Светоотторгающий элемент

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(72) Авторы Косяков Александр Викторович Кулигин Сергей Владимирович Рововой Вадим Витальевич Сальников Евгений Павлович Хоменко Дмитрий Витальевич Шубин Владимир Иванович(57) 1. Светоотторгающий элемент, отличающийся тем, что его рабочая поверхность аппретирована оптическим отбеливателем. 2. Светоотторгающий элемент по п. 1, отличающийся тем, что толщина слоя оптического отбеливателя не превышает 500 нм. Предложенное решение относится к оптическим элементам и может быть использовано при изготовлении светоотторгающих (световозвращающих и/или светоотражающих) устройств. Эффект световозвращения широко используется в системах обеспечения безопасности дорожного движения. Наиболее широко в отечественной практике применяют световозвращающие материалы, содержащие стеклянные микрошарики, а также световозвращатели в виде призм или микропризм. Качество световозвращения характеризует величина коэффициента световозвращения (удельного коэффициента силы света), которая рассчитывается как отношение яркости поверхности образца к его освещенности и измеряется в канделах на люкс и на квадратный метр (кд/лкм 2). 103612014.10.30 Выделяют три вида отражения света зеркальное, диффузное (рассеянное) и смешанное (объединяющее зеркальное и диффузное). Явление световозвращения (ситуация, когда свет, падающий на поверхность, почти полностью отражается обратно в направлении источника света) принято рассматривать отдельно. Световозвращение и все 3 вида светоотражения можно объединить единым термином - светоотторжение. Известен способ получения стеклянных микросфер 1, 2, включающий варку стекла,получение из него микропорошков и формование микросфер. Однако полученные данным способом стеклянные микросферы при использовании их в качестве рефлектирующих элементов имеют низкие коэффициенты световозвращения и светоотражения. Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является световозвращающий элемент, выполненный в виде двояковыпуклой составной линзы, включающей две линзы, соединенные между собой по сферической поверхности 3. Недостатком такого светоотторгающего элемента является сложность конструкции и высокая трудоемкость изготовления. Кроме того, известное устройство имеет низкие коэффициенты световозвращения и светоотражения, т.к. не использует ультрафиолетовую составляющую падающего на светоотторгающий элемент света для ее преобразования в видимый свет. Технический результат предложенного решения заключается в упрощении конструкции, снижении трудоемкости изготовления и повышении коэффициентов световозвращения и светоотражения. Указанный технический результат достигается тем, что рабочая поверхность светоотторгающего (световозвращающего и/или светоотражающего) элемента, аппретирована оптическим отбеливателем, толщина слоя которого не превышает 500 нм. Светоотторгающие элементы могут быть светоотражающими, световозвращающими или объединять тот и другой способ взаимодействия со светом. Световозвращающие элементы выполняются из оптически прозрачного материала. Светоотторгающие элементы могут быть использованы, например, для дорожных и строительных работ. Глаз человека чувствителен только к определенной области электромагнитного излучения, называемой видимым спектром, которая охватывает диапазон длин волн от 400 до 700 нм. Излучения, которые находятся за пределами видимого диапазона, включают в себя инфракрасную (волны длиной более 700 нм) и ультрафиолетовую область (менее 400 нм). Оптические отбеливатели обладают способностью поглощать ультрафиолетовую составляющую падающего на них света в области 300-400 нм и преобразовывать полученную энергию в видимую часть спектра (400-500 нм). Благодаря флуоресценции оптические отбеливатели преобразуют содержащийся в естественном свете и в свете многих искусственных источников ультрафиолет в излучение видимого диапазона, делая его более интенсивным. На фигуре изображена рабочая поверхность 2 светоотторгающего (световозвращающего и/или светоотражающего) элемента 1, аппретированная оптическим отбеливателем 3 с толщиной слоя 4, не превышающей 500 нм. Световозвращающие элементы представляют собой технологически сложное соединение линз, преломляющих световой луч в обратном направлении, выполненных, как правило, в виде стеклянных микрошариков и микропирамид. И в том и другом случае свет от источника падает на поверхность микролинзы, преломляется, отражается от внутренней поверхности и возвращается к источнику. Этим достигается оптический эффект возвращения светового потока. Аналогично работают световозвращающие элементы на транспортных средствах - пластмассовые автомобильные, мотоциклетные и велосипедные катафоты. Только там используются не микро, а значительно более крупные пирамиды. Все световозвращающие элементы выполняются из оптически прозрачного материала. При реализации предложенного решения могут использоваться любые (по форме выполнения и по размерам) светоотражающие элементы. Свет (например, фар автомобиля), направленный на светоотторгающий (световозвращающий и/или светоотражающий) элемент 1, сначала проходит через слой оптического отбеливателя 3, где его ультрафиолетовая составляющая преобразовывается в видимую 2 103612014.10.30 часть спектра (400-500 нм). Двигаясь далее, световой поток, усиленный в видимой части спектра, доходит до рабочей поверхности 2 светоотторгающего элемента 1. Если это светоотражающий вариант выполнения светоотторгающего элемента 1, то усиленный световой поток, отразившись (зеркально, диффузно или смешано) от рабочей поверхности 2,возвращается через слой оптического отбеливателя 3 наружу. Если это световозвращающий вариант выполнения светоотторгающего элемента 1, то усиленный световой поток,проходит через рабочую поверхность 2 внутрь оптически прозрачного материала тела(линзы) световозвращающего элемента 1, отражается от его внутренней поверхности и,вторично пройдя через слой оптического отбеливателя 3, возвращается к источнику света. В качестве оптического отбеливателя 3 используются, как правило, производные стильбена, например препараты Белофор США, Люксафор 093 или. Максимально высокие показатели коэффициентов световозвращения и светоотражения светоотторгающего элемента 1 достигаются в случае, когда положение главного максимума фотолюминесценции оптического отбеливателя 3 составляет 510-550 нм. Для улучшения адгезии оптического отбеливателя 3 к светоотторгающему элементу 1 в оптический отбеливатель 3 добавляют промотор адгезии, например диаминофункциональный промотор адгезии аминоэтиламинопропилтриметоксисилан, полифункциональные аминосиланы Пента-65 и Пента-69, силан-1110. Для повышение светостойкости оптического отбеливателя 3 и материала тела (линзы) светоотторгающего элемента 1 в оптический отбеливатель 3 добавляют светостабилизатор(фотостабилизатор), например Фенозан 23, Ирганокс 1010, Беназол П, Тинувин 327. Поскольку на большинство материалов коротковолновое УФ-излучение оказывает большее негативное воздействие, чем длинноволновое излучение, то повысить их надежность, а следовательно, и срок службы можно, если обеспечить каскадный механизм переноса (миграции) энергии в материале. Для реализации указанных механизмов переноса энергии используются фотосенсибилизаторы, которые поглощая коротковолновое УФизлучение, передают его оптическому отбеливателю. Совместное применение фотосенсибилизаторов и оптических отбеливателей позволяет расширить диапазон поглощенной энергии, повышая коэффициенты световозвращения и светоотражения светоотторгающего элемента 1, а также светостойкость оптического отбеливателя 3 и материала тела (линзы) светоотторгающего элемента 1. В качестве фотосенсибилизатора может быть использована салициловая кислота, -нафтиламин, Р-соль или Г-соль. Для улучшения водоотталкивающих свойств оптического отбеливателя 3, а следовательно, и повышения его срока службы и морозостойкости, в оптический отбеливатель 3 добавляют гидрофобизаторы, состоящие в основном из кремнеорганических соединений,например, БИОНИК МВО, КРИСТАЛЛИЗОЛ,. В результате проведенных экспериментов, в ходе которых определялись коэффициенты световозвращения и светоотражения для соответствующих светоотторгающих элементов 1, было установлено, что толщина слоя оптического отбеливателя 3 не должна превышать 500 нм, поскольку по мере увеличения толщины слоя оптического отбеливателя 3 коэффициенты световозвращения и светоотражения светоотражающего элемента 1 сначала увеличиваются, затем доходят до предельных величин и начинают уменьшаться. Оптимальная толщина слоя оптического отбеливателя 3 (в зависимости от материала тела светоотторгающего элемента 1, вида (марки) самого оптического отбеливателя 3, а также промотора адгезии, светостабилизатора, фотосенсибилизатора и гидрофобизатора) составляет 20-300 нм. В этом случае коэффициенты световозвращения и светоотражения светоотторгающего элемента 1 возрастают на 15-18 . Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3