CH635440A5 - Use of films made from thermoplastics filled with glass beads in the production of headlamp diffusers - Google Patents

Description

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PATENTANSPRÜCHE

1. Verwendung von Folien aus glaskugelgefüllten Thermoplasten zur Herstellung von Streulichtscheiben.

2. Verwendung nach Anspruch 1 von Folien, die 5-50 Gew.-%, vorzugsweise 20-35 Gew.-%, Glaskugeln enthalten. s

3. Verwendung nach Anspruch 1 von Folien aus einem Polyolefin, Celluloseester, Polycarbonat, Polyarylsulfon, Poly-phenylenoxid, Polystyrol, Polyalkylenterephthalat, Polyvinylchlorid, Polyacrylat oder Polyamid.

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Folien aus glasfaserverstärkten Thermoplasten sowie is ren. deren Verwendung als Streulichtscheiben sind gemäss DE-OS 2531 240 bekannt.

In der DE-OS 2534 188 werden Folien aus speziellen Glas-kugel-gefüllten Thermoplasten in Kombination mit glasfaserverstärkten tragenden Schichten zur Herstellung von Formtei- 20 len mit glatten Oberflächen beschrieben. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung von Folien aus Glaskugel-gefüllten Thermoplasten zur Herstellung von Streulichtscheiben.

Gegenüber den Streulichtscheiben gemäss DE-OS 2531 240 25 zeichnen sich die erfindungsgemäss hergestellten Streulichtscheiben durch ein erheblich besseres optisches Auflösungsvermögen, durch einen grösseren optischen Halbwertswinkel sowie eine wesentlich grössere Flexibilität aus.

Die erfindungsgemäss zu verwendenden Folien sollen 30 zweckmässig eine Dicke zwischen 20 und 1000 |xm haben.

Geeignete Thermoplaste zur Herstellung der beschriebenen Folien sind im Prinzip alle thermoplastisch verarbeitbaren Kunststoffe, beispielsweise Polyolefine, Celluloseester, Poly-carbonate, Polyarylsulfone, Polyphenylenoxyde, Polystyrole, 35 Polyalkylenterephthalate und Polyamide sowie Polyvinylchloride und Polyacrylate, insbesondere Polymethylmethacrylate.

Diese sowie ihre Herstellung sind in der DE-OS 2 531 240 mit Ausnahme von Polyvinylchloriden und Polyacrylaten näher beschrieben. Als Polyvinylchloride sind beispielsweise die im 40 Handel erhältlichen PVC-Typen zu verstehen. Als Polyacrylate, insbesondere Polymethylmethacrylate, sind beispielsweise die im Handel befindlichen Plexiglas-Typen zu verstehen.

Die Auswahl der jeweils einzusetzenden Kunststoffe richtet sich nach deren Berechnungsindizes, wobei diese zweck- 45 massig verschieden von denen der jeweilien Glassorte, vorzugsweise grösser als die der jeweiligen Glassorte sind.

Als Glasmaterial sind alle handelsüblichen Glassorten in Kugelform geeignet, wobei bei der Kombination mit den jeweiligen Thermoplasten Rücksicht auf Verarbeitungstemperatu- 50 ren und Gebrauchstemperaturen der Streulichtscheiben zu nehmen ist, und die Schlichte der Glaskugeln auf die Thermoplasten abgestimmt sein soll.

Für alkaliempfindliche Thermoplaste, wie beispielsweise Polycarbonate oder Polyalkylentherephthalate, ist Vorzugs- 55 weise Aluminium-Bor-Silicat-Glas («E-Glas») geeignet.

Als Glaskugeln sind beispielsweise solche mit Durchmessern kleiner als 0,2 mm, vorzugsweise solche mit Durchmessern zwischen 0,001 und 0,05 mm, geeignet.

Der Gehalt an Glaskugeln in den erfindungsgemäss ver- 60 wendbaren Folien liegt beispielsweise zwischen 5 und 50 Gew.-%, vorzugsweise zwischen 20 und 35 Gew.-%, bezogen auf Gesamtgewicht Thermoplast plus Glaskugeln. Soweit nicht bereits aus der DE-OS 2534188 bekannt, werden die Folien aus Glaskugel-gefüllten Thermoplasten sowie ihre Herstellung in es der deutschen Patentanmeldung P 2 721 887.7 beschrieben.

Unter Streulichtscheiben versteht man flächige oder geformte Gebilde mit Wandstärken von beispielsweise 0,005

bis 20 mm, bei denen ein senkrecht auf die Oberfläche der Streulichtscheiben auftreffender Lichtstrahl beim Durch- bzw. Austritt durch diese aus seiner Richtung abgelenkt wird.

Streulichtscheiben werden beispielsweise für Signalelemente in Ein- und Mehrfachkontrollinstrumenten oder Fliessbildern eingesetzt sowie als Projektionsfläche für Durchlicht-projektion. Streulichtscheiben sollen über ihre gesamte Fläche möglichst gleichmässig hell sein.

Je nach Verwendungszweck der Streulichtscheibe kann die Folie aus Glaskugel-gefüllten Thermoplasten als einschichtige Folie quasi selbsttragend eingesetzt werden. Zur Herstellung von grossflächigen Streulichtscheiben kann es jedoch zweckmässig sein, die Folien aus Glaskugel-gefülltem Thermoplast mit einem, vorzugsweise transparenten, Träger zu kombinie-

Als Träger sind besonders Glas oder die für die Herstellung der Folien verwendeten Thermoplaste einsetzbar, wobei sowohl für die Folien und ihre Träger gleichartige als auch verschiedene Thermoplaste eingesetzt werden können.

Ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung von grossflächigen Streulichtscheiben aus Folie und Träger ist das Aufspritzen eines Thermoplasten in flüssigem Zustand auf eine vorgefertigte Folie. Hierbei wird bei Verwendung gleichartiger Thermoplaste für Folie und Träger ein idealer Verbund erzielt, bei Verwendung verschiedenartiger Thermoplaste kann der erzielbare Verbund gegebenenfalls durch eine Klebschicht verbessert werden.

Ein weiteres bevorzugtes Verfahren zur Herstellung von grossflächigen Streulichtscheiben aus Folie und Träger ist die Extrusionsbeschichtung der Streulichtfolie. Bei diesem Verfahren wird die Streulichtfolie als Trägermaterial kontinuierlich mit einer bestimmten Geschwindigkeit in einen temperierten Walzenspalt einlaufen lassen. In diesem Walzenspalt wird gleichzeitig die Schmelze eines thermoplastischen Kunststoffes über eine Breitschlitzdüse aufgegeben, so dass sich der im Schmelzzustand befindliche Thermoplast mit der Streulichtfolie verbindet, wobei gegebenenfalls der Verbund durch vorher auf die Streulichtfolie aufgebrachten Haftvermittler verbessert wird.

Die Temperatur der Walzen wird zweckmässig so eingestellt, dass die in den Walzenspalt eingebrachte Schmelze des thermoplastischen Kunststoffes an der Kontaktfläche der Walze erstarrt, so dass der auf diese Weise erhaltene Verbund von Streulichtfolie und Träger kontinuierlich abgezogen und aufgewickelt bzw. in Formate geschnitten und gestapelt werden kann.

Das optische Auflösungsvermögen von Streulichtscheiben ist definiert durch den geringsten Abstand zweier Punkte, der noch abgebildet wird. Eine Masszahl für das optische Auflösungsvermögen ist die Anzahl Linien pro mm, die bei den beschriebenen Streulichtscheiben bis zu 100 Linien pro mm beträgt, während für die Streulichtscheiben gemäss DE-OS 25 31 240 maximal 10 Linien pro mm erreicht werden.

Der Halbwertswinkel ist der von der Senkrechten abweichende Winkel, bei dem die Lichtintensität eines senkrecht auf die Streulichtscheibe treffenden Lichtstrahls einer punktförmigen Lichtquelle auf die Hälfte der Ausgangsintensität bei senkrechter Betrachtung abnimmt.

Derartige Streulichtscheiben sind somit besonders für eine extrem seitliche Betrachtungsweise geeignet.

Ein Mass für die Flexibilität ist die Reissdehnung nach DIN 53 455.

Den für die Streulichtscheiben einzusetzenden Thermoplasten können die bekannten Stabilisatoren zugesetzt sein.

Die einzusetzenden Folien können gegebenenfalls die üblicherweise zu verwendenden Farbstoffe und/oder Pigmente enthalten.

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Beispiel 1

Eine Folie aus Polycarbonat auf Basis Bisphenol A, mit einer relativen Viskosität von 1,32 und einem M* von 33 000 (gemessen durch Gelchromatographie), die 30 Gew.-% Glaskugeln aus «E-Glas» mit einem Durchmesser ^ 30 |j,m enthält und eine Dicke von 120 (im hat, zeigt im Vergleich zu glasfaserverstärkter Folie folgende Eigenschaften:

Erfindungsgemäss verwendete Folie

Folie mit 30 Gew.-% Glasfasern

Lichtdurchlässigkeit

76

50

%

Auflösung (Linien

73

10

pro mm)

Halbwertswinkel

14°

6°

Erfindungsgemäss verwendete Folie

Folie mit 20

Gew.-%

Glasfasern

Lichtdurchlässigkeit

80

55

%

Auflösung (Linien

100

10

pro mm)

Halbwertswinkel

13°

3°

Beispiel 3

Eine Folie aus Celluloseacetobutyrat mit einem Essigsäuregehalt von 21 bis 23 Gew.-% und einem Buttersäuregehalt zwischen 42 und 45 Gew.-% und einem Weichmacheranteil von 10 Gew.-%, die 30 Gew.-% Glaskugeln aus «A-Glas» mit einem Durchmesser zwischen 5 und 12 |o.m enthält und eine Dicke von 180 n,m hat, zeigt im Vergleich zu glasfaserverstärkter Folie folgende Eigenschaften:

Erfindungsgemäss verwendete Folie

Folie mit 30

Gew.-%

Glasfasern

Lichtdurchlässigkeit

72

45

%

Auflösung (Linien

100

12

pro mm)

Halbwertswinkel

16°

4°

Beispiel 2

Eine Folie aus Polysulfon, das durch Kondensation von Bisphenol A und 4,4'-Dichlordiphenylsulfon hergestellt wurde, die 20 Gew.-% Glaskugeln aus «E-Glas» mit einem Durchmesser ^ 20 |im enthält und eine Dicke von 200 um hat, zeigt im Vergleich zu glasfaserverstärkter Folie folgende Eigenschaften:

25

35

40

Beispiel 4

Herstellung der Folie gemäss Beispiel 1 erfolgt in der Weise, dass das glaskugelhaltige Polycarbonat-Granulat in einem Einwellenextruder mit Dreizonenschnecke oder in einem Mehrwellenextruder bei 290 °C aufgeschmolzen, die Schmelze über eine Breitschlitzdüse ausgedrückt und über eine Chillroll-Anlage abgezogen wird. Die so erhaltene Folie kann freitragend verwendet oder aber mit einem Träger versehen werden, dessen Dicke bis zu 10 mm betragen kann. Als Trägermaterial ist Glas oder ein transparenter thermoplastischer Kunststoff geeignet. Die Extrusion der Folie kann auch bei 260 oder 340 °C erfolgen.

Ein bevorzugtes Verfahren ist das Hinterspritzen der nach dem beschriebenen Verfahren hergestellten Streulichtfolie. Hierzu wird die beschriebene Streulichtfolie in ein Spritzgusswerkzeug eingelegt und mit der Schmelze eines thermoplastischen Kunststoffes hinterspritzt. Verwendet man als Trägermaterial einen thermoplastischen Kunststoff auf anderer Basis als Polycarbonat, kann gegebenenfalls zur Verbesserung der Verbundhaftung zwischen Folie und Träger ein Haftmittel verwendet werden.