TWI670510B - 濕式不織布材料作為光分佈元件的用途及光源 - Google Patents

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Abstract

一種濕式不織布材料作為光分佈元件的用途，所述濕式不織布材料包括：a1)2重量%至50重量%的基質纖維，和a2)50重量%至98重量%的、至少部分地熱熔的黏合纖維，或者b1)50重量%至80重量%的基質纖維，和b2)20重量%至50重量%的黏合劑，其中濕式不織布材料在至少一個方向上的最高拉力是正交於該至少一個方向的最高拉力的至少4倍大。

Description

濕式不織布材料作為光分佈元件的用途及光源
本發明涉及濕式不織布材料作為光分佈元件的應用以及一種光源，所述光源包括這種光分佈元件。
點狀的光源，例如LED燈，在許多應用中是能量有效率的光源。然而，同時在許多情況中期望：對面，例如在LCD的情況下例如是螢幕，或者，對空間，例如在作為燈應用中，盡可能均勻地以均勻分佈的光強度照明。為了實現該目的，能夠使用不同的分佈和/或漫散射介質，即例如紙、光學的特殊薄膜或者紡織品。除了均勻的光分佈外，在許多應用中期望其它的光操控，即例如光的準直或者反射和透射的特定比。
紙是非常低成本的漫散射元件，然而其僅具有低的發光密度。借助於使用光學的特殊薄膜能夠實現明顯更高的發光密度。然而特殊薄膜的缺點是，其通常僅由一種材料類型構成。然而對於光操控而言，通常需要將具有不同折射率和其它特性的材料以非常短的間隔聚集在一起。藉由裝入附加劑、執行後續的表面處理或者層壓多個層，薄膜雖然能夠針對特定的光學特性來設定，然而這需要其它高成本的工藝步驟。在多個子層的特殊薄膜的情況下，還尤其在熱作用下附加地由於所使用的材料的不同的熱膨脹係數而產生潛在脫層和/或變形的問題。
在該背景下，使用紡織材料並且尤其使用不織布材料作為光分佈元件證實是有利的，因為各式各樣結構上和材料上的組合物能夠以簡單的方式藉由適當地選擇纖維混合物、不織布鋪網(Vlieslegung)和不織布加固在一個工藝流程中產生。由此，與其它漫散射介質相比，能夠在性能良好的情況下將製造成本保持得低。
從WO 2013/012974 A1中已知一種光源，所述光源包括發光機構、光引導板和漫散射板。漫散射板能夠由具有特定的單位面積重量的不織布構成。
在WO 2013/116193 A1中描述了一種顯示系統，在所述顯示系統中，由不織布材料構成的漫散射元件設置在光源和LCD螢幕之間。
WO 2006/129246 A2描述了一種光源，所述光源具有設置在基底上的發光機構和由不織布材料構成的光分佈元件，所述不織布具有特定的密度設置。
在所提到的參考文獻中，光系統總是非常重要的。關於設置不織布材料特性來優化光漫散射特性方面僅存在個別的提示。
上述不織布材料的缺點是其小的固有剛性，尤其與漫散射薄膜相比，以至於以自由懸掛的方式將不織布材料裝入背光單元中難以實現。這僅能夠借助於顯著結構上的耗費藉由用支撐銷來支撐不織布材料來解決。一個替選的解決方案是，在拉應力下將紡織漫散射元件裝入結構中。在上文中所描述的不織布材料對於拉緊的解決方案而言不具有足夠的強度。
因此，本發明的目的是研發一種紡織的漫散射介質，所述漫散射介質在光學特性令人滿意的同時在至少一個方向上具有良好的機械強度。
該目的根據本發明藉由如下方式實現：使用濕式不織布材料作為光分佈元件，所述濕式不織布材料包括：a1)2重量%至50重量%的基質纖維，和a2)50重量%至98重量%的至少部分地熱熔的黏合纖維，或者b1)50重量%至80重量%的基質纖維，和b2)20重量%至50重量%的黏合劑，其中濕式不織布材料在至少一個方向上的最高拉力至少是與該至少一個方向正交的最高拉力的4倍大。在此，重量資料分別涉及濕式不織布材料的總重量。
根據本發明已經發現，具有高份額的、至少50重量%的黏合纖維或者至少20重量%的黏合劑和最高拉力的高的各向異性的濕式不織布材料突出地適合作為光分佈元件。最高拉力在此根據本發明藉由ISO 9073-3確定。在本發明的一個優選的實施方式中，濕式不織布材料在機器方向上(MD)的最高拉力是正交於機器方向(CD)的最高拉力的至少4倍高。
藉由期望的機械的各向異性，能夠將根據本發明的光分佈元件借助強烈減少的數量的支柱在拉應力提高(平行於取向)的情況下裝入背光單元中。基質纖維和黏合纖維根據本發明優選是短纖維，因為濕式不織布材料優選由短纖維製造。根據本發明，與具有理論上無限制長度的長絲不同，將短纖維理解為如下纖維，所述纖維具有受限的、優選0.5mm至30mm，更優選1mm至25mm，尤其優選1mm至20mm的長度。不織布材料在標準ISO 9092中限定。根據本發明，將濕式不織布材料理解為如下不織布材料，所述不織布材料借助濕鋪法製造。濕鋪法例如在S.Russel的由Woodhead出版有限公司2007年出版的非織造物手冊中描述。在下文中為了簡單起見，術語“濕式不織布材料”也簡稱為“不織布材料”。
借助於根據本發明的不織布材料，能夠在點狀的光源例如LED的光強度分佈好的情況下，在發光密度令人驚訝地高且光的漫散射附加地恆定的同時實現高的抗拉強度。
根據本發明在無法確定作用機制的情況下，推測：高的發光密度能夠歸因於纖維的高的取向，所述取向反映在不織布材料中的最高拉力的特定比例中。這種高的取向推測會引起高份額的平行定向的纖維，這在不織布材料中引起纖維的非常有序的從而緊密的排列結構。這也引起沿著Z方向，即垂直於不織布材料的面的結構上的均勻化，並且實現：在光束沿著Z方向穿射不織布時能夠減小相變處的反射和光折射的份額。由此，在光的漫散射令人驚訝地恆定的情況下發光密度增加。
此外，纖維的這種高度有序實現宏觀的不織布圖像的改進以及實現沿著z方向的高的均勻性。
藉由使用黏合纖維和/或黏合劑，還能夠實現纖維的良好的表面黏合、不織布材料在其橫截面上的均勻的完全黏合(Durchbindung)，這同樣有利於發光密度。
根據本發明，黏合纖維至少部分地熔化，這同樣對發光密度具有有利的影響。黏合纖維能夠具有已經熔化的區域和未熔化的區域。根據本發明，優選黏合纖維在至少一些纖維交叉部處，優選在至少40%的，或者至少50%的，或者至少60%的，或者至少70%的，或者至少80%的，或者至少90%的交叉點處以熔化的方式存在。
根據本發明，優選基質纖維是短纖維。這些短纖維能夠是單組分或多組分纖維。出於成本原因，能夠優選的是，使用單組分黏合纖維。平均纖維長度有利地為1mm至30mm，更優選2mm至12mm並且尤其為3mm至6mm。
根據本發明，能夠使用各種各樣的短纖維來作為基質纖維，例如包含如下纖維和/或由其構成：聚丙烯腈、聚乙烯醇、黏膠纖維素、纖維素、聚醯胺，尤其聚醯胺6和聚醯胺6.6，優選聚烯烴和更尤其優選聚酯，尤其聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯和聚對苯二甲酸丁二醇酯和/或它們的混合物。
分別按不織布材料的總重量計，在黏合纖維的份額為至少50重量%(選項a)的濕式不織布材料中，基質纖維的份額根據本發明為2重量%至50重量%，優選2重量%至20重量%並且尤其5重量%至10重量%。
分別按不織布材料的總重量計，在黏合纖維的份額為至少20重量%(選項b)的濕式不織布材料中，基質纖維的份額根據本發明為50重量%至80重量%，優選55重量%至75重量%並且尤其60重量%至70重量%。
基質纖維的平均纖度能夠根據不織布材料的期望的結構變化。已經證實有利的尤其是使用平均纖度為0.06分特至1.7分特，優選0.1分特至1.0分特的基質纖維。
實際的試驗已經得出：至少按份額地使用平均纖度小於1分特，優選0.1分特至1分特的微纖維作為基質纖維對孔大小的尺寸和結構和內表面以及不織布材料的密度起有利的作用。在此，已經證實尤其有利的是：分別按纖維的總量計，至少2重量%的，優選5重量%至20重量%的，尤其5重量%至15重量%的份額。
作為黏合纖維，能夠使用通常出於該目的而使用的纖維，只要它們至少部分地能夠熱熔。黏合纖維能夠是統一的纖維或者也能夠是多組分纖維。根據本發明，尤其適當的黏合纖維是如下纖維，在所述纖維中，進行黏合的組分具有如下熔點，所述熔點低於待黏合的基質纖維的熔點，優選低於250℃，更優選70℃至235℃，更優選125℃至225℃，尤其優選150℃至225℃。適當的纖維尤其是熱塑性聚酯和/或共聚酯，尤其PBT，聚烯烴，尤其聚丙烯，聚醯胺，聚乙烯醇以及它們的共聚物和混合物。
根據本發明，尤其適當的黏合纖維是多組分纖維，優選雙組分纖維， 尤其芯/鞘纖維。芯/鞘纖維包含至少兩種纖維聚合物，所述纖維聚合物具有不同的軟化和/或熔化溫度。優選地，芯/鞘纖維由這兩種纖維聚合物構成。在此，具有較低的軟化和/或熔化溫度的組分處於在纖維表面(鞘)處，而具有較高的軟化和/或熔化溫度的組分處於芯中。
在芯/鞘纖維中，黏合功能能夠藉由如下材料來施加，所述材料設置在纖維的表面上。對於鞘而言能夠使用各種各樣的材料。用於鞘的優選的材料根據本發明是聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚醯胺(PA)、聚乙烯(PE)、共聚醯胺和/或還有共聚酯。對於芯而言同樣能夠使用各種各樣的材料。用於芯的優選的材料根據本發明是聚酯(PES)，尤其聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)和/或聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)和/或聚烯烴(PO)。
使用芯-鞘黏合纖維根據本發明是優選的，因為如此能夠實現不織布材料中的黏合劑組分的尤其均勻的分佈。
在實際的試驗中，能夠借助於PET-PBT雙組分纖維和/或PET-CoPES雙組分纖維獲得具有非常好的特性的不織布材料。同樣好的結果能夠借助於出自聚烯烴類的纖維實現，如尤其聚乙烯-聚丙烯雙組分纖維。PEN-PET雙組分纖維同樣是適合的。
然而同樣可以考慮的還有使用單組分黏合纖維，只要該單組分黏合纖維能夠至少部分地熱熔化。單組分黏合纖維的選擇在此與所使用的基質纖維相關。聚醯胺6黏合纖維例如適合用於黏合聚醯胺66基質纖維，而共聚酯、PBT-或未拉伸的黏合纖維適合於黏合聚對苯二甲酸乙酯。
黏合纖維的平均纖維長度有利地為1mm至30mm，更優選為1.5mm至12mm並且尤其為3.0mm至6.0mm。
分別按不織布材料的總重量計，黏合纖維的份額(選項a)根據本發明為50重量%至98重量%，優選80重量%至97重量%並且尤其90重量%至95重量%。
黏合纖維的平均纖度能夠根據不織布材料的期望的結構變化。已經證實有利的是使用平均纖度為0.2分特至2.2分特，優選0.8分特至1.3分特的黏合纖維。
黏合纖維能夠藉由熱封合相互連接和/或與不織布材料的基質纖維連接。已經證實尤其適合的是，借助於在熱空氣帶式爐中穿流的熱空氣和/或 在由熱空氣穿流的鼓上進行固化。
厚度校準能夠在兩個光滑的壓延輥之間設定。用於製造不織布材料的纖維原則上能夠具有不同的顏色。然而，根據本發明的一個優選的實施方式使用白色的纖維。
纖維的橫截面與是否存在單組分或者多組分纖維無關，能夠圓形地、卵形地、在表面上開溝紋地、星形地，小帶狀地，三葉形地或多葉形地構成。根據本發明優選的是，纖維的橫截面圓形地構成。
構建根據本發明的濕式不織布材料的纖維能夠機械地或者空氣動力學地延長或拉伸。關於使用這種纖維有利的是，有取向的纖維具有更高的彈性模量從而具有在拉力方面更高的強度。也可以考慮的是，給被拉伸的纖維混入相同的或不同的聚合物結構，所述聚合物結構僅部分地(局部地)拉伸或者完全未拉伸。
借助於根據本發明的方法製備的濕式不織布材料優選借助於熱黏合，尤其藉由使用黏合纖維來黏合。但是也可以考慮的是，濕式不織布材料替選地或者附加地化學固化。在本發明的該實施方式中，黏合劑的量份額為至少20重量%，優選30重量%至50重量%。
作為黏合劑，對於根據本發明的應用而言，尤其丙烯酸已經證實是適當的，因為丙烯酸具有尤其好的耐光性。在此，尤其優選的是聚丙烯酸酯，所述聚丙烯酸酯由丙烯酸的酯製備。如本領域具有通常知識者已知的是，聚丙烯酸酯能夠經由水溶液、乳液(乳液聚合物)中的自由基鏈聚合或者藉由與最終產物的物質聚合作為粉末來製備。
實際試驗已經得出，親含水黏合劑與根據本發明優選的基質纖維的組合是尤其適當的，因為所述親含水黏合劑能夠在纖維的交叉點處構成尤其面狀的帆篷(Spannsegel)，這有利地作用於不織布材料的光分佈特性。如本領域具有通常知識者已知的那樣，黏合劑的親含水例如能夠藉由如下方式提高：添加潤濕劑，例如以影響黏合劑分佈。由於黏合劑分散體中存在乳化劑或潤濕劑，降低表面張力，增加黏合劑的潤濕能力從而改進成膜特性。
將潤濕劑理解為如下天然的或者合成的材料，所述材料在溶液中或者在混合物中降低水或者其它液體的表面張力，以至於這些材料更好地進入 固體的表面中並且能夠在排出空氣的情況下浸透和潤濕這些材料。
優選地，潤濕劑選自由如下：環氧乙烷/脂肪醇醚、脂肪酸乙氧基化物、磺酸鹽、芳基磺酸、磷酸酯二醇醚。
根據本發明的一個優選的實施方式，分別按黏合劑的總量計，黏合劑包含下述量的至少一種潤濕劑：至少0.5重量%，優選0.5重量%至5重量%，更優選0.5重量%至3重量%或者1重量%至3重量%，更優選0.5重量%至2重量%或者1重量%至2重量%，更優選0.5重量%至1.5重量%或者1重量%至1.5重量%。
用於製備不織布材料的聚合物能夠包含選自由如下的至少一種添加物：量為150ppm至10重量%的彩色顏料，抗靜電劑或親水或疏水添加物。將所提到的添加物使用在所用的聚合物中允許匹配客戶專門的要求。
為了控制不織布材料的漫散射特性，基質纖維和/或黏合纖維此外能夠包含消光劑，如二氧化鈦。出於該目的，按不織布材料的總重量計，尤其份額為150ppm至10重量%的消光劑證實為是合適的。同樣可以考慮的是，添加調製光波長的添加物(例如可選地，光亮劑)。
此外可以考慮的是，阻燃性地給不織布上漿(ausruesten)，例如借助於磷酸衍生物。由此能夠在與熱的光源接觸時降低火災危險。
原則上可以考慮的是，使用呈子層複合物形式的不織布材料。因此，其它子層構成為加強子層，例如以麻布(Scrim)的形式構成和/或包括加強長絲、不織布材料、紡織物、針織物、薄膜例如透明薄膜、不透明薄膜、光偏轉薄膜和/或織布(Gelege)。然而，根據本發明，不織布材料優選具有單層結構，因為由此能夠避免藉由邊界面過渡部產生的光學干擾。
根據本發明的不織布材料的單位面積重量能夠根據相應具體的應用目的來設定。根據本發明的一個優選的實施方式，不織布材料的單位面積重量根據DIN EN 29073測量為40g/m2至160g/m2，更優選70g/m2至140g/m2，並且尤其80g/m2至120g/m2。已經證實，在這些重量範圍中充分地存在纖維料，以便獲得具有足夠的固有剛性和平坦層(沒有坑)的不織布材料。在該上下文中也有利的是，不織布材料具有單層結構。也就是說，單層的不織布材料僅顯示出小的出現坑的傾向，因為不出現子層張力。
不織布材料的厚度根據試驗規範EN 29073-T2優選為60μm至180μm並且尤其為80μm至140μm。
實際試驗已經得出：能夠藉由如下方式改進發光密度分佈：提高不織布材料的密度。在此背景下，不織布的密度(原始密度由單位面積重量和厚度計算)優選為至少0.4g/cm3，例如0.4g/cm3至1g/cm3，並且更優選0.6g/cm3至0.9g/cm3。不織布材料的密度在製備不織布材料時例如能夠藉由壓縮/壓延步驟來提高。
根據本發明的不織布材料的另一優點能夠在於，所述不織布材料具有尤其高的均勻性。這例如反映在非常均勻的亮度印象中(發光密度，[L]=cd/m2)。這在利用發光密度相機在限定的面之上進行發光密度測量時顯示出。在此得出：在限定的面內部的各個發光密度值L(x,y)具有小的分散(標準差σ)。這等同於更均勻地照明面。
根據本發明的一個優選的實施方式，不織布材料在根據DIN 50014/ISO 554的標準氣候下根據EN ISO 9237具有5dm3/s*m2至600dm3/s*m2的，優選5dm3/s*m2至500dm3/s*m2的並且尤其10dm3/s*m2至400dm3/s*m2的透氣性。
不織布材料的孔隙度，由所使用的材料的厚度、重量和密度計算(P=(1-FG/(d．δ)．100，優選為40重量%至60重量%其中FG是以kg/m2為單位的單位面積重量，d是以m為單位的厚度，並且δ是以kg/m3為單位的密度)。
根據本發明的不織布材料是濕式不織布材料，所述濕式不織布材料能夠借助於濕鋪法製造。在此，最高拉力的根據本發明的各向異性能夠以本領域具有通常知識者已知的方式藉由有針對性取向地鋪設纖維來獲得。這具體能夠藉由流漿箱(Stoffauflauf)中的專門的機器設定來實現，尤其藉由將纖維分散體鋪設在篩帶上來實現，其中篩帶速度和纖維分散體的迎流速度相互有針對性地設定。鋪設纖維分散體能夠如本領域人員所已知的那樣例如在水壓成型器中進行。
根據本發明的濕式不織布材料能夠藉由如下方法製備，所述方法包括下述步驟：．藉由在含水介質中分散纖維混合物形成含水的纖維分散體，所述纖維混合物包括基質纖維並且可能包括黏合纖維；．將纖維分散體鋪設在篩帶上，其中篩帶速度和纖維分散體的迎流速度 相對於彼此能夠被設定為，使得最終的濕式不織布材料在至少一個方向上的最高拉力是正交於該至少一個方向的最高拉力的至少4倍高；．給纖維分散體脫水以構成濕式不織布；．可能地添加黏合劑；．乾燥，可能地熱黏合並且壓延濕式不織布，以便將該濕式不織布固化為濕式不織布材料並且設定其厚度。
形成含水的纖維分散體能夠以在濕式不織布材料製備的領域中常用的方式和方法藉由將纖維與水混合來進行。
為了形成纖維分散體，黏合纖維和基質纖維，優選分別以如下量來使用，所述量使得纖維分散體中的黏合纖維和基質纖維的比為1：1至20：1，優選5：1至10：1。
纖維分散體除了黏合纖維和基質纖維外還具有其它組分，例如消光劑、黏合劑和/或常用的添加劑，例如潤濕劑。
給纖維分散體脫水以構成濕式不織布同樣能夠以在濕式不織布材料製備的領域中常用的方式和方法例如藉由將混合物塗布到篩上並且抽吸水來進行。
隨不織布形成之後能夠進行乾燥或預固化步驟，例如經由具有熱空氣的鼓進行。在此，溫度能夠位於100℃至235℃的範圍中。
所形成的並且可能預固化的不織布材料能夠接著被壓延。壓延引起濕式不織布材料的壓實並且可能引起在固化條件下熔化活化的纖維或者纖維組成部分的自發的熔接。
壓延藉由加熱和壓力來進行。適當的溫度根據用於製備濕式不織布材料的纖維的類型通常為100℃至250℃。
在使用聚烯烴纖維的情況下，根據分別使用的烯屬纖維或者纖維組分使用典型100℃至160℃的壓延溫度。壓延條件尤其能夠與在個別情況中所使用的聚合物的熔化和軟化表現相配合。在使用聚酯黏合纖維時，壓延溫度典型地為170℃至230℃。
壓延機通常由兩個光滑的輥構成。在期望結構化的表面的個別情況中，輥也能夠具有壓花圖案。
根據本發明的一個優選的實施方式，不織布材料的壓延和/或預固化被執行為，使得實現至少部分地熔化黏合纖維，由此能夠構成熔化的黏合纖維的帆篷狀的和/或球形的區域。在此，壓延步驟和/或預固定步驟的壓力參數和溫度參數以及其持續時間適宜地與所使用的黏合纖維的類型和熔化的區域的期望的數量或擴展相配合。
根據本發明的微纖維-複合不織布材料令人驚訝地適合作為光分佈元件。本發明的另一主題是光源，所述光源包括至少一個照明機構和如之前所描述的作為光分佈元件的不織布材料。
適合作為照明機構的是，尤其點狀的光源，如LED，和/或線性的光源，如CCFL“冷陰極螢光燈(Cold Cathode Fluorescent Lamp)”。在此，將LED(發光二極體(light emitting diode))理解為發射光的二極體，所述發射光的二極體能夠發射處於紅外至UV光的波長範圍中的光。應當將LED理解為各種各樣類型的發射光的二極體，包括有機的、無機的或者基於鐳射的二極體。
根據本發明的光源能夠用於各種各樣的照明目的，例如用於空間照明和/或傳遞消息。根據本發明的一個優選的實施方式，將光源用於液晶顯示幕(LCD)的背光照明。
在下文中根據多個實例詳細闡述本發明。
實例1：製備濕式不織布材料1(對比實例)
濕式不織布材料1在濕鋪法中以85g/m2的單位面積重量由90重量%的、1.5dtex/6mm的聚酯-共聚酯-芯/鞘纖維和10重量%的、1.1dtex/6mm的聚酯-基質纖維製備。
水壓成型器中的相對的篩帶速度和迎流速度在此被選擇為，使得實現近似各向同性的纖維取向。固化藉由熱空氣在直通式乾燥器中進行。厚度藉由在光滑的壓延輥之間擠壓被設定到120μm上。
實例2：製備濕式不織布材料2
根據本發明的濕式不織布材料2在濕鋪法中以86g/m2的單位面積重量由90重量%的、1.5dtex/6mm的聚酯-共聚酯-芯/鞘纖維和10重量%的、1.1dtex/6 mm的聚酯-基質纖維來製備。在此，纖維分散體被鋪設在水壓成型器中的篩帶上。篩帶速度和纖維分散體的迎流速度相對於彼此被設定為，使得最終的濕式不織布材料在至少一個方向上的最高拉力是正交於所述至少一個方向的最高拉力的至少4倍高。固化藉由熱空氣在直通式乾燥器中進行。厚度藉由在光滑的壓延輥之間擠壓被設定到120μm上。
實例3：製備不織布材料3
濕式不織布材料3在濕鋪法中以50g/m2的單位面積重量由90重量%的1.5dtex/6mm的聚酯-共聚酯-芯/鞘纖維和10重量%的、1.1dtex/6mm的聚酯-基質纖維製備。相對的迎流速度在此被選擇為，使得實現盡可能各向同性的纖維取向。固化藉由熱空氣在直通式乾燥器中進行。厚度藉由在光源的壓延輥之間擠壓被設定到70μm上。
從表1中示出：根據本發明的不織布材料2具有高的纖維取向，所述纖維取向在最高拉力的(縱向相對於橫向)4.3比1的高的各向異性中表現出來。由此產生沿著縱向方向的最高拉力的顯著提高。也就是說，最高拉力能夠從295N/5cm(對比實例1)提高到434N/5cm。不織布材料2還能夠毫無問題地在拉應力下裝入背光單元中，而不織布材料1在此是撕裂的。
實例4：確定發光密度
發光密度借助於LED發光箱來確定。發光箱在此具有下述尺寸：275×400×275mm(寬×高×深)。在發光箱的高度可調的底部上以彼此間33.3mm的間距安置36個(6×6)白色的發光二極體(SMD組件，光色暖白，光通量21 lm/LED，放射角120°，運行電壓12VDC)。照明箱的透明的覆蓋板由2.5mm厚的丙烯酸玻璃構成。為了確定發光密度，待測量的面料被鋪到覆蓋板上，被啟動的LED光源和紡織面料之間的間距在此為33mm。隨後，借助於空間解析度發光密度相機以距漫散射器1m的距離在暗空間中拍攝發光密度分佈。緊接著，可在軟體輔助下確定相關變數，例如發光密度值L(x,y)中的最大值、最小值、平均值和分散。
如果此時比較所測量的不織布材料的發光密度的平均值，那麼顯示出：發光密度提高了131cd/m2，也就是說，提高了5.6%。與此相對，分散保持恆定。這是令人驚訝的，因為通常發光密度的提高直接伴隨著散佈的提高。觀察不織布材料3可見這一點。藉由減小重量可提高發光密度。因為由此也伴隨著產生反射的纖維表面的減少。與根據本發明的不織布材料2和不織布材料1不同，發光密度的分散提高，這在漫散射器的情況中是不期望的。
實例5：測量熔點
熔點藉由下述參數借助於DSC根據DIN EN ISO 11357-2(版本：2014-07)測量。
試驗設備：Mettler Toledo(梅特勒-托利多)
冷卻：主動的液氮冷卻
沖洗氣體：氮氣(N2 99,999%)30ml/min
坩堝：鋁40μl
淨重(mg)：8-12
樣品配置：借助於手術刀切開
熔點從吸熱的熔化過程的最大值中得出。

Claims (18)

  1. 一種濕式不織布材料作為光分佈元件的用途，所述濕式不織布材料包括：a1)2重量%至50重量%的基質纖維，和a2)50重量%至98重量%的、至少部分地熱熔的黏合纖維，或者b1)50重量%至80重量%的基質纖維，和b2)20重量%至50重量%的黏合劑，其中所述濕式不織布材料在至少一個方向上的最高拉力是正交於所述至少一個方向的最高拉力的至少4倍大。
  2. 如請求項1所述的用途，其中所述濕式不織布材料包含至少2重量%的微纖維，所述微纖維分別按纖維的總量計具有小於1分特的平均纖度。
  3. 如請求項1所述的用途，其中所述濕式不織布材料包含至少5重量%至20重量%的微纖維，所述微纖維分別按纖維的總量計具有小於1分特的平均纖度。
  4. 如請求項1所述的用途，其中所述濕式不織布材料在機器方向(MD)上的最高拉力是正交於所述機器方向(CD)的最高拉力的至少4倍大。
  5. 如請求項1至4任一項所述的用途，其中所述黏合纖維是芯/鞘纖維。
  6. 如請求項1至4任一項所述的用途，其中所述黏合纖維是雙組分纖維。
  7. 如請求項1至4任一項所述的用途，其中所述黏合纖維是PET-PBT雙組分纖維，PET-CoPES雙組分纖維，PEN-PET雙組分纖維和/或聚乙烯-聚丙烯雙組分纖維。
  8. 如請求項1至4任一項所述的用途，其中所述黏合纖維是單組分黏合纖維。
  9. 如請求項1至4任一項所述的用途，其中所述黏合纖維是聚醯胺6-單組分黏合纖維，共聚酯單組分黏合纖維，PBT單組分黏合纖維和/或未拉伸的單組分黏合纖維。
  10. 如請求項1至4任一項所述的用途，其中所述黏合纖維分別按所述不織布的總重量計的份額為80重量%至97重量%。
  11. 如請求項1至4任一項所述的用途，其中所述黏合纖維分別按所述不織布的總重量計的份額為90重量%至95重量%。
  12. 如請求項1至4任一項所述的用途，其中所述基質纖維和/或黏合纖維包含消光劑，如二氧化鈦和/或進行光波長調製的添加劑。
  13. 如請求項1至4任一項所述的用途，其中所述不織布材料具有阻燃的上漿部。
  14. 如請求項1至4任一項所述的用途，其中所述不織布材料具有單層的結構。
  15. 如請求項1至4任一項所述的用途，其中所述不織布材料的由單位面積重量和厚度計算出的密度為至少0.4g/cm3。
  16. 如請求項1至4任一項所述的用途，其中所述不織布材料的根據EN ISO 9237的透氣性在根據DIN 50014/ISO 554的標準氣候下在2mbar下為5dm3/s*m2至600dm3/s*m2。
  17. 一種光源，所述光源包括至少一個照明機構和濕式不織布材料，所述濕式不織布材料包括：a1)2重量%至50重量%的基質纖維，和a2)50重量%至98重量%的、至少部分地熱熔的黏合纖維，或者b1)50重量%至80重量%的基質纖維，和b2)20重量%至50重量%的黏合劑，其中所述濕式不織布材料在至少一個方向上的最高拉力是正交於所述至少一個方向的最高拉力的至少4倍大。
  18. 如請求項17所述的光源，其中所述照明機構具有至少一個點狀的光源，如LED，和/或至少一個線性的光源，如CCFL。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007029606A1 (ja) * 2005-09-06 2007-03-15 Toray Industries, Inc. 光拡散フィルムおよびそれを用いた面光源
EP1880198A1 (en) * 2005-05-12 2008-01-23 Honeywell International, Inc. Method and apparatus for measurement of fiber orientation
CN101175806A (zh) * 2005-05-10 2008-05-07 3M创新有限公司 纤维增强的光学薄膜
US20110045177A1 (en) * 2008-03-11 2011-02-24 Nitto Denko Corporation Process for production of light-diffusing films
WO2013012974A1 (en) * 2011-07-19 2013-01-24 3M Innovative Properties Company Surface illuminant device
TW201445202A (zh) * 2013-03-19 2014-12-01 Sumitomo Bakelite Co 面光源用基板、面光源照明裝置、及面光源用基板之製造方法
US20160252777A1 (en) * 2013-10-29 2016-09-01 3M Innovative Properties Company Surface illuminant device and a method for manufacturing a surface illuminant device

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10336380B4 (de) 2003-08-06 2005-08-25 Carl Freudenberg Kg Ultradünner, poröser und mechanisch stabiler Vliesstoff und dessen Verwendung
DE102005015550C5 (de) 2005-04-04 2013-02-07 Carl Freudenberg Kg Verwendung eines thermisch gebundenen Vliesstoffs
WO2006129246A2 (en) 2005-05-31 2006-12-07 Koninklijke Philips Electronics N.V. Light-source with fabric diffusing layer
DE102006030955A1 (de) * 2006-07-03 2008-01-10 Röhm Gmbh Extrudierte Polymerplatten für anisotrope Lichtstreuung mit hoher Dimensionsstabilität
WO2013116193A1 (en) 2012-01-31 2013-08-08 3M Innovative Properties Company Display with nonwoven diffuser
DE102014003418B4 (de) 2014-03-13 2017-01-05 Carl Freudenberg Kg Element zur Lichtmanipulation
WO2017031659A1 (en) * 2015-08-24 2017-03-02 3M Innovative Properties Company Nonwoven diffuser elements

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101175806A (zh) * 2005-05-10 2008-05-07 3M创新有限公司 纤维增强的光学薄膜
EP1880198A1 (en) * 2005-05-12 2008-01-23 Honeywell International, Inc. Method and apparatus for measurement of fiber orientation
WO2007029606A1 (ja) * 2005-09-06 2007-03-15 Toray Industries, Inc. 光拡散フィルムおよびそれを用いた面光源
US20110045177A1 (en) * 2008-03-11 2011-02-24 Nitto Denko Corporation Process for production of light-diffusing films
WO2013012974A1 (en) * 2011-07-19 2013-01-24 3M Innovative Properties Company Surface illuminant device
TW201445202A (zh) * 2013-03-19 2014-12-01 Sumitomo Bakelite Co 面光源用基板、面光源照明裝置、及面光源用基板之製造方法
US20160252777A1 (en) * 2013-10-29 2016-09-01 3M Innovative Properties Company Surface illuminant device and a method for manufacturing a surface illuminant device

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