一種具有抗紫外線功能的導光管的製作方法

2023-05-03 05:27:41 1

一種具有抗紫外線功能的導光管的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種在光導照明系統中使用的具有抗紫外線功能的導光管，包括基材和覆膜，其中，基材為金屬管，覆膜是由底部的反射層和頂部的抗紫外線層組成。其中反射層是由重複交替疊加的聚萘二甲酸乙二醇酯膜和聚甲基丙烯酸甲酯膜組成，反射層的總層數為301~3001層。抗紫外線層是由聚萘二甲酸乙二醇酯膜組成。本發明的目的在於通過增強了導光管的抗紫外線和抗老化能力，使得整個太陽光光導照明系統的使用壽命大幅度提高。
【專利說明】一種具有抗紫外線功能的導光管
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種在光導照明系統中使用的導光管，特別是一種具有抗紫外線功能的導光管。
【背景技術】
[0002] 光導照明系統即太陽光導入照明系統，是一種新興的環保照明系統。該系統主要由採光罩、導光管和漫射器三部分組成，其系統原理是通過採光罩高效採集自然光線導入系統內重新分配，再經過特殊製作的光導管傳輸和強化後由系統底部的漫射裝置把自然光均勻高效的照射到任何需要光線的地方，得到由自然光帶來的特殊照明效果。光導照明系統的使用壽命一般為8年至25年，對各組件的耐候性要求很高。為了兼顧採光罩的可見光透過率和使用壽命，普通的有機玻璃採光罩很難完全過濾掉太陽光中的UVA和UVB波段的紫外線，這使得一部分紫外線進入到導光管內部。普通導光管內壁上的反射膜為高分子聚合物，很容易被紫外線老化，長時間作用下，反射膜顏色變黃，光學性能嚴重下降，進而影響到整個太陽光導入照明系統的性能。導光管對紫外線的耐候性，是決定光導照明系統的使用壽命的一個重要因素。

【發明內容】

[0003]本發明的目的是提出一種能在光導照明系統中長期使用的，能抵禦紫外線侵蝕的抗紫外線功能導光管。
[0004]本發明目的可以通過以下技術方案實現:
一種具有抗紫外線功能的導光管，包括金屬管和覆膜。所述的金屬管內壁拋光，以增加反射效果和覆膜，金屬管材質為鋁合金、銅或或不鏽鋼；覆膜是由反射層和抗紫外線層組成，其中，反射層位於覆膜底部，抗紫外線層位於覆膜頂部，與空氣直接接觸。抗紫外線層的底層位於反射層的頂層表面，反射層的底面通過粘合劑粘附於金屬管的內壁。前述應用於本發明的粘合劑沒有特別說明，包括但不限於SP-7533膠水(3M公司)、YM-036丙烯酸酯膠水(蘇州德益威粘合劑有限公司)。
[0005]所述的金屬管為內壁拋光的金屬管且金屬管壁厚度為0.5~lmm。
[0006] 反射層是由聚萘二甲酸乙二醇酯膜和聚甲基丙烯酸甲酯膜重複交替疊加組成，反射層的底層和頂層都是聚萘二甲酸乙二醇酯膜，重複交替疊加的總層數為300-3001層；聚萘二甲酸乙二醇酯膜的每層厚度為0.07.09微米，聚甲基丙烯酸甲酯膜的每層厚度為
0.09~0.11微米，總層數優選為601~3001層，最優選為2551~3001層。
[0007]抗紫外線層是由聚萘二甲酸乙二醇酯膜組成，包括I層位於抗紫外線層頂層的折射率為1.6Π.67的聚萘二甲酸乙二醇酯膜和5~11層位於抗紫外線層底層折射率為
1.6Π.88的聚萘二甲酸乙二醇酯膜。所述的抗紫外線層中的位於頂層的聚萘二甲酸乙二醇酯膜每層厚度為15~20微米，位於底層的聚萘二甲酸乙二醇酯膜每層厚度為12~25微米，優選15~20微米。[0008]所述的「折射率為1.6Π.88的聚萘二甲酸乙二醇酯膜」是將折射率為1.6Π.67的聚萘二甲酸乙二醇酯膜進行單軸向拉伸後得到，拉伸前和拉伸後薄膜延拉伸方向的長度的比率為1:7。單軸向拉伸可以增加薄膜特定方向上的折射率。所述的「5~11層位於抗紫外線層底層折射率為1.6Π.88的聚萘二甲酸乙二醇酯膜」由拉伸後的膜依次疊加得到，在疊加時需調整膜的朝向，使相鄰兩層膜的單軸向拉伸方向呈30-150°夾角。
[0009]本發明的所述的單軸向拉伸是指沿一個軸向拉伸，也就是只施加一個軸向正應力，無其他方向的受力。
[0010]本發明所述的聚萘二甲酸乙二醇酯膜和聚甲基丙烯酸甲酯膜重複交替疊加是指在聚萘二甲酸乙二醇酯膜的上層是聚甲基丙烯酸甲酯膜，而在聚甲基丙烯酸甲酯膜的上層是聚萘二甲酸乙二醇酯膜，按這個順序有限次循環疊加。
[0011]本發明的有益效果是:
本發明採用由聚萘二甲酸乙二醇酯膜和聚甲基丙烯酸甲酯膜重複交替疊加組成反射膜，增強了導光管內壁的反射效果，此外，本發明還採用了由聚萘二甲酸乙二醇酯膜組成抗紫外線層位於反射層的上方，極大增強了導光管的抗紫外線和抗老化能力，使得整個太陽光光導照明系統的使用壽命大幅度提高；同時降低了採光罩的材質限制，可以使用透光率更強的光學塑料，一定程度上增強了採光效率和照明效果。
【具體實施方式】
[0012]以下以具體實施例來說明本發明的技術方案，但本發明的保護範圍不限於此: 試劑:聚萘二甲酸乙二醇酯原料(牌號為PEN TN8065S，廠家:美國杜邦);聚甲基丙烯酸 甲酯原料(牌號為PMMA P0Q66，廠家:日本旭化成)；內壁拋光的鋁合金卷材(產自上海安美特鋁業有限公司)。
[0013]實施例1:
導光管由金屬管和覆膜組成:
覆膜是由位於底部的反射層和位於頂部的抗紫外線層組成，為了更好地控制覆膜質量，反射層和抗紫外線層需分開製作。
[0014]反射層是由重複交替疊加的平均厚度為0.08微米的聚萘二甲酸乙二醇酯膜和平均厚度為0.1微米的聚甲基丙烯酸甲酯膜組成，總層數為641層，其中，反射膜的底層和頂層均為聚萘二甲酸乙二醇酯膜。製作時需使用擠壓機(青島順德塑料機械有限公司生產的平行雙螺杆擠出機)分別以30千克每小時的速度釋放聚萘二甲酸乙二醇酯，以33.5千克每小時的速度釋放聚甲基丙烯酸甲酯。這兩者經過共擠塊(採用CL0EREN公司的NanoLayer共擠塊)後得到81層結構的多層擠出物。讓81層的擠出物繼續通過層倍增器(由ExtrusionDies Industries, LLC (EDI)公司生產製作的倍增器)得到641層的擠出物。隨後使用縱向拉幅機(由青島順德塑料機械有限公司生產的縱向拉幅機)在138°C下進行拉伸，得到總厚度為0.1毫米的膜。再使用實驗室雙向拉伸裝置(由武漢現代精工機械有限公司生產的雙向拉伸裝置)在140°C下進行雙向拉伸，直至膜的總厚度從0.1毫米減小至61微米。完成後的反射層膜室溫冷卻待用。
[0015]抗紫外線層是由頂層和底層組成:頂層是厚度為18微米、折射率為1.6Π.67聚萘二甲酸乙二醇酯膜(可使用普通單流道模頭擠出製作，這裡使用的是CL0EREN公司的Epoch V模頭)，底層是由7層折射率為1.6 1.88之間的帶雙折射的聚萘二甲酸乙二醇酯膜依次疊加組成，每層膜的平均厚度為15微米。折射率為1.6 1.88之間的帶雙折射的聚萘二甲酸乙二醇酯膜的製作方法是:先使用普通單流道模頭(這裡使用的是CL0EREN公司的Epoch V模頭)擠出平均厚度為105微米的聚萘二甲酸乙二醇酯膜，然後使用縱向拉幅機在135°C的溫度下對105微米的薄膜進行單軸向拉伸，膜在拉伸前和拉伸後延拉伸方向的長度的比率為1:7，拉伸後得到的15微米厚度的聚萘二甲酸乙二醇酯膜需在室溫下冷卻待用。
[0016]金屬管的基材選擇厚度為0.5mm的內壁拋光的鋁合金卷材。加工時通過在卷材的內壁塗布SP-7533 (3M公司生產)粘合劑來粘合本實施例中製備的反射層底面。隨後在反射層上依次覆上8層本實施例中抗紫外線層的膜並用壓輥壓緊(壓強為12千帕，溫度為控制在80-130攝氏度)。在上述覆膜過程中，要調整7層帶雙折射的聚甲基丙烯酸甲酯膜的水平朝向，使7層帶雙折射的聚甲基丙烯酸甲酯膜的相鄰兩層的縱向拉伸的方向呈90度夾角(在本實例中因設備限制該步驟採用手工完成，即使用滾筒、矽膠壓力輥等工具手工覆膜以便於控制覆膜的水平朝向)。由於各層膜的連接面均為同一成份的聚合物，膜間的附著力較強，覆膜疊加時無需添加粘合劑。
[0017]製作完成後的卷材在加覆保護膜的基礎上被裁切並卷板。用鋁箔膠帶連接卷材的兩端，使卷材呈圓管狀，即可得到導光管。
[0018]實施例2:`
在實施例1的基礎上，其他條件和實施例1相同，將反射模製作過程中經過共擠塊後得到擠出物調整為201層(調節共擠塊的參數設置)，這樣最後能得到1601層的反射膜。反射膜的層數越多，反射膜的反射效果越好，但是製作成本也相應的增加。
【權利要求】
1.一種具有抗紫外線功能的導光管，包括金屬管和覆膜，其特徵在於:所述的覆膜是由反射層和抗紫外線層疊加組成，其中，反射層是由聚萘二甲酸乙二醇酯膜和聚甲基丙烯酸甲酯膜重複交替疊加組成，反射層的底層和頂層都是聚萘二甲酸乙二醇酯膜，重複交替疊加的總層數為30廣3001層；抗紫外線層是由聚萘二甲酸乙二醇酯膜組成。
2.根據權力要求I所述的具有抗紫外線功能的導光管，其特徵在於:所述覆膜中的反射層位於覆膜底部，抗紫外線層位於覆膜的頂部，反射層的底面通過粘合劑粘附於金屬管的內壁。
3.根據權力要求I所述的具有抗紫外線功能的導光管，其特徵在於:所述的金屬管為內壁拋光的鋁合金管、內壁拋光的銅管或內壁拋光的不鏽鋼管。
4.根據權力要求3所述的具有抗紫外線功能的導光管，其特徵在於:所述的金屬管的管壁厚度為0.5~lmm。
5.根據權力要求I所述的具有抗紫外線功能的導光管，其特徵在於:所述的反射層中聚萘二甲酸乙二醇酯膜的每層厚度為0.07、.09微米，聚甲基丙烯酸甲酯膜的每層厚度為0.09~0.11微米，重複交替疊加的總層數為601~3001層。
6.根據權力要求5所述的具有抗紫外線功能的導光管，其特徵在於:所述的重複交替疊加的總層數為2551~3001層。
7.根據權力要求I所述的具有抗紫外線功能的導光管，其特徵在於:所述的抗紫外線層是由I層位於抗紫外線層頂層的折射率為1.6Π.67的聚萘二甲酸乙二醇酯膜和5~11層位於抗紫外線層底層的折射率為1.6Π.88的聚萘二甲酸乙二醇酯膜疊加組成。
8.根據權力要求7所述 的具有抗紫外線功能的導光管，其特徵在於:所述的5~11層折射率為1.61-1.88的聚萘二 甲酸乙二醇酯膜是將5~11層折射率為1.61-1.67的聚萘二甲酸乙二醇酯膜進行單軸向拉伸，拉伸前和拉伸後延拉伸方向長度的比率為1:7，拉伸後的膜進行疊加時需調整膜的朝向，使相鄰兩層膜的單軸向拉伸方向呈30-150°夾角。
9.根據權力要求7所述的具有抗紫外線功能的導光管，其特徵在於:所述的抗紫外線層中位於頂層的聚萘二甲酸乙二醇酯膜的每層膜厚度為15~20微米；位於底層的聚萘二甲酸乙二醇酯膜的每層膜厚度為12~25微米。
10.根據權力要求9所述的具有抗紫外線功能的導光管，其特徵在於:所述的抗紫外線層中位於底層的聚萘二甲酸乙二醇酯膜的每層厚度為15~20微米。
【文檔編號】F21V8/00GK103487873SQ201310421635
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年9月17日 優先權日:2013年9月17日
【發明者】蘆建鋒 申請人:蘆建鋒