DE1950668A1 - Kunststoff-Verbundmaterial fuer Leuchtkoerper - Google Patents
Kunststoff-Verbundmaterial fuer LeuchtkoerperInfo
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Description
Frankfurt/Main 1, den 7. Okt. 1969
Telefon (0611) 237220
Bank-Konto: 523/3168
GENERAL ELECTRIC COMPANY
1 River Road
SCHENECTADY, N.Y./U.S.A.
SCHENECTADY, N.Y./U.S.A.
Kunststoff-Verbundmaterial für Leuchtkörper
Die Erfindung betrifft Kunststoff-Verbundmaterlallen und insbesondere solche Produkte, welche als lichtdurchlässige Abdeckungen
der Refraktoren für Leuchtkörper für Straßenbeleuchtung oder andere Beleuchtungseinrichtungen verwendet werden
können.
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Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein lichtdurchlässiges
Kunststoffprodukt des Verbundtyps zu liefern, welches
eine pte Schlagfestigkeit und hohe Betriebstemperaturfestigkeit
zusammen mit hoher Beständigkeit gegenüber ultra-violettem
Licht aufweist.
Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung ein aus Schichten zusammengesetztes
Produkt der obengenannten Art zu liefern, das leicht für. eine Vielzahl von Anwendungen hergestellt v/erden
kann und besonders geeignet ist für lichtdurchlässige Hüllen oder Refraktoren von Straßenlampen und ähnlichem.
Es ist ein besonderes Ziel der Erfindung, eine lichtdurchläs-:
sige Hülle des obigen Typs für die Vervrendung bei Leuchtkörpern
für Straßenbeleuchtung zu liefern, welche eine Lichtquelle besitzen.·
die ultra-violette Strahlung aussendet und welche in
Gebieten installiert sind3 wo die Lampenhülien infolge Zerstörungswut oder anderen gefährlichen Umständen einer Bruchp-efahr
unterliegen.
Die obigen Aufgaben werden in einem Aspekt der vorliegenden
Erfindung gelöst durch ein Kunststoff-Verbundmaterial, das
eine Platte aus Polycarbonatkunststof f enthält _. auf der eine
Platte von PolyacryMkunststoff innig haftend aufgebracht ist
und bei der mindestens eine der Kunststoffplatten eine darin
enthaltene Hitra-violett absorbierende Verbindung besitzt.
Ein besseres Verständnis der Erfindung ergibt sich aus der folgenden
Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen der Frfin-?
dung zusammen mit den zugehörigen Abbildungen.
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PIr:. 1 ist eine Ansicht, teilweise in Anschnitt einer Straßenleuchte
mit einem durchlass irren, aus Verbundschichten
aufgebauten Refraktor gemäß der Erfindung.
Pig. 2 int ein vergrößerter Querschnitt eines Teils cies Verbundschichtrefraktors
der PIp-. 1.
Pirr.. 3 ist eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur
Herstellung einer erfinduncrsremäßen Verbundschichtplatte
Fit?. 1 zeip-t eine Straßenleuchte mit einen Gehäuse 1, in dem
ein Reflektor 2 und eine Lampe 3 angebracht sind und eine
lichtdurchlässige Hülle oder Refraktor 4. die in einer unteren Tür 5 der Verkleidung der Lampe befestigt ist. Pie untere Tür ist an ihrem rückwärtigen Ende mit Scharnieren an dem Gehäuse befestigt und an ihrem vorderen Ende abhebbar durch einen Riegel 6 befestict. ·
lichtdurchlässige Hülle oder Refraktor 4. die in einer unteren Tür 5 der Verkleidung der Lampe befestigt ist. Pie untere Tür ist an ihrem rückwärtigen Ende mit Scharnieren an dem Gehäuse befestigt und an ihrem vorderen Ende abhebbar durch einen Riegel 6 befestict. ·
Die Lampe 3 ist eine typische Gasentladungslampe; beispielsweise
eine Quecksilber- oder Natriumdampflampe, eine Fluoreszenzlampe
oder eine andere Lichtquelle., welche beim Betrieb
beträchtliche Mengen ultra-violetter Strahlen aussendet. -Während die konventionellen Glasrefraktoren, die pewöhnlich für solche Straßenleuchten verwendet werden, gewöhnlich durch ultraviolette Strahlen nicht nachteili«?: beeinflußt werden, werden organische Polymere, d.h. synthetische Kunststoffmaterialien im allgemeinen zu einem gewissen Ausmaß durch solche Strahlen geschädigt. Da jedoch die Verwendung von plastischen Refraktoren wegen des Vorteils der Leichtip-keit, der Wirtschaftlichkeit" und anderer günstiger Eisenschaften oft erwünscht ist,
sind bei der Verwendung die verschiedensten nachteiligen Effekte aufgetreten. Die Beeinträchtigung durch die Einwirkung ultra-violetter Strahlung äußert sich in einer Gelbfärbung
beträchtliche Mengen ultra-violetter Strahlen aussendet. -Während die konventionellen Glasrefraktoren, die pewöhnlich für solche Straßenleuchten verwendet werden, gewöhnlich durch ultraviolette Strahlen nicht nachteili«?: beeinflußt werden, werden organische Polymere, d.h. synthetische Kunststoffmaterialien im allgemeinen zu einem gewissen Ausmaß durch solche Strahlen geschädigt. Da jedoch die Verwendung von plastischen Refraktoren wegen des Vorteils der Leichtip-keit, der Wirtschaftlichkeit" und anderer günstiger Eisenschaften oft erwünscht ist,
sind bei der Verwendung die verschiedensten nachteiligen Effekte aufgetreten. Die Beeinträchtigung durch die Einwirkung ultra-violetter Strahlung äußert sich in einer Gelbfärbung
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oder in einer anderen Verfärbung/ in einer Versprödung und
in dem Verlust anderer, anfangs guter Eigenschaften. Ein besonderes
Kunststoffmaterial;, das sonst sehr wünschenswert für die Verwendung in Straßenleuchtenrefraktoren ist, ist
Polycarbonatkunststoff im Hinblick auf die guten Lichtdurchlaßeigenschaften
zusammen mit ausgesprochen hoher Schlagfestigkeit und Wärmebeständirkeit. Jedoch wird dieses Material
gleichermaßen durch ultra-violette Strahlung nachteilig beeinflußt.
.
Gemäß der Erfindung wird diese Schwierigkeit durch eine aus Verbundschichten aufgebaute Anordnung mit einer Platte aus
Polycarbonatkunststoff und einer Platte aus Polyacrylatkunststoff
überwunden; wobei in der Polyacrylatkunststoffplatte eine Licht sorbierende Verbindung eingefügt ist. Eine solche
Verbundanordnung ist in Fig. 2 gezeigt, wo ein Teil des Refraktors
4 der Fig. 1 im Querschnitt dargestellt ist. Die Anordnung
umfaßt eine äußere Platte 4a aus Polycarbonatkunststoff
mit einer innig damit verbundenen dünnen Polyacrylatkunststoffplatte
4b. Die Polyacrylatkunststoffplatte 4b enthält eine Dispersion einer geeigneten Ultra-violett absorbierenden Verbindung
4c. wie nachstehend näher ausgeführt. Wie man ersieht,
ist die Polyacrylatkunststoffplatte 4b auf der Innenseite des Refraktors 4 angeordnet,, so daß sie die ultra-violetten Strahlen von der Lampe 3. auffänp-t; bevor sie in die Polycarbonatkunststoffplatte
4b eintreten können.
Die bei der praktischen Durchführung der Erfindung verwendeten
Polycarkonatkunststoffe sind in der Technik an sich be-.kannt
und können- als aromatische Oarbcnatnolymere mit hohem
Molekülargewlcht definiert v?erden. welche durch Reaktion eines
dihydrischen Phenols mit einem Carbonetvorläufer. wie Phosgen,
eine"- H al σ format cder einem Carbcr.stecter dargestellt .werden.
Solche Carbonatpolymere sind gekennzeichnet durch eine Aufeinanderfolge von Struktureinheiten nach der folgenden T'ormel:
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η —— a π c
Dabei ist Λ ein divalentes aromatisches Radikal des bei der
Polymerdarstellungsreaktion verwendeten dihydrischen Phenols.
Finzelheiten solcher Oarbonatpolymere und die Verfahren zu
ihrer Herstellung findet man im U.S. Patent 3 309 220.
Der Ausdruck -Polyacrylate wie er hier verwendet wird, umfaßt
in seinem Bedeutungsumfang diejenigen Polymere oder Kunststoffe
die sich aus der Polymerisation einer oder mehrerer Acrylate>
wie beispielsweise Methylacrylat. Äthylacrylat, Butylacrylat,,
2-Äthylhexylacrylat usw. und auch der Methacrylate, wie beispielsweise
^ethylmethacrylat; Äthylmethacrylat, Butylmethacrylat,
Fexylmethacrylat, ergeben. Copolymere der obigen Acrylat-
und Methacrylat-Monomeren sind auch in dem hier gebrauchten
Ausdruck "Polyacrylate" enthalten. Die Polymerisation der monomeren Acrylate und Methacrylate zur Darstellung der für
die Durchführung der Erfindung brauchbaren Polyacrylatkunstharze kann mit Hilfe eines der an sich bekannten Polymerisationsverfahren
vorgenommen werden.
Die Polyacrylatkunstharzplatte 4b hat eine eingefügte Ultraviolett
absorbierende Verbindung; dies kann irgendeine geeignete aus den bekannten Verbindungen dieser'Art sein. Solche
Verbindungen werden beispielsweise in dem vorgenannten U.S. Patent beschrieben und schließen substituierte Derivate von
,Benzophenon und Benzotriazol neben anderen Verbindungen ein.
Die Ultra-violett absorbierende Verbindung kann in den PoIyacrylatkunststoff
dadurch eingefügt werden 3 daß das Absorptionsmaterial
zu der Hauptmasse zugefügt wird; dies wird als Stabilisierung der Hauptmasse bezeichnet. Oder es kann dadurch
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zugefügt v/erden3 daß das Absorptionsmaterial als ein überzug
auf der Oberfläche der Polyacrylatkunststoffplatte aufgebracht wird. Obwohl es vorgezogen wird, die Ultra-violett absorbierende Verbindung in die Polyacrylatkunststoffplatte einzufügen j umfaßt die Erfindunp· auch die Verwendung des Ultra-violett-Absorptionsmaterials
entweder in dem Polyacrylatkunststoff allein oder in der Polycarbonatkunststoffplatte allein
oder in beiden. Die Ultra-violett absorbierende. Verbindung kann auch andere als die obengenannten enthalten 3 beispielsweise
Verbindungen oder Materialien., welche in der Lage sind,
das ultra-violette Licht in Licht mit längerer Wellenlänge umzuformen
oder in eine andere Energieform umzuwandeln, welche für die Eigenschaft oder die Funktion des Kunststoffrefraktors unschädlich oder sogar nützlich sind. Solche Verbindungen
und Materialien sind daher ausdrücklich in der Bedeutung des
hier gebrauchten Ausdruckes. "Ultra-violett absorbierende Verbindung'"
eingeschlossen.
Beispiel -__ .
Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Materials wurde eine
Oj38 mm (15 mil) dicke Platte aus Polymethacrylat; die einen
Ultra-violett-Stabilisator enthielt, durch Wärme und Druck
mit einer 4,7 mm (3/l6 Zoll) starken Platte von Polycarbonatkunststof
f in einer Laboratoriumspresse unter Verwendung eines Gesamtdruckes von I3I t (5000 lbs) auf einer Fläche von etwa
40 cm (6j25 Quadratzoll) bei einer Temperatur von 155°C verbunden.
Die Heizvorrichtung der Presse wurde dann abgeschaltet und die ganze Masse durch Preßluft auf 1000C abgekühlt;,
während der Druck beibehalten wurde. Die auf diese Weise her- t
gestellte Verbundplatte aus Polycarbonat-Polyacrylat wurde
dann aus der Presse herausgenommen.
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Zvrei nach dem obigen Verfahren'hergestellte Verbundplatten
wurden jeweils in zwei bleiche Teile unterteilt und die sich ergebenden Proben wurden mit den Ziffern 1. 2S. 3 und 4 versehen.
Die Durchlässigkeitskurven in V/ellenlängenberelch von
350 bis 650 Millimikron wurden aufgezeichnet und der ursprüngliche
Gelbfaktor für jede Probe wurde anhand der Fornel
TJSo.. r. 100
ermittelt. Darin bedeutet T die. prozentuale Durchlas ei p-keit
der Probe bei den als Index anp-e^ebenen V.'e Ilen länge η in Millimikron,
bezogen auf Luft. Die anfänglichen Gelbfaktoren wurden
wie folgt ermittelt: ·
Probe 1 lU ■
Probe 2 10
Probe 3 12
Probe H . 12
Die vier Proben wurden dann der Ultra—violett-Strahlung ausgesetztj
die von einer General Electric Quecksilberdampflampe
Typ H^OOEl ausf.esandt wurde. Dies wurde in einer Beleuchtunp-skammer
bei einer Umpcebunp:sterr.peratur von etvia 600C 36O Stunden
lang durchgeführt. Die Proben"1 und 3 wurden"der-Beleuchtung
so ausgesetzt,' daß die Polyacrylatkunststoffplatte der Lampe
zugewandt war. Die Proben 2 und *J wurden so angeordnet, daß
die Polycarbonatkunststoffplatte der Lampe zugewandt war. Die ermittelten Gelbfaktoren der Proben nach.der Belichtung
waren wie folgt:
Probe | 1 | -- | Ii | BAD ORIGINAL |
Probe | 2 | 009818/ | 31 | |
Probe | 3 | 10 | ||
Probe | k | 31 | ||
1223 | ||||
Aus diesen Ergebnissen ist offensichtlich, daß die Verbundplatten,
die so angebracht wurden.-, daß die Polyacrylatkunststoffplatte
der Quelle für die Ultra-violett-Strahlung zugewandt
war, eine viel größere Beständigkeit gegenüber Verfärbung
aufwiesen als die nicht auf diese V/eise angeordneten Verbundplatten,
Eine Polycarbonat-P.olyacrylatverbundplatte des beschriebenen
Typs kann mit einer Vielzahl von Verfahren hergestellt werden. Plattenrohlinge zur anschließenden Vakuumverformung könnten
durch Verwendung von zwei Extrudern hergestellt werden; die
extrudierten Platten der jeweiligen Kunststoffe wurden dann im noch heißen Zustand zusammengepreßt. Spritzgußverfahren
können ebenfalls für die Herstellung einer solchen Verbundplatte der gewünschten Zusammensetzung geeignet sein.
Ein Beispiel eines Extruderverfahrens ist in Fig. 3 dargestellt.
Der Extruder 7 erzeugt eine Platte aus Polycarbonatkunststoff und der Extruder 8 erzeugt eine Platte aus PoIyacrylatkunststoff.
Typischerweise befinden sich die Walzen 9 auf einer Temperatur von etwa 1500C und die V/aIzen 10 auf
etwa IQO0C. Die Heizvorrichtungen 11 und 12 überdecken ,jeweils die Breite der extrudierten Platten und sind, wie ge-
zeigt,, in der Nähe des Berührungspunktes der zusammenlaufenden -Platten und benachbart zu den aneinander zugekehrten
Oberflächen der Kunststoffplatten angeordnet, so daß die
Oberflächen der Platten zur Verschmelzung derselben erhitzt werden. Die Heizvorrichtung 11 erhitzt die inhere Oberfläche
einer Polycarbonatfläche auf eine Temperatur von etwa 150 bis 3000C und die Heizvorrichtung 12 erhitzt die Polyacrylatplattenoberflache
auf etwa 100 bis 2000C. Die Walzen 13 und
I^ pressen die auf diese Weise erhitzten Kunststoffplatten
mit p-enügendem Druck zusammen, beispielsweise Im Bereich von
35 bis 350 k^/crc (500 bis 5000psi) . um eine fest aneinanderheftende
Verbundplatte zu bilden.
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Wenn eine solche Platte, wie im Zusammenhang mit den Figuren
1 und 2 rezeigt und beschrieben, für die Herstellung eines Straßenleuchtenrefraktors verwendet wird5 dann ergibt die
äußere Schicht aus Polycarbonatkunststoff eine hohe Schlagfestigkeit und Wärmestabilität und gewährleistet eine gute
Trägerfunktion und einen guten Schutz des Polyacrylatkunststoffilms.
Der Film dagegen mit dem eingebrachten ültraviolett-Absorptionsmaterial
fängt die Ultra-violett-Strahlung von der Lampe auf, um die Polycarbonatschicht vor den nachteiligen
Wirkungen dieser Strahlung zu schützen.
Obwohl eine typische Verbundplatterenoiclnung aus einer Platte
aus Polyacrylatkunststoff und einer Platte aus Polycarbonatkurtststoff
besteht, umfaßt die Erfindung in ihrem Umfang auch
eine Verbundanordnung - die Polyacrylatkunststoffplatten mit eingebettetem UV-Absorptionsmaterial auf entgegengesetzten
Seiten der Polycarbonatkunststoffplatte enthält, wodurch die letztere Platte auf beiden Seiten vor Ultra-violett-Strahlen
geschützt ist, welche beispielsweise auf einer Seite der Verbundplatte von einer Lampe und auf der anderen Seite von der
Sonne ausgehen können.
Selbstverständlich findet die Verbundanordnung gemäß der Erfindung
eine Vielzahl von Anwendungen zusätzlich zu der für Straßenlampen j beispielsweise für Fensterverglasungen, Automobilrücklichter
und andere Anwendungen, wo das Problem der Ultra-violett-Strahlung. erhöhter Temperatur und der Bruchgefahr
bestehen kann.
Der Fachmann wird leicht neben den beschriebenen besonderen Ausführunpsformen zahlreiche Modifikationen erkennen., ohne
dabei die durch die Erfindung gegebene technische Lehre zu
verlassen.
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Claims (4)
- -ίο -Patentansprüche(l) Verbundmaterial zur Verwendung als Refraktor In Straßenleuchten j dadurch gekennzeichnet , daß es eine Verbundanordnung von aufeinanderliegenden Platten (4a, 4b) aus Polycarbonatkunststoff und PoIyacrylatkunststoff enthält, wobei eine dieser Platten eine eingefügte Ultra-violett-Strahlung absorbierende Verbindung (1Ic) enthält.
- 2. Verbundmaterial nach Anspruch 1, d ad u r c h gekennzeichnet ,daß das Ultra-violett absorbierende Material (4c) in der Polyacrylatkunststoffplatte (4b) enthalten ist.
- 3· Verbundmaterial nach Anspruch 1,- dadurch gekennzeichnet , daß die Polycarbonatkunststoffplatte zwischen Polyacrylatkunststoffplatten eingefügt ist.
- 4. Verwendung von Verbundmaterial nach den Ansprüchen 1-3, dadurch ge k e η η ζ e i c h η et, daß das Material (4) benachbart zu einer Lichtquelle (3) angeordnet ist, welche Ultra-violette-Strahlung aussendet und daß die Verbundplattenanordnung so angebracht ist, daß die PoIyacrylatplatte der Lichtquelle zugewandt ist.5· Verwendung nach Anspruch 4, d a d ure h g e k e. η η ζ e lehn e t ? daß die Lichtquelle (3) in einer Straßenleuchte befestigt ist und die Verbundplattenanordnung in Form einer die Lichtquelle (3) umhüllenden lichtdurchlässigen Hülle (4) ausgebildet ist.009818/1223
Applications Claiming Priority (1)
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1969
- 1969-10-08 DE DE19691950668 patent/DE1950668A1/de active Pending
- 1969-10-28 NL NL6916259A patent/NL6916259A/xx unknown
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE9017143U1 (de) * | 1990-12-19 | 1991-03-07 | Delma, Elektro- Und Medizinische Apparatebaugesellschaft Mbh, 7200 Tuttlingen | Operationsleuchte |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
NL6916259A (de) | 1970-05-01 |
US3661685A (en) | 1972-05-09 |
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