Spherolight - Light diffusion agent

Prosjektet hadde som mål å utvikle polymerpartikler som gir skreddersydde optiske egenskaper i plast for bruk i LED-displayer innenfor belysning, interiør og bilindustri. I løpet av prosjektet har vi tilegnet oss mye kunnskap om hvordan polymerpartiklene endrer lysbølgene gjennom en plast ved å utføre systematiske forsøk med de plastene som er mest vanlig å bruke i LED-displayer. Over 100 plastprøver med varierende mengde, størrelse og sammensetning av polymerpartikler er fremstilt. Ulike optiske egenskaper er målt og sammenliknet med plast uten partikler. Vi har i prosjektet også klart å lage partikler hvor vi systematisk har endret brytningsindeks ved å endre polymersammensetningen. En metode for å måle brytningsindeks på partikler er utviklet og alle partiklene i prosjektet er målt. Optiske målinger bekrefter at større forskjell i brytningsindeks mellom basisplasten og plastpartiklene gir økt lysspredning, men samtidig reduseres mengden lys som slipper gjennom. Det er også gjennomført systematiske undersøkelser av hvordan tilsats av partikler påvirker ulike mekaniske egenskaper. Det viktigste prosjektresultatet er at man kan forutse og skreddersy optiske egenskaper etter kundens behov ved å hjelp av partikkelstørrelse og mengde partikler tilsatt. Dette er mulig fordi plastpartiklene fra Microbeads er perfekt sfæriske og har identisk størrelse og sammensetning. Prosjektet har også gitt viktig kunnskap om hvordan partikler påvirker de viktigste egenskaper for plasten slik at man kan optimalisere mengde, størrelse og type partikler for sluttproduktene i samarbeid med kundene. 2 vitenskapelige artikler er planlagt publisert fra prosjektet. Prosjektet har vært et samarbeid mellom Microbeads og forskningspartnerne Norner, RISE og SINTEF. Microbeads har utviklet og fremstilt alle partiklene i prosjektet. Norner har fremstilt plastprøver og gjennomført karakterisering av optiske, reologiske og mekaniske egenskaper i tillegg til å måle brytningsindeks. SINTEF har utført avansert karakterisering av partiklene og det svenske forskningsinstituttet RISE har utført avanserte lysspredningsmålinger.

Den viktigste effekten er at man har generert kunnskap som gjør at man kan forutse og skreddersy optiske egenskaper etter kundens behov ved å hjelp av partikkelstørrelse og mengde partikler tilsatt. Dette vil spare kundene for mye prøving og feiling og det er mulig fordi plastpartiklene fra Microbeads er perfekt sfæriske og har identisk størrelse og sammensetning. Prosjektet har også gitt viktig kunnskap om hvordan partikler påvirker de viktigste egenskaper for plasten slik at man kan optimalisere mengde, størrelse og type partikler for sluttproduktene i samarbeid med kundene. Prosjektet har bidratt til mange nye produkter/partikler som kan oppskaleres og lanseres fremover og som vil bidra til styrket konkurranseevne og flere og tryggere høyteknologiske industriarbeidsplasser i Norge. I tillegg har prosjektet bidratt til et betydelig kunnskapsløft hos Microbeads og denne kunnskapen vil muliggjøre utvikling av mer effektive produksjonsprosesser og nye prosjektideer. Microbeads er i en vekstfase og har nylig fått nye eiere som vil investere i økt produksjonskapasitet i Norge og da blir den nye kunnskapen uvurderlig for å kontinuerlig utvikle og lansere nye produkter. Prosjektet har bidratt til kompetanseøkning hos forskningspartnerne Norner, SINTEF og RISE. Norner har også utviklet en metode for å måle brytningsindeks på partikler og andre typer pulver som kan være nyttig for andre bedrifter. De nye produktene fra Microbeads vil gi kundene nye muligheter til å designe produkter fordi det ikke finnes perfekt sfæriske partikler med ulik brytningsindeks og identisk størrelse og sammensetning i dag.

Light diffusing polymers are used in optical films, LED lighting covers/panels, cell phones, architectural lighting fixtures, signs and light guide applications in automotive industry. "Ugelstad beads" has proven to be ideal to ensure uniform light diffusion. The beads are perfectly spherical polymer particles with very narrow particle size distribution and identical chemical composition and properties. The project owner Microbeads AS holds the exclusive rights to produce according to the global patented Ugelstad technology and to use the beads in industrial applications. Polymer beads from Microbeads are used in limited extent in light diffusion applications today, but growth in this market is impeded by lack of knowledge. The project idea is to use research to understand how monosized polymer beads influence the transmittance and scattering of light in plastic parts and to develop unique new light diffusion agents. The new knowledge is expected to contribute to development of other new specialty additives for plastics as well. A deeper understanding of the technology will also be essential to develop more effective production processes, reduce costs and strengthen competitiveness for Microbeads. The project needs to solve R&D challenges related to: -measuring and understanding the beads influence on the properties of the end plastic application -innovation of beads with new compositions -characterization of beads -understanding of the relationship between polymer composition and bead properties The project represents a considerable value creation potential for Microbeads in terms of new sales and increased competitiveness. The total revenue potential over the lifetime of the developed products in Spherolight is estimated to 990 million NOK. The project will enable Microbeads to exploit a discovered growth potential in the plastic market, create more jobs and continue their growth. The research partner will be Norner and SINTEF.