Светорассеивающие пленки и их применение в плоских экранах


 


Владельцы патента RU 2437907:

БАЙЕР МАТИРИАЛЬСАЙЕНС АГ (DE)

Изобретение относится к светорассеивающим полимерным пленкам, предназначенным для изготовления диффузорных листов, используемых в плоских экранах. Пленка состоит из по меньшей мере одного слоя. Слой содержит, мас.%: от 80 до 99,99 прозрачного поликарбоната и от 0,01 до 20 полимерных частиц со структурой «ядро-оболочка» на основе акрилата. Частицы имеют средний размер в интервале от 1 до 100 мкм. Пленка является соэкструдированной с толщиной от 0,03 до 1 мм. Изобретение позволяет получать структурированные пленки с одной блестящей стороной. Поверхность структурированной пленки обладает степенью блеска от 0,5 до 20% (стандарт EN ISO 2813, угол 60°) и шероховатостью от 3 до 25 мкм (стандарт ISO 4288). Блестящая сторона пленки имеет степень блеска >50% (стандарт EN ISO 2813, угол 60°). 4 з.п. ф-лы, 2 табл.

 

Настоящее изобретение относится к пленкам, состоящим из прозрачного полимера, особенно поликарбоната, и прозрачных полимерных частиц с отличающейся от материала матрицы оптической плотностью, которые обладают высокой шероховатостью и низкой степенью блеска, а также к их применению прежде всего в качестве используемых в плоских экранах диффузорных пленок.

Из уровня техники известна светорассеивающая светопроницаемая продукция из прозрачных полимеров, содержащих разные светорассеивающие добавки, и изготавливаемые из нее формованные изделия.

В патенте США US 2004/0066645 А1 заявлены рассеивающие общее оптическое излучение материалы, которые содержат от 0,2 до 5% светорассеивающих частиц и характеризуются светопропусканием, превышающим 70%, и матовостью, составляющей по меньшей мере 10%.

Средний диаметр частиц светорассеивающей добавки составляет от 3 до 10 мкм.

В японском патенте JP 07-090167 заявлен светорассеивающий полимер, содержащий от 1 до 10% частиц, показатель преломления которых составляет менее 1,5, а размер находится в интервале от 1 до 50 мкм, и от 90 до 99% ароматического поликарбоната, причем частицы преимущественно не растворяются в ароматическом поликарбонате. В качестве светорассеивающих добавок используют частицы из акрилата, полистирола, стекла, диоксида титана или карбоната кальция. Сообщается о применении заявленного полимера в жидкокристаллических экранах.

В европейском патенте ЕР 0 269 324 В1 описана содержащая светорассеивающую добавку композиция, а также светорассеивающие термопластичные полимерные композиции, содержащие от 0,1 до 10% светорассеивающей добавки.

В соответствии с европейским патентом ЕР 0634 445 В1 в качестве светорассеивающей добавки в поликарбонате используют Paraloid EXL 5137 в комбинации с неорганическими частицами, от 0,001 до 0,3% которых являются, например, диоксидом титана, вводимым с целью повышения сопротивления старению, а следовательно, стабильности окраски. Особым преимуществом обладающей повышенным содержанием светорасеивающей добавки (более 2%) композиции является возможность ее эксплуатации в течение длительного времени (свыше 500 часов) при повышенных температурах (например, при 140°С).

В международной заявке WO 2004/090587 описаны предназначенные для использования в экранах на жидких кристаллах диффузорные листы толщиной 2 мм с содержанием светорассеивающей добавки от 0,2 до 10%, по меньшей мере одна сторона которых обладает блеском (измеренным согласно японскому промышленному стандарту JIS К 7105), составляющим от 20 до 70%. Кроме того, описаны изготавливаемые соэкструзией листы, соэкструдированный слой которых обладает толщиной от 20 до 200 мкм. Основной и соэкструдированный слои содержат светорассеивающие добавки. В качестве последних в композицию вводят частицы сшитых полиорганосилоксанов, акрилатов или талька диаметром от 5 до 30 мкм.

Однако известные из уровня техники диффузорные пленки обладают неудовлетворительной яркостью, что прежде всего относится к их совместному применению с обычно используемым в блоке задней подсветки комплектом пленок. Для оценки пригодности светорассеивающих листов для использования в блоках задней подсветки плоских экранов на жидких кристаллах необходимо остановиться на рассмотрении яркости соответствующей системы в целом.

Блок задней подсветки (система прямого освещения) обладает следующей принципиальной конструкцией. Как правило он состоит из корпуса, в котором расположены трубчатые люминесцентные лампы, количество которых зависит от размеров блока задней подсветки. Внутренняя сторона корпуса обладает светоотражающей поверхностью. К данной системе освещения прилегает диффузорный лист, толщина которого составляет от 1 до 3 мм, предпочтительно 2 мм. На диффузорном листе находится комплект пленок, которые могут выполнять следующие функции: светорассеяние (диффузорные пленки), круговую поляризацию света, фокусирование света в прямом направлении посредством усиливающей яркость пленки и линейную поляризацию света. При этом пленка, обеспечивающая линейную поляризацию света, находится непосредственно под расположенным поверх нее экраном на жидких кристаллах.

Используемые в оптических сферах применения светорассеивающие полимерные композиции обычно содержат неорганические или органические частицы диаметром от 1 до 50 мкм, в отдельных случаях достигающим 120 мкм, которые являются центрами рассеяния света, придающими полимерной композиции как рассеивающие, так и фокусирующие свойства.

При этом в качестве прозрачных светорассеивающих пигментов в принципе можно использовать любые акрилаты, которые обладают достаточно высокой термостабильностью (составляющей по меньшей мере 300°С), чтобы при температурах переработки прозрачного полимера, предпочтительно поликарбоната, не происходила их деструкция. Кроме того, акрилаты не должны содержать функциональных групп, которые могли бы способствовать деструкции полимерных цепей поликарбоната. Для пигментирования прозрачных полимеров очень хорошо пригоден, например, Paraloid® фирмы Rohm & Haas или Techpolymer® фирмы Sekisui. Существует возможность поставки множества различных продуктов данного типа. Предпочтительно используют акрилаты со структурой «ядро-оболочка» серии Paraloid.

В основу настоящего изобретения была положена задача предложить пленки с улучшенными по сравнению с уровнем техники свойствами, прежде всего обладающие более высокой яркостью в сочетании с высоким светорассеянием, в связи с чем они обладали бы особенно хорошей пригодностью для использования в блоках задней подсветки.

Указанную задачу неожиданно удалось решить благодаря предлагаемым в изобретении пленкам, структурированная сторона которых обладает измеренной согласно стандарту EN ISO 2813 (угол 60°) степенью блеска, составляющей менее 20%, предпочтительно менее 10%, но более 0,5%, и измеренной согласно стандарту ISO 4288 шероховатостью, составляющей более 3 мкм, предпочтительно более 4 мкм, и менее 25 мкм, предпочтительно менее 20 мкм, а блестящая сторона обладает измеренной согласно стандарту EN ISO 2813 (угол 60°) степенью блеска более 50%. В связи с высокими показателями яркости, сочетающимися с высоким светорассеянием, предлагаемые в изобретении пленки особенно хорошо пригодны для использования в блоках задней подсветки. Дополнительное усиление подобного эффекта наблюдается благодаря присутствию в блоке задней подсветки обычно используемого комплекта пленок, дополнительно накладываемого на предлагаемую в изобретении пленку.

Степень блеска поверхности пленки является особенно важным фактором, влияющим на оптические свойства пленки.

Таким образом, объектом настоящего изобретения являются прозрачные полимерные пленки, состоящие по меньшей мере из одного слоя, содержащего прозрачные полимерные частицы с отличающимся от материала матрицы показателем преломления, структурированная сторона которого обладает измеренной согласно стандарту EN ISO 2813 (угол 60°) степенью блеска, составляющей менее 20%, и более 0,5%, и измеренной согласно стандарту ISO 4288 шероховатостью, составляющей более 3 мкм, и менее 25 мкм, а блестящая сторона обладает измеренной согласно стандарту EN ISO 2813 (угол 60°) степенью блеска более 50%.

Слой содержит от 80 до 99,99 мас.% прозрачного полимера, предпочтительно поликарбоната, и от 0,01 до 20 мас.% полимерных частиц, средний размер которых в основном находится в интервале от 1 до 100 мкм, предпочтительно от 1 до 50 мкм. Пленка обладает одной структурированной и одной блестящей стороной, причем поверхность структурированной стороны обладает измеренной согласно стандарту EN ISO 2813 (угол 60°) степенью блеска, составляющей менее 20%, и более 0,5%, и измеренной согласно стандарту ISO 4288 шероховатостью, составляющей более 3 мкм, и менее 25 мкм, предпочтительно менее 20 мкм, а поверхность блестящей стороны обладает измеренной согласно стандарту EN ISO 2813 (угол 60°) степенью блеска более 50%.

Для изготовления пленок со структурированной поверхностью используют нагреваемые обрезиненные валки фирмы Nauta Roll Corporation, описанные в немецком патенте DE 3228002 (или его аналоге, патенте США US 4368240).

Для изготовления предлагаемых в изобретении пленок предпочтительно используют методы термопластичной переработки полимеров.

Как известно специалистам, структурирование поверхности пленок осуществляют с помощью валков, предпочтительно трех валков листовального каландра. Особенно большое значение для тиснения поверхности пленки, как известно, имеет конструкция двух валков, в зазор между которыми попадает выходящий из головки экструдера расплав (так называемый «расплавленный занавес»). Как известно специалистам, для формирования матовой или структурированной поверхности пленок предпочтительно используют покрытые силиконовым каучуком валки, например, описанные в патенте США US 4 368 240 обрезиненные валки фирмы Nauta Roll Corporation. Важными для формирования структурированных поверхностей технологическими параметрами являются температура обрезиненного валика и давление в зазоре между валками, которое воздействует на оказавшийся в зазоре «расплавленный занавес». Необходимые технологические параметры можно быстро установить несложным опытным путем.

Давление в зазоре между валками используемого в приведенных ниже примерах листовального каландра регулируют, например, варьированием относительного расстояния между валками. Широкий межвалковый зазор, составляющий, например, 0,925, означает, что на поступающий в него расплав действует небольшое давление формования, поверхность пленки подвергается чрезвычайно неглубокому структурированию, а следовательно, получают пленку, обладающую высокой степенью блеска.

Повышение температуры покрытого силиконовым каучуком валка обусловливает увеличение пластичности расплава в межвалковом зазоре, в связи с чем расплав глубже проникает в поверхностную структуру обрезиненного валка, и соответственно, может быть сформирована более глубокая структура поверхности пленки.

Комбинирование повышенной температуры, составляющей, например, 130°С, и относительного зазора между валками, составляющего, например, 0,6, позволяет получать пленки, например, из поликарбоната, которые обладают тисненой поверхностью.

Общеизвестным является также тот факт, что для получения гладких поверхностей преимущественно используют полированные металлические валки.

Другим объектом настоящего изобретения является применение предлагаемых в изобретении пленок в качестве диффузорных пленок для плоских экранов, прежде всего при задней подсветке экранов на жидких кристаллах.

Предлагаемые в изобретении пленки обладают высоким светопропусканием в сочетании с высоким светорассеянием и их можно использовать, например, в системах освещения плоских экранов (экранов на жидких кристаллах). Решающее значение при подобном применении пленок имеет высокое светорассеяние в сочетании с высоким светопропусканием и фокусированием света в направлении к наблюдателю. Система освещения указанных плоских экранов может предусматривать либо боковой ввод светового излучения (система засветки экрана по краям), либо (в случае экранов с большой площадью с недостаточным освещением при боковом поступлении светового излучения) использование блока задней подсветки, который должен обеспечивать максимально равномерное распределение прямого освещения позади диффузорной пленки (система прямого освещения).

Предлагаемые в изобретении пленки предпочтительно обладают толщиной от 30 до 1000 мкм. Под пленками согласно изобретению подразумевают также многослойные комбинированные материалы, состоящие по меньшей мере из двух пленок, которые могут быть изготовлены экструзией.

Для изготовления пленок экструзией гранулированный полимер, например гранулированный поликарбонат, загружают в приемный бункер экструдера, из которого он поступает в образуемую червяком и цилиндром зону пластификации. В зоне пластификации происходят перемещение и плавление загруженного гранулята. Полимерный расплав под давлением пропускают через щелевую головку. Между зоной пластификации и щелевой головкой могут располагаться фильтрующее устройство, насос для транспортирования расплава, стационарные смесительные элементы и другие детали. Выходящий из щелевой головки расплав поступает на листовальный каландр. Для одностороннего структурирования поверхности пленки можно использовать обрезиненный валок. В зазоре между валками листовального каландра происходит окончательное формование экструдированного материала. Используемые для структурирования поверхности пленки обрезиненные валки описаны в патенте США US 4368240. Заключительное фиксирование формы экструдата происходит благодаря его двухстороннему охлаждению на листовальном каландре и воздействию окружающего воздуха. Остальные устройства предназначены для перемещения экструдированной пленки, при необходимости осуществляемого нанесения на нее защитной фольги и намотки готового материала.

Неожиданно было обнаружено (и показано на приведенных ниже примерах), что предлагаемые в изобретении пленки позволяют обеспечить очень высокие показатели яркости в блоке задней подсветки, если вопреки данным международной заявки WO 2004/090587 использовать пленки, структурированная сторона которых обладает степенью блеска менее 20% и шероховатостью более 3 мкм, а степень блеска блестящей стороны составляет более 50%.

Полимерами, пригодными для изготовления предлагаемых в изобретении пленок, являются любые прозрачные термопласты: полиакрилаты, полиметакрилаты (полиметилметакрилат Plexiglas® фирмы Röhm), сополимеры циклоолефинов (Topas® фирмы Ticona, Zenoex® фирмы Nippon Zeon или Apel® фирмы Japan Synthetic Rubber), полисульфоны (Ultrason® фирмы BASF или Udel® фирмы Solvay), сложные полиэфиры, например такие, как полиэтилентерефталат или полиэтиленнафталат, поликарбонат, смеси поликарбонатов со сложными полиэфирами, например поликарбонат/полиэтилентерефталат, поликарбонат/полициклогексилметанолциклогександикарбоксилат (Xylecs® фирмы GE) или поликарбонат/полибуталентерефталат.

Предпочтительно используют поликарбонаты.

Поликарбонатами, пригодными для приготовления предлагаемых в изобретении пленок, являются любые известные поликарбонаты. Речь при этом идет о гомополикарбонатах, сополикарбонатах и термопластичных полиэфиркарбонатах.

Пригодные поликарбонаты предпочтительно обладают среднемассовой молекулярной массой , находящейся в интервале от 18000 до 40000, преимущественно от 26000 до 36000, прежде всего от 28000 до 35000, которую определяют измерением относительной вязкости растворов в дихлорметане или смесях с равным массовым содержанием фенола и одихлорбензола с калибровкой светорассеянием.

Для получения поликарбонатов предпочтительно используют метод синтеза на границе раздела фаз или метод переэтерификации в расплаве, пример осуществления первого из которых рассматривается ниже.

В частности, поликарбонаты получают методом синтеза на границе раздела фаз. Данный метод подробно описан, например, в Н. Schnell, Chemistry and Physics of Polycarbonates, Polymer Reviews, том 9, издательство Interscience Publishers, Нью-Йорк, 1964, страница 33 и следующие; Polymer Reviews, том 10, "Condensation Polymers by Interfacial and Solution Methods", Paul W. Morgan, издательство Interscience Publishers, Нью-Йорк, 1965, глава VIII, страница 325; Dres. U.Grigo, K.Kircher и P.R.Müller "Polycarbonate" в Becker/Braun, Kunststoff-Handbuch, том 3/1, Polycarbonate, Polyacetale, Polyester, Celluloseester, издательство Carl Hanser, Мюнхен, Вена, 1992, страницы 118-145, а также в европейской заявке на патент ЕР-А 0517044.

Пригодные дифенолы приведены, например, в патентах США US-A-2999835, 3148172, 2991273, 3271367, 4982014 и 2999846, немецких выкладных описаниях изобретения 1570703, 2063050, 2036052, 2211956 и 3832396, патенте Франции 1561518, а также в монографии Н.Schnell, Chemistry and Physics of Polycarbonates, издательство Interscience Publishers, Нью-Йорк, 1964, страницы 28 и следующие, 102 и следующие, и D.G.Legrand, J.T.Bendler, Handbook of Polycarbonate Science and Technology, издательство Marcel Dekker, Нью-Йорк, 2000, страница 72 и следующие.

Кроме того, поликарбонаты можно синтезировать из диарилкарбонатов и дифенолов, используя известный метод получения поликарбонатов в расплаве (так называемый метод переэтерификации в расплаве), описанный, например, в международных заявках на патент WO-A 01/05866 и WO-A 01/05867. Метод переэтерификации (ацетатный и фенилэфирный методы) описан также, например, в патентах США US-A 3494885, 4386186, 4661580, 4680371 и 4680372, европейских заявках на патент ЕР-А 26120, 26121, 26684, 28030, 39845, 91602, 97970, 79075, 146887, 156103, 234913 и 240301, а также в немецких заявках на патент DE-A 1495626 и 2232977.

Пригодными являются как гомополикарбонаты, так и сополикарбонаты. В качестве компонента А для получения используемых согласно изобретению сополикарбонатов можно использовать также от 1 до 25 мас.%, предпочтительно от 2,5 до 25 мас.% (в пересчете на общее количество подлежащих использованию дифенолов) полидиорганосилоксанов с гидроксиарилоксильными концевыми группами. Подобные соединения известны (смотри, например, патент США US 3419634) или могут быть синтезированы известными из литературы методами. Синтез содержащих полидиорганосилосканы сополикарбонатов описан, например, в немецкой заявке на патент DE-OS 3334782.

Кроме того, пригодными являются полиэфиркарбонаты и блоксополиэфиркарбонаты, прежде всего приведенные в международной заявке WO 2000/26275. Ароматическими дигалоидангидридами двухосновных карбоновых кислот, пригодными для получения ароматических полиэфиркарбонатов, предпочтительно являются дихлорангидриды изофталевой, терефталевой, дифенилоксид-4,4'-дикарбоновой или нафталин-2,6-дикарбоновой кислоты.

Ароматические полиэфиркарбонаты могут быть как неразветвленными, так и разветвленными известными методами полимерами (смотри также немецкие заявки на патент DE-OS 2940024 и DE-OS 3007934).

Блок-сополимеры, состоящие из полидиорганосилоксановых и поликарбонатных блоков, могут являться также смесью этих блок-сополимеров с обычными термопластичными поликарбонатами, не содержащими полисилоксановых структурных единиц, причем общее содержание полидиорганосилоксановых структурных единиц в подобной смеси составляет примерно от 2,5 до 25 мас.%.

Подобные блок-сополимеры, состоящие из полидиорганосилоксановых и поликарбонатных блоков, известны, например, из патентов США US 3189662, US 3821325 и US 3832419.

Предпочтительные блок-сополимеры, состоящие из полидиорганосилоксановых и поликарбонатных блоков, получают совместным превращением полидиорганосилоксанов, содержащих α,ω-бисгидроксиарилоксильные концевые группы, и других дифенолов, которое осуществляют, например, методом синтеза на границе раздела двух фаз при необходимости при одновременном использовании обычных количеств агентов разветвления цепей (смотри Н. Schnell, Chemistry and Physics of Polycarbonates Polymer Rev., том IX, страница 27 и следующие, издательство Interscience Publishers, Нью-Йорк, 1964), причем соотношение исходных бифункциональных фенольных реагентов выбирают таким образом, чтобы конечный продукт обладал соответствующим изобретению содержанием ароматических карбонатных и диорганосилоксановых структурных единиц.

Подобные полидиорганосилоксаны, содержащие α,ω-бисгидроксиарилоксильные концевые группы, известны, например, из патента США US 3 419634.

Под подлежащими использованию согласно изобретению полимерными частицами на основе акрилатов со структурой «ядро-оболочка» предпочтительно подразумевают, например, полимерные частицы, приведенные в европейской заявке на патент ЕР-А 634 445.

Полимерные частицы со структурой «ядро-оболочка» предпочтительно содержат ядро из каучукоподобного винилового полимера. Каучукоподобный виниловый полимер может являться гомополимером или сополимером любого из мономеров, содержащих по меньшей мере одну этиленненасыщенную группу, которые в условиях осуществляемой в водной среде эмульсионной полимеризации вступают в общеизвестную аддитивную полимеризацию. Подобные мономеры приведены в описании патента США US 4 226 752 (страница 3, строки 40-62).

Еще более предпочтительно полимерные частицы содержат ядро из каучукоподобного полимера алкилакрилата с 2-8 атомами углерода в алкильной группе, при необходимости сополимеризованного со сшивающим мономером (от 0 до 5%) и прививаемым сшивающим мономером (от 0 до 5%) (количества сшивающих агентов указаны в пересчете на общую массу ядра). Алкилакрилат предпочтительно сополимеризован с одним или несколькими способными к сополимеризации виниловыми мономерами (например, указанными выше), используемыми в количестве до 50%. Пригодные сшивающие и прививаемые сшивающие мономеры хорошо известны специалистам и предпочтительно являются соединениями, приведенными в европейской заявке на патент ЕР-А 0269324.

Полимерные частицы содержат одну или несколько оболочек. Материалом подобной оболочки (или нескольких подобных оболочек) предпочтительно является виниловый гомополимер или виниловый сополимер. Пригодные для получения оболочки/оболочек мономеры приведены в описании патента США US 4 226 752 (страница 4, строки 20-46), причем соответствующие данные следует считать используемой в настоящей заявке ссылкой. Оболочка или несколько оболочек предпочтительно состоит/состоят из полимеров метакрилата, акрилата, виниларена, винилкарбоксилата, акриловой кислоты и/или метакриловой кислоты.

Полимерные частицы используют для придания прозрачному полимеру, предпочтительно поликарбонату, светорассеивающих свойств. Показатель преломления (n) ядра и оболочки/оболочек полимерных частиц отличается от показателя преломления поликарбоната предпочтительно на +/-0,25 единиц, особенно предпочтительно на +/-0,18 единиц, еще более предпочтительно на +/-0,12 единиц. Показатель преломления (n) ядра и оболочки/оболочек отличается от показателя преломления поликарбоната предпочтительно не менее чем на +/-0,003 единиц, особенно предпочтительно не менее чем на +/-0,01 единиц, еще более предпочтительно не менее чем на +/-0,05 единиц. Показатель преломления измеряют согласно стандартам ASTM D 542-50 и/или DIN 53 400.

Средний диаметр (или средний размер) полимерных частиц в общем случае составляет по меньшей мере 0,5 мкм, предпочтительно от по меньшей мере 1 мкм до максимум 100 мкм, особенно предпочтительно от 2 до 50 мкм, еще более предпочтительно от 2 до 15 мкм. Под средним диаметром (средним размером) полимерных частиц подразумевают соответствующее среднечисленное значение. Предпочтительно по меньшей мере 90%, еще более предпочтительно по меньшей мере 95% полимерных частиц обладают диаметром более 1 мкм, но менее 100 мкм. Полимерные частицы представляют собой свободно текущий порошок, предпочтительно находящийся в уплотненной форме.

Полимерные частицы могут быть получены известными методами. В общем случае по меньшей мере один мономерный компонент полимера ядра подвергают эмульсионной полимеризации, сопровождаемой образованием частиц эмульсионного полимера. Частицы эмульсионного полимера набухают в собственном мономере или в одном или нескольких других мономерных компонентах полимера ядра, который/которые полимеризуются внутри частиц эмульсионного полимера. Стадии набухания и полимеризации можно чередовать до тех пор, пока частицы не увеличатся, достигнув необходимого для ядра размера. Ядра полимерных частиц суспендируют в другой водной эмульсии мономера/мономеров, полимеризация которого/которых на ядрах приводит к образованию полимерных оболочек. Полимеризацией на ядрах можно создать одну или несколько полимерных оболочек. Получение полимерных частиц со структурой «ядро-оболочка» описано в европейской заявке на патент ЕР-А 0 269 324 и патентах США US 3793 402 и 3808 180.

Неожиданно было обнаружено также, что использование небольшого количества оптического осветлителя в полимере, предпочтительно поликарбонате, способствует дополнительному повышению показателя яркости.

В связи с этим в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения предлагаемая в изобретении пленка дополнительно может содержать от 0,001 до 0,2 мас.%, предпочтительно около 1000 млн-1 оптического осветлителя, предпочтительно выбранного из группы, включающей бисбензоксазолы, фенилкумарины и бисстирилдифенилы.

Особенно предпочтительным оптическим осветлителем является продукт Uvitex OB фирмы Ciba Spezialitätenchemie.

Предлагаемые в изобретении пленки предпочтительно изготавливают экструзией.

Для осуществления экструзии гранулированный поликарбонат загружают в экструдер, в зоне пластификации которого происходит плавление полимера. Полимерный расплав под давлением пропускают через щелевую головку, в которой происходит его формование, после чего экструдат направляют в зазор между валками листовального каландра для придания ему окончательной формы, фиксирование которой происходит благодаря двухстороннему охлаждению экструдата на валках каландра и воздействию окружающего воздуха. Используемые для экструзии поликарбонаты с высокой вязкостью расплава обычно перерабатывают при температуре расплава от 260 до 320°С, соответствующим образом регулируя температуру цилиндра в зоне пластификации и температуру щелевой головки.

Использование одного или нескольких экструдеров с боковой выгрузкой экструдата и соответствующими адаптерами, монтируемыми перед щелевой головкой, позволяет накладывать друг на друга слои расплавленного поликарбоната разного состава и, таким образом, изготавливать многослойные пленки (смотри, например, европейские заявки на патент ЕР-А 0110221 и ЕР-А 0110238).

Как основной слой, так и при необходимости имеющийся/имеющиеся соэкструдированный слой/соэкструдированные слои предлагаемых в изобретении пленок дополнительно могут содержать добавки, например такие, как УФ-абсорберы, а также другие обычно используемые технологические добавки, прежде всего внутренние смазки и средства для повышения текучести, добавки, обычно используемые для стабилизации поликарбонатов, прежде всего термостабилизаторы, а также антистатики и оптические осветлители. При этом разные слои могут содержать отличающиеся друг от друга добавки, используемые в разных концентрациях. Соэкструдированный слой/соэкструдированные слои предпочтительно содержат антистатики, УФ-абсорберы и внутренние смазки.

В одном из предпочтительных вариантов осуществления изобретения предназначенная для изготовления пленки композиция дополнительно содержит от 0,01 до 0,5 мас.% УФ-абсорбера, выбранного из группы, включающей производные бензотриазола, производные димеров бензотриазола, производные триазина, производные димеров триазина и диарилцианоакрилаты.

Пригодными стабилизаторами являются, например, фосфины, фосфиты или кремнийсодержащие стабилизаторы, а также другие соединения, приведенные в европейской заявке на патент ЕР-А 0 500 496. Примерами пригодных стабилизаторов являются трифенилфосфиты, дифенилалкилфосфиты, фенилдиалкилфосфиты, трис(нонилфенил)фосфит, тетракис(2,4-ди-трет-бутилфенил)-4,4'-дифенилендифосфонит, бис(2,4-дикумил-фенил)пентаэритритолдифосфит и триарилфосфит. Особенно предпочтительными стабилизаторами являются трифенилфосфин и трис(2,4-ди-трет-бутилфенил)фосфит.

Пригодными внутренними смазками являются, например, сложные эфиры или неполные сложные эфиры спиртов (от одноатомных до шестиатомных), которыми прежде всего являются глицерин, пентаэритрит или спирты Гербе.

Одноатомными спиртами являются, например, стеариловый спирт, пальмитиловый спирт и спирты Гербе, двухатомными спиртами, например, гликоль, трехатомными спиртами, например, глицерин, четырехатомными спиртами, например, пентаэритрит и мезоэритрит, пятиатомными спиртами, например, арабит, рибит и ксилит, шестиатомными спиртами, например, маннит, глюцит (сорбит) и дульцит.

Сложными эфирами предпочтительно являются моноэфиры, диэфиры, триэфиры, тетраэфиры, пентаэфиры, гексаэфиры или их смеси (прежде всего статистические смеси) на основе указанных спиртов и насыщенных алифатических монокарбоновых кислот с 10-36 атомами углерода и при необходимости гидроксимонокислот, предпочтительно насыщенных алифатических монокарбоновых кислот с 14-32 атомами углерода и при необходимости гидроксиимонокислот.

Коммерчески доступные сложные эфиры на основе жирных кислот и прежде всего используемых пентаэритрита и глицерина в зависимости от условий синтеза могут содержать <60% различных неполных эфиров.

Насыщенными алифатическими монокарбоновыми кислотами с 10-36 атомами углерода являются, например, каприновая кислота, лауриновая кислота, миристиновая кислота, пальмитиновая кислота, стеариновая кислота, гидроксистеариновая кислота, арахиновая кислота, бегеновая кислота, лигноцериновая кислота, церотиновая кислота и монтановые кислоты.

Примерами пригодных антистатиков являются катионоактивные соединения, например четвертичные соли аммония, фосфония или сульфония, анионоактивные соединения, например алкилсульфонаты, алкилсульфаты, алкилфосфаты или карбоксилаты в виде солей щелочных или щелочноземельных металлов, а также неионогенные соединения, например сложные эфиры полиэтиленгликоля, простые эфиры полиэтиленгликоля, сложные эфиры жирных кислот и этоксилированные алифатические амины. Предпочтительными антистатиками являются неионогенные соединения.

Приведенные ниже примеры служат для более подробного пояснения настоящего изобретения.

Примеры

Приготовление маточной смеси компаундированием

Приготовление маточной смеси осуществляют с помощью обычно используемых двухчервячных экструдеров-смесителей (например, типа ZSK 32) при обычной для переработки поликарбонатов температуре, составляющей от 250 до 330°С.

Была приготовлена маточная смесь следующего состава:

- 80 мас.% поликарбоната Makrolon® 3108 550115 фирмы Bayer MaterialScience AG,

- 20 мас.% частиц типа «ядро-оболочка» Palaroid EXL 5137 фирмы Rohm & Haas с ядром на основе бутадиена и стирола и оболочкой из метилметакрилата, размер которых составлял от 2 до 15 мкм при среднем значении 8 мкм.

Для изготовления пленок использовали установку, включающую следующие узлы:

- основной экструдер с червяком диаметром (D) 105 мм и длиной 41хD, снабженный зоной дегазации,

- соэкструдер для нанесения покровного слоя с червяком длиной 25D и диаметром (D) 35 мм,

- угловую головку,

- соэкструзионную щелевую головку шириной 1500 мм,

- трехвалковый листовальный каландр с горизонтальным расположением валков и возможностью поворота третьего валка относительно горизонтали на угол +/-45°,

- роликовый транспортер,

- устройство для двухстороннего нанесения защитной пленки,

- приемное устройство,

- узел намотки.

Соответствующий светорассеивающий гранулированный материал загружали в приемную воронку основного экструдера. В приемную воронку соэкструдера загружали поликарбонат Makrolon® 3108 550 115. В зоне пластификации соответствующих экструдеров между цилиндром и червяком происходило плавление и перемещение соответствующих материалов. Расплавы обоих материалов соединяли в расположенной перед соэкструзионной головкой угловой головке, а затем направляли в листовальный каландр, валки которого обладали приведенной в таблице 1 температурой. На трехвалковом листовальном каландре осуществляли окончательное формование и охлаждение пленки. При этом для одностороннего структурирования поверхности пленки использовали обрезиненный валок. Использовали обрезиненный валок фирмы Nauta Roll Corporation в соответствии с патентом США US-4368240. Затем пленку перемещали посредством приемного устройства. На обе ее стороны наносили защитную пленку из полиэтилена, и готовый материал поступал в узел намотки.

Таблица 1
Технологические параметры
Температура основного экструдера около 275°С
Температура соэкструдера около 260°С
Температура угловой головки около 285°С
Температура щелевой головки около 300°С
Скорость вращения червяка основного экструдера 45 мин-1
Скорость вращения червяка соэкструдера 12 мин-1
Температура обрезиненного валка 1 24°С
Температура валка 2 72°С
Температура валка 3 131°С
Скорость намотки 21,5 м/мин

Пример 1

В основной экструдер загружали следующую светорассеивающую композицию:

- 96,0 мас.% поликарбоната Makrolon® 3108 550115 фирмы Bayer MaterialScience AG,

- 4,0 мас.% приготовленной, как описано выше, маточной смеси.

В соэкструдер загружали следующий поликарбонат;

- Makrolon® 3108 550115 фирмы Bayer MaterialScience AG.

Получали соэкструдированную пленку, состоящую из слоя прозрачного поликарбоната с гладкой поверхностью и светорассеивающего слоя со структурированной поверхностью, общая толщина которой составляла 125 мкм. Толщина светорассеивающего слоя составляла 100 мкм, поликарбонатного слоя 25 мкм.

Температура обрезиненного валка 1 составляла около 30°С, относительная величина зазора между валками 1 и 2 составляла 0,6.

Пример 2

В основной экструдер загружали следующую светорассеивающую композицию:

- 96,0 мас.% поликарбоната Makrolon® 3108 550115 фирмы Bayer MaterialScience AG,

- 4,0 мас.% приготовленной, как описано выше, маточной смеси.

В соэкструдер загружали следующий поликарбонат:

- 100,0 мас.% Makrolon® 3108 550115 фирмы Bayer MaterialScience AG.

Получали соэкструдированную пленку, состоящую из слоя прозрачного поликарбоната с гладкой поверхностью и светорассеивающего слоя со структурированной поверхностью, общая толщина которой составляла 150 мкм. Толщина светорассеивающего слоя составляла 100 мкм, поликарбонатного слоя 50 мкм.

Температура обрезиненного валка 1 составляла около 30°С, относительная величина зазора между валками 1 и 2 составляла 0,6.

Пример 3

В основной экструдер загружали следующую светорассеивающую композицию:

- 94,0 мас.% поликарбоната Makrolon® 3108 550115 фирмы Bayer MaterialScience AG,

- 6,0 мас.% приготовленной, как описано выше, маточной смеси.

В соэкструдер загружали следующий поликарбонат:

- Makrolon® 3108 550115 фирмы Bayer MaterialScience AG.

Получали соэкструдированную пленку, состоящую из слоя прозрачного поликарбоната с гладкой поверхностью и светорассеивающего слоя со структурированной поверхностью, общая толщина которой составляла 125 мкм. Толщина светорассеивающего слоя составляла 100 мкм, поликарбонатного слоя 25 мкм.

Температура обрезиненного валка 1 составляла около 30°С, относительная величина зазора между валками 1 и 2 составляла 0,6.

Пример 4

В основной экструдер загружали следующую светорассеивающую композицию:

- 94,0 мас.% поликарбоната Makrolon® 3108 550115 фирмы Bayer MaterialScience AG,

- 6,0 мас.% приготовленной, как описано выше, маточной смеси.

В соэкструдер загружали следующий поликарбонат:

- Makrolon® 3108 550115 фирмы Bayer MaterialScience AG.

Получали соэкструдированную пленку, состоящую из слоя прозрачного поликарбоната с гладкой поверхностью и светорассеивающего слоя со структурированной поверхностью, общая толщина которой составляла 150 мкм. Толщина светорассеивающего слоя составляла 100 мкм, поликарбонатного слоя 50 мкм.

Температура обрезиненного валка 1 составляла около 30°С, относительная величина зазора между валками 1 и 2 составляла 0,6,

Пример 5

В основной экструдер загружали следующую светорассеивающую композицию:

- 94,0 мас.% поликарбоната Makrolon® 3108 550115 фирмы Bayer MaterialScience AG,

- 6,0 мас.% приготовленной, как описано выше, маточной смеси.

В соэкструдер загружали следующий поликарбонат:

- Makrolon® 3108 550115 фирмы Bayer MaterialScience AG.

Получали соэкструдированную пленку, состоящую из слоя прозрачного поликарбоната с гладкой поверхностью и светорассеивающего слоя со структурированной поверхностью, общая толщина которой составляла 125 мкм. Толщина светорассеивающего слоя составляла 100 мкм.

Температура обрезиненного валка 1 составляла около 30°С, относительная величина зазора между валками 1 и 2 составляла 0,6.

Пример 6

В основной экструдер загружали следующую светорассеивающую композицию:

- 94,0 мас.% поликарбоната Makrolon® 3108 550115 фирмы Bayer MaterialScience AG,

- 6,0 мас.% приготовленной, как описано выше, маточной смеси.

В соэкструдер загружали следующий поликарбонат:

- Makrolon® 3108 550115 фирмы Bayer MaterialScience AG.

Получали соэкструдированную пленку, состоящую из слоя прозрачного поликарбоната с гладкой поверхностью и светорассеивающего слоя со структурированной поверхностью, общая толщина которой составляла 125 мкм. Толщина светорассеивающего слоя составляла 100 мкм.

Температура обрезиненного валка 1 составляла около 30°С, относительная величина зазора между валками 1 и 2 составляла 0,6.

Сравнительный пример 7 (не в соответствии с изобретением)

В основной экструдер загружали следующую светорассеивающую композицию:

- 94,0 мас.% поликарбоната Makrolon® 3108 550115 фирмы Bayеr MaterialScience AG,

- 6,0 мас.% приготовленной, как описано выше, маточной смеси.

В соэкструдер загружали следующий поликарбонат:

- Makrolon® 3108 550115 фирмы Вауег MaterialScience AG.

Получали соэкструдированную пленку, состоящую из слоя прозрачного поликарбоната с гладкой поверхностью и светорассеивающего слоя со структурированной поверхностью, общая толщина которой составляла 125 мкм. Толщина светорассеивающего слоя составляла 100 мкм.

Температура обрезиненного валка 1 составляла около 30°С, относительная величина зазора между валками 1 и 2 составляла 0,925.

Сравнительный пример 8 (не в соответствии с изобретением)

В основной экструдер загружали следующую светорассеивающую композицию:

- 94,0 мас.% поликарбоната Makrolon® 3108 550115 фирмы Bayеr MaterialScience AG,

- 6,0 мас.% приготовленной, как описано выше, маточной смеси.

В соэкструдер загружали следующий поликарбонат:

- Makrolon® 3108 550115 фирмы Вауег MaterialScience AG.

Получали соэкструдированную пленку, состоящую из слоя прозрачного поликарбоната с гладкой поверхностью и светорассеивающего слоя со структурированной поверхностью, общая толщина которой составляла 125 мкм. Толщина светорассеивающего слоя составляла 100 мкм.

Температура обрезиненного валка 1 составляла около 6,5°С, относительная величина зазора между валками 1 и 2 составляла 0,9.

Сравнительный пример 9 (не в соответствии с изобретением)

В основной экструдер загружали следующую светорассеивающую композицию:

- 94,0 мас.% поликарбоната Makrolon® 3108 550115 фирмы Bayеr MaterialScience AG,

- 6,0 мас.% приготовленной, как описано выше, маточной смеси.

В соэкструдер загружали следующий поликарбонат:

- Makrolon® 3108 550115 фирмы Bayеr MaterialScience AG.

Получали соэкструдированную пленку, состоящую из слоя прозрачного поликарбоната с гладкой поверхностью и светорассеивающего слоя со структурированной поверхностью, общая толщина которой составляла 125 мкм. Толщина светорассеивающего слоя составляла 100 мкм.

Температура обрезиненного валка 1 составляла около 6,5°С, относительная величина зазора между валками 1 и 2 составляла 0,95.

Выполнение оптических измерений

Исследовали оптические свойства изготовленных в примерах 1-9 пленок.

Блеск определяли согласно стандарту EN ISO 2813 (угол 60°).

Шероховатость определяли согласно стандарту ISO 4288.

Для измерения светопропускания (Ту (С2°)) использовали прибор Ultra Scan XE фирмы Hunter Associates Laboratory, Inc.. Светоотражение (Ry (C2°)) определяли, используя прибор Lambda 900 фирмы Perkin Elmer Optoelectronics. Матовость определяли согласно стандарту ASTM D 1003 на приборе Hazegard Plus фирмы Byk-Gardner. Половинный угол в качестве меры оценки эффекта светорассеяния определяли согласно стандарту DIN 58161 с помощью гониофотометра. Яркость измеряли с помощью прибора Luminance Meter LS100 фирмы Minolta, используя блок задней подсветки фирмы DS LCD (LTA320W2-L02, 32-дюймовый телевизионный экран на жидких кристаллах).

Измерение яркости пленок осуществляли следующим образом. Из полученных в примерах 1-9 пленок вырезали куски надлежащего размера, которые монтировали в блоке задней подсветки фирмы DS LCD (LTA320W2-L02, 32-дюймовый телевизионный экран на жидких кристаллах). При этом пленку, прилегающую непосредственно к диффузорному листу блока задней подсветки, заменяли подлежащей испытанию пленкой из соответствующего примера. Две другие пленки (дублированную усиливающую яркость пленку и усиливающую яркость пленку), укладываемые поверх замененной пленки, после замены вновь монтировали в блоке задней подсветки на пленку из примеров в соответствии с оригинальной последовательностью и компоновкой. Таким образом, пленки укладывали в последовательности:

- усиливающая яркость пленка,

- дублированная усиливающая яркость пленка,

- пленка согласно примеру,

- диффузорный лист.

Измеряли яркость модифицированного указанным образом блока задней подсветки.

Дополнительно измеряли яркость оригинального блока задней подсветки (пример 10).

Яркость измеряли с помощью прибора Minolta Luminance Meter LS100 в девяти разных точках блока задней подсветки, после чего вычисляли соответствующее среднее значение.

Из результатов измерений следует, что яркость блока задней подсветки, оснащенного предлагаемыми в изобретении пленками, гораздо выше по сравнению с яркостью блока, оснащенного пленками из сравнительных примеров, и оригинального блока задней подсветки.

Таблица 2
Результаты измерений
Пример 1 Пример 2 Пример 3 Пример 4 Пример 5 Пример 6 Пример 7 Пример 8 Пример 9 Пример 10 (оригинальный блок задней подсветки)
Степень блеска (гладкая сторона) 104 104 104 103,9 103 103,9 103,5 103,8 103,9 -
Степень блеска (структурированная сторона) 2,3 2,1 2.2 2,2 5,5 1,4 43,8 28,8 77 -
Шероховатость R3Z, [мкм] 6,2 6,0 6,0 6,4 6,67 9,14 1,95 3,92 1,44 -
Пропускание, [%] {(С2°), прибор Ultra Scan фирмы Hunter} 85,21 84,45 85,21 84,85 85,31 85,54 85,1 85,48 84,78 67,4
Reflexion [%] {(С2°), прибор Ultra Scan фирмы Hunter} 10,44 10,38 10,68 10,60 10,55 10,5 10,35 10,41 10,54 8,89
Матовость, [%] 95,1 95,6 95,6 95,8 93,2 92,0 95,3 95,0 95,1 -
Половинный угол, [°] 8,4 9,2 9,2 8,5 8,2 6,5 7.2 9,2 8,4 4,0
Яркость, [кд/м2] 7414 7404 7414 7402 7448 7507 7259 7307 7253 7380

1. Светорассеивающая полимерная пленка, предназначенная для оптических целей, состоящая по меньшей мере из одного слоя, отличающаяся тем, что по меньшей мере один слой содержит от 80 до 99,99 мас.% прозрачного термопласта и от 0,01 до 20 мас.% полимерных частиц на основе акрилата с отличающимся от материала матрицы показателем преломления, средний размер которых в основном находится в интервале от 1 до 100 мкм, и пленка обладает одной структурированной и одной блестящей стороной, причем поверхность структурированной стороны обладает измеренной согласно стандарту EN ISO 2813 (угол 60°) степенью блеска, составляющей <20% и >0,5%, и измеренной согласно стандарту ISO 4288 шероховатостью, составляющей >3 мкм и <25 мкм, а поверхность блестящей стороны обладает измеренной согласно стандарту EN ISO 2813 (угол 60°) степенью блеска >50%.

2. Пленка по п.1, причем прозрачным термопластом является поликарбонат.

3. Пленка по п.1, причем толщина пленки от 0,03 до 1 мм.

4. Пленка по п.1, отличающаяся тем, что она является соэкструдированной пленкой.

5. Пленка по одному из пп.1-4, отличающаяся тем, что полимерные частицы обладают структурой «ядро-оболочка» на основе акрилата.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к термопластичной формовочной композиции для изготовления формованных изделий. .

Изобретение относится к модифицированным в отношении ударопрочности поликарбонатным составам с улучшенным балансом из текучести расплава и вязкости. .

Изобретение относится к светорассеивающей пленке, используемой в системах освещения плоских экранов. .

Изобретение относится к термопластичным поликарбонатным формовочным композициям для производства различных формованных изделий. .

Изобретение относится к поликарбонатной смоле в качестве материала-подложки для изготовления прозрачных литых изделий. .

Изобретение относится к монолитному листу для светорассеивающихся профилированных изделий, использующихся в плоских экранах. .

Изобретение относится к поликарбонату в качестве материала-подложки для изготовления прозрачных литых изделий. .

Изобретение относится к материалам подложки для изготовления прозрачных литых изделий. .

Изобретение относится к полиэфирному композиционному материалу с улучшенными потребительскими свойствами и применяется при производстве деталей литьем под давлением, в частности при изготовлении пластиковых карт различного функционального назначения.

Изобретение относится к получению состава из полиэфира, поли(мет)акрилата и полиэфирных привитых поли(мет)акрилатных сополимеров, пригодного в качестве связующего средства для изготовления герметизирующих масс, лаков или лаков, используемых при термосварке.

Изобретение относится к силикон-гидрогелевой композиции для мягких контактных линз, а также к мягким контактным линзам, изготовленным с ее применением. .

Изобретение относится к силикон-гидрогелевой композиции для мягких контактных линз, а также к мягким контактным линзам, изготовленным с ее применением. .

Изобретение относится к способу получения катионно-стабилизированных и редиспергируемых в воде полимерных порошковых составов. .

Изобретение относится к способу получения катионно-стабилизированных и редиспергируемых в воде полимерных порошковых составов. .
Изобретение относится к системе реагентов для извлечения из оборотной воды лакокрасочных материалов (ЛКМ) на основе акриловых, меламиновых, полиуретановых, нитроцеллюлозных, эпоксидных и алкидных пленкообразующих и может быть использовано в деревообрабатывающей, машиностроительной, автомобильной и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к фотополимеризационноспособной акриловой композиции, содержащей способную к фотовосстановлению соль золота, золотосодержащему пространственно-сетчатому полимерному материалу на ее основе и способу получения указанного материала.

Изобретение относится к фотополимеризационноспособной акриловой композиции, содержащей способную к фотовосстановлению соль золота, золотосодержащему пространственно-сетчатому полимерному материалу на ее основе и способу получения указанного материала.

Ламинат // 2428315
Изобретение относится к ламинату, находящему широкое применение в стеклопанелях для различных областей, линзах и т.п. .

Изобретение относится к полимерным листам и многослойным панелям для остекления, включающим агенты, поглощающие инфракрасное излучение. .
Наверх