CN102691970A - 一种led照明光扩散膜曲面灯罩制作装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种LED照明光扩散膜曲面灯罩制作装置及方法，其特点是，该装置包括涂布装置、传送装置、光扩散膜转印装置，所述的曲面灯罩用高透过率的热塑性聚合物材料制成，由第一传输带输入，通过第一机械手被传送到涂布装置进行紫外光固化胶涂层涂布，再由第二机械手传送到光扩散膜转印装置，进行紫外灯照射，紫外光固化胶涂层固化后，与光扩散膜转印装置内置有的光扩散膜模版分离，传送到第二传输带上，完成具有光扩散效果的曲面灯罩的制作。本装置和方法可以获得高透过率的曲面光扩散效果的灯罩，解决LED点光源照明灯具的炫目问题，以较低的成本达到高品质光均匀扩散的效果，从而实现与传统日光灯的通用和高效替换。

Description

一种LED照明光扩散膜曲面灯罩制作装置和方法

技术领域        

本发明主要应用于LED日光灯照明灯具，具体涉及在曲面基材上的光扩散膜的制作装置和方法,属异形曲面的微结构复制转移技术领域。

背景技术        

LED照明具有环保、转换效率高以及寿命长等特点。但是LED发出的光与自然光和现有室内照明光源有着相当大的差异。普通的日光灯发出的光比较柔和，而LED发出的白光通常会带有蓝光的成分，而且是点发光, 其发光强度相对较高，直视会产生一种眩光,刺激眼睛，长时间使用容易引起眼睛疲劳。所以，采用LED作为照明光时，人们会感到视觉不适，主要由LED的特性以及照明灯具的结构造成的。目前LED照明灯由若干个LED排列组成，每一个LED都是一个独立的发光源，多个点光源密集组合成的LED照明灯必然会出现光线不均匀以及炫目等问题，如果能将这些点光源发出的光线转化成一个面光源，那么这些问题就解决了。对于LED炫目问题,目前主要采用整体平面的条纹PC面罩、磨砂面罩、特殊荧光粉材料等等，这些面罩都存在着一定的缺陷，如条纹PC面罩虽然可以消除刺眼，但散光现象更严重，人在这种灯下时间稍长眼睛容易疲劳，如果长时间在这种灯下用眼，还会导致眼睛散光；而磨砂面罩光损耗太大，照明效果差。更主要的原因是，这些面罩都是整体平面的，不能与现有常规的日光灯管通用，给产品的更新替换带来了困难，不利于LED照明灯的广泛推广。因此，需要一种既达到光扩散效果，又具有高透过率，同时又能与传统的日光灯通用的新型LED照明光扩散膜曲面灯罩。

发明内容     

本发明的目的是为了克服现有LED照明灯所用灯罩的缺点，提供一种既达到光扩散效果，又具有高透过率，同时又能与传统的日光灯通用的新型LED照明光扩散膜曲面灯罩的制作装置和方法。

本发明的技术方案是：一种LED照明光扩散膜曲面灯罩制作装置，其特征在于，该装置包括涂布装置、传送装置、光扩散膜转印装置；所述的涂布装置包括紫外光固化胶槽体、吸胶辊、传胶辊；所述的传送装置包括第一传输带、第一机械手、第一压轮、第二机械手、第二传输带、第二压轮、第三机械手；所述的光扩散膜转印装置包括水冷辊筒、光扩散膜模版、紫外灯；内壁需涂光扩散膜的曲面灯罩置于传送装置上，涂光扩散膜过程中通过传输带和机械手进行传送；由第一机械手将置于第一传输带上的曲面灯罩抬起，传送到涂布装置的传胶辊上面，并由第一压轮固定，通过吸胶辊和传胶辊的传动，在曲面灯罩内壁涂布紫外光固化胶涂层；松开第一压轮,通过第二机械手将涂布有紫外光固化胶涂层的曲面灯罩置于光扩散膜转印装置的置有包裹置有凸形微结构的光扩散膜模版的水冷辊筒上，并由第二压轮压紧，在紫外光固化胶涂层上转印凸形微结构；紫外灯透过曲面灯罩从上面照射涂布在曲面灯罩内部的紫外光固化胶涂层，使紧紧贴合在水冷辊筒上的曲面灯罩上的紫外光固化胶涂层固化；松开第二压轮，由第三机械手将曲面灯罩抬起，由于水冷辊筒的冷却作用，使曲面灯罩和置有凸形微结构的光扩散膜模版顺利剥离，并由第三机械手将其送至第二传输带上，完成具有光扩散效果的曲面灯罩的制作。

所述的吸胶辊和传胶辊自带主动旋转，吸胶辊下半部分浸润在紫外光固化胶里，经旋转，使整个吸胶辊表面裹上紫外光固化胶；所述的吸胶辊和传胶辊相切,使吸胶辊的紫外光固化胶经过转印移至传胶辊表面, 微调两者的间距，用以调节紫外光固化胶涂料的转印量；所述的吸胶辊的外径与曲面灯罩的内径一致，负公差，互相吻合，将紫外光固化胶涂料转印到曲面灯罩的内壁。

所述的紫外灯置于曲面灯罩的上面；所述的内表面带有紫外光固化胶涂层的曲面灯罩,受压紧紧贴合在包裹着置有凸形微结构的光扩散膜模版的水冷辊筒上；所述的水冷辊筒的表面包裹光扩散膜模版后的外径尺寸与带紫外光固化胶涂层的曲面灯罩的内径一致,负公差,互相吻合,水冷辊筒的内部带有水冷系统，用来冷却贴合后的曲面灯罩和光扩散膜模版，由于两者的热膨胀系数不同，使两者可以顺利剥离。

所述的曲面灯罩用高透过率的热塑性聚合物材料制成，曲面灯罩的内表面涂有耐高温的高透过率粘结剂,以增加曲面灯罩与紫外光固化胶涂层的结合力。

一种LED照明光扩散膜曲面灯罩的制作方法，特征在于，包括以下步骤：

1．用激光束微刻蚀或机械微加工在金属基板表面制作所需幅面的光扩散膜微结构，即金属基板表面置有凹坑的微结构；

2．将步骤1获得的带有光扩散膜微结构的金属基版作为电铸母板进行电铸，获得反相的带有凸形光扩散效果的微结构的金属镍板，金属镍板厚度为0.1-0.2mm；

3．将步骤2获得的金属镍板作为光扩散膜模版紧紧包裹在水冷辊筒外，固定； 

4．曲面灯罩的内表面涂有以增加曲面灯罩与紫外光固化胶涂层的结合力的耐高温的高透过率粘结剂；

5．由第一机械手将置于第一传输带上的曲面灯罩抬起，传送到涂布装置的传胶辊上面，并由第一压轮固定，通过吸胶辊和传胶辊的传动，在曲面灯罩内壁涂布紫外光固化胶涂层；

6．松开第一压轮,通过第二机械手将涂布有紫外光固化胶涂层的曲面灯罩置于光扩散膜转印装置的包裹有光扩散膜模版的水冷辊筒上，并由第二压轮压紧，在紫外光固化胶涂层上转印微结构；紫外灯透过曲面灯罩从上面照射涂布在曲面灯罩内部的紫外光固化胶涂层，使紧紧贴合在水冷辊筒上的曲面灯罩上的紫外光固化胶涂层固化；

7．松开第二压轮，由第三机械手将曲面灯罩抬起，由于水冷辊筒的冷却作用，使曲面灯罩和光扩散膜模版顺利剥离，并由第三机械手将其送至第二传输带上，完成具有光扩散效果的曲面灯罩的制作。

本发明的有益效果是：提供了一种LED照明光扩散膜曲面灯罩制作装置和方法，可以获得高透过率的曲面光扩散效果的灯罩，解决LED点光源照明灯具的炫目问题，以较低的成本达到高品质光均匀扩散的效果，从而实现与传统日光灯的通用和高效替换。

附图说明

图1为本发明LED照明光扩散膜曲面灯罩制作装置的结构示意图；

图2 为光扩散膜模板制作方法示意图；

图3 为紫外光固化胶涂布装置示意图；

图4 为光扩散膜转印装置示意图。

其中：1、金属基板；2、光扩散膜模版；3、紫外光固化胶槽体；4、吸胶辊；5、传胶辊；6、第一传输带；7、第一机械手；8、第一压轮；9、第二机械手；10、第二传输带；11、第二压轮；12、第三机械手；13、水冷辊筒；14、紫外灯；15、曲面灯罩。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步描述：由图1所示，一种LED照明光扩散膜曲面灯罩制作装置，其特点是，该装置包括紫外光固化胶涂布装置、传送装置、光扩散膜转印装置；所述的涂布装置包括紫外光固化胶槽体3、吸胶辊4、传胶辊5；所述的传送装置包括第一传输带6、第一机械手7、第一压轮8、第二机械手9、第二传输带10、第二压轮11、第三机械手12；所述的光扩散膜转印装置包括水冷辊筒13、光扩散膜模版2、紫外灯14；内壁需涂光扩散膜的曲面灯罩15置于传送装置上，涂光扩散膜过程中通过传输带和机械手进行传送；由第一机械手7将置于第一传输带6上的曲面灯罩15抬起，传送到涂布装置的传胶辊5上面，并由第一压轮8固定，通过吸胶辊4和传胶辊5的传动，在曲面灯罩15内壁涂布紫外光固化胶涂层；松开第一压轮8,通过第二机械手9将涂布有紫外光固化胶涂层的曲面灯罩15置于光扩散膜转印装置的置有包裹置有凸形微结构的光扩散膜模版2的水冷辊筒13上，并由第二压轮11压紧，在紫外光固化胶涂层上转印凸形微结构；紫外灯14透过曲面灯罩15从上面照射涂布在曲面灯罩15内部的紫外光固化胶涂层，使紧紧贴合在水冷辊筒13上的曲面灯罩15上的紫外光固化胶涂层固化；松开第二压轮11，由第三机械手（12）将曲面灯罩（15）抬起，由于水冷辊筒（13）的冷却作用，使曲面灯罩15和置有凸形微结构的光扩散膜模版2顺利剥离，并由第三机械手12将其送至第二传输带10上，完成具有光扩散效果的曲面灯罩15的制作。

由图3所示，吸胶辊4和传胶辊5自带主动旋转，吸胶辊4下半部分浸润在紫外光固化胶里，经旋转，使整个吸胶辊5表面裹上紫外光固化胶；所述的吸胶辊4和传胶辊5相切,使吸胶辊4的紫外光固化胶经过转印移至传胶辊5表面, 微调两者的间距，用以调节紫外光固化胶涂料的转印量；所述的吸胶辊4的外径与曲面灯罩15的内径一致，负公差，互相吻合，将紫外光固化胶涂料转印到曲面灯罩15的内壁。

由图3所示，紫外灯14置于曲面灯罩15的上面；所述的内表面带有紫外光固化胶涂层的曲面灯罩15,受压紧紧贴合在包裹着置有凸形微结构的光扩散膜模版2的水冷辊13筒上；水冷辊筒13的表面包裹光扩散膜模版2后的外径尺寸与带紫外光固化胶涂层的曲面灯罩15的内径一致,负公差,互相吻合,水冷辊筒13的内部带有水冷系统，用来冷却贴合后的曲面灯罩15和光扩散膜模版2，由于两者的热膨胀系数不同，使两者可以顺利剥离。所述的曲面灯罩用高透过率的热塑性聚合物材料制成，高透过率的热塑性聚合物材料为高透明光学级压克力（PMMA）材料，曲面灯罩15的内表面涂有耐高温的高透过率粘结剂,以增加曲面灯罩15与紫外光固化胶涂层的结合力。

由图1-图4所示，一种LED照明光扩散膜曲面灯罩的制作方法包括以下步骤：

1．用激光束微刻蚀或机械微加工在金属基板1表面制作所需幅面的光扩散膜微结构，即金属基板1表面置有凹坑的微结构；

2．将步骤1获得的带有光扩散膜微结构的金属基版1作为电铸母板进行电铸，获得反相的带有凸形光扩散效果的微结构的金属镍板，金属镍板厚度为0.1-0.2mm；

3．将步骤2获得的金属镍板作为光扩散膜模版2紧紧包裹在水冷辊筒13外，固定； 

4．曲面灯罩15的内表面涂有以增加曲面灯罩15与紫外光固化胶涂层的结合力的耐高温的高透过率粘结剂，高透过率粘结剂主要由光敏树脂、交联剂、光敏剂组成，高透过率粘结剂是为了增加灯罩与紫外光固化胶的结合，使紫外光固化胶被紫外灯光固化后可以牢固的粘附在灯罩内壁上，方便紫外光固化胶和水冷辊筒的剥离；

5．由第一机械手7将置于第一传输带6上的曲面灯罩15抬起，传送到涂布装置的传胶辊5上面，并由第一压轮8固定，通过吸胶辊4和传胶辊5的传动，在曲面灯罩15内壁涂布紫外光固化胶涂层；

6．松开第一压轮8,通过第二机械手9将涂布有紫外光固化胶涂层的曲面灯罩15置于光扩散膜转印装置的包裹有光扩散膜模版2的水冷辊筒13上，并由第二压轮11压紧，在紫外光固化胶涂层上转印微结构；紫外灯14透过曲面灯罩15从上面照射涂布在曲面灯罩15内部的紫外光固化胶涂层，使紧紧贴合在水冷辊筒13上的曲面灯罩15上的紫外光固化胶涂层固化；

7．松开第二压轮11，由第三机械手12将曲面灯罩15抬起，由于水冷辊筒13的冷却作用，使曲面灯罩15和光扩散膜模版2顺利剥离，并由第三机械手12将其送至第二传输带10上，完成具有光扩散效果的曲面灯罩15的制作。

Claims (5)

1.一种LED照明光扩散膜曲面灯罩制作装置，其特征在于，该装置包括紫外光固化胶涂布装置、传送装置、光扩散膜转印装置；所述的涂布装置包括紫外光固化胶槽体（3）、吸胶辊（4）、传胶辊（5）；所述的传送装置包括第一传输带（6）、第一机械手（7）、第一压轮（8）、第二机械手（9）、第二传输带（10）、第二压轮（11）、第三机械手（12）；所述的光扩散膜转印装置包括水冷辊筒（13）、光扩散膜模版（2）、紫外灯（14）；内壁需涂光扩散膜的曲面灯罩（15）置于传送装置上，涂光扩散膜过程中通过传输带和机械手进行传送；由第一机械手（7）将置于第一传输带（6）上的曲面灯罩（15）抬起，传送到涂布装置的传胶辊（5）上面，并由第一压轮（8）固定，通过吸胶辊（4）和传胶辊（5）的传动，在曲面灯罩（15）内壁涂布紫外光固化胶涂层；松开第一压轮（8）,通过第二机械手（9）将涂布有紫外光固化胶涂层的曲面灯罩（15）置于光扩散膜转印装置的置有包裹置有凸形微结构的光扩散膜模版（2）的水冷辊筒（13）上，并由第二压轮（11）压紧，在紫外光固化胶涂层上转印凸形微结构；紫外灯（14）透过曲面灯罩（15）从上面照射涂布在曲面灯罩（15）内部的紫外光固化胶涂层，使紧紧贴合在水冷辊筒（13）上的曲面灯罩（15）上的紫外光固化胶涂层固化；松开第二压轮（11），由第三机械手（12）将曲面灯罩（15）抬起，由于水冷辊筒（13）的冷却作用，使曲面灯罩（15）和置有凸形微结构的光扩散膜模版（2）顺利剥离，并由第三机械手（12）将其送至第二传输带（10）上，完成具有光扩散效果的曲面灯罩（15）的制作。

2.根据权利要求1所述的LED照明光扩散膜曲面灯罩制作装置，其特征在于，所述的吸胶辊（4）和传胶辊（5）自带主动旋转，吸胶辊（4）下半部分浸润在紫外光固化胶里，经旋转，使整个吸胶辊（5）表面裹上紫外光固化胶；所述的吸胶辊（4）和传胶辊（5）相切,使吸胶辊（4）的紫外光固化胶经过转印移至传胶辊（5）表面, 微调两者的间距，用以调节紫外光固化胶涂料的转印量；所述的吸胶辊（4）的外径与曲面灯罩（15）的内径一致，负公差，互相吻合，将紫外光固化胶涂料转印到曲面灯罩（15）的内壁。

3.根据权利要求1、2所述的LED照明光扩散膜曲面灯罩制作装置，其特征在于，所述的紫外灯（14）置于曲面灯罩（15）的上面；所述的内表面带有紫外光固化胶涂层的曲面灯罩（15）,受压紧紧贴合在包裹着置有凸形微结构的光扩散膜模版（2）的水冷辊（13）筒上；所述的水冷辊筒（13）的表面包裹光扩散膜模版（2）后的外径尺寸与带紫外光固化胶涂层的曲面灯罩（15）的内径一致,负公差,互相吻合,水冷辊筒（13）的内部带有水冷系统，用来冷却贴合后的曲面灯罩（15）和光扩散膜模版（2），由于两者的热膨胀系数不同，使两者可以顺利剥离。

4.根据权利要求1所述的LED照明光扩散膜曲面灯罩制作装置，其特征在于，所述的曲面灯罩用高透过率的热塑性聚合物材料制成，曲面灯罩（15）的内表面涂有耐高温的高透过率粘结剂,以增加曲面灯罩（15）与紫外光固化胶涂层的结合力。

5.一种LED照明光扩散膜曲面灯罩的制作方法，特征在于，包括以下步骤：

1）用激光束微刻蚀或机械微加工在金属基板（1）表面制作所需幅面的光扩散膜微结构，即金属基板1表面置有凹坑的微结构；

2）将步骤（1）获得的带有光扩散膜微结构的金属基版1作为电铸母板进行电铸，获得反相的带有凸形光扩散效果的微结构的金属镍板，金属镍板厚度为0.1-0.2mm；

3）将步骤（2）获得的金属镍板作为光扩散膜模版（2）紧紧包裹在水冷辊筒（13）外，固定； 

4）曲面灯罩（15）的内表面涂有以增加曲面灯罩（15）与紫外光固化胶涂层的结合力的耐高温的高透过率粘结剂；

5）由第一机械手（7）将置于第一传输带（6）上的曲面灯罩（15）抬起，传送到涂布装置的传胶辊（5）上面，并由第一压轮（8）固定，通过吸胶辊（4）和传胶辊（5）的传动，在曲面灯罩（15）内壁涂布紫外光固化胶涂层；

6）松开第一压轮（8）,通过第二机械手（9）将涂布有紫外光固化胶涂层的曲面灯罩（15）置于光扩散膜转印装置的包裹有光扩散膜模版（2）的水冷辊筒（13）上，并由第二压轮（11）压紧，在紫外光固化胶涂层上转印微结构；紫外灯（14）透过曲面灯罩（15）从上面照射涂布在曲面灯罩（15）内部的紫外光固化胶涂层，使紧紧贴合在水冷辊筒（13）上的曲面灯罩（15）上的紫外光固化胶涂层固化；

7）、松开第二压轮（11），由第三机械手（12）将曲面灯罩（15）抬起，由于水冷辊筒（13）的冷却作用，使曲面灯罩（15）和光扩散膜模版（2）顺利剥离，并由第三机械手（12）将其送至第二传输带（10）上，完成具有光扩散效果的曲面灯罩（15）的制作。

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