專利名稱：導(dǎo)光管及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于光傳輸裝置領(lǐng)域，具體涉及一種導(dǎo)光管及其制造方法。
背景技術(shù)：
通常用于自然采光的導(dǎo)光管，是將從集光罩中收集來(lái)的光利用反光鏡的原理經(jīng)過(guò)導(dǎo)光管進(jìn)行低損耗傳輸?shù)缴⑸淦魃?，從而?shí)現(xiàn)將自然光傳輸?shù)剿彰鞯念I(lǐng)域，達(dá)到使用自然光照明的目的。在已有的技術(shù)中，一種是利用實(shí)心的矩形導(dǎo)光管，其外部涂有反射膜，由于是光學(xué)玻璃制品，其90°的直角脊棱線易破損，形成連續(xù)的暗斑，從而產(chǎn)生較大的光能損失，同時(shí)會(huì)有灰塵進(jìn)入，導(dǎo)致暗斑擴(kuò)大，導(dǎo)致導(dǎo)光管導(dǎo)光率的進(jìn)一步下降。另一種是目前業(yè)界較為普遍的利用鋁基板圍成的導(dǎo)光管。其中，基板是在金屬鋁表面涂覆一層高反射率的納米銀顆粒，用金屬基板來(lái)反射光。這種結(jié)構(gòu)的導(dǎo)光管具有以下缺點(diǎn)1)裝配難度問(wèn)題。因?yàn)榻饘倩迮c透明管(通常為玻璃)的材質(zhì)不同，不能一次成型，因此在裝配時(shí)要分別安裝，在裝好透明管后，再安裝金屬基板。這樣帶來(lái)的一個(gè)直接缺點(diǎn)就是透明管與鋁基板之間不可避免的摩擦?xí)p傷納米銀涂層，從而令裝好后的金屬基板出現(xiàn)暗斑。大量暗斑對(duì)光傳輸過(guò)程中的損失影響不容忽略。另外，鋁基板的制造長(zhǎng)度與現(xiàn)場(chǎng)裝配長(zhǎng)度不同，導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)裝配時(shí)要對(duì)鋁基板進(jìn)行裁剪，因而不可避免對(duì)鋁基板的邊緣造成永久性的擦痕，也能導(dǎo)致大片暗斑的形成。2)成本問(wèn)題。金屬鋁是一種輕金屬，成本相對(duì)較高。鋁基板的成本是光導(dǎo)系統(tǒng)中的重要成本支出。3)鋁基板與集光裝置的熱膨脹率的匹配問(wèn)題。由于集光罩的材質(zhì)是玻璃或石英， 鋁基板與集光罩的熱膨脹率不同，隨著溫差的變化，導(dǎo)致大量灰塵進(jìn)入，導(dǎo)致導(dǎo)光管的導(dǎo)光率大幅下降，很快達(dá)到臨界閾值，從而達(dá)到壽命極限，導(dǎo)光管失效。4)在金屬基板噴涂以前要進(jìn)行平整處理，表面粗糙度要達(dá)到Imm以內(nèi)，工藝要求高，在導(dǎo)光管安裝時(shí)易受到外力撞擊而變形，導(dǎo)致反光率下降。納米Al薄層的涂覆工藝有兩種，一種是蒸鍍，另一種是噴涂。蒸鍍的優(yōu)點(diǎn)在于Al薄膜致密、平整、反光率高 (95-98% )，缺點(diǎn)在于易氧化、金屬基板長(zhǎng)度受限、產(chǎn)量低、蒸鍍?cè)O(shè)備價(jià)格高昂且不易維修。噴涂的優(yōu)點(diǎn)在于金屬基板沒(méi)有長(zhǎng)度限制、噴涂設(shè)備工藝簡(jiǎn)單易于維修，反光率較高 (92-95% )，產(chǎn)量較大，缺點(diǎn)在于反光涂層不致密，膜厚不均勻、易脫落、產(chǎn)生暗斑。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，提供一種粘接強(qiáng)度大、密封性好、光耗低、使用壽命長(zhǎng)的導(dǎo)光管，以及一種操作簡(jiǎn)便、成本低的導(dǎo)光管制造方法。一種導(dǎo)光管，其包括透明管以及粘貼于所述透明管的外壁的至少一層反光膠帶， 所述反光膠帶包括基底和粘貼于所述基底的反光膠層，所述反光膠層中混合有反光材料和用于粘貼的粘膠。
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以及，一種導(dǎo)光管制造方法，其包括如下步驟制備粘膠，將反光材料與粘膠混合，攪拌，形成反光膠；將反光膠涂覆在基底上形成反光膠層，加熱，形成反光膠帶；將至少一層所述反光膠帶粘貼于透明管的外壁，形成所述導(dǎo)光管。在所述導(dǎo)光管中，通過(guò)將至少一層反光膠帶粘貼于透明管的外壁，形成的粘接強(qiáng)度大，密封性好，能夠致密地緊貼透明管的外壁，從而極大降低光能消耗。而且，這種粘貼式反光膠帶能很好地將透明管與外界隔離，不易遭受外面保護(hù)裝置引起的磨損或其它損傷， 從而能有效延長(zhǎng)導(dǎo)光管的使用壽命。在導(dǎo)光管的制造方法中，是通過(guò)粘貼的方式即能將反光膠帶粘于透明管的外壁，這種粘貼的方式操作簡(jiǎn)便，易于組裝。另外，該制造方法不需要傳統(tǒng)的一些成本高、操作復(fù)雜的一些制程和設(shè)備，如蒸鍍或噴涂技術(shù)，從而大大降低制造成本，具有廣闊的應(yīng)用前景。


下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，附圖中圖1是本發(fā)明實(shí)施例的導(dǎo)光管剖視圖。圖2是圖1中的導(dǎo)光管的俯視示意圖。圖3是本發(fā)明實(shí)施例的具有多層反光膠帶的導(dǎo)光管結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是圖3中的多層反光膠帶的第一種結(jié)構(gòu)形式示意圖。圖5是圖3中的多層反光膠帶的第二種結(jié)構(gòu)形式示意圖。圖6是圖3中的多層反光膠帶的第三種結(jié)構(gòu)形式示意圖。圖7是本發(fā)明實(shí)施例的具有金屬保護(hù)裝置的導(dǎo)光管的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。請(qǐng)參閱圖1和2，顯示本發(fā)明實(shí)施例的導(dǎo)光管10，其包括透明管11和粘貼于透明管11的外壁的至少一層反光膠帶12，反光膠帶12包括基底14和粘貼于基底14的反光膠層13，反光膠層13中混合有反光材料和用于粘貼的粘膠。本實(shí)施例中，透明管11為一空心透明管，其截面形狀任意，例如可以是但不限于長(zhǎng)方形、多邊形或圓形等。透明管11內(nèi)部有一空腔114，可以是矩形腔、多邊形腔或圓形腔， 可根據(jù)實(shí)際需要而定。透明管11的透明材質(zhì)可以是玻璃，例如無(wú)機(jī)玻璃、有機(jī)玻璃或石英玻璃等。進(jìn)一步，透明管11是表面經(jīng)過(guò)拋光后的玻璃管。透明管11兩端開(kāi)口，分別為入光口 110與出光口 112，由自然采集的光，例如從一個(gè)外部集光罩中收集來(lái)的光從入光口 Iio進(jìn)入透明管11，在透明管11的內(nèi)腔114及管壁中傳輸，同時(shí)經(jīng)過(guò)反光膠帶12反射和折射，以在整個(gè)導(dǎo)光管10中進(jìn)行低損耗傳輸，然后從出光口 112出射，從而實(shí)現(xiàn)將自然光傳輸?shù)剿彰鞯念I(lǐng)域，達(dá)到使用自然光照明的目的。透明管11內(nèi)腔直徑為0. 05m 50m，外徑是0. Im 50m，長(zhǎng)約10_80m，具體尺度依現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際光通量需要而定，并不限于此。
反光膠帶12的基底14可采用透明并導(dǎo)光性強(qiáng)的材料，例如可采用雙向拉伸聚丙烯(簡(jiǎn)寫為Β0ΡΡ)或聚甲基丙烯酸甲酯(簡(jiǎn)寫為PMMA)材料，基底14的厚度約為SOnm 500nm。粘膠為包含A組分和B組分的雙組分膠水，A組分的成分及其質(zhì)量百分比含量為 丙酮35-55%、六亞甲基二異氰酸酯5-20%、聚酯多元醇35-55%、乙烯基三乙氧基硅烷 0.01-0. 08%和二月硅酸二丁基錫0.05-0. 08%, B組分的成分及其質(zhì)量百分比含量為苯二亞甲基二異氰酸酯40-70%和丙酮30-60%。雙組分膠水中A組分和B組分的混合質(zhì)量比例為3 1 15 1，優(yōu)選為5 1 10 1，較佳為20 3。粘膠和反光材料的質(zhì)量比為2 1 8 1，優(yōu)選為2 1 6 1，較佳配比為2 1。反光材料為納米鈦白顆?；蚣{米鈦白顆粒和玻璃微球的混合物，玻璃微球可以是各種玻璃材質(zhì)的微球，例如金屬氧化物玻璃微球(如堿性玻璃、含氧化鋯玻璃、硅酸鹽玻璃或復(fù)合氧化物玻璃等)或二氧化硅微球，優(yōu)選為二氧化硅微球。當(dāng)反光材料為納米鈦白顆粒和玻璃微球的混合物，混合物中納米鈦白顆粒和玻璃微球二者的混合質(zhì)量比約為 1 0.5 1 6，較佳混合質(zhì)量比為1 4.5。反光膠層13的厚度約40-200微米，具體應(yīng)用時(shí)視膠水與反光材料混合液的粘度而定，通過(guò)調(diào)整丙酮含量，可以控制反光膠層13的厚度。鈦白顆粒的粒徑為5nm-200nm，優(yōu)選為6-20nm ；玻璃微球的粒徑約50-800nm，優(yōu)選為 60-100nm。在反光材料中，納米鈦白顆粒主要起反光作用，作為反光顆粒，納米鈦白顆粒占反光材料的總質(zhì)量含量?jī)?yōu)選為15% 66%。玻璃微珠主要是對(duì)光產(chǎn)生強(qiáng)烈折射，使光在光導(dǎo)管10中傳播分布更加均勻。反光材料的納米鈦白顆粒和玻璃微球都均勻分散于粘膠中。在圖1和2所示的實(shí)施例中，反光膠帶12采用一層結(jié)構(gòu)形式，其卷繞粘貼于透明管11上，覆蓋整個(gè)透明管11的外壁，同時(shí)可進(jìn)一步粘貼于透明管11的入光口 110與出光口 112邊緣的外壁處，只余入光口 110與出光口 112。也即，在透明管11上除了位于兩端的入光口 110與出光口 112之外的其余部分完全無(wú)縫環(huán)繞有反光膠帶12?？梢岳斫獾氖?，為避免光損失，可將反光膠帶12纏繞超過(guò)透明管11外壁的一圈，即反光膠帶12纏繞時(shí)頭尾有部分重疊，這樣更好地保證能減少光的損失。在另一個(gè)實(shí)施例中，如圖3所示，采用纏繞多層(或多圈)的反光膠帶12，層與層之間通過(guò)各層反光膠帶12的粘膠相互緊密粘貼。這種多層形式也有兩種結(jié)構(gòu)形式。其一， 如圖4所示，顯示纏繞前的反光膠帶12，反光膠帶12是一卷連續(xù)的反光膠帶12。反光膠帶 12具有一定長(zhǎng)度，此長(zhǎng)度為透明管11外周長(zhǎng)的倍數(shù)。反光膠帶12先用自身粘膠與透明管 11的外壁粘貼，纏繞一圈后接著再纏繞，直到所需的層數(shù)或圈數(shù)，例如卷繞3-4圈，環(huán)繞方式如圖4所示，即形成卷繞式相互粘貼的多層反光膠帶12。在層與層之間卷繞及粘貼時(shí)避免氣泡的產(chǎn)生，這種方式即為卷繞式結(jié)構(gòu)。其二，如圖5所示，在透明管11上的多層反光膠帶12也可以是相互獨(dú)立的，即每層反光膠帶12是單獨(dú)的層，每層都可以是纏繞整個(gè)透明管11 一圈或至少一圈。當(dāng)然，由于是多層形式，反光膠帶12只是半圈或不是整圈并不影響整個(gè)反光膠帶12的反光效果。這樣，每層是分別纏繞于透明管11外壁上，層與層之間也通過(guò)粘膠相互粘貼，在層與層之間卷繞和粘貼時(shí)避免氣泡的產(chǎn)生，這種方式即為疊層式結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步，如圖6所示，每層反光膠帶12纏繞的起點(diǎn)可以是不重疊的，是交錯(cuò)形式的，圖6示例出三層，三層反光膠帶12分別在起點(diǎn)12a、12b、12c處開(kāi)始纏繞，這樣可以彌補(bǔ)某些層可能不能覆蓋整個(gè)透明管11外壁
5一圈的部分。此外，如圖7所示，導(dǎo)光管10還可包括一保護(hù)透明管11和反光膠帶12的金屬保護(hù)裝置18。金屬保護(hù)裝置18可以為一金屬外殼，例如金屬管，具體可以是鋁質(zhì)管，金屬保護(hù)裝置18和反光膠帶12之間填充有緩沖材料19，緩沖材料19可采用例如有機(jī)泡沫，例如但不限于聚氨脂、聚乙烯泡沫或有機(jī)硅泡沫等。另外，在實(shí)際安裝使用時(shí)，為防止滑脫，可將金屬保護(hù)裝置18與外部裝置進(jìn)行鉸接固定，并可采用角度可調(diào)節(jié)的安裝結(jié)構(gòu)，以有方向地選擇所需的照明區(qū)域。這樣，在使用時(shí)，例如應(yīng)用于室內(nèi)照明裝置，上述導(dǎo)光管10通過(guò)將至少一層反光膠帶12粘貼于透明管11的外壁，形成的粘接強(qiáng)度大，密封性好，能夠致密地緊貼透明管的外壁，從而極大降低光能消耗，對(duì)自然光的反光率較高，可達(dá)到93-95%。而且，這種粘貼式反光膠帶能很好地將透明管與外界隔離，不易遭受外面保護(hù)裝置引起的磨損或其它損傷， 從而能有效延長(zhǎng)導(dǎo)光管的使用壽命。另外，可根據(jù)需要纏繞多層反光膠帶12，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，還可隨時(shí)補(bǔ)充粘貼新的反光膠帶12，以加強(qiáng)反光效果，或者替換反光膠帶12，增強(qiáng)應(yīng)用靈活性，且方便快捷。上述導(dǎo)光管制造方法包括如下步驟SOl 制備粘膠，將反光材料與粘膠混合，攪拌，形成反光膠；S02 將反光膠涂覆在基底14上形成反光膠層13，加熱，形成反光膠帶12 ；S03 將至少一層所述反光膠帶12粘貼于透明管11的外壁，形成所述導(dǎo)光管10。步驟SOl中，粘膠為包含A組分和B組分的雙組分膠水，制備粘膠時(shí)，分別按照配方配制A組分和B組分，再將A組分和B組分按照3 1 15 1的質(zhì)量比例在40 70 攝氏度的溫度下充分混合，形成粘膠。然后將反光材料混入，粘膠與反光材料二者的質(zhì)量比為2 1 8 1，較佳配比為2 1，混合后充分?jǐn)嚢?，形成反光膠層13。步驟S02具體為，將反光膠層13涂覆在基底14上，在烘箱中加熱，除去涂膠過(guò)程中混入的氣泡，形成反光膠帶。在實(shí)際制造中，反光膠帶可以預(yù)先制成并貯存?zhèn)溆?，其具有粘膠的一面可以采用一離型膜進(jìn)行保護(hù)，在使用，即后面粘貼于透明管11時(shí)將離型膜去除，即可將反光膠帶12粘貼于透明管11上。這樣，對(duì)于采用卷繞式多層反光膠帶12時(shí)，可將制成的反光膠帶12以卷筒形式貯存?zhèn)溆茫谛枰迟N于透明管11時(shí)，如同透明膠一樣直接粘貼于透明管11上，即實(shí)現(xiàn)步驟S03。這種粘貼方式操作簡(jiǎn)便，且便于貯存和分段進(jìn)行導(dǎo)光管10的制作，使得生產(chǎn)更具靈活性，可操作性強(qiáng)。步驟S03中，與上述描述相對(duì)應(yīng)，反光膠帶12可以采用一層或多層的形式。當(dāng)采用一層，即單一層的反光膠帶12時(shí)，直接粘貼于透明管11的外壁。當(dāng)采用多層形式時(shí)，也有兩種實(shí)現(xiàn)方式，即上述的疊層式和卷繞式。在疊層式的情況下，每層反光膠帶12都按照上述步驟S01-S02形成，然后依次逐層粘貼于透明管11的外壁，形成所述導(dǎo)光管。在卷繞式的情況下，取一定長(zhǎng)度(此長(zhǎng)度為透明管11外周長(zhǎng)的倍數(shù))的連續(xù)反光膠帶12，緊密地卷繞并層層粘貼于透明管11的外壁，形成所述導(dǎo)光管。不管采用何種形式，在卷繞或粘貼時(shí)都應(yīng)注意，避免氣泡的產(chǎn)生。另外，按照上述方法形成的導(dǎo)光管10定位好后，在導(dǎo)光管10的外周圍環(huán)繞以有機(jī)泡沫等緩沖材料19，并套上金屬保護(hù)裝置18，獲得包裝成品形式的導(dǎo)光管。在實(shí)際安裝使用時(shí)，為防止滑脫，可將金屬保護(hù)裝置18與外部環(huán)境進(jìn)行鉸接固定。
以下通過(guò)具體結(jié)構(gòu)和配方的實(shí)施例來(lái)說(shuō)明上述導(dǎo)光管及其制造方法。實(shí)施例1本實(shí)施例的導(dǎo)光管包括透明管11和單層反光膠帶12，其結(jié)構(gòu)參考圖1所示，透明管11的截面形狀為圓形，材質(zhì)為Β0ΡΡ。透明管11的內(nèi)孔直徑為0. 2m，外徑是0. 3m，長(zhǎng)20m。 反光材料為納米鈦白顆粒與二氧化硅微球的混合物，鈦白顆粒的粒徑大小約6nm，粒徑分布較均勻，粒徑方差< 10%，二氧化硅顆粒的粒徑約lOOnm，粒徑方差< 20%，二者的混合比例為1 4.5。粘膠為AB組分膠水的混合膠體，A組分和B組分的質(zhì)量比例為3 1，粘膠和反光材料的質(zhì)量比為2 1。A組分的成分及其質(zhì)量百分比含量如下表所示
權(quán)利要求
1.一種導(dǎo)光管，其包括透明管，其特征在于，還包括粘貼于所述透明管的外壁的至少一層反光膠帶，所述反光膠帶包括基底和粘貼于所述基底的反光膠層，所述反光膠層中混合有反光材料和用于粘貼的粘膠。
2.如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)光管，其特征在于，所述基底的材質(zhì)為雙向拉伸聚丙烯或聚甲基丙烯酸甲酯。
3.如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)光管，其特征在于，所述反光材料為納米鈦白顆?；蚣{米鈦白顆粒和玻璃微球的混合物，所述粘膠和反光材料的質(zhì)量比為2 1 8 1。
4.如權(quán)利要求3所述的導(dǎo)光管，其特征在于，所述納米鈦白顆粒的粒徑為5nm-200nm， 所述玻璃微球的粒徑為50-800nm。
5.如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)光管，其特征在于，所述反光材料為納米鈦白顆粒和玻璃微球的混合物，所述玻璃微球?yàn)槎趸栉⑶?，所述混合物中納米鈦白顆粒和玻璃微球二者的混合質(zhì)量比為1 0. 5 1 6。
6.如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)光管，其特征在于，所述粘膠為包含A組分和B組分的雙組分膠水，所述A組分的成分及其質(zhì)量百分比含量為丙酮35-55%、六亞甲基二異氰酸酯5-20%、聚酯多元醇；35-55%、乙烯基三乙氧基硅烷0. 01-0. 08%和二月硅酸二丁基錫 0. 05-0. 08% ；所述B組分的成分及其質(zhì)量百分比含量為苯二亞甲基二異氰酸酯40-70% 和丙酮30-60%，所述雙組分膠水中A組分和B組分的混合質(zhì)量比例為3 1 15 1。
7.如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)光管，其特征在于，所述至少一層反光膠帶為疊層式或卷繞式相互粘貼的多層反光膠帶。
8.如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)光管，其特征在于，還包括一保護(hù)所述透明管和反光膠帶的金屬保護(hù)裝置，所述金屬保護(hù)裝置和反光膠帶之間填充有緩沖材料。
9.一種導(dǎo)光管的制造方法，其包括如下步驟制備粘膠，將反光材料與所述粘膠混合，攪拌，形成反光膠；將反光膠涂覆在基底上形成反光膠層，加熱，形成反光膠帶；將至少一層所述反光膠帶粘貼于透明管的外壁，形成所述導(dǎo)光管。
10.如權(quán)利要求9所述的導(dǎo)光管制造方法，其特征在于，所述粘膠為包含A組分和B組分的雙組分膠水，所述反光材料為納米鈦白顆粒或納米鈦白顆粒和玻璃微球的混合物，所述反光膠層的形成過(guò)程如下將A、B組分按照配方比例在40-70°C溫度下充分混合，將反光材料混入雙組分膠水中，并攪拌，涂覆在基底上，形成反光膠層。
全文摘要
本發(fā)明涉及光傳輸技術(shù)，提供一種導(dǎo)光管，其包括透明管以及粘貼于透明管的外壁的至少一層反光膠帶，反光膠帶包括基底和粘貼于基底的反光膠層，反光膠層中混合有反光材料和用于粘貼的粘膠。本發(fā)明還提供一種導(dǎo)光管的制造方法。在該導(dǎo)光管中，通過(guò)將反光膠帶這種粘貼式結(jié)構(gòu)，既增大粘接強(qiáng)度，又能提高密封性，從而極大降低光能消耗，獲得較高反光率。而且，這種粘貼式反光膠帶能很好地將透明管與外界隔離，不易遭受外面保護(hù)裝置引起的磨損或其它損傷，從而能有效延長(zhǎng)導(dǎo)光管的使用壽命，具有廣闊的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)C09J7/02GK102213397SQ20101014688
公開(kāi)日2011年10月12日 申請(qǐng)日期2010年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月8日
發(fā)明者周明杰, 康凱 申請(qǐng)人:海洋王照明科技股份有限公司, 深圳市海洋王照明技術(shù)有限公司