专利名称：用于lcd应用的散射盘、其生产方法和用途的制作方法
技术领域：
本发明涉及包括至少一个光散射性聚甲基丙烯酸甲酯层的用于LCD应用的散射盘(Streuscheiben)，涉及这些散射盘的生产方法和用途。
基于液晶技术的监视器自一段时间以来就是已知的。这些LCD(液晶显示器)经常用作计算机上的显示介质。最近以来，也在电视机中提供此技术。LCD也用于汽车、飞机和船舶中图解显示导航数据。因此对这些监视器的要求是多种多样的。许多LCD的共同特征是在带有偏振膜的真正的LCD电池后面安装的照明单元。在照明单元和LCD电池之间，经常使用能将用于显示所需的光均匀分布到LCD电池上的散射盘。
适用于此目的的包括粒子混合物的盘是自身已知的。例如，出版物JP4-134440描述了包括具有不同折光指数的粒子的背面投影屏。由此更好地再现色调。
此外，例如JP8-198976，JP5-51480和JP2000-296580描述了可用于光学技术应用的此类型的盘。
具有散射介质的上述片材原则上可以用作散射盘。然而，已知的片材不具有平衡的性能分布。
例如，由提供有散射介质的已知片材达到的亮度分布经常不是最佳的。
许多片材另外具有相对高的黄度指数，这可能引起颜色失真。此外，许多散射片具有过高或过低的透光率，和过大的雾度。
另外，许多已知的抗冲改性散射片的光学性能，如散射能力或强度半值角或黄度指数具有温度依赖性。温度依赖性可能在一些应用中不显著。然而，在此必须考虑如下事实汽车的仪表板经历严重的温度变化。例如高温下尤其还产生可测量的不均匀性。尽管这些严重的变化，但散射盘应当保证尽可能始终不变的性能。
许多散射片另外非常易受擦划的影响。在嵌入状态下，此性能可能显现得相对不显著。然而，必须在图像屏的安装期间采取增加的预防措施以避免划痕。视觉可见的划痕导致散射到LCD电池上的光的不均匀性。
根据此处陈述和讨论的现有技术，本发明的目的因此是提供能实现特别平衡的性能分布的用于LCD应用的散射盘。散射盘应当特别允许高发光效率以及非常高的散射作用。
散射片应当另外能够实现特别中性的散射光，而不具有颜色偏移。在此由LCD电池产生的颜色应当仅经历由于温度变化的轻微变化。
本发明的另一个目的是提供具有特别均匀的亮度分布的用于LCD应用的散射盘。
散射盘另外应当具有尽可能高的机械稳定性。塑料片材上的划痕在此应当不可见或仅轻微可见。特别地，损害应当对提供有散射盘的监视器的亮度分布没有影响，或仅具有低的影响。
本发明所基于的另一个目的是提供能够特别简单地生产的用于LCD应用的散射盘。例如散射盘应当特别能够由挤出生产。
本发明的另外的目的因此是提供其性能分布仅具有低的温度敏感性的散射盘。由此提供例如可用于汽车中的LCD。
本发明的另一个目的在于提供其尺寸和形状可以简单方式适于要求的散射盘。例如，应当可以使用非常便宜的方法，如借助激光切割设备，加工散射盘。
本发明的另一个目的在于提供具有高耐久性，特别地高耐UV辐射性能或高耐候性的散射盘。
由在权利要求1中描述的散射盘达到了这些目的，以及达到了尽管未明确提及，但是可由此处讨论的上下文自然衍生或由其必然得出的其它目的。本发明的散射盘的有利改进在从属于权利要求1的从属权利要求中保护。
权利要求24提供了关于生产散射盘的方法的本发明所基于的目的解决方案。
通过聚甲基丙烯酸甲酯层的平均表面粗糙度Rz的平方与球形粒子(B)的粒子尺寸的三次方的比例Rz2/DPB3为0.0002μm-1-0.1300μm-1，而令人惊奇地成功提供了包括至少一个光散射性聚甲基丙烯酸甲酯层的用于LCD应用的散射盘，所述层具有聚甲基丙烯酸甲酯基体以及0.5-59.5wt％球形散射粒子(A)，基于光散射性聚甲基丙烯酸甲酯层的重量计，该散射粒子的平均粒子尺寸V50为0.1-40μm，和其折光指数与聚甲基丙烯酸甲酯基体的折光指数的差为0.02-0.2，所述层还具有0.5-59.5wt％球形粒子(B)，基于光散射性聚甲基丙烯酸甲酯层的重量计，该粒子的平均粒子尺寸V50为10-150μm和其折光指数与聚甲基丙烯酸甲酯基体的折光指数的差为0-0.2，其中球形散射粒子(A)和粒子(B)的总浓度为1-60wt％，基于光散射性聚甲基丙烯酸甲酯层的重量计，和球形散射粒子(A)和球形粒子(B)具有不同的平均粒子尺寸V50，其中散射盘的透光率为20-70％和它的散射能力大于0.3，该散射盘可以实现非常良好的、平衡的性能分布。
由本发明的措施尤其达到如下的特别优点本发明的散射盘可适应于个别需求而没有出现亮度分布和/或擦划敏感性被损害。
本发明的散射盘允许得到高透光率和良好的散射能力。
在本发明的散射盘上的映像可以实现能传送具有特别的颜色真实性的图象的LCD。
根据本发明提供的散射盘具有特别均匀的亮度分布。
本发明的散射盘另外具有高机械稳定性。此处可能在盘上存在的划痕对由LCD电池产生的图象不具有影响，或仅具有轻微的影响。
本发明的散射盘另外也可用于曝露于特别高的温度变化下的LCD中。在此，这些温度变化对散射盘的亮度分布，透光率或散射能力仅具有低程度的影响。
另外，本发明的散射盘可采用特别简单的方式生产。例如，散射盘可以特别地由挤出生产。
本发明的散射盘具有高耐候性，特别地耐UV辐射性能。
散射盘的尺寸和形状可适应于需求。
根据本发明的散射盘的光散射性聚甲基丙烯酸甲酯层具有1-60wt％，特别地3-55wt％和优选6-48wt％球形散射粒子(A)和球形粒子(B)，基于光散射性聚甲基丙烯酸甲酯层的重量计。
散射粒子(A)和粒子(B)是球形的。对于本发明的目的，术语“球形的”表示粒子优选具有球形形状，在此对本领域技术人员显而易见的是，由于生产方法的原因，也可能存在具有其它不同形状的粒子，或粒子的形状可能偏离理想的球形状。
术语“球形的”因此表示粒子的最大尺寸与最小尺寸的比例最大为4，优选最大为2，在此这些尺寸各自通过粒子的重心测量。至少70％，特别优选至少90％的粒子优选是球形的，基于粒子数目。
散射粒子(A)的平均粒子尺寸V50为0.1-40μm，特别地0.5-30μm和特别优选1-15μm。
光散射性PMMA层包括0.5-59.5wt％，优选1-20wt％和特别优选1.5-10wt％球形散射粒子(A)，基于光散射性聚甲基丙烯酸甲酯层的重量计。
此类型的粒子是自身已知的和可以商购获得。在这些粒子中特别包括塑料粒子，以及包括无机材料的粒子。
对可以根据本发明使用的散射粒子没有特定的限制，在此在散射粒子(A)和基体塑料之间的相界面处发生光的折射。
相应地，散射粒子(A)的折光指数具有对于钠D线(589nm)且在20℃下测量的折光指数n0，其与基体塑料的折光指数n0相差0.02-0.2个单位。
球形散射粒子(A)优选包括交联的聚苯乙烯、聚硅酮和/或交联的聚(甲基)丙烯酸酯。
用作散射剂的一组优选塑料粒子包含硅酮。例如，此类型的粒子由有机三烷氧基硅烷和/或四烷氧基硅烷的水解和缩聚获得，这些硅烷由如下通式描述R1Si(OR2)3和Si(OR2)4
，其中R1例如是取代或未取代的烷基、烯基或苯基，并且可水解烷氧基的基团R2是烷基，如甲基、乙基或丁基，或烷氧基取代的烃基，如2-甲氧基乙基或2-乙氧基乙基。有机三烷氧基硅烷的例子是甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、甲基正丙氧基硅烷、甲基三异丙氧基硅烷和甲基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷。
上述硅烷化合物，和球形硅酮粒子的生产方法是本领域已知的和描述于文本EP1116741，JP63-077940和JP2000-186148。
由硅酮组成的特别优选用于本发明的散射剂可从GE BayerSilicones公司以商品名TOSPEARL120和TOSPEARL3120获得。
另一组优选塑料粒子由如下单体构成b1)25-99.9重量份具有芳族基团作为取代基的单体，例如苯乙烯、α-甲基苯乙烯、环取代的苯乙烯、(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸-2-苯基乙酯、(甲基)丙烯酸-3-苯基丙酯或苯甲酸乙烯酯；以及b2)0-60重量份在脂族酯基团中含有1-12个碳原子的丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯，这些酯可以与单体b1)共聚，在此可以提及例如如下物质(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸-3，3，5-三甲基环己酯、(甲基)丙烯酸-2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸降冰片酯或(甲基)丙烯酸异冰片酯；b3)0.1-15重量份具有至少两个可以由自由基途径与b1)和，在适当的情况下，与b2)共聚的烯属不饱和基团的交联共聚单体，例子是二乙烯基苯、二醇二(甲基)丙烯酸酯、1，4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸烯丙酯、氰脲酸三烯丙酯、邻苯二甲酸二烯丙酯、琥珀酸二烯丙酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯或三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯，其中共聚单体b1)，b2)和b 3)的数量加合到100重量份。
用于生产塑料粒子的混合物特别优选具有至少80wt％苯乙烯和至少0.5wt％二乙烯基苯。
交联塑料粒子的生产是本领域已知的。例如，散射粒子可以由乳液聚合生产，例如在EP-A342283或EP-A269324中所述，非常特别优选通过在有机相中聚合，例如在德国专利申请P4327464.1中所述，在此最后提及的聚合技术中得到特别窄的粒子尺寸分布或，换言之，粒径偏离平均粒径的偏差特别小。
特别优选使用具有耐温性为至少200℃，特别地至少250℃的塑料粒子，而没有希望由此进行限制。术语“耐温性”在此表示粒子基本不经历任何的由热引起的降解。由热引起的降解导致不期望的变色，使得塑料材料变得不可使用。
特别优选的粒子尤其可从Sekisui以商品名TechpolymerSBX-6，Techpolymer SBX-8和Techpolymer SBX-12获得。
可同样用于生产散射粒子(A)的无机材料尤其包括氢氧化铝、硅酸铝钾(云母)、硅酸铝(高岭土)、硫酸钡(BaSO4)、碳酸钙、硅酸镁(滑石)。在这些材料中，优选是BaSO4。
在上述散射粒子中，优选是包括无机材料的粒子。
以上所述的散射粒子(A)可以单独使用或以由两种或更多种类型形成的混合物的形式使用。
光散射性PMMA层包括0.5-59.5wt％，优选5-40wt％和特别优选8-25wt％球形粒子(B)，基于光散射性聚甲基丙烯酸甲酯层的重量。
要根据本发明使用的粒子(B)的平均粒子尺寸V50为10-150μm，优选15-70μm和特别优选30-50μm，在此粒子的折光指数具有对于钠D线(589nm)和在20℃下测量的折光指数n0，其与基体塑料的折光指数n0相差0-0.2个单位。
粒子(B)可同样商购获得。这些粒子可从与散射粒子(A)相同的材料生产。在此优选使用塑料粒子。
球形粒子(B)优选包括交联的聚苯乙烯、聚硅酮和/或交联的聚(甲基)丙烯酸酯。
上述粒子(B)可以单独使用或作为由两种或更多种类型形成的混合物形式使用。
散射粒子(A)的重量平均值与粒子(B)的重量平均值的比例优选为1∶100-10∶1，特别是1∶50-7.5∶1，特别优选1∶25-5∶1和非常特别优选1∶10-3∶1。
在散射粒子(A)和粒子(B)的平均粒子尺寸V50之间的差值优选为至少5μm，特别地至少10μm，在此粒子(B)大于散射粒子(A)。
可借助激光消光法测定粒子尺寸，以及粒子尺寸分布。在此可以使用L.O.T.GmbH公司的Galay-CIS，在此用于测定粒子尺寸以及粒子尺寸分布的测量方法在用户手册中给出。
可借助X射线沉降图测定无机粒子的粒子尺寸。Quantachrome公司的MICROSCAN II设备可用于此目的。MICROSCAN II是用于测定粉末在悬浮液中的粒子尺寸分布的自动测量设备，其中测量范围为0.1-300μm。MICROSCAN II的测量原理是带有X射线检测的沉降。为此，借助于嵌入的软管泵或超声处理而在液体中均匀分散粒子。粒子尺寸由斯托克斯定律测定为粒子和分散液体的密度，液体粘度，和粒子下沉速度的函数。
平均粒子尺寸V50由重均中值得到，其中50wt％的粒子的数值小于或等于此数值和50wt％的这些粒子大于或等于此数值。
根据本发明的一个特别方面，这些粒子在塑料基体中均匀分布地存在，而没有出现粒子的值得注意的聚集或附聚。“均匀分布”表示粒子在塑料基体内部的浓度基本上恒定。
除球形粒子外，光散射性层还包括塑料基体，该基体具有聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。光散射性聚甲基丙烯酸甲酯层优选包括至少30wt％，和特别地至少40wt％，和特别优选至少50wt％聚甲基丙烯酸甲酯，基于光散射性层的重量。
聚甲基丙烯酸甲酯通常通过混合物的自由基聚合获得，该混合物包含甲基丙烯酸甲酯。这些混合物通常包含至少40wt％，优选至少60wt％，和特别优选至少80wt％甲基丙烯酸甲酯，基于单体的重量。
此外，用于制备聚甲基丙烯酸甲酯的这些混合物还可包含其它可以与甲基丙烯酸甲酯共聚的(甲基)丙烯酸酯。术语“(甲基)丙烯酸酯”包括甲基丙烯酸酯和丙烯酸酯，以及两者的混合物。
这些单体是公知的。它们尤其包括衍生自饱和醇的(甲基)丙烯酸酯，例如丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯和(甲基)丙烯酸-2-乙基己酯；衍生自不饱和醇的(甲基)丙烯酸酯，例如(甲基)丙烯酸油酯、(甲基)丙烯酸-2-丙炔酯、(甲基)丙烯酸烯丙酯、(甲基)丙烯酸乙烯酯；(甲基)丙烯酸芳基酯，如(甲基)丙烯酸苄酯或(甲基)丙烯酸苯酯，其中在每种情况下芳基可以是未取代的或含有最多至四个取代基；(甲基)丙烯酸环烷基酯，如(甲基)丙烯酸-3-乙烯基环己酯、(甲基)丙烯酸冰片酯；(甲基)丙烯酸羟烷基酯，如(甲基)丙烯酸-3-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸-3，4-二羟基丁酯、(甲基)丙烯酸-2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸-2-羟基丙酯；二醇二(甲基)丙烯酸酯，如1，4-丁二醇(甲基)丙烯酸酯；醚醇的(甲基)丙烯酸酯，例如(甲基)丙烯酸四氢糠酯、(甲基)丙烯酸乙烯氧基乙氧基乙酯；(甲基)丙烯酸的酰胺和腈，例如N-(3-二甲基氨基丙基)(甲基)丙烯酰胺、N-(二乙基膦酰基)(甲基)丙烯酸酰胺，1-甲基丙烯酰氨基-2-甲基-2-丙醇；含硫的甲基丙烯酸酯，如(甲基)丙烯酸乙基亚磺酰基乙酯，(甲基)丙烯酸-4-氰硫基丁基酯，(甲基)丙烯酸乙基磺酰基乙酯、(甲基)丙烯酸氰硫基甲基酯，(甲基)丙烯酸甲基亚磺酰基甲基酯，双((甲基)丙烯酰氧基乙基)硫化物；多官能(甲基)丙烯酸酯，如三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯。
除上述(甲基)丙烯酸酯以外，待聚合的组合物也可包含可以与甲基丙烯酸甲酯和上述(甲基)丙烯酸酯共聚的其它不饱和单体。
它们尤其包括1-烯烃，如1-己烯、1-庚烯；支化烯烃，如乙烯基环己烷、3，3-二甲基-1-丙烯、3-甲基-1-二异丁烯、4-甲基-1-戊烯；
丙烯腈；乙烯基酯，如乙酸乙烯酯；苯乙烯、在侧链中含有烷基取代基的取代苯乙烯，如α-甲基苯乙烯和α-乙基苯乙烯，在环上含有烷基取代基的取代苯乙烯，如乙烯基甲苯和对甲基苯乙烯，卤代苯乙烯，如一氯苯乙烯、二氯苯乙烯、三溴苯乙烯和四溴苯乙烯；杂环乙烯基化合物，如2-乙烯基吡啶、3-乙烯基吡啶、2-甲基-5-乙烯基吡啶、3-乙基-4-乙烯基吡啶、2，3-二甲基-5-乙烯基吡啶、乙烯基嘧啶、乙烯基哌啶、9-乙烯基咔唑、3-乙烯基咔唑、4-乙烯基咔唑、1-乙烯基咪唑、2-甲基-1-乙烯基咪唑、N-乙烯基吡咯烷酮、2-乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基吡咯烷、3-乙烯基吡咯烷、N-乙烯基己内酰胺、N-乙烯基丁内酰胺、乙烯基氧杂环戊烷(oxolan)、乙烯基呋喃、乙烯基噻吩、乙烯基硫杂环戊烷(thiolan)、乙烯基噻唑和氢化乙烯基噻唑，乙烯基噁唑和氢化乙烯基噁唑。
乙烯基和异戊二烯基醚；马来酸衍生物，如马来酸酐、甲基马来酸酐、马来酰亚胺、甲基马来酰亚胺；和二烯烃，如二乙烯基苯。
这些共聚单体通常使用的数量为0-60wt％，优选0-40wt％，和特别优选0-20wt％，基于单体的重量，其中这些化合物可以单独使用或以混合物的形式使用。
聚合通常使用已知的自由基引发剂引发。在优选的引发剂中尤其包括，本领域公知的偶氮引发剂，例如AIBN和1，1-偶氮双环己腈，以及过氧化合物，如甲基乙基酮过氧化物、乙酰丙酮过氧化物、过氧化二月桂基、过-2-乙基己酸叔丁酯、酮过氧化物、甲基异丁基酮过氧化物、环己酮过氧化物、过氧化二苯甲酰、过氧苯甲酸叔丁酯、过氧异丙基碳酸叔丁基酯、2，5-双(2-乙基己酰基过氧)-2，5-二甲基己烷、过氧-2-乙基己酸叔丁酯、过氧3，5，5-三甲基己酸叔丁酯、过氧化二枯基、1，1-双(叔丁基过氧)环己烷、1，1-双(叔丁基过氧)-3，3，5-三甲基环己烷、氢过氧化枯基、氢过氧化叔丁基、过氧二碳酸双(4-叔丁基环己基)酯，两种或更多种上述化合物与彼此形成的混合物，以及上述化合物与未提及的同样能够形成自由基的化合物形成的混合物。
这些化合物经常使用的数量为0.01-10wt％，优选0.5-30wt％，基于单体的重量。
在此可以使用各种不同的聚(甲基)丙烯酸酯，它们例如在分子量或单体组成方面不同。
光散射性层的基体可另外包含其它聚合物以改进性能。在这些其它聚合物中尤其包括聚丙烯腈、聚苯乙烯、聚醚、聚酯、聚碳酸酯和聚氯乙烯。这些聚合物可以单独使用或以混合物的形式使用，在此也可以使用可衍生自上述聚合物的共聚物。
待根据本发明用作基体聚合物的均聚物和/或共聚物的重均分子量Mw可在宽范围内变化，在此分子量通常匹配于应用目的和模塑组合物的加工方式。然而，它通常为20000-1000000g/mol，优选50000-500000g/mol和特别优选80000-300000g/mol，而不意于由此进行限制。
在本发明的一个特别的实施方案中，光散射性聚甲基丙烯酸甲酯层的基体含有至少70wt％，优选至少80wt％，和特别优选至少90wt％聚甲基丙烯酸甲酯，基于光散射性层基体的重量。
在本发明的一个特别的方面，光散射性层的基体的聚(甲基)丙烯酸酯具有的对于钠D线(589nm)和在20℃下测量的折光指数为1.46-1.54。
用于制备光散射性层的模塑组合物可包含任何类型的常规添加剂。在这些添加剂中尤其包括抗静电剂，抗氧化剂，脱模剂，阻燃剂，润滑剂，染料，流动改进剂，填料，光稳定剂，UV吸收剂和有机磷化合物，如亚磷酸酯或膦酸酯，颜料，气候老化稳定剂和增塑剂。然而，添加剂的数量受应用目的的限制。例如，聚甲基丙烯酸甲酯层的光散射性能及其透光率应当不过强地被添加剂损害。特别地，其光学性能是温度依赖性的添加剂的加入数量应当仅非常小。例如，散射盘应当只包括低数量的抗冲改性剂，其例如在EP-A0113924，EP-A0522351，EP-A0465049和EP-A0683028中所述。散射盘中抗冲改性剂的含量优选限制到最大20wt％，优选10wt％和特别优选4wt％。根据本发明的一个特别的方面，本发明的散射盘特别优选不包含抗冲改性剂。
用于生产塑料基体的特别优选的模塑组合物可从Rhm GmbH&Co.KG公司商购获得。
光散射性聚甲基丙烯酸甲酯层的厚度通常为1-100mm，优选1-10mm和特别优选2-5mm。
根据本发明的一个特别的方面，球形散射粒子(A)的浓度cPA，光散射性聚甲基丙烯酸甲酯层的厚度dS，和球形散射粒子(A)的粒子尺寸DPA以一定的方式选择，使得球形散射粒子(A)的浓度cPA和光散射性聚甲基丙烯酸甲酯层的厚度的乘积对球形散射粒子(A)的粒子尺寸的三次方的比例CPA*dS/DPA3优选为0.0001-0.5wt％*mm/μm3，特别是0.0025-0.3wt％*mm/μm3。
如果使用具有粒子尺寸V50为6-30μm的塑料粒子作为散射介质，则球形散射粒子(A)的浓度cPA与光散射性聚甲基丙烯酸甲酯层的厚度的乘积与球形散射粒子(A)的粒子尺寸的三次方的比例cPA*ds/DPA3根据本发明的一个特别的方面优选为0.0015-0.09wt％*mm/μm3，特别优选0.0025-0.06wt％*mm/μm3，和非常特别优选0.005-0.04wt％*mm/μm3。
如果使用具有粒子尺寸V50为0.1-5μm的无机粒子作为散射介质，则球形散射粒子(A)的浓度cPA与光散射性聚甲基丙烯酸甲酯层的厚度的乘积与球形散射粒子(A)的粒子尺寸的三次方的比例cPA*ds/DPA3根据本发明的一个特别的方面优选为0.015-0.5wt％*mm/μm3，特别是0.025-0.3wt％*mm/μm3。
球形粒子(B)的浓度cPB、光散射性聚甲基丙烯酸甲酯层的厚度ds以及球形粒子(B)的粒子尺寸DPB可以一定方式选择，使得球形散射粒子(B)的浓度cPB与光散射性聚甲基丙烯酸甲酯层的厚度的乘积与球形散射粒子(B)的粒子尺寸的三次方的比例cPB*ds/DPB3优选为0.000005-0.04wt％*mm/μm3，特别是0.00005-0.02wt％*mm/μm3。
聚甲基丙烯酸甲酯层的平均表面粗糙度RZ的平方对球形粒子(B)的粒子尺寸的三次方的比例RZ2/DPB3可优选为0.0002μm-1-0.1300μm-1，优选0.0009μm-1-0.0900μm-1，特别地0.0006μm-1-0.0800μm-1和优选0.0008μm-1-0.0400μm-1。
根据本发明的盘的一个特别的实施方案，球形散射粒子(A)的浓度cPA对光散射性聚甲基丙烯酸甲酯层的厚度dS的比例cPA/dS为0.2-20wt％/mm，特别地0.5-10wt％/mm。
根据本发明的散射盘的一个特别的实施方案，球形粒子(B)的浓度cPB对光散射性聚甲基丙烯酸甲酯层的厚度dS的比例cPB/dS大于或等于2.5wt％/mm，特别是大于或等于4wt％/mm。
光散射性聚甲基丙烯酸甲酯层的厚度dS与球形散射粒子的粒子尺寸DPA的比例dS/DPA优选为5-1500，特别地10-1000和特别优选100-600，而不意由此进行限制。
光散射性聚甲基丙烯酸甲酯层的光泽度R85°优选小于或等于60，特别是小于或等于40和特别优选小于30。
本发明的散射盘，特别地光散射性聚甲基丙烯酸甲酯层，具有特别低的擦划敏感性。根据本发明的一个特别方面，使用最高0.4N，特别地最高0.7N和特别优选最高1.0N的力在盘上产生的划痕目测不可辨别，但不意由此进行限制。
此擦划敏感性可以根据DIN53799和DIN EN438由受损害表面的目测评定测定，其中损害由向表面上采用不同的力施加作用的金刚石引起。
根据本发明的一个特别的实施方案，片材的平均表面粗糙度Rz优选为5-50μm，特别地5-25μm，优选6-35μm和特别优选6-30μm。
平均表面粗糙度Rz可以根据DIN4768使用Taylor Hobson公司的Talysurf 50测量仪测定，在此Rz是从粗糙度分布型中五个相继的单个测量路程的单个粗糙深度的平均值计算的平均粗糙深度。
片材的表面粗糙度Rz通常由粒子(B)的选择得出。此数值可另外通过各种不同的参数依赖于生产方法的类型的变化而影响。
在这些参数中尤其包括挤出工艺期间熔体的温度，在此较高的熔体温度得到较粗糙的表面。然而，在此必须考虑的因素是，熔体的温度依赖于模塑组合物的精确组成。熔体的温度通常为150-300℃，优选200-290℃。这些温度是基于在从模头排出时熔体的温度。
表面粗糙度也可以通过用于抛光所述片材的辊之间的间隙而影响。如果抛光机构包括例如三个以L型排列的辊，在此模塑组合物从模头引入辊1和辊2之间的间隙并以60-180°缠绕到辊2上，则实现通过在辊2和辊3之间的间隙抛光表面。如果将在辊2和辊3之间的间隙调节到片材的厚度，则将片材表面的散射粒子压挤入基体中，由此表面显现得更光滑。为达到较粗糙的表面，将此间隙通常调节到比要生产的片材的片材厚度稍大，在此该数值通常为大于片材厚度0.1-2mm，优选高于片材厚度0.1-1.5mm，而不意于由此进行限制。表面粗糙度也通过粒子尺寸和片材厚度加以影响，在此依赖性在实施例中说明。
光散射性层可以通过已知的方法生产，在此优选是热塑性成形方法。一旦加入粒子后，可以从上述模塑组合物通过常规热塑性成形方法生产光散射性层。
根据一个特别的实施方案，使用双螺杆挤出机用于挤出或用于制备包含散射珠粒的模塑组合物的粒料。在这些方法中，将塑料粒子优选在挤出机中转化成熔体。由此措施可以获得可用于提供具有特别高的透光率的片材的熔体。
散射盘在此可以通过两步法生产，其中在双螺杆挤出机中本发明的侧进料器配混工艺和中间造粒的下游进行膜或片材在单螺杆挤出机中的挤出。通过双螺杆挤出机获得的粒料可获得特别高的散射珠粒比例，使得可以通过与没有散射珠粒的模塑组合物共混而简单地生产具有不同散射珠粒含量的散射盘。
也可以进行一步法，其中球形塑料粒子进入熔体中的配混如对双螺杆挤出机所述进行，该挤出机在适当的情况下在下游接有增压设备组(如熔体泵)，该设备组紧接在挤出模头之后，用该挤出模头成形出平面产品。令人惊奇地，由以上描述的措施可得到具有特别低黄度指数的散射盘。
散射盘也可以另外由注塑生产，然而在该情况下，要选择工艺参数或注射模具，以得到在本发明范围内的表面粗糙度。
基体与散射粒子的配混优选通过双螺杆挤出机进行，在真正的片材挤出时也可使用单螺杆挤出机，但不意由此进行限制。
本发明的散射盘的透光率为30-70％，特别地40-70％和特别优选40-65％。
散射盘的黄度指数优选小于或等于12，特别地小于或等于10，而不意由此进行限制。
本发明的散射盘的一个特别实施方案具有大于或等于15°，特别地大于或等于25°的强度半值角。
本发明的散射盘的散射能力大于或等于0.3，特别地大于或等于0.45和特别优选大于或等于0.6。
根据一个优选的实施方案，本发明散射盘的表面在反射中具有无光泽外观。通过使用反射计根据DIN67530的光泽度测量可进行表征。片在85°的角度下的光泽度优选小于60，特别优选小于40和非常特别优选小于30。
对本发明的散射盘的尺寸和形状没有限制。然而，由于LCD通常具有此类型的格式，所以散射盘通常是矩形的板块形状。
根据一个特别的实施方案，散射盘具有根据DIN EN ISO 4892，第2部分(在设备中，过滤的氙弧辐射下人造气候老化或辐照)的特别高耐候性。
本发明的散射盘通常非常耐气候老化。例如，优选的散射盘的根据DIN53387(Xenotest(氙灯耐候试验))的耐候性是至少5000小时。
模塑件根据ISO 527-2的弹性模量优选为至少1500MPa，特别地至少2000MPa，而不意由此进行限制。
根据本发明的一个特别方面，优选的散射盘的持久使用温度为至少60℃，特别地至少70℃。持久使用温度特别地由用于生产散射盘的材料得出。持久使用温度表明在其下甚至在几小时之后，散射盘仍不显示形变的温度。
在此，这些盘优选具有低的热膨胀，使得在加热至少20℃，特别地至少40℃时，经历最高0.55％，特别地最高0.3％的纵向膨胀。
本发明的散射盘可用于其它光学技术应用，例如作为背面投影屏。
以下由实施例和对比例对本发明更详细阐述，但不意于限制本发明到这些实施例。
A)测试方法平均粗糙度Rz根据DIN4768使用Taylor Hobson公司的Talysurf50测量设备测定。
透光率τD65/2°根据DIN5036使用Perkin Elmer公司的Lambda19测量设备测定。
黄度指数τD65/10°根据DIN6167使用Perkin Elmer公司的Lambda19测量设备测定。
光泽度R85°在85°下根据DIN67530使用Dr.Lange公司的Dr.Lange实验室反射计测量设备测定。
散射能力和强度半值角根据DIN5036使用LMT公司的GO-T-4500LMT测角计测量平台测量设备测定。
B)塑料粒子的制备塑料粒子B1)为制备球形塑料粒子，使用氢氧化铝-Pickering稳定剂，该稳定剂刚好在开始真正的聚合之前从硫酸铝和苏打溶液的沉淀制备。为此目的，首先将16g的Al2(SO4)3，0.032g的配合物生成剂(Trilon A)和0.16g乳化剂(可从Bayer AG公司获得的乳化剂K30；C15链烷烃磺酸钠盐)溶于0.8升蒸馏水中。然后将1N碳酸钠溶液采用搅拌在约40℃的温度下加入溶于水中的硫酸铝中，在此随后pH值为5-5.5。由此实施方式实现稳定剂在水中的胶体分布。
在稳定剂的沉淀之后，将水相转移到玻璃烧杯中。将110g甲基丙烯酸甲酯，80g甲基丙烯酸苄酯和10g甲基丙烯酸烯丙酯以及4g过氧化二月桂基和0.4g的过2-乙基己酸叔丁酯加入此烧杯。将此混合物由分散器(Ultra-Turrax S50N-G45MF，Janke und Kunkel，Staufen公司)在7000rpm下分散15分钟。
在此剪切之后，将反应混合物装入预热到80℃的相应反应温度的反应器中，和采用搅拌(600rpm)在约80℃(聚合温度)下聚合45分钟(聚合持续时间)。然后是在约85℃内部温度下的1小时后反应阶段。在冷却到45℃之后，通过加入50％浓度的硫酸将稳定剂转化成水溶性硫酸铝。通过市售滤布过滤所获得的悬浮液并在50℃下在热烘箱中干燥24小时以处理珠粒。
尺寸分布由激光消光法研究。粒子的平均尺寸V50为18.6μm。珠粒具有球形形状，在此没有纤维能被查出。没有发生凝结。这样获得的粒子在下文称为塑料粒子B1。
塑料粒子B2)根据DE3528165C2制备塑料粒子，在此粒子的组成基本上与上述塑料粒子B1)的相同。
尺寸分布由激光消光法研究。粒子的平均尺寸V50为40.5μm。珠粒具有球形形状，在此没有纤维能被查出。没有发生凝结。这样获得的粒子在下文称为塑料粒子B2。
C)实施例1-6各种不同的散射盘由挤出生产。为此目的，开始时将由塑料粒子B1，塑料粒子B2，可以商标Techpolymer SBX-8从Sekisui公司商购获得的具有粒子尺寸V50为约8.4μm的基于苯乙烯的塑料粒子，和具有粒子尺寸中值d50(Sed.)为约5μm的可以商品名P63硫酸钡，VELVOLUX M，从Sachtleben公司获得的BaSO4粒子组成的各种散射珠粒配混料，和可从Rhm GmbH&Co.KG公司获得的PMMA模塑组合物(97wt％甲基丙烯酸甲酯和3wt％丙烯酸甲酯构成的共聚物)挤出以得到塑料片材，在此模塑组合物包含0.05wt％Tinuvin P，一种可从Ciba获得的UV稳定剂。使用BREYER公司的Φ60mm挤出机。熔体在从模头排出时的温度通常为270℃。抛光机构通常调节得使得达到尽可能粗糙的表面。
表1显示聚甲基丙烯酸甲酯基体中粒子的比例和片材的厚度。
表1
表1(续)
根据以上所述的测量方法测试获得的散射盘，在此获得的测试结果见表2。
表2
表2(续)
权利要求
1.包括至少一个光散射性聚甲基丙烯酸甲酯层的用于LCD应用的散射盘，所述层具有聚甲基丙烯酸甲酯基体，以及0.5-59.5wt％球形散射粒子(A)，基于光散射性聚甲基丙烯酸甲酯层的重量计，该粒子的平均粒子尺寸V50为0.1-40μm且其折光指数与聚甲基丙烯酸甲酯基体的折光指数相差0.02-0.2，所述层还具有0.5-59.5wt％球形粒子(B)，基于光散射性聚甲基丙烯酸甲酯层的重量计，该粒子的平均粒子尺寸V50为10-150μm且其折光指数与聚甲基丙烯酸甲酯基体的折光指数相差0-0.2，其中球形散射粒子(A)和粒子(B)的总浓度为1-60wt％，基于光散射性聚甲基丙烯酸甲酯层的重量计，且球形散射粒子(A)和球形粒子(B)具有不同的平均粒子尺寸V50，其中散射盘的透光率为20％-70％和它的散射能力大于0.3，其特征在于聚甲基丙烯酸甲酯层的平均表面粗糙度RZ的平方与球形粒子(B)的粒子尺寸的三次方的比例RZ2/DPB3为0.0002-0.1300μm-1。
2.根据权利要求1的散射盘，其特征在于聚甲基丙烯酸甲酯层的平均表面粗糙度RZ的平方与球形粒子(B)的粒子尺寸的三次方的比例RZ2/DPB3为0.0009-0.0900μm-1。
3.根据权利要求1或2的散射盘，其特征在于粒子(B)的浓度cPB与光散射性聚甲基丙烯酸甲酯层的厚度dS的比例cPB/dS大于或等于2.5wt％/mm。
4.根据前述权利要求中任意一项的散射盘，其特征在于光散射性聚甲基丙烯酸甲酯层的光泽度R85°小于或等于40。
5.根据前述权利要求中任意一项的散射盘，其特征在于比例cPA*dS/DPA3为0.0025-0.3wt％*mm/μm2。
6.根据前述权利要求中任意一项的散射盘，其特征在于比例cPB*dS/DPB3为0.00005-0.02wt％*mm/μm2。
7.根据前述权利要求中任意一项的散射盘，其特征在于光散射性聚甲基丙烯酸甲酯层的厚度为1-10mm。
8.根据前述权利要求中任意一项的散射盘，其特征在于球形粒子(B)包括交联的聚苯乙烯、聚硅酮和/或交联的聚(甲基)丙烯酸酯。
9.根据前述权利要求中任意一项的散射盘，其特征在于散射粒子(A)包括BaSO4。
10.根据前述权利要求中任意一项的散射盘，其特征在于光散射性聚甲基丙烯酸甲酯层的基体具有的对于钠D线(589nm)且在20℃下测量的折光指数为1.46-1.54。
11.根据前述权利要求中任意一项的散射盘，其特征在于片材的平均表面粗糙度RZ为6-30μm。
12.根据前述权利要求中任意一项的散射盘，其特征在于球形粒子(B)的平均粒子尺寸V50比散射粒子(A)的平均粒子尺寸大至少5μm。
13.根据前述权利要求中任意一项的散射盘，其特征在于球形散射粒子(A)的平均尺寸V50为2-15μm。
14.根据前述权利要求中任意一项的散射盘，其特征在于球形粒子(B)的平均粒子尺寸V50为15-70μm。
15.根据前述权利要求中任意一项的散射盘，其特征在于使用最高0.7N的力在该盘上产生的划痕目测不可辨别。
16.根据前述权利要求中任意一项的散射盘，其特征在于盘的持久使用温度为至少60℃。
17.根据前述权利要求中任意一项的散射盘，其特征在于盘的弹性模量为至少2000MPa。
18.根据前述权利要求中任意一项的散射盘，其特征在于由于至少20℃的加热，盘的纵向膨胀是最高5％。
19.根据前述权利要求中任意一项的散射盘，其特征在于盘的按照DIN 53387的耐候性是至少5000小时。
20.根据前述权利要求中任意一项的散射盘，其特征在于盘的透光率为40-65％。
21.根据前述权利要求中任意一项的散射盘，其特征在于盘的黄度指数小于或等于12。
22.根据前述权利要求中任意一项的散射盘，其特征在于盘的强度半值角大于或等于15°。
23.根据前述权利要求中任意一项的散射盘，其特征在于盘的散射能力大于或等于0.45。
24.生产权利要求1-23中任意一项的散射盘的方法，其特征在于将包括聚甲基丙烯酸甲酯，球形散射粒子(A)和球形粒子(B)的模塑组合物挤出。
25.根据权利要求1-23中任意一项的散射盘在光学技术应用中的用途。
26.根据权利要求25的用途，用作背面投影屏。
全文摘要
本发明涉及包括至少一个光散射性聚甲基丙烯酸甲酯层的用于LCD应用的散射盘，所述层具有聚甲基丙烯酸甲酯基体，以及0.5－59.5wt％球形散射粒子(A)，基于光散射性聚甲基丙烯酸甲酯层的重量计，该粒子的平均粒子尺寸V
文档编号G02B5/02GK1829936SQ200480021703
公开日2006年9月6日 申请日期2004年5月12日 优先权日2003年8月4日
发明者M·帕鲁泽尔, J·施密特, H·格罗特许斯 申请人:罗姆两合公司