專利名稱：一種用于led二次配光玻璃透鏡的處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于玻璃處理增強(qiáng)領(lǐng)域，特別涉及一種用于LED 二次配光玻璃透鏡的處理方法。
背景技術(shù)：
LED (Light Emitting Diode),發(fā)光二極管，問世于20世紀(jì)60年代,是ー種固態(tài)的半導(dǎo)體器械，它可以直接把電轉(zhuǎn)化為光。相對(duì)于傳統(tǒng)光源，LED具有體積小、耗電量低、使用壽命長(zhǎng)、高亮度、低熱量、環(huán)保、堅(jiān)固耐用和可控性強(qiáng)等特點(diǎn)，是傳統(tǒng)光源的理想替代光源，被譽(yù)為21世紀(jì)新光源，有著廣泛的用途。 功率型LED用于普通照明愈來(lái)愈廣泛，但由于大部分LED光源輻射角分布為110度到120度的朗泊(Lambertian distribution)分布,照在地面的光型為單ー的圓形光斑且光強(qiáng)分布不夠均勻，為了提升LED光源的出光效率和改變LED光源在空間的光場(chǎng)分布達(dá)到好的光學(xué)效果而采用透鏡進(jìn)行LED光源二次配光，并可根據(jù)不同的要求而設(shè)計(jì)各種光學(xué)效果的透鏡，所以LED 二次配光透鏡是LED照明不可或缺的ー個(gè)重要部分。由于LED 二次配光透鏡直接暴露于大氣環(huán)境中或者某些特殊環(huán)境中，對(duì)透鏡的機(jī)械強(qiáng)度或耐高溫等性能有較高要求，透鏡需要面對(duì)各種腐蝕、污染和破壞，如果透鏡出現(xiàn)問題將影響到LED燈具的照明效果，這也是決定LED燈具使用好壞的ー個(gè)重要方面，所以對(duì)透鏡質(zhì)量的要求相對(duì)較高。透鏡一般采用PMMA、PC和玻璃，PMMA的優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)效率高，3mm厚度時(shí)透光率大約在93%左右，缺點(diǎn)是熱變形溫度只有90°C ；PC的優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)效率高，耐高溫(130°C以上)，缺點(diǎn)是透光率略低(3mm厚度時(shí)87%左右)；光學(xué)玻璃透鏡的優(yōu)點(diǎn)是透光率高(3mm厚度時(shí)97%左右，經(jīng)特殊處理后透光率可接近100% )，耐高溫200°C以上并且生產(chǎn)原料普通常見、造價(jià)低廉且整個(gè)過程對(duì)環(huán)境影響小等，缺點(diǎn)是玻璃是脆性材料所以容易碎裂、非球面精度不易實(shí)現(xiàn)和由于國(guó)內(nèi)模具以及エ藝方面的局限使玻璃透鏡生產(chǎn)效率低造成成本偏高；隨著玻璃エ業(yè)的發(fā)展和エ藝技術(shù)的進(jìn)步，玻璃透鏡的突出優(yōu)點(diǎn)使其具有更加廣闊的應(yīng)用前景。目前由于三種材料各有特點(diǎn)，應(yīng)用于不同要求的照明，對(duì)于他們的研究改進(jìn)可以促進(jìn)LED照明事業(yè)的發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種用于LED 二次配光玻璃透鏡的處理方法。該處理能使LED 二次配光玻璃透鏡的機(jī)械強(qiáng)度和耐熱沖擊性得到很大提高，同時(shí)使透鏡的可見光透過率提高和具有光照超親水效果，從而使透鏡具備降解污染物、抗菌殺菌和防霧自潔凈功能。本發(fā)明的技術(shù)解決方案包括以下步驟①LED 二次配光玻璃透鏡用超聲波清洗并烘干；②將LED 二次配光玻璃透鏡進(jìn)行鋼化，鋼化溫度為650-700°C，鋼化時(shí)間為3_10分鐘；③鋼化后LED 二次配光玻璃透鏡采用風(fēng)冷或者液冷法淬冷至室溫，淬冷時(shí)間約為:40-200 秒；④鋼化后的LED 二次配光玻璃透鏡用超聲波清洗并烘干。本發(fā)明還包括采用溶膠-凝膠法或真空蒸鍍法在離子交換后的LED 二次配光玻璃透鏡表面鍍厚度20-50nm的摻鑭或者鈰的ニ氧化鈦薄膜。所述鋼化采用強(qiáng)制對(duì)流一福射法加熱或者電輻射加熱。利用該方法可以進(jìn)行其他無(wú)機(jī)玻璃的機(jī)械強(qiáng)度增強(qiáng)和產(chǎn)生光照超親水性。該方法采用對(duì)LED 二次配光玻璃透鏡進(jìn)行物理鋼化處理，達(dá)到有效增強(qiáng)其機(jī)械強(qiáng)度和耐熱沖擊性并且即使透鏡碎裂也只形成蜂窩狀鈍角小顆粒，不易傷人，從而具有一定的安全性。然后在鋼化后的LED 二次配光玻璃透鏡表面鍍20-50nm厚度的摻鑭或者摻鈰的ニ氧化鈦薄膜，鍍的摻鑭或鈰ニ氧化鈦薄膜可以提高透鏡可見光透過率、化學(xué)穩(wěn)定性以及 使透鏡具有光照超親水效果。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于能增強(qiáng)LED 二次配光玻璃透鏡的機(jī)械強(qiáng)度和耐熱沖擊性。透鏡表面鍍摻鑭或者鈰的薄膜提高透鏡的可見光透過率，同時(shí)使透鏡產(chǎn)生光照超親水性，即使透鏡具備降解污染物、抗菌殺菌和防霧自潔凈功能。能廣泛的應(yīng)用于LED 二次配光玻璃透鏡的機(jī)械強(qiáng)度增強(qiáng)和產(chǎn)生光照超親水性。


圖1-5為本發(fā)明實(shí)施例1-5處理后透鏡的可見光透過率示意圖。圖6-10為本發(fā)明實(shí)施例1-5處理后透鏡的紫外光照親水角變化示意圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I :用于LED 二次配光玻璃透鏡的表面處理方法，其交換處理特征是包括以下步驟第一歩LED 二次配光玻璃透鏡用超聲波清洗并烘干。第二步將LED 二次配光玻璃透鏡進(jìn)行鋼化，鋼化溫度650°C，鋼化時(shí)間10分鐘。第三步鋼化后樣品采用風(fēng)冷或者液冷法淬冷至室溫，淬冷時(shí)間約為50秒。
第四步鋼化后的LED 二次配光玻璃透鏡用超聲波清洗并烘干。第五步在鋼化后的LED 二次配光玻璃透鏡表面鍍厚度20nm的摻鑭或者鈰的ニ氧化鈦薄膜。實(shí)施例2 用于LED 二次配光玻璃透鏡的表面處理方法，其交換處理特征是包括以下步驟第一歩LED 二次配光玻璃透鏡用超聲波清洗并烘干。第二步將LED 二次配光玻璃透鏡進(jìn)行鋼化，鋼化溫度660°C，鋼化時(shí)間8分鐘。第三步鋼化后樣品采用風(fēng)冷或者液冷法淬冷至室溫，淬冷時(shí)間約為60秒。第四步鋼化后的LED 二次配光玻璃透鏡用超聲波清洗并烘干。第五步在鋼化后的LED 二次配光玻璃透鏡表面鍍厚度30nm的摻鑭或者鈰的ニ氧化鈦薄膜。實(shí)施例3:用于LED 二次配光玻璃透鏡的表面處理方法，其交換處理特征包括以下步驟
第一歩LED 二次配光玻璃透鏡用超聲波清洗并烘干。第二步將LED 二次配光玻璃透鏡進(jìn)行鋼化，鋼化溫度670°C，鋼化時(shí)間6分鐘。第三步鋼化后樣品采用風(fēng)冷或者液冷法淬冷至室溫，淬冷時(shí)間約為80秒。第四步鋼化后的LED 二次配光玻璃透鏡用超聲波清洗并烘干。第五步在鋼化后的LED 二次配光玻璃透鏡表面鍍厚度40nm的摻鑭或者鈰的ニ氧化鈦薄膜。實(shí)施例4 用于LED 二次配光玻璃透鏡的表面處理方法，其交換處理特征是包括以下步驟
第一歩LED 二次配光玻璃透鏡用超聲波清洗并烘干。第二步將LED 二次配光玻璃透鏡進(jìn)行鋼化，鋼化溫度690°C，鋼化時(shí)間4分鐘。第三步鋼化后樣品采用風(fēng)冷或者液冷法淬冷至室溫，淬冷時(shí)間約為100秒。第四步鋼化后的LED 二次配光玻璃透鏡用超聲波清洗并烘干。第五步在鋼化后的LED 二次配光玻璃透鏡表面鍍厚度50nm的摻鑭或者鈰的ニ氧化鈦薄膜。實(shí)施例5 用于LED 二次配光玻璃透鏡的表面處理方法，其交換處理特征是包括以下步驟第一歩LED 二次配光玻璃透鏡用超聲波清洗并烘干。第二步將LED 二次配光玻璃透鏡進(jìn)行鋼化，鋼化溫度700°C，鋼化時(shí)間3分鐘。第三步鋼化后樣品采用風(fēng)冷或者液冷法淬冷至室溫，淬冷時(shí)間約為140秒第四步鋼化后的LED 二次配光玻璃透鏡用超聲波清洗并烘干。第五步在鋼化后的LED 二次配光玻璃透鏡表面鍍厚度50nm的摻鑭或者鈰的ニ氧
化鈦薄膜。表1-3是實(shí)施例1-5處理后的透鏡樣品的機(jī)械性能的平均值和相同材質(zhì)的未處理透鏡樣品機(jī)械性能之間的對(duì)比，顯示本發(fā)明處理前后的碎裂溫度、顯微硬度和抗折強(qiáng)度的提聞。表I本發(fā)明處理前后脆裂溫度對(duì)比
權(quán)利要求
1.一種用于LED 二次配光玻璃透鏡的處理方法，其特征在于包括以下步驟 ①LED二次配光玻璃透鏡用超聲波清洗并烘干； ②將LED二次配光玻璃透鏡進(jìn)行鋼化，鋼化溫度為650-700°C，鋼化時(shí)間為3_10分鐘； ③鋼化后LED二次配光玻璃透鏡采用風(fēng)冷或者液冷法淬冷至室溫，淬冷時(shí)間為40-200 秒； ④鋼化后的LED二次配光玻璃透鏡用超聲波清洗并烘干。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述用于LED二次配光玻璃透鏡的處理方法，其特征在于還包括以下步驟采用溶膠-凝膠法或真空蒸鍍法在離子交換后的LED 二次配光玻璃透鏡表面鍍厚度20-50nm的摻鑭或者鈰的ニ氧化鈦薄膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述用于LED二次配光玻璃透鏡的處理方法，其特征在于所述鋼化采用強(qiáng)制對(duì)流一福射法加熱或者電輻射加熱。
全文摘要
一種新型的用于LED二次配光玻璃透鏡的處理方法，該方法采用對(duì)LED二次配光玻璃透鏡進(jìn)行物理鋼化處理，達(dá)到有效增強(qiáng)其機(jī)械強(qiáng)度和耐熱沖擊性并且即使透鏡碎裂也只形成蜂窩狀鈍角小顆粒，不易傷人，從而具有一定的安全性。然后在鋼化后的LED二次配光玻璃透鏡表面鍍20-50nm厚度的摻鑭或者摻鈰的二氧化鈦薄膜，鍍的摻鑭或鈰二氧化鈦薄膜可以提高透鏡可見光透過率、化學(xué)穩(wěn)定性以及使透鏡具有光照超親水效果。經(jīng)本發(fā)明處理后的LED二次配光玻璃透鏡具有較高的機(jī)械強(qiáng)度、耐熱沖擊性和化學(xué)穩(wěn)定性，同時(shí)具有降解污染物、抗菌殺菌和防霧自潔凈功能，故能廣泛應(yīng)用于LED玻璃透鏡的機(jī)械強(qiáng)度增強(qiáng)和使透鏡產(chǎn)生光照超親水性。
文檔編號(hào)B08B11/00GK102674670SQ20111006098
公開日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2011年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月8日
發(fā)明者周崇嶺, 陳曉燕, 陳輝宇 申請(qǐng)人:上海衍易電氣設(shè)備科技有限公司