[发明专利]具有高尺寸稳定性的用于各向异性光散射的挤出聚合物片材

说明书

发明领域

本发明涉及一种透明塑料模塑组合物，向其中配混入散射体和/或玻璃纤维，以便随后以半成品形式挤出。塑料模塑件具有带有优选散射方向的优异的光散射能力，同时具有良好的机械性能。

背景技术

为了实现各向异性的光散射，已经应用各种不同的原理。关于本发明而言最重要的在此是如下方面：

1.将一种聚合物基体，其含有由另一种聚合物材料形成的球形散射珠粒，以机械方式进行单轴拉伸，并且

2.玻璃纤维，其在聚合物基体中彼此平行地取向。

主要由3M公司研究并提出一种构型，其中球状散射颗粒配混入一种聚合物基体中，在此这些散射颗粒具有与基体不一致的折射率。然后，将整个聚合物片材单轴拉伸，这同时导致球状颗粒的拉伸变形，所述球状颗粒因此呈现椭圆形状。这种形状然后导致整个材料的各向异性的散射行为。

WO02/057384(3M)描述了一种聚合物组合物，其由粘合剂和包埋入其中的纵向结构组成。该粘合剂是光学各向同性的并且所述两种材料的折射率相差至少0.01。所述纵向结构由塑料组成。

WO02/071148(3M)描述了一种显示屏，在其上施加有一种粘合剂，在该粘合剂中分散有纵向结构。该纵向结构是与WO02/057384中相同的那些。

WO2004/106989(Eastman Kodak)描述了一种由两种聚合物组成的聚合物薄膜，其具有各向异性的光学性能。除了通过纵向部分的加权平均的光折射以外，通过位于薄膜表面上的三维结构的光折射效果也得到增强。

US-OS 2005/0036199(3M)描述了一种屏，在其上存在有一种粘合剂，在该粘合剂中存在有一定数量的稍带长形的结构。所述粘合剂和稍带长形的结构的折射率相差至少0.01。非必要地，还可以存在有起偏振器、Fresnel透镜或反射器。

US-PS 5940211(US Philips Corp.)描述了一种光学体系，其将透射的光偏振化并因此实现光强度的各向异性分布。

US-PS 6123877(Nashua Corporation)描述了一种制备各向异性光束的方法，其中将光束通过具有不同折射率的聚合物基体而导过。折射率差通过球形颗粒产生。

US-OS 2003/0175466(Sughrue Mion)描述了一种具有各向异性光折射的薄膜，该各向异性光折射通过在聚合物基体中布置小棒状的结构而实现。小棒向一个方向取向，并且小棒的沿轴向的折射率与基体的沿相应方向的折射率不同。小棒具有的直径小于200μm并且具有的长度为大于800μm。所述小棒由液晶型芳族聚酯组成。在现有技术中并没有讨论各向异性塑料模塑件的机械性能的改进。

European Polymer Journal 41(2005)1729-1737。Kim描述了热-物理性能、空气湿度和刚性对由基体材料PMMA构成的漫射体片材的影响，所述基体材料经采用玻璃纤维改性。Kim发现，玻璃纤维的添加在所述环境条件的影响下显著降低翘曲(弯曲)。在此他只能察觉到对光学性能的很低的影响，特别是他没有发现各向异性的散射性能。他发现了如下机械性能：

1.随着玻璃纤维含量的提高，储能模量增加(2.2→3.2GPa，在T＝25℃下)

2.玻璃化转变温度向上移动，T_g为111.7→113.3℃(20％GF比例)

3.水吸收显著下降(24h：0.4％→0.2％)

4.翘曲下降。

目的和解决方案

鉴于所讨论的现有技术，本发明的目的是提供具有改进的散射行为的另一种光学散射体，其此外还具有良好的机械性能并因此可以没有问题地加工。本发明的另一个目的是，提供一种用于制备各向异性的塑料模塑件的简单并且廉价的方法。

本发明目的通过根据权利要求1的光散射体而实现，所述光散射体可根据权利要求8的挤出方法获得。

适用的透明塑料有聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、环烯烃共聚物(COC)、聚苯乙烯(PS)和以上述单体的任意组合形成的共聚物。非必要地，塑料模塑组合物还可以被提供有抗冲击性。特别优选使用透明PMMA模塑组合物。