反射合成物的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及反射合成物以及包括该合成物的UV光发射装置和光反应器。本发明进一步涉及制造UV光发射装置的方法。
【背景技术】
[0002]紫外(UV)光已经使用了大约一个世纪以用于对象和饮用水消毒。适当波长的UV光分解有机和无机化学品，以及破坏微生物(诸如细菌、真菌和病毒)的DNA。使用UV光用于消毒是有利的，因为它是环境友好的，不需要添加用于消毒的化学品(诸如在加氯消毒的情况下)，并且它可以用于小型/便携式设备(在使用点)以及大型水处理厂。
[0003]因为UV辐射，尤其UV-C(还被称为“深UV”或DUV)辐射可以是对人类有害的，屏蔽和/或隔离UV光源以保护用户不受辐射是重要的。避免这样的不需要的暴露的一种方法是使用反射材料用于隔离UV光源的目的或用于例如朝向预定的方向引导UV光。已经提出了将反射粒子分散到高度光透射的基体中，以创建光反射材料。铝是常用的基体内的反射粒子。铝反射大约85 %的UV光。
[0004]JP2010248484提出了 UV反射合成物，其包括硅树脂基体和分散在硅树脂基体中的无机填料(包含氧化铝或氮化硼的细粉)。它的目的是提高合成物的UV反射效率。
[0005]然而，本领域中仍然存在对提供具有高效地反射光并且尤其是UV光的改善能力的材料的需要。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是要克服这个问题，并且提供具有进一步增加的反射率(具体地对于UV光)的反射合成物。
[0007]按照本发明的第一方面，提供UV光反射合成物，其包括光透射基体(包括聚硅氧烷或聚硅氧烷衍生物，诸如硅酮树脂)和UV光反射粒子(包括氮化硼)，所述粒子被分散在透射基体中。进一步，光反射粒子具有在从0.2到0.7 μπι范围内的平均粒度。
[0008]由术语“光反射粒子”本文中意指有能力改变撞击其表面的光波的方向的粒子。
[0009]由术语“平均粒度”指的是根据ASTM Β330-12的标准化定义。粒子通常可以是球形的，并且典型地可以具有略微不规则的形态。然而，粒子可以具有其它几何形状，包括细长的。粒度通常在通过粒子的一个方向上测量，从而对应于基本上球形的粒子的直径。
[0010]由术语“光透射”本文中意指允许光通过材料的物理性质。光透射材料可以是透明的材料(即允许光通过材料而没有被散射)或半透明的材料(即允许光通过材料，其中在存在折射率差异的材料的界面及其周围处，或者在材料内的颗粒边界处(在多晶材料的情况下)有散射)。
[0011]根据本发明的合成物的优势是合成物提供增加的光反射率。例如，其可以反射多于90%的入射光，具体地UV和深UV波长范围(例如在200到420nm波长范围内，具体地在250到400nm范围内，甚至更具体地在250到31nm范围内)的光。合成物的进一步优势是其包括相对小粒度的氮化硼粒子。小粒度是有利的，因为其可以导致合成物中整体降低的氮化硼的重量含量，这不但产生更有成本效益和更环境友好的合成物，而且合成物可以更容易生产。
[0012]在示例中，反射合成物不包含固化或硬化合成物的任何粘合剂。因此，合成物在生产期间不需要固化步骤。另外，合成物可以是软的或柔性的。
[0013]根据实施例，光反射粒子可以具有小于或等于0.6 μπι的平均粒度。根据其它实施例，光反射粒子可以具有在从0.2到0.6 μ m范围内的平均粒度，诸如在从0.3到0.6 μ m范围内的平均粒度，或例如大约0.5 μ m的平均粒度。
[0014]根据实施例，基于光透射基体的重量，合成物具有重量含量小于或等于30%的氮化硼。具有重量含量小于或等于30%的氮化硼的合成物的优势在于，通过保持氮化硼的低份额，可以实现更便宜以及更环境友好的合成物。其可以进一步更容易制造和处理合成物两者。合成物的又一优势是合成物的反射率可以通过调整光透射基体内的氮化硼含量来调整。
[0015]根据实施例，基于光透射基体的重量，合成物可以具有重量含量小于或等于20%的氮化硼，诸如重量含量小于或等于15%的氮化硼，或例如重量含量小于或等于10%的氮化硼。根据实施例，合成物可以具有重量含量小于或等于8%的氮化硼，或例如重量含量在从I %到小于9%的范围内的氮化硼。
[0016]根据实施例，合成物进一步包括光反射粒子，光反射粒子包括反射金属氧化物。包括这样的附加光反射粒子的优势是，其可以可能提供更有成本效益的UV光反射合成物，同时保持它的高的光反射率。在本实施例的示例中，反射金属氧化物是氧化铝和/或氧化钇。由术语“金属氧化物”本文中意指其包括至少一个金属原子和至少一个氧原子的化合物，氧原子通常是具有比质子更多电子的阴离子，例如具有-2的氧化态。
[0017]根据实施例，透射基体包括聚硅氧烷或聚硅氧烷衍生物，诸如硅酮树脂。由术语“硅酮树脂”本文中意指由枝状的低聚硅氧烷形成的具有通式RnSiXn1j^任何类型的硅酮材料，其中R是诸如Me或Ph之类的取代基，Si是硅，X是诸如H、0H、Cl或烷氧基团之类的功能团，并且O是氧。
[0018]在这一实施例的示例中，透射基体包括聚二甲基硅氧烷(PDMS)。
[0019]根据第二方面，本发明提供UV光发射装置，其包括用于发射UV光的光源以及如本文所述的反射合成物，反射合成物被设置为接收和反射来自光源的光。
[0020]由于UV光发射装置中包括的根据本发明的第一方面的反射合成物的增加的反射率，并且由于使光源发射的UV光改向的可能性，提供增加效率的UV光发射装置。还应用具有相对小的粒度的UV光反射粒子(包括分散在透射基体中的氮化硼)的同时高度反射的合成物的上述优势。整体降低的氮化硼含量可以导致更有成本效益和更环境友好的合成物以及其可以更容易生产的合成物。
[0021]术语“UV光”、“UV发射”或“UV波长范围”特别地涉及具有在约200nm到420nm范围内的波长的光。UV光可以被细分为特别地涉及具有在约200nm到280nm范围内的波长的光的“UV-C光”、特别地涉及具有在约280nm到315nm范围内的波长的光的“UV-B光”、以及特别地涉及具有在约315nm到420nm范围内的波长的光的“UV-A光”。
[0022]根据实施例，反射合成物可以被包含或包围在惰性气氛下。保持合成物在惰性气氛下的优势是，当暴露于UV光时，合成物的功能被更好的保存，即它的反射性质随时间持续得更长。
[0023]惊讶的是，本发明人还发现，当相应的反射合成物通过旋涂形成到反射层中时，当暴露于UV光时合成物的功能被更好的保存。因此，根据本发明的实施例，反射合成物形成旋涂层。根据第三方面，本发明提供光反应器，光反应器包括反应室、和根据本发明的第二方面的实施例的被设置为照射反应室的内部空间的UV光发射装置。以上陈述的与UV光反射合成物和UV光发射装置相关的任何优势还应用于光反应器。具体地，根据本发明的光反应器与常规光反应器比较可以提供更高的效率和/或可以在更低的成本和/或更少的环境影响下来生产。
[0024]根据第四方面，本发明提供形成反射层的方法，包括提供根据本发明的反射合成物、和旋涂合成物到表面上的步骤。
[0025]根据第五方面，本发明提供制造UV光发射装置的方法，包括将根据本发明的合成物应用到表面上以形成反射层、并且将UV光源设置为在反射层的方向上发射光的步骤。
[0026]在实施例中，反射合成物通过旋涂被应用。
[0027]在实施例中，方法进一步包括将反射层封装在惰性气氛下的步骤。
[0028]要注意的是，本发明涉及在权利要求中记载的特征的所有可能组合。
【附图说明】
[0029]参照示出本发明的(多个)实施例的附图，现在将更详细地描述本发明的这个和其他方面。
[0030]图1示出根据本发明的实施例的包括反射合成物的光发射装置的侧面剖视图。
[0031]图2示出根据本发明的实施例的包括反应室和光发射装置(包括反射合成物)的光反应器的侧面剖视图。