一種具有抗紫外線功能的導(dǎo)光管的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種在光導(dǎo)照明系統(tǒng)中使用的具有抗紫外線功能的導(dǎo)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。其中反射層是由重復(fù)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(shù)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(fā)明的目的在于通過增強了導(dǎo)光管的抗紫外線和抗老化能力，使得整個太陽光光導(dǎo)照明系統(tǒng)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(dǎo)光管
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種在光導(dǎo)照明系統(tǒng)中使用的導(dǎo)光管，特別是一種具有抗紫外線功能的導(dǎo)光管。
【背景技術(shù)】
[0002] 光導(dǎo)照明系統(tǒng)即太陽光導(dǎo)入照明系統(tǒng)，是一種新興的環(huán)保照明系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由采光罩、導(dǎo)光管和漫射器三部分組成，其系統(tǒng)原理是通過采光罩高效采集自然光線導(dǎo)入系統(tǒng)內(nèi)重新分配，再經(jīng)過特殊制作的光導(dǎo)管傳輸和強化后由系統(tǒng)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(dǎo)照明系統(tǒng)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。為了兼顧采光罩的可見光透過率和使用壽命，普通的有機玻璃采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(dǎo)光管內(nèi)部。普通導(dǎo)光管內(nèi)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(xué)性能嚴(yán)重下降，進而影響到整個太陽光導(dǎo)入照明系統(tǒng)的性能。導(dǎo)光管對紫外線的耐候性，是決定光導(dǎo)照明系統(tǒng)的使用壽命的一個重要因素。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提出一種能在光導(dǎo)照明系統(tǒng)中長期使用的，能抵御紫外線侵蝕的抗紫外線功能導(dǎo)光管。
[0004]本發(fā)明目的可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):
一種具有抗紫外線功能的導(dǎo)光管，包括金屬管和覆膜。所述的金屬管內(nèi)壁拋光，以增加反射效果和覆膜，金屬管材質(zhì)為鋁合金、銅或或不銹鋼；覆膜是由反射層和抗紫外線層組成，其中，反射層位于覆膜底部，抗紫外線層位于覆膜頂部，與空氣直接接觸?？棺贤饩€層的底層位于反射層的頂層表面，反射層的底面通過粘合劑粘附于金屬管的內(nèi)壁。前述應(yīng)用于本發(fā)明的粘合劑沒有特別說明，包括但不限于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(nèi)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復(fù)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，重復(fù)交替疊加的總層數(shù)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(shù)優(yōu)選為601~3001層，最優(yōu)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層位于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層位于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于頂層的聚萘二甲酸乙二醇酯膜每層厚度為15~20微米，位于底層的聚萘二甲酸乙二醇酯膜每層厚度為12~25微米，優(yōu)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后得到，拉伸前和拉伸后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層位于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”由拉伸后的膜依次疊加得到，在疊加時需調(diào)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(fā)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(yīng)力，無其他方向的受力。
[0010]本發(fā)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復(fù)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(huán)疊加。
[0011]本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明采用由聚萘二甲酸乙二醇酯膜和聚甲基丙烯酸甲酯膜重復(fù)交替疊加組成反射膜，增強了導(dǎo)光管內(nèi)壁的反射效果，此外，本發(fā)明還采用了由聚萘二甲酸乙二醇酯膜組成抗紫外線層位于反射層的上方，極大增強了導(dǎo)光管的抗紫外線和抗老化能力，使得整個太陽光光導(dǎo)照明系統(tǒng)的使用壽命大幅度提高；同時降低了采光罩的材質(zhì)限制，可以使用透光率更強的光學(xué)塑料，一定程度上增強了采光效率和照明效果。
【具體實施方式】
[0012]以下以具體實施例來說明本發(fā)明的技術(shù)方案，但本發(fā)明的保護范圍不限于此: 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(nèi)壁拋光的鋁合金卷材(產(chǎn)自上海安美特鋁業(yè)有限公司)。
[0013]實施例1:
導(dǎo)光管由金屬管和覆膜組成:
覆膜是由位于底部的反射層和位于頂部的抗紫外線層組成，為了更好地控制覆膜質(zhì)量，反射層和抗紫外線層需分開制作。
[0014]反射層是由重復(fù)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(shù)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。制作時需使用擠壓機(青島順德塑料機械有限公司生產(chǎn)的平行雙螺桿擠出機)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(jīng)過共擠塊(采用CL0EREN公司的NanoLayer共擠塊)后得到81層結(jié)構(gòu)的多層擠出物。讓81層的擠出物繼續(xù)通過層倍增器(由ExtrusionDies Industries, LLC (EDI)公司生產(chǎn)制作的倍增器)得到641層的擠出物。隨后使用縱向拉幅機(由青島順德塑料機械有限公司生產(chǎn)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(xiàn)代精工機械有限公司生產(chǎn)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。完成后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制作，這里使用的是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制作方法是:先使用普通單流道模頭(這里使用的是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，然后使用縱向拉幅機在135°C的溫度下對105微米的薄膜進行單軸向拉伸，膜在拉伸前和拉伸后延拉伸方向的長度的比率為1:7，拉伸后得到的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(nèi)壁拋光的鋁合金卷材。加工時通過在卷材的內(nèi)壁涂布SP-7533 (3M公司生產(chǎn))粘合劑來粘合本實施例中制備的反射層底面。隨后在反射層上依次覆上8層本實施例中抗紫外線層的膜并用壓輥壓緊(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(diào)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(shè)備限制該步驟采用手工完成，即使用滾筒、硅膠壓力輥等工具手工覆膜以便于控制覆膜的水平朝向)。由于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]制作完成后的卷材在加覆保護膜的基礎(chǔ)上被裁切并卷板。用鋁箔膠帶連接卷材的兩端，使卷材呈圓管狀，即可得到導(dǎo)光管。
[0018]實施例2:`
在實施例1的基礎(chǔ)上，其他條件和實施例1相同，將反射模制作過程中經(jīng)過共擠塊后得到擠出物調(diào)整為201層(調(diào)節(jié)共擠塊的參數(shù)設(shè)置)，這樣最后能得到1601層的反射膜。反射膜的層數(shù)越多，反射膜的反射效果越好，但是制作成本也相應(yīng)的增加。
【權(quán)利要求】
1.一種具有抗紫外線功能的導(dǎo)光管，包括金屬管和覆膜，其特征在于: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復(fù)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，重復(fù)交替疊加的總層數(shù)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(jù)權(quán)力要求I所述的具有抗紫外線功能的導(dǎo)光管，其特征在于:所述覆膜中的反射層位于覆膜底部，抗紫外線層位于覆膜的頂部，反射層的底面通過粘合劑粘附于金屬管的內(nèi)壁。
3.根據(jù)權(quán)力要求I所述的具有抗紫外線功能的導(dǎo)光管，其特征在于:所述的金屬管為內(nèi)壁拋光的鋁合金管、內(nèi)壁拋光的銅管或內(nèi)壁拋光的不銹鋼管。
4.根據(jù)權(quán)力要求3所述的具有抗紫外線功能的導(dǎo)光管，其特征在于:所述的金屬管的管壁厚度為0.5~lmm。
5.根據(jù)權(quán)力要求I所述的具有抗紫外線功能的導(dǎo)光管，其特征在于: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，重復(fù)交替疊加的總層數(shù)為601~3001層。
6.根據(jù)權(quán)力要求5所述的具有抗紫外線功能的導(dǎo)光管，其特征在于:所述的重復(fù)交替疊加的總層數(shù)為2551~3001層。
7.根據(jù)權(quán)力要求I所述的具有抗紫外線功能的導(dǎo)光管，其特征在于:所述的抗紫外線層是由I層位于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層位于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(jù)權(quán)力要求7所述 的具有抗紫外線功能的導(dǎo)光管，其特征在于: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，拉伸前和拉伸后延拉伸方向長度的比率為1:7，拉伸后的膜進行疊加時需調(diào)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(jù)權(quán)力要求7所述的具有抗紫外線功能的導(dǎo)光管，其特征在于:所述的抗紫外線層中位于頂層的聚萘二甲酸乙二醇酯膜的每層膜厚度為15~20微米；位于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(jù)權(quán)力要求9所述的具有抗紫外線功能的導(dǎo)光管，其特征在于:所述的抗紫外線層中位于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(yōu)先權(quán)日:2013年9月17日
【發(fā)明者】蘆建鋒 申請人:蘆建鋒