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Gebiet der Erfindung
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Beleuchtete Werbeschilder sind weit verbreitet. Oft bestehen Werbeschilder aus einer Beleuchtungseinheit, die einen weiß-transluzent bedruckten Motivträger, wie z.B. eine Folie, Papier oder Kunststoffplatten, von hinten durchleuchten. Die vorliegende Erfindung betrifft einen (Werbe)Leuchtkasten mit seitlicher Hohlraumhinterleuchtung und spezieller Diffusorscheibe zur optimierten Lichtverteilung, ein Verfahren zu deren Herstellung, sowie deren Verwendung. Dabei zeichnen sich die Kunststoffplatten durch eine besondere Mikrostrukturierung und besondere Streupartikel innerhalb der Kunststoffmatrix der Kunststoffplatte aus.
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Stand der Technik
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Ein hinterleuchteter Leuchtkasten besteht in der Regel aus zwei Komponenten: dem Motivträger und der Hinterleuchtung. Das Motiv ist auf einen weiß-transluzenten Motivträger aufgebracht und gewährleistet damit, dass zum einen das Licht hindurch tritt. Die lichtstreuende weiß-Einfärbung dient zum anderen als weißer Hintergrund des Motivs.
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Dieser Motivträger ist in Anwendungen, bei denen das Motiv oft gewechselt wird, meist aus Geweben oder sogar aus Papier. Für beständigere Lösungen werden zumeist transluzente, bedruckte Kunststofffolien hinter Glasabdeckungen genutzt. In permanent verwendeten Aufbauten werden in der Regel glatte Kunststoffabdeckungen, die mit einem Digitaldruck, Siebdruck oder mit Dekorfolien versehen werden, verwendet. Eine besondere Variante sind dabei Posterrollos, bei denen mittels zweier Umlenkrollen verschiedene Motive zum automatisierten Posterwechsel nach und nach an der Lichtaustrittsfläche vorbeigeführt werden.
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Eine besondere Ausführungsform des Leuchtkastens sind solche mit LED-hinterleuchteter Posterfläche. Bei dieser LED-Hinterleuchtung gibt es im Wesentlichen 3 Prinzipien: Die direkte Hinterleuchtung, bei der es nur eine Lichtaustrittsfläche gibt und die LED innen, auf der der Lichtaustrittsfläche gegenüber liegenden Seite angebracht sind, die seitliche Hinterleuchtung, bei der der Hohlraum hinter der Posterfläche von den Seiten aus ausgeleuchtet wird und schließlich die Kantenbeleuchtung, bei der Licht seitlich in eine Kante eines Lichtleiters eingestrahlt und von dieser hinter der Lichtaustrittsfläche wieder ausgekoppelt wird. Die erste Variante hat dabei den Nachteil, dass hiermit zwar ein sehr gleichmäßiges Lichtbild erzeugt werden kann, aber dafür nur LED-Lichtkästen mit nur einer Lichtaustrittsfläche sinnvoll, also z.B. nur einer Werbeseite herstellbar sind.
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Der Vorteil der seitliche Hohlraumhinterleuchtung und der Kantenbeleuchtung ist, dass neben der einseitigen Abstrahlung nach vorn auch ein Leuchtkasten mit beidseitiger Beleuchtung, also nach vorn und hinten einfach möglich ist. In diesem Fall wird die reflektierende Rückwand ebenfalls durch einen transluzenten Motivträger ersetzte. Ein weiterer Vorteil dieser Ausführungsformen gegenüber der Hohlraumhinterleuchtung ist, dass die Bautiefe in der Regel geringer ist. Zusätzlich ist der Montageaufwand der LEDs deutlich geringer. Die seitliche Hohlraumhinterleuchtung hat darüber hinaus gegenüber den anderen beiden Ausführungsformen den Vorteil, am kosteneffizientesten zu sein, da zum einen der Aufwand an LEDs nebst Montage geringer ist und außerdem kein zusätzlicher hochwertiger Lichtleiter wie bei der Kantenbeleuchtung notwendig ist.
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Eine bis heute nicht ideal gelöste technische Aufgabe ist es, dass Motive gleichmäßig hinterleuchtet werden und keine hell-dunkel-Streifen der Lichtquellen von dem Posterinhalt ablenken.
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In den Lichtleitern der dritten Ausführungsform werden Additivierungen zur Lichtauskopplung oder sogar Gravur und Siebdruckmuster mit ortsabhängiger Lichtauskopplung genutzt, so dass eine gleichmäßige Lichtverteilung über die Fläche entsteht. Beschrieben sind solche Lichtleiter für Posterboxen in der
EP 1453900 .
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Für die seitliche Hohlraumhinterleuchtung gemäß der zweiten Ausführungsform wird in einer weiteren, besonderen Ausführungsform mit Sekundäroptiken unmittelbar vor der LED das Licht derart zu einem schmalen Lichtkegel geformt, dass ein großer Anteil des Lichts in die Höhe der Posterbox geworfen wird. Dabei treten ungewünschte Brechungen und Reflexionen an der Oberfläche des glatten Motivträgers auf, die eine optimale Ausnutzung des Lichtstroms verhindern. Dieses Problem ist vor allem bei den dauerhaften Aufbauten mit glatten Kunststoffscheiben typisch. Gerade hier ist die Energieeffizienz aber ein besonderes wichtiges Thema, da der Ressourcenverbrauch und der CO2-Ausstoß über einen langen Zeitraum reduziert werden können. Eine solche Sekundäroptik wird z.B. von der Firma Osram unter dem Namen BoxLEDTM Side, von der Firma 3M unter dem Namen Light System 800 und von der Firma TRIDONIC unter dem Namen TALEX‹engine IMAGE vertrieben.
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Weiterhin haben insbesondere Posterboxen mit seitlicher oder Kantenbeleuchtung den Nachteil, dass durch eine nicht senkrechte Einstrahlung des Lichts ein ungleichmäßiges Ausleuchtungsbild entsteht. Dieser Effekt wird insbesondere durch die Reflektion der anderen Seitenwände auf die Lichtaustrittsfläche verstärkt.
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Lichtleitkörper, die auf dem Prinzip der Einbettung von Streupartikeln in eine transparente thermoplastische Kunststoffmatrix beruhen, sind grundsätzlich bekannt.
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So sind aus der
EP 656 548 Lichtleitkörper bekannt, die Polymerpartikel als Streupartikel verwenden. Die Polymerpartikel weisen zu mehr als 98% eine Größe von mindestens 7 Mikrometern auf und werden zu 0,01 Gew% bis 1 Gew% einem Matrixkunststoff zugegeben. Diese Lichtleitkörper weisen den Nachteil auf, dass die Witterungsbeständigkeit unzureichend ist und dass sie schon bei einer Dicke von 1 mm, insbesondere ab 2 mm eine Trübung – ausgedrückt durch den „Haze“-Wert – besitzen.
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Die
EP 1453900 beschreibt Lichtleitkörper, die als Streupartikel Bariumsulfat mit einer mittleren Teilchengröße von 0.3–20 Mikrometern in einer Konzentration von 0,001 Gew.-% (10 Gew.-ppm)–0,08 Gew.-% (800 Gew.-ppm) enthalten. Auch diese Lichtleitkörper weisen den Nachteil auf, dass sie schon bei einer Dicke von 1 mm, insbesondere ab 2 mm eine Trübung aufweisen.
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Neben Lichtleitkörpern mit Streupartikeln gibt es auch Lichtleitkörper, die durch mechanisches Einbringen von Störstellen auf der Oberfläche oder durch Bedrucken der Oberfläche hergestellt werden. Die Herstellung dieser Lichtleitkörper ist jedoch mit einem erheblich höheren Produktionsaufwand verbunden. Ferner verursacht insbesondere die Bedruckung eine schlechte Transparenz und beschränkt somit die Einsatzmöglichkeiten dieser Lichtleitkörper. Lichtleitkörper mit eingebetteten Streupartikeln können hingegen kostengünstig durch Extrusion, Spritzguss sowie durch Gussverfahren ohne Nachbearbeitung erzeugt werden. Beispiele für derart bedruckte Lichtleitkörper finden sich in der
JP2004351649 , der
WO 2007/058060 der
WO 2009/137053 , der
US 2005/272879. -
Unabhängig von der verwendeten Ausführungsform weist die Lichtaustrittsseite von innen nach außen in der Regel folgenden Aufbau auf: zunächst ein flexibles Spanntuch, eine Glas- oder Acrylglasplatte, dann das eigentliche Poster oder Bild und schließlich optional außen eine Schutzscheibe, die in der Regel auch aus Glas oder Acrylglas besteht. Dabei können die inneren Glas- oder Acrylglasscheiben oder -folien zusätzlich Füllstoffe enthalten, um die Lichtbrechung analog zu den oben beschriebenen Lichtleitern, zu verbessern. Aber auch diese Systeme sind in Bezug auf ein gleichmäßiges Lichtbild noch nicht ideal.
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Dieser Stand der Technik hat darüber hinaus den großen Nachteil, dass je nach verwendeten Materialien ein relevanter Anteil des Lichts von den einzelnen Schichten absorbiert und ein anderer Anteil reflektiert wird. Das reflektierte Licht wiederum wird genauso wie ein größerer Teil des Lichtes, der nicht direkt auf die Austrittsfläche trifft, von den anderen Seitenwänden der Posterbox absorbiert. Somit wird die Gesamtlichtausbeute zur Ausleuchtung des Bildes oder Posters stark vermindert und es wird für den gleichen Helligkeitsgrad des Bildes mehr Energie benötigt.
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Um die Reflektion von den Seitenwänden zu verbessern wird u.a. von der Firma 3M eine lichtverstärkende Folie unter dem Produktnamen LEF 3635-100 vertrieben. Wenn diese Folie auf den Innenwänden der nicht-Lichtaustrittflächen aufgebracht wird, erreicht man eine bessere Lichtgesamtausbeute. Dagegen wird jedoch der Effekt eines ungleichmäßigen Lichtbildes in Abhängigkeit von der Posterboxgeometrie noch verstärkt.
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Aufgabe
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In Anbetracht des zuvor diskutierten Standes der Technik war es somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, neuartige Leuchtkästen bzw. Posterrollboxen zur Verfügung zu stellen, die bei gegenüber dem Stand der Technik identischer oder geringerer Lichteinstrahlmenge zu einer mindestens genauso guten Lichtausbeute bei gleichzeitig gleichmäßigerer Lichtverteilung über die Lichtaustrittsfläche führen.
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Insbesondere sollen diese Verbesserungen für Leuchtkästen mit seitlicher Hohlraumhinterleuchtung erreicht werden.
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Darüber hinaus soll die Verbesserung des Standes der Technik auf einseitige und auf zweiseitige Leuchtkästen anwendbar sein.
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Weiterhin war es Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Möglichkeit zur Verfügung zu stellen, Leuchtkästen bei gleichen oder verbesserten Bildeigenschaften dünner konstruieren zu können.
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Ziel der vorliegenden Erfindung war es schließlich, auch Leuchtkästen bereitzustellen, die auf einfache Weise in Größe und Form den jeweiligen Anforderungen angepasst werden können.
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Weitere nicht explizit genannte Aufgaben ergeben sich aus dem Gesamtzusammenhang der nachfolgenden Beschreibung, Beispiele und Ansprüche.
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Lösung
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Gelöst werden die Aufgaben mittels eines neuartigen Leuchtkasten bzw. einer neuartigen Posterrollobox mit einer oder zwei Lichtaustrittsflächen mit einseitig oder mehrseitig angebrachten Lichtquellen zur seitlichen Hohlraumbeleuchtung an einer oder mehreren anderen Innenflächen. Bei diesen anderen Innenflächen handelt es sich um die im Vergleich zu den Lichtaustrittsflächen zumeist schmaleren vier Seiten des Leuchtkastens, die nicht eine Lichtaustrittsfläche darstellen. Für den Fall, dass nur eine Lichtaustrittsfläche vorliegt kann es sich sogar um alle fünf weitere Seiten oder nur um die der Lichtaustrittsfläche gegenüberliegende Seite handeln. Im Falle einer Posterrollbox handelt es sich in der Regel um die beiden Seiten, über die die Posterrolle nicht geführt wird. Zusätzlich oder alternativ können die Lichtquellen auch an den Seiten oder zumindest einer dieser Seiten der Posterrollen, auf der Innenseite angebracht sein. Bevorzugt weist der Leuchtkasten bzw. die Posterrollbox zwei einander gegenüberliegende Lichtaustrittsflächen auf.
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Der Begriff Lichtaustrittsfläche kennzeichnet die Fläche(n) des Leuchtkastens, die bestimmt ist, Licht durch ein Bild, Poster oder ähnliches nach außen abzustrahlen.
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Im Weiteren werden aus Gründen der Einfachheit Leuchtkästen beschrieben. Wenn nicht anders ausgeführt sind die im Weiteren beschriebenen Ausführungsmerkmale gleichbedeutend auf Posterrollboxen zu übertragen.
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Bei den Lichtquellen handelt es sich in der Regel um LED. Bevorzugt liegen diese LED in Form einer LED-Box, besonders bevorzugt mit zusätzlicher Sekundäroptik vor. Es können als Lichtquellen jedoch auch Leuchtstofflampen, Glühlampen und Halogenglühlampen eingesetzt werden.
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Erfindungsgemäß weist der Leuchtkasten einen Diffusor jeweils an der Innenseite der Lichtaustrittsfläche und ein Poster, Bild oder Teil einer Posterrolle an der Außenseite des Diffusors auf. Bei diesem Diffusor besteht aus einem transparenten Polymer, welches zusätzlich 0,8 bis 1,8 Gew% anorganische Partikel mit einer Partikelgröße zwischen 200 nm und 10 µm enthält. Dabei weist das Material der anorganischen Partikel einen Brechungsindex größer 2,0, bevorzugt größer 2,2 auf. Darüber hinaus weist der Diffusor auf der Innenseite stochastische oder geometrische Strukturen auf.
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Als Brechungsindex wird erfindungsgemäß der Brechungsindex des reinen Materials betrachtet. Eventuelle Einflüsse der Partikelgröße oder -form auf den Brechungsindex finden dabei bei der erfindungsgemäßen Auswahl des Materials keine Berücksichtigung.
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Überraschend wurde gefunden, dass ein besonders gutes Lichtbild und eine besonders hohe Lichtausbeute durch die Kombination aus den Partikeln in der Polymermatrix und die Oberflächenstrukturierung auf der Innenseite des Diffusors erreicht werden kann.
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Bei dem transparenten Kunststoff kann es sich um Polycarbonat (PC), Polystyrol (PS), Cycloolefincopolymere, Polymethylmethacrylat (PMMA) oder Polyethylenterephthalat (PET), bevorzugt um PC oder PMMA, besonders bevorzugt um PMMA handeln. PMMA steht in diesem Zusammenhang nicht nur für reines Polymethylmethacrylat, sondern auch für Polymere, die in kleineren Mengen neben Methylmethacrylat auch Comonomere wie Acrylate oder andere Methacrylate enthalten können. Die Monomermischungen zur Herstellung des PMMA enthalten mindestens 60 Gew% und bevorzugt mindestens 80 Gew%, bezogen auf das Gewicht der Monomermischung, Methylmethacrylat. Darüber hinaus kann ein entsprechendes PMMA auch mit Schlagzähmodifiern ausgestattet sein.
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Der transparente Kunststoff des Diffusors kann übliche Zusatzstoffe bzw. Additive aller Art enthalten. Hierzu gehören unter anderem Antistatika, Antioxidantien, Entformungsmittel, Flammschutzmittel, Schmiermittel, Farbstoffe, Fliessverbesserungsmittel, Füllstoffe, Lichtstabilisatoren, insbesondere UV-Absorber und/oder UV-Stabilisatoren, und organische Phosphorverbindungen, wie Phosphite oder Phosphonate, Pigmente, Verwitterungsschutzmittel und Weichmacher. Die Menge an Zusatzstoffen ist jedoch auf den Anwendungszweck beschränkt. So sollten die optischen Eigenschaften des Diffusors nicht zu stark durch Zuschlagsstoffe bzw. Additive beeinträchtigt werden.
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Bevorzugt handelt es sich bei den anorganischen Partikeln um TiO2-Partikel. Besonders bevorzugt haben die Partikel eine Partikelgröße zwischen 300 nm und 4 µm und ganz besonders bevorzugt zwischen 400 nm und 800 nm. Gleichfalls bevorzugt liegen die Partikel in einer Konzentration zwischen 0,6 und 2,0 Gew%, besonders bevorzugt zwischen 0,8 und 1,8 Gew% in der Polymerscheibe vor. Titandioxid weist einen Brechungsindex von ca. 2,5 für den Anatas-Modifikation und von ca. 2,7 für den Rutil-Modifikation auf. Besonders bevorzugt wird Titandioxid mit einem Anteil der Rutil-Modifikation von mindestens 50 Gew%, bevorzugt mindestens 60 Gew%, besonders bevorzugt mindestens 70 Gew% und ganz besonders mindestens 90 Gew% verwendet, da sich diese Modifikation in einem erfindungsgemäßen Diffusor als beständiger im vergleich zu Titandioxid in reiner Anastas-Modifikation herausgestellt hat.
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Überraschend wurde gefunden, dass solche Partikel aus einem Material mit einem Brechungsindex größer 2,0 zu einem besonders diffusen und transluzenten Lichtbild führen, während Partikel aus einem Material mit geringerem Brechungsindex, wie zum Beispiel das oft in Lichtleitkörpern verwendete Bariumsulfat mit einem Brechungsindex von ca. 1,7, zu keinem so transzulenten Lichtbild führen, und der Diffusor an sich deutlich transparenter erscheint. Dies gilt insbesondere auch bei hoher Lichtintensität und geringem Einstrahlwinkel zur Fläche, wie sie insbesondere bei Leuchtkästen auftritt.
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Diffusoren, die Titandioxid-Streupartikel der angegebenen mittleren Partikelgröße enthalten, emittieren Licht sehr viel gleichmäßiger über alle Winkel, gemessen zur Flächennormale der Diffusoren, als Diffusoren ohne diese Partikel. Die Leuchtdichte der erfindungsgemäßen Diffusoren ist z.B. bei senkrechter Betrachtung, deutlich höher als beim Einsatz herkömmlicher Streupartikel, z.B. aus Bariumsulfat.
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Bei den Strukturen auf der Innenseite des Diffusors handelt es sich in einer ersten Ausführungsform um stochastische Strukturen, bevorzugt um geätzte oder mittels Platten geprägte Strukturen, mit Strukturgrößen zwischen 0,5 und 35 µm. Mit Innenseite ist die Seite des Diffusors gemeint, die auf der Seite des Boxinneren, also der Lichtquellen-, insbesondere LED-zugewandten Seite liegt.
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Eine solche Oberfläche mit stochastischen Strukturen kann auch mittels eines Rauheitswertes (Ra-Wert) charakterisiert werden. Ein solcher Ra-Wert liegt bevorzugt zwischen 0,5 und 35 µm, bevorzugt zwischen 1,5 und 5 µm auf. Die Ra-Werte können gemäß DIN EN ISO 4287 und DIN EN ISO 4288 gemessen werden.
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In einer zweiten, alternativen Ausführungsform handelt es sich bei den Strukturen auf der Innenseite des Diffusors um geometrische Strukturen, bevorzugt um Prismen, mit Strukturgrößen zwischen 300 µm und 3,0 mm. Neben Prismen kann es sich bei den geometrischen Strukturen z.B. auch um Aufrauungen, Pyramiden, Rillen oder Wellen handeln.
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In der Regel ist diese Oberflächenausrüstung dergestalt, dass die Strukturen auf der gesamten Platte gleichmäßig aufgebracht sind. Es wäre jedoch durchaus lichttechnisch vorteilhaft, eine lokal variierende Verteilung der Strukturen auf der Oberfläche aufzubringen. Mit einer solchen Verteilung könnte die Lichtauskopplung lokal zusätzlich optimiert werden. Aus wirtschaftlicher Sicht ist jedoch die gleichmäßige Verteilung bevorzugt. Mit einer solchen ist ein universeller Einsatz für beliebige Kastenformate möglich, indem der Diffusor individuell zugeschnitten werden kann. Bei einer variierenden Verteilung müsste der Diffusor individuell in Anbetracht der Leuchtkastenabmessungen hergestellt werden.
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Die erfindungsgemäßen Diffusoren weisen bevorzugt mindestens eine Dicke von 0,5 mm auf. Besonders bevorzugt liegt die Dicke im Bereich von 0,5 bis 20 mm und ganz besonders bevorzugt bei 3 bis 8 mm.
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Im Vergleich zum Stand der Technik wird mit dem erfindungsgemäßen Leuchtkasten nicht nur die Lichtverteilung innerhalb des Leuchtkastens, z.B. durch neue LED-Lichtboxen mit Sekundäroptik optimiert, sondern durch eine spezielle Scheibe als Diffusor mit einer entsprechenden Oberflächenbeschaffenheit der Lichtaustritt verbessert. Dadurch werden auch auf der Austrittsfläche eine günstigere Lichtausbeute und gleichzeitig ein gleichmäßigeres Lichtbild bewirkt.
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Mit diesen erfindungsgemäßen Leuchtkästen wird die Lichtverteilung einerseits homogener, anderseits wird die gesamte Lichtausbeute erhöht. Damit ist prinzipiell als weiterer Vorteil der Erfindung eine schlankere Lichtbox realisierbar. Alternativ kann die maximale Kastengröße mit der gleichen Anzahl Lichtquellen, wie z.B. LED-Modulen, bei gleicher Lichtausbeute erweitert werden. Weiterhin ist es ein Vorteil der vorliegenden Erfindung, dass durch die gesteigerte Lichtausbeute sich der Energieverbrauch im Betrieb senken lässt.
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In der Regel weist der Leuchtkasten auf der Außenseite der Lichtaustrittsfläche eine zusätzliche Schutzscheibe aus Glas oder einem transparenten Kunststoff auf.
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Darüber hinaus können die Innenseiten des Leuchtkastens, bei denen es sich nicht um Lichtaustrittsflächen handelt, zusätzlich mit einer spiegelnden Oberflächenveredlung, wie sie z.B. im Stand der Technik beschrieben sind, ausgestattet sein.
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Alternativ können auch beide Seiten des Diffusors Strukturen, wie sie weiter oben beschrieben sind, aufweisen. Dabei können die Strukturen auf den beiden Seiten eines Diffusors identisch sein oder sich voneinander unterscheiden.
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In einer alternativen Ausführungsform wird auf der Außenseite des Diffusors kein zu durchleuchtendes Poster angebracht, sondern direkt auf die Außenseite ein Bild gedruckt. Ein solcher Leuchtkasten ist für einen Dauereinsatz ohne Bildwechsel vorgesehen. In diesem Fall weist die Außenseite keine Strukturierung auf, sondern ist glatt, um ein besseres Druckbild zu ermöglichen.
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Der Diffusor kann mittels etablierter Verfahren hergestellt werden. Zum Einen kann es sich dabei um ein Gussverfahren handeln, wobei die strukturierte Oberfläche mittels einer mattierten Glasscheibe, auf einer bzw. auf beiden Seiten der Gusskammer, je nachdem ob eine ein- oder beidseitige Oberflächenstrukturierung gewünscht wird, erzeugt wird.
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Alternativ kann der Diffusor auch durch Extrusion unter Verwendung einer oder zweier strukturgebender Walzen hergestellt werden.
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In einer dritten Alternative wird der Diffusor durch Zugabe spezieller Perlen oder Mattierungsmittel, die bei der Herstellung an der Oberfläche austreten, hergestellt.
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Beispiele
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Die nachfolgenden Beispiele dienen zur Verdeutlichung und näheren Erläuterung der vorliegenden Erfindung, schränken diese jedoch in keiner Weise ein.
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Messmethoden
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Mittlere Partikelgröße der TiO2-Partikel im Lichtleitkörper:
Mit einem Transmissionselektronenmikroskop werden Bilder des Lichtleitkörpers aufgenommen. Die Partikeldurchmesser der in den Lichtleitkörper eingebetteten Titandioxid Partikel werden bestimmt, indem ein Mittelwert aus der größten und der kleinsten Ausdehnung des jeweiligen Titandioxid Partikels gebildet wird. Aus 50 Titandioxid Partikeldurchmessern wird die mittlere Partikelgröße bestimmt. Die Probenpräparation der Lichtleitkörper zur elektronenmikroskopischen Untersuchung wird nach üblichen, dem Fachmann bekannten Verfahren durchgeführt.
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Leuchtdichte
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Die Messung der Leuchtdichte erfolgt mit einem handelsüblichen Leuchtdichtemessgerät (z.B. Fa. LMT oder Minolta)
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Es wurde eine PMMA-Scheibe mit 1 Gew% TiO2-Partikeln, die Partikeldurchmesser zwischen 400 und 800 nm aufweisen verwendet.
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Als Titandioxid-Partikel wurden KRONOS 2220 der Kronos Titan verwendet. Alternativ könnten auch HOMBITAN R 610 K der Firma Sachtleben Chemie eingesetzt werden.
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Vergleichsbeispiel 1:
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In einem Einschneckenextruder wurde Polymethylmethacrylat Formmasse mit einem Bariumsulfat enthaltenen Masterbatch vermischt und aufgeschmolzen. Die resultierende Schmelze enthielt 5 Gew% Bariumsulfat bezogen auf das Gewicht des Polymethylmethacrylats mit einer mittleren Partikelgröße von 3 µm. Die Schmelze wurde mittels einer Breitschlitzdüse aus dem Extruder ausgetragen und in einem Glättwerk zu einer Polymethylmethacrylat Platte geformt. Aus der Polymethylmethacrylat Platte wurden zwei rechteckige Diffusorplatten von 1000 mm Länge, 1200 mm Breite und 4 mm Dicke geschnitten. Mit diesen Diffusorplatten wurde ein Leuchtkasten mit den Maßen 1000 mm Länge, 1200 mm Breite aufgebaut, wobei die Diffusorplatten einander gegenüberliegen. Die Tiefe des Hohlraums beträgt 18 cm. Die umliegenden opaken Flächen des Leuchtkastens wurden aus weiß reflektierenden pulverbeschichten Aluminiumwänden ausgeführt. An den zwei kurzen Seitenwänden (1000 mm) wurden LED-Module befestigt, die mit ihrer Optik in den Hohlraum einstrahlen. Mit einer ortsaufgelösten CDD-Kamera wurde die Leuchtdichte über den gesamten Leuchtkasten bewertet.
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Beispiel 1:
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Zu einer polymerisierbaren Lösung von Polymethylmethacrylat in Methylmethacrylat wurden 1,2 Gew% Titandioxid Partikel (bezogen auf das Gewicht der Lösung) mit einer mittleren Partikelgroße von 400 nm zugegeben. Ferner wurden ein radikalischer Polymerisationsinitiator, ein UV Absorber und ein Trennmittel zugesetzt. Die Lösung wurde in einer Kammer aus zwei Silikatglasscheiben, die durch eine umlaufende Dichtschnur versehen ist, gefüllt und bei 60 °C vor- und später bei 120 °C endpolymerisiert. Eine der beiden Silikatscheiben wurde in eine Strukturierungsprozess mit einer stochastischen rauen Oberfläche mit Ra-Wert von 2,8 ausgerüstet. Aus der so erhaltenen 4 mm dicken Polymethylmethacrylat Platte wurden ebenfalls zwei Diffusorplatten von 1000 mm Länge, 1200 mm Breite geschnitten. Mit den Diffusorplatten wurde ebenfalls ein Leuchtkasten analog zu Vergleichsbeispiel 1 aufgebaut, wobei die strukturierten Seiten nach innen zeigen.
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Tabelle 1 zeigt die Leuchtdichten im Querschnitt. Dabei ist die Leuchtedichte im Bereich der LED_Module (Pos 200 mm und 1000 mm) heller als im mittleren Bereich (Pos 600 mm). Die gesamte Leuchtdichte der Vergleichplatte erreicht gegenüber der patentgemäßen Diffusorplatte mit Titandioxid im Mittel (Avg) nur 68% der Lichtausbeute. Es ist ebenfalls zu erkennen, dass der mittlere Bereich durch die patentgemäße Diffusorplatte deutlich stärker angehoben wird als Orte LED-naher Messpunkte. Damit wurde eine effizientere Lichtauskopplung bei gleichzeitig stärker homogenen Ausleuchtung erzielt. Tabelle 1:
| Leuchtdichten in [cd/m2] | Pos |
| | Avg. (Durchschnitt) | 200 mm | 600 mm | 1000 mm |
| Beispiel 1 (L1) | 219 | 241 | 187 | 239 |
| Vergleichsbsp.1 (L2) | 148 | 193 | 97 | 196 |
| Verhältnis L2/L1 | 68% | 80% | 52% | 82% |
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Erklärung der Zeichnungen
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1 stellt schematisch einen Leuchtkasten nach Stand der Technik mit einer Lichtaustrittsfläche und einer gegenüber liegenden LED-Hinterleuchtung dar.
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2 stellt schematisch einen Leuchtkasten nach Stand der Technik mit einer Lichtaustrittsfläche und einer Ausleuchtung des Innenraums durch seitlich angebrachte LED dar. Ein Leuchtkasten mit zwei Lichtaustrittsflächen ist analog mit einer weiteren Lichtaustrittsfläche auf der der ersten gegenüber liegenden Seite zu betrachten.
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3 stellt schematisch einen Leuchtkasten nach Stand der Technik mit Kantenbeleuchtung dar. Auch hierzu ist ein zweiseitiger Leuchtkasten analog zu betrachten.
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4 stellt einen erfindungsgemäßen Leuchtkasten mit zwei Lichtaustrittsflächen, zwei Diffusoren mit strukturierter Oberfläche auf der Innenseite und zwei seitlichen LED-Hinterleuchtungen dar.
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5 stellt einen erfindungsgemäßen Leuchtkasten mit einer Lichtaustrittsfläche, einem Diffusor mit strukturierter Oberfläche auf der Innenseite und einer seitlichen LED-Hinterleuchtung dar.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1453900 [0007, 0012]
- EP 656548 [0011]
- JP 2004351649 [0013]
- WO 2007/058060 [0013]
- WO 2009/137053 [0013]
- US 2005/272879 [0013]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- DIN EN ISO 4287 [0036]
- DIN EN ISO 4288 [0036]
