Библиотека статей

Материалы применяемые при изготовлении осветительных приборов (ОП):

  • светопропускающие
  • светоотражающие 
  • конструкционные

Светопропускающие материалы идут для изготовления линз, рассеивателей, зенитных фонарей, защитных стекол и др.

 

Основным параметром светопропускающего материала является коэффициент светопропускания-отношение светового потока, прошедшего через материал к световому потоку, упавшему на него. К другим важным параметрам светопропускающих материалов относятся их плотность( удельный вес), пожароопасность, технологичность (температура и способ переработки), твердость устойчивость к воздействию химикатов и растворителей).

Эти материалы подразделяются по типу применяемого сырья:

  • силикатные (стекло,хрусталь,карц) в составе которых содержится двуокись кремния SiO2(речной песок) 
  • органические( светотехнические бумаги,ткани и материалы, получаемые синтетическим путем ( полиметилметакрилат или оргстекло, полистирол, полиэтилен, поликарбонат, ПВХ, ПЭТ(полиэтилентерифталат).

Силикатные материалы – абсолютно негорючие и применяются с любыми источниками света. Силикатные материалы очень тверды, легко поддаются окраске и окраска устойчива к влиянию света, тепла, времени. По теплоустойчивости силикатные материалы превосходят органические. Они также устойчивы к растворителям. Недостатком этих материалов относится их неустойчивость к ударным нагрузкам и высокая плотность( не менее 2.5 г/см3. Изделия из этих материалов тяжелые, сложны в механической обработке. Силикатные светопропускающие материалы технологичны в использовании. Температура размягчения стекла не более 1000град С, кварца 1500 градС. В расплавленном виде поддаются штампованию, прокатке, выдуванию, литью и прессованию.Часто нужно не просто перераспределить поток света, но и понизить яркость видимых частей источника света, это возможно за счет применения материалов с ненаправленным пропусканием света. Для получения таких стекол при варке вводят соли различных металлов и стекло преобразуется в светорассеивающий материал. Светорассеивающие стекла называются «глушенными». В зависимости от степени рассеивания света есть деление:

  • опалиновые ( слабое рассеивание света, с заметной долей направленного пропускания)
  • опаловые (средняя степень рассеивания света, через такое стекло видна только нить накала лампы) 
  • молочные – полное рессеивание света.

Во многих случаях силикатные материалы являются безальтернативными в создании осветительных приборов в силу устаревших технологий производства . Достоинства и недостатки силикатных материалов определяются сферой их применения. Плоские закаленные стекла применяются во всех осветительных приборах прожекторного типа с линейными галогенными лампами накаливания и мощными разрядными лампами. Призматические рассеиватели широко применяются в уличных светильниках. Стеклянные линзы( сплошные и наборные, так называемые линзы Френеля) – неотъемлемая часть проекторов, световых маяков, переносных светильников. В последние десятилетия в ряде ОП, в частности в светильниках с люминисцентнми лампами широко применяются и органические светопропускающие материалы. К органическим относятся полимерные(синтетические) светопропускающие материалы.

Большие достоинства органических светопропускающих материалов – высокая устойчивость к удару( в особенности у монолитного поликарбоната), меньшая плотность, возможность механической обработки, зачастую и меньшая стоимость. Если говорить о монолитном поликарбонате, как о материале с уникальными прочностными свойствами, то, как правило, там где применялся материал большой толщины, можно применять толщину в несколько раз тоньше с тем же эффектом.

Полимерные материалы делятся на:

  • термореактивные 
  • термопластичные

Термореактивные материалы – при нагревании переходят в неплавкое и нерастворимое состояние и не подлежат повторной переработке.( Карболит, эпоксидные смолы, которые используются как конструкционные материалы. Термопластичные - не теряют способности плавиться или растворяться после их нагревания и поэтому допускают вторичную переработку. К этому разряду относятся все светопропускающие материалы. Все полимерные материалы значительно легче стекла и их плотность в большинстве случаев близка к 1 г/см3. Такой материал как поликарбонат и полипропилен значительно превосходят стекло по устойчивости к ударным нагрузкам.

Общим недостатком всех полимерных материалов является их низкая устойчивость к ультрафиолету. Под действием света большинство материалов желтеет и становятся более хрупкими. Этот недостаток материала удалось преодолеть за счет светостабилизирующих добавок в материал, но это сильно увеличило его стоимость. Поэтому в настоящее время применяется метод коэкструзии (нанесение защитного строя от воздействия ультрафиолета в процессе производства листов), который наиболее эффективен в защите материалов от воздействия ультрафиолетовых лучей. При изготовлении светильников применяются светостабилизированные полимерные материалы ( Монолитный поликарбонат с 2-х сторонней защитой от ультрафиолета, светостабилизированный полистирол). Другим общим свойством для всех синтетических материалов является старение, т.е.постепенное ухудшение светотехнических и механических параметров. Срок службы полимерных материалов как правило не превышает 10 лет. Еще одним отрицательным свойством полимеров является их горючесть. Кроме полкарбоната, большинство полимерных материалов являются горючими материалами. Поликарбонат относится к трудновоспламеняемым и самозатухающим материалам; он горит до тех пор, пока находится в пламени других веществ, а при выносе из пламени – гаснет.

Поликарбонат выдерживает температуру + 120 град.С. Наиболее распространенным способом переработки полимеров является экструзия- продавливание расплавленных материалов сквозь щели различной формы. Таким методом изготавливаются рассеиватели для светильников с люминисцентными лампами самого разного профиля и любой длины. Широко распространены методы вакуумного формования и штамповки из листов. Изделия сложной формы и толстостенные изделия делаются литьем под давлением или выдувом. Все полимерные материалы хорошо свариваются , клеются, механически обрабатываются. Основная область применения таких материалов – светильники с люминисцентными лампами и некоторые бытовые светильники с лампами накаливания. В производстве светильников с люминисцентными лампами полимерные светопропускающие материалы в настоящее время являются практически единственным типом материалов для изготовления рассеивателей. Наиболее распространен полиметилметакрилат( органическое стекло или акрил), полистирол светостабилизированный, едко полипропилен. ПВХ(поливинилхлорид) используется для изготовления штампованных рассеивателей, экранирующих решеток. Особое место среди полимеров занимает поликарбонат. Он имеет большую теплоустойчивость, чем другие прозрачные полимеры( до 150 град С), менее пожароопасен (органическое стекло пожароопасно), а главное- значительно превосходит все другие полимеры и стекло по устойчивости к ударным нагрузкам. Поликарбонат применяют при изготовлении так называемых «ативандальных» светильников, которые используются для освещения подъездов,лестничных клеток и лифтов в жилых домах, в подземных пешеходных переходах, светильников в поездах- то есть в местах, где светильники могут подвергаться ударному воздействию. Поликарбонат также используется для изготовления рассеивателей и защитных колпаков в ОП с высокой степенью защиты, применяемых для освещения производственных помещений. Широкому внедрению этого материала до настоящего момента мешала высокая стоимость, но если раньше этот материал, в основном , ввозился из-за рубежа, то в настоящее время появились производители этого материала в России, что позволило несколько удешевить производство и за счет, возможности применять более тонкую толщину поликарбоната, где раньше применялся другой более толстый материал, экономический эффект применения поликарбоната стал более заметен.

Полимерные светопропускающие материалы , аналогично стеклу, могут иметь различный характер светопропускания. Из материалов с направленным светопропусканием делают призматические рассеиватели, с диффузным и направленно-диффузным – опаловые или молочные рассеиватели. Аналогично стеклу, в настоящее время производят поликарбонат с разной степенью светопропускания 30%-40%-50%. В зависимости от необходимой степени уменьшения яркости источников света.