反射合成物的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及反射合成物以及包括該合成物的UV光發(fā)射裝置和光反應(yīng)器。本發(fā)明進(jìn)一步涉及制造UV光發(fā)射裝置的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]紫外(UV)光已經(jīng)使用了大約一個世紀(jì)以用于對象和飲用水消毒。適當(dāng)波長的UV光分解有機(jī)和無機(jī)化學(xué)品，以及破壞微生物(諸如細(xì)菌、真菌和病毒)的DNA。使用UV光用于消毒是有利的，因為它是環(huán)境友好的，不需要添加用于消毒的化學(xué)品(諸如在加氯消毒的情況下)，并且它可以用于小型/便攜式設(shè)備(在使用點)以及大型水處理廠。
[0003]因為UV輻射，尤其UV-C(還被稱為“深UV”或DUV)輻射可以是對人類有害的，屏蔽和/或隔離UV光源以保護(hù)用戶不受輻射是重要的。避免這樣的不需要的暴露的一種方法是使用反射材料用于隔離UV光源的目的或用于例如朝向預(yù)定的方向引導(dǎo)UV光。已經(jīng)提出了將反射粒子分散到高度光透射的基體中，以創(chuàng)建光反射材料。鋁是常用的基體內(nèi)的反射粒子。鋁反射大約85 %的UV光。
[0004]JP2010248484提出了 UV反射合成物，其包括硅樹脂基體和分散在硅樹脂基體中的無機(jī)填料(包含氧化鋁或氮化硼的細(xì)粉)。它的目的是提高合成物的UV反射效率。
[0005]然而，本領(lǐng)域中仍然存在對提供具有高效地反射光并且尤其是UV光的改善能力的材料的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是要克服這個問題，并且提供具有進(jìn)一步增加的反射率(具體地對于UV光)的反射合成物。
[0007]按照本發(fā)明的第一方面，提供UV光反射合成物，其包括光透射基體(包括聚硅氧烷或聚硅氧烷衍生物，諸如硅酮樹脂)和UV光反射粒子(包括氮化硼)，所述粒子被分散在透射基體中。進(jìn)一步，光反射粒子具有在從0.2到0.7 μπι范圍內(nèi)的平均粒度。
[0008]由術(shù)語“光反射粒子”本文中意指有能力改變撞擊其表面的光波的方向的粒子。
[0009]由術(shù)語“平均粒度”指的是根據(jù)ASTM Β330-12的標(biāo)準(zhǔn)化定義。粒子通?？梢允乔蛐蔚模⑶业湫偷乜梢跃哂新晕⒉灰?guī)則的形態(tài)。然而，粒子可以具有其它幾何形狀，包括細(xì)長的。粒度通常在通過粒子的一個方向上測量，從而對應(yīng)于基本上球形的粒子的直徑。
[0010]由術(shù)語“光透射”本文中意指允許光通過材料的物理性質(zhì)。光透射材料可以是透明的材料(即允許光通過材料而沒有被散射)或半透明的材料(即允許光通過材料，其中在存在折射率差異的材料的界面及其周圍處，或者在材料內(nèi)的顆粒邊界處(在多晶材料的情況下)有散射)。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的合成物的優(yōu)勢是合成物提供增加的光反射率。例如，其可以反射多于90%的入射光，具體地UV和深UV波長范圍(例如在200到420nm波長范圍內(nèi)，具體地在250到400nm范圍內(nèi)，甚至更具體地在250到31nm范圍內(nèi))的光。合成物的進(jìn)一步優(yōu)勢是其包括相對小粒度的氮化硼粒子。小粒度是有利的，因為其可以導(dǎo)致合成物中整體降低的氮化硼的重量含量，這不但產(chǎn)生更有成本效益和更環(huán)境友好的合成物，而且合成物可以更容易生產(chǎn)。
[0012]在示例中，反射合成物不包含固化或硬化合成物的任何粘合劑。因此，合成物在生產(chǎn)期間不需要固化步驟。另外，合成物可以是軟的或柔性的。
[0013]根據(jù)實施例，光反射粒子可以具有小于或等于0.6 μπι的平均粒度。根據(jù)其它實施例，光反射粒子可以具有在從0.2到0.6 μ m范圍內(nèi)的平均粒度，諸如在從0.3到0.6 μ m范圍內(nèi)的平均粒度，或例如大約0.5 μ m的平均粒度。
[0014]根據(jù)實施例，基于光透射基體的重量，合成物具有重量含量小于或等于30%的氮化硼。具有重量含量小于或等于30%的氮化硼的合成物的優(yōu)勢在于，通過保持氮化硼的低份額，可以實現(xiàn)更便宜以及更環(huán)境友好的合成物。其可以進(jìn)一步更容易制造和處理合成物兩者。合成物的又一優(yōu)勢是合成物的反射率可以通過調(diào)整光透射基體內(nèi)的氮化硼含量來調(diào)整。
[0015]根據(jù)實施例，基于光透射基體的重量，合成物可以具有重量含量小于或等于20%的氮化硼，諸如重量含量小于或等于15%的氮化硼，或例如重量含量小于或等于10%的氮化硼。根據(jù)實施例，合成物可以具有重量含量小于或等于8%的氮化硼，或例如重量含量在從I %到小于9%的范圍內(nèi)的氮化硼。
[0016]根據(jù)實施例，合成物進(jìn)一步包括光反射粒子，光反射粒子包括反射金屬氧化物。包括這樣的附加光反射粒子的優(yōu)勢是，其可以可能提供更有成本效益的UV光反射合成物，同時保持它的高的光反射率。在本實施例的示例中，反射金屬氧化物是氧化鋁和/或氧化釔。由術(shù)語“金屬氧化物”本文中意指其包括至少一個金屬原子和至少一個氧原子的化合物，氧原子通常是具有比質(zhì)子更多電子的陰離子，例如具有-2的氧化態(tài)。
[0017]根據(jù)實施例，透射基體包括聚硅氧烷或聚硅氧烷衍生物，諸如硅酮樹脂。由術(shù)語“硅酮樹脂”本文中意指由枝狀的低聚硅氧烷形成的具有通式RnSiXn1j^任何類型的硅酮材料，其中R是諸如Me或Ph之類的取代基，Si是硅，X是諸如H、0H、Cl或烷氧基團(tuán)之類的功能團(tuán)，并且O是氧。
[0018]在這一實施例的示例中，透射基體包括聚二甲基硅氧烷(PDMS)。
[0019]根據(jù)第二方面，本發(fā)明提供UV光發(fā)射裝置，其包括用于發(fā)射UV光的光源以及如本文所述的反射合成物，反射合成物被設(shè)置為接收和反射來自光源的光。
[0020]由于UV光發(fā)射裝置中包括的根據(jù)本發(fā)明的第一方面的反射合成物的增加的反射率，并且由于使光源發(fā)射的UV光改向的可能性，提供增加效率的UV光發(fā)射裝置。還應(yīng)用具有相對小的粒度的UV光反射粒子(包括分散在透射基體中的氮化硼)的同時高度反射的合成物的上述優(yōu)勢。整體降低的氮化硼含量可以導(dǎo)致更有成本效益和更環(huán)境友好的合成物以及其可以更容易生產(chǎn)的合成物。
[0021]術(shù)語“UV光”、“UV發(fā)射”或“UV波長范圍”特別地涉及具有在約200nm到420nm范圍內(nèi)的波長的光。UV光可以被細(xì)分為特別地涉及具有在約200nm到280nm范圍內(nèi)的波長的光的“UV-C光”、特別地涉及具有在約280nm到315nm范圍內(nèi)的波長的光的“UV-B光”、以及特別地涉及具有在約315nm到420nm范圍內(nèi)的波長的光的“UV-A光”。
[0022]根據(jù)實施例，反射合成物可以被包含或包圍在惰性氣氛下。保持合成物在惰性氣氛下的優(yōu)勢是，當(dāng)暴露于UV光時，合成物的功能被更好的保存，即它的反射性質(zhì)隨時間持續(xù)得更長。
[0023]驚訝的是，本發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)相應(yīng)的反射合成物通過旋涂形成到反射層中時，當(dāng)暴露于UV光時合成物的功能被更好的保存。因此，根據(jù)本發(fā)明的實施例，反射合成物形成旋涂層。根據(jù)第三方面，本發(fā)明提供光反應(yīng)器，光反應(yīng)器包括反應(yīng)室、和根據(jù)本發(fā)明的第二方面的實施例的被設(shè)置為照射反應(yīng)室的內(nèi)部空間的UV光發(fā)射裝置。以上陳述的與UV光反射合成物和UV光發(fā)射裝置相關(guān)的任何優(yōu)勢還應(yīng)用于光反應(yīng)器。具體地，根據(jù)本發(fā)明的光反應(yīng)器與常規(guī)光反應(yīng)器比較可以提供更高的效率和/或可以在更低的成本和/或更少的環(huán)境影響下來生產(chǎn)。
[0024]根據(jù)第四方面，本發(fā)明提供形成反射層的方法，包括提供根據(jù)本發(fā)明的反射合成物、和旋涂合成物到表面上的步驟。
[0025]根據(jù)第五方面，本發(fā)明提供制造UV光發(fā)射裝置的方法，包括將根據(jù)本發(fā)明的合成物應(yīng)用到表面上以形成反射層、并且將UV光源設(shè)置為在反射層的方向上發(fā)射光的步驟。
[0026]在實施例中，反射合成物通過旋涂被應(yīng)用。
[0027]在實施例中，方法進(jìn)一步包括將反射層封裝在惰性氣氛下的步驟。
[0028]要注意的是，本發(fā)明涉及在權(quán)利要求中記載的特征的所有可能組合。
【附圖說明】
[0029]參照示出本發(fā)明的(多個)實施例的附圖，現(xiàn)在將更詳細(xì)地描述本發(fā)明的這個和其他方面。
[0030]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的包括反射合成物的光發(fā)射裝置的側(cè)面剖視圖。
[0031]圖2示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的包括反應(yīng)室和光發(fā)射裝置(包括反射合成物)的光反應(yīng)器的側(cè)面剖視圖。