{"id":1283,"date":"2022-05-16T11:55:20","date_gmt":"2022-05-16T03:55:20","guid":{"rendered":"https:\/\/wanda-chemical.com\/?p=1283"},"modified":"2025-08-08T17:58:25","modified_gmt":"2025-08-08T09:58:25","slug":"light-diffusion-properties-analysis-in-led-lamps","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/wanda-chemical.com\/it\/light-diffusion-properties-analysis-in-led-lamps\/","title":{"rendered":"Analisi delle propriet\u00e0 di diffusione della luce nelle lampade LED"},"content":{"rendered":"

Il tubo di vetro come involucro del tubo della lampada continua a utilizzare il processo di rivestimento a polvere del tubo della lampada tradizionale. Per eliminare i danni all'occhio umano causati dall'abbagliamento provocato dalle perle della lampada LED ad alta luminosit\u00e0, il guscio del tubo della lampada LED (di seguito denominato tubo della lampada) \u00e8 progettato per ottenere l'effetto di diffusione della luce (eliminando l'abbagliamento) sia che si utilizzi il tubo in PC (policarbonato) sia che si utilizzi il tubo in vetro. Al tubo della lampada con tubo in PC come materiale di rivestimento \u00e8 stato aggiunto un diffusore in silicone durante la lavorazione della plastica PC, mentre il vetro \u00e8 rivestito con un rivestimento per la diffusione della luce sulla parete interna del tubo di vetro. La perdita di assorbimento della luce dei LED \u00e8 diversa anche a seconda dei materiali del tubo esterno o dei materiali di diffusione della luce utilizzati nel processo, il che porta alla differenza di trasmittanza della luce, efficienza luminosa e angolo del fascio. Queste differenze avranno un certo impatto sulla progettazione degli apparecchi di illuminazione e sull'ambiente di illuminazione interna.<\/p>\n\n\n\n

<\/p>\n\n\n\n

Analisi tecnica dell'effetto di diffusione della luce del tubo della lampada.<\/h2>\n\n\n\n

1.1 Paralume in PC.<\/h3>\n\n\n\n

Il tubo PC pu\u00f2 lavorare in un ampio intervallo di temperature (da - 60 \u2103 a 120 \u00b0C). Presenta numerosi vantaggi, come la resistenza agli urti, la semplicit\u00e0 di lavorazione, la facilit\u00e0 di formatura, la non necessit\u00e0 di applicare uno strato di diffusione della luce, l'assenza di incollaggio separato della striscia luminosa e l'impossibilit\u00e0 di subire danni durante il trasporto e l'uso; gli svantaggi sono invece la scarsa resistenza alla corrosione alcalina, la facilit\u00e0 di incrinarsi a causa delle sollecitazioni, l'ingiallimento e la fragilit\u00e0 in caso di esposizione prolungata alla luce. Il tasso di manutenzione della lampada \u00e8 difficile da soddisfare per una lampada LED di oltre 30000 ore.<\/p>\n\n\n\n

<\/p>\n\n\n\n

1.2 Lampada di vetro.<\/h3>\n\n\n\n

Il processo di rivestimento per la diffusione della luce nel tubo di vetro \u00e8 pi\u00f9 o meno uguale a quello della lampada fluorescente tradizionale, ma le materie prime utilizzate per il rivestimento in polvere non hanno nulla in comune. Attualmente, le materie prime utilizzate per il rivestimento a diffusione luminosa possono essere suddivise in tre tipi.<\/p>\n\n\n\n

La prima categoria \u00e8 quella delle vernici a base solvente (note anche come vernici oleose), che rappresentano il processo pi\u00f9 maturo evoluto dall'industria dei rivestimenti; questo tipo di rivestimento ha prestazioni simili a quelle delle vernici dopo l'essiccazione e presenta la fermezza pi\u00f9 affidabile. Il rivestimento pi\u00f9 comunemente utilizzato \u00e8 una combinazione di resina acrilica a base di solvente e polvere di diffusione di silicone, e la sua trasmittanza luminosa \u00e8 generalmente fino a 92%. Sebbene il processo di applicazione del rivestimento a base di solventi sia semplice, a causa dell'uso di esteri butilici o diluenti di benzene, durante la produzione produrr\u00e0 un forte odore irritante e un inquinamento da benzene, che verr\u00e0 gradualmente eliminato.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure><\/div>\n\n\n\n

La seconda categoria \u00e8 quella dei rivestimenti idrosolubili. I rivestimenti idrosolubili utilizzano l'acqua come diluente e l'acido acrilico idrosolubile come legante. Il processo \u00e8 privo di inquinamento. Negli ultimi due anni \u00e8 diventato un importante tema di ricerca e sviluppo nell'industria delle lampade LED e sono stati raggiunti risultati importanti. Attualmente, tutti gli adesivi di questo tipo conosciuti sono solidificati in film dalla reazione di reticolazione prodotta dopo la disidratazione e l'essiccazione. Il vantaggio principale \u00e8 che il film di rivestimento dopo la reazione di reticolazione non \u00e8 pi\u00f9 solubile in acqua e la sua compattezza \u00e8 seconda solo al rivestimento a base di solventi, ma \u00e8 sufficiente per la lampada. Sebbene il rivestimento idrosolubile presenti molti vantaggi, \u00e8 proprio la natura della reazione di reticolazione a determinare il problema del processo: la difficolt\u00e0 di pulizia della macchina causata dalla polpa di polvere lasciata sulle attrezzature della macchina e sugli spruzzatori dopo l'essiccazione.<\/p>\n\n\n\n

Il terzo tipo si \u00e8 evoluto dal processo di rivestimento ad acqua delle lampade fluorescenti, utilizzando un diffusore di luce al posto della polvere fluorescente per la luminescenza, e il legante \u00e8 PEO (poli (ossido di etilene)). Per i produttori di lampade fluorescenti tradizionali, questa tecnologia \u00e8 relativamente matura, il tasso di utilizzo della polvere \u00e8 elevato, il costo di produzione \u00e8 basso, la resistenza alle alte temperature del rivestimento \u00e8 buona e la trasmittanza luminosa di una buona polvere di diffusione siliconica pu\u00f2 anche raggiungere 92%. Lo svantaggio \u00e8 che la compattezza del rivestimento \u00e8 leggermente peggiore di quella della vernice a base d'acqua, ma poich\u00e9 il legante PEO adesivo non \u00e8 stato sottoposto al processo di torrefazione come una lampada fluorescente, non c'\u00e8 decomposizione ad alta temperatura e la sua compattezza \u00e8 molto superiore a quella dello strato di polvere della lampada fluorescente; finch\u00e9 non ci sono graffi sul rivestimento nel processo di produzione, si pu\u00f2 garantire che lo strato di polvere non si staccher\u00e0 durante il periodo di vita della lampada.<\/p>\n\n\n\n

<\/p>\n\n\n\n

1.3Glass-PET lampada composita.<\/h3>\n\n\n\n

Anche il processo di avvolgimento di uno strato di pellicola di diffusione all'esterno del tubo di vetro ha fatto progressi. La tecnologia di realizzazione del rivestimento per la diffusione della luce consiste nell'avvolgere uno strato di pellicola in PET (polietilene tereftalato) sulla parte esterna del tubo di vetro. Questo film plastico produce un effetto di restringimento a una certa temperatura elevata e viene avvolto strettamente sulla superficie esterna del tubo di vetro. Poich\u00e9 la pellicola termoretraibile \u00e8 mescolata con il diffusore di luce, \u00e8 possibile raggiungere lo scopo di diffondere la luce. Questo tipo di tubo lampada composito combina alcuni vantaggi del tubo PC e del tubo di vetro. Ha i vantaggi di un'elevata trasmittanza luminosa, di una semplice lavorazione e di una buona resistenza al calore. Pu\u00f2 essere utilizzato per lungo tempo a 120 \u00b0C. Ha una forte tenacit\u00e0 e resistenza alla trazione e non \u00e8 facile da rompere. mostra la superiorit\u00e0 di una lavorazione conveniente per i tubi lampada ad alta potenza con lunghezza > 1500 mm. Lo svantaggio \u00e8 che la resistenza alla corrosione in ambiente alcalino \u00e8 scarsa e non resiste all'immersione in acqua calda, per cui \u00e8 facile che si rompa e si stacchi nel processo di illuminazione a lunga durata, perdendo l'effetto di diffusione della luce.<\/p>\n\n\n\n

 <\/p>\n\n\n\n

2 Rassegna dei materiali per la diffusione della luce.
<\/h2>\n\n\n\n

Attualmente, i materiali di diffusione utilizzati nei tubi di PC e nelle pellicole di PET sono principalmente organosilicio, mentre i materiali di diffusione della luce utilizzati nei rivestimenti dei tubi di vetro sono principalmente organosilicio, carbonato di calcio, talco, fosforo, ossido di ittrio, ossido di silicio, solfato di bario e cos\u00ec via. In questo articolo si \u00e8 parlato molto delle propriet\u00e0 di questi diffusori di luce. Nel presente documento sono riportate alcune propriet\u00e0 e applicazioni dei diffusori di luce a base di organosilicio.<\/p>\n\n\n\n

Tra tutti i diffusori di luce, quello in silicone presenta la pi\u00f9 alta trasmittanza luminosa. Le particelle di materiale siliconico trasparente sono aggiunte in forma di particelle di dimensioni micrometriche e le micrografie sono mostrate nella figura 1. Queste particelle possono essere disperse uniformemente nella resina quando vengono utilizzate in PC, PET e colla di riempimento. La luce della lampada pu\u00f2 passare attraverso le sfere trasparenti di questi rivestimenti filmogeni, cosicch\u00e9, dopo molte volte di rifrazione e riflessione, la forte luce emessa dalle perle della lampada LED viene diffusa e uniformemente emessa dalla superficie del tubo di PC o del film di PET, trasformando la sorgente di luce puntiforme in una sorgente di luce superficiale, eliminando la luce di accordo e ammorbidendo la luce. Poich\u00e9 la luce passa direttamente attraverso la sfera del diffusore, si evitano la riflessione e l'assorbimento multipli, si riduce la perdita di luce e si migliora la trasmittanza luminosa.<\/p>\n\n\n\n

\"\"
Foto al microscopio di particelle di gel di silice<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Il diffusore di luce in silicone \u00e8 comodo da usare nel tubo di PC e nel film di PET, ma necessita di un trattamento speciale nel processo di rivestimento idrosolubile, altrimenti \u00e8 difficile disperderlo uniformemente e formare una sospensione, e la qualit\u00e0 del rivestimento \u00e8 difficile da controllare. Allo stesso tempo, proprio perch\u00e9 \u00e8 trasparente, la foschia sar\u00e0 leggermente ridotta mentre la trasmittanza luminosa \u00e8 elevata, quindi in genere non viene utilizzato da solo e l'effetto della miscelazione con un diffusore di luce inorganico \u00e8 migliore.<\/p>\n\n\n\n

<\/p>\n\n\n\n

Per quanto riguarda i diffusori di luce inorganici, la luce si diffonde uniformemente attraverso la superficie di piccole particelle dopo molteplici riflessioni, ma \u00e8 difficile che la luce penetri direttamente nelle particelle di polvere inorganica e la polvere di diffusione della luce inorganica \u00e8 altrettanto difficile da formare particelle sferiche. Pertanto, l'assorbimento della luce da parte della polvere di diffusione stessa aumenta, con conseguente diminuzione della trasmittanza luminosa, e la trasmittanza luminosa di una buona polvere di diffusione inorganica, come l'ossido di ittrio, pu\u00f2 anche raggiungere circa 91% (figura 2). Attualmente, con l'utilizzo di un buon rivestimento in materiale di diffusione e di una pellicola in PET di alta qualit\u00e0, la trasmittanza luminosa del tubo della lampada LED T8 pu\u00f2 raggiungere 92%. Anche la trasmittanza luminosa del tubo in plastica PC pu\u00f2 raggiungere 91,5%, il che ha molto a che fare con il coefficiente di assorbimento della luce della plastica stessa rispetto al vetro. Con il miglioramento della trasmittanza luminosa, da un lato si pu\u00f2 migliorare l'efficienza luminosa della lampada, dall'altro si pu\u00f2 ridurre la temperatura del tubo della lampada e prolungare la durata dei componenti dell'alimentatore. Proprio perch\u00e9 la luce ha difficolt\u00e0 a passare direttamente attraverso le particelle di polvere della polvere inorganica di diffusione della luce, mentre i tempi di riflessione aumentano, aumenta anche la foschia della polvere, per cui la foschia della polvere inorganica di diffusione della luce \u00e8 maggiore.<\/p>\n\n\n\n

\"\"
Fig. 2 Micrografia del diffusore di luce in ossido di ittrio<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

3. Test e analisi della trasmittanza luminosa.<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

3.1 effetto dello spessore del rivestimento sulla trasmittanza luminosa.<\/h3>\n\n\n\n

La tabella 1 mostra i valori misurati della trasmittanza luminosa di diversi pesi (spessori) rivestiti con legante a base di solventi. Dalla tabella si evince che, con l'aumento della quantit\u00e0 di rivestimento, aumenta l'assorbimento della luce del diffusore, con conseguente graduale diminuzione della trasmittanza luminosa; inoltre, si rileva che quando il rivestimento in polvere (cio\u00e8 lo spessore) aumenta di 67%, la trasmittanza luminosa diminuisce solo di 1,7%.<\/p>\n\n\n\n

Peso in polvere (g)<\/td> 3.9<\/td> 4.5<\/td> 6.5<\/td><\/tr>
Trasmittanza luminosa del tubo di polvere (%)<\/td>91.2<\/td>90.7<\/td>89.6<\/td><\/tr><\/tbody><\/table>
Tabella 1 Trasmittanza luminosa dei diversi strati di polvere<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Sono stati misurati i diversi segmenti del tubo di vetro lungo 1,2 m rivestito con uno strato di diffusione della luce solubile in acqua. Il tubo di polvere \u00e8 stato suddiviso in una zona ogni 300 mm, quindi \u00e8 stata rilevata la trasmittanza luminosa delle quattro sezioni rispettivamente (vedere Tabella 2). Da sottile a spessa, la trasmittanza luminosa \u00e8 diminuita da 92,7% a 90,8%, con una differenza di 1,9%.<\/p>\n\n\n\n

<\/p>\n\n\n\n

Intervallo<\/td> 1 <\/td>2 <\/td>3 <\/td>4 <\/td><\/tr>
Trasmittanza<\/td>92.7<\/td>92.2<\/td>91.3<\/td>90.8<\/td><\/tr><\/tbody><\/table>
L'influenza delle diverse parti del tubo di polvere sulla trasmissione della luce<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

<\/p>\n\n\n\n

3.2 effetto dello spessore della parete del tubo di vetro sulla trasmittanza luminosa.<\/h3>\n\n\n\n

Attraverso l'analisi della trasmittanza luminosa del tubo di vetro Na-Ca-Si con diversi spessori di parete, \u00e8 emerso che la trasmittanza luminosa del tubo di vetro e del tubo di polvere diminuisce leggermente con l'aumento dello spessore del tubo di vetro, ma l'entit\u00e0 della diminuzione non \u00e8 evidente. Lo spessore della parete \u00e8 passato da 0,65 mm a 0,90 mm, con un aumento di 38%, mentre la trasmittanza luminosa \u00e8 diminuita solo di 1,0% (vedere Tabella 3).<\/p>\n\n\n\n

Spessore del tubo di vetro<\/td> 0.65<\/td> 0.80<\/td> 0.90<\/td><\/tr>
Trasmittanza luminosa dello stesso spessore del rivestimento<\/td>90.5<\/td>90.3<\/td>89.5<\/td><\/tr>
Trasmittanza di un tubo di vetro trasparente
<\/td>		98.0<\/td>98.0<\/td>97.6<\/td><\/tr><\/tbody><\/table>
Effetto del diverso spessore del tubo di vetro sulla trasmittanza luminosa<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

<\/p>\n\n\n\n

4 Analisi sperimentale dell'angolo di 4 raggi.<\/h3>\n\n\n\n

Il design della lampada dipende dai parametri dell'angolo di emissione della sorgente luminosa. Quando si sostituisce la tradizionale lampada fluorescente T8, la lampada LED T8 cerca sempre di ottenere un angolo di emissione maggiore (figura 3). La lampada fluorescente T8 tradizionale \u00e8 una fonte di illuminazione non direzionale ed emette luce a 180\u00b0 della sezione trasversale della ram C 0; pertanto, quando viene utilizzata per l'illuminazione di interni, l'intero spazio ha una sensazione di trasparenza, offrendo alle persone un comodo godimento visivo. Per quanto riguarda il tubo LED T8, le perle della lampada nella striscia della sorgente luminosa si trovano nella parte superiore del tubo della lampada e si illuminano a 180\u00b0 rispetto al tubo. Dopo aver deviato la luce attraverso diversi percorsi di diffusione della luce, l'angolo del fascio direzionale formato nella sezione trasversale C 0 ram 180 \u00b0 \u00e8 anche diverso.<\/p>\n\n\n\n

\"\"
Fig. 3 Schema dell'angolo di apertura del fascio di 180\u00b0 nella sezione trasversale C 0ram<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

<\/p>\n\n\n\n

4.1 L'effetto della dimensione delle particelle sull'angolo del fascio.<\/h3>\n\n\n\n

Le grandi dimensioni delle particelle dell'agente di diffusione della luce possono produrre un'elevata foschia, mentre le piccole dimensioni delle particelle possono produrre una buona trasmittanza luminosa. A causa della limitazione delle condizioni sperimentali, non \u00e8 possibile misurare la foschia nell'esperimento e la foschia pu\u00f2 essere valutata solo osservando se la lampada \u00e8 trasparente o meno. Per testare l'angolo di apertura del fascio sono stati utilizzati tre tipi di lampade a rivestimento inorganico con dimensioni medie delle particelle di 1,1 \u03bc m, 4,6 \u03bc m e 8,0 \u03bc m (vedere Tabella 4). Con la diminuzione della dimensione delle particelle e del peso della polvere diffusa, l'angolo del fascio del tubo lampada diminuisce gradualmente e la differenza massima dell'angolo del fascio \u00e8 di 50\u00b0.<\/p>\n\n\n\n

Dimensioni particolari dell'agente di diffusione della luce (\u03bcm)<\/td> peso della polvere<\/td>  Angolo del fascio\u00b0<\/td><\/tr>
8.0<\/td> 4.6<\/td> 320<\/td><\/tr>
4.6<\/td> 3.1<\/td> 304<\/td><\/tr>
1.1<\/td> 1.1<\/td> 271<\/td><\/tr><\/tbody><\/table>
Tabella 4: effetti delle diverse dimensioni delle particelle sul fascio di luce<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

<\/p>\n\n\n\n

4.2 effetto dei diversi materiali sull'angolo del fascio.<\/h3>\n\n\n\n

Utilizzando la stessa striscia luminosa a LED, con metodi e materiali di diffusione diversi, l'angolo del fascio luminoso \u00e8 diverso. Dai risultati sperimentali, gli angoli del fascio di luce del tubo PC, della vernice oleosa, del film PET e della vernice a base d'acqua sono fondamentalmente gli stessi, mentre l'angolo del fascio di luce del rivestimento di diffusione della luce realizzato con il tradizionale processo di rivestimento ad acqua della lampada fluorescente pu\u00f2 raggiungere circa 320\u00b0 (vedere la Tabella 5).<\/p>\n\n\n\n

Materiale<\/td>vernice oleosa. <\/td>vernice a base d'acqua<\/td> Film in PBT <\/td>polvere inorganica rivestita d'acqua <\/td> Tubo PC<\/td><\/tr>
Angelo del fascio \u00b0<\/td> 209<\/td> 220<\/td> 214<\/td> 320<\/td> 205<\/td><\/tr><\/tbody><\/table>
Tabella 5 effetto dei diversi materiali di rivestimento sull'angolo di apertura del fascio<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Ci\u00f2 \u00e8 dovuto alla grande distanza tra le particelle del tradizionale rivestimento in polvere per la diffusione di lampade fluorescenti rivestito d'acqua rispetto ai processi di rivestimento sopra descritti (figura 4). Le particelle di polvere di materiale inorganico per la diffusione della luce sono poligoni irregolari e non sferici, e la consistenza delle particelle \u00e8 scarsa; inoltre, la polvere inorganica per la diffusione della luce \u00e8 opaca e la luce non pu\u00f2 passare direttamente attraverso le particelle di polvere; tutto ci\u00f2 fa s\u00ec che la luce debba essere riflessa molte volte in modo irregolare nello strato di polvere prima di poter penetrare nello strato di polvere, e l'angolo di emissione dopo la diffusione della luce \u00e8 ovviamente maggiore rispetto a quello che si ottiene dopo aver attraversato il rivestimento di sfere uniformi e traslucide.<\/p>\n\n\n\n

\"\"
Fig. 4 Polvere di diffusione inorganica rivestita d'acqua C 0\uff0f180 \u00b0angolo del fascio 320 \u00b0<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

5 osservazioni conclusive.<\/h2>\n\n\n\n

Il materiale di diffusione della luce gioca un ruolo decisivo sulla trasmittanza luminosa della lampada, in cui il silicio organico \u00e8 il materiale di diffusione della luce pi\u00f9 ideale. Il tradizionale processo di diffusione della luce con polveri inorganiche PEO presenta evidenti vantaggi nell'aumentare l'angolo del fascio di luce del tubo LED T8. La ricerca di materiali per la diffusione della luce con una maggiore trasmittanza luminosa, una migliore foschia e un pi\u00f9 alto rapporto prestazioni\/prezzo per i rivestimenti di diffusione della luce solubili in acqua \u00e8 al centro della ricerca e dello sviluppo per molto tempo in futuro.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

confronta e analizza gli effetti della diffusione della luce tra 3 tipi di tubi LED: copertura in PC, tubo di vetro e vetro-PET, rivelandone le caratteristiche, i vantaggi e gli svantaggi. La trasmittanza luminosa dei materiali di diffusione della luce organici e inorganici \u00e8 stata analizzata e discussa.<\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":1292,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[62],"tags":[],"class_list":["post-1283","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-professional-knowledge"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/wanda-chemical.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1283","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/wanda-chemical.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/wanda-chemical.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/wanda-chemical.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/wanda-chemical.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=1283"}],"version-history":[{"count":6,"href":"https:\/\/wanda-chemical.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1283\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":1296,"href":"https:\/\/wanda-chemical.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1283\/revisions\/1296"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/wanda-chemical.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/media\/1292"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/wanda-chemical.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=1283"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/wanda-chemical.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=1283"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/wanda-chemical.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=1283"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}