Lichtdurchlässiger Kunststoff mit starker Lichtstreuung und Verfahren zu seiner Herstellung
In der Beleuchtungsindustrie werden zum Abschirmen der Lichtquellen meist wannenförmige Form- körper verwendet. Bisher wurde f r diesen Zweck als Material vorwiegend undurchsichtiges Glas, sogenanntes Milchglas, eingesetzt. Wegen der leichten Zerbrechlichkeit des Glases und seines hohen spezifischen Gewichts ist man jedoch bemüht, das Glas durch thermoplastische Kunststoffe, z. B. Polystyrol oder Polymethacrylsäuremethylester, zu ersetzen.
Solche Kunststoffe sind ausserdem leichter zu verarbeiten als Glas.
Diese Kunststoffe geben normalerweise bei der als Spritzguss bekannten Arbeitsweise transparente Spritz- linge. Um sie undurchsichtig zu machen, ist es blich, anorganische Pigmente, wie Titandioxyd, Zinksulfid, Bariumsulfat und dergleichen, einzuarbeiten. Durch den Zusatz dieser Pigmente erhält man weiss gefärbte Kunststoffmassen, die je nach Schichtdicke mehr oder r weniger durchsichtig sind. F r die Lichtabschimmng werden aber Kunststoffe gesucht, die das Licht stark streuen und die Lichtquelle selbst unsichtbar machen und dennoch einen möglichst grossen Teil des von ihr ausgestrahlten Lichtes hindurchlassen. Die mit den üblichen Pigmenten gefärbten Kunststoffmassen erfüllen diese Forderung nicht oder nur sehr unvoll- kommen.
In hohen Konzentrationen halten die Pigmente das Licht vollständig zurück, wÏhrend sie in niedemen Konzentrationen die Lichtquelle in ihrer Form noch deutlich erkennen lassen.
Die Erfindung betrifft einen lichtdurchlässigen Kunststoff mit starker Lichtstreuung, der dadurch gekennzeichnet ist, dass er in einem thermoplastischen Kunststoff 2 bis 20 lo fein verteiltes Mischpolymerisat von ungesättigtem Polyesterharz enthält. Die 2 bis 20"/tt beziehen sich auf das Gesamtgewicht des lichtdurchlässigen Kunststoffes mit starker Lichtstreuung.
Das Verfahren zur Herstellung, dieses Kunststoffes ist dadurch gekennzeichnet, dass man das fein verteilte Mischpolymerisat von ungesäbtigtem Polyesterharz in den thermoplastischen Kunststoff oder in ein einen solchen Kunststoff bildendes Monomer einbringt.
Der erfindungsgemässe Kunststoiff kann zum Abschirmen von Lichtquellen verwendet werden, sowohl in Form von Platten wie z. B. als Lampenschirm.
Als thermoplastische Kunststoffe kommen beispielsweise Polystyrol, PolymethacrylsÏuremethylester, Polyvinylchlorid, PolyÏthylen oder auch Acetylcellu- lose sowie die Mischpolymerisate der diesen Verbin- dungen zugrunde liegenden Monomeren in Frage : besonders geeignet sind Polystyrol und Polymethacryl säuremethylester.UnterUmständenisteszweck- mässig, den Polymerisaten Weichmacher zuzusetzen.
Dies empfiehlt sich besonders bei Verwendung von Polyvinylchlorid oder von Acetylcellulose.
Die Mischpolymerisate der ungesättigten Polyesterharze k¯nnen nach den blichen Verfahren hergestellt werden. Ein geeignetes Produkt erhält man beispielsweise, wenn man ein Gemisch aus Phthal- sÏure und Maleinsäure mit Propandiol kondensiert und dann eine 65%ige L¯sung dieses Polyesters in Monostyrol mit einem Peroxydkatalysator polymeri siert@
Die lichtdurchlässigen Kunststoffe mit starker Lichtstreuung enthalten vorzugsweise 5 bis 10 /o, der Mischpolymerisate von ungesättigten Polyesterharzen.
Die Teilchengrösse der fein verteilten Polyester barzmischpolymerisate beträgt zweckmässig zwischen 3 und 50, u, vorzugsweise zwischen 5 und 10, u. Sie kann aber auch grösser sein. Grössere Teilchen, etwa ber 200, u, wirken sich jedoch auf den Streuungs- effekt nicht aus und werden zweckmässig durch Sichten entfernt. Die fein verteilten Mischpolymerisate von ungesättigten Polyesterharzen können mit den üblichen in der Kunststoffindustrie verwendeten Maschinen, z. B. mit Knetern, Mischwalzwerken oder Schnecken, in die thermoplastischen Kunststoffe eingemischt werden.
Es ist aber auch möglich, das Poly esterharzpulver zum Monomeren des thermoplasti- schen Kunststoffes zu geben und dieses dann unter Rühren zu polymerisieren.
Die so erhaltenen Kunststoffe haben ganz andere optische Eigenschaften als die Ausgangsstoffe.
Charakteristisch ist die durch sie hervorgerufene starke Streuung des Lichts. Diese bewirkt z. B., dass man den aufleuchtenden Faden einer Glühbirne durch eine gepresste oder spritzgegossene Platte aus der artigem Material nicht erkennen kann, während das von der Glühbirne ausgestrahlte Licht fast ohne Einbusse an Intensität in diffuser Form durch die Platte dringt.
Die in den nachfolgenden Beispielen angegebenen Teile sind Gewichtsteile.
Beispiel 1
920 Teile Polystyrol werden mit 80 Teilen eines feingemahlenen Polyesterharzmischpolymerisates auf Basis Maleinsäure, Athylenglykol und Styrol trocken gemischt und über eine Mischschnecke gegeben. Die Temperatur im Innern der Schnecke wird so geregelt, dass sie sich vom Schneckeneingang bis zum Schneckenausgang allmählich von 100 auf 180 C steigert. Das aus der Schnecke kommende Polystyrol wird mit einer Schneidvorrichtung zu einem für die Spritzgussverarbeitung geeigneten Granulat geschnitten oder wird in einer Mühle zu einem groben Pulver vermahlen. Im ersten Falle wird die Kunststoffmasse im Spritzgussverfahren zu Formlingen verarbeitet, während man aus dem Kunststoffpulver Pressplatten herstellt.
Bei beiden Arbeitsweisen erhält man Formkörper von starker Lichtstreuung und guter Licht- durchlässigkeit.
Beispiel 2
In 950 Teile eines Granulats von Polymethacryl- säuremethylester werden in einem geheizten Mischwalzwerk 50 Teile des in Beispiel 1 beschriebenen Polyesterharzmischpolymerisatpulvers eingearbeitet.
Die Walztemperatur beträgt 120 C. Nach dem Erkalten wird das abgezogene Walzfell gemahlen. Das Mahlgut wird zum Teil im Spritzgussverfahren, zum anderen Teil im Pressverfahren zu Formkörpem verarbeitet. Man erhält Spritzlinge bzw. Presslinge von guter Lichtdurchlässigkeit, die gleichzeitig das durchfallende Licht stark streuen.
Beispiel 3
950 Teile einer mit Dimethylphthalat weichgemachten Acetylcellulose (70 Teile Acetylcellulose auf 30 Teile Dimethylphthalat) werden auf einem ge heizten Walzwerk mit 50 Teilen eines fein gemahlenen Polyesterharzmischpolymerisates, dessen Teilchengrösse zwischen 5 und 20, liegt, und das durch Polymerisation einer 650/aigen Lösung eines aus Phthal- säure, Maleinsäure und Propandiol-1, 2 hergestellten Polyesters in Monostyrol erhalten wurde, gemischt.
Das entstandene Walzfell wird bei 140 C zwi schen verchromten Hochglanzplatten zu einer Folie verpresst. Diese weist bei guter Lichtdurchlässigkeit eine starke Lichtstreuung auf.
Beispiel 4 940 Teile eines mit Dioctylphthalat weichgemachten Polyvinylchlorids (70 Teile Polyvinylchlorid auf 30 Teile Dioctylphthalat) werden auf einem geheizten Walzwerk mit 60 Teilen des in Beispiel 3 beschriebenen Polyesterharzmischpolymerisatpulvers pigmen- tiert.
Das abgezogene Walzfell wird wie in Beispiel 3 verpresst. Die Pressfolie zeigt wiederum gute Lichtdurchlässigkeit und starke Lichtstreuung.
Beispiel 5
In 900 Teile eines nach dem sogenannten Hoch druckverfahren hergestellten Polyäthylens werden auf einem Mischwalzwerk 100 Teile des in Beispiel 3 beschriebenenPolyesterharzmischpolymerisatpulvers eingearbeitet.
Die weitere Verarbeitung erfolgt wie in Beispiel 3. Die erhaltenen Pressfolien zeigen eine gute Lichtdurchlässigkeit und starke Lichtstreuung.
PATENTANSPRtiCHE I. Lichtdurchlässiger Kunststoff mit starker Lichtstreuung, dadurch gekennzeichnet, dass er in einem thermoplastischen Kunststoff 2 bis 20 Gewichtsprozent fein verteiltes Mischpolymerisat von ungesättig- tem Polyesterharz enthält.
Translucent plastic with strong light scattering and process for its manufacture
In the lighting industry, trough-shaped moldings are mostly used to shield the light sources. So far, the material used for this purpose has been predominantly opaque glass, so-called milk glass. Because of the fragile nature of the glass and its high specific weight, efforts are made to replace the glass with thermoplastics, e.g. B. polystyrene or polymethacrylic acid methyl ester to replace.
Such plastics are also easier to process than glass.
These plastics normally produce transparent molded parts in the process known as injection molding. To make them opaque, it is common practice to incorporate inorganic pigments such as titanium dioxide, zinc sulfide, barium sulfate and the like. By adding these pigments, white-colored plastic compounds are obtained which, depending on the layer thickness, are more or less transparent. For the light cut-off, however, plastics are sought that strongly scatter the light and make the light source itself invisible and yet let through as much of the light it emits as possible. The plastic compositions colored with the usual pigments do not meet this requirement or only very imperfectly.
In high concentrations, the pigments completely hold back the light, while in low concentrations the shape of the light source can still be clearly recognized.
The invention relates to a translucent plastic with strong light scattering, which is characterized in that it contains 2 to 20 lo finely divided copolymer of unsaturated polyester resin in a thermoplastic. The 2 to 20 "/ tt relate to the total weight of the translucent plastic with strong light scattering.
The process for producing this plastic is characterized in that the finely divided copolymer of unsaturated polyester resin is introduced into the thermoplastic or into a monomer that forms such a plastic.
The plastic according to the invention can be used to shield light sources, both in the form of plates such. B. as a lampshade.
As thermoplastics, for example, polystyrene, polymethacrylic acid methyl ester, polyvinyl chloride, polyethylene or acetyl cellulose as well as the copolymers of the monomers on which these compounds are based: Polystyrene and polymethacrylic acid methyl ester are particularly suitable. Under certain circumstances, it is useful to add plasticizers to the polymers.
This is particularly recommended when using polyvinyl chloride or acetyl cellulose.
The copolymers of the unsaturated polyester resins can be produced by the usual processes. A suitable product is obtained, for example, if a mixture of phthalic acid and maleic acid is condensed with propanediol and then a 65% solution of this polyester in monostyrene is polymerized with a peroxide catalyst @
The transparent plastics with strong light scattering preferably contain 5 to 10 / o of the copolymers of unsaturated polyester resins.
The particle size of the finely divided polyester resin copolymers is advantageously between 3 and 50 u, preferably between 5 and 10 u. But it can also be bigger. Larger particles, for example more than 200 u, do not affect the scattering effect and are expediently removed by sifting. The finely divided copolymers of unsaturated polyester resins can with the usual machines used in the plastics industry, eg. B. with kneaders, mixing mills or screws, are mixed into the thermoplastics.
However, it is also possible to add the polyester resin powder to the monomer of the thermoplastic material and then to polymerize it while stirring.
The plastics obtained in this way have completely different optical properties than the starting materials.
The strong scattering of light caused by them is characteristic. This causes z. B. that you can not see the filament of a light bulb through a pressed or injection molded plate made of the like material, while the light emitted by the light bulb penetrates the plate in a diffuse form with almost no loss of intensity.
The parts given in the following examples are parts by weight.
example 1
920 parts of polystyrene are dry mixed with 80 parts of a finely ground polyester resin copolymer based on maleic acid, ethylene glycol and styrene and passed through a mixing screw. The temperature inside the screw is regulated in such a way that it increases gradually from 100 to 180 C from the screw inlet to the screw outlet. The polystyrene coming out of the screw is cut with a cutting device into granules suitable for injection molding processing or is ground in a mill to a coarse powder. In the first case, the plastic compound is processed into moldings in an injection molding process, while the plastic powder is used to produce press plates.
In both working methods, molded articles are obtained with strong light scattering and good light permeability.
Example 2
50 parts of the polyester resin copolymer powder described in Example 1 are incorporated into 950 parts of granules of methyl polymethacrylate in a heated mixing roller mill.
The rolling temperature is 120 C. After cooling, the rolled-off sheet is ground. Some of the grist is processed into moldings using an injection molding process and some using a pressing process. Injection molded parts or pressed parts are obtained which have good light permeability and which at the same time strongly scatter the light passing through.
Example 3
950 parts of an acetyl cellulose plasticized with dimethyl phthalate (70 parts acetyl cellulose to 30 parts dimethyl phthalate) are placed on a heated roller mill with 50 parts of a finely ground polyester resin copolymer, the particle size of which is between 5 and 20, and which is made by polymerizing a 650 / aigen solution Phthalic acid, maleic acid and propanediol-1, 2 produced polyester was obtained in monostyrene, mixed.
The resulting rolled head is pressed at 140 C between chrome-plated high-gloss plates to form a film. With good light transmission, this shows strong light scattering.
Example 4 940 parts of a polyvinyl chloride plasticized with dioctyl phthalate (70 parts of polyvinyl chloride to 30 parts of dioctyl phthalate) are pigmented with 60 parts of the polyester resin copolymer powder described in Example 3 on a heated roller mill.
The rolled sheet removed is pressed as in Example 3. The press film again shows good light transmission and strong light scattering.
Example 5
100 parts of the polyester resin copolymer powder described in Example 3 are incorporated into 900 parts of a polyethylene produced by the so-called high pressure process on a mixing roll mill.
Further processing takes place as in Example 3. The press films obtained show good light permeability and strong light scattering.
PATENT CLAIM I. Translucent plastic with strong light scattering, characterized in that it contains 2 to 20 percent by weight of finely divided copolymer of unsaturated polyester resin in a thermoplastic.