(57)【要約】色を区別しない散乱顔料が開示されている。実施形態では、散乱顔料サイズの範囲の粒子から構成されている。サイズの範囲の少なくとも一つのサブレンジでは、粒子は、粒子の特定の大きさの体積/体積濃度（体積濃度）のサイズ自体に比例するように、相対的な割合で存在する。実施形態では、このような散乱顔料は、一次光源からの光を散乱させる導光体に含まれている。
2014515832.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒度分布プロファイルに従って分布サイズを複数有し、粒子の体積/体積濃度密度に正比例である粒度分布プロファイルは、少なくとも一つの実質的な部分を有している粒子の大きさである、光を散乱する粒子を含む顔料。
【請求項２】
粒子の形状が球状であり、粒子の大きさは粒子の直径である、請求項1に記載の装置。
【請求項３】
粒子が統計的に決定された形状を有する請求項1に記載の装置。
【請求項４】
一要部のもの以外の粒径の粒子は主に、存在しないことを特徴とする請求項1に記載の装置。
【請求項５】
粒子の体積/体積濃度密度は、粒子の大きさに直接比例するサイズ分布プロファイルは、少なくとも二つの異なる実質的な部分を有する、請求項1に記載の装置。
【請求項６】
粒子が透明である請求項1に記載の装置。
【請求項７】
さらに、ライトガイドを含み、顔料は光ガイドに含まれる請求項1に記載の装置。
【請求項８】
さらに、一次光源、それが光を散乱させる粒子に当たるまで、光ガイドによって案内されるような方法で導光体に入射一次光源からの光を含む請求項7に記載の装置。
【請求項９】
第一の容器内に第二の反応物質を導入し、第一の容器内の第一の反応物質を保持すること、を含む、必要な粒度分布プロファイルを達成するような方法で、経時的な第一の容器の阻害剤の濃度を変化させる、前記第1の反応物および第二の反応物質は、粒子を形成するために反応し、阻害剤の濃度は、製造される粒子の最大サイズを決定する、方法。
【請求項１０】
前記第一の容器内の阻害剤の濃度が経時的に増加する請求項9に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、2010年12月24日にインド・ムンバイで出願された"色の区別しない散乱染料"と題した仮特許出願3524/MUM/2010から優先権を主張する。
【０００２】
本発明は、顔料に関する。より具体的には、光源の光を散乱させるために使用される顔料に関する。
【背景技術】
【０００３】
多くのアプリケーションでは、一つまたは多数の点光源からの光は、長い長さや大面積にわたって均等に分散されるべきである。ディスプレイシステム、オフィス、家庭や建築照明のバックライトは、いくつかの重要なアプリケーションです。従来のシステムでは、このような光の広がりは、拡散板を用いてエッチングするか、または/光導波路をパターニングを用いて達成される。
【発明の概要】
【０００４】
色を区別しない散乱顔料が開示されている。実施形態では、散乱顔料サイズの範囲の粒子から構成されている。サイズの範囲の少なくとも一つのサブレンジでは、粒子は、粒子の特定の大きさの体積/体積濃度（体積濃度）のサイズ自体に比例するように、相対的な割合で存在する。実施形態では、このような散乱顔料は、一次光源からの光を散乱させる導光体に含まれている。
【０００５】
さまざまな実装の詳細および要素の組み合わせを含む、上記および他の好ましい特徴は、より具体的には、添付の図面を参照しながら説明および特許請求の範囲において指摘されている。なお、本明細書に記載された特定の方法およびシステムのみではなく、制限など実例として示されていることが理解されるであろう。当業者によって理解されるように、本明細書に記載される原理および特徴は、本発明の範囲から逸脱することなく、様々な、多数の実施形態で使用することができる。
【０００６】
本明細書の一部として含まれる添付図面は、上記の一般的な説明および本発明の原理を説明するのに役立つと教える以下に示す好ましい実施形態の詳細な説明と好適な実施例と一緒に説明する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本実施形態による、本実施形態によれば、一次光源と、一次光源からの光を受け入れるように配置された光ガイドを含む光源システムを示す図である。
【図２】本実施形態による、一次線状光源と一次線状光源によって放射された光を受け入れるように配置された表面導光を含む光源システムを示す図である。
【図３】本実施形態による、光源システムを示す図である。
【図４】本実施形態による、特定の顔料粒子のための例示的な散乱プロファイルを示す。
【図５】本実施形態による、例示的な顔料のための典型的な粒度分布プロファイルを示す。
【図６】本実施形態による、例示的な顔料のための典型的な粒度分布プロファイルを示す。
【図７】本実施形態による、例示的な顔料のための典型的な粒度分布プロファイルを示す。
【図８】本実施形態による、例示的な構成顔料の典型的な粒度分布プロファイルを示す図である。
【図９】本実施形態による、特定の粒度分布プロファイルを有する粒子を作成するための例示的な装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図1は、本実施形態によれば、一次光源101と、一次光源101によって放射された光を受け入れるように配置された光ガイド102を含む光源システム199を示す。ライトガイド102は、散乱粒子から作られた顔料104を含む。顔料104は、光ガイド全体に均一な濃度で存在してもよいし、様々な濃度で存在することができる。主光源101は、LEDや白熱光源として任意の光源であってもよい。
【０００９】
図2は、本実施形態によれば、一次線状光源202と一次線状光源202によって放射された光を受け入れるように配置された表面導光203を含む光源システム299を示す。表面光ガイド203は、均一または変動する濃度で存在する散乱粒子からなる顔料204を含む。一次線状光源202自体は、本発明に記載の光源装置であってもよく、または、蛍光管、LEDは、LED銀行、エレクトロルミネセンス光源等の任意の線状光源であってもよい
【００１０】
図3は、本実施形態によれば、光源システム399を示す。主光源301は、本実施形態によれば、ライトガイド302に入射する光310を放射する。それは散乱粒子306に当たるまで、光310は、その長さ又は表面に沿って光ガイド302によって案内される。多くのこのような散乱粒子を導光302における顔料として含まれる。散乱粒子306は、線312によって、またはそれがさらにライトガイド302を通って案内されるような方向に描かれた導光302からそれを取り出し方向にいずれかの光を偏向する。単一または複数のこのような散乱した後、一次光源からの光301出口光線314によって示されるように、導光302。従って、ライトガイド302の本体は、光の二次光源となる。
【００１１】
図4は、本実施形態によれば、特定の顔料粒子のための例示的な散乱プロファイル499を示している。顔料は、特定の屈折率を有する球状または球状の粒子で作られている。粒子は、球状又は球状以外の形状を有していてもよい。この顔料は二次光源を作成するための光ガイドの透明な媒体にわたって分散される。屈折率の異なる媒質中に懸濁させ、特定の屈折率の顔料粒子は、多くの方向に散乱することに入射する光が生じる。例えば、曲線401は、特定の粒度、屈折率、波長、極座標として描か方向の関数として、偏向された光の量を示す。曲線402は、異なる波長のための同じ粒子で偏向された光の量を示す。したがって、特定の粒子が異なる、異なる波長の光を散乱させる。
【００１２】
顔料はこの単一サイズおよび屈折率の散乱粒子からなされた場合は、異なる波長のためにその散乱プロファイルが異なることになる。そのような顔料を含む光源システムから発せられる光を異なる方向から見たときに異なる色であることが観察されることが可能である。それはまた、異なる波長の光の異なる画分を特定の位置に抽出されることも可能である。これは、異なる部分で異なる色であるように、顔料を含む光源システムをもたらすことができる。
【００１３】
図5は、本実施形態に係る、例示的な顔料のための典型的な粒度分布プロファイル599を示している。 x軸511は、球状、回転楕円体または他の粒子の直径を表す。 y軸512は、直径パラメータの密度が、特定の直径の粒子の体積/体積濃度を表す。曲線510は、粒子の体積/体積濃度密度は、粒子の大きさに変化するに応じて関数を示す。下段直径502とすなわち上部直径503、エリア508との間に低く直径502と上部直径503の間の直径を有する粒子の合計体積/体積濃度は、曲線510の下の面積である。換言すれば、曲線510の定積分は、対応する粒子の全体積/体積濃度を表す。
【００１４】
曲線510は、粒度分布プロファイル599は、少なくとも2つの部分を有しており、これらの部品の少なくとも一つが線状部分である示す。曲線510の直線部分507は、粒子の体積/体積濃度密度は、粒子の直径に正比例する曲線510の実質的な部分である。したがって、粒子の直径をdである場合、粒子の体積/体積濃度密度pは比例定数であるウェブ倍dとする。曲線510の上部カット504は直線部分507両端粒径である。実施形態において、顔料は、上限基準値を超える粒径を有するないか無視できる程度の粒子を有する。曲線510のオプションの給カット501は直線部分507が始まる粒径である。実施形態では、顔料は低いカットオフより小さいサイズを有するないか無視できる程度の粒子を持っていません。線形部分とカットオフの間の角は、曲線510によって示されるように、シャープであってもよいし、曲線505で示すようにスムーズかもしれない。曲線510は、粒子の体積/体積濃度密度は、粒子の直径に直接的に比例しない場合に、すなわち、線形ない部分を有することができる。
【００１５】
顔料が作られるの粒子が非球状粒子であってもよい。 x軸は、その後、粒子のサイズパラメータを表している。粒子の大きさパラメータは、粒子の大きさに直接比例するパラメータである。すべての粒子が同じ形状（おそらく非球形）を使用している場合、例えば、異なるサイズパラメータを有する二つの粒子は同一形状が異なるサイズ、サイズ・パラメータの比率と同じ比率で直線寸法を有する異なるサイズを有する。粒子形状が立方体であれば、例えば、サイズパラメータは、キューブ、またはキューブの斜めの側面かもしれない。粒子は、（統計的）形状を変化させた場合は、サイズ・パラメータは、例えば、平均粒子径として、いくつかの平均プロパティであってもよい。実施形態では、粒子は、（統計的に決定された）様々な屈折率を有する。
【００１６】
実施形態では、曲線505または曲線510は、粒子の全体積に対して、サイズパラメータの密度が、粒子の相対的な体積/体積濃度を示している。すなわち下部サイズパラメータ502と上部サイズパラメータ503との間の全ての粒子の濃度は、全粒子の総体積の分率などの粒子の総体積である。この濃度は、曲線下面積508数値的に等しくなります。カーブ505または曲線510の下の総面積は、いずれかになります。相対体積/体積濃度密度関数は、粒子が存在する媒体を有する本体中に存在するで希釈を示すことなく、私達の顔料組成、異なるサイズパラメータの粒子、すなわち相対的な存在を与える。特定の組成を有する顔料は、特定の相対体積/体積濃度密度関数、すなわち、光源の光ガイドの特定の希釈（濃度）で存在してもよい。これは、導光体の異なる場所で異なる濃度で存在してもよい。粒子のサブセットの実際の濃度は、体内の顔料濃度により、粒子のサブセットの相対濃度を乗算することによって見出すことができる。
【００１７】
実施形態では、多様な種の粒子が混合される。例えば、異なる種が異なる屈折率を有することができる。あるいは、異なる種が異なる形状を有していてもよい。実施形態において、それらの混合されたうちの少なくとも一種は、粒子の体積/体積濃度密度は、粒子の大きさに正比例する粒度分布プロファイルの少なくとも一部を有している。別の実施形態では、混合した種のそれぞれは、粒子の体積/体積濃度密度は、粒子の大きさに正比例する粒度分布プロファイルの少なくとも一部を有している。
【００１８】
実施形態では、粒子の屈折率は2.7と2.9の間であり、例えば、粒子は、二酸化チタンで作られてもよいし、より具体的には、ルチル。粒子は、硫酸バリウム、酸化アルミニウム、炭酸カルシウム、酸化亜鉛又は鉛炭酸塩、または有機またはポリマー顔料等の他の透明材料で作ることができる。実施形態では、顔料は球状の二酸化チタンである、下限基準値は、50nmであり、上限基準値は250nmである。
【００１９】
実施形態では、下部および上部カットオフ値は、以下のように選択される。特定のサイズの粒子は、粒子の特定の波長のための散乱断面積を有している。粒子の幾何学的断面に散乱断面積の比は粒子の散乱効率である。カットオフは、波長の動作範囲のほぼ中心にある波長について、粒度に対してプロットした断面又は散乱効率を極大の周りに散乱ように選択される、装置によって散乱される波長の範囲、すなわち。例えば、広域スペクトル白色光を作成するために、波長の範囲は、全可視範囲とすることができる。実施形態では、下のカットが粒径よりも小さな粒度で（断面または散乱効率の散乱）であるか、最小に近いように最大値は選ばれている。同様に、アッパーカットがであるかで、粒径がより大きい粒径で最小に近いように最大値は選ばれている。
【００２０】
実施形態では、最大値及び最小値は、断面又は散乱効率を散乱に対して、それ顔料を含む光源の光分布と抽出を支配する微分方程式の解様相の強い光減衰固有値に対してではない。光導波路を有する光源と顔料は、この最強の光減衰固有値（数値的に最小の大きさの固有値）は、光導波路に進む光は、全光の割合として減少される漸近（以上距離）率である光ガイドのその時点で走行。
【００２１】
図6は、本実施形態に係る、例示的な顔料のための典型的な粒度分布プロファイル699を示している。曲線605は、粒子の体積/体積濃度密度は、粒子の大きさが変化するに従って、機能を描いた直線部601とアッパーカット602、ない低くカットされています。すなわち大きさがゼロから上限基準値の大きさの粒子は、粒子の大きさに正比例する粒子の体積/体積濃度密度に含まれている。
【００２２】
図7は、本実施形態に係る、例示的な顔料のための典型的な粒度分布プロファイル799を示している。粒子の体積/体積濃度密度どのに従って機能を描いた曲線705は、粒子の大きさなどの直線部分701、直線部702と直線部分703のような多くの直線部を持っていにより異なる。各直線部分においては、粒子の体積/体積濃度密度は、粒子の大きさに正比例するが、比例定数は、さまざまな部分で異なっていてもよい。直線部は、直線部702と線状部703と、互いに隣接することができるような領域710、又は直鎖状部品としてゼロ濃度の領域によって分離することができる。直線部は、このような直線部701と直線部702として比例同じ定数を有してもよく、又はそれらは、直線部701と直線部703としての比例異なる濃度を有することができる。複数の直線部を有するような顔料は、特定の割合で、一本の直線状部分を有する顔料混合することによって製造することができる。顔料は粒子が特定の屈折率や屈折率の特定の分布を有するかもしれない。顔料粒子は、特定の形状（例えば、正方形、球状、など）又は形状の特定の分布を有することができる。
【００２３】
これは、単一の色素を生成するために異種の顔料を混合することも可能である。例えば、特定の屈折率とその濃度密度の線形部分の顔料は異なる屈折率、又は異なる形状を有する顔料と混合され、その濃度密度の直線部分を有することができる。二酸化チタンのような異なる材料の例示的な顔料は、硫酸バリウムを一緒に混合することができる。
【００２４】
図8は、本実施形態に係る、例示的な粒度分布プロファイルの例示的な構成の顔料899を示している。曲線801は曲線802と曲線803で表されるような粒度分布プロファイルは、狭いサイズ分布を有する顔料を示している。実施形態では、顔料成分のサイズ分布は、中央規模の周りに正規分布であってもよい。このような分布は、約例えば、ゾル - ゲル化学の手法として、正確な粒子サイズを作成することができ、粒子の製造方法を使用することによって達成することができる。別の実施形態では、顔料成分のサイズ分布は、最小サイズおよび最大サイズを有する均一な分布であってもよい。このような分布は、約フィルタリング技術を使用することによって達成することができる。多くのこのような構成顔料が直線部を有する顔料を作成するために正確な比率で混合される。例えば、本図に示す構成顔料は、近似直線部810を有する曲線805で表される粒度分布プロファイルを有する顔料を作成するために混合される。
【００２５】
図9は、一実施形態によれば、特定の粒度分布プロファイルを有する粒子を作成するための例示的な装置999を示す。フラスコ905は、第一の反応901を持っています。第二の反応物質902は、好ましくは、第1の弁908を介して遅い速度で、添加される。最初のバルブ908は最初ビュレット906または化学物質の他のタンクに取り付けることができる。阻害剤903は、好ましくは、第2の弁909を介して遅い速度で、添加される。二弁909は、第ビュレット907または化学物質の他のタンクに取り付けることができる。実施形態では、905フラスコ内の反応混合物を連続的に攪拌し、又は温度などの他の反応条件は、触媒の存在等が維持される。第一の反応物質901及び第二の反応物質902は、粒子を生成する化学反応。実施形態では、このような粒子の形状は球状である。作成された粒子のサイズは905フラスコ内の反応混合物中の阻害剤903の濃度に依存する。実施形態では、経時的な阻害剤903の濃度が増加すると、粒子の大きさが減少を生じた。このように、阻害剤903として反応混合物にゆっくり添加される、より小さな粒子が製造される。既に以前に生成された粒子影響を及ぼさずに実施形態では、阻害剤は、それが導入された後に生成される粒子のサイズを制限する。第一弁908と第二弁909の流れの速度は連続的に、必要な粒度分布プロファイルを有する粒子の混合物を生成するために変更される。以上の2つの反応は、反応に使用することができ、複数の阻害剤を使用することができる。生成さ粒子の大きさを増加させる傾向プロモーター化学物質を使用することもできる。
【００２６】
実施形態では、第一の反応物質901は、水とアルコールの混合物である。第二の反応物質902は、チタンエトキシドである。阻害剤903は、いくつかの酸又はその塩又は両者の組み合わせである。例えば、阻害剤は塩酸であってもよい。塩としては、塩化ナトリウム（食塩）であってもよい。生成された粒子は、二酸化チタンの球状又は球状粒子であろう。同様に、シリカ粒子が第二の反応物質902とシリコンエトキシドを用いて製造することができる。
【００２７】
実施形態では、阻害剤の濃度が増加したが経時的に低下しない。この場合、阻害剤は、そもそもフラスコ905中に存在してもよいし、希釈又は反応に関与しなくてもよい希釈物質を添加することにより経時的に達成される。別の実施形態では、阻害剤の濃度は全く変更されないが、反応物質のいずれかが、別の反応物質を有するフラスコに徐々に導入される。粒子は、以前に保存有核粒子と、粒子サイズの分布に別のリード線への1つの反応物の導入この遅いよりも大きくなる有核。粒子の成長が抑制剤を導入し、又は反応混合物から粒子を除去することによって停止させてもよい。
【００２８】
また、阻害剤の高濃度を有しながら実施形態では、第一の容器は、高濃度で混合反応体を有している。これは非常に小さなサイズの多数の粒子を生成します。これらの粒子はゆっくり反応体の少なくとも一方の濃度が小さいだけでなく、阻害剤の小さい濃度を有する容器に導入する。阻害剤の低濃度は、粒子が彼らの最初に阻害しサイズを超えて成長することができますが、反応物の濃度が小さく、この成長が起こる速度を低減します。このようにして時間をかけて粒子を導入するので、粒度分布プロファイルを与え、粒子が様々な程度にまで成長させる。全粒子の成長が大量に阻害剤を導入すること、又は反応混合物から粒子を除去することによって停止させてもよい。
【００２９】
特定の粒度分布プロファイルを有する粒子を製造する方法と同じではなく、フラスコ、ビュレット、バルブの他の装置を用いて実施することができる。例えば、パイプ、反応容器、タンクなどの他の容器を使用することができる、当技術分野で公知の多くのフロー制御メカニズムを使用することができる。
【００３０】
使用
本発明の顔料は、同様にして異なる波長の光を散乱させる。そのような埋め込まれた散乱粒子を有する細長い又はシート状の導光として、表面に光を分散させる散乱使用する任意の装置で使用することができる。
【００３１】
本発明の顔料は、同じ量の全ての波長を反射する塗料に使用することができる。このような塗料は、塗料に落ちる光と同じスペクトルの光を反射します。したがって、それは非常に"ニュートラル"白色である。さらに、このような中間色は従来技術で必要とされるよりも、塗料の小さいコートを使用して達成することができる。このような中立的な色は、光のスペクトルや光スペクトルの忠実再生の測定精度を確保するために、そのような球体と積分空洞を持つ照明器具を統合するなどの光学実験器具に非常に便利である。
【図１】
2014515832.tif 000003
【図２】
2014515832.tif 000004
【図３】
2014515832.tif 000005
【図４】
2014515832.tif 000006
【図５】
2014515832.tif 000007
【図６】
2014515832.tif 000008
【図７】
2014515832.tif 000009
【図８】
2014515832.tif 000010
【図９】
2014515832.tif 000011
【国際調査報告】
2014515832.tif 000012
2014515832.tif 000013
2014515832.tif 000014