DE19914766B4 - Kunststoff-Fensterscheibe und Verfahren zur Herstellung derselben - Google Patents

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Abstract

Kunststoff-Fensterscheibe, die ein transparentes, nichtkristallines, organisches, zumindest aus einer Gruppe bestehend aus Acrylharz, Polycarbonatharz, styrolhaltiges Harz und Polyolefinharz ausgewähltes Polymer (1) und in dem Polymer (1) dispergierte Siliciumdioxidteilchen (2) mit einer Teilchengröße nicht größer als die Wellenlängen des sichtbaren Lichts aufweist, und die gemäß einem ersten Verfahren oder einem zweiten Verfahren hergestellt ist, wobei das erste Verfahren aufweisend:
– Bereitstellen eines ersten Lösungsmittels, in dem die Siliciumdioxidteilchen (2) dispergiert sind, und eines zweiten Lösungsmittels, in dem das Polymer (1) gelöst ist;
– Mischen des ersten Lösungsmittels und des zweiten Lösungsmittels, um eine Harzmischung zu erhalten;
– Sedimentieren der Harzmischung mit einem dritten Lösungsmittel; und
– Verformen der Harzmischung unter Wärmeeinwirkung,
wobei das zweite Verfahren aufweisend:
– Bereitstellen der Siliciumdioxidteilchen (2);
– Mischen der Siliciumdioxidteilchen (2) in das Polymer (1), welches sich in einem Prozeß der Bildung des organischen Polymers (1) befindet, um eine...

Description

  • Diese Erfindung betrifft eine Kunststoff-Fensterscheibe und ein Verfahren zur Herstellung der Kunststoff-Fensterscheibe gemäß den Patentansprüchen, durch das die Stärke, Festigkeit und Oberflächenhärte der Kunststoff-Fensterscheibe verbessert und der Wärmeausdehnungskoeffizient gesenkt werden kann, ohne daß die Lichtdurchlässigkeit gesenkt wird.
  • Bei Kraftfahrzeugen bedecken Glasscheiben (anorganisches Glas) üblicherweise einen großen Teil der äußeren Fläche und stellt daher vom Gesichtspunkt der Fahrzeugführung und der äußeren Erscheinung einen wichtigen Bestandteil dar. Die Freiheiten in der Formgebung der Glasscheiben ist groß, da mittlerweile eine Vielzahl von gebogenen Glasscheiben verfügbar sind. Des weiteren steigt die durch die Glasscheiben zu bedeckende Fläche weiter an. Dementsprechend wird sowohl ein leichtes Gewicht als auch eine Sicherheit bei Glasscheiben zur Verwendung in Kraftfahrzeugen benötigt. Angesichts dessen wurde vorgeschlagen, eine Scheibe aus organischem Glas anstelle von anorganischen Glasscheiben zu verwenden. Organische Glasscheiben können jedoch nur schwer für große Fenster eines Kraftfahrzeugs verwendet werden. Um dies zu lösen, wurde bislang vorgeschlagen, Glasfaser als Verstärkungsmaterial dem organischen Glas hinzuzufügen, so daß die Festigkeit der organischen Glasscheibe verbessert werden kann; üblicherweise weist jedoch Glasfaser einen Durchmesser von ungefähr 10 Mikron und eine Länge von ungefähr 200 Mikron auf und läßt daher das sichtbare Licht nicht durch die organische Glasscheibe passieren, so daß die organische Glasscheibe aufgrund der Reflexion des sichtbaren Lichts lichtundurchlässig wird. Im Ergebnis ist es schwer, das Gesichtsfeld sicherzustellen und daher sind solche organische Glasscheiben aus dem Gesichtspunkt der Sicherheit nicht praktikabel.
  • Außerdem weist organisches Glas verglichen zu anorganischem Glas eine niedrige Oberflächenhärte auf und neigt daher beim Schrubben durch einen Scheibenwischer leichter zu zerkratzen. Im Ergebnis ist es schwierig, organisches Glas bei einer Fensterscheibe für ein Kraftfahrzeug zu verwenden. Um dies zu lösen, wurde vorgeschlagen, eine Oberflächenbehandlung mit einer organischen Silanverbindung an der Oberfläche der organischen Glasscheibe durchzuführen. Jedoch weist die organische Glasscheibe selbst mit einer derartigen Oberflächenbehandlung eine derart niedrige Oberflächenhärte auf, daß die organische Glasscheibe bei Verwendung über einen langen Zeitraum eine unzureichende Kratzfestigkeit aufweist.
  • Des weiteren wurde vorgeschlagen, daß ein anorganisches Glas auf die Oberfläche der organischen Glasscheibe auflaminiert wird, um eine hohe Festigkeit und Oberflächenhärte sicherzustellen. Eine derartig laminierte Scheibe kann jedoch zu einer Trennung des anorganischen Glases von dem organischen Glas aufgrund des Unterschieds im Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen diesen bewirken. Dies macht es schwierig, das Gesichtsfeld sicherzustellen und daher ist eine derartige laminierte Scheibe nicht praktikabel.
  • Kürzlich wurde eine Beschichtung von Siliciumdioxidteilchen auf einem Kunststoffbogen durchgeführt, um die Oberfläche des Kunststoffbogens zu härten und die Festigkeit des Kunststoffbogens zu verbessern, der als eine Speicherscheibe aus Kunststoff für ein elektronisches Bauteil verwendet wurde. Bei dieser Technik werden jedoch unter Vakuum Siliciumdioxidteilchen auf die Oberfläche des Kunststoffbogens oder der Basis aufgetragen und daher ist die Technik nicht für große Teile geeignet, da ihre Effizienz bei der Herstellung niedrig ist.
  • Zusätzlich zu dem oben aufgeführten wurde eine Vielzahl von Vorschlägen bezüglich Verbesserunge in und um organisches Glas gemacht, wie sie in dem Patent JP 07-47644, den vorläufigen Patentferoffentrichnungen JP 05-86241, JP 05-194851, JP 05-306370, JP 06-41346, JP 06-248176, JP 07-26123 und einem Artikel (S. 144) und einem weiteren Artikel (Seiten 137 bis 140) in der japanischen Technikzeitschrift "Tosou-kougaku (Painting Engineering)", Vol. 32, Nr. 4 (1997) offenbart sind.
  • Keine dieser obigen früheren Technologien zur Verbesserung der Eigenschaften von organischem Glas konnte jedoch eine Kunststoff-Fensterscheibe vorsehen, die Eigen schaften aufweist, die für Fensterscheiben (beispielsweise der Windschutzscheibe und ähnlichem) eines Kraftfahrzeugs geeignet sind.
  • Aus DE 42 25 309 A1 sind Suspensionen für die Herstellung gefüllter Gießharze bekannt, die aus 40 bis 80 Gew.-% eines anorganischen Füllstoffs, 60 bis 20 Gew.-% einer flüssigen, polymerisierbaren, organischen Vorstufe und 0 bis 5 Gew.-Teile bezogen auf die Summe des Füllstoffs und der Vorstufe einer polymerisierbaren Organosiliciumverbindung als Haftvermittler bestehen.
  • US 5,492,769 zeigt ein Verfahren zur Verbesserung der Oberflächenhärte bzw. der Widerstandfähigkeit gegen Verkratzung eines Formkörpers durch Einbettung von Partikeln aus Siliciumdioxid in die Oberflächenschicht eines polymerisierten Trägermaterials.
  • Hierbei weisen die Partikeln eine Teilchengröße im Submikrobereich auf.
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Kunststoff-Fensterscheibe bereitzustellen, die eine hohe Stärke, Festigkeit und Oberflächenhärte sowie einen niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten im Vergleich zu einer Scheibe aus einem einzigen durchsichtigen Harz aufweist, ohne daß eine Lichtdurchlässigkeit eines transparenten Polymers, das als eine Matrix dient, gesenkt wird.
  • Ferner liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, Verfahren zum Herstellen einer Kunststoff-Fensterscheibe bereitzustellen, die die Stärke, Festigkeit und Oberflächenhärte der Scheibe verbessern.
  • Hinsichtlich der Kunststoff-Fensterscheibe wird diese Aufgabe erfindungsgemäß gelöst, durch eine Kunststoff-Fensterscheibe, die ein transparentes, nichtkristallines, organisches, zumindest aus einer Gruppe bestehend aus Acrylharz, Polycarbonatharz, styrolhaltiges Harz und Polyolefinharz ausgewähltes Polymer und in dem Polymer dispergierte Siliciumdioxidteilchen mit einer Teilchengröße nicht größer als die Wellenlängen des sichtbaren Lichts aufweist, und die gemäß einem ersten Verfahren oder einem zweiten Verfahren hergestellt ist, wobei das erste Verfahren aufweisend Bereitstellen eines ersten Lösungsmittels, in dem die Siliciumdioxidteilchen dispergiert sind, und eines zweiten Lösungsmittels, in dem das Polymer gelöst ist; Mischen des ersten Lösungsmittels und des zweiten Lösungsmittels, um eine Harzmischung zu erhalten; Sedimentieren der Harzmischung mit einem dritten Lösungsmittel; und Verformen der Harzmischung unter Wärmeeinwirkung, wobei das zweite Verfahren aufweisend Bereitstellen der Siliciumdioxidteilchen; Mischen der Siliciumdioxidteilchen in das Polymer, welches sich in einem Prozeß der Bildung des organischen Polymers befindet, um eine Harzmischung zu erhalten; Sedimentieren der Harzmischung mit einem Lösungsmittel; und Verformen der Harzmischung unter Wärmeeinwirkung.
  • Hinsichtlich der Verfahren zum Herstellen einer Kunststoff-Fensterscheibe, wird die Aufgabe nach einem ersten Aspekt erfindungsgemäß gelöst, durch ein Verfahren zum Herstellen einer Kunststoff-Fensterscheibe, mit den Schritten Bereitstellen eines ersten Lösungsmittels, bei dem Siliciumdioxidteilchen mit einer Teilchengröße nicht größer als die Wellenlänge des sichtbaren Lichts dispergiert sind, und eines zweiten Lösungsmittels, in dem ein transparentes, nichtkristallines, organisches, zumindest aus einer Gruppe bestehend aus Acrylharz, Polycarbonatharz, styrolhaltiges Harz und Polyolefinharz ausgewähltes Polymer gelöst ist; Mischen des ersten Lösungsmittels und des zweiten Lösungsmittels, um eine Harzmischung zu erhalten; Sedimentieren der Harzmischung mit einem dritten Lösungsmittel; und Verformen der Harzmischung unter Wärmeeinwirkung, oder mit den Schritten Bereitstellen von Siliciumdioxidteilchen mit einer Teilchengröße nicht größer als die Wellenlängen des sichtbaren Lichts; Mischen der Siliciumdioxidteilchen in das Polymer, welches sich in einem Verfahren der Bildung des organischen Polymers befindet, um eine Harzmischung zu erhalten; Sedimentieren der Harzmischung mit einem Lösungsmittel; und Verformen der Harzmischung unter Wärmeeinwirkung.
  • Ferner wird die Aufgabe nach einem zweiten Aspekt erfindungsgemäß gelöst, durch ein Verfahren zum Herstellen einer Kunststoff-Fensterscheibe, die eine Kunststoffscheibe aus einem transparenten, nichtkristallinen, organischen zumindest aus einer Gruppe bestehend aus Acrylharz, Polycarbonatharz, styrolhaltiges Harz und Polyolefinharz ausgewählten Polymer und einer Deckschicht aufweist, wobei die Deckschicht auf einer Oberfläche der Kunststoffscheibe vorgesehen ist, aus einem transparenten, nichtkristallinen, organischen Polymer gebildet ist, Siliciumdioxidteilchen mit einer Teilchengröße nicht größer als die Wellenlängen des sichtbaren Lichts enthält, und eine Abstufung in einer Konzentration der Siliciumdioxidteilchen aufweist, bei der die Konzentration der Si liciumdioxidteilchen sich in Richtung einer Mitte der Dicke der Kunststoffscheibe allmählich senkt, und wobei die Deckschicht eine oberflächennächste Schicht mit der Konzentration an Siliciumdioxidteilchen im Bereich von 50 bis 92 Gew.-% beinhaltet, mit den Schritten Bereitstellen eines ersten Lösungsmittels, in dem die Siliciumdioxidteilchen dispergiert sind, und eines zweiten Lösungsmittels, in dem das Polymer gelöst ist; Mischen des ersten Lösungsmittels und des zweiten Lösungsmittels, um eine Harzmischung mit einem Verhältnis in Gewichtsprozent zwischen Siliciumdioxidteilchen und organischem Polymer von 41/59 bis 79/21 Gew.-% zu erhalten; Sedimentieren der Harzmischung in einem dritten Lösungsmittel, um eine Harzlösung zu bilden; Auftragen der Harzlösung auf die Kunststoffscheibe; und Trocknen der Harzlösung auf der Kunststoffscheibe bei einer Temperatur im Bereich von 18 bis 25°C und bei einer Trocknungsrate im Bereich von 16 bis 32 kg/m2·h, um so die Deckschicht zu bilden, oder mit den Schritten Bereitstellen der Siliciumdioxidteilchen; Mischen der Siliciumdioxidteilchen in das organische Polymer, welches sich in einem Prozeß der Bildung des organischen Polymers befindet, um eine Harzmischung zu erhalten; Sedimentieren der Harzmischung in einem Lösungsmittel, um eine Harzlösung zu bilden; Auftragen der Harzlösung auf die Kunststoffscheibe; und Trocknen der Harzlösung auf der Kunststoffscheibe bei einer Temperatur im Bereich von 18 bis 25°C und einer Trocknungsrate im Bereich von 16 bis 32 kg/m2·h, um die Deckschicht zu bilden.
  • Vorteilhafterweise kann die Dicke der verbesserten Kunststoff-Fensterscheibe verringert werden und somit deren Gewicht im Vergleich zu einer herkömmlichen organischen Glasscheibe reduziert werden, weil die Kunststoff-Fensterscheibe bezüglich ihrer Stärke und Festigkeit verbessert ist. Weiterhin wird vorteilhafterweise der Wärmeausdehnungskoeffizient der verbesserten Kunststoff-Fensterscheibe verringert, so daß sie selbst sich bei hohen Temperaturen nicht ungleichmäßig verformen kann, da die Kunststoff-Fensterscheibe einen niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist.
  • Weitere bevorzugte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes sind in den Unteransprüchen dargelegt. Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen und zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigen:
  • 1 eine bruchstückhafte Schnittansicht eines bevorzugten Ausführungsbeispiels einer Kunststoff-Fensterscheibe; und
  • 2 eine bruchstückhafte Schnittansicht eines weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiels der Kunststoff-Fensterscheibe.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Kunststoff-Fensterscheibe eine Kunststoffscheibe 1 aus einem transparenten, nichtkristallinen (amorphen), organischen zumindest aus einer Gruppe bestehend aus Acrylharz, Polycarbonatharz, styrolhaltiges Harz und Polyolefinharz ausgewählten Polymer; und Siliciumdioxidteilchen 2, die in der Kunststoffscheibe dispergiert sind und eine Teilchengröße nicht größer als die Wellenlängen des sichtbaren Lichts aufweisen, wie dies in 1 gezeigt ist. Die Kunststoff-Fensterscheibe wird durch ein erstes Verfahren oder ein zweites Verfahren hergestellt. Das erste Verfahren umfaßt (a) Bereitstellen eines ersten Lösungsmittels, in dem die Siliciumdioxidteilchen mit einer Teilchengröße nicht größer als die Wellenlängen des sichtbaren Lichts dispergiert sind, und eines zweiten Lösungsmittels, in dem das transparente, nichtkristalline, organische zumindest aus einer Gruppe bestehend aus Acrylharz, Polycarbonatharz, styrolhaltiges Harz und Polyolefinharz ausgewählte Polymer gelöst ist; (b) Mischen des ersten Lösungsmittels und des zweiten Lösungsmittels, um eine Harzmischung zu erhalten; und (c) Formen der Harzmischung unter Wärmeeinwirkung. Das zweite Verfahren umfaßt (a) Bereitstellen der Siliciumdioxidteilchen mit einer Teilchengröße nicht größer als die Wellenlängen des sichtbaren Lichts; (b) Mischen der Siliciumdioxidteilchen in das organische Polymer, welches sich in einem Prozeß der Bildung des organischen Polymers befindet, um eine Harzmischung zu erhalten; und (c) Formen der Harzmischung unter Wärmeeinwirkung. Die Kunststoff-Fensterscheibe wird beispielsweise als Fenster eines Kraftfahrzeugs und anstelle eines herkömmlichen Glases für eine Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeugs verwendet. Es ist verständlich, daß die Kunststoff-Fensterscheibe für andere Fenster, durch die sichtbares Licht fällt, verwendet werden kann.
  • Um im allgemeinen die Stärke und Festigkeit von organischem Glas oder transparentem, nichtkristallinem (amorphen), glasähnlichem Kunststoff zu erhöhen, wurde vorgeschlagen, hochfeste und steife Moleküle als Bestandteile des Kunststoffs zu verwenden, wobei die molekulare Struktur eines organischen Polymers, welches den Kunststoff bildet, berücksichtigt wird. Derartige hochfeste und steife Moleküle weisen jedoch im allgemeinen eine hohe Kristallinität auf, so daß sich die Transparenz des Kunststoffs im allgemeinen verringert, wenn sich die Kristallinität des Kunststoffs erhöht. Angesichts dessen werden erfindungsgemäß Siliciumdioxidteilchen mit einem Durchmesser nicht größer als 380 nm oder dem kleinsten Wert der Wellenlängen des sichtbaren Lichts in ein transparentes, nichtkristallines (amorphes), organisches zumindest aus einer Gruppe bestehend aus Acrylharz, Polycarbonatharz, styrolhaltiges Harz und Polyolefinharz ausgewähltes Polymer gemischt und dispergiert, um dadurch die Festigkeit und Stärke eines transparenten Kunststoffs zu verbessern, während die Transparenz des Kunststoffs sichergestellt ist.
  • Wenn Siliciumdioxidteilchen mit dem Kunststoff oder organischem Polymer in einem geschmolzenen Zustand gemischt und geknetet werden, so führt dies tendenziell dazu, daß sich Siliciumdioxidteilchen ansammeln und der Kunststoff lichtundurchlässig wird. Um angesichts dessen zu verhindern, daß der Kunststoff lichtundurchlässig wird, werden Siliciumdioxidteilchen in einem Lösungsmittel dispergiert, während das transparente, nichtkristalline, organische Polymer in einem anderen Lösungsmittel gelöst wird. Die beiden Lösungsmittel werden miteinander gemischt und dann werden Siliciumdioxidteilchen und das organische Polymer unter Verwendung eines Lösungsmittels, das deren Erstarrung bewirkt, sedimentiert, wodurch die Harzmischung enthaltend die Siliciumdioxidteilchen und das organische Polymer erhalten wird. Dies wird als ein "erstes Herstellverfahren" für die Harzmischung bezeichnet. Dieses Herstellverfahren neigt leicht dazu, daß sich Siliciumdioxidteilchen ansammeln, wenn der Betrag der Siliciumdioxidteilchen, die gemischt werden sollen, über ein bestimmtes Niveau steigt. In einem solchen Fall kann das folgende Herstellverfahren verwendet werden: in einem Lösungsmittel aufgelöste Siliciumdioxidteilchen werden dem transparenten, nichtkristallinen, organischen Polymer in einem Prozeß oder Verlauf der Bildung des organischen Polymers hinzugefügt und dann wird ein Reaktionssystem des Polymers gemischt. Dann werden das Polymer und die Siliciumdioxidteilchen mit einem Lösungsmittel zur Erstarrung derselben sedimentiert, um dadurch die Harzmischung enthaltend die Siliciumdioxidteilchen und das organische Polymer zu erhalten. Dieses Herstellverfahren wird als "zweites Herstellverfahren" der Harzmischung bezeichnet. Das organische Polymer wird unter einer Polymerisationsreaktion gebildet, die durch eine der Polymerisationsverfahren wie beispielsweise Suspensionspolymerisation, Lösungspolymerisation, Emulsionspolymerisation, Feststoffpolymerisation und ähnlichem erhalten wird.
  • Die Siliciumdioxidteilchen, die einen Teil der Kunststoff-Fensterscheibe gemäß der vorliegenden Erfindung bilden, weisen eine Teilchengröße (Durchmesser) nicht größer als der kleinste Wert (380 nm) der Wellenlängen des sichtbaren Lichts auf. Eine derartige Teilchengröße der Siliciumdioxidteilchen wird ausgewählt, um die Lichtdurchlässigkeit der Kunststoff-Fensterscheibe sicherzustellen. Die Teilchengröße der Siliciumdioxidteilchen liegt vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von 5 bis 20 nm, in dem die Kunststoff-Fensterscheibe eine besonders hohe Gesamtlichtdurchlässigkeit und Rockwell-Härte aufweist. Die Siliciumdioxidteilchen, die einen Teil der Kunststoff-Fensterscheibe gemäß der vorliegenden Erfindung bilden, sind auf dem Markt, wie in der Tabelle 1 gezeigt, verfügbar. Es ist verständlich, daß alle Siliciumdioxidteilchen an ihrer Oberfläche mit Hydroxylgruppen oder Methylgruppen versehen sein können, wie in Tabelle 1 gezeigt, bei der eine Hydroxylgruppe oder eine Methylgruppe chemisch mit den Siliciumatomen des Siliciumdioxidteilchens verbunden sind.
  • Durch weitere Verringerung der Teilchengröße der Siliciumdioxidteilchen wird angenommen, daß die Siliciumdioxidteilchen in einem Raum zwischen benachbarten Molekülen des Polymers angeordnet sind, so daß die Verteilung der Siliciumdioxidteilchen weiter verbessert wird. Dies kann die Transparenz, die Oberflächenhärte, die Biegefestigkeit und den elastischen Biegemodul der Kunststoff-Fensterscheibe stark verbessern und den linearen Ausdehnungskoeffizienten der Kunststoff-Fensterscheibe verringern. Diesbezüglich ist die Teilchengröße der Siliciumdioxidteilchen mehr innerhalb eines Bereichs von 5 bis 10 nm bevorzugt.
  • Die Form der Siliciumdioxidteilchen kann kugelförmig, plattenförmig, nadelförmig und dergleichen sein. In dem Fall, daß die Form nicht kugelförmig ist, kann die Teilchengröße (Durchmesser) der Siliciumdioxidteilchen durch Mitteln einer Vielzahl von Abmessungen, die den Durchmessern entsprechen, gemessen werden.
  • Bei dem oben aufgeführten ersten Herstellungsverfahren ist das transparente, noch nichtkristalline, organische Polymer ein Oligomer und/oder ein Polymer aus Acrylharz, Polycarbonatharz, styrolhaltigem Harz (wie beispielsweise Polystyrol), einem Polyolefinharz. Das transparente, organische Polymer ist vorzugsweise ein syndiotaktisches Polypropylenharz (wie beispielsweise ein Polyolefinharz), welches in Anwesenheit eines metallocenen Katalysators synthetisiert wurde. Unter Verwendung eines syndiotaktischen Polypropylenharzes, welches eine höhere Transparenz aufweist als ein gewöhnliches Polypropylenharz, und durch die Verwendung von Siliciumdioxidteilchen mit einer nochmals geringeren Teilchengröße, so daß die Siliciumdioxidteilchen im Raum zwischen benachbarten Molekülen des Polymers angeordnet sind, kann die Transparenz, Oberflächenhärte, Biegefestigkeit und der elastische Biegemodul stark verbessert und der lineare Ausdehnungskoeffizient verringert werden.
  • Es ist bevorzugt, daß eine oder beide der einander gegenüberliegenden Oberflächen der Kunststoff-Fensterscheibe mit einer harten Deckschicht aus einer organischen Silanverbindung bedeckt sind, so daß sie die Oberfläche der Kunststoff-Fensterscheibe härten. Dies verbessert die Oberflächenhärte der Kunststoff-Fensterscheibe weiter im Vergleich zu der Kunststoff-Fensterscheibe, die nur unter der Wirkung der Siliciumdioxidteilchen gehärtet wurde. Zusätzlich ist es bevorzugt, daß die harte Deckschicht ein Mittel zur Absorption der ultravioletten Strahlen enthält, wodurch die Wetterfestigkeit des syndiotaktischen Polypropylenharzes verbessert wird.
  • Beim zweiten Herstellverfahren ist das transparente, nichtkristalline, organische Polymer dasselbe wie beim ersten Herstellverfahren. Zusätzlich wird bei dem zweiten Herstellverfahren ein Monomer zur Bildung des transparenten, nichtkristallinen, organischen Polymers durch die oben erwähnten Polymerisationsverfahren polymerisiert. Das Monomer ist beispielsweise im Fall der Bildung von Acrylharz ein Methylmethacrylat. Bei dem zweiten Herstellverfahren werden Siliciumdioxidteilchen der vorliegenden Erfindung in das Reaktionssystem des Monomers im Prozeß oder Verlauf der Polymerisation des Monomers hinzugefügt. Das transparente, nichtkristalline, organische Polymer ist ein Oligomer und/oder ein zumindest aus einer Gruppe bestehend aus Acrylharz, Polycarbonatharz, styrolhaltiges Harz (wie beispielsweise Polystyrol), und Polyolefinharz ausgewähltes Polymer.
  • Beim ersten Herstellverfahren werden die beiden Arten von Lösungsmittel verwendet, bei denen Siliciumdioxidteilchen in dem einen Lösungsmittel dispergiert sind, während das transparente, kristalline, organische zumindest aus einer Gruppe bestehend aus Acrylharz, Polycarbonatharz, styrolhaltiges Harz und Polyolefinharz ausgewählte Polymer im anderen Lösungsmittel gelöst ist. Die beiden Arten der Lösungsmittel können die gleichen oder unterschiedlich voneinander sein, und daher kann ein jedes Lösungsmittel ein beliebiges Lösungsmittel sein, solange das vorangehende Lösungsmittel ein Lösungsmittel ist, bei dem Siliciumdioxidteilchen dispergiert werden können, während das letztere Lösungsmittel ein Lösungsmittel sein muß, bei dem das organische Polymer gelöst werden kann.
  • Bei dem zweiten Herstellungsverfahren werden Siliciumdioxidteilchen in einem Lösungsmittel dispergiert. Das Monomer (zum Bilden des transparenten, kristallinen, organischen Polymers) und das Polymer können in einem weiteren Lösungsmittel gelöst sein. Die beiden Arten von Lösungsmittel können dieselben oder unterschiedlich voneinander sein, und daher kann ein jedes Lösungsmittel ein beliebiges Lösungsmittel sein, solange das erste Lösungsmittel ein Lösungsmittel ist, in dem Siliciumdioxidteilchen gelöst werden können, während das letztere Lösungsmittel ein Lösungsmittel sein muß, bei dem das Monomer und das Polymer gelöst werden können.
  • Bei der Harzmischung gemäß dem ersten und zweiten Herstellverfahren, wird die Oberfläche eines jeden Siliciumdioxidteilchens mit dem organischen Polymer bedeckt und daher sind die Siliciumdioxidteilchen in der Kunststoff-Fensterscheibe gut verteilt, so daß die Kunststoff-Fensterscheibe eine hohe Transparenz aufweist.
  • Die erfindungsgemäße Kunststoff-Fensterscheibe wird als ein Formteil durch Verformen oder Vergießen der Harzmischung, die durch das erste oder zweite Herstellverfahren erhalten wird, unter Wärmeeinwirkung in eine gewünschte Form mit einer Vielzahl von Abmessungen und gekrümmten Flächen, beispielsweise unter Verwendung einer Formgebung mittels Schmelzextrusion, Spritzguß, einem Blasformverfahren und ähnlichem gebracht. Das gegossene Produkt weist einen Wärmeausdehnungskoeffizienten aus, der gegenüber dem eines einzelnen, transparenten, nichtkristallinen Polymers stark verringert ist.
  • Wie in der 2 gezeigt ist, umfaßt ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kunststoff-Fensterscheibe eine transparente Kunststoffscheibe 4; und eine Oberflächen-(Deck-)Schicht 3, die auf einer Oberfläche der Kunststoffscheibe ausgebildet ist und aus einem transparenten, nichtkristallinem (amorphen), organischen zumindest aus einer Gruppe bestehend aus Acrylharz, Polycarbonatharz, styrolhaltiges Harz und Polyolefinharz ausgewählte Polymer 1 gebildet ist und Siliciumdioxidteilchen 2 mit einer Teilchengröße nicht größer als die Wellenlängen des sichtbaren Lichts enthält, wobei die Deckschicht eine Abstufung in einer Konzentration der Siliciumdioxidteilchen aufweist, bei der die Konzentration der Siliciumdioxidteilchen sich allmählich in Richtung einer Mitte der Dicke der Kunststoff-Fensterscheibe verringert und die Deckschicht eine oberflächennächste Schicht mit einer Konzentration an Siliciumdioxidteilchen im Bereich von 50 bis 92 Gew.-% aufweist. Die Kunststoff-Fensterscheibe ist durch ein erstes Verfahren oder ein zweites Verfahren hergestellt. Das erste Verfahren umfaßt (a) Bereitstellen eines ersten Lösungsmittels, in dem die Siliciumdioxidteilchen mit einer Teilchengröße nicht größer als die Wellenlängen des sichtbaren Lichts verteilt ist, und eines zweiten Lösungsmittels, in dem das transparente, nichtkristalline, organische Polymer gelöst ist; (b) Mischen des ersten Lösungsmittels und des zweiten Lösungsmittels, um eine Harzmischung zu erhalten; (c) Lösen der Harzmischung in einem Lösungsmittel, um eine Harzlösung zu bilden; (d) Auftragen der Harzlösung auf die Kunststoffscheibe; und (e) Trocknen der Harzlösung auf der Kunststoffscheibe bei einer Temperatur im Bereich von 18 bis 25°C und bei einer Trocknungsrate im Bereich von 16 bis 32 kg/m2·h, um so die Deckschicht zu bilden. Das zweite Verfahren umfaßt: (a) Bereitstellen der Siliciumdioxidteilchen mit einer Teilchengröße nicht größer als die Wellenlängen des sichtbaren Lichts; (b) Mischen der Siliciumdioxidteilchen in das organische Polymer, welches sich in einem Verfahren der Bildung des organischen Polymers befindet, um eine Harzmischung zu erhalten; (c) Lösen der Harzmischung in einem Lösungsmittel, um eine Harzlösung zu bilden; (d) Auftragen der Harzlösung auf die Kunststoffscheibe; und (e) Trocknen der Harzlösung auf der Kunststoffscheibe bei einer Temperatur im Bereich von 18 bis 25°C und bei einer Trocknungsrate im Bereich von 16 bis 32 kg/m2·h, um so die Deckschicht zu bilden.
  • Hierbei bezeichnet die oberflächennächste Schicht eine Schicht, die zwischen der Deckschicht 3 und einer gedachten Ebene (nicht gezeigt) bestimmt ist, die im wesentlichen parallel zur und getrennt von der Oberfläche der Deckschicht 3 in einer Dickenrichtung der Deckschicht in einem Abstand verläuft, der 1 % der Dicke der Deckschicht 3 entspricht. Der Abstand kann 5% der Dicke der Deckschicht 3 entsprechen. Die Kunststoff-Fensterscheibe wird beispielsweise als ein Fenster eines Kraftfahrzeugs und anstelle eines herkömmlichen Windschutzscheiben-Glases eines Kraftfahrzeugs verwendet. Es ist verständlich, daß die Kunststoff-Fensterscheibe für andere Fenster, durch die sichtbares Licht geleitet ist, verwendet werden kann.
  • Um die Kunststoff-Fensterscheibe zu erhalten, deren Deckschicht eine besonders hohe Härte aufweist, wird die Deckschicht der Kunststoff-Fensterscheibe aus der Harzmischung gebildet, die durch das erste oder zweite Herstellungsverfahren erzeugt wird. Die Deckschicht beinhaltet die oberflächennächste Schicht mit einer hohen Konzentration an Siliciumdioxidteilchen im Bereich von 50 bis 92 Gew.-% und weist eine Abstufung der Konzentration der Siliciumdioxidteilchen auf, bei der die Konzentration der Siliciumdioxidteilchen sich in Richtung der Mitte in einer Dickenrichtung der Kunststoff-Fensterscheibe verringert. Wenn die Konzentration der Siliciumdioxidteilchen der oberflächennächsten Schicht 92 Gew.-% überschreitet, wird der Gehalt des Polymers, das als ein Bindemittel dient, zu klein und daher wird die oberflächennächste Schicht spröde sein. Wenn die Konzentration an Siliciumdioxidteilchen geringer ist als 50 Gew.-%, wird die Härte der oberflächennächsten Schicht unzureichend. Die Konzentration an Siliciumdioxidteilchen in der oberflächennächsten Schicht liegt vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von 70 bis 80 Gew.-%. Im folgenden wird ein Verfahren zur Bildung der oberflächennächsten Schicht diskutiert.
  • Zunächst wird die Harzmischung, die gemäß dem ersten oder zweiten Herstellverfahren erhalten wird, in einem Lösungsmittel gelöst, um die Harzlösung zu erzeugen. Die Harzlösung wird auf die Oberfläche der transparenten Kunststoffscheibe (beispielsweise einer Scheibe aus Acrylharz) aufgetragen. Dann wird die auf diese Weise aufgetragene Harzlösung bei atmosphärischer Temperatur im Bereich von 18 bis 25°C und bei einer Trocknungsrate im Bereich von 16 bis 32 kg/m2·h getrocknet. Bei diesem Vorgang fällt die Konzentration an Siliciumdioxidteilchen in der oberflächennächsten Schicht der Kunststoff-Fensterscheibe innerhalb eines Bereichs von 50 bis 92 Gew.-%. Bei diesem Herstellverfahren ist es bevorzugt, ein Verhältnis (bezüglich des Gewichts) der Siliciumdioxidteilchen und des organischen Polymers (Siliciumdioxidteilchen/organisches Polymer) in der durch das erste oder zweite Herstellverfahren erhaltenen Harzmischung innerhalb eines Bereichs von 41/59 bis 79/21 zu kontrollieren. Dies bewirkt, daß die Konzentration an Siliciumdioxidteilchen in der oberflächennächsten Schicht der Kunststoff-Fensterscheibe innerhalb des Bereichs von 50 bis 92 Gew.-% fällt.
  • Um zu ermöglichen, daß das Verhältnis von Siliciumdioxidteilchen zum organischen Polymer in der Harzmischung, die durch das erste oder zweite Herstellverfahren erhalten wird, innerhalb des Bereichs von 41/59 bis 79/21 fällt, ist es ausreichend, daß ein Verhältnis von Siliciumdioxidteilchen und organischem Polymer (Siliciumdioxidteilchen/organisches Polymer) innerhalb eines Bereichs von 41/59 bis 79/21 bei dem ersten Herstellverfahren kontrolliert wird, und daß ein Verhältnis von Siliciumdioxidteilchen, die während der Polymerisation des organischen Polymers hinzugefügt werden und des zu polymerisierende Monomers innerhalb eines Bereichs von 41/59 bis 79/21 bei dem zweiten Herstellverfahren fällt.
  • Um die mit einer besonders hochfesten Deckschicht und mit einer hohen Biegefestigkeit und einem hohen elastischen Biegemodul gebildete Kunststoff-Fensterscheibe zu erhalten, wird die erfindungsgemäße Kunststoff-Fensterscheibe durch Bilden einer derartigen Deckschicht hergestellt, um eine oberflächennächste Schicht mit einer Konzentration an Siliciumdioxidteilchen im Bereich von 50 bis 92 Gew.-% aufzuweisen und um eine Abstufung in der Konzentration der Siliciumdioxidteilchen zu erhalten, bei der die Konzentration der Siliciumdioxidteilchen sich allmählich in Richtung der Mitte in Dickenrichtung der Kunststoff-Fensterscheibe, wie oben diskutiert, verringert. Diese Kunststoff-Fensterscheibe wird mittels des folgenden Verfahrens hergestellt: Zunächst wird die Harzmischung mit einem Verhältnis von Siliciumdioxidteilchen zu organischem Polymer im Bereich von 41/59 bis 79/21 gelöst, um die Harzlösung vorzubereiten. Die auf diese Weise vorbereitete Harzlösung wird auf die transparente Kunststoffscheibe aufgetragen und bei atmosphärischer Temperatur im Bereich von 18 bis 25°C und bei einer Trocknungsrate im Bereich von 16 bis 32 kg/m2·h getrocknet. Wenn in diesem Fall die Tem peratur des Trocknens unterhalb von 18°C liegt, sinkt der Dampfdruck des Lösungsmittels, um die Verdampfung des Lösungsmittel zu senken, und daher wird einige Zeit benötigt, bis sich die Siliciumdioxidteilchen in den Bereich der Oberfläche der oberflächennächsten Schicht bewegen. Als Ergebnis steigt die Viskosität der Harzlösung derart an, daß sie eine Erstarrung der Harzlösung bewirken, wenn sich noch keine ausreichende Abstufung der Konzentration an Siliciumdioxidteilchen ausgebildet hat. Wenn die Temperatur während des Trocknens 25°C übersteigt, beginnt zunächst das Trocknen der Oberfläche der Deckschicht. Im Ergebnis wird eine Gasblase erzeugt, wenn das Lösungsmittel unter der Oberfläche eines Harzfilms (der Deckschicht) verdampft. Zusätzlich wurden die Oberflächen der Deckschicht gehärtet, bevor die Siliciumdioxidteilchen sich zur oberflächennächsten Schicht der Deckschicht bewegen, und daher ist es unmöglich, die Abstufung in der Konzentration der Siliciumdioxidteilchen zu bilden, bei der die Konzentration an Siliciumdioxidteilchen in der oberflächennächsten Schicht hoch ist.
  • In dem Fall, daß die Trocknungsrate größer als 32 kg/m2·h ist, wird nur die oberflächennächste Schicht der Deckschicht erstarren, so daß die oberflächennächste Schicht keine hohe Konzentration an Siliciumdioxidteilchen aufweisen kann. Wenn die Trocknungsrate kleiner als 16 kg/m2·h ist, wird eine beträchtliche Zeitspanne benötigt, um es den Siliciumdioxidteilchen zu ermöglichen, sich zur oberflächennächsten Schicht aufgrund der Konvektion der Siliciumdioxidteilchen bei der Verdampfung des Lösungsmittels zu bewegen, so daß nur die oberflächennächste Schicht eine hohe Konzentration an Siliciumdioxidteilchen aufweist, und keine Abstufung in der Konzentration an Siliciumdioxidteilchen erzeugt wird.
  • Die Harzlösung wird auf die Oberfläche der transparenten Kunststoffscheibe, beispielsweise durch eine Vielzahl von Verfahren aufgetragen. Die Verfahren umfassen ein Tauchverfahren, bei dem die transparente Kunststoffscheibe in die Harzlösung getaucht wird und dann mit einer konstanten Geschwindigkeit nach oben gezogen wird, um die transparente Kunststoffscheibe mit der Harzlösung zu bedecken, ein Strömungsbeschichtungsverfahren, bei dem die Harzlösung auf die transparente Kunststoffscheibe mittels einer Strömungsbeschichtung unter Verwendung einer Düse aufgetragen wird; ein Gußverfahren, bei dem ein Verformen oder Vergießen der Harzlösung auf der transparenten Kunststoffscheibe durchgeführt wird; und ein Drall- Beschichtungsverfahren, bei dem die Harzlösung auf die transparente Kunststoffscheibe unter Drall-Beschichtung aufgetragen wird. Es ist verständlich, daß eines von einer derartigen Vielfalt von Verfahren in Abhängigkeit von einer benötigten Dicke des beschichteten Films oder der Deckschicht, die auf der Oberfläche der transparenten Kunststoffscheibe ausgebildet ist, ausgewählt wird.
  • Wie oben beschrieben wurde, kann die Festigkeit und Oberflächenhärte der transparenten Kunststoffscheibe wirksam verbessert werden und der Wärmeausdehnungskoeffizient kann verringert werden, ohne daß sich eine Gesamtlichtdurchlässigkeit der transparenten Kunststoffscheibe verringert, indem die Harzlösung auf die Oberfläche der transparenten Kunststoffscheibe aufgetragen wird. Die Harzlösung wurde vorbereitet, indem die Harzmischung im organischen Lösungsmittel gelöst wurde. Die Harzmischung wurde durch das Mischen von Siliciumdioxidteilchen (beispielsweise kugelförmige Siliciumdioxidteilchen), die im Lösungsmittel dispergiert sind und einen Durchmesser im Bereich von 5 bis 20 nm (nicht größer als die Wellenlängen des sichtbaren Lichts) aufweisen, und des transparenten, nichtkristallinen, organischen zumindest aus einer Gruppe bestehend aus Acrylharz, Polycarbonatharz, styrolhaltiges Harz und Polyolefinharz ausgewählten Polymers, das im Lösungsmittel gelöst ist, oder wurde durch Mischen der oben genannten Siliciumdioxidteilchen im nichtkristallinen, organischen Polymer, welches sich im Verlauf der Polymerisation befindet, gebildet. Die auf die transparente Kunststoffscheibe aufgetragene Harzlösung wird bei einer vorbestimmten atmosphärischen Temperatur und bei einer vorbestimmten Trocknungsrate getrocknet, wodurch sich eine Abstufung in der Konzentration an Siliciumdioxidteilchen in der Deckschicht der Kunststoff-Fensterscheibe bildet.
  • Die im folgenden beschriebenen Beispiele sind nur zum Zwecke der Erläuterung dargelegt und sollen den Schutzbereich der Erfindung, der in den unten angeführten Ansprüchen bestimmt ist, nicht beschränken.
  • BEISPIEL 1
  • Benzoylperoxid in einer Menge von 0,5 Gewichtsteilen wurde in 100 Gewichtsteilen Methylmethacrylat gemischt, um eine Reaktionsmischung zu bilden. Die Polymerisation der Reaktionsmischung wurde durch Erhitzen der Reaktionsmischung auf 90°C erreicht, während Methylethylketon (Lösungsmittel), in dem Siliciumdioxidteilchen (mit einer Partikelgröße im Bereich von 10 bis 20 nm) verteilt wurden, tröpfchenweise langsam der Reaktionsmischung hinzugefügt wurde. Nach ungefähr 1 Stunde wurde Ethanol als ein Lösungsmittel zur Verfestigung der Reaktionsmischung hinzugefügt, um Siliciumdioxidteilchen und Acrylharz zu sedimentieren. Als Ergebnis wurde eine Harzmischung erhalten, deren Verhältnis (in Gew.-%) zwischen Siliciumdioxidteilchen und Acrylharz (Polymethylmethacrylatharz) 40/60 betrug.
  • Die auf diese Weise erhaltene Harzmischung wurde getrocknet und in ein Muster einer Kunststoff-Fensterscheibe durch ein Verfahren mittels Schmelz-Extrusionsformgebung geformt. Das auf diese Weise gebildete Muster wurde Messungen betreffend die Gesamtdurchlässigkeit, Rockwell-Härte, Biegefestigkeit, dem elastischen Biegemodul, einem linearen Ausdehnungskoeffizienten unterworfen und der Verteilungszustand der Siliciumdioxidteilchen wurde unter Verwendung eines Transmissions-Elektronenmikroskops photographiert. Die Ergebnisse der Messungen sind in Tabelle 2 gezeigt. Die Ergebnisse in Tabelle 2 zeigen, daß das Muster einen hervorragenden Verteilungszustand der Siliciumdioxidteilchen und eine gute Transparenz aufweist. Dabei wurde angenommen, daß dies von der Tatsache abhängt, daß die Oberfläche eines jeden Siliciumdioxidteilchens in der Harzmischung, die das Muster bildete, mit dem Polymer des Polymethylmethacrylats bedeckt war.
  • Es wurde bestätigt, daß das Muster eine hohe Transparenz und eine verbesserte Oberflächenhärte, eine verbesserte Biegefestigkeit, einen verbesserten elastischen Biegemodul und einen verringerten linearen Ausdehnungskoeffizienten verglichen mit einem einzelnen Acrylharz aufwies.
  • BEISPIEL 2
  • Methylethylketon (Lösungsmittel), in das Siliciumdioxidteilchen (mit einer Teilchengröße im Bereich von 10 bis 20 nm) dispergiert wurden, um einen Feststoffgehalt von 66,7 Gewichtsteilen aufzuweisen, wurde tröpfchenweise einer Polymethylmethacrylatlösung zugefügt, welche durch Auflösen von Polymethylmethacrylat in Methylethylketon zube reitet wurde, um einen Feststoffgehalt von 100 Gewichtsteilen aufzuweisen und auf diese Weise eine Mischungslösung zu bilden. Die Mischungslösung wurde gerührt und miteinander vermischt. Dann wurde Ethanol als Lösung für die Erstarrung der Mischungslösung hinzugefügt, um die Siliciumdioxidteilchen und das Polymethylmethacrylatharz zu sedimentieren. Als Ergebnis wurde eine Harzmischung erzielt, welche ein Verhältnis (in Gew.-%) zwischen Siliciumdioxidteilchen und Acrylharz von 40/60 aufwies.
  • Die auf diese Weise erhaltene Harzmischung wurde getrocknet und in ein Muster für eine Kunststoff-Fensterscheibe durch Schmelzextrusionsformen geformt. Das auf diese Weise gebildete Muster wurde Messungen betreffend die Gesamtlichtdurchlässigkeit, die Rockwell-Härte, der Biegestärke, dem elastischen Biegemodul, dem linearen Ausdehnungskoeffizienten unterworfen und der Dispersionszustand der Siliciumdioxidteilchen wurde unter Verwendung eines Transmissions-Elektronenmikroskops photographiert. Die Ergebnisse dieser Messungen sind in der Tabelle 2 gezeigt. Die Ergebnisse der Tabelle 2 zeigen, daß das Muster einen hervorragenden Dispersionszustand der Siliciumdioxidteilchen und eine gute Transparenz aufwies. Es wurde angenommen, daß dies von der Tatsache abhängt, daß bei der Harzmischung, die das Muster bildet, die Oberfläche eines jeden Siliciumdioxidteilchens mit dem Polymer von Polymethylmethacrylat bedeckt war.
  • Es wurde bestätigt, daß das Muster eine hohe Transparenz und eine verbesserte Oberflächenhärte, eine verbesserte Biegefestigkeit, einen verbesserten elastischen Biegemodul und einen verringerten linearen Ausdehnungskoeffizienten verglichen mit einem einzelnen Acrylharz aufwies.
  • BEISPIEL 3
  • Methylethylketon (Lösungsmittel), in dem Siliciumdioxidteilchen (mit einer Teilchengröße im Bereich von 100 bis 200 nm), in einem Feststoffgehalt von 66,7 Gewichtsteilen dispergiert wurden, wurde tröpfchenweise einer Polymethylmethacrylatlösung zugefügt, welche durch Lösen von Polymethylmethacrylat mit einem Feststoffgehalt von 100 Gewichtsteilen erzeugt wurde, um so eine Mischungslösung zu bilden. Die Mischungslösung wurde gerührt und miteinander vermischt. Dann wurde Ethanol als ein Lösungsmit tel der Mischungslösung zur Erstarrung hinzugefügt, um die Siliciumdioxidteilchen und das Polymethylmethacrylatharz zu sedimentieren. Als Ergebnis wurde eine Harzmischung erhalten, die ein Verhältnis (in Gew.-%) von Siliciumdioxidteilchen und Acrylharz von 40/60 aufwies.
  • Die auf diese Weise erhaltene Harzmischung wurde getrocknet und in ein Muster einer Kunststoff-Fensterscheibe mittels einer Schmelzextrusionsformen geformt. Das auf diese Weise gebildete Muster wurde Messungen bezüglich der Gesamtlichtdurchlässigkeit, der Rockwell-Härte, der Biegefestigkeit, dem elastischen Biegemodul, dem linearen Ausdehnungskoeffizienten unterworfen und der Dispersionszustand der Siliciumdioxidteilchen wurde unter Verwendung eines Transmissions-Elektronenmikroskops photographiert. Die Ergebnisse dieser Messungen sind in der Tabelle 2 gezeigt. Die Ergebnisse der Tabelle 2 zeigen, daß das Muster einen guten Dispersionszustand der Siliciumdioxidteilchen und eine gute Transparenz aufwies. Dabei wird angenommen, daß dies von der Tatsache abhängt, daß bei der das Muster bildende Harzmischung die Oberfläche eines jeden Siliciumdioxidteilchens mit dem Polymer von Polymethylmethacrylat bedeckt war.
  • Es wurde bestätigt, daß das Muster eine hohe Transparenz und eine verbesserte Oberflächenhärte, eine verbesserte Biegefestigkeit, einen verbesserten elastischen Biegemodul und einen verringerten linearen Ausdehnungskoeffizienten verglichen mit einem einzelnen Acrylharz aufwies.
  • BEISPIEL 4
  • Eine Harzmischung mit einem Verhältnis (in Gew.-%) zwischen Siliciumdioxidteilchen und einem Polymethylmethacrylatharz von 50/50 wurde durch ein Herstellverfahren ähnlich dem des Beispiels 1 hergestellt. Die Harzmischung wurde mittels einer Pulverisierungsmühle gemahlen, so daß ein Pulver der Harzmischung erhalten wurde. 100 Gewichtsteile des Pulvers wurden mit 10 Gewichtsteilen von geschmolzenem Polymethylmethacrylatharz gemischt und unter Verwendung einer biaxialen Knetung und einer Extrusionsmaschine geknetet, um dadurch transparente Pellets mit einem Verhältnis (in Gew.-%) zwischen Siliciumdioxidteilchen und Polymethylmethacrylatharz von 45/55 zu erhalten. Die Pellets wurden in ein Muster für eine Kunststoff-Fensterscheibe mittels Spritzguß geformt.
  • Das auf diese Weise gebildete Muster wurde Messungen bezüglich der Gesamtlichtdurchlässigkeit, der Rockwell-Härte, der Biegefestigkeit, dem elastischen Biegemodul, dem linearen Ausdehnungskoeffizienten unterworfen und mittels eines Transmissions-Elektronenmikroskops betrachtet, um den Dispersionszustand der Siliciumdioxidteilchen zu untersuchen. Die Ergebnisse der Messungen sind in Tabelle 2 gezeigt. Es wurde bestätigt, daß das Muster eine hohe Transparenz und eine verbesserte Oberflächenhärte, eine verbesserte Biegefestigkeit, einen verbesserten elastischen Biegemodul und einen verringerten linearen Ausdehnungskoeffizienten im Vergleich zu einem einzelnen Acrylharz aufwies.
  • Bei einem ähnlichen Herstellverfahren wie dem für die oben erwähnten Pellets wurden verschiedene Arten von Pellets hergestellt, bei denen der Gehalt an Siliciumdioxidteilchen in den jeweiligen Arten von Pellets unterschiedlich war. Eine jede Art von Pellets wurde in eine flache Scheibe mittels einer Extrusionsformgebung umgeformt und dann einem Blasformverfahren unterworfen, um eine Flasche zu bilden (geformtes Produkt). Es wurde bestätigt, daß die geformten Erzeugnisse aus den verschiedenen Arten von Pellets eine gute Leistungsfähigkeit aufwiesen.
  • Gemäß dem Herstellverfahren von Beispiel 4 wurde die Harzmischung (mit einem Verhältnis in Gew.-% zwischen Siliciumdioxidteilchen und Polymethylmethacrylatharz von 50/50), bei dem die Oberfläche eines jeden Siliciumdioxidteilchens mit Polymethylmethacrylatpolymer bedeckt war, zuvor durch ein Herstellverfahren erzeugt, das ähnlich dem in Beispiel 1 war. Daher hatte das durch das Pulverisieren der Harzmischung erhaltene Pulver eine Struktur, bei dem die Oberfläche eines jeden Siliciumdioxidteilchens mit Polymethylmethacrylatharz bedeckt war. Daher war die Dispersion der Siliciumdioxidteilchen in den geformten Erzeugnissen ausreichend, die durch das Kneten des Pulvers mit dem Polymethylmethacrylatharz unter Verwendung der biaxialen Knetmaschine und durch Verformen des gekneteten Pulvers und des Harzes erhalten wurden. Entsprechend wiesen die geformten Erzeugnisse eine gute Transparenz auf.
  • BEISPIEL 5
  • Eine Harzmischung mit einem Verhältnis (in Gew.-%) von Siliciumdioxidteilchen und Polymethylmethacrylatharz von 60/40 wurde durch ein Herstellverfahren ähnlich dem des Beispiels 1 hergestellt. Die Harzmischung wurde in Methylethylketon gelöst, wodurch eine Harzlösung erzeugt wurde. Dann wurde eine Acrylharzscheibe in die Harzlösung in einem Tank derart getaucht, daß die Acrylharzscheibe vertikal angeordnet war. Die Acrylharzscheibe wurde dann mit einer konstanten Geschwindigkeit nach oben gezogen, wodurch mittels des Eintauchens eine Beschichtung der Harzlösung erreicht wurde. Die auf diese Weise beschichtete Acrylharzscheibe wurde bei 20°C bei einer Trocknungsrate im Bereich von 25 bis 27 kg/m2·h getrocknet, um so ein Muster einer Kunststoff-Fensterscheibe zu erhalten, welche an ihren einander gegenüberliegenden Oberflächen mit Deckschichten beschichtet war.
  • Das auf diese Weise gebildete Muster wurde Messungen bezüglich der Gesamtlichtdurchlässigkeit, der Rockwell-Härte, der Biegefestigkeit, dem elastischen Biegemodul, dem linearen Ausdehnungskoeffizienten unterworfen und der Dispersionszustand der Siliciumdioxidteilchen wurde unter Verwendung eines Transmissions-Elektronenmikroskops photographiert. Die Ergebnisse der Messungen sind in Tabelle 3 gezeigt. Es wurde bestätigt, daß das Muster eine hohe Transparenz und eine verbesserte Oberflächenhärte, eine verbesserte Biegefestigkeit, einen verbesserten elastischen Biegemodul und einen verringerten linearen Ausdehnungskoeffizienten im Vergleich zu einem einzelnen Acrylharz aufwies. Als Ergebnis des Photographierens des Dispersionszustands der Siliciumdioxidteilchen im Muster unter Verwendung des Transmissions-Elektronenmikroskops wurde herausgefunden, daß die Deckschichten eine Abstufung in der Konzentration der Siliciumdioxidteilchen aufwiesen, bei der sich die Konzentration der Siliciumdioxidteilchen allmählich in Richtung der Mitte in Dickenrichtung des Musters verringerte. Daher wiesen die oberflächennächsten Schichten der Deckschichten (Deckschichten) eine hohe Konzentration an Siliciumdioxidteilchen auf, wobei die Konzentration an Siliciumdioxidteilchen, wie sie unter Verwendung von Bilddatenverarbeitung für die oberflächennächste Schicht erhalten wurde, innerhalb eines Bereichs von 70 bis 80 Gew.-% lag.
  • Es wurde bestätigt, daß das Muster eine hohe Transparenz und eine verbesserte Oberflächenhärte, eine verbesserte Biegefestigkeit, einen verbesserten elastischen Biegemodul und einen verringerten linearen Ausdehnungskoeffizienten im Vergleich zu einem einzelnen Acrylharz aufwies.
  • Zusätzlich wurde bestätigt, daß das Muster eine höhere Oberflächenhärte als eine Acrylharzscheibe aufwies, deren Oberfläche mit einer organischen Silanverbindung beschichtet war.
  • BEISPIEL 6
  • Eine Harzmischung mit einem Verhältnis (in Gew.-%) zwischen Siliciumdioxidteilchen und Polymethylmethacrylatharz von 60/40 wurde durch ein Herstellverfahren ähnlich dem des Beispiels 1 hergestellt. Die Harzmischung wurde in Methylethylketon gelöst, wodurch eine Harzlösung erzeugt wurde. Dann wurde eine Acrylharzscheibe mit konstanter Geschwindigkeit unter Verwendung einer Traversierbeschichtungsvorrichtung mit der Harzlösung beschichtet, wodurch eine Beschichtung der Harzlösung mittels Verformen oder Vergießen erreicht wurde. Die auf diese Weise aufgetragene Harzlösung auf der Acrylharzscheibe wurde bei 20°C und einer Trocknungsrate im Bereich von 16 bis 18 kg/m2·h getrocknet, um so ein Muster einer Kunststoff-Fensterscheibe zu erhalten, das an einer Oberfläche mit einer Deckschicht bedeckt war.
  • Das auf diese Weise gebildete Muster wurde Messungen bezüglich der Gesamtlichtdurchlässigkeit, der Rockwell-Härte, der Biegefestigkeit, dem elastischen Biegemodul, dem linearen Ausdehnungskoeffizienten unterworfen und der Dispersionszustand der Siliciumdioxidteilchen wurde unter Verwendung eines Transmissions-Elektronenmikroskops photographiert. Die Ergebnisse der Messungen sind in Tabelle 3 gezeigt. Es wurde bestätigt, daß das Muster eine hohe Transparenz und eine verbesserte Oberflächenhärte, eine verbesserte Biegefestigkeit, einen verbesserten elastischen Biegemodul und einen verringerten linearen Ausdehnungskoeffizienten im Vergleich zu einem einzelnen Acrylharz aufwies. Als Ergebnis des Photographierens des Dispersionszustands der Siliciumdioxidteilchen im Muster unter Verwendung des Transmissions-Elektronenmikroskops wurde herausgefunden, daß die Deckschichten eine Abstufung in der Konzentration der Siliciumdioxidteilchen aufwiesen, gemäß der die Konzentration der Siliciumdioxidteilchen sich allmählich in Richtung der Mitte in Dickenrichtung verringerte. Die oberflächennächsten Schichten der Deckschichten wiesen eine hohe Konzentration an Siliciumdioxidteilchen auf, bei der die Konzentration an Siliciumdioxidteilchen, die unter Verwendung von Bilddatenverarbeitung für die oberflächennächste Schicht erhalten wurde, innerhalb eines Bereichs von 70 bis 80 Gew.-% lag.
  • Es wurde bestätigt, daß das Muster eine hohe Transparenz und eine verbesserte Oberflächenhärte, eine verbesserte Biegefestigkeit, einen verbesserten elastischen Biegemodul und einen verringerten linearen Ausdehnungskoeffizienten im Vergleich zu einem einzelnen Acrylharz aufwies. Zusätzlich wurde bestätigt, daß das Muster eine höhere Oberflächenhärte als eine Acrylharzscheibe aufwies, deren Oberfläche mit einer organischen Silanverbindung beschichtet war.
  • BEISPIEL 7
  • Eine Harzmischung mit einem Verhältnis (in Gew.-%) zwischen Siliciumdioxidteilchen und Polymethylmethacrylatharz von 60/40 wurde durch ein Herstellverfahren ähnlich dem des Beispiels 1 hergestellt. Die Harzmischung wurde in Methylethylketon gelöst, wodurch eine Harzlösung hergestellt wurde. Dann wurde die Harzlösung auf eine vertikal angeordnete Acrylharzscheibe unter Bewegung einer Düse (zum Ausstoßen der Harzlösung) vertikal nach unten mit einer konstanten Geschwindigkeit aufgetragen, wodurch eine Beschichtung mit der Harzlösung mittels einer Strömungsbeschichtung stattfand. Die auf diese Weise aufgetragene Harzlösung auf der Acrylharzscheibe wurde bei 20°C bei einer Trocknungsrate im Bereich von 20 bis 22 kg/m2·h getrocknet, so daß ein Muster einer Kunststoff-Fensterscheibe erhalten wurde, dessen eine Oberfläche mit einer Deckschicht beschichtet war.
  • Das auf diese Weise gebildete Muster wurde Messungen bezüglich der Gesamtlichtdurchlässigkeit, der Rockwell-Härte, der Biegefestigkeit, dem elastischen Biegemodul, dem linearen Ausdehnungskoeffizienten unterworfen und der Dispersionszustand der Siliciumdioxidteilchen wurde unter Verwendung eines Transmissions- Elektronenmikroskops photographiert. Die Ergebnisse der Messungen sind in Tabelle 3 gezeigt. Es wurde bestätigt, daß das Muster eine hohe Transparenz und eine verbesserte Oberflächenhärte, eine verbesserte Biegefestigkeit, einen verbesserten elastischen Biegemodul und einen verringerten linearen Ausdehnungskoeffizienten im Vergleich zu einem einzelnen Acrylharz aufwies. Als Ergebnis des Photographierens des Dispersionszustands der Siliciumdioxidteilchen im Muster unter Verwendung des Transmissions-Elektronenmikroskops wurde herausgefunden, daß die Deckschichten eine Abstufung in der Konzentration der Siliciumdioxidteilchen aufwiesen, gemäß der die Konzentration an Siliciumdioxidteilchen sich allmählich in Richtung der Mitte in Dickenrichtung verringerte. Daher wiesen die oberflächennächsten Schichten der Deckschichten eine hohe Konzentration an Siliciumdioxidteilchen auf, bei der die Konzentration an Siliciumdioxidteilchen, wie sie unter Verwendung von Bilddatenverarbeitung der oberflächennächsten Schicht erhalten wurde, innerhalb eines Bereichs von 70 bis 80 Gew.-% lag.
  • Es wurde bestätigt, daß das Muster eine hohe Transparenz und eine verbesserte Oberflächenhärte, eine verbesserte Biegefestigkeit, einen verbesserten elastischen Biegemodul und einen verringerten linearen Ausdehnungskoeffizienten im Vergleich zu einem einzelnen Acrylharz aufwies. Zusätzlich wurde bestätigt, daß das Muster eine höhere Oberflächenhärte als eine Acrylharzscheibe aufwies, deren Oberfläche mit einer organischen Silanverbindung beschichtet war.
  • BEISPIEL 8
  • Eine Harzmischung mit einem Verhältnis (in Gew.-%) zwischen Siliciumdioxidteilchen und Polymethylmethacrylatharz von 60/40 wurde durch ein Herstellverfahren ähnlich dem des Beispiels 1 hergestellt. Die Harzmischung wurde in Methylethylketon gelöst, wodurch eine Harzlösung hergestellt wurde. Dann wurde die Harzlösung auf eine Acrylharzscheibe aufgetragen, wodurch eine Beschichtung der Harzlösung mittels einer Drall-Beschichtung stattfand. Die auf diese Weise aufgetragene Harzlösung auf der Acrylharzscheibe wurde bei 20°C und einer Trocknungsrate im Bereich von 30 bis 32 kg/m2·h getrocknet, um auf diese Weise ein Muster für eine Kunststoff-Fensterscheibe zu erhalten, deren eine Oberfläche mit einer Deckschicht beschichtet war.
  • Das auf diese Weise gebildete Muster wurde Messungen bezüglich der Gesamtlichtdurchlässigkeit, der Rockwell-Härte, der Biegefestigkeit, dem elastischen Biegemodul, dem linearen Ausdehnungskoeffizienten unterworfen und der Dispersionszustand der Siliciumdioxidteilchen wurde unter Verwendung eines Transmissions-Elektronenmikroskops photographiert. Die Ergebnisse der Messungen sind in Tabelle 3 gezeigt. Es wurde bestätigt, daß das Muster eine hohe Transparenz und eine verbesserte Oberflächenhärte, eine verbesserte Biegefestigkeit, einen verbesserten elastischen Biegemodul und einen verringerten linearen Ausdehnungskoeffizienten im Vergleich zu einem einzelnen Acrylharz aufwies. Als Ergebnis des Photographierens des Dispersionszustands der Siliciumdioxidteilchen im Muster unter Verwendung des Transmissions-Elektronenmikroskops wurde herausgefunden, daß die Deckschichten eine Abstufung in der Konzentration der Siliciumdioxidteilchen aufwiesen, bei der die Konzentration an Siliciumdioxidteilchen sich in Richtung der Mitte in Dickenrichtung allmählich verringerte. Daher wiesen die oberflächennächsten Schichten der Deckschichten eine hohe Konzentration an Siliciumdioxidteilchen auf, bei der die Konzentration an Siliciumdioxidteilchen, wie sie mittels Bilddatenverarbeitung der oberflächennächsten Schicht erhalten wurde, innerhalb eines Bereichs von 70 bis 80 Gew.-% lag.
  • Es wurde bestätigt, daß das Muster eine hohe Transparenz und eine verbesserte Oberflächenhärte, eine verbesserte Biegefestigkeit, einen verbesserten elastischen Biegemodul und einen verringerten linearen Ausdehnungskoeffizienten im Vergleich zu einem einzelnen Acrylharz aufwies. Zusätzlich wurde bestätigt, daß das Muster eine höhere Oberflächenhärte als eine Acrylharzscheibe aufwies, deren Oberfläche mit einer organischen Silanverbindung beschichtet war.
  • BEISPIEL 9
  • Polycarbonatharz (hergestellt von GE Plastics Japan Ltd. unter dem Handelsnamen Lexan 131) wurde in Dichlormethan (Lösungsmittel) gelöst, wobei die Konzentration der Lösung von Polycarbonatharz auf 14 Gew.-% eingestellt und auf diese Weise eine Harzlösung erhalten wurde. Siliciumdioxidteilchen (hergestellt von Nippon Aerosil Co., Ltd. unter dem Handelsnamen RX200) wurden der Harzlösung in einem Betrag von 40 Gew.-% relativ zum Feststoffgehalt des Polycarbonatharzes in der Harzlösung zugefügt. Dann wurde die Harzlösung umgerührt und gut gemischt, wobei ein Antischaummittel, ein Vernetzungsmittel und ähnliches in geeigneten Mengen der Harzlösung zugefügt wurden, wodurch eine transparente Harzlösung, enthaltend Siliciumdioxidteilchen und das Harz erhalten wurde. Diese Harzlösung wurde getrocknet und unter Wärmeeinwirkung vergossen, um ein Muster einer Kunststoff-Fensterscheibe zu bilden.
  • Das auf diese Weise gebildete Muster wurde dann Messungen bezüglich der Gesamtlichtdurchlässigkeit, der Rockwell-Härte, der Biegefestigkeit, dem elastischen Biegemodul, dem linearen Ausdehnungskoeffizienten unterworfen und der Dispersionszustand der Siliciumdioxidteilchen wurde unter Verwendung eines Transmissions-Elektronenmikroskops photographiert. Die Ergebnisse der Messungen sind in Tabelle 2 gezeigt. Die Ergebnisse in Tabelle 2 zeigen, daß das Muster einen hervorragenden Dispersionszustand der Siliciumdioxidteilchen und eine gute Transparenz aufwies. Es wird angenommen, daß dies von der Tatsache abhängt, daß in der Harzmischung, die das Muster bildete, die Oberfläche eines jeden Siliciumdioxidteilchens mit dem Polymer des Polycarbonats bedeckt war.
  • Es wurde bestätigt, daß das Muster eine hohe Transparenz und eine verbesserte Oberflächenhärte, eine verbesserte Biegefestigkeit, einen verbesserten elastischen Biegemodul und einen verringerten linearen Ausdehnungskoeffizienten im Vergleich zu einem einzelnen Polycarbonatharz aufwies.
  • BEISPIEL 10
  • Ein Polypropylenoligomer wurde in normalem Hexan (n-Hexan; Lösungsmittel) gelöst, wobei die Konzentration einer Lösung des Polypropylenoligomers auf 14 Gew.-% eingestellt und auf diese Weise eine Harzlösung hergestellt wurde. Siliciumdioxidteilchen (hergestellt von Nippon Aerosil Co., Ltd. unter dem Handelsnamen RX200) wurde der Harzlösung in einer Menge von 80 Gew.-% relativ zum Feststoffgehalt des Polypropylenoligomers in der Harzlösung zugeführt. Dann wurde die Harzlösung gerührt und gut gemischt, wobei Umformungsmittel, ein Vernetzungsmittel und ähnliches in geeigneten Mengen der Harzlösung zugefügt wurden, wodurch eine transparente Harzlösung ent haltend Siliciumdioxidteilchen und das Harz erhalten wurde. Diese Harzlösung wurde getrocknet, um auf diese Weise eine Harzmischung zu erhalten. Diese Harzmischung wurde gemischt und mit syndiotaktischem Polypropylen nach dem Schmelzen unter Wirkung einer Knetvorrichtung geknetet, wodurch eine Harzmischung enthaltend 40 Gew.-% Siliciumdioxidteilchen erhalten wurde. Diese Harzmischung wurde unter Wärmeeinwirkung in ein Muster einer Kunststoff-Fensterscheibe geformt.
  • Das auf diese Weise gebildete Muster wurde Messungen betreffend die Gesamtlichtdurchlässigkeit, die Rockwell-Härte, die Biegefestigkeit, den elastischen Biegemodul, den linearen Ausdehnungskoeffizienten unterworfen und der Dispersionszustand der Siliciumdioxidteilchen wurde unter Verwendung eines Transmissions-Elektronenmikroskops photographiert. Die Ergebnisse der Messungen sind in Tabelle 2 gezeigt. Die Ergebnisse in Tabelle 2 zeigen, daß das Muster einen hervorragenden Dispersionszustand der Siliciumdioxidteilchen und eine gute Transparenz aufwies. Es wurde angenommen, daß dies von der Tatsache abhängt, daß bei der Harzmischung, die das Muster bildet, die Oberfläche eines jeden Siliciumdioxidteilchens mit dem Polymer von Polypropylen bedeckt war.
  • Es wurde bestätigt, daß das Muster eine hohe Transparenz und eine verbesserte Oberflächenhärte, eine verbesserte Biegefestigkeit, einen verbesserten elastischen Biegemodul und einen verringerten linearen Ausdehnungskoeffizienten im Vergleich zu einem einzelnen Acrylharz aufwies.
  • BEISPIEL 11
  • Ein Polypropylenoligomer wurde in normalem Hexan (n-Hexan; Lösungsmittel) gelöst, wobei die Konzentration einer Lösung des Polypropylenoligomers auf 14 Gew.-% eingestellt wurde, wodurch eine Harzlösung erzeugt wurde. Die Siliciumdioxidteilchen (hergestellt von Nippon Aerosil Co., Ltd. unter dem Handelsnamen RX200) wurde der Harzlösung in einer Menge von 80 Gew.-% relativ zum Feststoffgehalt des Polypropylenoligomers in der Harzlösung zugefügt. Dann wurde die Harzlösung gerührt und gut gemischt, wobei ein Schauminhibitors, ein Vernetzungsmittel und ähnliches in geeigneten Mengen der Harzlösung zugefügt wurden, wodurch eine transparente Harzlösung enthaltend Si liciumdioxidteilchen und Harz erhalten wurde. Die Harzlösung wurde getrocknet, um eine Harzmischung zu erhalten. Diese Harzmischung wurde mit syndiotaktischem Polypropylen gemischt und geknetet, wobei sie unter der Wirkung des Kneters geschmolzen wurde. Auf diese Weise wurde eine Harzmischung enthaltend 40 Gew.-% Siliciumdioxidteilchen erhalten. Diese Harzmischung wurde unter Wärmeeinwirkung in ein Probestück geformt.
  • Eine harte Deckschicht aus einer organischen Silanverbindung wurde auf die Oberfläche dieses Teststücks unter Probestücks mittels Aufpinseln einer harten Beschichtungslösung oder eines Oberflächenbehandlungsmittels (hergestellt von der Firma Chisso unter dem Handelsnamen HardSil AM) aufgetragen. Nach Verdampfen des Lösungsmittels in der aufgepinselten Lösung wurde die aufgepinselte Lösung bei 120°C während 30 Minuten getrocknet und dadurch ein Muster einer Kunststoff-Fensterscheibe erhalten.
  • Das auf diese Weise ausgebildete Muster wurde Messungen bezüglich der Gesamtlichtdurchlässigkeit, der Rockwell-Härte, der Biegefestigkeit, dem elastischen Biegemodul, dem linearen Ausdehnungskoeffizienten unterworfen und der Dispersionszustand der Siliciumdioxidteilchen wurde unter Verwendung eines Transmissions-Elektronenmikroskops photographiert. Die Ergebnisse der Messungen sind in Tabelle 2 gezeigt. Die Ergebnisse in Tabelle 2 zeigen, daß das Muster einen hervorragenden Dispersionszustand der Siliciumdioxidteilchen und eine gute Transparenz aufwies. Es wurde angenommen, daß dies von der Tatsache abhängt, daß in der Harzmischung, die das Muster bildet, die Oberfläche eines jeden Siliciumdioxidteilchens mit dem Polymer von Polypropylen bedeckt war. Das Muster war an seiner Oberfläche mit der Deckschicht aus einer organischen Silanverbindung versehen und wies daher eine besonders hohe Oberflächenhärte auf.
  • Es wurde bestätigt, daß das Muster mit einer harten Deckschicht mit einer Dicke im Bereich von 6 bis 8 μm und daher mit einer hohen Oberflächenhärte im Vergleich zu dem Muster enthaltend das syndiotaktische Polypropylenharz und die Siliciumdioxidteilchen wie in Beispiel 10 versehen war.
  • BEISPIEL 12
  • Benzoylperoxid (ein Polymerisationsinitiator) in einer Menge von 0,5 Gewichtsteilen wurden 100 Gewichtsteile von Methylmethacrylat hinzugefügt, um eine Mischung zu bilden. Dieser Mischung wurde tröpfchenweise in einem Reaktor unter Rühren Wasser hinzugefügt und auf 90°C aufgeheizt. Eine wäßrige Lösung, die zuvor durch Dispergieren von Siliciumdioxidteilchen (hergestellt von Nissan Chemical Industries, Ltd. unter dem Handelsnamen Snowtex C) mit einer Teilchengröße im Bereich von 10 bis 20 nm in Wasser erzeugt wurde, wurde allmählich tröpfchenweise einer Reaktionslösung im Reaktor hinzugefügt, um auf diese Weise eine Emulsionscopolymerisation zu bewirken.
  • Dann wurde Polyvinylalkohol (ein wasserlösliches Polymer) der Reaktionslösung zugefügt, so daß die Emulsion von Siliciumdioxidteilchen und Polymethylmethacrylat stabilisiert wurde.
  • Nach ungefähr 1 Stunde wurde zur Erstarrung der Reaktionslösung Ethanol zugefügt, um die Siliciumdioxidteilchen und das Acrylharz zu sedimentieren, wodurch eine Harzmischung mit einem Veehältnis (in Gew.-%) von Siliciumdioxidteilchen zu Acrylharz von 40/60 erhalten wurde. Diese Harzmischung wurde getrocknet und einer Druckformung unter Wärmeeinwirkung unterzogen, wodurch ein Muster für eine Kunststoff-Fensterscheibe geformt wurde.
  • Das auf diese Weise gebildete Muster wurde Messungen betreffend die Gesamtlichtdurchlässigkeit, die Rockwell-Härte, die Biegefestigkeit, dem elastischen Biegemodul, dem linearen Ausdehnungskoeffizienten und der chemischen (Lösungs-) Widerstandsfähigkeit unterworfen und der Dispersionszustand der Siliciumdioxidteilchen wurde unter Verwendung eines Transmissions-Elektronenmikroskops photographiert. Die Ergebnisse der Messungen sind in Tabelle 2 gezeigt. Es wurde bestätigt, daß das Muster eine hohe Transparenz und eine verbesserte Oberflächenhärte, eine verbesserte Biegefestigkeit, einen verbesserten elastischen Biegemodul und einen verringerten linearen Ausdehnungskoeffizienten im Vergleich zu einem einzelnen Acrylharz aufwies. Zusätzlich war die chemische (Lösungs-)Widerstandsfähigkeit gegenüber aromatischen Hydrocarbonlösungsmitteln verbessert. Dabei wurde angenommen, daß dies von den folgenden Tatsachen abhängt: die bei diesem Beispiel verwendeten Siliciumdioxidteilchen waren an ihrer Oberfläche mit einer Hydroxidgruppe versehen, so daß sie mit der Hydroxidgruppe bedeckt waren. Zusätzlich waren die Siliciumdioxidteilchen in der wäßrigen Lösung gut dispergierbar. Daneben wurde das Muster durch Wärmeeinwirkung und durch Verformen oder Vergießen der Harzmischung, die durch das Mischen der Siliciumdioxidteilchen mit dem sich im Prozeß der Emulsionspolymerisation befindlichen Acrylharz erhalten wurde, hergestellt.
  • Es wurde bestätigt, daß das Muster eine hohe Transparenz und eine verbesserte Oberflächenhärte, eine verbesserte Biegefestigkeit, einen verbesserten elastischen Biegemodul und einen verringerten linearen Ausdehnungskoeffizienten im Vergleich zu einem einzelnen Acrylharz aufwies. Zusätzlich wurde bestätigt, daß das Muster eine verbesserte chemische (Lösungsmittel-)Widerstandsfähigkeit gegenüber aromatischen Hydrocarbonlösungsmitteln (Benzol, Toluol und Xylol) aufwies.
  • VERGLEICHSBEISPIEL 1
  • Siliciumdioxidteilchen im Pulverzustand (mit einer Teilchengröße im Bereich von 10 bis 20 nm) in einer Menge von 40 Gewichtsteilen wurden mit 60 Gewichtsteilen geschmolzenem Polymethylmethacrylat unter Verwendung einer biaxialen Knet- und Extrusionsmaschine vermischt und geknetet, wobei eine Ansammlung von Siliciumdioxidteilchen auftrat, so daß eine Mischung gebildet wurde. Diese Mischung wurde in lichtundurchlässige Harzpellets geformt. Die Harzpellets wurden dann einem Spritzgußverfahren unterworfen, wodurch ein Muster für eine Kunststoff-Fensterscheibe erhalten wurde.
  • Das auf diese Weise erhaltene Muster wurde Messungen bezüglich der Gesamtlichtdurchlässigkeit, der Rockwell-Härte, der Biegefestigkeit, dem elastischen Biegemodul, dem linearen Ausdehnungskoeffizienten unterworfen und der Dispersionszustand der Siliciumdioxidteilchen wurde unter Verwendung eines Transmissions-Elektronenmikroskops photographiert. Die Ergebnisse der Messungen sind in Tabelle 2 gezeigt. Es wurde bestätigt, daß der Dispersionszustand der Siliciumdioxidteilchen schlecht war, so daß eine Ansammlung von Siliciumdioxidteilchen aufgefunden wurde, während die Transparenz des Musters niedrig war. Bei dem Muster, das gemäß dem Herstellverfahren des Vergleichsbeispiels 1 hergestellt wurde, war die Dispersion der Siliciumdioxidteilchen unzureichend, obwohl Siliciumdioxidteilchen (40 Gewichtsteile) mit Polymethacrylat (60 Gewichtsteile) verknetet wurden, da die Oberfläche eines jeden Siliciumdioxidteilchens nicht zuvor mit einem Polymethylmethacrylatharz bedeckt wurde. Daher trat eine Ansammlung (Aggregation) der Siliciumdioxidteilchen auf, bei der die angesammelten Siliciumdioxidteilchen bis zu einem Durchmesser über die Wellenlängen des sichtbaren Lichts anwuchsen. Als Ergebnis wurde das Muster lichtundurchlässig.
  • Es wurde bestätigt, daß das Muster eine niedrige Transparenz und eine verbesserte Oberflächenhärte, eine verbesserte Biegefestigkeit, einen verbesserten elastischen Biegemodul und einen verringerten linearen Ausdehnungskoeffizienten im Vergleich zu einem einzelnen Acrylharz aufwies.
  • VERGLEICHSBEISPIEL 2
  • Methylethylketon (Lösungsmittel) in dem Siliciumdioxidteilchen (mit einer Teilchengröße im Bereich von 380 bis 400 nm, also größer als die Wellenlängen des sichtbaren Lichts) dispergiert waren, wurde tröpfchenweise einer Polyacrylmethacrylat-Lösung zugefügt, die durch Lösen von Polyacrylmethacrylat in Methylethylketon hergestellt wurde, so daß eine Mischungslösung gebildet wurde. Die Mischungslösung wurde gerührt und miteinander vermischt. Dann wurde Ethanol als ein Lösungsmittel zur Erstarrung der Mischungslösung hinzugefügt, so daß Siliciumdioxidteilchen und Polymethylmethacrylatharz sedimentiert wurden. Als Ergebnis wurde eine Harzmischung mit einem Verhältnis (Gew.-%) zwischen Siliciumdioxidteilchen und Acrylharz von 40/60 erhalten.
  • Die auf diese Weise erhaltene Harzmischung wurde getrocknet und in ein Muster einer Kunststoff-Fensterscheibe durch Verformen unter Wärmeeinwirkung geformt. Das auf diese Weise gebildete Muster wurde Messungen bezüglich der Gesamtlichtdurchlässigkeit, der Rockwell-Härte, der Biegefestigkeit, dem elastischen Biegemodul, dem linearen Ausdehnungskoeffizienten unterworfen und der Dispersionszustand der Siliciumdioxidteilchen wurde unter Verwendung eines Transmissions-Elektronenmikroskops photographiert. Die Ergebnisse der Messungen sind in Tabelle 2 gezeigt. Es wurde bestätigt, daß das Muster eine niedrige Transparenz und eine verbesserte Oberflächenhärte, eine verbesserte Biegefestigkeit, einen verbesserten elastischen Biegemodul und einen verringerten linearen Ausdehnungskoeffizienten im Vergleich zu einem einzelnen Acrylharz aufwies.
  • VERGLEICHSBEISPIEL 3
  • Kurze Glasfasern in einer Menge von 40 Gewichtsteilen wurden mit 60 Gewichtsteile geschmolzenen Polymethylmethacrylats gemischt und verknetet, um eine Mischung zu bilden. Diese Mischung wurde in lichtundurchlässige Harzpellets geformt. Diese Harzpellets wurden einem Spritzgußverfahren unterworfen, wodurch ein Muster für eine Kunststoff-Fensterscheibe efrhalten wurde.
  • Das auf diese Weise erhaltene Muster wurde Messungen bezüglich der Gesamtlichtdurchlässigkeit, der Rockwell-Härte, der Biegefestigkeit, dem elastischen Biegemodul, dem linearen Ausdehnungskoeffizienten unterworfen und der Dispersionszustand der Siliciumdioxidteilchen wurde unter Verwendung eines Transmissions-Elektronenmikroskops photographiert. Die Ergebnisse der Messungen sind in Tabelle 2 gezeigt. Es wurde bestätigt, daß das Muster eine niedrige Transparenz und eine verbesserte Oberflächenhärte, eine verbesserte Biegefestigkeit, einen verbesserten elastischen Biegemodul sowie einen verringerten linearen Ausdehnungskoeffizienten im Vergleich zu einem einzelnen Acrylharz aufwies.
  • VERGLEICHSBEISPIEL 4
  • Ein Oberflächenhärte-(Behandlungs-)Mittel aus einer organischen Silanverbindung wurde mit einem Lösungsmittel verdünnt, um eine Lösung zu erhalten. Eine vertikal angeordnete Acrylharzscheibe wurde in die Lösung in einen Tank getaucht und dann aus der Lösung mit einer konstanten Geschwindigkeit nach oben gezogen. Danach wurde die Acrylharzscheibe unter Wärmeeinwirkung getrocknet, so daß ein Muster einer Kunststoff-Fensterscheibe erhalten wurde, bei der die Acrylharzscheibe an ihren einander gegenüberliegenden Oberflächen mit Deckschichten aus der organischen Silanverbindung beschichtet war.
  • Das auf diese Weise erhaltene Muster wurde Messungen bezüglich der Acrylharzscheibe. Die Ergebnisse der Messungen sind in Tabelle 3 gezeigt. Es wurde bestätigt, daß das Muster eine Oberflächenhärte (Rockwell-Härte) aufwies die niedriger war als die des Musters, das aus der Harzmischung enthaltend Siliciumdioxidteilchen und Acrylharz gebildet war.
  • VERGLEICHSBEISPIEL 5
  • Eine Harzmischung mit einem Verhältnis (in Gew.-%) zwischen Siliciumdioxidteilchen und Polymethylmethacrylatharz von 60/40 wurde mittels eines Herstellverfahrens ähnlich dem des Beispiels 1 hergestellt. Die Harzmischung wurde in Methylethylketon gelöst, wodurch eine Harzlösung hergestellt wurde. Dann wurde eine Acrylharzscheibe in die Harzlösung in einen Tank derart eingetaucht, daß die Acrylscheibe senkrecht angeordnet war. Die Acrylharzscheibe wurde mit einer konstanten Geschwindigkeit nach oben gezogen, wodurch aufgrund des Eintauchens eine Beschichtung mit der Harzlösung erreicht wurde. Die auf diese Weise beschichtete Acrylharzscheibe wurde bei 40°C unter Wärmeeinwirkung getrocknet, so daß ein Muster für eine Kunststoff-Fensterscheibe erhalten wurde, welches an seinen einander gegenüberliegenden Oberflächen mit Deckschichten beschichtet war.
  • Das auf diese Weise gebildete Muster wurde Messungen bezüglich der Gesamtlichtdurchlässigkeit, der Rockwell-Härte, der Biegefestigkeit, dem elastischen Biegemodul, dem linearen Ausdehnungskoeffizienten unterworfen und der Dispersionszustand der Siliciumdioxidteilchen wurde unter Verwendung eines Transmissions-Elektronenmikroskops photographiert. Die Ergebnisse der Messungen sind in Tabelle 3 gezeigt. Es wurde bestätigt, daß das Muster eine verbesserte Oberflächenhärte im Vergleich zur Acrylharzscheibe aufwies, die mit dem Oberflächenhärtemittel aus einer organischen Silanverbindung behandelt wurde. Als Ergebnis des Photographierens des Dispersionszustands der Siliciumdioxidteilchen im Muster unter Verwendung des Transmissions-Elektronenmikroskops wurde herausgefunden, daß die Siliciumdioxidteilchen einheitlich dispergiert waren und eine Konzentration von 60 Gew.-% aufwiesen, und daß keine Abstufung in der Konzentration der Siliciumdioxidteilchen auftrat.
  • Es wurde bestätigt, daß das Muster eine hohe Transparenz und eine verbesserte Oberflächenhärte, eine verbesserte Biegefestigkeit, einen verbesserten elastischen Biegemodul und einen verringerten linearen Ausdehnungskoeffizienten im Vergleich zu einem einzelnen Acrylharz aufwies.
  • VERGLEICHSBEISPIEL 6
  • Eine Harzmischung mit einem Verhältnis (in Gew.-%) zwischen Siliciumdioxidteilchen und Polymethylmethacrylatharz von 40/60 wurde mittels eines Herstellverfahrens ähnlich dem des Beispiels 1 hergestellt. Die Harzmischung wurde in Methylethylketon gelöst, wodurch eine Harzlösung hergestellt wurde. Dann wurde eine Acrylharzscheibe in die Harzlösung in einen Tank derart eingetaucht, daß die Acrylscheibe vertikal angeordnet war. Die Acrylharzscheibe wurde mit einer konstanten Geschwindigkeit nach oben gezogen, wodurch eine Beschichtung mit der Harzlösung mittels des Eintauchens erreicht wurde. Die auf diese Weise beschichtete Acrylharzscheibe wurde bei 20°C unter Wärmeeinwirkung getrocknet, so daß ein Muster für eine Kunststoff-Fensterscheibe erhalten wurde, welches an seinen einander gegenüberliegenden Oberflächen mit Deckschichten beschichtet war.
  • Das auf diese Weise erhaltene Muster wurde Messungen bezüglich der Gesamtlichtdurchlässigkeit, der Oberflächenhärte, der Biegefestigkeit, dem elastischen Biegemodul, dem linearen Ausdehnungskoeffizienten unterworfen und der Dispersionszustand der Siliciumdioxidteilchen wurde unter Verwendung eines Transmissions-Elektronenmikroskops photographiert. Die Ergebnisse der Messungen sind in Tabelle 3 gezeigt. Als Ergebnis des Photographierens des Dispersionszustands der Siliciumdioxidteilchen im Muster unter Verwendung des Transmissions-Elektronenmikroskops wurde herausgefunden, daß die oberflächennächsten Schichten der Deckschichten eine niedrige Konzentration an Siliciumdioxidteilchen aufwiesen, die gemäß der Bilddatenverarbeitung 49 Gew.-% betrug. Das Muster wies eine Oberflächenhärte (Rockwell-Härte) auf, die niedriger war als die der anderen Muster, bei der die oberflächennächsten Schichten eine hohe Konzentration an Siliciumdioxidteilchen aufwiesen.
  • Es wurde bestätigt, daß das Muster eine hohe Transparenz und im allgemeinen die gleiche Biegefestigkeit, einen verbesserten elastischen Biegemodul und einen verringerten linearen Ausdehnungskoeffizienten im Vergleich zu einem einzelnen Acrylharz aufwies.
  • VERGLEICHSBEISPIEL 7
  • Eine Harzmischung mit einem Verhältnis (in Gew.-%) zwischen Siliciumdioxidteilchen und Polymethylmethacrylatharz von 80/20 wurde mittels eines Herstellverfahrens ähnlich dem des Beispiels 1 hergestellt. Die Harzmischung wurde in Methylethylketon gelöst, wodurch eine Harzlösung hergestellt wurde. Dann wurde eine Acrylharzscheibe in die Harzlösung in einen Tank derart eingetaucht, daß die Acrylscheibe senkrecht angeordnet war. Die Acrylharzscheibe wurde mit einer konstanten Geschwindigkeit nach oben gezogen, wodurch eine Beschichtung mit der Harzlösung mittels des Eintauchens erreicht wurde. Die auf diese Weise beschichtete Acrylharzscheibe wurde bei 20°C unter Wärmeeinwirkung getrocknet, so daß ein Muster einer Kunststoff-Fensterscheibe erhalten wurde, welches an seinen gegenüberliegenden Oberflächen mit Deckschichten beschichtet war.
  • Das auf diese Weise erhaltene Muster wurde Messungen bezüglich der Gesamtlichtdurchlässigkeit, der Rockwell-Härte, der Biegefestigkeit, dem elastischen Biegemodul, dem linearen Ausdehnungskoeffizienten unterworfen und der Dispersionszustand der Siliciumdioxidteilchen wurde unter Verwendung eines Transmissions-Elektronenmikroskops photographiert. Die Ergebnisse der Messungen sind in Tabelle 3 gezeigt. Als Ergebnis des Photographierens des Dispersionszustands der Siliciumdioxidteilchen im Muster unter Verwendung des Transmissions-Elektronenmikroskops wurde herausgefunden, daß die oberflächennächsten Schichten der Deckschichten eine hohe Konzentration an Siliciumdioxidteilchen aufwiesen. Mittels Bilddatenverarbeitung wurde festgestellt, daß die Konzentration 93 Gew.-% betrug. Entsprechend wies die Kunststoff-Fensterscheibe gemäß diesem Vergleichsbeispiel eine ausreichende Oberflächenhärte aber eine nicht ausreichende Transparenz auf.
  • Es wurde bestätigt, daß das Muster eine niedrige Transparenz eine etwas verringerte Biegefestigkeit, einen verbesserten elastischen Biegemodul und einen verringerten line aren Ausdehnungskoeffizienten im Vergleich zu einem einzelnen Acrylharz aufwies. Zusätzlich wurde bestätigt, daß das Muster eine höhere Oberflächenhärte als eine Acrylharzscheibe aufwies, deren Oberfläche mit einer organischen Silanverbindung beschichtet war.
  • REFERENZBEISPIELE 1, 2 UND 3
  • Polymethylmethacrylatharz (hergestellt von Mitsubishi Rayon Co., Ltd. unter dem Handelsnamen Acrypet VH), Polycarbonatharz (hergestellt von GE Plastics Japan Ltd. unter dem Handelsnamen Lexan 131) und Polypropylenharz (hergestellt von Chisso Petrochemical Corporation unter dem Handelsnamen Chisso Polypropylen for Wide Use) wurden jeweils vergossen, um Muster für Kunststoff-Fensterscheiben der Referenzbeispiele 1, 2 und 3 zu bilden.
  • Ein jedes der auf diese Weise erhaltenen Muster wurde Messungen bezüglich der Gesamtlichtdurchlässigkeit, der Rockwell-Härte, der Biegefestigkeit, dem elastischen Biegemodul, dem linearen Ausdehnungskoeffizienten und der chemischen (Lösungs-) Widerstandsfähigkeit unterworfen und der Dispersionszustand der Siliciumdioxidteilchen wurde unter Verwendung eines Transmissions-Elektronenmikroskops photographiert. Die Ergebnisse der Messungen sind in Tabelle 2 gezeigt.
  • TESNERFAHREN ZUR BEWERTUNG
  • Die Gesamtlichtdurchlässigkeit, die Rockwell-Härte, die Biegefestigkeit, der elastische Biegemodul, der lineare Ausdehnungskoeffizient und der Dispersionszustand der Siliciumdioxidteilchen, die Konzentration an Siliciumdioxidteilchen in der oberflächennächsten Schicht, die chemische Widerstandsfähigkeit und die Teilchengröße der Siliciumdioxidteilchen, die in den Beispielen 1 bis 12, den Vergleichsbeispielen 1 bis 7 und den Referenzbeispielen 1 bis 3 gezeigt sind, wurden mittels der folgenden Testverfahren zum Zwecke der Leistungsbewertung der Kunststoff-Fensterscheiben, die gemäß der verschiedenen Beispiele hergestellt waren, gemessen:
    Die Gesamtlichtdurchlässigkeit
    wurde unter Verwendung eines Haze Meter HM-65, hergestellt von Murakami Color Research Laboratory, und gemäß ASTM D1003 gemessen.
    Die Rockwell-Härte
    wurde unter Verwendung eines Prüfgeräts für die Rockwell-Härte (M-Skala) und gemäß ASTM D785 gemessen.
  • Die Biegefestigkeit und der elastische Biegemodul
    wurden unter Verwendung eines Autograph DCS-10T, hergestellt von Shimadzu Corp., und gemäß ASTM D790 gemessen.
    Der lineare Ausdehnungskoeffizient
    wurde unter Verwendung eines Geräts zum Messen der Wärmeausdehnung (TMA 120C), hergestellt von Seiko Instruments Inc., gemessen.
    Der Dispersionszustand der Siliciumdioxidteilchen
    wurde auf die folgende Weise untersucht: Das Muster der Kunststoff-Fensterscheibe wurde in Dickenrichtung geschnitten, um eine Schnittfläche freizulegen. Die Schnittfläche wurde bei 80000facher Vergrößerung unter Verwendung eines Transmissions-Elektronenmikroskops (H-800), hergestellt von Hitachi, Ltd., photographiert. Dann wurde eine Photographie der Schnittfläche untersucht, um beurteilen zu können, ob die jeweiligen Siliciumdioxidteilchen (vergrößert auf einen Durchmesser von ungefähr 1 mm) dispergiert waren oder nicht.
    Die Konzentration an Siliciumdioxidteilchen in der oberflächennächsten Schicht
    wurde auf die folgende Weise gemessen: Das Muster der Kunststoff-Fensterscheibe wurde in Dickenrichtung geschnitten, um eine Schnittfläche freizulegen. In Dickenrichtung von der oberen Oberfläche zur unteren Oberfläche der oberflächennächsten Schicht wurden bei 80000facher Vergrößerung unter Verwendung eines Transmissions-Elektronenmikroskops (H-800), hergestellt von Hitachi, Ltd., Photographien angefertigt. Bei den auf diese Weise gemachten Photographien hatte jedes Siliciumdioxidteilchen die Form eines dunklen Kreises, während das Acrylharz als hell angenommen wurde. Die Photographie wurde einem Bilddatenverarbeitungsverfahren unterworfen, um eine Gesamtfläche der dunklen Kreise, die den Siliciumdioxidteilchen entsprachen, und dadurch die Konzentration an Siliciumdioxidteilchen im Muster zu erhalten.
    Die chemische (Lösungsmittel-)Widerstandsfähigkeit
    wurde auf die folgende Weise gemessen: Ein Tropfen von jeweils Benzol, Toluol und Xylol wurde auf die Oberfläche des Musters einer Kunststoff-Fensterscheibe getropft. In diesem Zustand blieb das Muster bei 24 Stunden bei 25°C stehen. Dann wurde das Muster mit dem bloßen Auge untersucht, ob in der äußeren Erscheinung (wie beispielsweise einer Verschlechterung des Glanzes oder einem Anschwellen) auftraten. In Tabelle 2 bedeutet "gut", daß das Muster keinerlei Änderung oder Verformung aufwies, während "schlecht" bedeutet, daß das Muster sich veränderte oder verformte.
    Die Teilchengröße der Siliciumdioxidteilchen
    wurde durch Photographieren einer Vielzahl von Teilchen der Siliciumdioxidteilchen des Musters bei starken Vergrößerungen unter Verwendung des Transmissions-Elektronenmikroskops gemessen, um den Bereich der Teilchengröße (Durchmesser) anzudeuten.
  • Wie aus dem Obigen hervorgeht, wird gemäß dem einen erfinderischen Aspekt der vorliegenden Erfindung die Kunststoff-Fensterscheibe enthaltend Siliciumdioxidteilchen in einem dispergierten Zustand durch ein erstes Verfahren oder ein zweites Verfahren hergestellt. Das erste Verfahren umfaßt das Mischen eines ersten Lösungsmittels, in dem die Siliciumdioxidteilchen mit einer Teilchengröße nicht größer als die Wellenlän gen des sichtbaren Lichts dispergiert sind, und eines zweiten Lösungsmittels, in dem ein transparentes und nichtkristallines, organisches Polymer gelöst ist, um auf diese Weise eine Harzmischung zu erhalten. Das zweite Verfahren umfaßt das Mischen der Siliciumdioxidteilchen mit einer Teilchengröße nicht größer als die Wellenlängen des sichtbaren Lichts in einem organischen Polymer, das sich in einem Prozeß seiner Bildung befindet, um eine Harzmischung zu erhalten. Die auf diese Weise erhaltene Harzmischung wird unter Wärmeeinwirkung zu einer Kunststoff-Fensterscheibe vergossen. Bei der auf diese Weise erzeugten Kunststoff-Fensterscheibe können Siliciumdioxidteilchen, die nicht größer als die Wellenlängen des sichtbaren Lichts sind, wirksam im transparenten, nichtkristallinen, organischen Polymer (transparentes Harz) dispergiert werden, ohne daß Aggregationen oder Ansammlungen auftreten. Als Ergebnis weist die Kunststoff-Fensterscheibe gemäß diesem erfinderischen Aspekt eine verbesserte Stärke, Festigkeit, Oberflächenhärte und einen verringerten Wärmeausdehnungskoeffizienten im Vergleich zu einer Scheibe aus einem einzelnen transparenten Harz, ohne daß die Lichtdurchlässigkeit des als Matrix dienenden transparenten Polymers verringert wird.
  • Gemäß einem weiteren erfinderischen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird die obenerwähnte Harzmischung in ein Lösungsmittel vergossen, um die Harzlösung zu erhalten. Die Harzlösung wird auf die Oberfläche der transparenten Kunststoffscheibe aufgetragen und auf eine Weise getrocknet, die eine Kontrolle einer Verdampfungsrate des Lösungsmittels ermöglicht, um auf diese Weise eine Deckschicht auf der transparenten Scheibe zu bilden. Die auf diese Weise gebildete Deckschicht weist eine optimale Abstufung der Siliciumdioxidteilchen auf. Als Ergebnis weist die erfindungsgemäße Kunststoff-Fensterscheibe eine verbesserte Stärke, Festigkeit, Oberflächenhärte und einen verringerten Wärmeausdehnungskoeffizienten im Vergleich zu einer Scheibe aus einem einzelnen transparenten Harz auf, ohne daß eine Lichtdurchlässigkeit der transparenten Kunststoffscheibe verringert ist.
  • Des weiteren kann die obengenannte Harzmischung in eine Vielzahl von Gußerzeugnissen mit den obigen Eigenschaften mittels Spritzgießen, Extrusionsverformen, Blasverformen und ähnlichem umgeformt werden. Es ist verständlich, daß die erfindungsgemäße Kunststoff-Fensterscheibe an ihren Umfangsabschnitten, insbesondere bei einem Vergießen durch ein Spritzgußverfahren, nicht bearbeitet werden muß, wo durch sich die Effizienz in der Herstellung verbessert, wohingegen eine Fensterscheibe aus inorganischem Glas an ihrem Umfangsabschnitt durch Nachbearbeiten endbearbeitet werden muß.
  • Obwohl die Erfindung oben durch Bezug auf bestimmte Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Dem Fachmann ergeben sich aufgrund der obigen Lehre Abänderungen und Variationen der Ausführungsbeispiele. Der Schutzbereich der Erfindung ist unter Bezug auf die folgenden Ansprüche bestimmt.
  • TABELLE 1
    Figure 00400001
  • Figure 00410001
  • Figure 00420001

Claims (16)

  1. Kunststoff-Fensterscheibe, die ein transparentes, nichtkristallines, organisches, zumindest aus einer Gruppe bestehend aus Acrylharz, Polycarbonatharz, styrolhaltiges Harz und Polyolefinharz ausgewähltes Polymer (1) und in dem Polymer (1) dispergierte Siliciumdioxidteilchen (2) mit einer Teilchengröße nicht größer als die Wellenlängen des sichtbaren Lichts aufweist, und die gemäß einem ersten Verfahren oder einem zweiten Verfahren hergestellt ist, wobei das erste Verfahren aufweisend: – Bereitstellen eines ersten Lösungsmittels, in dem die Siliciumdioxidteilchen (2) dispergiert sind, und eines zweiten Lösungsmittels, in dem das Polymer (1) gelöst ist; – Mischen des ersten Lösungsmittels und des zweiten Lösungsmittels, um eine Harzmischung zu erhalten; – Sedimentieren der Harzmischung mit einem dritten Lösungsmittel; und – Verformen der Harzmischung unter Wärmeeinwirkung, wobei das zweite Verfahren aufweisend: – Bereitstellen der Siliciumdioxidteilchen (2); – Mischen der Siliciumdioxidteilchen (2) in das Polymer (1), welches sich in einem Prozeß der Bildung des organischen Polymers (1) befindet, um eine Harzmischung zu erhalten; – Sedimentieren der Harzmischung mit einem Lösungsmittel; und – Verformen der Harzmischung unter Wärmeeinwirkung.
  2. Kunststoff-Fensterscheibe nach Anspruch 1, wobei die Teilchengröße der Siliciumdioxidteilchen (2) innerhalb eines Bereichs von 5 nm bis 20 nm liegt.
  3. Kunststoff-Fensterscheibe nach Anspruch 1, wobei die Teilchengröße der Siliciumdioxidteilchen (2) innerhalb eines Bereichs von 5 bis 10 nm liegt.
  4. Kunststoff-Fensterscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Siliciumdioxidteilchen (2) eine Oberfläche aufweisen, die mit einer Hydroxidgruppe versehen ist, so daß sie in einer wäßrigen Lösung dispergierbar sind.
  5. Kunststoff-Fensterscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das transparente, nichtkristalline, organische Polymer (1) ein unter Anwesenheit eines metallocenen Katalysators synthetisiertes Polyolefinharz ist.
  6. Kunststoff-Fensterscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das transparente, nichtkristalline, organische Polymer (1) ein unter Anwesenheit eines metallocenen Katalysators synthetisiertes, syndiotaktisches Polypropylenharz ist.
  7. Kunststoff-Fensterscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei eine harte Deckschicht (3) vorgesehen und auf zumindest einer der gegenüberliegenden Oberflächen der Kunststoff-Fensterscheibe ausgebildet ist, und wobei die harte Deckschicht (3) aus einer organischen Silanverbindung gefertigt ist.
  8. Verfahren zum Herstellen einer Kunststoff-Fensterscheibe, mit den Schritten: – Bereitstellen eines ersten Lösungsmittels, bei dem Siliciumdioxidteilchen (2) mit einer Teilchengröße nicht größer als die Wellenlänge des sichtbaren Lichts dispergiert sind, und eines zweiten Lösungsmittels, in dem ein transparentes, nichtkristallines, organisches, zumindest aus einer Gruppe bestehend aus Acrylharz, Polycarbonatharz, styrolhaltiges Harz und Polyolefinharz ausgewähltes Polymer (1) gelöst ist; – Mischen des ersten Lösungsmittels und des zweiten Lösungsmittels, um eine Harzmischung zu erhalten; – Sedimentieren der Harzmischung mit einem dritten Lösungsmittel; und – Verformen der Harzmischung unter Wärmeeinwirkung, oder mit den Schritten: – Bereitstellen von Siliciumdioxidteilchen (2) mit einer Teilchengröße nicht größer als die Wellenlängen des sichtbaren Lichts; – Mischen der Siliciumdioxidteilchen (2) in das Polymer (1), welches sich in einem Verfahren der Bildung des organischen Polymers (1) befindet, um eine Harzmischung zu erhalten; – Sedimentieren der Harzmischung mit einem Lösungsmittel; und – Verformen der Harzmischung unter Wärmeeinwirkung.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Verformen durch ein aus einer Gruppe bestehend aus Extrusionsformen, Spritzgußformen und Blasformen gewähltes Verfahren durchgeführt wird.
  10. Verfahren zum Herstellen einer Kunststoff-Fensterscheibe, die eine Kunststoffscheibe (4) aus einem transparenten, nichtkristallinen, organischen, zumindest aus einer Gruppe bestehend aus Acrylharz, Polycarbonatharz, styrolhaltiges Harz und Polyolefinharz ausgewählten Polymer und einer Deckschicht (3) aufweist, wobei die Deckschicht (3) auf einer Oberfläche der Kunststoffscheibe (4) vorgesehen ist, aus einem transparenten, nichtkristallinen, organischen, zumindest aus einer Gruppe bestehend aus Acrylharz, Polycarbonatharz, styrolhaltiges Harz und Polyolefinharz ausgewählten Polymer (1) gebildet ist, Siliciumdioxidteilchen (2) mit einer Teilchengröße nicht größer als die Wellenlängen des sichtbaren Lichts enthält, und eine Abstufung in einer Konzentration der Siliciumdioxidteilchen (2) aufweist, bei der die Konzentration der Siliciumdioxidteilchen (2) sich in Richtung einer Mitte der Dicke der Kunststoffscheibe (4) allmählich senkt, und wobei die Deckschicht (3) eine oberflächennächste Schicht mit der Konzentration an Siliciumdioxidteilchen (2) im Bereich von 50 bis 92 Gew.-% beinhaltet, mit den Schritten: – Bereitstellen eines ersten Lösungsmittels, in dem die Siliciumdioxidteilchen (2) dispergiert sind, und eines zweiten Lösungsmittels, in dem das Polymer (1) gelöst ist; – Mischen des ersten Lösungsmittels und des zweiten Lösungsmittels, um eine Harzmischung mit einem Verhältnis in Gewichtsprozent zwischen Siliciumdioxidteilchen (2) und organischem Polymer (1) von 41/59 bis 79/21 Gew.-% zu erhalten; – Sedimentieren der Harzmischung in einem dritten Lösungsmittel, um eine Harzlösung zu bilden; – Auftragen der Harzlösung auf die Kunststoffscheibe (4); und – Trocknen der Harzlösung auf der Kunststoffscheibe (4) bei einer Temperatur im Bereich von 18 bis 25°C und bei einer Trocknungsrate im Bereich von 16 bis 32 kg/m2, um so die Deckschicht (3) zu bilden, oder mit den Schritten: – Bereitstellen der Siliciumdioxidteilchen (2); – Mischen der Siliciumdioxidteilchen (2) in das organische Polymer (1), welches sich in einem Prozeß der Bildung des organischen Polymers (1) befindet, um eine Harzmischung zu erhalten; – Sedimentieren der Harzmischung in einem Lösungsmittel, um eine Harzlösung zu bilden; – Auftragen der Harzlösung auf die Kunststoffscheibe (4); und – Trocknen der Harzlösung auf der Kunststoffscheibe (4) bei einer Temperatur im Bereich von 18 bis 25°C und einer Trocknungsrate im Bereich von 16 bis 32 kg/m2, um die Deckschicht (3) zu bilden.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Auftragen der Harzlösung durch ein aus einer Gruppe von Eintauchen, Strömungsbeschichten, Gießen und Drallbeschichten gewähltes Verfahren durchgeführt wird.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei die Teilchengröße der Siliciumdioxidteilchen innerhalb eines Bereichs von 5 nm bis 20 nm liegt.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei die Teilchengröße der Siliciumdioxidteilchen innerhalb eines Bereichs von 5 bis 10 nm liegt.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 13, wobei das transparente, nichtkristalline, organische Polymer (1) ein in Anwesenheit eines metallocenen Katalysators synthetisiertes Polyolefinharz ist.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 14, wobei das transparente, nichtkristalline, organische Polymer (1) ein in Anwesenheit eines metallocenen Katalysators synthetisiertes, syndiotaktisches Polypropylenharz ist.
  16. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 15, wobei einer harten Deckschicht (3) auf zumindest einer der gegenüberliegenden Oberflächen der Kunststoffscheibe (4) ausgebildet wird, und wobei die harte Deckschicht (3) aus einer organischen Silanverbindung gefertigt wird.
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