invention are not limited. In general, however, the lens has a rectangular, tabular shape, since LCDs usually have such a format.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform weist die Streuscheibe eine besonders hohe Wetterfestigkeit gemäß DIN EN ISO 4892, Teil 2 - Künstliches bewittem oder bestrahlen in Geräten, gefilterte Xenonbogenbestrahlung- auf.According to a special embodiment, the lens has a particularly high weather resistance according to DIN EN ISO 4892, part 2 - Artificially proven or irradiated in devices, filtered xenon arc radiation.
Die erfindungsgemäßen Streuscheiben sind im allgemeinen sehr beständig gegenüber Bewitterung. So beträgt die Bewitterungsbeständigkeit gemäß DIN 53387 (Xenotest) bevorzugter Streuscheiben mindestens 5000 Stunden.The lenses according to the invention are generally very resistant to weathering. The weather resistance according to DIN 53387 (Xenotest) of preferred spreading disks is at least 5000 hours.
Bevorzugt weist der Formkörper einen E-Modul nach ISO 527-2 von mindestens 1500 MPa, insbesondere mindestens 2000 MPa auf, ohne dass hierdurch eine Beschränkung erfolgen soll.The molded body preferably has an elastic modulus according to ISO 527-2 of at least 1500 MPa, in particular at least 2000 MPa, without this being intended to impose a restriction.
Gemäß einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung weisen bevorzugte Streuscheiben eine Dauergebrauchstemperatur von mindestens 60°C insbesondere mindestens 70° auf. Die Dauergebrauchstemperatur ergibt sich insbesondere aus den Materialien aus denen die Streuscheiben hergestellt wurden. Die Dauergebrauchstemperatur kennzeichnet die Temperatur, bei der die Streuscheiben auch nach mehreren Stunden keine Deformation zeigen.In accordance with a particular aspect of the present invention, preferred spreading disks have a continuous use temperature of at least 60 ° C., in particular at least 70 °. The continuous use temperature results in particular from the materials from which the lenses were made. The continuous use temperature characterizes the temperature at which the lenses show no deformation even after several hours.
Hierbei zeigen diese Scheiben vorzugsweise eine geringe Wärmeausdehnung, sodass sie durch Erwärmung von mindestens 20°C, insbesondere mindestens 40°C eine Längenausdehnung von höchstens 0,55%, insbesondere höchstens 0,3% erfahren.In this case, these panes preferably have a low thermal expansion, so that by heating them to at least 20 ° C., in particular at least 40 ° C., they experience an elongation of at most 0.55%, in particular at most 0.3%.
Die erfindungsgemäßen Streuscheiben können für weitere lichttechnische Anwendungen, beispielsweise als Rückprojektionsschirme eingesetzt werden. Nachfolgend wird die Erfindung durch Beispiele und Vergleichsbeispiele eingehender erläutert, ohne dass die Erfindung auf diese Beispiele beschränkt werden soll.The diffusing screens according to the invention can be used for other lighting applications, for example as rear projection screens. The invention is explained in more detail below by means of examples and comparative examples, without the invention being restricted to these examples.
A) MessmethodenA) Measurement methods
Die mittlere Rauhigkeit Rz wurde gemäß DIN 4768 mit einem Messgerät Talysurf 50 der Fa. Taylor Hobson bestimmt.The average roughness R z was determined in accordance with DIN 4768 using a Talysurf 50 measuring device from Taylor Hobson.
Die Transmission τo65/2° wurde gemäss DIN 5036 mit einem Messgerät Lambda 19 der Fa. Perkin Eimer bestimmt.The transmission τo65 / 2 ° was determined in accordance with DIN 5036 using a Lambda 19 measuring device from Perkin Elmer.
Der Gelbwert XD65/IO O wurde gemäss DIN 6167 mit einem Messgerät Lambda 19 der Fa. Perkin Eimer bestimmt.The yellowness index X D65 / IO O was determined in accordance with DIN 6167 using a Lambda 19 measuring device from Perkin Elmer.
Der Glanz R85° wurde bei 85° gemäss DIN 67530 mit einem Messgerät Dr. Lange Labor-Reflektometer der Fa. Dr. Lange bestimmt.The gloss R85 ° was measured at 85 ° according to DIN 67530 with a Dr. Long laboratory reflectometer from Dr. For a long time.
Das Streuvermögen und des Intensitätshalbwertswinkels wurde gemäss DIN 5036 mit einem Messgerät LMT-Goniometer-Messplatz GO-T-1500 der Fa. LMT bestimmt.The scattering power and the intensity half-value angle were determined in accordance with DIN 5036 using an LMT goniometer measuring station GO-T-1500 from LMT.
B) Herstellung von KunststoffpartikelnB) Production of plastic particles
Kunststoffpartikel B1)Plastic particles B1)
Zur Herstellung von sphärischen Kunststoffpartikeln wurde ein Aluminiumhydroxid-Pickering-Stabilisator verwendet, der durch Fällung aus Aluminiumsulfat und Sodalösung unmittelbar vor Beginn der eigentlichen Polymerisation hergestellt wurde. Hierzu wurden zunächst 16 g AI2(SO4)3, 0,032 g Komplexbildner (Trilon A) und 0,16 g Emulgator (Emulgator K 30 erhältlich von der Fa. Bayer AG; Natriumsalz eines C15- Paraffinsulfonats) in 0,81 destilliertem Wasser gelöst. Anschließend wurde bei einer Temperatur von ca. 40°C eine 1N Natriumcarbonat-Lösung zu dem in Wasser gelöstem Aluminiumsulfat unter Rühren zugegeben, wobei der pH-Wert anschließend im Bereich von 5 bis 5,5 lag. Durch diese Vorgehensweise wurde eine kolloidale Verteilung des Stabilisators im Wasser erzielt.An aluminum hydroxide Pickering stabilizer was used to produce spherical plastic particles, which was prepared by precipitation from aluminum sulfate and soda solution immediately before the actual polymerization started. For this purpose, 16 g of Al 2 (SO 4 ) 3 , 0.032 g of complexing agent (Trilon A) and 0.16 g of emulsifier were initially used (Emulsifier K 30 available from Bayer AG; sodium salt of a C 15 paraffin sulfonate) dissolved in 0.81 distilled water. A 1N sodium carbonate solution was then added to the aluminum sulfate dissolved in water with stirring at a temperature of about 40 ° C., the pH then being in the range from 5 to 5.5. This procedure resulted in a colloidal distribution of the stabilizer in the water.
Nach der Fällung des Stabilisators wurde die wässrige Phase in ein Becherglas überführt. Hierzu wurden 110g Methylmethacrylat, 80g Benzylmethacrylat und 10g Allylmethacrylat sowie 4g Dilaurylperoxyd und 0,4g tert.-Butylper-2-ethylhexanoat gegeben. Diese Mischung wurde mittels eines Dispergators (Ultra-Turrax S50N-G45MF, Fa. Janke und Kunkel, Stauten) 15 Minuten bei 7000 U/min dispergiert.After the stabilizer had precipitated, the aqueous phase was transferred to a beaker. 110 g of methyl methacrylate, 80 g of benzyl methacrylate and 10 g of allyl methacrylate, 4 g of dilauryl peroxide and 0.4 g of tert-butyl per-2-ethylhexanoate were added. This mixture was dispersed for 15 minutes at 7000 rpm using a disperser (Ultra-Turrax S50N-G45MF, from Janke and Kunkel, Stauten).
Im Anschluss an die Scherung wurde das Reaktionsgemisch in den Reaktor, welcher auf die entsprechende Reaktionstemperatur von 80 °C vorgeheizt wurde, eingefüllt und bei ca. 80°C (Polymerisationstemperatur) 45 Minuten (Polymerisationsdauer) unter Rühren (600 U/min) polymerisiert. Es folgte eine Nachreaktionsphase von 1 Stunde bei ca. 85°C Innentemperatur. Nach Abkühlen auf 45°C wurde der Stabilisator durch Zusatz von 50%iger Schwefelsäure in wasserlösliches Aluminiumsulfat überführt. Zur Aufarbeitung der Perlen wurde die erhaltene Suspension über ein handelsübliches Filtertuch filtriert und im Wärmeschrank 24 Stunden bei 50°C getrocknet.Following the shear, the reaction mixture was poured into the reactor, which was preheated to the appropriate reaction temperature of 80 ° C., and polymerized at about 80 ° C. (polymerization temperature) for 45 minutes (polymerization time) with stirring (600 rpm). This was followed by a post-reaction phase of 1 hour at an internal temperature of approx. 85 ° C. After cooling to 45 ° C., the stabilizer was converted into water-soluble aluminum sulfate by adding 50% sulfuric acid. To work up the beads, the suspension obtained was filtered through a commercially available filter cloth and dried in a heating cabinet at 50 ° C. for 24 hours.
Die Größenverteilung wurde durch Laserextinktionsverfahren untersucht. Die Teilchen wiesen eine mittlere Größe V50 von 18,6 μm auf. Die Perlen hatten eine sphärische Form, wobei keine Fasern festgestellt werden konnten. Koagulation trat nicht auf. Im folgenden werden die so erhaltenen Partikel mit Kunststoffpartikel B1 bezeichnet Kunststoffpartikel B2)The size distribution was examined by laser extinction methods. The particles had an average size V50 of 18.6 μm. The beads had a spherical shape, with no fibers being found. Coagulation did not occur. The particles obtained in this way are referred to below as plastic particles B1 Plastic particles B2)
Es wurden Kunststoffpartikel gemäß DE 3528165 C2 hergestellt, wobei die Partikel im wesentlichen die gleiche Zusammensetzung aufwiesen, wie die zuvor dargelegten Kunststoffpartikel B1).Plastic particles according to DE 3528165 C2 were produced, the particles having essentially the same composition as the plastic particles B1) set out above.
Die Größenverteilung wurde durch Laserextinktionsverfahren untersucht. Die Teilchen wiesen eine mittlere Größe V50 von 40,5 μm auf. Die Perlen hatten eine sphärische Form, wobei keine Fasern festgestellt werden konnten. Koagulation trat nicht auf. Im folgenden werden die so erhaltenen Partikel mit Kunststoffpartikel B2 bezeichnetThe size distribution was examined by laser extinction methods. The particles had an average size V 50 of 40.5 μm. The beads had a spherical shape, with no fibers being found. Coagulation did not occur. The particles obtained in this way are referred to below as plastic particles B2
C) Beispiele 1 bis 6C) Examples 1 to 6
Es wurden verschiedene Streuscheiben durch Extrusion hergestellt. Hierzu wurden zu Beginn verschiedene Streuperlencompounds aus Kunststoffpartikeln B1, Kunststoffpartikel B2, Kunststoffpartikel auf Basis von Styrol mit einer Partikelgröße V50 von ca. 8,4 μm, die unter der Handelsbezeichnung ©Techpolymer SBX-8 von der Fa. Sekisui kommerziell erhältlich sind, und BaSO -Partikeln mit einer Partikelgröße Mediän Value d50 (Sed.) von ca. 5 μm, die unter der Bezeichnung P63 Bariumsulfat, VELVOLUX M, von der Fa. Sachtleben erhältlich sind, sowie eine von der Fa. Röhm GmbH & Co. KG erhältliche PMMA-Formmasse (Copolymer aus 97 Gew.-% Methylmethacrylat und 3 Gew.-% Methylacrylat) zu Kunststoffplatten extrudiert, wobei die Formmassen 0,05 Gew.-% Tinuvin P, ein von Ciba erhältlicher UV-Stabilisator enthielten. Zum Einsatz kam ein Extruder 060 mm der Fa. BREYER. Die Temperatur der Schmelze beim Düsenaustritt betrug im allgemeinen 270°C. Das Glättwerk wurde im allgemeinen so eingestellt, dass eine möglichst raue Oberfläche erzielt wurde. Der Anteil an Partikeln in der Polymethylmethacrylat-Matrix sowie die Dicke der Platten sind in Tabelle 1 dargestellt.Various spreading discs were produced by extrusion. At the beginning, various scattering pearl compounds made of plastic particles B1, plastic particles B2, plastic particles based on styrene with a particle size V 50 of approximately 8.4 μm, which are commercially available from Sekisui under the trade name © Techpolymer SBX-8, and BaSO particles with a particle size median value d50 (Sed.) Of approx. 5 μm, which are available from Sachtleben under the name P63 barium sulfate, VELVOLUX M, and one available from Röhm GmbH & Co. KG PMMA molding compound (copolymer of 97% by weight methyl methacrylate and 3% by weight methyl acrylate) extruded to plastic sheets, the molding compounds containing 0.05% by weight Tinuvin P, a UV stabilizer available from Ciba. An extruder 060 mm from BREYER was used. The temperature of the melt at the nozzle outlet was generally 270 ° C. The smoothing system was generally adjusted so that the surface was as rough as possible. The proportion of particles in the polymethyl methacrylate matrix and the thickness of the plates are shown in Table 1.
Tabelle 1Table 1
Tabelle 1 (Fortsetzung)Table 1 (continued)
Die erhaltenen Streuscheiben wurden gemäß den zuvor dargestellten Meßmethoden untersucht, wobei die erhaltenen Messergebnisse in Tabelle 2 wiedergegeben sind. The spreading disks obtained were examined in accordance with the measurement methods described above, the measurement results obtained being shown in Table 2.
Tabelle 2Table 2
Tabelle 2 (Fortsetzung)Table 2 (continued)

Claims

Patentansprüche claims
1. Streuscheibe für LCD-Anwendungen umfassend mindestens eine lichtstreuende Polymethylmethacrylat-Schicht, die eine Polymethylmethacrylat-Matrix sowie 0,5 Gew.-% bis 59,5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der lichtstreuenden Polymethylmethacrylat-Schicht, sphärische Streupartikel (A), die eine mittlere Teilchengröße V5o im Bereich von 0,1 bis 40 μm und einen Brechungsindexunterschied zur Polymethylmethacrylat-Matrix im Bereich von 0,02 bis 0,2 aufweisen, und 0,5 Gew.-% bis 59,5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der lichtstreuenden Polymethylmethacrylat-Schicht, sphärische Partikel (B), die eine mittlere Teilchengröße V50 im Bereich von 10 bis 150 μm und einen Brechungsindexunterschied zur Polymethylmethacrylat-Matrix im Bereich von 0 bis 0,2 aufweisen, wobei die Gesamtkonzentration der sphärischen Streupartikel (A) und Partikel (B) im Bereich von 1 bis 60 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der lichtstreuenden Polymethylmethacrylat-Schicht, beträgt, und die sphärische Streupartikel (A) sphärische Partikel (B) eine unterschiedlicher mittlere Teilchengröße V50 aufweisen, wobei die Streuscheibe eine Transmission im Bereich von 20% bis 70% und einen Streuvermögen größer als 0,3 aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis des Quadrats von mittlerer Oberflächenrauhigkeit der Polymethylmethacrylat-Schicht Rz zur dritten Potenz der Teilchengröße der sphärischen Partikel (B) Rz2/DPB 3 im Bereich von 0,0002 μm"1 bis 0,1300 μm"1 liegt.1.Spreading disc for LCD applications comprising at least one light-scattering polymethyl methacrylate layer which comprises a polymethyl methacrylate matrix and 0.5% by weight to 59.5% by weight, based on the weight of the light-scattering polymethyl methacrylate layer, spherical scattering particles ( a) 5 o micron average particle size V is in the range of 0.1 to 40 and have a refractive index difference of the polymethyl methacrylate matrix is in the range of 0.02 to 0.2, and 0.5 wt .-% to 59.5 % By weight, based on the weight of the light-scattering polymethyl methacrylate layer, spherical particles (B) which have an average particle size V5 0 in the range from 10 to 150 μm and a refractive index difference to the polymethyl methacrylate matrix in the range from 0 to 0.2 , wherein the total concentration of the spherical scattering particles (A) and particles (B) is in the range from 1 to 60% by weight, based on the weight of the light-scattering polymethyl methacrylate layer, and the spherical scattering type icles (A) spherical particles (B) have a different mean particle size V 50 , the diffusing screen having a transmission in the range from 20% to 70% and a scattering power greater than 0.3, characterized in that the ratio of the square of medium Surface roughness of the polymethyl methacrylate layer R z to the third power of the particle size of the spherical particles (B) Rz 2 / D PB 3 is in the range from 0.0002 μm "1 to 0.1300 μm " 1 .
2. Streuscheibe gemäss Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis des Quadrats von mittlerer Oberflächenrauhigkeit der Polymethylmethacrylat-Schicht Rz zur dritten Potenz der Teilchengröße der sphärischen Partikel (B) Rz /DPB 3 im Bereich von 0,0009 μm"1 bis 0,0900 μm"1Jiegt. 2. Diffuser according to claim 1, characterized in that the ratio of the square of the average surface roughness of the polymethyl methacrylate layer R z to the third power of the particle size of the spherical particles (B) Rz / D PB 3 in the range from 0.0009 μm "1 to 0.0900 μm "1 yes.
3. Streuscheibe gemäss Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis von Konzentration der Partikel (B) CpB zur Dicke der lichtstreuenden Polymethylmethacrylat-Schicht ds cPB/ds größer oder gleich 2,5 Gew.-%/mm ist.3. Diffuser according to claim 1 or 2, characterized in that the ratio of the concentration of the particles (B) Cp B to the thickness of the light-scattering polymethyl methacrylate layer d s c PB / ds is greater than or equal to 2.5% by weight / mm ,
4. Streuscheibe gemäss einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die lichtstreuende Polymethylmethacrylat-Schicht einen Glanz R85° kleiner oder gleich 40 aufweist.4. Diffuser according to one of the preceding claims, characterized in that the light-scattering polymethyl methacrylate layer has a gloss R85 ° less than or equal to 40.
5. Streuscheibe gemäss einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis cPA*ds /DPA 3 im Bereich von 0,0025 bis 0,3 Gew.-%*mm/μm2 liegt.5. Diffuser according to one of the preceding claims, characterized in that the ratio c PA * ds / D PA 3 is in the range from 0.0025 to 0.3% by weight * mm / μm 2 .
6. Streuscheibe gemäss einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis cPB*ds /DPB 3 im Bereich von 0,00005 bis 0,02 Gew.-%*mm/μm2 liegt.6. Diffuser according to one of the preceding claims, characterized in that the ratio c PB * d s / D PB 3 is in the range from 0.00005 to 0.02% by weight * mm / μm 2 .
7. Streuscheibe gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die lichtstreuende Polymethylmethacrylat-Schicht eine Dicke im Bereich von 1 bis 10 mm aufweist.7. Diffusing screen according to one of the preceding claims, characterized in that the light-scattering polymethyl methacrylate layer has a thickness in the range from 1 to 10 mm.
8. Streuscheibe gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die sphärischen Partikel (B) vernetzes Polystyrol, Polysilikon und/oder vernetzte Poly(meth)acrylate umfassen.8. Diffuser according to one of the preceding claims, characterized in that the spherical particles (B) comprise cross-linked polystyrene, polysilicon and / or cross-linked poly (meth) acrylates.
9. Streuscheibe gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Streupartikel (A) BaSO4 umfassen. 9. Diffuser according to one of the preceding claims, characterized in that the scattering particles (A) comprise BaSO 4 .
10. Streuscheibe gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrix der lichtstreuenden Polymethylmethacrylat-Schicht einen Brechungsindex gemessen bei der Na-D-Linie (589 nm) und bei 20°C im Bereich von 1,46 bis 1 ,54 aufweist.10. Diffuser according to one of the preceding claims, characterized in that the matrix of the light-scattering polymethyl methacrylate layer has a refractive index measured at the Na-D line (589 nm) and at 20 ° C in the range from 1.46 to 1.54 ,
11. Streuscheibe gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mittlere Oberflächenrauhigkeit Rz der Platte im Bereich von 6 bis 30 μm liegt.11. Diffuser according to one of the preceding claims, characterized in that the average surface roughness R z of the plate is in the range from 6 to 30 μm.
12. Streuscheibe gemäss einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die mittlere Teilchengröße V50 der sphärischen Partikel (B) mindestens 5 μm größer ist als die mittlere Teilchengröße der Streupartikel (A).12. Diffuser according to one of the preceding claims, characterized in that the average particle size V5 0 of the spherical particles (B) is at least 5 microns larger than the average particle size of the scattering particles (A).
13. Streuscheibe gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die sphärischen Streupartikel (A) eine mittlere Größe V50 im Bereich von 2 bis 15 μm aufweisen.13. Spreading disc according to one of the preceding claims, characterized in that the spherical scattering particles (A) have an average size V 50 in the range from 2 to 15 μm.
14. Streuscheibe gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die sphärischen Partikel (B) eine mittlere Teilchengröße V50 im Bereich von 15 bis 70 μm aufweisen.14. Diffuser according to one of the preceding claims, characterized in that the spherical particles (B) have an average particle size V 50 in the range from 15 to 70 microns.
15. Streuscheibe gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kratzer, die mit einer Kraft von höchstens 0,7 N auf der Scheibe erzeugt wurden, visuell nicht erkennbar sind.15. Diffuser according to one of the preceding claims, characterized in that the scratches that were generated with a force of at most 0.7 N on the disc are not visually recognizable.
16. Streuscheibe gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibe eine Dauergebrauchstemperatur von mindestens 60°C aufweist. 16. Diffuser according to one of the preceding claims, characterized in that the disc has a continuous use temperature of at least 60 ° C.
17. Streuscheibe gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibe einen E-Modul von mindestens 2000 MPa aufweist.17. Spreading disc according to one of the preceding claims, characterized in that the disc has an elastic modulus of at least 2000 MPa.
18. Streuscheibe gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibe durch Erwärmung von mindestens 20°C eine Längenausdehnung von höchstens 5% aufweist.18. Diffuser according to one of the preceding claims, characterized in that the disc has a longitudinal expansion of at most 5% by heating at least 20 ° C.
19. Streuscheibe gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibe eine Bewitterungsbeständigkeit gemäß DIN 53 387 von mindestens 5000 Stunden aufweist.19. Spreading disc according to one of the preceding claims, characterized in that the disc has a weathering resistance according to DIN 53 387 of at least 5000 hours.
20. Streuscheibe gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibe eine Transmission im Bereich von 40 bis 65% aufweist.20. Diffuser according to one of the preceding claims, characterized in that the disc has a transmission in the range from 40 to 65%.
21. Streuscheibe gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibe einen Gelbwert kleiner oder gleich 12 aufweist.21. Diffuser according to one of the preceding claims, characterized in that the disc has a yellow value less than or equal to 12.
22. Streuscheibe gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibe einen Intensitätshalbwertswinkel größer oder gleich 15° aufweist.22. Diffuser according to one of the preceding claims, characterized in that the disc has an intensity half-value angle greater than or equal to 15 °.
23. Streuscheibe gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibe ein Streuvermögen größer oder gleich 0,45 aufweist. 23. Spreading disc according to one of the preceding claims, characterized in that the disc has a scattering capacity greater than or equal to 0.45.
24. Verfahren zur Herstellung einer Streuscheibe gemäss einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Polymethylmethacrylat, sphärische Streupartikel (A) und sphärische Partikel (B) umfassende Formmasse extrudiert.24. A process for producing a diffuser according to one of claims 1 to 23, characterized in that a molding compound comprising polymethyl methacrylate, spherical scattering particles (A) and spherical particles (B) is extruded.
25. Verwendung einer Streuscheibe gemäss einem der Ansprüche 1 bis 23 in lichttechnischen Anwendungen.25. Use of a diffusing screen according to one of claims 1 to 23 in lighting applications.
26. Verwendung gemäß Anspruch 25 als Rückprojektionsschirm. 26. Use according to claim 25 as a rear projection screen.
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