CN103148439A - 一种提高照明均匀性的led灯罩及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种灯罩，是一种灯具配件，主要用在LED球泡灯、LED筒灯等领域。包括有灯罩本体，灯罩本体内壁上有第一涂层和第二涂层；所述的第一涂层由胶水和第一颗粒的混合物固化后制得；所述的第二涂层由胶水和第二颗粒的混合物固化后制得；所述的第一颗粒和第二颗粒是能够透光的颗粒；所述的第一涂层和第二涂层作为整体，厚度从靠近灯罩顶部向灯罩开口端逐渐由厚变薄。制造方法包括：将胶水分别与第一颗粒和第二颗粒混合均匀，再先后涂于灯罩内壁上，固化后即可。该灯罩与传统灯罩相比，在灯罩的弧形端也就是光源的光直接照射到的位置增加了涂层，使得在该位置的出光率降低，散射率升高。

Description

一种提高照明均匀性的LED灯罩及其制造方法

 

技术领域

本发明提供了一种灯罩，是一种灯具配件，主要用在LED球泡灯、LED筒灯等领域。

 

背景技术

LED球泡灯、筒灯目前应用越来越广泛，正在快速取代白炽灯和荧光灯。目前的LED球泡灯、筒灯的主要组件都基本类似，包括灯头、散热器、驱动电源、光源和灯罩等几部分，由于LED光源的方向性较强问题，目前为获得更加均匀发光的LED球泡灯、筒灯，人们广泛使用了磨砂玻璃、添加扩散剂的PC或者PMMA、或者在玻璃表面涂覆一层含有以二氧化硅为代表的扩散剂，以实现光在灯罩内的充分混合，减少光在其直射方向的出光量，然而由于上述这些方法所制造出来的灯罩产品整体上扩散效果是相同的，透光率也是相同的，所以最终依然存在下面的问题：在光源直射方向上，灯罩最亮，也就是出光最多，在光源的边缘虽然由于散射的作用有一些光透过，但是出光量依然很少，造成在这些方向上亮度较低，这也是为什么现有的以LED球泡灯为代表的LED光源产品空间发光角较小的重要原因。

如图1，现有LED球泡灯制造技术中常用的一种灯罩，这种灯罩一般是由玻璃、PC、PMMA等材料制成，它具有很好的透光性能，例如，由某些玻璃制成的灯罩透光率可达99%，由PC或者PMMA制成的灯罩也可以达到90%以上，这种灯罩对然透光率高，直接提高了LED灯具的光效，但是带来了另一个严重问题——眩光，由于LED光源的方向性较强的特性，在使用时，采用上述灯罩制成的LED灯具仅在一定角度（一般在40°左右）内发光，在这一定角度内眩光非常明显，对人眼视觉会产生一定的伤害，而在上述的角度之外，由于光照不足，又造成了暗区现象，无法满足人们的使用要求。为了解决上述问题，人们开发了如图2所示的一种灯罩，人们选择将二氧化硅颗粒和胶混合在一起涂覆在玻璃灯罩内壁，形成一层均匀的磨砂薄膜，或者在PC或者PMMA粒子中掺入一定的扩散剂，然后再制成带有散射效果的灯罩，上述几种经过灯罩虽然一定程度上增加了光在灯罩内的散射，使光在发射出灯罩时变得均匀，但是仍未解决上述问题，其主要原因是：在玻璃灯罩内涂覆涂层时，涂层较薄且由于生产工艺的原因，在灯罩的弧形顶部较薄，越靠近开口部越厚，这就使得在制造成灯具以后，在面对光源发光的方向也就是灯罩的弧形顶部透光率最高，亮度最高，而其他部分透光率低，亮度也较低，对于掺入了扩散粒子的PC和PMMA制成的灯罩也面临同样的问题，仍然存在空间发光不均匀也就是眩光和暗区问题。

 

发明内容

为解决使用采用现有技术生产的LED球泡灯、筒灯等照明灯具空间发光角偏小，尤其是中间出光多、亮度高，边缘出光少，亮度低的问题，本发明对现有的灯罩进行改进，提供了一种新型灯罩。本发明的技术方案如下：

一种提高照明均匀性的LED灯罩，包括有灯罩本体，灯罩本体内壁上依次涂有第一涂层和第二涂层；所述的第一涂层由胶水和第一颗粒的混合物固化后制得；所述的第二涂层由胶水和第二颗粒的混合物固化后制得；所述的第一颗粒和第二颗粒是能够透光的颗粒；所述的第一涂层和第二涂层作为整体，厚度从靠近灯罩顶部向灯罩开口端由厚变薄。

该灯罩内部具有高透光率的涂层，分为第一涂层和第二涂层，每一个涂层中都由胶水和微小颗粒物组成，其中第一涂层和第二涂层作为整体，在光源的光直射方向(即靠近灯罩顶部的位置)上厚度较厚，在光源的光无法直射到的位置(即靠近灯罩开口端位置)较薄，这样的灯罩用在灯上后，在光源的光直接照射到的方向上，由于涂层较厚，所含微小颗粒物较多，使得在该方向上，光的透过率降低，并且散射率增高，在其他涂层厚度较薄的位置，散射相对较少，透过率相对较高，最终实现整个灯罩出光达到较为均匀的效果，整灯的空间发光角也可以明显提高。

进一步的，为保证灯罩内部或者面向光源的一面全部具有散射能力，第一涂层完整的分布在灯罩本体上，这种分布方式可以是均匀分布，在所有位置的厚度都相同，也可以是非均匀分布，在某些位置厚度较厚，其他位置厚度较薄，例如灯罩中间位置较厚，靠近边缘口部厚度较薄。

另外，第一涂层可以全部地覆盖有第二涂层上，也可以部分地覆盖有第二涂层上。

例如：其中当灯罩为类半球形时，第一涂层和第二涂层作为整体，以从灯罩本体顶部向灯罩本体开口边缘处逐渐变薄的方式分布；当灯罩为平面或者弧度较小的弧面时，涂层的分布方式为从灯罩中心向四周逐渐变薄的方式分布。

上述胶水可以是乙酰氧基硅胶、烷氧基硅胶、硅酮树脂硅胶中的一种，例如道康宁3140烷氧基硅胶、EA9189硅胶，或者1-2577、I-2560，这些硅胶都是具有良好透明性的胶水。

上述的第一颗粒可以是二氧化硅颗粒、玻璃颗粒中的一种或者两种的混合物；优选二氧化硅；第一颗粒的平均粒径范围为1～1000微米，优选是1～100微米。

上述的第二颗粒可以是二氧化硅颗粒、玻璃颗粒中的一种或者两种的混合物；优选二氧化硅；第二颗粒的平均粒径范围为10～2000微米，优选是10～200微米。

第二颗粒的平均粒径最好要不小于第一颗粒的平均粒径，以使得在光直接照射到的位置，光更广容易的被散射到其他光源无法直接照射到的位置。

上述的灯罩本体的材质可以采用玻璃、石英、聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等具有透光性的材料。

上述的固化步骤可以采用常规的胶水固化方法，例如：自然放置固化、加热固化、加入固化剂等，可以采用公知方法进行选择。

所述的第一涂层和第二涂层作为整体在灯罩的顶部的厚度范围优选是2～5mm，在开口端的厚度范围优选是0.1～1mm。

本发明进一步地提供了一种上述LED灯罩的制备方法，具体的技术方案是：

一种提高照明均匀性的LED灯罩的制造方法，包括如下步骤：

S1：将胶水、第一颗粒混合均匀，作为混合物I；让灯罩开口向下，将混合物I喷于灯罩顶部，使混合物I沿灯罩内壁流下，再将混合物I固化，作为第一涂层；

S2：将胶水、第二颗粒混合均匀，作为混合物II；让灯罩开口向上，将混合物II喷于所述的第一涂层上，再将混合物II固化，即可。

上述的制造方法的步骤S1中，在将混合物I喷于灯罩顶部处后，可以使灯罩绕中心轴旋转。可以加速混合物的流动，让灯罩本体围绕中心轴自转，依靠离心力使混合物在灯罩内均匀的覆盖全部灯罩本体内表面。

上述的制造方法的步骤S2中，在将混合物I喷于第一涂层上，还可以使灯罩绕中心轴旋转。其可以使涂层更加均匀，只要将转速控制在一定限度内即可，保证第一涂层和和第二涂层作为整体，呈由顶部中间向灯罩开口端逐渐由厚变薄。

将颗粒与胶水混合时，第一颗粒的质量浓度优选在15%～40%；第二颗粒的质量浓度优选是15%～40%。

在喷涂混合物的过程中，通过常规的控制喷涂量和转速，即可实现将涂层的保持为顶部处较厚而灯罩开口较薄。做为优选的参数，在步骤S1中使灯罩进行旋转时，转速优选是30～300转/分，在步骤S2中使灯罩进行旋转时，转速优选是6～600转/分。

 

技术效果

本发明提供了一种灯罩，该灯罩与传统灯罩相比，在灯罩的弧形端也就是光源的光直接照射到的位置增加了涂层，使得在该位置的出光率降低，散射率升高，从而使得使用该灯罩制造的LED灯具整体出光更加均匀，避免了局部亮度过高，局部亮度偏低的情况，提高了灯具的空间发光角。

 

附图说明

图1是现有技术中常用的一种灯罩剖面结构示意图；

图2是现有技术中常用的另一种灯罩剖面结构示意图；

图3是本发明提供的灯罩剖面结构示意图；

其中1是灯罩本体，2是涂层，3是第一涂层，4是第二涂层；5是顶部；6是开口端。

 

具体实施方式

    按以下步骤制造LED灯罩：

第一步、将道康宁EA9189硅胶和二氧化硅颗粒混合成二氧化硅质量浓度为25%的混合物I并装入第一喷涂设备内，该步骤中所用的二氧化硅颗粒的平均粒径为5 μm；

第二步、将道康宁EA9189硅胶和二氧化硅颗粒混合成二氧化硅质量浓度为35%的混合物II并装入第二喷涂设备内，该步骤中所用的二氧化硅颗粒的平均粒径为10 μm；

第三步、将灯罩本体1开口向下，将第一喷涂设备内的混合物I喷涂在灯罩本体1的顶部5，并让混合物I从灯罩本体1的顶部5流向灯罩本体1的开口端6，为了加速涂料的流动，可以辅助以适当的旋转，让灯罩本体1围绕中心轴自转，依靠离心力使混合物I在灯罩内均匀的覆盖全部灯罩本体1内表面，本步骤中转速控制在100转/分，然后烘干，形成第一涂层3；本实施例中灯罩的材质采用玻璃。

第四步、将第三步所得到的带有第一涂层3的灯罩本体1开口向上，将第二喷涂设备内的混合物II喷涂在灯罩本体1内表面的第一涂层3上，由于混合物具有一定的重量及粘度，该混合物会缓慢向灯罩本体1的顶部5处流动，为使第二涂层4在第一涂层3上达到所需要的分布，在混合物II向下流动的过程中，也可以加以适当的旋转，使混合物II在分布均匀且在灯罩本体1的顶部5的厚度较厚，而灯罩本体1开口端6位置处的厚度较薄，本实施例中，转速设置为200转/分，然后烘干，形成第二涂层4，最终实现灯罩内部第一涂层3和第二涂层4作为整体，由灯罩本体1的顶部5向开口端6逐渐变薄，使得照明时散射效果较好，靠近灯罩本体1的开口端6涂层较薄，透光性较好。

制备得到的LED灯罩的结构如图3所示，包括有灯罩本体1，灯罩本体1内壁上有第一涂层3和第二涂层4；所述的第一涂层3和第二涂料4都是由胶水和二氧化硅的混合物固化后制得；所述的第一涂层3和第二涂层4作为整体，厚度从灯罩本体1的顶部5向灯罩开口端6逐渐由厚变薄。

    本实施例中，制得的LED灯罩中，第一涂层3全部被第二涂层4覆盖，在灯罩本体1的顶部5，第一涂层3和第二涂料4作为整体的厚度是2 mm，在灯罩本体1的开口端6，涂层厚度是0.1 mm。

在实际制造时，可以使第二涂层4仅分布在LED灯具的光源空间发光角所能直接照射到的范围内，这样在制造成灯具时，光源发光中直接照射到第二涂层4上的光就有更多的光被散射，从而从灯具的其他位置发射出来，这样就使得灯罩的出光实现了更加均匀的效果，这也直接提升了灯具的空间发光角。

 

实施例2

第一步、将道康宁3140烷氧基硅胶和二氧化硅颗粒混合成二氧化硅质量浓度为15%的混合物I并装入第一喷涂设备内，该步骤中所用的二氧化硅颗粒的平均粒径为100 μm；

第二步、将道康宁3140烷氧基硅胶和玻璃颗粒混合成二氧化硅质量浓度为40%的混合物II并装入第二喷涂设备内，该步骤中所用的玻璃颗粒的平均粒径为200 μm；

第三步、将灯罩本体1开口向下，将第一喷涂设备内的混合物I喷涂在灯罩本体1的顶部5，并让混合物I从灯罩本体1的顶部5流向灯罩本体1的开口端6，为了加速涂料的流动，可以辅助以适当的旋转，让灯罩本体1围绕中心轴自转，依靠离心力使混合物I在灯罩内均匀的覆盖全部灯罩本体1内表面，本步骤中转速控制在3转/分，然后烘干，形成第一涂层3；本实施例中灯罩的材质采用玻璃。

第四步、将第三步所得到的带有第一涂层3的灯罩本体1开口向上，将第二喷涂设备内的混合物II喷涂在灯罩本体1内表面的第一涂层3上，由于混合物具有一定的重量及粘度，该混合物会缓慢向灯罩本体1的顶部5处流动，为使第二涂层4在第一涂层3上达到所需要的分布，在混合物II向下流动的过程中，也可以加以适当的旋转，使混合物II在分布均匀且在灯罩本体1的顶部5处的厚度较厚，而灯罩本体1开口端6位置处的厚度较薄，本实施例中，转速设置为100转/分，然后烘干，形成第二涂层4。

    本实施例中，制得的LED灯罩中，第一涂层3全部被第二涂层4覆盖，在灯罩本体1的顶部5，第一涂层3和第二涂料4作为整体的厚度是5 mm，在灯罩本体1的开口端6，涂层厚度是1 mm。

 

实施例3

第一步、将道康宁1-2577硅胶和二氧化硅颗粒混合成二氧化硅质量浓度为40%的混合物I并装入第一喷涂设备内，该步骤中所用的二氧化硅颗粒的平均粒径为1000 μm；

第二步、将道康宁1-2577硅胶和玻璃颗粒混合成二氧化硅质量浓度为15%的混合物II并装入第二喷涂设备内，该步骤中所用的玻璃颗粒的平均粒径为2000 μm；

第三步、将灯罩本体1开口向下，将第一喷涂设备内的混合物I喷涂在灯罩本体1的顶部5，并让混合物I从灯罩本体1的顶部5流向灯罩本体1的开口端6，为了加速混合物的流动，可以辅助以适当的旋转，让灯罩本体1围绕中心轴自转，依靠离心力使混合物I在灯罩内均匀的覆盖全部灯罩本体1内表面，本步骤中转速控制在300转/分，然后烘干，形成第一涂层3；本实施例中灯罩的材质采用玻璃。

第四步、将第三步所得到的带有第一涂层3的灯罩本体开口向上，将第二喷涂设备内的混合物II喷涂在灯罩本体1内表面的第一涂层3上，由于混合物具有一定的重量及粘度，该混合物会缓慢向灯罩本体1的顶部5处流动，为使第二涂层4在第一涂层3上达到所需要的分布，在混合物II向下流动的过程中，也可以加以适当的旋转，使混合物II在分布均匀且在灯罩本体1的顶部5处的厚度较厚，而灯罩本体1开口端6位置处的厚度较薄，本实施例中，转速设置为600转/分，然后烘干，形成第二涂层4。

    本实施例中，制得的LED灯罩中，第一涂层3部分面积未被第二涂层4覆盖，在开口端6处，第一涂层3未被覆盖。在灯罩本体1的顶部5，第一涂层3和第二涂料4作为整体的厚度是3 mm，在灯罩本体1的开口端6，涂层厚度是0.4 mm。

 

实施例4

第一步、将道康宁1-2577硅胶和二氧化硅颗粒混合成二氧化硅质量浓度为40%的混合物I并装入第一喷涂设备内，该步骤中所用的二氧化硅颗粒的平均粒径为1 μm；

第二步、将道康宁1-2577硅胶和玻璃颗粒混合成二氧化硅质量浓度为15%的混合物II并装入第二喷涂设备内，该步骤中所用的玻璃颗粒的平均粒径为500 μm；

第三步、将灯罩本体1开口向下，将第一喷涂设备内的混合物I喷涂在灯罩本体1的顶部5，并让混合物I从顶部5流向灯罩本体1的开口端6，为了加速混合物的流动，可以辅助以适当的旋转，让灯罩本体1围绕中心轴自转，依靠离心力使混合物I在灯罩内均匀的覆盖全部灯罩本体1内表面，本步骤中转速控制在200转/分，然后烘干，形成第一涂层3；本实施例中灯罩的材质采用玻璃。

第四步、将第三步所得到的带有第一涂层3的灯罩本体1开口向上，将第二喷涂设备内的混合物II喷涂在灯罩本体1内表面的第一涂层3上，由于混合物具有一定的重量及粘度，该混合物会缓慢向灯罩本体1的顶部5处流动，为使第二涂层4在第一涂层3上达到所需要的分布，在混合物II向下流动的过程中，也可以加以适当的旋转，使混合物II在分布均匀且在灯罩本体1的顶部5处的厚度较厚，而灯罩本体1开口端6位置处的厚度较薄，本实施例中，转速设置为6转/分，然后烘干，形成第二涂层4。

    本实施例中，制得的LED灯罩中，第一涂层3部分面积未被第二涂层4覆盖，在开口端6处，第一涂层3未被覆盖。在灯罩本体1的顶部5，第一涂层3和第二涂料4作为整体的厚度是4 mm，在灯罩本体1的开口端6，涂层厚度是0.7 mm。

Claims (10)

1.一种提高照明均匀性的LED灯罩，包括有灯罩本体(1)，其特征在于：灯罩本体(1)内壁涂有第一涂层(3)和第二涂层(4)；所述的第一涂层(3)由胶水和第一颗粒的混合物固化后制得；所述的第二涂层(4)由胶水和第二颗粒的混合物固化后制得；所述的第一颗粒和第二颗粒是能够透光的颗粒；所述的第一涂层(3)和第二涂层(4)作为整体，厚度从靠近灯罩本体(1)的顶部(5)向灯罩开口端(6)由厚变薄。

2.根据权利要求1所述的提高照明均匀性的LED灯罩，其特征在于：所述的第一涂层(3)上全部覆盖有第二涂层(4)。

3.根据权利要求1所述的提高照明均匀性的LED灯罩，其特征在于：所述的第一涂层(3)上部分覆盖有第二涂层(4)。

4.根据权利要求1所述的提高照明均匀性的LED灯罩，其特征在于：所述的第一颗粒和第二颗粒是二氧化硅颗粒、玻璃颗粒中的一种或者两种的混合物。

5.根据权利要求1所述的提高照明均匀性的LED灯罩，其特征在于：所述的第一颗粒的平均粒径范围为1～1000微米；所述的第二颗粒的平均粒径范围为10～2000微米。

6.根据权利要求1所述的提高照明均匀性的LED灯罩，其特征在于：所述的第一涂层(3)和第二涂层(4)作为整体在灯罩的顶部(5)的厚度范围是2～5mm，在开口端(6)的厚度范围是0.1～1mm。

7.根据权利要求1～6任一项所述的提高照明均匀性的LED灯罩，其特征在于：所述的第二颗粒的平均粒径不小于第一颗粒的平均粒径。

8.一种提高照明均匀性的LED灯罩的制造方法，包括如下步骤：

S1：将胶水、第一颗粒混合均匀，作为混合物I；让灯罩开口向下，将混合物I喷于灯罩本体的顶部，使混合物I向灯罩内壁流下，将混合物I固化；

S2：将胶水、第二颗粒混合均匀，作为混合物II；让灯罩开口向上，将混合物II喷于灯罩中的第一涂层上，再将混合物II固化，即可。

9.根据权利要求8所述的提高照明均匀性的LED灯罩的制造方法，其特征在于：所述的步骤S1中，在将混合物I喷于灯罩顶部处后，使灯罩绕中心轴旋转，转速是30～300转/分；所述的步骤S2中，在将混合物I喷于第一涂层上，使灯罩绕中心轴旋转，转速是6～600转/分。

10.根据权利要求8所述的提高照明均匀性的LED灯罩的制造方法，其特征在于：所述的混合物I中第一颗粒的质量浓度范围是15%～40%；所述的混合物II中第二颗粒的质量浓度范围是15%～40%。

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