CN107913835A - 电池驱动的无线式光固化led面光源及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及面向光固化材料的LED光源的设计及其应用，特别是一类电池驱动的无线式LED面光源及其辐照合适的光固化涂料或油墨材料进行光聚合固化的应用。
Description
技术领域
本发明涉及面向光固化材料的LED光源的设计及其应用，特别是一类电池驱动的无线式LED面光源及其辐照合适的光固化涂料或油墨材料进行光聚合固化的应用。
背景技术
用于照明用途的长波可见光波长LED光源是众所周知的，但是用于光固化应用的LED面光源是近年来兴起的新兴技术，其原因是多重的，其一是光固化LED光源的适用发射波长范围显著不同于照明LED光源，与之相随的芯片选择与集成，封装设计，以及热管理等面临全新的技术挑战；其二是在光固化技术领域，仅有光源是无意义的，LED光源必须与相应的LED光固化涂料或油墨材料紧密配合方有可能给用户提供现实解决方案，而后者亦为业界鲜有产业化成熟产品的新材料；其三是用于照明的LED光源通常是静置模式的，而用于LED光固化目的的光源则更常必须以移动式进行所需辐照固化作业，特别是在个人家居家庭，民用或商用物业，办公场所，野外场所，或工业特种需求场所等进行现场实时施工应用时，需要灵活方便的无线电源驱动，这对电池驱动的LED光固化光源提出了全新的需求。截止本申请递交日，尚未发现任何文献报道披露适用于光固化领域的电池驱动的无线LED光源。
传统光固化技术是通过所谓UV紫外光辐照进行的，这类高压汞灯或金属卤素灯光源功耗巨大，且不可避免地诱发臭氧等危害物生成和紫外线辐射风险，既无法适用于非工业涂装场所也无法应用电池驱动提供足够的能量。与之形成鲜明对比的，LED光源由于发射波长较长，工作寿命长，可即时开关，工作时轻巧灵便安全，且无臭氧生成也无需排风等特殊防护措施，因此，电池驱动的LED光固化光源是在LED光固化涂料或油墨材料和新的LED光固化涂装应用需求双重支撑下亟需发展的全新技术产品。
发明内容
本项申请首次披露一类使用电池驱动的无线式LED面光源，以及该种光源和合适的对LED光源辐照敏感的光固化涂料或油墨联合使用时，在个人家居家庭，民用或商用物业，办公场所，野外场所，或工业特种需求场所里等进行现场实时施工的全新应用。
所述的电池驱动的无线式LED面光源是指提供电能的电池和发射光波的LED光源组成的一个整体器件，该器件可以在一段时间内在不施加有线供电的方式下保持连续工作能力。所述的LED面光源是指任何平面或曲面面光源，包括但不限于长方形平面光源，矩形平面光源，多边形平面光源，圆盘型平面光源，弧形平面光源，球形曲面光源，或扇形曲面或平面光源等，其特征是其发光面积在0.01平方厘米和50000平方厘米之间，其发光波长在200纳米至800纳米之间，其发光功率密度（以距离发光芯片最短距离处计起，下同）在0.01瓦/平方厘米至100瓦/平方厘米之间。
所述的“一段时间”至少是5分钟或以上，优选的是10分钟或以上，更优选的是20分钟或以上，进一步更优选的是30分钟或以上，最优选的是1小时或以上。鉴于电池可以无限制地反复充电后待机使用，而每次光固化操作时固化很快因而耗时较短，因此电池无需贮存过多电能。
优选的发光面积是0.1平方厘米和10000平方厘米之间，更优选的发光面积是0.1平方厘米和5000平方厘米之间，进一步更优选的发光面积是0.1平方厘米和3000平方厘米之间，最优选的发光面积是1平方厘米和2000平方厘米之间。
优选的发光波长在300纳米至780纳米之间，更优选的发光波长在350纳米至450纳米之间，进一步更优选的发光波长在350纳米至420纳米之间，最优选的发光波长在370纳米至420纳米之间。
优选的发光功率密度在0.01瓦/平方厘米至100瓦/平方厘米之间，更优选的发光功率密度在0.1瓦/平方厘米至50瓦/平方厘米之间，进一步更优选的发光功率密度在0.1瓦/平方厘米至30瓦/平方厘米之间，最优选的发光功率密度在0.1瓦/平方厘米至20瓦/平方厘米之间。
所述的电池可以是任何具有能量存储和释放功能的电池器件，可以是一次性电池，优选的也可以是具备反复可充电功能的电池，包括但不限于锌锰电池，碱性电池，镍镉电池，镍氢电池，（铁）锂电池，（铁）锂离子电池，（锂离子）聚合物电池，石墨烯基电池，超级电容电池，太阳能电池等。
所述的LED光固化涂料或油墨是指可以吸收LED光波并能发生后续光化学聚合的材料体系，其特征是含有至少一种含烯（C=C）或含环氧不饱和单体或树脂化合物并同时含有至少一种能吸收200纳米至800纳米之间光波的自由基型或阳离子型或阴离子型光引发剂化合物。该LED光固化涂料或油墨材料体系优选的可以含有流平剂，增稠剂，润湿剂，消泡剂，分散剂，颜料，染料，阻燃剂，紫外线吸收剂，光散射剂，光稳定剂等添加剂中的一种或多种。优选的含烯不饱和单体或树脂化合物是含至少一个（甲基）丙烯酸酯和/或（甲基）丙烯酰胺结构单元的化合物或混合物；优选的自由基型或阳离子型或阴离子型光引发剂化合物是在370纳米至420纳米之间有光吸收性能的物质。
使用该电池驱动的无线式LED面光源辐照所述的LED光固化涂料或油墨材料进行光固化时，所述的LED光固化涂料或油墨材料可以以刷涂，擦涂，滚涂，淋涂，或喷涂等施工方式施加到合适基材上形成1微米至500微米厚度的膜体，该膜体和LED光源的间距可以在0.1厘米至200厘米之间依据需要灵活调整变动。优选的膜体厚度是1微米至200微米，更优选的膜体厚度是1微米至100微米，进一步更优选的膜体厚度是5微米至100微米，最优选的膜体厚度是5微米至50微米。所述基材并无限定，可以是木器，纸张，塑胶，金属，陶瓷，玻璃，（碳）纤维，和/或上述材料的复合材料。优选的光固化膜体和LED光源的间距可以在0.1厘米至200厘米之间依据需要灵活调整变动。进行施工时该光源可以人工手持，机械手握持，或固定安装。
优选的执行方式是人工手持或机械手握持该电池驱动的无线式LED面光源辐照所述的LED光固化涂料或油墨材料，在个人家居家庭，民用或商用物业，办公场所，野外场所，或工业特种需求场所等进行现场实时光固化施工。
上述发明在实施例中我们将进一步说明。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步说明本发明要旨：
实施例一：
将22个商售牌号为LIS1416APPC的便携式锂离子聚合物充电电池联结后驱动发射波长为395±5纳米的20厘米×2厘米长方形LED面光源，以约10厘米的间距人工握持式辐照刷涂于客户家庭木地板上的约15±5微米厚度的商售B-188型LED光固化木蜡面油（深圳市有为化学技术有限公司牌号产品），辐照约15秒后与光源等面积的涂膜即已经固化完全并产生2H铅笔硬度的漆膜硬度。
实施例二：
将16个商售牌号为LIS1416APPC（MODEL 616-0290）的便携式锂离子聚合物充电电池联结后驱动发射波长为395±5纳米的半径为6厘米的圆盘形LED面光源，以约8厘米的间距用往复机式机械手握持式辐照喷涂于客户塑胶玩具上的约15±5微米厚度的商售B-189型LED光固化水性喷涂哑光面漆（深圳市有为化学技术有限公司牌号产品），在使用红外线热风驱除漆膜内的全部水分后，辐照约10秒后与光源等面积的涂膜即已经固化完全并产生2H铅笔硬度的漆膜硬度。
实施例三：
将26个商售牌号为LIS1416APPC的便携式锂离子聚合物充电电池联结后驱动发射波长为385±5纳米的10厘米×1.5厘米长方形LED面光源，以约3厘米的间距用人工手持式辐照喷涂于客户汽车外壳车体上的约15±5微米厚度的商售B-167型LED光固化漆（深圳市有为化学技术有限公司牌号产品），辐照约8秒后与光源等面积的涂膜即已经固化完全并产生大于3H铅笔硬度的漆膜硬度，完成了对车体划痕瑕疵的现场实时修复。
需要强调的是，上述实施例仅仅为示例性而非限定性说明，基于本项申请披露，任何从业技术人员所通常可能采用的反应条件或参数等调整或变动均不会偏离本发明的要旨，本专利的保护范围应以相关的权利书记载条目为准。
Claims (10)
1.一类使用电池驱动的无线式LED面光源，以及该种光源和合适的对LED光源波长辐照敏感的光固化涂料或油墨联合使用时，在个人家居家庭，民用或商用物业，办公场所，野外场所，或工业特种需求场所里等进行现场实时LED光固化施工的应用，所述的电池驱动的无线式LED面光源是指提供电能的电池和发射光波的LED芯片/灯珠阵列组成一个整体的光源器件，该器件可以在一段时间内在不施加有线供电的方式下保持连续工作能力。
2.根据权利要求（1）描述的电池驱动的无线式LED面光源，所述的LED面光源是指任何平面或曲面型面光源，其特征是其发光面积在0.01平方厘米和50000平方厘米之间，其发光波长在200纳米至800纳米之间，其发光功率密度（以LED光源系统里距离发光芯片最短距离处计起）在0.01瓦/平方厘米至100瓦/平方厘米之间。
3.根据权利要求（1）和（2）描述的电池驱动的无线式LED面光源，优选的发光面积是0.1平方厘米和10000平方厘米之间，更优选的发光面积是0.1平方厘米和5000平方厘米之间，进一步更优选的发光面积是0.1平方厘米和3000平方厘米之间，最优选的发光面积是1平方厘米和2000平方厘米之间。
4.根据权利要求（1）和（2）描述的电池驱动的无线式LED面光源，优选的发光波长在300纳米至780纳米之间，更优选的发光波长在350纳米至450纳米之间，进一步更优选的发光波长在350纳米至420纳米之间，最优选的发光波长在370纳米至420纳米之间。
5.根据权利要求（1）和（2）描述的电池驱动的无线式LED面光源，优选的发光功率密度在0.01瓦/平方厘米至100瓦/平方厘米之间，更优选的发光功率密度在0.1瓦/平方厘米至50瓦/平方厘米之间，进一步更优选的发光功率密度在0.1瓦/平方厘米至30瓦/平方厘米之间，最优选的发光功率密度在0.1瓦/平方厘米至20瓦/平方厘米之间。
6.根据权利要求（1）描述的电池驱动的无线式LED面光源，所述的电池是任何具有能量存储和释放功能的电池器件，可以是一次性电池，也可以是具备反复可充电功能的电池，包括锌锰电池，碱性电池，镍镉电池，镍氢电池，（铁）锂电池，（铁）锂离子电池，（锂离子）聚合物电池，石墨烯基电池，超级电容电池，或太阳能电池中的一种或多种。
7.根据权利要求（1）描述的对LED光辐照敏感的可光固化型涂料或油墨是指可以吸收LED光波并能发生后续光化学聚合的材料体系，其特征是含有至少一种含烯（C=C）或含环氧不饱和单体或树脂化合物以及同时含有至少一种能吸收200纳米至800纳米之间光波的自由基型或阳离子型或阴离子型光引发剂化合物。
8.根据权利要求（1）和（7）描述的LED光辐照敏感的可见光固化型涂料或油墨材料体系优选的可以含有流平剂，增稠剂，润湿剂，消泡剂，分散剂，颜料，染料，阻燃剂，紫外线吸收剂，光散射剂，光稳定剂等添加剂中的一种或多种；优选的含烯不饱和单体或树脂化合物是含至少一个（甲基）丙烯酸酯和/或（甲基）丙烯酰胺结构单元的化合物或混合物；优选的自由基型或阳离子型或阴离子型光引发剂化合物是在370纳米至420纳米之间有光吸收性能的物质。
9.根据权利要求（1）和（7）描述的LED光辐照敏感的可见光固化型涂料或油墨材料体系优选的可以含有流平剂，增稠剂，润湿剂，消泡剂，分散剂，颜料，染料，阻燃剂，紫外线吸收剂，光散射剂，光稳定剂等添加剂中的一种或多种；优选的含烯不饱和单体或树脂化合物是含至少一个（甲基）丙烯酸酯和/或（甲基）丙烯酰胺结构单元的化合物或混合物；优选的自由基型或阳离子型或阴离子型光引发剂化合物是在370纳米至420纳米之间有光吸收性能的物质。
10.根据权利要求（1）和（7）和（9），优选的执行方式是人工手持或机械手握持该电池驱动的无线式LED面光源辐照所述的LED光固化涂料或油墨材料，在个人家居家庭，民用或商用物业，办公场所，野外场所，或工业特种需求场所里进行现场实时光固化施工。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 518000 Room 2401A, 24th Floor, Coastal Huanqing Building, 24 Futian Street, Zhenzhen Community, Futian Road, Futian District, Shenzhen City, Guangdong Province Applicant after: Shenzhen Youwei Technology Holding Co.,Ltd. Address before: 518107 Unit 6A, Block B3, Science and Technology Park, China Merchants Bureau, 3009 Sightseeing Road, Guangming New District, Shenzhen City, Guangdong Province Applicant before: SHENZHEN UV-CHEMTECH Co.,Ltd. |
|
| CB02 | Change of applicant information | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180417 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |