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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Hierbei
weisen die Partikeln eine Teilchengröße im Submikrobereich auf.
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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.
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Ferner
liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, Verfahren zum Herstellen
einer Kunststoff-Fensterscheibe bereitzustellen, die die Stärke, Festigkeit
und Oberflächenhärte der
Scheibe verbessern.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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:
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1 eine
bruchstückhafte
Schnittansicht eines bevorzugten Ausführungsbeispiels einer Kunststoff-Fensterscheibe;
und
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2 eine
bruchstückhafte
Schnittansicht eines weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiels der Kunststoff-Fensterscheibe.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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BEISPIEL 1
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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
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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.
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Zusätzlich wurde
bestätigt,
daß das
Muster eine höhere
Oberflächenhärte als
eine Acrylharzscheibe aufwies, deren Oberfläche mit einer organischen Silanverbindung
beschichtet war.
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BEISPIEL 6
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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
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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
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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.
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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.
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VERGLEICHSBEISPIEL 7
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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.
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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
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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.
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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.
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TESNERFAHREN
ZUR BEWERTUNG
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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.
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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.
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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.
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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.
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-