MXPA97008568A - Tubo flexible de luz para aplicaciones de iluminacion lateral - Google Patents

Abstract

Un tuboóptico de luz mejorado,para usarse en la iluminación lateral, se forma de una combinación de núcleo/revestimiento, opcionalmente con una camisa transparente, donde el núcleo es preferiblemente un polímero acrílico curado y el revestimiento es preferiblemente un polímero de fluorocarburo que contiene un nivel muy bajo de partículas finas, las cuales dispersan la luz uniformemente por la trayectoria del tubo. Asimismo se puede obtener un aumento de la luz con bajos niveles de fibras de vidrio o microesferas de vidrio también presentes en el revestimiento. Las fibras de vidrio cortadas solas, a bajos niveles del revestimiento, conútiles para aplicaciones de la iluminación posterior. Este tubo de luz, asíformado, esútil en señales, perfiles bajo el agua, iluminación de corredores en teatros y usos similares.

Description

TUBO FLEXIBLE DE LUZ PARA APLICACIONES DE ILUMINACIÓN LATERAL Esta invención se refiere a una composición mejorada para revestir y cubrir un núcleo flexible que conduce luz, para formar un tubo flexible de luz ("FLP") que tiene un desempeño mejorado en la iluminación lateral, y a la composición mejorada del FLP de iluminación lateral que resulta . Las patentes de E. U. A., Nos. 5,406,641 y ,485,541 enseñan un proceso para preparar un tubo flexible de luz, preferiblemente de un núcleo de poli (acrilato de alquilo) entrelazado, el cual se encierra en un revestimiento polimérico y además está protegido por una envoltura polimérica. Estas aplicaciones enseñan una variedad de materiales de revestimiento con índices de refracción menores que aquélla del núcleo de poliacrilato, preferiblemente polímeros fluorados, y enseña o ejemplifica terpolimeros de perfluoroalquil-vinil-éter/ tetrafluoroetileno/ hexafluoro-propileno (FEP) y de fluoruro de vinilideno/ tetrafluoro-etileno/ hexafluoropropileno (THV) . El THV tiene ventajas en aplicaciones altamente flexibles, pero es algo más duro de procesar cuando se desea la curación que el FEP. Estas aplicaciones citadas además enseñan un número de polimeros útiles como envolturas, tal como el polietileno, polietileno lineal de baja densidad, polipropileno y poliestireno. El principal uso de tal iluminación ha sido en aplicaciones de iluminación de extremo, donde se desea conducir la luz efectivamente y con pocas pérdidas desde la fuente al área de iluminación deseada. Sin embargo, una segunda área de uso existe donde la luz se permite emitir tan uniformemente como sea posible, desde el costado o las paredes del tubo de luz. El tubo flexible que emite iluminación lateral tiene muchos usos potenciales, tal como en señales de advertencia, iluminadores de la ruta de salida, alrededor de estanques de natación, usos de espectáculos y diversión, usos en la arquitectura y similares, donde la combinación de la flexibilidad, desacoplamiento de la fuente de luz por razones de seguridad, habilidad para usar varios colores, habilidad para producir iluminación uniforme, y similares, producen ventajas sobre los tubos de neón o aún tubos de plástico rígidos o fibras. Robbins et al., patente de E. ü. A., No. 5,067,831, describe el concepto general de un compuesto de núcleo/revestimiento de fluoropolímero/envoltura transparente o translúcida, para su uso en aplicaciones de iluminación lateral. Sin embargo, Robbins depende del escape de la luz desde el revestimiento combinado con el pasaje y la emisión de luz a través de una envoltura transparente o translúcida para producir sus efectos de iluminación lateral. Él no enseña ni sugiere alterar la naturaleza del material de revestimiento para aumentar la cantidad de la luz emitida desde el compuesto. La patente japonesa Kokai JP 08-094862-A, enseña un tubo óptico de guías de ondas con buena transmisión óptica, que comprende un núcleo transparente y un revestimiento de hile de flúor que contiene un agente que atrapa un compuesto de halógeno, el cual permanece en el revestimiento, tal como el carbón activado, sílice, gel de sílice, alúmina o tamices moleculares, un adsorbente a base de zeolita, una resina de intercambio de iones, un óxido de magnesio (el cual tiene una alta reactividad hacia el halógeno) , el carbonato de calcio o el sulfato de plata. Sin embargo, el núcleo transparente es un líquido de silicona, el cual es mucho menos útil para un tubo flexible de luz, en términos de evitar el retorcimiento y en manejar e instalar, en comparación con el polímero flexible sólido. Además, las partículas están presentes en el revestimiento sólo para estabilizar este revestimiento contra la disminución en la transmisión debida a los compuestos de halógeno, y en cantidades significantemente mayores que el nivel óptimo para intensificar efectivamente la luz, de modo que contribuirán a la opacidad. La patente Kokai JP 08-094862 no enseña ni sugiere el uso de un material particulado seleccionado adicional al revestimiento, para aumentar las capacidades de iluminación lateral del compuesto. Orcutt, patente de E. ü. A., No. 4,422,719 enseña un núcleo transparente, semisólido, con un revestimiento o manguito el cual se diseña para transmitir la luz desde el núcleo, conforme viaja por la longitud del tubo. Orcutt enseña el uso del dióxido de titanio (TÍO2) pero a altos niveles del 2 al 10%, lo cual producirá un tubo de luz que, aunque no es totalmente opaco, no pasará suficiente luz a través del mismo, introducida por el iluminador para dar la iluminación brillante deseada. Así, existe la necesidad de un tubo flexible de luz mejorado, el cual entregue la luz desde el costado de una manera uniforme, por la longitud del tubo, y que use la luz entregada efectivamente para así dar los efectos óptimos de iluminación de la intensidad específica de la luz, suministrada a uno o ambos extremos del tubo flexible de luz.

Más específicamente, hemos descubierto un proceso mejorado para producir un tubo de luz adecuado para aplicaciones de iluminación laterales, que comprende las etapas de: a) concurrente y coaxialmente extruir: i) un fluoropolímero fundido a través de un canal anular de un troquel de coextrusión, para formar un revestimiento extruido de un fluoropolímero tubular, e ii) una mezcla entrelazable del núcleo, a través de un tubo de entrega de la mezcla de núcleo del troquel de extrusión, para formar una mezcla extruida entrelazable del núcleo , dentro de la circunferencia del revestimiento extruido del fluoropolímero tubular; b) llenar el revestimiento extruido del fluoropolímero tubular con la mezcla extruida entrelazable del núcleo ; y c) curar la mezcla extruida entrelazable del núcleo dentro del revestimiento extruido del fluoropolimero tubular, en que esta mezcla entrelazable extruida, curada, del núcleo y el revestimiento extruído del fluoropolimero tubular están en contacto substancialmente completo, la mejora que comprende: d) agregar al fluoropolímero fundido, antes de alimentar al canal anular, de 50 a 4000 partes por millón, preferiblemente de 200 a 2000 partes por millón, de al menos un aditivo de dispersión de la luz. Aquí, el aditivo puede ser dividido finamente, donde finamente dividido significa preferiblemente un tamaño de 0.1 a 10 mieras, pero puede ser también mayor en el tamaño de partículas, tal como de varios milímetros de longitud. Preferiblemente, las etapas a) , b) y c) son continuas. Preferiblemente, el aditivo de dispersión de la luz, cuando está finamente dividido, es el dióxido de titanio, el cual se puede tratar tal como con una al de estearato, para mejorar la dispersión y preferiblemente el dióxido de titanio es de un tamaño de partículas de 0.2 a 0.5 mieras. El carbonato de calcio de un tamaño de partículas similar, pero que incluye tamaños preferidos de 8 a 10 mieras es también efectivo. El polímero del núcleo puede ser cualquiera de los enseñados en el arte, tal como en la patente de E. U. A., No. 5,485,541, para usos de tubos de luz o de fibras ópticas, tal como un poli (acrilato de alquilo), poli (metacrilato de metilo) , una poliglutarimida, un polímero de silicona y similares. Será transparente, preferiblemente flexible y preferiblemente procesable en forma fundida, luego curado o entrelazado después para formar el núcleo final. Sin embargo, por el uso de otras técnicas de fabricación, tal como el revestimiento de relleno con monómeros y polimerización por un proceso de lotes, la necesidad de la curabilidad retardada puede ser eliminada, aunque tales procesos son mucho más difíciles de operar en un modo continuo. La patente de E. ü. A., No. 5,485,541 también enseña muchos polímeros además de los fluoropolí eros, adecuados para revestimientos de tubos flexibles de luz o fibras; se prefiere en la presente invención que el revestimiento sea de un índice de refracción menor que aquél del núcleo, que el revestimiento y el núcleo se enlacen en la superficie de una manera uniforme y que el revestimiento sin aditivos sea transparente. Es además preferido que el revestimiento sea fácilmente co-extruible con un núcleo entrelazable co-extruido. Preferiblemente, en forma separada, la mezcla entrelazable del núcleo comprende: a) aproximadamente del 90 al 99.9 por ciento en peso, con base en el peso de la mezcla entrelazable del núcleo, de un copolímero no entrelazado, que tiene un peso molecular promedio ponderal de aproximadamente 10,000 a 150,000 daltons, este copolímero no entrelazado comprende: i) aproximadamente del 80 al 99.9 por ciento en peso, con base en el peso del copolímero no entrelazado, de unidades polimerizadas de acrilato de alquilo C?-C]_8' metacrilato de alquilo C-_-C± Q , o sus mezclas, ii) aproximadamente del 0.1 al 20 por ciento en peso, preferiblemente del 0.5 al 12 por ciento en peso, con base en el peso del copolímero no entrelazado, de unidades polimerizadas de un monómero reactivo funcionalmente, seleccionado del 2-metacriloxietiltrimetoxi-silano, 3-metacriloxipropiltrimetoxisilano, 3-acriloxipropil-trimetoxisilano, viniltrimetoxisilano, viniltrietoxisilano o mezclas de ellos, e iii) del 0 a aproximadamente el 10 por ciento en peso, con base en el peso del copolimero no entrelazado, de unidades polimerizadas de un monómero que aumenta el índice de refracción, seleccionado del estireno, acrilato de bencilo, metacrilato de bencilo, acrilato de feniletilo o metacrilato de feniletilo; y b) aproximadamente del 0.1 al 10 por ciento en peso, con base en el peso de la mezcla entrelazable del núcleo, de un aditivo reactivo, preferiblemente el agua y un catalizador de reacción de condensación del silano, este catalizador es preferiblemente un dicarboxilato de dialquil-estaño, tal como el diacetato de dibutil-estaño y similares. Esta combinación del aditivo reactivo puede estar presente durante la polimerización, agregado en parte o totalmente antes de la extrusión o, en el caso del agua, agregado después de la co-extrusión completa, tal como por difusión a través del revestimiento y camisa durante el proceso de curación. El proceso de nuestra invención puede además comprender la etapa de envolver el revestimiento tubular extruido con un polímero de envoltura transparente, en forma simultánea con, o subsecuentemente a, el llenado del revestimiento tubular extruido con la mezcla extruida entrelazable del núcleo. Nuestra invención se extiende a un producto con la capacidad de emitir luz circunferencialmente, preparado por el proceso antes definido.

Nuestro descubrimiento además se extiende a un tubo de luz, con la capacidad de emitir luz circunferencialmente, el cual comprende: a) un revestimiento tubular extruido de fluoropolímero, que contiene de 50 a 4000 partes por millón de al menos un aditivo que dispersa la luz; b) un copolímero entrelazado del núcleo, dentro de la circunferencia del revestimiento tubular extruido del fluoropolímero, este copolímero entrelazado del núcleo comprende: i) aproximadamente del 80 al 99.9 por ciento en peso, con base en el peso del copolimero no entrelazado, de unidades polimerizadas de un monómero seleccionado de un acrilato de alquilo C±-CI Q , un metacrilato de alquilo C^-C g o mezclas de los mismos; ii) aproximadamente del 0.1 al 20 por ciento en peso, con base en el peso del copolímero no entrelazado, de unidades polimerizadas de un monómero reactivo funcionalmente, iii) del 0 a aproximadamente el 10 por ciento en peso, con base en el peso del copolimero no entrelazado, de unidades polimerizadas de un monómero que aumenta el índice de refracción, seleccionado del estireno, acrilato de bencilo, metacrilato de bencilo, acrilato de feniletilo o metacrilato de feniletilo; y iv) aproximadamente del 0.1 al 10 por ciento en peso, con base en el peso de la mezcla entrelazable del núcleo, de los productos de reacción de un aditivo reactivo. Preferencias separadas dentro de este descubrimiento incluyen aquéllas en que: a) el monómero reactivo funcionalmente se usa a un nivel de aproximadamente el 0.5 al 12 por ciento en peso y se selecciona del 2-metacriloxietiltrimetoxisilano, 3-metacriloxipropiltrimetoxisilano, 3-acriloxipropiltrimetoxi-silano, viniltrimetoxisilano, viniltrietoxisilano, o mezclas de ellos; b) el aditivo reactivo es el agua y un catalizador de reacción de la condensación del silano, preferiblemente un dicarboxilato de dialquil-estaño; y c) las unidades polimerizadas de una unidad de monómero, seleccionada de un acrilato de alquilo C^-C]^, un metacrilato de alquilo C^-Cig, o sus mezclas, son al menos el 80 por ciento en peso del acrilato de etilo o el acrilato de butilo. Para obtener las propiedades ópticas útiles del tubo de luz, se requiere un revestimiento, con un índice de refracción menor de aquél del núcleo. Además, el revestimiento necesita ser capaz de contener el polímero del núcleo efectivamente. Dependiendo del proceso de fabricación, el revestimiento puede contener los monómeros que son polimerizados para formar el núcleo, el polímero del núcleo sólo polimerizado parcialmente, este polímero de núcleo es polimerizado, pero no entrelazado y/o el polímero del núcleo es entrelazado completamente. Muchos materiales de revestimiento se conocen para este propósito, en especial los fluoropolímeros que son de índice de refracción menor que la mayoría de los polímeros de núcleo conocidos en el arte. Composiciones preferidas son aquéllas en que el revestimiento del fluoropolimero es un terpolímero de perfluoroalquil-vinil-éter/tetrafluroetileno/hexafluoropropileno, o un terpolímero de fluoruro de vinilideno/tetrafluoretileno/ hexafluoropropileno, una modalidad especialmente preferida es donde el revestimiento del terpolímero contiene de 50 a 55 por ciento en peso de fluoruro de vinilideno, 28 a 32 por ciento en peso de tetrafluoroetileno y 16 a 20 por ciento en peso de hexafluoroporpileno, conocido como THV y separadamente, en que el polímero de envoltura transparente es el poli (cloruro de vinilo) o una poliolefina no cristalina transparente. Se pueden agregar pequeñas cantidades del politetrafluoroetileno al FEP o THV para aumentar el contenido cristalino, cuyos pequeños cristales se pueden agregar para dispersar la luz sin disminuir la intensidad. Igualmente, el control cuidadoso del proceso de extrusión puede dar mayor cristalinidad y dispersión controlada.

Como se notó, al menos un aditivo que dispersa la luz produce el aumento de la difusión de la luz a través del revestimiento. El tamaño de partículas del aditivo, cuando está finamente dividido, se define como de 0.1 a 10 mieras, cuando las fibras de vidrio se usan, está debajo de 5 mm de longitud, y cuando se usan esferas de vidrio huecas, está debajo de 200 mieras. Las partículas deben ser dispersables en el polímero de revestimiento sin aglomeración excesiva, y las partículas no deben afectar adversamente las propiedades físicas del revestimiento (tal como la unión del revestimiento al núcleo o la firmeza o resistencia de tensión o flexibilidad de la combinación del núcleo/revestimiento) . Aparte del dióxido de titanio, el cual es el preferido, otros materiales inorgánicos particulados se pueden usar, tal como el carbonato de calcio, sílice, talco, wolastonita y similares. Las partículas del polímero orgánicas, especialmente aquéllas que son constreñidas por el entrelazamiento al disolver el polímero de revestimiento, pueden también ser usadas, tal como aquéllas con un tamaño de partículas de 2 a 8 mieras, enseñadas en la patente de E. U. A., No. 5,237,004. Otros polimeros orgánicos que se pueden usar, si ellos cumplen con los criterios descritos anteriormente, incluyen los modificadores del impacto de núcleo/cubierta, tal como los polímeros de poli (acrilato de butilo)/ poli (metacrilato de metilo), ABS o MBS; polimeros orgánicos de núcleo hueco, usados para dar opacidad en las formulaciones de recubrimientos, y esferas de polímero en suspensión. El nivel de las partículas, orgánica o inorgánicas, es preferiblemente de 50 a 400 partes por millón del polímero de revestimiento. Una mezcla preferida de aditivos que dispersan la luz, es una mezcla de (a) de 500 a 3900 partes por millón de dióxido de titanio y/o el carbonato de calcio de un tamaño de partículas de 0.1 a 10 mieras, y (b) de 100 a 3500 partes por millón de fibras de vidrio de longitud de 5 mm o menos y/o esferas de vidrio huecas de un tamaño promedio de partículas debajo de 200 mieras, las fibras o esferas de vidrio son agregadas al fluoropolímero fundido antes de alimentar al canal anular. Esta mezcla da una buena apariencia superficial, y uniformidad de la dispersión de la luz. En el tubo de luz mejorado de la presente invención, este tubo de luz consiste de polímeros de revestimiento y de núcleo y puede ser recubierto con un polímero transparente de envoltura. Este polímero de envoltura es transparente, de manera que la luz dispersa por el revestimiento modificado puede ser transportado al exterior del tubo de luz compuesto. Puede ser de color o plastificado. Para usos en el exterior, puede contener un estabilizador ultravioleta. Puede contener un retardador de la llama y/o un agente resistente a hongos, tal como el biocida Kathon®. El PVC (poli (cloruro de vinilo)) plastificado es muy útil para este propósito, ya que acepta estabilizadores de la luz UV, y puede ser plastificado con un fosfato orgánico, como un medio para agregar su resistencia inherente a la llama. Los polímeros de poliolefina transparentes, que contienen suficientes comonómeros para interrumpir la cristalinidad son también útiles para este propósito, aún sin plastificantes; ellos pueden requerir estabilizadores ultravioleta y retardadores de la llama, par su uso en ciertos confines ambientales. El material del núcleo/revestimiento, especialmente cuando el polímero de revestimiento es el THV, puede ser envuelto con un material transparente justamente después o simultáneamente con la co-extrusión del núcleo/revestimiento, o puede ser envuelto después de la curación. Debido a que el THV es un revestimiento suave. se prefiere generalmente envolverlo prontamente para proteger este THV y soportar la combinación de núcleo/revestimiento. Sin embargo, si la curación va a implicar difusión del agua a través del revestimiento, la presencia de una envoltura puede retardar la curación. En el trabajo inicial, descrito en la patente de E. U. A., No. 5,485,541, la curación para los monómeros reactivos de funcionalidad de alcoxisilano se lleva a cabo inyectando agua, un catalizador de estaño orgánico y un solvente para el catalizador, después de completar la polimerización, pero antes de la co-extrusión con el revestimiento. Se ha encontrado que un núcleo curable puede ser preparado cuando el catalizador de estaño orgánico y el solvente para el catalizador (pero no el agua) están presentes durante la polimerización y luego o hay adición del agua justamente antes de la co-extrusión o la reacción de curación se conduce en la presencia del agua difundida ambiental. El último proceso puede ser acelerado a un nivel práctico usando un horno humidificado o curando en una atmósfera controlada altamente en la humedad. La ventaja a la separación del agua de los otros componentes hasta que la polimerización y revestimiento se completen es que el entrelazamiento prematuro no ocurre, con efectos indeseables consecuentes en la extrusión y en la interfaz superficial entre el núcleo y el revestimiento. El revestimiento de las muestras con el THV puede ser curado externamente a temperaturas de 80°C y 50% de humedad relativa, en tanto el revestimiento de muestras con el FEP puede ser curado a 85°C y 85% de humedad relativa. Como se mencionó antes, hemos encontrado además que además de, o en forma separada de, al menos un aditivo que dispersa la luz, finamente dividido, ciertas formas de vidrio se pueden usar efectivamente, cuando se dispersan dentro del revestimiento, para aumentar la cantidad de iluminación lateral disponible. El vidrio en fragmentos, tal como el Owens Corning 492AA, disponible en tamaños de 3.45 mm de longitud, puede ser disperso con el TÍO2 en la formulación de THV, para dar una mayor brillantez a la apariencia de la iluminación lateral, aunque partículas mayores de vidrio darán una apariencia leve de irregularidad interna al revestimiento. Cuando las fibras de vidrio solas están presentes, ausente el material particulado menor, la brillantez aumenta, pero la apariencia del tubo de luz final es menor atractiva, debido a las irregularidades en el patrón de luz observado. Sin embargo, para aplicaciones de iluminación posterior, donde el tubo de luz no es directamente visible, este tubo de luz,' que contiene sólo fibras de vidrio o sólo microesferas de vidrio, es muy efectivo en mejorar la brillantez. Partículas menores de fibras de vidrio, es decir, debajo de 5 mm de longitud o diámetro, se espera sean aún más efectivas en aumentar la brillantez, Ellas pueden incluir la sílice ahumada, esferas de vidrio, microesferas de vidrio, esferas huecas de vidrio, tal como las fibras de vidrio huecas Scotchlite® con tamaño de partículas de aproximadamente 50 mieras, y similares. Los tubos de luz y lo FLP son a menudo acoplados a los iluminadores de flujo de luz, tal. como el GE Light Engine©, para transportar la luz brillante a un punto de uso deseado (aplicaciones de iluminación de extremo) o la iluminación o decoración que utiliza la longitud del tubo de luz (iluminación lateral, emisión lateral o aplicaciones de "neo-neón"). Otras fuentes útiles incluyen, pero no de limitan a, la luz solar directa, luz solar enfocada, lámparas fluorescentes, lámparas de presión alta, mediana y baja, lámparas de cuarzo-halógeo, de tungsteno-halógeno e incandescentes . Las lámparas pueden ser usadas con filtros de color rotatorios, para así distribuir diferentes colores de luz a uno o ambos extremos del tubo de luz, para así producir un cambio de color e intervalos de tiempo fijos o variables. Un solo color puede ser suministrado, si se desea. Entre las ventajas de tales tubos de luz de iluminación lateral, que llevan brillantez de iluminación, especialmente a segmentos cortos (10 metros o menos) del tubo de luz, es su uniformidad de iluminación y su habilidad de tener los colores alterados los que ofrecen ventajas sobre otros medios de entregar la luz en áreas remotas. Muchos usos considerados del tubo de luz no requieren el desempeño de iluminación lateral aumentado enseñados aquí, muchos usos son más efectivos cuando no hay escape de luz o iluminación lateral, y toda la luz se conduce desde la fuente de iluminación al otro extremo del tubo para iluminar el objetivo. Algunos usos específicos para el tubo óptico de luz lateral incluyen ciertos usos de automóviles y transportes, tal como en ciertas iluminaciones decorativas interiores de botes, remolques, vehículos para acampar y aeroplanos, y similares; ciertos usos de iluminación menores, tal como en signos para el reemplazo o aumentar los sistemas de iluminación de neón, donde la uniformidad de la iluminación de tal sistema es deseable, tal como la iluminación posterior de señales; para líneas de guía de seguridad en áreas obscuras, o para iluminación bajo contador y bóvedas; para sistemas de fuente remotas, tal como en ambientes peligrosos, zoológicos, acuarios, museos de arte; para seguridad personal, tal como en caminatas, ciclismo, patinaje en línea, buceo con escafandra, y similares; para iluminación de tareas; para usos de diversión y exhibición, especialmente donde la habilidad de cambiar de color rápida y continuamente es importante, tal como en parques de diversiones, fuentes, etc.; y para usos en la arquitectura, tal como en gabinetes, patios interiores, escalinatas, y similares . Otras modalidades de la invención serán evidentes a los expertos en la materia de una consideración de esta especificación o de la práctica de la invención aquí descrita. Se intenta que la especificación y los ejemplos sean considerados sólo ejemplares, con el alcance y espíritus verdaderos de la invención indicados en las reivindicación suministradas más adelante.

EJEMPLO 1 : Preparación de Concentrados de Revestimientos Se encontró más eficiente hacer un concentrado de TÍO2 de aproximadamente el 1% en peso del fluoropolímero y luego diluir el concentrado con más fluoropolímero en un proceso de re-extrusión para obtener el nivel del agente de dispersión de la luz deseado y lograr la mejor dispersión del agente de dispersión de la luz en el polímero de revestimiento . Varios compuestos de THV-200G, un terpolímero de fluoruro de vinilideno 51/tetrafluoroetileno 30/hexafluoruro-propileno 18 y el TÍO2 se prepararon en un extrusor Killion de 25.4 mm, equipado con una relación de compresión de 3:1, un tornillo de una sola etapa operado a 24.9 rpm, un troquel de un solo cordón de 6.35 mm, un baño de agua para el enfriamiento y un aparato que forma pellas para cortar el cordón extruido en pequeñas pellas. Todas las temperaturas se dan en grados centígrados (°C) . Un tornillo con pasadores de mezcla de al menos 25.4 mm de la punta se encontró más eficiente en dispersar el ÍO2. Este elemento de mezcla es de 25.4 mm de longitud, tiene canales de tornillo, 10 a la derecha y 10 a la izquierda, un paso de 38.1 mm, un ancho de canal de 1.58 mm y un diámetro de raíz de 19 mm.

El TÍO2 utilizado en estas mezclas tenía un tamaño de partículas de 0.22 mieras (220 nm) , antes y después del proceso. Se había "tratado orgánicamente", probablemente con una sal de estearato, para ayudar en la dispersión. Las pellas se pesaron en una bolsa de PE de 4.2 litros, y el polvo de TÍO2 se agregó, la bolsa se cerró y sacudió durante 30 segundos para mezclar el polvo uniformemente en las pellas. Las mezclas de pellas/polvo se agregaron a la tolva del extrusor en una manera de alimentación por inundación. No se usó en este proceso una torre de ventilación o vacío. El cordón fundido se llevó por medio de un aparato que forma pellas a través de un baño de agua y se cortó en pellas similares en tamaño y configuración al material de partida. Las condiciones mostradas abajo fueron para un fluoropolímero similar, THV-500G, el cual contiene menos difluoruro de vinilideno y más tetrafluoroetileno . Condiciones similares, excepto para una velocidad de tornillo mayor (50 rpm) se emplearon para los concentrados de THV-200G. Para la mejor consistencia del cordón y la mezcla, alrededor de un concentrado al 1% parece el óptimo.

Tabla I : Proceso de Concentrados de Fluorocarbono/Aditivos Para obtener estas mezclas, las pellas vírgenes de THV-200G se pesaron en una bolsa de PE de 4.2 litros, luego el compuesto se agregó en la cantidad necesaria para obtener el contenido final de TÍO2 en ppm. Típicamente, 300 g de una mezcla al 1% de T?0 en THV-200G y 2700 g de THV-200 virgen para dar una carga de TÍO2 de 1000 ppm, se pesaron en bolsas de 4.2 litros de PE y se sacudieron durante 30 segundos para distribuir el concentrado en las pellas vírgenes, antes de la re-extrusión. Las mezclas se agregaron a la tolva del extrusor en una manera de alimentación de inundación. No se usó en este proceso torre de ventilación o de vacío. La preforma fundida se impulsó por medio de una banda de estiramiento a través de un anillo de latón de ciertas dimensiones, a través del baño de agua, y la tubería se recogió en tambores internos de tipo bobina. En los últimos experimentos, se usó un dispositivo de devanado para tomar la tuberí .

Tabla II: Proceso de Concentrados de Fluorocarbono/Aditivo Bajo condiciones similares, preferiblemente con el polímero THV-200G en el concentrado, las mezclas de obtuvieron usando varios estabilizadores de la luz UV en combinación con el ÍO2. Otros polvos que dispersan la luz, tal como el CaCO de un tamaño de partículas de 8 a 10 mieras, o un polímero acrílico que dispersa la luz, de aproximadamente 5000 nanómetros (5 mieras) de tamaño de partículas, descrito en la patente de E. U. A., No. 5,237,004 y también vidrio cortado (Owens-Corning 492-EE) se mezclaron similarmente en compuestos para dar mezclas finales de revestimiento de 200 y 1000 ppm.

EJEMPLO 2 : Método De Prueba Que No Implica La Co-Extrusión Continua Se usó el THV-200G para obtener tubería hueca de 7 mm de diámetro interno, la cual se llenó con el material de núcleo, y después una camisa de PP se ajustó alrededor de la tubería para reforzar el revestimiento hueco, más bien suave.

EJEMPLO 3: Confirmación del Nivel Óptimo del TiO? Se prepararon películas delegadas para la medición de la transmisión de la luz/empañamiento vs el nivel del TÍO2, por la extrusión a través de un extrusor Killion de 25.4 mm a 37.3 rpm, con un tornillo con pasadores de mezcla y un troquel de hoja ajustado a 0.762 mm. La temperatura de fusión fue de 209°C. Las lecturas fueron: Zona 1: 174-177°C; Zona 2: 184°C; Zona 3: 193°C; troqueles 1 y 2: 210°C; presión del troquel: 5650 kPa . Los datos muestran que en el nivel del aditivo de selección, la cantidad de la luz blanca total no disminuyó significantemente, mientras a los niveles sugeridos en la técnica anterior, el revestimiento mostró poco paso de la luz.

TABLA III:Luz Blanca Total y Valores de Transmisión y de Empañamiento para Varias Cargas del TiO? en una Pelicula de THV EJEMPLO 4 : Comparación con el Revestimiento sin Rellenar y con Materiales Comerciales Muestras de dos tubos de luz comerciales se compararon con el material del núcleo antes descrito, cuando varios revestimientos con THV no relleno, con THV a dos niveles de TiO y con un revestimiento de FED. Estas muestras se obtuvieron por el proceso de llenado de tubería del Ejemplo 3, como se describe más completamente en la patente de E. u. A., No. 5,485,541. Los diámetros anotados en la tabla son diámetros internos. En términos de las mediciones de la luz, se puede ver que la adición de 200 ppm de TÍO2 produce valores de luz de aproximadamente aquéllos de la muestra A comercial, mientras la muestra con 100 ppm de TÍO2 es equivalente a la muestra B comercial. Sin embargo, en términos de color, la muestra B comercial (Lumenyte 2000WN400, que se cree es una combinación de núcleo/revestimiento) fue claramente más blanca, según se mide por el medidor Chroma CL-100, la muestra A comercial (Polymer Optics, composición desconocida) fue amarilla/blanca y las presentes muestras más amarillas, esta amarillez disminuyó por la presencia del aditivo de TÍO2. Las mediciones se hicieron usando el iluminador Fiber Optics Technology Illuminator, equipado con una lámpara de descarga de alta intensidad, de haluro de metal, de 150 vatios, Se usó un medidor Minolta Chroma Meter CL-100 para medir la luz y el color emitido desde los costados de estas muestras, El medidor CL-100 es un analizador de color de tres estímulos. Este medidor Chroma utiliza fotoceldas de alta sensibilidad para la correspondencia de la respuesta del Observador de Normas CUE (Commision Internationale de I'Ectairage). Estas celdas hacen lecturas simultáneas de la fuente de luz a través de un difusor de integración. Las lecturas son procesadas por una microcomputadora incorporada y se exhibió digítalmente en un LCD.

TABLA IV: Medición de la Intensidad a Varias Distancias de las Muestras de Núcleo/Revestimiento (7 mm) con ßl Dióxido de Titanio en Revestimientos de 0.5 mm, con un Tubo de Luz Comercial de Iluminación Lateral .

EJEMPLO 5 : Preparación de las Muestras de Núcleo/Revestimiento Se prepararon mezclas de monómeros como sigue: A un recipiente de acero inoxidable 3416 de 19 litros, se agregaron y mezclaron 9500 g de acrilato de etilo, 500 gramos del m?nómero reactivo funcionalmente, el 3-metacriloxi-propiltrimetoxisiiano (MATS) (5% en peso con base en el peso del monómero (b.o.m.), 6.4 g del iniciador (2, 2 ' -azobis (2-metilbutironitrilo) recristalizado) (0.064% en peso) y 100 g de n-dodecil-mercaptano (1% en peso). La mezcla se roció por al menos 15 minutos con nitrógeno y se desgasificó bajo un vacío de 711 mm, conforme se bombeaba dentro del reactor. La mezcla de monómeros se alimentó a través de un filtro de cartucho de membrana PTFE a un reactor de tanque agitado, de flujo constante, de acero inoxidable, de 2000 ml (CFSTR; . Durante la polimerización, los regímenes de flujo para el CFSTR de 2000 ml fueron aproximadamente de 70 g/min, para producir un tiempo de residencia de 28 minutos. El CFSTR se equipó con agitadores de turbina de paso de 45°, de múltiples hojas (6). Durante la polimerización, los reactores se mantuvieron a 125°C y se agitaron a 225 rpm bajo una presión de 1035 kPa. El efluente del reactor (copolímero y monómero residual) se alimentó a través de una válvula de retro-presión, ajustada nominalmente en 1035 kPa en una columna de desvolatilización que comprende un mezclador inmóvil de cinta torcida, de acero inoxidable (60 cm de longitud con una camisa de alrededor de 50 cm de longitud) , montado en un recipiente receptor de acero inoxidable de aproximadamente 39 litros. El aceite de calentamiento se recirculó a través de la camisa de la columna, mantenida en 200°C en la entrada de la camisa. El recipiente receptor se mantuvo en 100-11C°C y aproximadamente 300 a 400 mm de vacío durante la desvolatilización. Al completar la polimerización, el recipiente receptor se llenó de nuevo con nitrógeno filtrado. La conversión del monómero al polímero del efluente del reactor fue de aproximadamente del 87 al 88%, según se midió gravimétricamente . El contenido de los sólidos, determinados gravimétricamente, del polímero desvolatilizado típicamente es del 99.5% en peso. Se debe notar que en las últimas operaciones encontradas en los Ejemplos 11 y 12, las condiciones se cambiaron como sigue: 2.08 gramos del 2, 2 ' -azobis (2, 4-dimetilvaleronitrilo) ; 150 gramos de n-dodecil-mercaptano; temperatura de reacción de 95°C; 90 gramos/min, de régimen de alimentación; 22.2 minutos de tiempo de residencia; 70-80% de conversión, antes de la desvolatilización. La mezcla del núcleo entrelazable se transportó a un troquel de extrusión por cualquier medio conocido, tal como una bomba de tornillo, una bomba de engranajes, una bomba de pistón u otro dispositivo que genere presión, capaz de entregar un flujo continuo uniforme, sin pulsos. Las bombas de engranaje y las bombas de pistón son preferidas, ya que reducen al mínimo el potencial para la contaminación del material particulado de la mezcla de núcleo entrelazable, debido al desgaste mecánico. El Ejemplo 28 de la patente de E. U. A., No. 5,485,541 es ilustrativa de la preparación y transporte de una mezcla de núcleo entrelazable.

EJEMPLO 6 Producción Continua de Muestras de Núcleo/Revestimiento Se preparó un tubo flexible de luz esencialmente por el método del Ejemplo @28 de la patente de E. U. A., No. 5,485,541; una velocidad de línea de 183 a 244 cm/min, fue utilizada. El diámetro del núcleo fue de 7 mm y el espesor del revestimiento de 0.5 mm. El tubo de luz revestido se procesó en una maquinaria típica de operación de recubrimiento de alambre; el tubo se desenrolló de un carrete y se pasó a través de un troquel de cabeza transversal, donde el compuesto con envoltura se aplicó de la masa fundida. El troquel de cabeza transversal se unió a un extrusor de tornilio sencillo, pequeño (25.4 mmj ) . La punta de la herramienta de tipo presión que se aplicó al recubrimiento tenía un diámetro interno de 6.0 mm. El troquel tenía un diámetro interno de 8.0 mm con una zona de 6 mm. Las dimensiones de la herramienta de troquel determinan el espesor de la envoltura. En el presente ejemplo, la envoltura o camisa fue de 1 mm de espesor. Después de envolver, el tubo de luz envuelto se enfrió en un canal de enfriamiento horizontal. El tubo de luz envuelto se produjo a una velocidad de línea de 2.4 a 3 metros /minuto con un impulsor de banda usado para mantener la velocidad de línea. El diámetro externo del producto se midió con un medidor láser de eje doble. Las condiciones de extrusión para la envoltura fueron: zona de cilindro 1 = 193°C; zona de cilindro 2 = 202°C; zona de cilindro 3 = 224°C; troquel = 232°C; velocidad del tornillo = 35 rpm; presión de troquel = 6132-7235 kPa.

EJEMPLO 7: Intensidad de las Muestras de Iluminación Lateral Este ejemplo describe la intensidad relativa del tubo de luz de iluminación lateral. Se hicieron operaciones continuas del tubo flexible de luz, descrito anteriormente, con el revestimiento basado en el THV sin aditivo (Ejemplo VI-1, dos operaciones separadas), con 1000 ppm de TÍO2 (Ejemplo VI-2, dos operaciones separadas) y con 1000 ppm de fibras de vidrie cortadas de 3.18 mm (Ejemplo VI-3) . os espesores fueron: diámetro interno de 7.0 mm y revestimiento de 0.5 mm. No se aplicó una envoltura. Se obtuvo el contraste con la muestra comercial A, descrita anteriormente; el estándar fue otra muestra comercial C (Fiberstars) , la cual se describe como fibras de poli (metacrilato de metilo) en haces . Las mediciones de la intensidad relativa se hicieron a distancias de 0.61 metros y 0.914 metros desde la fuente de luz. Un iluminador Dolan Jenner Fiber-Lite Illuminator, con un brazo flexible, es la fuente de luz con el brazo lateral colocado para entregar la luz en un extremo del tubo flexible de luz. Usa un bulbo de tipo A QTH, de 30 , y suministra una "alta intensidad de luz fría" es decir que la radiación infrarroja se ha filtrado. El tubo se pasó a través de una esfera de integración y se midió la intensidad.

TABLA V: Intensidad Relativa de la Iluminación Lateral desde Varios Tubos de Luz EJEMPLO 8: Intensidad de Muestras de Iluminación Lateral con Partículas Orgánicas Partículas de polímeros orgánicos, constreñidos por el entrelazamier to al disolver en el polímero de revestimiento, estas partículas tienen un núcleo de poli (acrilato de bitilo) y una cubierta de poli (metacrilato de metilo) , se prepararon en un tamaño de partículas de 5 mieras, por el Ej mplo 8 de la patente de E. U. A., No. ,237,004. Se evaluaron como en los Ejemplos 6 y 7; el nivel de las partículas fue de 20 ppm (Ejemplo VIII-2) y 1000 ppm (Ejemplo VIII-3) El Ejemplo VIII-1 no tenía aditivo particulado. Los resultados demuestran mejoras en la iluminación, pero estas partículas no fueron tan efectivas como el TÍO2 usado en los ejemplos anteriores.

TABLA VI : Uso de Partículas Orgánicas para Aumentar la Brillantez EJEMPLO 9: Intensidad de las Muestras de Iluminación Lateral con Otros Aditivos Inorgánicos Los siguientes se evaluaron de una manera similar a la descrita en los Ejemplos 6 y 7.

TABLA VII : Intensidad Relativa de la Iluminación Lateral de Varios Tubos de Luz con Otros Aditivos EJEMPLO 10: Intensidad de las Muestras de Luz Lateral con Esferas de Vidrio Se prepararon combinaciones de núcleo/revestimiento como en los Ejemplos 6 y 7, pero con 200, 500 ó 1000 ppm de Scotchlite®, burbujas de vidrio (Ejemplos X-l a X-3) . Las burbujas de rotularon K-46, donde 100% de las burbujas pasaron por un tamiz de 125 mieras, y 50% por un tamiz de 50 mieras. Estas microesferas huecas pueden sobrevivir el proceso de extrusión para formar el revestimiento con triturado sólo limitado. Sin el ÍO2 presente, la apariencia del tubo de luz de los Ejemplos X-l a X-3, ópticamente fueron similares a, pero mejores que, una muestra con 1000 ppm de TÍO2 solo, pero había un tacto áspero del tubo de luz. 200, 500 o 1000 ppm de las burbujas se pueden usar con 1000 ppm de TÍO2 (Ejemplos X- 4 a X-6) para preparar una muestra con excelente calidad de iluminación y superficie más lisa.

TABLA VIII: Intensidad Relativa de la Iluminación Lateral con Microesferas de Vidrio como un Aditivo EJEMPLO 11: Intensidad de las Muestras de Iluminación Lateral con Envoltura Transparente . Estas muestras se polimerizaron por el proceso revisado descrito en el Ejemplo 6. Se aplicó una camisa como se describió previamente; La camisa PVC-1 fue de un PVC claro, conocido como PVC 5376FFR; la camisa PVC-2 fue un Geon PVC; la camisa PO-1 fue una poliolefina clara conocida como Engage 8480; la camisa PO-2 fue una segunda poliolefina clara conocida solamente como Engage 8150. Dos valores promedio significan dos preparaciones y mediciones separadas.

TABLA IX: Intensidad Relativa de Iluminación Lateral con Camisa Ejemplo 12: Intensidad De Muestras De Iluminación Lateral Con Envoltura De FEP De una manera similar a los ejemplos anteriores, una combinación de núcleo/revestimiento con revestimiento de FEP y sin aditivos (Ejemplo XII-1) se comparó con un revestimiento de FEP que contiene un nivel de TÍO2 menor de 1000 ppm, pero arriba de 200 ppm. (Esta última muestra se tomó durante un período de transición y se cree no todo el FEP claro se habíj purgado antes del revestimiento con este FEP cargado con 1000 ppm, como siendo el único material extruído) .

Tabla X: Uso del Revestimiento de FEP con Aditivo de TÍO? EJEMPLO XIII: Preparación de FLP con Camisa de Iluminación Lateral con Microesferas de vidrio De una manera similar al Ejemplo XI con revestimiento de PVC-1 y con una envoltura de THV, se prepararon muestras corno en el Ejemplo S y se obtuvieron resultados similares TABLA XI: Intensidad Relativa de la Iluminación Lateral con Microesferas de Vidrio como un Aditivo Muestra Ej. XIII- Ej. XIII- Ej. XIII-1 Ej. XIII-2 Ej. XIII-3 Ej. XIII-4 Ej. XIII-5 Ej. XIII-6 control TÍO2 sin aditivo 1000 ppm 200 ppm 500 ppm 1000 ppm 200 ppm 500 ppm 1000 ppm de TÍ02 sin de micro- de micro- de micro- de micro- de micro- de micro- vidpo esferas esferas esferas esferas y esferas y esferas y 1000 ppm 1000 ppm 1000 ppm de T?02 de Ti02 de T¡02 Distancia 0.63 m 170 540 390 560 1240 970 1080 1640 0.96 m 140 490 350 510 1010 910 950 1210

Claims (11)

1. REIVINDICACIONES 1. En el proceso de producir un tubo de luz,, que comprende las etapas de: a) concurrente y coaxialmente extruir: i) un fluoropolímero fundido a través de un canal anular de un troquel de coextrusión, para formar un revestimiento extruido tubular de un fluoropolímero, e ii) una mezcla entrelazable del núcleo, a través de un tubo de entrega de la mezcla de núcleo del troquel de extrusión, para formar una mezcla extruida entrelazable del núcleo, dentro de la circunferencia del revestimiento extruido tubular del fluoropolímero; b) llenar el revestimiento extruido tubular del fluoropolímero con la mezcla extruida entrelazable del núcleo; y c) curar la mezcla extruida entrelazable del núcleo dentro del revestimiento extruido tubular del fluoropolímero en que esta mezcla entrelazable extruida y curada, del núcleo y el revestimiento expruido tubular del fluoropolímero están en un contacto substancialmente completo, la mejora que comprende : agregar al fluoropolímero fundido, antes de alimentarlo al canal ,nular, de 50 a 4000 partes por millón, preferiblemente de 20' a 2000 partes por millón, de al menos un aditivo de disners ' 3?¡ de la luz.
2. 2. El proceso de la reivindicación 1, en que las etapas a), b) y c) sor: continuas.
3. 3. El proceso de la reivindicación 1, en que este al menos un aditivo que dispersa la luz es el dióxido de titanio o el carbonato de calcio, con un tamaño de partículas de 0.1 a 10 mieras.
4. 4. El proceso de la reivindicación 1, en que este al menos un aditivo que dispersa la luz es de 50 a 4000 partes por millón de i ibras de vidrio, con una longitud de 5 mm o menos, o esferas de vidrio huecas, con un tamaño de partículas promedio debajo de 200 mieras.
5. 5. El proceso de la reivindicación 1, en que este al menos un aditivo que dispersa la luz es una mezcla de (a) 500 a 3900 partes por millón de dióxido de titanio y/o carbonato de calcio, con un tamaño de partículas de 0.1 a 10 mieras y (b) de 100 a 3500 partes por millón de fibras de vidrio, con una longitud de 5 mm o menos y/o esferas huecas de vidrio con un tamaño promedio de partículas debajo de 200 mieras, estas fibras o esferas de vidrio se agregan al fluoropolímero fundido antes de alimentarse al canal anular.
6. 6. El proceso de la reivindicación 1, en que la mezcla entrelazable de núcleo comprende: a) aproximadamente del 90 al 99.9 por ciento en peso, con base en ei peso de la mezcla entrelazable del núcleo, de un copolímero no entrelazado, que tiene un peso molecular promedio ponderal de aproximadamente 10,000 a 150,000 daltons, este copolímero no entrelazado comprende: i) aproximadamente del 80 al 99.9 por ciento en peso, con base en el peso del copolímero no entrelazado, de unidades polimerizadas de acrilato de alquilo C]_-C]_g, metacrilato de alquilo C]_-C?g, o sus mezclas, ii v aproximadamente del 0.1 al 20 por ciento en peso, con base en el peso del copolímero no entrelazado, de uni iades polimerizadas de un monómero reactivo funcionalment , e ii ) del 0 a aproximadamente el 10 por ciento en peso, con base en el peso del copolímero no entrelazado, de unidades polimerizadas de un monómero que aumenta el índice de refracción, seleccionado del estireno, acrilato de bencilo, metacrilato de bencilo, acrilato de feniletilo o metacrileco de feniletilo; y b) aproximadamente del 0.1 al 10 por ciento en peso, con base en e , peso de la mezcla entrelazable del núcleo, de un aditivo reactivo.
7. 7. El procedo de la reivindicación 1, que además comprende la etapa ce envolver el revestimiento tubular extruido con un polímero de envoltura transparente, en forma simultánea con, o subsecuentemente a, el llenado del revestimiento tubular extruido con la mezcla extruida entrelazable del núcleo
8. 8. Un producto con la capacidad de emitir luz circunferencialmente, oieparado por el proceso de cualquiera de las reivindicacione: J a 7.
9. 9. Un tubo de luz, con la capacidad de emitir luz circunferencialmente, eJ cual comprende: a) un revestimiento tubular extruido de fluoropolímero, que contiene de 50 a 4000 partes por millón de al menos un aditivo cue dispersa la luz; b) un copolímero entrelazado del núcleo, dentro de la circunferencia del revestimiento tubular extruido del fluoropolímero, este copolímero entrelazado del núcleo comprende : i) aproximadamente del 80 al 99.9 por ciento en peso, con base en el peso del copolímero no entrelazado, de unidades polimerizadas de un monómero seleccionado de un acriiato de alquilo C?-C]_c., un metacrilato de alquilo C?-C?g o mezclas de los mismos; ii) aproximadamente del 0.1 al 20 por ciento en peso, con base en el peso del copolímero no entrelazado, de unidades polimerizadas de un monómero reactivo funcionalmente, iii) del O a aproximadamente el 10 por ciento en peso, con base en el peso del copolímero no entrelazado, de unidades polimepzadas de un monómero que aumenta el índice de retracción, seleccionado del estireno, acrilato de bencilo, netacplato de bencilo, acrilato de feniletilo o metacrilato de feniletilo; y iv aproximadamente del 0.1 al 10 por ciento en peso, con base en el peso de la mezcla entrelazable del núcleo, de los o oductos de reacción de un aditivo reactivo.
10. 10. El tubo le luz de la reivindicación 9, en que: a) el monómero reactivo funcionalmente se usa a un nivel de aproximadamente el O.b al 12 por ciento en peso y se selecciona del 1-metacplox?et?ltrimetoxisilano, 3-metacriloxipropiltrime toxisllano, 3-acriloxipropiltrimetoxi-silano, viniltrimetoxisilano, vmiltrietoxisilano, o mezclas de ellos; b) el aditivo reactivo es el agua y un catalizador de reacción de la conc ?nsacion del silano; c) las unic ades polimerizadas de una unidad de monómero, seleccionada le ui acplato de alquilo C]_-C_g^ un metacplato de alquilo C?_-C?g, o sus mezclas, son al menos el 80 por ciento en peso del acplato de etilo o el acrilato de butilo; y d) el revestimiento del fluoropolímero es un terpolímero del perfluoroalquil-vinil-éter/tetrafluoro-etileno/hexafluoroprop Lleno o un terpolímero de fluoruro de vinilideno/tetrafluoro ¿tileño/hexafluoropropileno .
11. 11. El tubo de luz de la reivindicación 9 o la reivindicación 10, en que además el revestimiento y los polímeros del núcleo se envuelven con un polímero transparente de envoltura.