EP1920275A1 - Lichtstreuende formkörper mit hoher lichttransmission - Google Patents

Lichtstreuende formkörper mit hoher lichttransmission

Info

Publication number
EP1920275A1
EP1920275A1 EP06763012A EP06763012A EP1920275A1 EP 1920275 A1 EP1920275 A1 EP 1920275A1 EP 06763012 A EP06763012 A EP 06763012A EP 06763012 A EP06763012 A EP 06763012A EP 1920275 A1 EP1920275 A1 EP 1920275A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
solid
alkyl
polycarbonate
light
acid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP06763012A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Claus RÜDIGER
Klaus Kraner
Jürgen Röhner
Tanja Grüter-Reetz
Fumika Kaneko
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Covestro Deutschland AG
Original Assignee
Bayer MaterialScience AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bayer MaterialScience AG filed Critical Bayer MaterialScience AG
Publication of EP1920275A1 publication Critical patent/EP1920275A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L51/00—Compositions of graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L51/003—Compositions of graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers grafted on to macromolecular compounds obtained by reactions only involving unsaturated carbon-to-carbon bonds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/03—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
    • B29C48/07—Flat, e.g. panels
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L51/00—Compositions of graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L51/04—Compositions of graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers grafted on to rubbers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L69/00—Compositions of polycarbonates; Compositions of derivatives of polycarbonates
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/02—Diffusing elements; Afocal elements
    • G02B5/0205—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties
    • G02B5/0236—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties the diffusion taking place within the volume of the element
    • G02B5/0242—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties the diffusion taking place within the volume of the element by means of dispersed particles
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/02—Diffusing elements; Afocal elements
    • G02B5/0273—Diffusing elements; Afocal elements characterized by the use
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2017/00—Carriers for sound or information
    • B29L2017/001—Carriers of records containing fine grooves or impressions, e.g. disc records for needle playback, cylinder records
    • B29L2017/003—Records or discs
    • B29L2017/005—CD''s, DVD''s
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features

Definitions

  • the present invention relates to a multilayer solid plate whose base material consists of a composition of a readily flowing transparent polycarbonate, and transparent polymeric particles having a different optical density from matrix material and optionally one or more cover layers, which are coextruded onto the
  • Solid plate be applied either one-sided or two-sided.
  • a Backhght-Umt Direct Light System
  • CCFL CoId Cathode Fluorescent Lamp
  • the inside of the housing is equipped with a light-reflecting surface.
  • the diffuser plate has a thickness of 1 to 3 mm, preferably a thickness of 2 mm.
  • the diffuser plate On the diffuser plate is a set of films which may have the following functions.
  • Light scattering Diiffuserfohen
  • Circularpalansatoren focusing of the light in the forward direction by so-called BEF (B ⁇ ghtness Enhancmg film) and Lmearpolansatoren.
  • BEF B ⁇ ghtness Enhancmg film
  • Lmearpolansatoren The linearly polarizing film is directly under the LCD display above.
  • Light-diffusing translucent products made of polycarbonate with various light-scattering additives and moldings produced therefrom are already known from the prior art.
  • EP-A 634 445 discloses phosphorus scattering compositions containing vinyl acrylate-based polymeric particles having a core / shell morphology in combination with TiO 2
  • JP 03078701 describes light-scattering PC boards which have calcium carbonate and titanium dioxide as scattering pigments and have a light transmission of about 40%.
  • JP 05257002 describes light-scattering PC boards with scattering pigments from Sihca.
  • JP 10046022 describes PC plates with scattering pigments of polyorganosiloxanes.
  • JP 2004/029091 describes PC diffuser plates containing 0.3 to 20% scattering pigment and 0.0005 to 0.1% optical brightener.
  • JP 10046018 describes a PC board containing 0.01 to 1% cross-linked spherical polyacrylates.
  • Diffuser plates known from the prior art exhibit unsatisfactory color constancy with simultaneously high brightness (brightness).
  • the viscosity of the polycarbonate base resin used has a decisive influence on the performance of the diffuser plates.
  • Polycarbonate resins having a low viscosity (low molecular weight) in use as a diffuser plate surprisingly show a significantly higher luminance than polycarbonate resins having a higher viscosity (higher molecular weight) even though the optical properties of the base resins used in the examples are equal to the light transmission of the base resin are.
  • a first subject of the present invention is therefore a solid sheet comprising a composition
  • the solid sheets according to the invention have a high light transmission at the same time high light scattering and can, for example, in the lighting systems of flat screens (LCD screens) are used.
  • LCD screens flat screens
  • a high light scattering with simultaneous high light transmission is of crucial importance.
  • the illumination system of such flat screens can be done either with lateral light coupling (Edgelight system) or larger screen sizes, in which the lateral light coupling is no longer sufficient, via a backlight unit (BLU), in which the direct illumination behind the diffuser plate through this as evenly as possible must be distributed (Direct Light System).
  • the solid plate described here (possibly multi-layered) by a high color consistency over a longer period of time at the same time undiminished luminance (brightness) in the operation of the flat panel displays.
  • Another object of this invention is the use of the erf ⁇ ndungshielen
  • Solid sheets as diffuser panels of flat screens especially in the backlighting of LCD displays.
  • Suitable polycarbonates for the production of the solid sheets according to the invention are all known polycarbonates. These are homopolycarbonates, copolycarbonates and thermoplastic polyestercarbonates.
  • the suitable polycarbonates have average molecular weights M w of from 15,000 to 21,000, determined by measuring the relative solution viscosity in dichloromethane or in mixtures of equal amounts by weight of phenol / o-dichlorobenzene calibrated by light scattering.
  • M w average molecular weight
  • the average molecular weight is 15,000 to 21,000, with the exception of 18,000, more preferably 18,100 to 21,000, most preferably 18,500 to 20,000.
  • the polycarbonates are preferably prepared by the phase boundary process or the melt transesterification process and will be described below by way of example by the phase boundary process.
  • Preferred compounds to be used as starting compounds are bisphenols of the general formula
  • Z is a divalent organic radical of 6 to 30 carbon atoms containing one or more aromatic groups.
  • Examples of such compounds are bisphenols belonging to the group of dihydroxydiphenyls,
  • bisphenols belonging to the aforementioned linking groups are bisphenol-A, tetraalkylbisphenol-A, 4,4- (meta-phenylenediisopropyl) diphenol (bisphenol M), 4,4- (para-phenylenediisopropyl) -diphenol, 1,1 Bis (4-hydroxyphenyl) -3,3,5-trimethylcyclohexane
  • the bisphenol compounds to be used according to the invention are reacted with carbonic acid compounds, in particular phosgene, or with diphenyl carbonate or dimethyl carbonate in the melt transesterification process.
  • Polyestercarbonates are preferably obtained by reacting the abovementioned bisphenols, at least one aromatic dicarboxylic acid and optionally carbonic acid equivalents.
  • Suitable aromatic dicarboxylic acids are, for example, phthalic acid, terephthalic acid, isophthalic acid, 3,3'- or 4,4'-diphenyldicarboxylic acid and benzophenone dicarboxylic acids.
  • a portion, up to 80 mole%, preferably from 20 to 50 mole%, of the carbonate groups in the polycarbonates may be replaced by aromatic dicarboxylic acid ester groups.
  • Inert organic solvents used in the interfacial process are, for example, dichloromethane, the various dichloroethanes and chloropropane compounds, tetrachloromethane, trichloromethane, chlorobenzene and chlorotoluene, preferably chlorobenzene or dichloromethane or mixtures of dichloromethane and chlorobenzene are used.
  • the interfacial reaction can be catalyzed by catalysts such as tertiary amines, in particular
  • N-alkylpiperidines or onium salts are accelerated. Preference is given to tributylamine, T ⁇ ethylarrun and N-Ethylpipe ⁇ dm used. In the case of the melt transesterification process, preference is given to using the catalysts mentioned in DE-A 42 38 123.
  • the polycarbonates can be deliberately and controlled by the use of small amounts of branching
  • branching agents are: Phloroglucm, 4,6-dimethyl-2,4,6-t ⁇ - (4-hydroxyphenyl) -hepten-2, 4,6-dimethyl -2,4,6-t ⁇ - (4-hydroxyphenyl) heptane; 1,3,5-T ⁇ -
  • Branching or mixtures of the branching agents can be used together with the diphenols but can also be added at a later stage of the synthesis.
  • the chain terminators used are preferably phenols such as phenol, alkylphenols such as cresol and 4-tert-butylphenol, chlorophenol, bromophenol, cumylphenol or mixtures thereof in amounts of 1-20 mol%, preferably 2-10 mol% per mol of bisphenol. Preference is given to phenol, 4-tert.
  • Chain terminators and branching agents may be added separately or together with the bisphenol to the syntheses.
  • Polycarbonates which are preferred according to the invention are the homopolycarbonate based on bisphenol A, the homopolycarbonate based on 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) -3,3,5-t-methylcyclohexane and the copolycarbonates based on the two monomers bisphenol A and I, l Bis (4-hydroxyphenyl) -3,3,5-t-methylcyclohexane and the copolycarbonates based on the two monomers bisphenol A and 4,4'-dihydroxydiphenyl (DOD)
  • Suitable transparent polymeric particles having an optical density different from the polycarbonate are, for example, those based on acrylate having a core-shell morphology, preferably those disclosed in EP-A 634,445.
  • These polymeric particles have a core of a rubbery vinyl polymer.
  • the rubbery vinyl polymer may be a homo- or copolymer of any of
  • Monomers which have at least one ethylenically unsaturated group and which are known to those skilled in the art addition polymerization under the conditions of emulsion polymerization in an aqueous medium. Such monomers are listed in US 4,226,752, column 3, lines 40-62.
  • the rubbery vinyl polymer preferably contains at least 15%, more preferably at least 25%, most preferably at least 40% of a polymerized acrylate, methacrylate, monovinylarene or optionally substituted butadiene and from 0 to 85%, more preferably from 0 to 75%, most preferably from 0 to 60% of one or more copolymerized vinyl monomers, based on the total weight of the rubbery vinyl polymer.
  • Preferred acrylates and methacrylates are alkyl acrylates or alkyl methacrylates which preferably contain from 1 to 18, more preferably 1 to 8, most preferably 2 to 8 carbon atoms in the alkyl group, such as methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n- Butyl, sec-butyl or tert-butyl or hexyl, heptyl or octyl groups.
  • the alkyl group may be branched or linear.
  • the preferred alkyl acrylates are ethyl acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate or 2-ethylhexyl acrylate.
  • the most preferred alkyl acrylate is butyl acrylate.
  • Suitable acrylates are, for example, 1,6-hexanediol diacrylate, ethylthioethyl methacrylate, isobornyl acrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-phenoxyethyl acrylate, glycidyl acrylate, neopentyl glycol diacrylate, 2-ethoxyethyl acrylate, t-butylaminoethyl methacrylate, 2-methoxyethyl acrylate, glycidyl methacrylate or benzyl methacrylate.
  • Preferred monovinylarenes are styrene or ⁇ -methylstyrene optionally substituted on the aromatic ring with an alkyl group such as methyl, ethyl or tertiary butyl or with a halogen such as chlorostyrene.
  • the butadiene When substituted, the butadiene is preferably substituted with one or more alkyl groups containing from 1 to 6 carbon atoms or with one or more halogens, most preferably substituted with one or more methyl groups and / or one or more chlorine atoms.
  • Preferred butadienes are 1,3-butadiene, isoprene, chlorobutadiene or 2,3-dimethyl-1,3-butadiene.
  • the rubbery vinylmolypolymer may contain one or more (co) polymerized acrylates, methacrylates, monovinylarenes and / or optionally substituted butadienes.
  • These monomers may be copolymerized with one or more other copolymerizable vinyl polymers, such as diacetone acrylamide, vinylnaphthalene, 4-vinylbenzyl alcohol, vinylbenzoate, vinyl propionate, vinylcaproate, vinylmethyl, vinyl oleate, dimethyl maleate, malemic anhydride, dimethyl fumarate, vinylsulfonic acid, vinylsulfonamide, methylvylsulfonate.
  • vinyl polymers such as diacetone acrylamide, vinylnaphthalene, 4-vinylbenzyl alcohol, vinylbenzoate, vinyl propionate, vinylcaproate, vinylmethyl, vinyl oleate, dimethyl maleate, malemic anhydride, dimethyl fumarate, vinylsulfonic acid, vinylsulfonamide, methylvylsulfonate.
  • N-vinylpyrrolidone vinylpyridine, divmylbenzene, vinyl acetate, vinylsatate, acrylic acid, methacrylic acid, N-methylmethacrylamide, Acrylmt ⁇ l, Methacrylnit ⁇ l, acrylamide or N- (isobutoxymethyl) acrylamide.
  • One or more of the aforementioned monomers are optionally 0 to 10%, preferably 0 to 5%, of a copolymerizable polyfunctional crosslinker and / or 0 to 10%, preferably 0 to 5%, of a copolymerizable polyfunctional graft crosslinker, based on When the crosslinking monomer is used, it is preferably used at a content of 0.05 to 5%, more preferably 0.1 to 1%, based on the total weight of the core monomers.
  • Crosslinking monomers are well known in the art and generally have a polyethylene-like unsaturation in which the ethylenically unsaturated groups have approximately the same reactivity as divmylbenzene, t-methylbenzene, 1,3- or 1,4-triacrylates or methacrylates, glycol di- or -t ⁇ - methacrylates or acrylates, such as ethylene glycol dimethacrylate or diacrylate, propylene glycol dimethacrylate or diacrylate, 1,3- or 1,4-butylene glycol dimethacrylate or, most preferably, 1,3- or 1,4-butylene glycol diacrylate.
  • a graft-crosslinking monomer is used, it is preferably used at a content of 0.1 to 5%, more preferably 0.5 to 2.5%, based on the total weight of the core monomers.
  • Graftlinking monomers are well known in the art, and generally they are polyethylenically unsaturated monomers which have sufficient mediocre reactivity of the unsaturated groups to allow for significant residual unsaturation present in the nucleus in the
  • Preferred graft crosslinkers are copolymerizable allyl, methallyl or crotyl esters of ⁇ , ⁇ -ethylenically unsaturated carboxylic acids or dicarboxylic acids, such as allyl methacrylate, allyl acrylate, diallyl maleate and allyl acryloxypropionate, most preferably allyl methacrylate.
  • the polymeric particles contain a rubbery core
  • Alkyl acrylate polymers wherein the alkyl group has from 2 to 8 carbon atoms, optionally copolymerized with from 0 to 5% crosslinker and from 0 to 5% graft crosslinker, based on the total weight of the core.
  • the rubbery alkyl acrylate is preferably copolymerized with up to 50% of one or more copolymerizable vinyl monomers, for example those mentioned above.
  • Suitable crosslinking and graftlinking monomers are those skilled in the art - -
  • the core of the polymeric particles may contain residual oligomeric material used in the polymerization process to swell the polymer particles, however, such oligomeric material has sufficient molecular weight to prevent its diffusion or to prevent it from being generated during processing or the use is extracted.
  • the polymeric particles contain one or more coats.
  • This one coat or coats are preferably made from a vinyl homo- or copolymer. Suitable monomers for the preparation of the sheath (s) are disclosed in US Pat. 4,226,752, column 4,
  • One or more coats are preferably a polymer of a methacrylate, acrylate, vinylarene, vinyl carboxylate, acrylic acid and / or methacrylic acid.
  • Preferred acrylates and methacrylates are alkyl acrylates or alkyl methacrylates, which preferably have 1 to 18, more preferably 1 to 8, most preferably 2 to 8 carbon atoms in the
  • Alkyl group such as methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl or tert-butyl, 2-ethylhexyl or the hexyl, heptyl or octyl groups.
  • the alkyl group may be branched or linear.
  • the preferred alkyl acrylate is ethyl acrylate.
  • Other useful acrylates and methacrylates are those previously reported for the core, preferably 3-hydroxypropyl methacrylate.
  • the most preferred alkyl methacrylate is methyl methacrylate.
  • Preferred vinylarenes are styrene or ⁇ -methylstyrene optionally substituted on the aromatic ring with an alkyl group such as methyl, ethyl or tert-butyl or with a halogen such as chlorostyrene.
  • a preferred vinyl carboxylate is vinyl acetate.
  • the sheath (s) preferably contains at least 15%, more preferably at least
  • the shell polymer may contain a crosslinker and / or a graft crosslinker of the type previously set forth with reference to the core polymer.
  • the shell polymers preferably make from 5 to 40%, more preferably from 15 to 35% of
  • the polymeric particles contain at least 15%, preferably from 20 to 80%, more preferably from 25 to 60%, most preferably from 30 to 50% of a polymerized alkyl acrylate or methacrylate, based on the total weight of the polymer.
  • Preferred alkyl acrylates and methacrylates are given above.
  • the alkyl acrylate or alkyl methacrylate component may be present in the core and / or in the sheath (s) of the polymeric particles.
  • an alkyl (meth) acrylate is preferably copolymerized with one or more other types of alkyl (meth) acrylates and / or one or more other vinyl polymers , preferably with the ones listed above.
  • the polymeric particles contain a core of a poly (butyl acrylate) and one or more shells of poly (methyl methacrylate).
  • the polymeric particles are useful to impart light scattering properties to the polycarbonate.
  • the refractive index n of the core and the cladding / cladding of the polymeric particles is preferably within +/- 0.25 units, more preferably within +/- 0.18 units, most preferably within +/- 0.12 units of the refractive index of the polycarbonate.
  • the refractive index n of the core and the sheath (s) is preferably not closer than +/- 0.003 units, more preferably not closer than +/- 0.01 units, most preferably not closer than +/- 0.05 units in the Refractive index of the polycarbonate.
  • the refractive index is measured in accordance with ASTM D 542-50 and / or DIN 53 400.
  • the polymeric particles generally have an average particle diameter of at least 0.5 microns, preferably at least 2 microns, more preferably from 2 to 50 microns, most preferably from 2 to 15 microns. Preferably, at least 90%, most preferably at least 95% of the polymeric particles have a diameter of greater than 2 microns
  • the polymeric particles are preferably a free flowing powder.
  • the polymeric particles can be prepared in a known manner. Generally, at least one monomer component of the core polymer is subjected to emulsion polymerization to form emulsion polymer particles. The emulsion polymer particles are swollen with the same or one or more other monomer components of the core polymer, and the monomer (s) are polymerized within the emulsion polymer particles.
  • the steps of swelling and polymerisation can be repeated until the particles have grown to the desired core size.
  • the core polymer particles are suspended in a second aqueous monomer emulsion and a polymer shell of the monomer (s) is polymerized onto the polymer particles in the second emulsion.
  • One or more coats may be polymerized on the core polymer.
  • Core / shell polymer particles are described in EP-A 0 269 324 and in U.S. Patents 3,793,402 and 3,808,180.
  • the brightness values can be further increased by using a small amount of optical brightener.
  • optical brighteners compounds of the following classes can be used:
  • R 1 , R 2 , R 5 and R 6 independently of one another are H, alkyl, aryl, heteroaryl or halogen and X can be the following groups:
  • R 1 and R 2 are independently H, alkyl, aryl, heteroaryl or halogen.
  • R 1 and R 2 independently of one another may be H, alkyl, aryl, heteroaryl or halogen.
  • Leukopur® EGM from Clariant GmbH of the formula:
  • R 1 and R 2 independently of one another may be H, alkyl, aryl, heteroaryl or halogen.
  • a preferred embodiment of the invention therefore represents a solid sheet according to the invention, which additionally contains 0.001 to 0.2 wt .-%, preferably about 1000 ppm of an optical brightener of the class bis-benzoxazoles, Phenylcoumarine or bis-Styrylbiphenyle.
  • An optical brightener is Uvitex OB, from Ciba Specialty Chemicals.
  • the solid sheets according to the invention can be produced either by injection molding or by extrusion. If these are large-area solid plates production by injection molding for technical reasons can not be economical. In these cases, the extrusion process is preferable.
  • a polycarbonate granules are fed to the extruder and melted in the plasticizing system of the extruder.
  • Plastic melt is pressed through a slot die and thereby deformed, brought in the nip of a smoothing calender in the desired final shape and formf ⁇ xiert by mutual cooling on smoothing rolls and the ambient air.
  • the polycarbonates of high melt viscosity used for extrusion are usually processed at melt temperatures of 230 to 320 0 C, according to the cylinder temperatures of the plasticizing and die temperatures are set.
  • the solid sheet according to the invention may additionally comprise one or more coextruded layers (coextrusion layers).
  • coextruded layers coextrusion layers
  • side extruders and suitable melt adapters in front of the slot die polycarbonate melts can be produced superimpose different composition and thus produce multilayer solid plates (see, for example, EP-A 0 110 221 and EP-A 0 110 238).
  • Both the base layer and the optionally present coextrusion layer (s) of the solid sheet according to the invention may additionally contain additives such as, for example, UV absorbers and other customary processing aids, in particular defoaming agents and flow agents, and the stabilizers customary for polycarbonates, in particular heat stabilizers and also antistatic agents, optical brighteners.
  • additives such as, for example, UV absorbers and other customary processing aids, in particular defoaming agents and flow agents, and the stabilizers customary for polycarbonates, in particular heat stabilizers and also antistatic agents, optical brighteners.
  • additives such as, for example, UV absorbers and other customary processing aids, in particular defoaming agents and flow agents, and the stabilizers customary for polycarbonates, in particular heat stabilizers and also antistatic agents, optical brighteners.
  • the coextrusion layer may contain UV absorbers and defogging agents.
  • the composition of the solid plate additionally contains 0 to 0.5 wt .-% of a UV absorber of the classes benzotriazole derivatives, dimer benzotriazole derivatives, triazine derivatives, dimer triazine derivatives, Diarylcyanoacrylate.
  • a UV absorber of the classes benzotriazole derivatives, dimer benzotriazole derivatives, triazine derivatives, dimer triazine derivatives, Diarylcyanoacrylate.
  • the UV protective layer consists of at least one coextrusion layer with at least one UV absorber in a proportion of 0.1 to 20 wt .-% based on the coextrusion layer.
  • the solid plate according to the invention preferably has a thickness of 0, 1 to 4.0 mm, more preferably from 1.0 to 2.0 mm, in particular about 2 mm.
  • Optionally present coextrusion layers preferably have a thickness of 10 to 100 .mu.m, particularly preferably from 20 to 60 .mu.m.
  • Suitable stabilizers are, for example, phosphines, phosphites or Si-containing stabilizers and further compounds described in EP-A 0 500 496.
  • Suitable stabilizers are, for example, phosphines, phosphites or Si-containing stabilizers and further compounds described in EP-A 0 500 496.
  • Triphenyl phosphites diphenyl alkyl phosphites, phenyl dialkyl phosphites, tris (nonylphenyl) phosphite, tetrakis (2,4-di-tert-butylphenyl) -4,4'-biphenylene diphosphonite, bis (2,4-dicumylphenyl) petaerythritol diphosphite and triaryl phosphite called. Particularly preferred are triphenylphosphine and tris (2,4-di-tert-butylphenyl) phosphite.
  • Suitable mold release agents are, for example, the esters or partial esters of monohydric to hexahydric alcohols, in particular of glycerol, pentaerythritol or guerbet alcohols.
  • Monohydric alcohols are, for example, stearyl alcohol, palmityl alcohol and Guerbet alcohols
  • a dihydric alcohol is, for example, glycol
  • a trihydric alcohol is, for example, glycerol
  • tetrahydric alcohols are, for example, pentaerythritol and mesoerythritol
  • pentavalent alcohols are, for example, arabitol, ribitol and xylitol
  • hexahydric alcohols are, for example
  • the esters are preferably the monoesters, diesters, triesters, tetraesters, pentaesters and hexaesters or mixtures thereof, in particular random mixtures, of saturated, aliphatic Cio to C 36 -monocarboxylic acids and optionally hydroxy-monocarboxylic acids, preferably with saturated, aliphatic C 14 to C 32 Monocarboxylic acids and optionally hydroxy-monocarboxylic acids.
  • the commercially available fatty acid esters in particular of pentaerythritol and of glycerol, may contain ⁇ 60% of different partial esters as a result of the preparation.
  • Saturated, aliphatic monocarboxylic acids having 10 to 36 carbon atoms are, for example, capric acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, hydroxystearic acid, arachidic acid, behenic acid, lignoceric acid, cerotic acid and montan acids.
  • Preferred saturated, aliphatic monocarboxylic acids having 14 to 22 carbon atoms are, for example, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, hydroxystearic acid, arachic acid and behenic acid.
  • saturated, aliphatic monocarboxylic acids such as palmitic acid, stearic acid and hydroxystearic acid.
  • saturated, aliphatic C 1 to C 36 carboxylic acids and the fatty acid esters are either known from the literature or can be prepared by processes known from the literature.
  • pentaerythritol fatty acid esters are those of the particularly preferred monocarboxylic acids mentioned above.
  • esters of pentaerythritol and glycerol with stearic acid are particularly preferred.
  • esters of Guerbet alcohols and of glycerol with stearic acid and palmitic acid and optionally hydroxystearic acid are particularly preferred.
  • antistatic agents examples include cationic compounds, for example quaternary ammonium, phosphonium or sulfonium salts, anionic compounds, for example
  • Preferred antistatic agents are nonionic compounds.
  • Suitable UV absorbers are, for example
  • R and X are the same or different and are H or alkyl or alkylaryl.
  • R 3 and R 4 are also identical or different and are H, C r C 4 -alkyl, Cs-C ⁇ -cycloalkyl, benzyl or C 6 -C 4 -aryl.
  • m is 1,2 or 3 and n is 1,2,3 or 4.
  • R, R, m and n have the meaning given for formula (II),
  • q is an integer from 1 to 10
  • Y is -CH 2 -CH 2 -, - (CH 2 ) 3 -, - (CH 2 ) 4 -, - (CH 2 ) 5 -, - (CH 2 ) 6 -, or CH (CH 3 ) -CH 2 -ist and
  • R 3 and R 4 have the meaning given for formula (II).
  • R 1 , R 2 , R 3 , R 4 in formula (IV) are the same or different and are H or aryl or alkyl or CN or halogen and X is alkyl.
  • R 1 is C r alkyl to C 17 alkyl
  • R 2 is H or C 1 -alkyl to C 4 -alkyl
  • n 0 to 20.
  • R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 , R 8 in formula (V) may be the same or different and denote H or alkyl or CN or halogen, and
  • R 1 to R 40 may be the same or different and denote H, alkyl, CN or halogen.
  • UV absorbers are generally known to the person skilled in the art and in some cases commercially available, or can be prepared according to known processes.
  • the machines and apparatus used to produce the coextruded 2 mm solid sheets include:
  • the polycarbonate granules of the base material were fed to the hopper of the main extruder. In the plasticizing cylinder / screw, the melting and conveying of the respective material took place. The other facilities served the transport,
  • Core-shell particles with a butadiene / styrene core and a methyl methacrylate shell Paraloid EXL 5137 from Rohm & Haas with a particle size of 2 to 15 ⁇ m and an average particle size of 8 ⁇ m with a content of 2.4% -%.
  • Thermostabilizer triphenylphosphine in a proportion of 0.1% by weight.
  • Core-shell particles with a butadiene / styrene core and a methyl methacrylate shell Paraloid EXL 5137 from Rohm & Haas with a particle size of 2 to 15 ⁇ m and an average particle size of 8 ⁇ m with a content of 3.0% -%.
  • Thermostabilizer triphenylphosphine in a proportion of 0.1% by weight.
  • Shell Paraloid EXL 5137 from Rohm & Haas with a particle size of 2 to 15 ⁇ m and an average particle size of 8 ⁇ m with a content of 2.4% by weight.
  • Thermostabilizer triphenylphosphine in a proportion of 0.1% by weight.
  • Core-shell particles with a butadiene / styrene core and a methyl methacrylate shell Paraloid EXL 5137 from Rohm & Haas with a particle size of 2 to 15 ⁇ m and an average particle size of 8 ⁇ m with a content of 3.0% -%.
  • Thermostabilizer triphenylphosphine in a proportion of 0.1% by weight.
  • Core-shell particles with a butadiene / styrene core and a methyl methacrylate shell Paraloid EXL 5137 from Rohm & Haas with a particle size of 2 to 15 ⁇ m and an average particle size of 8 ⁇ m with a content of 2.4% -%.
  • Thermostabilizer triphenylphosphine in a proportion of 0, 1 w%.
  • Shell Paraloid EXL 5137 from Rohm & Haas with a particle size of 2 to 15 ⁇ m and an average particle size of 8 ⁇ m with a proportion of 3.0% by weight.
  • Thermostabilizer triphenylphosphine in a proportion of 0.1% by weight.
  • the brightness measurements were taken on a backlight unit (BLU) of the company DS LCD, (LTA170WP, 17 "LCD TV Panel) with the help of a Luminance Meter LS100 from the company Minolta, where the standard diffuser plate was removed and each replaced by the 2 mm solid plates produced in Examples 1 to 6.
  • the BLU comprises four films and is constructed in the arrangement of light source diffuser plate films (circular, polarizer, diffuser foil, prismatic fibers / BEF, linear polarizer) LCD display.
  • Examples 1 to 6 are described from base resins of different viscosity but the same additive composition plates that show a significant dependence on the viscosity of the base resin in their performance when used as diffuser plates m backlight units
  • a high molecular weight polycarbonate is used (Makrolon 3100), the litter additive content being 2.4 or 3.0% by weight.
  • the critical value of brightness is independent of the amount of scattering additive.
  • the luminance is increased in the forward direction by overlaying the film system (see Table 1, last and penultimate lines.)
  • the differences between Examples 1 and 3 are in the range of Measurement accuracy of the luminance determination
  • Examples 3 and 4 the difference from Examples 1 and 2 is only in the base material used, in these examples Makrolon 2800.
  • the optical properties of the base material are the same as those of Makrolon 3100 and the luminance measurements of Examples

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Massivplatte aus einer Zusammensetzung aus einem transparenten Polycarbonat einer Molmasse von Mw = 16.000 bis 21.000 g/mol und einem MFR = 50 bis 80 cm3/(10 min) (3000C; 1,2 kg), und transparenten polymeren Teilchen mit einer von Matrixmaterial unterschiedlichen optischen Dichte sowie die Verwendung einer solchen Massivplatte als Diffuserplatte in Flachbildschirmen.

Description

Lichtstreuende Formkörper mit hoher Lichttransmission
Die vorliegende Erfindung betrifft eine mehrschichtige Massivplatte, deren Basismateπal aus einer Zusammensetzung aus einem leicht fließenden transparenten Polycarbonat, und transparenten polymeren Teilchen mit einer von Matrixmaterial unterschiedlichen optischen Dichte besteht und gegebenenfalls einer oder mehrerer Deckschichten, die im Coextrusionsverfahren auf die
Massivplatte entweder einseitig oder zweiseitig aufgebracht werden.
Bei der Verwendung von Diffuserplatten in den so genannten Backlight-Umts (BLUs) von Flachbildschirmen kommt es auf eine sehr hohe Leuchtdichte dieses Systems an, damit die Helligkeit des Bildes des Flachbildschrrmes möglichst hoch ist. Grundsätzlich weist eine Backhght-Umt (Direct Light System) den nachfolgend beschriebenen Aufbau auf. Sie besteht m der Regel aus einem Gehäuse, m dem je nach Größe der Backlight-Umt eine unterschiedliche Anzahl an Leuchtstoffröhren, so genannte CCFL (CoId Cathode Fluorescent Lamp) angeordnet sind. Die Gehäuseinnenseite ist mit einer lichtreflektierenden Oberfläche ausgestattet. Auf diesem Beleuchtungssystem hegt die Diffuserplatte auf, die eine Dicke von 1 bis 3 mm aufweist, bevorzugt eine Dicke von 2 mm Auf der Diffuserplatte befindet sich ein Satz von Folien, die folgende Funktionen haben können. Lichtstreuung (Diffuserfohen), Circularpalansatoren, Fokussierung des Lichtes in Vorwärtsrichtung durch so genannte BEF (Bπghtness Enhancmg Film) und Lmearpolansatoren. Die linear polarisierende Folie hegt direkt unter dem darüber befindlichen LCD-Display.
Aus dem Stand der Technik sind lichtstreuende transluzente Erzeugnisse aus Polycarbonat mit verschiedenen lichtstreuenden Zusatzstoffen und daraus hergestellte Formteile bereits bekannt.
So offenbart beispielsweise EP-A 634 445 hchtstreuende Zusammensetzungen, welche polymere Partikel auf Vinyl-Acrylat-Basis mit einer Kern/Schale Morphologie in Kombination mit TiO2 enthalten
Die Verwendung von lichtstreuenden Polycarbonatfohen m Flachbildschirmen ist. in US
2004/0066645 beschreiben. Als lichtstreuende Komponente werden hier Polyacrylate, PMMA, Polytetrafluoroethylene, Polyalkyltπalkoxysiloxane und Mischungen aus diesen Komponenten genannt
JP 03078701 beschreibt lichtstreuende PC-Platten, die Calciumcarbonat und Titandioxid als Streupigmente aufweisen und eine Lichtdurchlässigkeit von ca. 40% aufweisen.
In JP 05257002 werden lichtstreuende PC-Platten mit Streupigmenten aus Sihca beschrieben. In JP 10046022 werden PC-Platten mit Streupigmenten aus Polyorganosiloxanen beschrieben.
In JP 2004/029091 werden PC-Diffuserplatten beschrieben, die 0,3 bis 20 % Streupigment und 0,0005 bis 0,1% optischen Aufheller enthalten.
In diesen Dokumenten wird aber in der Regel das Molekulargewicht des Polycarbonats nicht weiter spezifiziert.
In JP 10046018 wird eine PC-Platte beschrieben, die 0,01 bis 1% quervernetzte kugelförmige Polyacrylate enthält.
Um die Eignung der lichtstreuenden Platten für so genannte Backlight-Units für LCD- Flachbildschirme zu beurteilen, muss insbesondere die Helligkeit (Brightness) des Gesamtsystems betrachtet werden, also der gesamten BLU, nicht nur der Diffuserplatten für sich. Die aus dem
Stand der Technik bekannten Diffuserplatten weisen eine unbefriedigende Farbkonstanz bei gleichzeitig hoher Helligkeit (Brightness) auf.
In dieser Erfindung wurde nun gefunden das die Viskosität des verwendeten Polycarbonat- Basisharzes einen entscheidenden Einfluss auf die Performance der Diffuserplatten hat. Polycarbonatharze mit einer niedrigen Viskosität (niedrige Molmasse) zeigen in der Verwendung als Diffuserplatte überraschend eine deutlich höhere Leuchtdichte als Polycarbonatharze mit einer höheren Viskosität (höhere Molmasse), und das obwohl die optischen Eigenschaften der in den Beispielen verwendeten Basisharze in Bezug auf Lichttransmission des Basisharzes gleich sind. Als besonders günstig haben sich hierbei Polycarbonatharze erwiesen mit einer Molmasse von Mw = 16.000 bis 21.000 g/mol bzw. einem MFR = 50 bis 80 cm3/(10 min) (300 0C; 1,2 kg).
Ein erster Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher eine Massivplatte aus einer Zusammensetzung enthaltend
80 bis 99.99 Gew.-% eines transparenten Polycarbonats mit einer Molmasse von Mw = 15.000 bis 21.000 g/mol, bevorzugt 15.000 bis 21.000 mit Ausnahme von 18.000, besonders bevorzugt 18.100 bis 21.000, ganz besonders bevorzugt 18.500 bis 20.000 g/mol oder einem MFR von 50 bis 80 cm3/(10 min) (300 0C; 1,2 kg) und
0,01 bis 20 Gew.-% transparente polymere Teilchen mit einer vom Polycarbonat unterschiedlichen optischen Dichte.
Die erfindungsgemäßen Massivplatten weisen eine hohe Lichttransmission bei gleichzeitig hoher Lichtstreuung auf und können beispielsweise in den Beleuchtungssystemen von Flachbildschirmen (LCD-Bildschirmen) zum Einsatz kommen. Hier ist eine hohe Lichtstreuung bei gleichzeitiger hoher Lichttransmission von entscheidender Bedeutung. Das Beleuchtungssystem solcher Flachbildschirme kann entweder mit seitlicher Lichteinkopplung erfolgen (Edgelight System) oder bei größeren Bildschirmgrößen, bei denen die seitliche Lichteinkopplung nicht mehr ausreichend ist, über eine Backlight-Unit (BLU), bei der die direkte Beleuchtung hinter der Diffuserplatte durch diese möglichst gleichmäßig verteilt werden muss (Direct Light System).
Ferner zeichnet sich die hier beschriebene (gegebenenfalls mehrschichtige) Massivplatte durch eine hohe Farbkonstanz über einen längeren Zeitraum bei gleichzeitig unverminderter Leuchtdichte (Helligkeit) im Betreib der Flachbildschirme aus.
Ein weiterer Gegenstand dieser Erfindung ist die Verwendung der erfϊndungsgemäßen
Massivplatten als Diffuserplatten von Flachbildschirmen, insbesondere bei der Hinterleuchtung von LCD-Displays.
Geeignete Polycarbonate für die Herstellung der erfmdungsgemäßen Massivplatten sind alle bekannten Polycarbonate. Dies sind Homopolycarbonate, Copolycarbonate und thermoplastische Polyestercarbonate.
Die geeigneten Polycarbonate haben mittlere Molekulargewichte M w von 15.000 bis 21.000, ermittelt durch Messung der relativen Lösungsviskosität in Dichlormethan oder in Mischungen gleicher Gewichtsmengen Phenol/o-Dichlorbenzol geeicht durch Lichtstreuung. Bevorzugt beträgt das mittlere Molekulargewicht 15.000 bis 21.000 mit Ausnahme von 18.000, besonders bevorzugt 18.100 bis 21.000, ganz besonders bevorzugt 18.500 bis 20.000.
Zur Herstellung von Polycarbonaten sei beispielhaft auf „Schnell, Chemistry and Physics of Polycarbonats, Polymer Reviews, Vol. 9, Interscience Publishers, New York, London, Sydney 1964", und auf „D.C. PREVORSEK, B.T. DEBONA and Y. RESTEN, Corporate Research Center, Allied Chemical Corporation, Moristown, New Jersey 07960, 'Synthesis of Poly(ester)carbonate Copolymers' in Journal of Polymer Science, Polymer Chemistry Edition,
Vol. 19, 75-90 (1980)", und auf JD. Freitag, U. Grigo, P.R. Müller, N. Nouvertne, BAYER AG, 'Polycarbonates' in Encyclopedia of Polymer Science and Engineering, Vol. 11, Second Edition, 1988, Seiten 648-718" und schließlich auf „Dres. U. Grigo, K. Kircher und P.R. Müller 'Polycarbonate' in Becker/Braun, Kunststoff-Handbuch, Band 3/1, Polycarbonate, Polyacetale, Polyester, Celluloseester, Carl Hanser Verlag München, Wien 1992, Seiten 117-299" verwiesen. Die Herstellung der Polycarbonate erfolgt vorzugsweise nach dem Phasengrenzflächenverfahren oder dem Schmelze-Umesterungsverfahren und wird im folgenden beispielhaft an dem Phasen- grenzflächenverfahren beschrieben.
Als Ausgangsverbindungen bevorzugt einzusetzende Verbindungen sind Bisphenole der allge- meinen Formel
HO-Z-OH, worin
Z ein divalenter organischer Rest mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen ist, der eine oder mehrere aromatische Gruppen enthält.
Beispiele solcher Verbindungen sind Bisphenole, die zu der Gruppe der Dihydroxydiphenyle,
Bis(hydroxyphenyl)alkane, Indanbisphenole, Bis(hydroxyphenyl)ether, Bis(hydroxyphenyl)sul- fone, Bis(hydroxyphenyl)ketone und a,a'-Bis(hydroxyphenyl)-diisopropylbenzole gehören.
Besonders bevorzugte Bisphenole, die zu den vorgenannten Verbindungsgruppen gehören, sind Bisphenol-A, Tetraalkylbisphenol-A, 4,4-(meta-Phenylendiisopropyl) diphenol (Bisphenol M), 4,4-(para-Phenylendiisopropyl)-diphenol, 1 , 1 -Bis-(4-hydroxyphenyl)-3 ,3 ,5-trimethylcyclohexan
(Bisphenol-TMC) sowie deren Gemische.
Bevorzugt werden die erfmdungsgemäß einzusetzenden Bisphenolverbindungen mit Kohlensäureverbindungen, insbesondere Phosgen, oder beim Schmelzeumesterungsprozess mit Diphenyl- carbonat bzw. Dimethylcarbonat, umgesetzt.
Polyestercarbonate werden bevorzugt durch Umsetzung der bereits genannten Bisphenole, mindestens einer aromatischen Dicarbonsäure und gegebenenfalls Kohlensäureäquivalente erhalten. Geeignete aromatische Dicarbonsäuren sind beispielsweise Phthalsäure, Terephthalsäure, Isophthalsäure, 3,3'- oder 4,4'-Diphenyldicarbonsäure und Benzophenondicarbonsäuren. Ein Teil, bis zu 80 Mol.-%, vorzugsweise von 20 bis 50 Mol-% der Carbonatgruppen in den Polycarbonaten können durch aromatische Dicarbonsäureester-Gruppen ersetzt sein.
Beim Phasengrenzflächenverfahren verwendete inerte organische Lösungsmittel sind beispielsweise Dichlormethan, die verschiedenen Dichlorethane und Chlorpropanverbindungen, Tetrachlor- methan, Trichlormethan, Chlorbenzol und Chlortoluol, vorzugsweise werden Chlorbenzol oder Dichlormethan bzw. Gemische aus Dichlormethan und Chlorbenzol eingesetzt.
Die Phasengrenzflächenreaktion kann durch Katalysatoren wie tertiäre Amine, insbesondere
N-Alkylpiperidine oder Oniumsalze beschleunigt werden. Bevorzugt werden Tributylamin, Tπethylarrun und N-Ethylpipeπdm verwendet. Im Falle des Schmelzeumesterungsprozesses werden bevorzugt die in DE-A 42 38 123 genannten Katalysatoren verwendet.
Die Polycarbonate können durch den Einsatz geringer Mengen Verzweiger bewusst und kontrolliert verzweigt werden Einige geeignete Verzweiger sind: Phloroglucm, 4,6-Dimethyl- 2,4,6-tπ-(4-hydroxyphenyl)-hepten-2, 4,6-Dimethyl-2,4,6-tπ-(4-hydroxyphenyl)-heptan; 1,3,5-Tπ-
(4-hydroxyphenyl)-benzol, 1,1,1 -Tπ-(4-hydroxyphenyl)-ethan; Tπ-(4-hydroxyphenyl)-phenylme- than; 2,2-Bis-[4,4-bis-(4-hydroxyphenyl)-cyclohexyl]-propan; 2,4-Bis-(4-hydroxyphenyl-isopro- pyl)-phenol, 2,6-Bis-(2-hydroxy-5'-methyl-benzyl)-4-methylphenol, 2-(4-Hydroxyphenyl)-2-(2,4- dihydroxyphenyl)-propan; Hexa-(4-(4-hydroxyphenyl-isopropyl)-phenyl)-orthoterephthalsäure- ester; Tetra-(4-hydroxyphenyl)-methan; Tetra-(4-(4-hydroxyphenyl-isopropyl)-phenoxy)-methan; α,α',α"-Tπs-(4-hydroxyphenyl)-l,3,5-tπisopropylbenzol, 2,4-Dihydroxybenzoesäure; Tπmesm- säure, Cyanurchloπd; 3,3-Bis-(3-methyl-4-hydroxyphenyl)-2-oxo-2,3-dihydromdol, 1 ,4-Bis-(4',4"- dihydroxytπphenyl)-methyl)-benzol und insbesondere: l,l,l-Tπ-(4-hydroxyphenyl)-ethan und Bis- (3-methyl-4-hydroxyphenyl)-2-oxo-2,3-dihydromdol.
Die gegebenenfalls mitzuverwendenden 0,05 bis 2 Mol-%, bezogen auf eingesetzte Diphenole, an
Verzweigern bzw. Mischungen der Verzweigern, können mit den Diphenolen zusammen eingesetzt werden aber auch in einem späteren Stadium der Synthese zugegeben werden.
Als Kettenabbrecher werden bevorzugt Phenole wie Phenol, Alkylphenole wie Kresol und 4-tert.- Butylphenol, Chlorphenol, Bromphenol, Cumylphenol oder deren Mischungen verwendet in Mengen von 1-20 Mol-% bevorzugt 2-10 Mol-% je Mol Bisphenol. Bevorzugt sind Phenol, 4-tert.-
Butylphenol bzw. Cumylphenol.
Kettenabbrecher und Verzweiger können getrennt oder aber auch zusammen mit dem Bisphenol den Synthesen zugesetzt werden.
Die Herstellung der Polycarbonate nach dem Schmelzeumesterungsprozess ist m DE-A 42 38 123 beispielhaft beschrieben.
Erfindungsgemäß bevorzugte Polycarbonate sind das Homopolycarbonat auf Basis von Bisphenol A, das Homopolycarbonat auf Basis von l,l-Bis-(4-hydroxyphenyl)-3,3,5-tπmethylcyclohexan und die Copolycarbonate auf Basis der beiden Monomere Bisphenol A und l,l-Bis-(4-hydroxyphenyl)- 3,3,5-tπmethylcyclohexan und die Copolycarbonate auf Basis der beiden Monomere Bisphenol A und 4,4'-Dihydroxydiphenyl (DOD)
Das Homopolycarbonat auf Basis von Bisphenol A ist besonders bevorzugt. Geeignete transparente polymere Teilchen mit einer vom Polycarbonat unterschiedlichen optischen Dichte sind beispielsweise solche auf Acrylatbasis mit einer Kern-Schale-Morphologie bevorzugt solche, wie sie in EP-A 634 445 offenbart werden.
Diese polymeren Teilchen haben einen Kern aus einem kautschukartigen Vinylpolymeren. Das kautschukartige Vinylpolymere kann ein Homo- oder Copolymeres von einem beliebigen der
Monomeren sein, die wenigstens eine ethylenartig ungesättigte Gruppe besitzen und die dem Fachmann auf dem Gebiet bekanntermaßen Additionspolymerisation unter den Bedingungen der Emulsionspolymerisation in einem wässrigen Medium eingehen. Solche Monomere sind in US 4 226 752, Spalte 3, Zeilen 40 - 62, aufgelistet.
Das kautschukartige Vinylpolymere enthält bevorzugt wenigstens 15 %, mehr bevorzugt wenigstens 25 %, am meisten bevorzugt wenigstens 40 % eines polymerisierten Acrylates, Methacrylates, Monovinylarens oder wahlweise substituierten Butadiens und von 0 bis 85 %, mehr bevorzugt von 0 bis 75 %, am meisten bevorzugt von 0 bis 60 % von einem oder mehreren copolymerisierten Vinylmonomeren, bezogen auf das Gesamtgewicht des kautschukartigen Vinylpolymeren.
Bevorzugte Acrylate und Methacrylate sind Alkylacrylate oder Alkylmethacrylate, welche bevorzugt 1 bis 18, besonders bevorzugt 1 bis 8, am meisten bevorzugt 2 bis 8 Kohlenstoffatome in der Alkylgruppe enthalten, wie Methyl-, Ethyl-, n-Propyl-, Isopropyl-, n-Butyl-, sec.-Butyl- oder tert.-Butyl- oder Hexyl-, Heptyl- oder Octylgruppen. Die Alkylgruppe kann verzweigt oder linear sein. Die bevorzugten Alkylacrylate sind Ethylacrylat, n-Butylacrylat, Isobutylacrylat oder 2-Ethylhexylacrylat. Das am meisten bevorzugte Alkylacrylat ist Butylacrylat.
Andere geeignete Acrylate sind beispielsweise 1,6-Hexandioldiacrylat, Ethylthioethylmethacrylat, Isobornylacrylat, 2-Hydroxyethylacrylat, 2-Phenoxyethylacrylat, Glycidylacrylat, Neopentyl- glycoldiacrylat, 2-Ethoxyethylacrylat, t-Butylaminoethylmethacrylat, 2-Methoxyethylacrylat, Glycidylmethacrylat oder Benzylmethacrylat.
Bevorzugte Monovinylarene sind Styrol oder α-Methylstyrol, wahlweise substituiert am aromatischen Ring mit einer Alkylgruppe, wie Methyl, Ethyl oder tertiärem Butyl oder mit einem Halogen, wie Chlorstyrol.
Falls substituiert ist das Butadien bevorzugt mit einer oder mehreren Alkylgruppen, welche 1 bis 6 Kohlenstoffatome enthalten, oder mit einem oder mehreren Halogenen, am meisten bevorzugt mit einer oder mehreren Methylgruppen und/oder einem oder mehreren Chloratomen substituiert.
Bevorzugte Butadiene sind 1,3-Butadien, Isopren, Chlorbutadien oder 2,3-Dimethyl-l,3-butadien. Das kautschukartige Vmylpolymere kann eine oder mehrere (co)polymensierte Acrylate, Meth- acrylate, Monovinylarene und/oder wahlweise substituierte Butadiene enthalten. Diese Monomere können copolymeπsiert sein mit einem oder mehreren anderen copolymeπsierbaren Vinylpoly- meren, wie Diacetonacrylamid, Vinylnaphthalm, 4-Vinylbenzylalkohol, Vmylbenzoat, Vmylpro- pionat, Vmylcaproat, Vmylchloπd, Vinyloleat, Dimethylmaleat, Malemsäureanhydπd, Dimethyl- fumarat, Vmylsulfonsäure, Vmylsulfonamid, Methylvmylsulfonat, N-Vinylpyrrolidon, Vmylpy- πdin, Divmylbenzol, Vmylacetat, Vmylversatat, Acrylsäure, Methacrylsaäure, N-Methylmeth- acrylamid, Acrylmtπl, Methacrylnitπl, Acrylamid oder N-(Isobutoxymethyl)-acrylamid.
Eines oder mehrere der zuvor genannten Monomere sind wahlweise mit 0 bis 10 %, bevorzugt mit 0 bis 5 %, eines copolymeπsierbaren, polyfunktionellen Vernetzers und/oder mit 0 bis 10 %, bevorzugt mit 0 bis 5 %, eines copolymeπsierbaren polyfunktionellen Pfropfvernetzers, bezogen auf das Gesamtgewicht des Kerns umgesetzt Falls ein vernetzendes Monomeres verwendet wird, wird es bevorzugt mit einem Gehalt von 0,05 bis 5 %, mehr bevorzugt von 0,1 bis 1 %, bezogen auf das Gesamtgewicht der Kernmonomere, verwendet. Vernetzende Monomere sind auf dem Fachgebiet wohlbekannt und im allgemeinen haben sie eine polyethylenartige Unsättigung, in welcher die ethylenartig ungesättigten Gruppen annähernd gleiche Reaktivität besitzen, wie Divmylbenzol, Tπvmylbenzol, 1,3- oder 1,4-Tπolacrylate oder -methacrylate, Glycol-di- oder -tπ- methacrylate oder -acrylate, wie Ethylenglycoldimethacrylat oder -diacrylat, Propylen- glycoldimethacrylat oder -diacrylat, 1,3- oder 1 ,4-Butylenglycoldimethacrylat oder, am meisten bevorzugt, 1,3- oder 1 ,4-Butylenglycoldiacrylat. Falls ein pfropfvernetzendes Monomeres verwendet wird, wird es bevorzugt mit einem Gehalt von 0, 1 bis 5 %, mehr bevorzugt von 0,5 bis 2,5 %, bezogen auf das Gesamtgewicht der Kernmonomere, verwendet. Pfropfvernetzende Monomere sind auf dem Fachgebiet wohlbekannt, und im allgemeinen sind es polyethylenartig ungesättigte Monomere, welche ausreichend medπge Reaktivität der ungesättigten Gruppen besitzen, damit signifikante zurückbleibende Unsättigung möglich wird, die in dem Kern im
Anschluss an seine Polymeπsation verbleibt. Bevorzugte Pfropfvernetzer sind copolymeπsierbare Allyl-, Methallyl- oder Crotylester von α,ß-ethylenartig ungesättigten Carbonsäuren oder Dicarbonsäuren, wie Allylmethacrylat, Allylacrylat, Diallylmaleat und Allylacryloxypropionat, am meisten bevorzugt Allylmethacrylat.
Am meisten bevorzugt enthalten die polymeren Teilchen einen Kern aus kautschukartigem
Alkylacrylatpolymeren, wobei die Alkylgruppe von 2 bis 8 Kohlenstoffatome aufweist, wahlweise copolymeπsiert mit von 0 bis 5 % Vernetzer und von 0 bis 5 % Pfropfvernetzer, bezogen auf das Gesamtgewicht des Kerns. Das kautschukartige Alkylacrylat ist bevorzugt mit bis zu 50 % von einem oder mehreren copolymeπsierbaren Vmylmonomeren copolymeπsiert, beispielsweise den zuvor genannten. Geeignete vernetzende und pfropfvernetzende Monomere sind dem Fachmann - -
auf dem Gebiet wohlbekannt, und es sind bevorzugt solche, wie sie in EP-A 0 269 324 beschrieben sind.
Der Kern der polymeren Teilchen kann rückständiges oligomeres Material enthalten, das bei dem Polymerisationsverfahren eingesetzt wurde, um die Polymerteilchen zu quellen, jedoch hat ein solches oligomeres Material ein ausreichendes Molekulargewicht, um seine Diffusion zu verhindern, oder um zu verhindern, dass es während des Verarbeitens oder der Benutzung extrahiert wird.
Die polymeren Teilchen enthalten eine oder mehrere Mäntel. Dieser eine Mantel oder diese mehreren Mäntel sind bevorzugt aus einem Vinylhomo- oder -copolymeren hergestellt. Geeignete Monomere zur Herstellung des/der Mantel/Mäntel sind im US-Patent No. 4 226 752, Spalte 4,
Zeilen 20 - 46, aufgeführt, wobei auf die Angaben hierüber Bezug genommen wird. Ein Mantel oder mehrere Mäntel sind bevorzugt ein Polymeres aus einem Methacrylat, Acrylat, Vinylaren, Vinylcarboxylat, Acrylsäure und/oder Methacrylsäure.
Bevorzugte Acrylate und Methacrylate sind Alkylacrylate oder Alkylmethacrylate, welche bevor- zugt 1 bis 18, mehr bevorzugt 1 bis 8, am meisten bevorzugt 2 bis 8 Kohlenstoffatome in der
Alkylgruppe enthalten, wie Methyl-, Ethyl-, n-Propyl-, Isopropyl-, n-Butyl-, Isobutyl- oder tert.-Butyl-, 2-Ethylhexyl- oder die Hexyl-, Heptyl- oder Octylgruppen. Die Alkylgruppe kann verzweigt oder linear sein. Das bevorzugte Alkylacrylat ist Ethylacrylat. Andere brauchbare Acrylate und Methacrylate sind solche, welche zuvor für den Kern angegeben wurden, bevorzugt das 3-Hydroxypropylmethacrylat. Das am meisten bevorzugte Alkylmethacrylat ist Methylmethacrylat.
Bevorzugte Vinylarene sind Styrol oder α-Methylstyrol, wahlweise substituiert am aromatischen Ring mit einer Alkylgruppe, wie Methyl, Ethyl oder tert.-Butyl oder mit einem Halogen, wie Chlorstyrol.
Ein bevorzugtes Vinylcarboxylat ist Vinylacetat.
Der Mantel/die Mäntel enthält/enthalten bevorzugt wenigstens 15 %, mehr bevorzugt wenigstens
25 %, am meisten bevorzugt wenigstens 40 % eines polymerisierten Methacrylates, Acrylates oder Monovinylarens und 0 bis 85 %, mehr bevorzugt 0 bis 75 %, am meisten bevorzugt 0 bis 60 % von einem oder mehreren Vinylcomonomeren, wie anderen Alkylmethacrylaten, Arylmethacrylaten, Alkylacrylaten, Arylacrylaten, Alkyl- und Arylacrylamiden, Acrylnitril, Methacrylnitril, Malein- imid und/oder Alkyl- und Arylacrylaten und -methacrylaten, welche mit einem oder mehreren
Substituenten, wie Halogen, Alkoxy, Alkylthio, Cyanoalkyl oder Amino substituiert sind. Beispiele von geeigneten Vinylcomonomeren sind zuvor angegeben. Zwei oder mehr Monomere können copolymerisiert sein.
Das Mantelpolymere kann einen Vernetzer und/oder einen Pfropfvemetzer des Typs, wie er zuvor unter Bezugnahme auf das Kernpolymere angegeben wurde, enthalten.
Die Mantelpolymere machen bevorzugt von 5 bis 40 %, mehr bevorzugt von 15 bis 35 % des
Gesamtteilchengewichtes aus.
Die polymeren Teilchen enthalten wenigstens 15 %, bevorzugt von 20 bis 80 %, mehr bevorzugt von 25 bis 60 %, am meisten bevorzugt von 30 bis 50 % eines polymerisierten Alkylacrylates oder -methacrylates, bezogen auf das Gesamtgewicht des Polymeren. Bevorzugte Alkylacrylate und -methacrylate sind zuvor angegeben. Der Alkylacrylat- oder Alkylmethacrylatbestandteil kann in dem Kern und/oder in dem Mantel/den Mänteln der polymeren Teilchen vorhanden sein. Homopolymere eines Alkylacrylates oder -methacrylates in dem Kern und/oder dem Mantel/den Mänteln sind brauchbar, jedoch ist ein Alkyl(meth)acrylat bevorzugt mit einem oder mehreren anderen Typen von Alkyl(meth)acrylaten und/oder einem oder mehreren anderen Vinylpolymeren copolymerisiert, bevorzugt mit den oben aufgelisteten. Am meisten bevorzugt enthalten die polymeren Teilchen einen Kern aus einem Poly-(butylacrylat) und einen Mantel oder mehrere Mäntel aus Poly(methylmethacrylat).
Die polymeren Teilchen sind nützlich, um dem Polycarbonat Lichtstreueigenschaften zu erteilen. Der Brechungsindex n von Kern und des Mantels/der Mäntel der polymeren Teilchen liegt bevorzugt innerhalb von +/-0,25 Einheiten, mehr bevorzugt innerhalb +/-0,18 Einheiten, am meisten bevorzugt innerhalb +/-0,12 Einheiten des Brechungsindexes des Polycarbonats. Der Brechungsindex n des Kerns und des Mantels/der Mäntel liegt bevorzugt nicht näher als +/-0,003 Einheiten, mehr bevorzugt nicht näher als +/-0,01 Einheiten, am meisten bevorzugt nicht näher als +/-0,05 Einheiten bei dem Brechungsindex des Polycarbonats. Der Brechungsindex wird entsprechend der Norm ASTM D 542-50 und/oder DIN 53 400 gemessen.
Die polymeren Teilchen haben im allgemeinen einen Durchschnittsteilchendurchmesser von wenigstens 0,5 Mikrometer, bevorzugt von wenigstens 2 Mikrometer, mehr bevorzugt von 2 bis 50 Mikrometer, am meisten bevorzugt von 2 bis 15 Mikrometer. Unter „Durchschnittsteilchendurchmesser" ist der Zahlendurchschnitt zu verstehen. Bevorzugt haben wenigstens 90 %, am meisten bevorzugt wenigstens 95 % der polymeren Teilchen einen Durchmesser von mehr als 2 Mikrometer. Die polymeren Teilchen sind bevorzugt ein frei fließendes Pulver. _ _
Die polymeren Teilchen können in bekannter Weise hergestellt werden. Im Allgemeinen wird wenigstens eine Monomerenkomponente des Kernpolymeren der Emulsionspolymerisation unter Bildung von Emulsionspolymerteilchen unterworfen. Die Emulsionspolymerteilchen werden mit derselben oder einer oder mehreren anderen Monomerenkomponenten des Kernpolymeren gequollen, und das/die Monomere werden innerhalb der Emulsionspolymerteilchen polymerisiert.
Die Stufen des Quellens und Polymerisierens können wiederholt werden, bis die Teilchen auf die gewünschte Kerngröße angewachsen sind. Die Kernpolymerteilchen werden in einer zweiten wässrigen Monomerenemulsion suspendiert, und es wird ein Polymermantel aus dem/den Monomeren auf die Polymerteilchen in der zweiten Emulsion polymerisiert. Ein Mantel oder mehrere Mäntel können auf dem Kempolymeren polymerisiert werden. Die Herstellung von
Kern/Mantelpolymerteilchen ist in EP-A 0 269 324 und in den US-Patenten 3,793,402 und 3,808,180 beschrieben.
Ferner zeigt sich überraschenderweise, dass durch die Verwendung einer kleinen Menge optischen Aufheller die Brightnesswerte weiter erhöht werden können.
Als optische Aufheller können Verbindungen der folgenden Klassen eingesetzt werden:
a) Bis-Benzoxazole der folgenden Struktur:
wobei R1, R2, R5 und R6 unabhängig voneinander für H, Alkyl, Aryl, Heteroaryl oder Halogen stehen und X für folgende Gruppen stehen kann:
T hiophen: Naphthalin:
mit R1 und R2 unabhängig voneinander für H, Alkyl, Aryl, Heteroaryl oder Halogen stehen.
Beispielweise Uvitex® OB der Fa. Ciba Spezialitätenchemie der Formel
oder Hostalux KCB der Fa. Clariant GmbH der Formel
b) Phenylcoumarine der folgenden Struktur:
c) wobei R1 und R2 unabhängig voneinander für H, Alkyl, Aryl, Heteroaryl oder Halogen stehen kann. - -
Beispielsweise Leukopur® EGM der Fa. Clariant GmbH der Formel:
d) Bis-styryl-biphenyle der folgenden Struktur:
wobei R1 und R2 unabhängig voneinander für H, Alkyl, Aryl, Heteroaryl oder Halogen stehen kann.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung stellt daher eine erfindungsgemäße Massivplatte dar, die zusätzlich 0,001 bis 0,2 Gew.-%, bevorzugt etwa 1000 ppm eines optischen Aufhellers der Klasse Bis-Benzoxazole, Phenylcoumarine oder Bis-Styrylbiphenyle enthält. Ein besonders bevorzugter optischer Aufheller ist Uvitex OB, der Fa. Ciba Spezialitätenchemie.
Die erfmdungsgemäßen Massivplatten können entweder durch Spritzguss oder durch Extrusion hergestellt werden. Wenn es sich hierbei um großflächige Massivplatten handelt kann die Erzeugung durch Spritzguss aus technischen Gründen nicht wirtschaftlich erfolgen. In diesen Fällen ist das Extrusionsverfahren zu bevorzugen. Zur Extrusion wird ein Polycarbonat-Granulat dem Extruder zugeführt und im Plastifizierungssystem des Extruders aufgeschmolzen. Die
Kunststoffschmelze wird durch eine Breitschlitzdüse gedrückt und dabei verformt, im Walzenspalt eines Glättkalanders in die gewünschte endgültige Form gebracht und durch wechselseitige Kühlung auf Glättwalzen und der Umgebungsluft formfϊxiert. Die zur Extrusion verwendeten Polycarbonate mit hoher Schmelzeviskosität werden üblicherweise bei Schmelzetemperaturen von 230 bis 3200C verarbeitet, entsprechend werden die Zylindertemperaturen des Plastifizierzylinders sowie Düsentemperaturen eingestellt.
Die erfindungsgemäße Massivplatte kann zusätzlich eine oder mehrere durch Coextrusion erzeugte Schichten (Coextrusionsschichten) aufweisen. Durch Einsatz eines oder mehrerer Seitenextruder und geeigneten Schmelzeadaptern vor der Breitschlitzdüse lassen sich Polycarbonatschmelzen verschiedener Zusammensetzung übereinander legen und somit mehrschichtige Massivplatten erzeugen (siehe beispielsweise EP-A 0 110 221 und EP-A 0 110 238).
Sowohl die Basisschicht als auch die gegebenenfalls vorhandene(n) Coextrusionsschicht(en) der erfindungsgemäßen Massivplatte können zusätzlich Additive wie beispielsweise, UV-Absorber sowie andere übliche Verarbeitungshilfsmittel insbesondere Entforrnungsmittel und Fließmittel sowie die für Polycarbonate üblichen Stabilisatoren insbesondere Thermostabilisatoren sowie Antistatika, optische Aufheller enthalten. In jeder Schicht können dabei unterschiedliche Additive bzw. Konzentrationen von Additiven vorhanden sein. Insbesondere kann die Coextrusionsschicht UV-Absorber und Entforrnungsmittel enthalten.
In einer bevorzugten Ausführungsform enthält die Zusammensetzung der Massivplatte zusätzlich 0 bis 0.5 Gew.-% eines UV-Absorbers der Klassen Benzotriazol-Derivate, Dimere Benzotriazol- Derivate, Triazin-Derivate, Dimere Triazin-Derivate, Diarylcyanoacrylate.
Bevorzugt besteht die UV-Schutzschicht aus mindestens einer Coextrusionsschicht mit mindestens einem UV-Absorber in einem Anteil von 0.1 bis 20 Gew.-% bezogen auf die Coextrusionsschicht.
Die erfindungsgemäße Massivplatte weist vorzugsweise eine Dicke von 0, 1 bis 4,0 mm, besonders bevorzugt von 1,0 bis 2,0 mm auf, insbesondere rund 2 mm.
Gegebenenfalls vorhandene Coextrusionsschichten weisen vorzugsweise eine Dicke von 10 bis 100 μm, besonders bevorzugt von 20 bis 60 μm auf.
Geeignete Stabilisatoren sind beispielsweise Phosphine, Phosphite oder Si enthaltende Stabilisatoren und weitere in EP-A 0 500 496 beschriebene Verbindungen. Beispielhaft seien
Triphenylphosphite, Diphenylalkylphosphite, Phenyldialkylphosphite, Tris-(nonylphenyl)phosphit, Tetrakis-(2,4-di-tert.-butylphenyl)-4,4 ' -biphenylen-diphosphonit, Bis(2,4-dicumylphenyl)petaery- thritoldiphosphit und Triarylphosphit genannt. Besonders bevorzugt sind Triphenylphosphin und Tris-(2,4-di-tert.-butylphenyl)phosphit.
Geeignete Entformungsmittel sind beispielsweise die Ester oder Teilester von ein- bis sechs- wertigen Alkoholen, insbesondere des Glycerins, des Pentaerythrits oder von Guerbetalkoholen.
Einwertige Alkohole sind beispielsweise Stearylalkohol, Palmitylalkohol und Guerbetalkohole, ein zweiwertiger Alkohol ist beispielsweise Glycol, ein dreiwertiger Alkohol ist beispielsweise Gylcerin, vierwertige Alkohole sind beispielsweise Pentaerythrit und Mesoerythrit, fünfwertige Alkohole sind beispielsweise Arabit, Ribit und Xylit, sechswertige Alkohole sind beispielsweise
Mannit, Glucit (Sorbit) und Dulcit. Die Ester sind bevorzugt die Monoester, Diester, Triester, Tetraester, Pentaester und Hexaester oder deren Mischungen, insbesondere statistische Mischungen, aus gesättigten, aliphatischen Cio bis C36-Monocarbonsäuren und gegebenenfalls Hydroxy-Monocarbonsäuren, vorzugsweise mit gesättigten, aliphatischen C14 bis C32-Monocarbonsäuren und gegebenenfalls Hydroxy-Mono- carbonsäuren.
Die kommerziell erhältlichen Fettsäureester, insbesondere des Pentaerythrits und des Glycerins, können herstellungsbedingt <60 % unterschiedlicher Teilester enthalten.
Gesättigte, aliphatische Monocarbonsäuren mit 10 bis 36 C-Atomen sind beispielsweise Caprin- säure, Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure, Hydroxystearinsäure, Arachin- säure, Behensäure, Lignocerinsäure, Cerotinsäure und Montansäuren.
Bevorzugte gesättigte, aliphatische Monocarbonsäuren mit 14 bis 22 C-Atomen sind beispielsweise Myristinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure, Hydroxystearinsäure, Arachinsäure und Behensäure.
Besonders bevorzugt sind gesättigte, aliphatische Monocarbonsäuren wie Palmitinsäure, Stearin- säure und Hydroxystearinsäure.
Die gesättigten, aliphatischen Ci0 bis C36-Carbonsäuren und die Fettsäureester sind als solche entweder literaturbekannt oder nach literaturbekannten Verfahren herstellbar. Beispiele für Penta- erythritfettsäureester sind die der besonders bevorzugten, vorstehend genannten Monocarbonsäuren.
Besonders bevorzugt sind Ester des Pentaerythrits und des Glycerins mit Stearinsäure und
Palmitinsäure.
Besonders bevorzugt sind auch Ester von Guerbetalkoholen und des Glycerins mit Stearinsäure und Palmitinsäure und gegebenenfalls Hydroxystearinsäure.
Beispiele für geeignete Antistatika sind kationaktive Verbindungen, beispielsweise quartäre Ammonium-, Phosphonium- oder Sulfoniumsalze, anionaktive Verbindungen, beispielsweise
Alkylsulfonate, Alkylsulfate, Alkylphosphate, Carboxylate in Form von Alkali- oder Erdalkalimetallsalzen, nichtionogene Verbindungen, beispielsweise Polyethylenglykolester, Polyethylen- glykolether, Fettsäureester, ethoxylierte Fettamine. Bevorzugte Antistatika sind nichtionogene Verbindungen. - -
Geeignete UV-Absorber sind beispielsweise
a) Benzotriazol-Derivate nach Formel (I):
Formel (I)
In Formel (I) sind R und X gleich oder verschieden und bedeuten H oder Alkyl oder Alkylaryl.
Bevorzugt ist dabei Tinuvin 329 mit X = 1,1,3,3-Tetramethylbutyl und R = H
Tinuvin 350 mit X = tert-Butyl und R = 2-Butyl
Tinuvin 234 mit X = R = 1,1-Dimethyl-l-phenyl
b) Dimere Benzotriazol-Derivate nach Formel (II):
Formel (H)
In Formel (II) sind R1 und R2 gleich oder verschieden und bedeuten H, Halogen, Ci-Ci0- A Allkkyyll,, CC55--CC1100--CCyyCcloalkyl, C7-C13-Aralkyl, C6-Ci4-ATyI, -OR5 oder -(CO)-O-R5 mit R5 = H oder C1-C4-AIlCyI.
In Formel (II) sind R3 und R4 ebenfalls gleich oder verschieden und bedeuten H, CrC4- Alkyl, Cs-Cβ-Cycloalkyl, Benzyl oder C6-Ci4-Aryl.
In Formel (II) bedeutet m 1,2 oder 3 und n 1,2,3 oder 4. - -
Bevorzugt ist dabei Tinuvin 360 mit R1 = R3 = R4 = H; n = 4; R2 = 1,1,3,3- Tetramethylbutyl; m = 1
bl) Dimere Benzotriazol-Derivate nach Formel (DI):
Formel (EI)
worin die Brücke
O O
— (CHR3)p — C— O (Y-OL C (CHR4)p —
bedeutet,
R , R , m und n die für Formel (II) genannte Bedeutung haben,
und worin p eine ganze Zahl von 0 bis 3 ist,
q eine ganze Zahl von 1 bis 10 ist,
Y gleich -CH2-CH2-, -(CH2)3-, -(CH2)4-, -(CH2)5-, -(CH2)6-, oder CH(CH3)-CH2-ist und
R3 und R4 die für Formel (II) genannte Bedeutung haben.
Bevorzugt ist dabei Tinuvin 840 mit R1 = H; n = 4; R2 = tert-Butyl; m = 1; R2 ist in ortho- Stellung zur OH-Gruppe angebracht; R3 = R4 = H; p = 2; Y = -(CH2)5-; q = 1 - -
c) Triazin-Derivate nach Formel (IV):
Formel (IV)
worin R1, R2, R3, R4 in Formel (IV) gleich oder verschieden sind und H oder Aryl oder Alkyl oder CN oder Halogen sind und X gleich Alkyl ist.
Bevorzugt ist dabei Tinuvin 1577 mit R1 = R2 = R3 = R4 = H; X = Hexyl sowie
Cyasorb UV-1164 mit R1 = R2 = R3 = R4 = Methyl; X = Octyl
d) Triazin-Derivate der folgenden Formel (IVa)
Formel (TVa)
woπn
R1 gleich CrAlkyl bis C17-Alkyl bedeutet,
R2 gleich H oder Ci -Alkyl bis C4-Alkyl bedeutet und
n gleich 0 bis 20 ist.
e) Dimere Triazin-Derivate der Formel (V):
Formel (V)
woπn
R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8 in Formel (V) gleich oder verschieden sein können und H oder Alkyl oder CN oder Halogen bedeuten und
X gleich Alkyl oder -(CH2CH2-O-)n-C(=O> ist.
Diarylcyanoacrylate der Formel (VI):
Formel (VI)
worin R1 bis R40 gleich oder verschieden sein können und H, Alkyl, CN oder Halogen bedeuten. Bevorzugt ist dabei Uvinul 3030 mit R1 bis R40 = H
Die oben genannten UV-Absorber sind im Allgemeinen dem Fachmann bekannt und zum Teil kommerziell erhältlich, oder können gemäß bekannten Verfahren hergestellt werden.
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung verdeutlichen, ohne sie jedoch zu beschränken.
_ _
Beispiele
Die in den Beispielen 1 bis 6 aufgeführten 2 mm Massivplatten wurden wie folgt hergestellt:
1. Herstellung des Compounds mit herkömmlichen Zweischnecken Compoundierextrudern (z.B. ZSK 32) bei für Polycarbonat üblichen Verarbeitungstemperaturen von 250 bis 33O°C.
2. Die verwendeten Maschinen und Apparate zur Herstellung der ggf. coextrudierten 2 mm Massivplatten umfassen:
den Hauptextruder mit einer Schnecke der Länge 33 D und einem Durchmesser von
70 mm mit Entgasung - einen Coextruder zum Aufbringen der Deckschicht mit einer Schnecke der Länge 25
D und einem Durchmesser von 35 mm eine speziellen Coextrusions-Breitschlitzdüse mit 450 mm Breite einen Glättkalander eine Rollenbahn - eine Abzugseinrichtung eine Ablängvorrichtung (Säge) einen Ablagetisch.
Das Polycarbonat-Granulat des Basismaterials wurde dem Fülltrichter des Hauptextruders zugeführt. Im Plastifiziersystem Zylinder/Schnecke erfolgte das Aufschmelzen und Fördern des jeweiligen Materials. Die weiteren Einrichtungen dienten dem Transport,
Ablängen und Ablegen der extrudierten Platten.
Für die anschließend beschriebenen Beispiele wurden folgende Polycarbonattypen verwendet:
• Makrolon® 3100 (Mw etwa 32.000, Lichttransmissionsgrad nach DIN 5036-1 bei 4 mm = 89,8 %, Yellowness Index nach ASTM E313 = 1,94) der Fa. Bayer MaterialScience.
• Makrolon® 2800 (Mw etwa 29.000, Lichttransmissionsgrad nach DIN 5036-1 bei 4 mm =
89.8 %, Yellowness Index nach ASTM E313 = 1,65) der Fa. Bayer MaterialScience.
• Makrolon CD 2005® (Mw etwa 19.000Lichttransmissionsgrad nach DUST 5036-1 bei 4 mm =
89.9 %, Yellowness Index nach ASTM E313 = 1,19) der Fa. Bayer MaterialScience. Beispiel 1
Es wurde ein Compound folgender Zusammensetzung hergestellt:
• Polycarbonat Makrolon 3100 mit einem Anteil von 97,5 w-%
• Kern-Schale-Teilchen mit einem Butadien/Styrol-Kern und einer Methylmethacrylat- Schale Paraloid EXL 5137 der Fa. Rohm & Haas mit einer Teilchengröße von 2 bis 15 μm und einer mittleren Teilchengröße von 8 μm mit einem Anteil von 2,4 w-%.
• Thermostabilisator Triphenylphosphin mit einem Anteil von 0,1 w-%.
Aus diesem Compound wurde eine 2 mm Massivplatte ohne Coextrusionsschicht extrudiert.
Beispiel 2
Es wurde ein Compound folgender Zusammensetzung hergestellt:
• Polycarbonat Makrolon 3100 mit einem Anteil von 96,9 w-%
• Kern-Schale-Teilchen mit einem Butadien/Styrol-Kern und einer Methylmethacrylat- Schale Paraloid EXL 5137 der Fa. Rohm & Haas mit einer Teilchengröße von 2 bis 15 μm und einer mittleren Teilchengröße von 8 μm mit einem Anteil von 3,0 w-%.
• Thermostabilisator Triphenylphosphin mit einem Anteil von 0,1 w-%.
Aus diesem Compound wurde eine 2 mm Massivplatte ohne Coextrusionsschicht extrudiert.
Beispiel 3
Es wurde ein Compound folgender Zusammensetzung hergestellt:
• Polycarbonat Makrolon 2800 mit einem Anteil von 97,5 w-%
• Kern-Schale-Teilchen mit einem Butadien/Styrol-Kern und einer Methylmethacrylat-
Schale Paraloid EXL 5137 der Fa. Rohm & Haas mit einer Teilchengröße von 2 bis 15 μm und einer mittleren Teilchengröße von 8 μm mit einem Anteil von 2,4 w-%.
• Thermostabilisator Triphenylphosphin mit einem Anteil von 0,1 w-%.
Aus diesem Compound wurde eine 2 mm Massivplatte ohne Coextrusionsschicht extrudiert. Beispiel 4
Es wurde ein Compound folgender Zusammensetzung hergestellt:
• Polycarbonat Makrolon 3100 mit einem Anteil von 96,9 w-%
• Kern-Schale-Teilchen mit einem Butadien/Styrol-Kern und einer Methylmethacrylat- Schale Paraloid EXL 5137 der Fa. Rohm & Haas mit einer Teilchengröße von 2 bis 15 μm und einer mittleren Teilchengröße von 8 μm mit einem Anteil von 3,0 w-%.
• Thermostabilisator Triphenylphosphin mit einem Anteil von 0,1 w-%.
Aus diesem Compound wurde eine 2 mm Massivplatte ohne Coextrusionsschicht extrudiert.
Beispiel 5 ('erfindungsgemäß')
Es wurde ein Compound folgender Zusammensetzung hergestellt:
• Polycarbonat Makrolon CD 2005 mit einem Anteil von 97,5 w-%
• Kern-Schale-Teilchen mit einem Butadien/Styrol-Kern und einer Methylmethacrylat- Schale Paraloid EXL 5137 der Fa. Rohm & Haas mit einer Teilchengröße von 2 bis 15 μm und einer mittleren Teilchengröße von 8 μm mit einem Anteil von 2,4 w-%.
• Thermostabilisator Triphenylphosphin mit einem Anteil von 0, 1 w-%.
Aus diesem Compound wurde eine 2 mm Massivplatte ohne Coextrusionsschicht extrudiert.
Beispiel 6 (erfindungsgemäß)
Es wurde ein Compound folgender Zusammensetzung hergestellt:
• Polycarbonat Makrolon CD 2005 mit einem Anteil von 96,9 w-%
• Kem-Schale-Teilchen mit einem Butadien/Styrol-Kern und einer Methylmethacrylat-
Schale Paraloid EXL 5137 der Fa. Rohm & Haas mit einer Teilchengröße von 2 bis 15 μm und einer mittleren Teilchengröße von 8 μm mit einem Anteil von 3,0 w-%.
• Thermostabilisator Triphenylphosphin mit einem Anteil von 0,1 w-%.
Aus diesem Compound wurde eine 2 mm Massivplatte ohne Coextrusionsschicht extrudiert. Die in den Beispielen 1 bis 6 aufgeführten 2 mm Massivplatten wurden auf ihre optischen Eigenschaften nach folgenden Normen und mit folgenden Messgeräten untersucht:
Zur Bestimmung der Lichttransmission (Ty (D65100)) und der Lichtreflexion (Ry (D65100) über weißem Untergrund) wurde ein Ultra Scan XE der Fa. Hunter Associates Laboratory, Inc. verwendet. Darüber hinaus wurden mit diesem Gerät die Messungen zur Bestimmung des Gelbwertes (Yellowness Index YI (D65, C2°), ASTM E313), der x, y Farbwerte (D65, C2°, CIE- Normfarbtafel) und der L, a, b Farbwerte (D65, C2°, CIELAB -Farbsystem, DIN 6174) durchgeführt. Für die Haze-Bestimmung (nach ASTM D 1003) wurde ein Hazegard Plus der Fa. Byk-Gardner verwendet.
Die Leuchtdichtemessungen (Brightness-Messungen) wurden an einer Backlight-Unit (BLU) der Fa. DS LCD, (LTA170WP, 17" LCD TV Panel) mit Hilfe eines Luminance Meter LS100 der Fa. Minolta. Hierbei wurde die serienmäßige Diffuserplatte entfernt und jeweils durch die in den Beispielen 1 bis 6 hergestellten 2 mm Massivplatten ersetzt. Die BLU umfasst vier Filme und ist in der Anordnung Lichtquelle-Diffuserplatte-Filme (Circular, Polarisator, Diffusorfolie, Prismen- füme/BEF, Linearpolarisator) -LCD-Display aufgebaut.
Die Ergebnisse der Messungen sind in der folgenden Tabelle 1 zusammengefasst.
Tabelle 1 Optische Daten der 2 mm Massivplatten
. .
In den Beispielen 1 bis 6 sind aus Basisharzen unterschiedlicher Viskosität aber gleicher Additivzusammensetzung Platten beschrieben, die eine deutliche Abhängigkeit von der Viskosität des Basisharzes in ihrer Performance beim Einsatz als Diffuserplatten m Backlight Units zeigen
Die optischen Eigenschaften bzgl Lichttransmission nach DIN 5036-1 bei 4 mm sind bei den drei verwendeten Polycarbonatviskositäten mehr oder weniger die gleichen mit Ty = 89,8 bis 89,9 %. So sind in den Beispielen 1 und 2 jeweils em Polycarbonat hoher Molmasse verwendet (Makrolon 3100), wobei der Streuadditivgehalt bei 2,4 bzw. 3.0 w-% hegt. Auffallend ist hierbei, dass die der entscheidende Wert der Bπghtness unabhängig von der Menge an Streuadditiv ist Durch Auflage des Foliensystems wird die Leuchtdichte in Vorwärtsπchtung erhöht (siehe hierzu Tabelle 1, letzte und vorletzte Zeile. Die Unterschiede zwischen Beispiel 1 und 3 liegen im Bereich der Messgenauigkeit der Leuchtdichtebestimmung
Bei den Beispielen 3 und 4 ist der Unterschied zu den Beispielen 1 und 2 nur im verwendeten Basismaterial, und zwar in diesen Beispielen Makrolon 2800. Die optischen Eigenschaften des Basismatenals sind gleich denen des Makrolon 3100 und die Leuchtdichtemessungen der Beispiele
3 und 4 ergeben ebenfalls die gleichen Werte wie in den Beispielen 1 und 2.
Überraschend sind nun aber die Werte der Leuchtdichtemessungen bei den Beispielen 5 und 6. Zwar sind die Leuchtdichten ohne Foliensatz zunächst noch die gleichen wie in den Beispielen bevor, aber überraschend ist hier der deutliche Sprung in der Leuchtdichte bei der Verwendung des Folienpaketes, also in der fertigen BLU. Die Leuchtdichten liegen hier um ca. 15 bis 18 % über den vorhengen Beispielen, was m anbetracht der gleichen optischen Daten des verwendeten Basismatenals CD 2005 nicht zu erwarten war.

Claims

Patentansprüche
1. Massivplatte aus einer Zusammensetzung enthaltend 80 bis 99.99 Gew.-% eines transparenten Polycarbonats mit einer Molmasse von Mw = 15.000 bis 21.000 g/mol und 0,01 bis 20 Gew.-% transparente polymere Teilchen mit einer vom Polycarbonat unterschiedlichen optischen Dichte.
2. Massivplatte nach Anspruch 1, wobei das transparente Polycarbonat eine Molmasse von Mw = 18.500 bis 20.000 g/mol besitzt.
3. Massivplatte nach den Ansprüchen 1 oder 2, wobei die transparenten polymeren Teilchen mit einer vom Polycarbonat unterschiedlichen optischen Dichte polymere Teilchen auf Acrylatbasis mit einer Kern-Schale-Morphologie mit einer Teilchengröße zwischen 1 und
100 μm sind.
4. Massivplatten nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie zusätzlich mindestens eine Coextrusionsschicht aufweisen.
5. Massivplatten nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Coextrusionsschicht einen UV-Absorber enthält.
6. Massivplatten nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Coextrusionsschicht ein Gleitmittel enthält.
7. Massivplatten nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie beidseitig eine Coextrusionsschicht aufweist.
8. Massivplatten nach den Ansprüchen 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass jede
Coextrusionsschicht eine Dicke von 10 bis 100 μm aufweist.
9. Massivplatten nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Dicke von 0,1 bis 4,0 mm aufweist.
10. Verwendung einer Massivplatte gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 als Diffuserplatte in Flachbildschirmen.
11. Massivplatte nach Anspruch 1, wobei die Lichttranmission unter 70 % ist.
12. Massivplatte nach Anspruch 1, wobei die Teilchen organisch sind.
3. Massivplatte nach Anspruch 1, wobei die Molmasse zwischen 15.000 und 18.000 g/mol liegt.
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