具有高光强度和高透明性的光导体制造技术

本发明专利技术涉及具有改进的光强度和透明性的光导体，其制备方法以及其用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及具有改进的光強度和透明性的光导体，涉及其制备方法和涉及其用途。
技术介绍
基于如下原理的光导体是已知的，所述原理是将散射粒子包埋在透明热塑性塑料基体中。例如从EP 656 548已知使用聚合物粒子作为散射粒子的光导体。超过98%的所述聚合物粒子具有至少7微米的尺寸，并且将O. 01wt% (100重量ppm)至lwt% (10000重量ppm)的所述聚合物粒子添加到基体塑料中。这些光导体具有如下缺点它们的耐候性不够并且它们在Imm厚度下，特别是在自2mm起的厚度下就已经表现出由“雾度”值表示的混 浊。EP1453900 描述了含有浓度为 O. 001wt% (10 重量 ppm) -O. 08wt% (800 重量 ppm)的平均粒子尺寸为O. 3-20微米的硫酸钡作为散射粒子的光导体。这些光导体也具有如下缺点它们在Imm厚度下,特别是在自2mm起的厚度下就已经表现出混池。上述现有技术的光导体还具有如下缺点在垂直于光出射面观察的情况下，获得了低的亮度。只有在关于所述光出射面的面法线测量的大的角度下(为此參见附图说明图1)，所述亮度才显著増加。在图2中显示了对于各种散射粒子的这种效应。除了包含散射粒子的光导体外，还存在通过在表面上机械弓I入缺陷或通过在表面上印刷而制备的光导体。然而这些光导体的制备与大得多的生产成本相关联。另外，印刷尤其导致差的透明性并因此限制了这些光导体可能的应用。相反，具有包埋的散射粒子的光导体可以通过挤出、注塑或通过浇鋳工艺经济地制备，而无需后处理。这种印刷的光导体的例子可以在 JP2004351649、TO 2007/058060、TO2009/137053、US 2005/272879 中找到。
技术实现思路
鉴于如上讨论的现有技木，本专利技术的目的因此是提供光导体及其制备方法，所述光导体不具有现有技术光导体的缺点，或者仅具有降低程度的这些缺点。特定的目的是提供如下光导体，其在透视下，即在面法线方向，表现出低混浊，并且因此可用于对于现有技术光导体而言由于光学规定而不能达到的应用领域。另ー个特定目的是提供如下光导体，其在相对于所述光出射面的面法线测量的低角度下具有高的亮度。本专利技术的又ー个目的是提供如下光导体，其可以特别简单地制备，例如通过挤出、注塑或通过浇铸方法制备。本专利技术的再ー个目的是提供如下光导体，其可以被经济地制备。最后，本专利技术的目的还在于提供如下光导体，其可以简单方式在尺寸和形状方面适应所述要求。其它未明确提及的目的从如下说明书、实施例和权利要求书的整体关联得出。这些目的通过描述于权利要求I中的光导体实现。本专利技术的光导体的适宜变化方案在引用权利要求I的从属权利要求中要求保护。关于制备本专利技术的光导体的方法，权利要求10至12和如下说明书提供了所基于的目的的解决方案。在详细描述本专利技术之前，如下将定义ー些重要的术语(为此也參见图I和3):术语“光出射面”是指所述光导体的预定要发出光的面。反之，“光入射面”能够将光接收入所述光导体中，使得所述光导体能够将导入的光基本上均匀地分布在一个或多个所述光出射面上。根据本专利技术的“光导体”优选具有至少Imm的厚度。所述厚度特别优选在2至25mm 外的层，例如镜面层或反射层。令人惊奇地已经发现，可以通过包埋平均粒子尺寸为150至500nm的ニ氧化钛散射粒子而克服常规光导体的缺点。例如，本专利技术的专利技术人已经发现含有具有这种特定平均粒子尺寸的ニ氧化钛粒子的本专利技术光导体与具有例如BaSO4散射粒子的光导体相比是显著更透明的，尽管在相对于所述光出射面的面法线小的角度下具有显著更高的光強度。本专利技术的光导体优选具有在最薄位置处测量的至少1_，特别优选2至25_和更特别优选3至20mm的厚度。本专利技术的光导体的另外的特点在于非常低的混浊，其作为雾度根据ASTMD1003测量，其为小于4%，优选小于2%，特别优选O. 2至2%。与现有技术的光导体相对照，本专利技术的光导体因此对人眼显示出基本上透明的，并且也可以在对于光学性质具有高要求的应用领域中使用。本专利技术的光导体特别优选的特点在于它们对人眼在Im的观察距离下没有可察觉到的印刷物，并且优选根本没有印刷物，特别是用染料，在所述成形体的表面或在另外的层上的印刷物。在另ー个优选的实施方式中，本专利技术的光导体在所述表面或在一个层中还不具有任何其它光学缺陷。与现有技术的光导体相反，因此可能首次实现获得在整个光导体上非常均匀的光输出与其非常高透明性的组合，而不必实施另外的施加印刷物或缺陷的加工步骤。此外，能够放弃印刷物和缺陷的可能性使得本专利技术的光导体还能够被构造为具有任何理想空间构造的自由形式体。与其中所述缺陷或印刷物的图案可以被简单计算的现有技术的板状光导体不同，这在复杂构造的情况下是不可能的。在特别优选的实施方式中，本专利技术的光导体因此是具有高透明性和均一光输出的自由形式体，由此实现了迄今为止不可能的构造自由度。透明的光导体提供多样的实际的，但是也是装饰性的应用。例如可以构造玻璃板，当将光源关闭时，所述玻璃板确保清晰的、无扭曲的和不间断的透视。当将所述光源接通时，所述玻璃板起到均匀平面光源的作用，所述平面光源可用于通常的或环境的照明。含有平均粒子尺寸为150至500nm的ニ氧化钛散射粒子的光导体在相对于所述光导体的面法线测量的所有角度上都比根据现有技术的光导体，例如EP 1453900的那些，更加均匀得多地发光。这在图4和图5中显示。因此在垂直观察下，本专利技术的光导体的亮度比当使用常规散射粒子时显著更高。ニ氧化钛粒子在光导体中作为散射粒子的使用自身是已知的。JP2002148443描述了例如含有粒子尺寸小于IOOnm的ニ氧化钛的光导体。然而本专利技术的专利技术人已经发现，在粒子尺寸为150至500nm的情况下，ニ氧化钛在本专利技术的散射体中具有其最高的散射效率，几乎与所述光的波长无关。这在图6中借助于在聚甲基丙烯酸甲酯中的ニ氧化钛(金红石变体)的Mie散射模拟显示。在150nm以下，即根据JP2002148443的那些，ニ氧化钛粒子的散射以波长选择性的方式増加。即，蓝光(波长450nm)比绿光(550nm)更显著地散射，并且比红光(650nm)甚至更显著。这导致在所述光入射面处供给到所述光导体的白光在其进入所述光导体的路径中分解。在距离所述光入射面的短距离处，从所述光出射面射出的光因此是带蓝色的，而在距离所述光入射面的远距离处，其不断地变成为帯黄色的直至带红色的。这导致干扰性的波长色散，也就是说供给光在所述光出射面处再次在顔色失真的情况下出射。该问题由本专利技术得到解決。根据本专利技术使用的ニ氧化钛粒子因此优选具有150至500nm的平均粒子尺寸，特别优选160至450nm，更 特别优选170至450nm，尤其优选200至400nm,和更尤其优选220至400nm。具有上述性质的ニ氧化钛粒子是可商购的(例如得自 Kronos Titan 的 KRONOS 2220 或得自 Sachtleben Chemie 的 HOMBI TAN R 610K)。生产它们的多种方法是已知的。在所述光导体中ニ氧化钛粒子的比例为O. 1-100重量ppm，优选O. I至50重量ppm，和特别优选O. I至10重量ppm，在每种情况下都基于所述光导体重本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.11.11 DE 102010043743.3;2010.04.08 EP 10159341.光导体，其具有至少一个光入射面和至少一个光出射面， 其特征在于 所述光出射面与所述光入射面的比率是至少4， 所述光导体具有小于4%的根据ASTM D1003测量的雾度，和 将基于所述光导体的重量计的浓度为O. 1-100重量ppm的平均粒子尺寸为150-500nm的二氧化钛粒子用作光散射剂。2.根据权利要求I的光导体， 其特征在于 所述二氧化钛粒子的至少50%以金红石变体形式存在。3.根据权利要求I或2的光导体， 其特征在于 所述光出射面与所述光入射面的比率是至少20。4.根据前述权利要求中一项或多项的光导体， 其特征在于 所述光导体由至少一个透明的热塑性或热弹性塑料组成，和/或所述光导体仅在特定区域内具有根据权利要求I的光散射剂和雾度，和/或其具有未被构造为是光散射性的区域。5.根据前述权利要求中一项或多项的光导体， 其特征在于 将基于所述光导体的重量计的浓度为O. 1-50重量ppm,优选O. 1-10重量ppm的二氧化钛粒子用作光散射剂，和/或所述二氧化钛粒子的平均粒子尺寸为160至450nm，和特别优选170至400nm，和/或所述雾度在O. 2至2%范围内。6.根据权利要求I至5中任一项的光导体， 其特征在于 所述光导体不具有任何印刷物和/或任何光散射性缺陷。7.根据前述权利要求中一项或多项的光导体， 其特征在于 所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·施密特，W·皮苏拉，P·施泰因，C·罗特，S·施瓦茨巴拉克，H·洛克霍兹，A·鲍姆，
申请(专利权)人：赢创罗姆有限公司，
类型：
国别省市：