MXPA03010704A

MXPA03010704A - Guia luminosa de polimero con dispersion lateral y metodo de fabricacion.

Info

Publication number: MXPA03010704A
Application number: MXPA03010704A
Authority: MX
Inventors: Kenneth Joseph Edmond
Original assignee: Poly Optics Australia Pty Ltd
Priority date: 2001-05-22
Filing date: 2002-05-21
Publication date: 2005-04-19
Also published as: CA2486643A1; JP2004534966A; EP1405008A4; NZ530328A; WO2002095289A1; EP1405008A1; US20040196648A1; CA2486643C; AUPR518801A0

Abstract

Una guia (10) luminosa dispersora lateral para emitir luz comprende un nucleo (12) de polimero sustancialmente transparente, rodeado por un recubrimiento (14) de polimero transparente o translucido. El nucleo (12) incluye un aditivo (20) dispersador de la luz, dispuesto para dispersar la luz dentro del nucleo, de modo que por lo menos algo de la luz pase a traves del recubrimiento (14) para ser emitida desde la guia luminosa (10). El aditivo (20) dispersador de luz produce una razon elevada de dispersion hacia adelante respecto a la dispersion hacia atras, y de preferencia tiene la forma de particulas dispersoras. El tipo, la densidad, la concentracion y/o el indice de refraccion del aditivo dispersador de la luz pueden ser seleccionados para obtener las caracteristicas de dispersion lateral deseadas. Tambien se describe un metodo para fabricar la guia luminosa con dispersion lateral.

Description

GUÍA LUMINOSA DE DISPERSIÓN LATERAL Y MÉTODO DE FABRICACIÓN CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se relaciona con guias luminosas. En particular, se relaciona con guías luminosas de dispersión lateral. La presente invención también se relaciona con los métodos para fabricar las guías luminosas.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los gabinetes de presentación refrigerantes típicamente se encienden con el uso de tubos fluorescentes. Uno de los problemas que se presentan con este método de iluminación es que calienta el contenido del gabinete, lo cual da como resultado una eficiencia disminuida de tales gabinetes. Las guías luminosas de dispersión lateral proporcionan una solución para este problema, ya que permiten que un gabinete de refrigeración pueda ser encendido sin calentar al gabinete a tal punto. Ya que las guías luminosas son útiles para iluminar gabinetes de refrigeración, también se pueden utilizar para otras aplicaciones. Es conveniente la mejora en el funcionamiento para obtener mayor efectividad con tales guías luminosas. La Patente de Estados Unidos No. de Serie 5,067,831 a nombre de Robbins et al., describe el concepto general de las guías luminosas de dispersión lateral. Robbins expone un núcleo de polímero, el cual está encerrado dentro de un recubrimiento de fluoropolímero transparente. Robbins se sustenta en la fuga de luz desde el recubrimiento con el paso de luz a través del núcleo. La Patente japonesa J P08-094862-A a nombre de Kokai expone un núcleo transparente encerrado con un recubrimiento de fluoro- ule. El recubrimiento de fluoro- ule contiene partículas como carbón activado, sílice, gel de sílice, alúmina o tamices moleculares, un absorbente con base de zeolita, una resina de intercambio de iones, óxido de magnesio (que tiene una alta reactividad ante los halógenos), carbonato de calcio, sulfato de plata, que son útiles para atrapar el compuesto de halógeno. Al atrapar los compuestos de halógeno, las partículas antes mencionadas estabilizan el recubrimiento contra una disminución en la transmisión debida a los compuestos de halógeno. Sin embargo, la concentración de las partículas antes mencionadas es más alta que el nivel óptimo de mejora de luz efectiva y por lo tanto las partículas contribuyen a la opacidad. Además, el núcleo transparente es un líquido de silicio, que es menos útil para las aplicaciones de tubería flexible de luz que un polímero flexible sólido. La Patente de Estados Unidos No. de Serie 4,422,719 a nombre de Orcutt expone un núcleo semi-sólido transparente que está encerrado dentro de un recubrimiento tubular. Orcutt expone las siguientes formas para proporcionar las capacidades de dispersión lateral: 1) Rayar la superficie del núcleo cilindrico con cortes o discontinuidades angulares. Los cortes y discontinuidades desvían los rayos de luz en forma circunferencial, hacia fuera del núcleo tubular. El interior del recubrimiento tubular se graba al fuerte o se trata químicamente o mécanicamente de otra forma para provocar que se disperse la luz que choca en la superficie interna del recubrimiento tubular. 2) Introducir burbujas o materiales extraños dentro del material del núcleo cilindrico mientras que el núcleo cilindrico sigue en estado fundido. 3) Introducir polvo dentro de un material de recubrimiento tubular. Por ejemplo, óxido de titanio (Ti02) presente en el material de recubrimiento a niveles dentro del intervalo de 2- 10%. 4) Formar el recubrimiento tubular de un material que tenga un índice de refracción que exceda al del núcleo cilindrico. Con el fin de alcanzar suficiente dispersión lateral, los aditivos previos al núcleo tenían una opacidad excesiva para que la luz no se pudiera transmitir más allá de una pequeña distancia desde la fuente de luz y la salida de luz y por lo tanto la brillantez variaba mucho con la distancia. Para alcanzar una longitud suficiente de transporte de luz, se añaden aditivos convencionales a bajas concentraciones, tales que la luz lateral dispersada emergerá. Además, las burbujas y los materiales extraños con frecuencia son difíciles de agregar de manera uniforme en el núcleo.

La Patente de Estados Unidos No. 6,091,878 a nombre de Rohm y Has Company limita la concentración de aditivos que se agregan al recubrimiento tubular para aumentar la efectividad con la cual se transmite la luz en forma circunferencial fuera de la guía luminosa cilindrica. Mientras que Rohm y Haas Company señala algunas de las deficiencias de Orcutt, las guías de luz de Rohm y Has Company carecen de efectividad debido a los grandes ángulos a los cuales se dispersa la luz por el aditivo antes mencionado. Las guías de luz de Rohm y Has Company junto con las de Orcutt también requieren etapas adicionales en su fabricación. Por ejemplo, uno de los métodos de Orcutt requiere la formación de cortes o discontinuidades angulares y las guías de luz de Rohm y Has requieren la introducción de aditivos dentro del recubrimiento tubular. Por lo tanto es deseable proporcionar una guía de luz de dispersión lateral diferente a las de las patentes antes mencionadas, también es conveniente proporcionar un método efectivo de fabricación de guías de luz de dispersión lateral.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN En una forma, aunque no necesariamente en su aspecto más amplio, la invención reside en una guía de luz de dispersión lateral para la emisión de luz, la cual comprende: un núcleo de polímero esencialmente transparente; y un recubrimiento de polímero transparente o translúcido que rodea el núcleo, en donde: el núcleo incluye un aditivo de dispersión de luz arreglado para dispersar luz dentro del núcleo para que por lo menos cierta luz pase a través del recubrimiento para ser emitida desde la guía de luz. En otra forma de la invención, la invención reside en un método para fabricar una guía luminosa que incluye las etapas de: producir una mezcla monomérica de cantidades de monómero, agentes de reticulación e iniciadores; añadir un aditivo de dispersión de luz a la mezcla monomérica; llenar un tubo de polímero con la mezcla monomérica; y presionar y calentar la longitud completa del tubo de polímero bajo condiciones adecuadas para iniciar y mantener la polimerización de la mezcla. Las etapas adicionales o preferidas del método de la especificación de la Patente Completa Australiana otorgada no. 736582, con fecha de prioridad del 18 de mayo de 1998, se incorporan aquí como referencia como etapas preferidas o adicionales para el método de la presente invención. El aditivo de dispersión de luz de preferencia, comprende partículas difusoras. El aditivo de dispersión de luz de preferencia, es transparente. De preferencia, el aditivo de dispersión de luz está hecho de un polímero y puede ser un polímero reticulado. De preferencia, el aditivo de dispersión de luz produce una alta proporción de dispersión delantera y trasera de luz. También se pueden utilizar partículas transparentes no poliméricas como el aditivo de dispersión de luz. De preferencia, el aditivo de dispersión de luz se añade a la mezcla monomérica. La concentración del aditivo de dispersión de luz se selecciona para lograr una emisión de luz de dispersión lateral deseada sobre la longitud deseada. Otra modalidad de la presente invención es variar la concentración del aditivo de dispersión de luz sobre la longitud de la guía luminosa para lograr el perfil de emisión de luz deseado. El aditivo de dispersión de luz descrito en esta invención se puede agregar a la mezcla monomérica en varias formas, entre las que se incluye pero no están limitadas a: partículas sueltas, partículas en una suspensión líquida, partículas encerradas en matriz de polímero pero que no se disuelven por la mezcla monomérica como las perlas moldeadas por inyección, gránulos, hojas o varillas. El tamaño de las partículas de difusión de preferencia, se encuentra entre aproximadamente 10 nanómetros y 200 micrometros. En una modalidad particularmente preferida, el tamaño de las partículas está entre aproximadamente 5 micrometros y 50 micrometros. En una modalidad alternativa, el aditivo de dispersión de luz comprende un líquido inmiscible con la mezcla monomérica usado para producir el núcleo de polímero. De preferencia, el aditivo de dispersión de luz se selecciona para que su índice de refracción esté cerca del índice de refracción del núcleo polimerizado. La densidad del aditivo de dispersión de luz de preferencia, se selecciona para que esté cerca o sea igual que la densidad de la mezcla monomérica. La concentración del aditivo de dispersión de luz en la mezcla monomérica puede variar de conformidad con la longitud de dispersión requerida. La guía luminosa de dispersión de luz puede estar protegida dentro de una cubierta transparente o translúcida. La guía luminosa de dispersión de luz puede acoplarse con una guía luminosa estándar, en donde la guía luminosa estándar transmite luz a la guía luminosa de dispersión lateral y la guía luminosa de dispersión lateral emite la luz transmitida a través de las paredes de la guía luminosa de dispersión de luz. La guía luminosa de dispersión de luz se puede acoplar con una guía luminosa estándar mediante varias técnicas, incluyendo adhesivos transparentes como pegamento curado por UV y epóxidos ópticos.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Las modalidades preferidas de la presente invención serán descritas ahora, únicamente a manera de ejemplo con referencia a las siguientes Figuras. La Figura 1 es una vista en sección longitudinal, esquemática de una modalidad de la guía luminosa de dispersión de luz que muestra la manera en la cual el aditivo de dispersión de luz dispersa la luz. La Figura 2 muestra la concentración variable del aditivo de dispersión de luz a lo largo de la longitud de la guía luminosa. La Figura 3 es una gráfica de la emisión de luz contra la distancia desde la fuente de luz para las guías luminosas que tienen diferentes concentraciones de aditivo de dispersión de luz. La Figura 4 es una vista elevada, esquemática que muestra el ajuste variable de producción de mezcla para una dispersión variable con la longitud.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Con referencia a la Figura 1, en una modalidad una guía luminosa 10 generalmente comprende un núcleo 12 de polímero, un recubrimiento 14 de polímero y una envoltura 16 de polímero. El recubrimiento 14 de polímero encierra al núcleo 12 de polímero y la envoltura 16 de polímero encierra al recubrimiento 14 tubular de polímero. La envoltura 16 de polímero es una capa protectora transparente. Para algunas aplicaciones, la envoltura 16 se omite de la guía luminosa 10. El núcleo 12 cilindrico de polímero está formado de una matriz 18 de polímero que está impregnada con un aditivo de dispersión de luz en la forma de partículas 20 difusoras. En una modalidad, la matriz 18 de polímero está formada de metacrilato de metilo (MMA) y el recubrimiento 14 de polímero está formado de poli-tetra-fluoro- etileno (PTFE). Las partículas 20 difusoras pueden formarse de un polímero reticulado, que tiene la capacidad de ser agregado al MMA en caliente sin las partículas 20 difusoras disueltas. El núcleo 12 cilindrico de polímero se polimeriza con las partículas 20 difusoras in situ. En otra modalidad, las partículas 20 difusoras están formadas de partículas PMMA reticuladas incrustadas dentro de una matriz 18 de polímero hecha de una mezcla que consiste principalmente de MMA y CR 39. En las guías luminosas estándar (es decir, opuesto a las guías luminosas de dispersión de luz) la luz se ubica dentro del núcleo de polímero y por lo tanto queda restringida de viajar a lo largo de la longitud del núcleo de polímero por el bajo límite de índice de refracción entre el núcleo de polímero y sus circundancias. Este medio de bajo índice de refracción puede consistir de aire, un recubrimiento de bajo índice de refracción con límites herméticos, o un recubrimiento de bajo índice de refracción. Cualquier luz que viaje lejos del eje longitudinal del núcleo de polímero se desvía de regreso hacia el eje longitudinal por el límite de bajo índice de refracción. Por el contrario, con referencia a la Figura 1, en el caso de las guías luminosas 10 de dispersión de luz, cierta luz que viaja dentro del núcleo 12 de polímero y está representada por las flechas 22 se dispersa por las partículas 20 difusoras, para que incida sobre el recubrimiento 14 de polímero, en tal ángulo que pase a través del recubrimiento 14 de polímero, representado por las flechas 23 y después viaje hacia fuera desde la guía luminosa 10. Tal paso de luz a través del recubrimiento 14 de polímero da como resultado cierta cantidad de luz que está dentro del núcleo 12 de polímero que pasa fuera de la guía luminosa 10 en una manera dispersora lateral. Otra luz 22 que es dispersada por las partículas difusoras para producir la luz representada por las flechas 24, es incidente sobre una superficie interna del recubrimiento 14 de polímero, a tal ángulo que la luz se refleja dentro del núcleo 12 de polímero. La luz restante, representada por las flechas 25 no se dispersa por las partículas difusoras e incide sobre la superficie interna del recubrimiento 14 de polímero, a tal ángulo que la luz se refleja dentro del núcleo 12 de polímero. Al seleccionar el material de las partículas 20 difusoras de luz, para que el índice de refracción de las partículas 20 difusoras esté cerca del índice de refracción de la matriz 18 de polímero, la luz se dispersa por las partículas 20 difusoras en una dirección predominantemente hacia adelante. La concentración de las partículas 20 difusoras se puede seleccionar para proporcionar el grado apropiado de dispersión lateral. Conforme la dispersión lateral aumenta, la longitud útil de trabajo efectiva de la fibra de dispersión de luz disminuye debido a una disminución en la cantidad de luz que es transmitida a lo largo de la fibra con el aumento en la distancia desde la fuente de luz. Para una concentración alta de partículas 20 difusoras, la longitud útil de trabajo efectivo es solamente unos cuantos centímetros, mientras que para una concentración baja de partículas 20 difusoras, la longitud de trabajo efectiva es varios metros. La variación de emisión de luz desde una guía luminosa 10 de dispersión lateral para diferentes concentraciones de partículas 20 difusoras se muestra en la Figura 3. La emisión de luz se mide para tres guías luminosas separadas, cada guía luminosa tiene una concentración diferente de partículas 20 difusoras. La emisión de luz de las guías luminosas se mide en posiciones específicas a lo largo de la longitud de la guía luminosa. Las distancias de estas posiciones desde la fuente de luz relevante se registra en centímetros. Por lo tanto, la gráfica de la Figura 3, consiste en tres esquemas separados que corresponden a tres guías luminosas separadas que tienen tres diferentes concentraciones de partículas 20 difusoras. La emisión de luz de cada una de las guías luminosas antes mencionadas que producirán los esquemas de la gráfica de la Figura 3, se midió al iluminar un extremo de cada una de las tres guías luminosas con una lámpara de haluro de metal después del uso de un filtro dicróico, para seleccionar el color deseado, que en el caso de los esquemas de la gráfica de la Figura 3, fue naranja. La parte de la guía luminosa medida en cualquier caso se midió al colocarla a lo largo del eje de un diámetro de 200 mm que integraba una esfera, y después medir la emisión de la esfera con un fotodiodo. La esfera integrante promedia toda la luz emitida sobre una longitud de 200 mm de la guía luminosa que pasa a través de ella. Las mediciones de la emisión de luz registradas para cada uno de los puntos ¡lustrados en la gráfica de la Figura 3, representa la luz total emitida sobre una longitud de 200 mm de la guía luminosa medida. Una de las guías luminosas que está representada en la gráfica de la Figura 3 se utilizó como control y fue fabricada por los métodos Poly Optics™ para fabricar guías luminosas estándar (es decir, opuesto a las guías luminosas de dispersión lateral). La segunda de las tres guías luminosas incluía una baja concentración de partículas difusoras y la tercera de las tres guías luminosas incluía una alta concentración de partículas difusoras. La guía luminosa con alta concentración tenía una concentración de partículas difusoras de aproximadamente diez veces mayor que la guía luminosa de baja concentración. Con referencia a la gráfica de la Figura 3, la emisión de luz de la guía luminosa con alta concentración de partículas difusoras inicíalmente fue mucho mayor que la de la guía luminosa con baja concentración de partículas difusoras. Sin embargo, la emisión de luz de la guía luminosa de alta concentración disminuyó mucho más rápido que la de la guía luminosa de baja concentración. Ambas guías luminosas mostraron una disminución exponencial esencial de la emisión de luz con la distancia. Específicamente, a una distancia de 50 centímetros desde la fuente de luz, la emisión de luz de la guía luminosa con alta concentración es de 2.88 veces aquella de la guía luminosa de baja concentración. Sin embargo, a una distancia de 310 centímetros desde la fuente de luz, la emisión de luz de la guía luminosa de alta concentración cayó por un factor de 22.1 mientras que la guía luminosa de baja concentración cayó por un factor de 3.00, De modo que a esta distancia, la emisión de la guía luminosa de baja concentración es 2.54 veces la de la guía luminosa de alta concentración. Al variar la concentración de partículas a lo largo de la longitud de la guía luminosa, se puede lograr el perfil de dispersión de luz deseado. En otra modalidad, a saber la guía luminosa 40 de la Figura 2, utiliza este principio. Al describir las características de la guía luminosa 40, al igual que las características de las Figuras 1 y 2, se indican con números de referencia idénticos. La guía luminosa 40 incluye un núcleo 12 de polímero, un recubrimiento 14 de polímero y una envoltura 16 de polímero opcional, como se describe con relación a la Figura 1. Sin embargo, la guía luminosa 40 difiere de la guía luminosa 10 de la Figura 1 , en que la concentración de partículas 20 difusoras varía a lo largo de la longitud del núcleo 12 de polímero. En el segmento longitudinal de la guía luminosa 40 que se muestra en la Figura 2, las partículas 20 difusoras varían en concentración sobre las regiones 42, y no están presentes en la región 44. La luz que viaja dentro del núcleo 12 de polímero se dispersa cuando entra en contacto con las regiones 42, y pasa a través de las regiones 44 sin ser dispersada. En una modalidad particularmente preferida, la concentración de las partículas 20 difusoras se aumenta a lo largo de la longitud de las regiones 42 en forma que asegura una emisión de luz esencialmente uniforme desde una región 42 determinada. La Figura 3 muestra que una concentración de partículas 20 difusoras uniforme lleva a una disminución exponencial en la emisión de luz a lo largo de la guía luminosa de dispersión de luz. De este modo, se puede lograr una emisión de luz uniforme al aumentar de manera exponencial la concentración de partículas 20 difusoras a lo largo de la región 42 de la guía luminosa. Se pueden lograr otros perfiles de emisión de luz al manipular adecuadamente las concentraciones de partículas 20 difusoras a lo largo de la región 42 de la guía luminosa. Por lo tanto, la guía luminosa 40 funciona como una guía luminosa de dispersión lateral en segmentos longitudinales que corresponden a las regiones 42, y como una guía luminosa estándar (no de dispersión lateral) en los segmentos longitudinales que corresponden a la región 44. La inclusión de las regiones 44 que carecen de partículas difusoras puede ser ventajosa para algunas aplicaciones, pero si se desea, se puede omitir. La guía luminosa 40 es útil para algunas aplicaciones como señales de neón y gabinetes de refrigeración, en donde la dispersión lateral o la iluminación solamente es requerida en ciertas porciones de la longitud de la guía luminosa. Por ejemplo, una única guía luminosa correspondiente a la guía luminosa 40 puede estar serpenteada a través del espacio interno de un gabinete de refrigeración y las regiones 42 que incluyen las partículas 20 difusoras puede colocarse adecuadamente a lo largo de la longitud de la guía luminosa de dispersión lateral, para que la luz se emita desde la guía luminosa en segmentos longitudinales que se extienden a lo largo de los lados y el frente del gabinete de refrigeración, y no desde las porciones de la guía luminosa que se extienden a lo largo de la parte trasera del gabinete de refrigeración. Las guías luminosas de dispersión lateral correspondientes a las guías luminosas 40 pueden diseñarse de manera similar para aplicaciones de señales de neón al colocar en forma apropiada las regiones 42 de dispersión a lo largo de la longitud de la guía luminosa, y al colocar correctamente cada parte de la longitud de la guía luminosa, para que las regiones iluminadas de la guía luminosa resultante correspondan a las regiones iluminadas requeridas de la señal de neón. La guía luminosa 40 se produce al modificar métodos de fabricación de guías luminosas que se señalan en la Patente Completa, otorgada, australiana no. 736582. La descripción de la patente australiana, completa, otorgada se relaciona con las Figuras 6 a la 9 de esa especificación, la cual describe un aparato que es apropiado para llevar a cabo el método de esta especificación. A continuación se describe la modificación del aparato de la patente australiana, completa, otorgada No. 736582, la cual resulta en un aparato correspondiente al aparato de las Figuras 6 a la 9 de la patente australiana, completa, otorgada No. 736582, como adecuado para producir las guías luminosas correspondientes a las guías luminosas 40 de la presente especificación. Con referencia a la Figura 4 de la presente especificación, se muestra un ejemplo de un aparato 50 que tiene la capacidad de producir la guía luminosa 40 de dispersión lateral de la Figura 2, y es idéntico al aparato de la Figura 6 de la patente australiana, completa, otorgada No. 736582, con la excepción de que dos depósitos 13a y 13b reemplazan al nuevo depósito 13. Otros números de referencia son idénticos a los otros números de referencia de la Figura 6 de la patente australiana, otorgada, completa No. 736582. El aparato 50 de la Figura 4 opera en la misma forma que el aparato correspondiente de la Figura 6 de la patente australiana, completa, otorgada No. 736582, que opera con la excepción de que dos mezclas monoméricas separadas, a saber las contenidas dentro de los depósitos 13a y 13b pueden contribuir con el polímero que se forma en el tubo 2. La patente australiana, completa, otorgada No. 736582 debe por lo tanto ser referido para los detalles de operación del aparato 50, que es común en la operación del aparato de las Figura 6 de la patente australiana, completa, otorgada No. 736582. La unidad 52 de mezclado del aparato 50 es diferente a la tapa 12 del aparato correspondiente de la Figura 6 de la patente australiana, completa, otorgada No. 738562, ya que permite que la composición de la mezcla monomérica entre en el tubo 2 para variar del 100% del depósito 13a a 100% del depósito 13b y cualquier mezcla entre ellos. Con el propósito de producir una guía luminosa correspondiente a la guía luminosa 40 que tiene una concentración variable de partículas 20 difusoras a lo largo de su longitud, uno de los depósitos, por ejemplo, el depósito 13a contiene una mezcla monomérica que no incluye partículas 20 difusoras, y el otro depósito, a saber el depósito 13b contiene una mezcla monomérica que incluye una concentración relativamente alta de partículas 20 difusoras. Para la formación de una longitud de la guía luminosa 40 que incluye partículas 20 difusoras, la unidad 52 de mezclado se ajusta para que la velocidad de flujo de la mezcla monomérica del depósito 13b con relación a la del depósito 13a sea tal que se encuentre presente la concentración apropiada de partículas 20 difusoras dentro del núcleo 12 de polímero, el cual está contenido dentro del tubo 2 del aparato 50. Las longitudes de la guía luminosa 40 que no contienen partículas 20 difusoras y por lo tanto corresponden a las regiones 44 de la Figura 2, se forman al ajustar la tapa 12 para que la mezcla monomérica del depósito 13b se impedido de entrar en el tubo 2. En las guías luminosas 40 hechas sin regiones 44 de dispersión, el depósito 13a puede contener una baja concentración de partículas 20 difusoras mejor que cero concentración. El aparato de las Figuras 7-9 de la patente australiana, otorgada, completa No. 736582 se puede modificar en una forma similar al reemplazar cada depósito 12 con depósitos 13a y 13b, en una manera similar a la descrita antes con relación a la Figura 4 de presente especificación para producir un aparato correspondiente que es adecuado para la formación de la guía luminosa 40. Las guías luminosas de las diferentes modalidades de la presente invención se pueden formar de materiales que dan como resultado guías luminosas de una flexibilidad variable que varían de una varilla rígida a ser altamente flexible. Otra modalidad de la presente invención se relaciona con una guía luminosa que tiene una flexibilidad que varía a lo largo de su longitud. Tal guía luminosa se puede producir con el uso del aparato descrito antes con relación a la Figura 4 de la presente especificación. Los depósitos 13a y 13b se llenan con diferentes mezclas monoméricas que tienen la capacidad de producir polímeros correspondientes de flexibilidades distintas. Al ajusfar apropiadamente la unidad 52 de mezclado, la porción relativa de cada una de las mezclas monoméricas de los depósitos 13a y 13b que contribuyen con el polímero formado dentro del tubo 2 se puede variar para ajusfar la flexibilidad del polímero resultante. Con el fin de formar una guía luminosa estándar con una flexibilidad a lo largo de su longitud (opuesto a la guía luminosa de dispersión lateral), los depósitos 13a y 13b se llenan con mezclas monoméricas que no contienen perlas 20 difusoras. Con el fin de formar una guía luminosa 10 de la Figura 1, con una flexibilidad que varía a lo largo de su longitud, la mezcla monomérica de ambos depósitos 13a y 13b necesitan incluir partículas 20 difusoras. Sin embargo, con el fin de formar una guía luminosa 40 de la Figura 2, la mezcla monomérica de uno de los depósitos 13a y 13b no deben incluir perlas 30 difusoras, o alternativamente la concentración de partículas 20 difusoras dentro de la mezcla monomérica debe ser mucho menor que la concentración de las partículas difusoras en la mezcla monomérica del otro depósito. El material de las partículas 20 difusoras puede seleccionarse para que su densidad sea similar o incluso la misma que la densidad de la solución del monómero, la cual a su vez se polimeriza para formar la matriz 18 de polímero. La selección asegura que se reduzca al mínimo el establecimiento de las partículas 20 difusoras durante la polimerización de la matriz 18 del polímero. Se puede emplear un reflector en un extremo de la guía luminosa que es opuesto al extremo que está iluminado para reflejar la luz de regreso y aumentar la brillantez de este extremo de la guía luminosa. Este empleo del reflector también tiende a mejorar la uniformidad de la luz dispersada lateral. Como alternativa, la guía luminosa se puede iluminar desde ambos extremos. La guía luminosa 40 de dispersión lateral se puede acoplar con una guía luminosa estándar, en donde la guía luminosa transmite luz a la guía luminosa de dispersión lateral y la guía luminosa 40 de dispersión lateral emite la luz transmitida a través de las paredes de la guía luminosa de dispersión lateral. La guía luminosa de dispersión lateral se puede acoplar con una guía luminosa estándar mediante varias técnicas en las que se incluyen adhesivos transparentes, como pegamento curado por UV y epóxidos ópticos. En otra modalidad, el aditivo de dispersión de luz está en la forma de un líquido que es inmiscible con la mezcla monomérica utilizada para producir el núcleo de polímero. El líquido inmiscible tiene un índice de refracción cercado al índice de refracción de la matriz 18 de polímero y la densidad del líquido inmiscible está cercana a la de la mezcla monomérica. Una vez que el núcleo se ha polimerizado, el líquido inmiscible se mantiene como una pluralidad de gotítas de líquido distribuidas dentro del núcleo.

Métodos para formar las modalidades de guía luminosa de la presente invención. La formación de guías luminosas que no incluyen partículas 20 difusoras dentro del núcleo 12 de polímero se detalla en la patente australiana, completa, otorgada No. 736582, con fecha de prioridad del 18 de mayo de 1998. Las modalidades de las guías luminosas de dispersión lateral de la presente invención se forman al modificar adecuadamente los métodos señalados en la sección de "Descripción Detallada de la Invención", de la patente australiana, completa, otorgada No. 736582. Los métodos señalados en la sección "Descripción Detallada de los Dibujos" de la patente australiana, completa, otorgada No. 736582 se incorporan aquí como referencia de la presente especificación. La modificación involucra la adición de partículas 20 difusoras a la mezcla de monómeros, agentes de reticulación multifuncionales, estabilizadores/absorbedores UV, e iniciadores señalados en la patente australiana, completa, otorgada No. 736582. Los monómeros, los agentes de reticulación multifuncionales y los iniciadores se seleccionan de las alternativas señaladas en la sección de "Descripción Detallada de los Dibujos" de la patente australiana, otorgada, completa No. 736582. Las partículas 20 difusoras se agregan a la mezcla antes mencionada. Con el uso de este método, las partículas 20 difusoras se agregan al núcleo 12 de polímero como parte del proceso de polimerización de la mezcla de monómeros, los agentes de reticulación multifuncionales, estabilizadores/absorbedores de UV e iniciadores. Como se mencionó antes, esto es contrario a las guías luminosas de dispersión lateral referidas en la sección "Antecedentes de la Invención" de la presente especificación.

APLICACIONES Las guías luminosas de dispersión lateral son útiles pero son están limitadas a las siguientes aplicaciones: 1) Para iluminar gabinetes de refrigeración. Como se mencionó en la sección de "Antecedentes de la invención", de la presente invención, las guías luminosas de dispersión lateral no calientan los gabinetes como la mayoría de la iluminación convencional, y no tiene efectos adversos en la eficiencia de operación del gabinete de refrigeración. 2) Con el uso de un LED o una lámpara como fuente de luz, guías luminosas de dispersión lateral que se pueden utilizar para reemplazar la iluminación tradicional de edificios. 3) Publicidad 4) Decoraciones, incluyendo iluminación navideña. 5) Iluminación de seguridad, la fuente de luz de una guía luminosa de dispersión lateral de la presente invención se puede retirar del espacio en donde será encendida por la guía luminosa. 6) Iluminación vehicular incluyendo iluminación externa e interna. 7) Iluminación de carreteras incluyendo iluminación asociada con mantenimiento de carreteras. 8) Iluminación temporal, por ejemplo barreras temporales. 9) Iluminación guiada o direccional 10) Aplicaciones que requieren una combinación de luminarias de extremo e iluminación lateral. 11) Pantallas, cubiertas de monitores y pantallas de proyección. 12) Iluminación de caracterización para arquitectura y decoración. 13) Reemplazo de tubos de neón y reemplazo de señales de neón . 14) Distribución de luz de día acoplada con la guía luminosa. 15) Ropa, calzado y otras prendas.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Una guía luminosa de dispersión lateral caracterizada porque comprende: un núcleo de polímero transparente; un recubrimiento de transmisión óptica que rodea el núcleo y en contacto con los lados del núcleo, el recubrimiento tiene un índice de refracción más bajo que el índice de refracción del núcleo; y partículas difusoras transparentes distribuidas dentro del núcleo, las partículas difusoras tienen: una reflectancia trasera baja; baja absorbencia; una densidad cercana a la densidad de una mezcla monomérica utilizada para formar el núcleo; y un índice de refracción cercano al índice de refracción del núcleo; en donde la concentración de las partículas difusoras está arreglada para dispersar la luz dentro del núcleo, para que por lo menos cierta luz pase a través del recubrimiento para ser emitida desde la guía luminosa.

2. La guía luminosa de dispersión de luz de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada porque las partículas difusoras producen una alta razón de dispersión hacia delante y hacia atrás de luz.

3. La guía luminosa de dispersión de luz de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque las partículas difusoras son partículas de polímero reticulado.

4. La guía luminosa de dispersión de luz de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque las partículas difusoras y el núcleo de polímero están formados de materiales de polímero relacionados.

5. La guía luminosa de dispersión de luz de conformidad con la reivindicación 4, caracterizada porque las partículas difusoras y el núcleo de polímero están formados de metacrilato de metilo.

6. La guía luminosa de dispersión de luz de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque las partículas difusoras están en forma de partículas no poliméricas.

7. La guía luminosa de dispersión de luz de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque las partículas difusoras están en forma de partículas encerradas en una matriz de polímero que no son disueltas por una mezcla monomérica utilizada para producir el núcleo de polímero.

8. La guía luminosa de dispersión de luz de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque las partículas difusoras están en forma de cuentas moldeadas por inyección, gránulos, hojas o varillas.

9. La guía luminosa de dispersión de luz de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la concentración de partículas difusoras está arreglada para lograr el perfil deseado de emisión de luz.

10. La guía luminosa de dispersión de luz de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la concentración de partículas difusoras está arreglada para lograr regiones con una dispersión lateral más alta de luz y regiones con una dispersión lateral más baja de luz.

11. La guía luminosa de dispersión de luz de conformidad con la reivindicación 10, caracterizada porque las regiones con una baja dispersión lateral de luz no tienen esencialmente ninguna región de dispersión lateral.

12. La guía luminosa de dispersión de luz de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la concentración de las partículas difusoras varía de acuerdo con una longitud de dispersión requerida.

13. La guía luminosa de dispersión de luz de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la concentración de las partículas difusoras aumenta en forma exponencial a lo largo de una longitud de la guía luminosa de dispersión lateral.

14. La guía luminosa de dispersión de luz de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la concentración de las partículas difusoras varia para lograr una dispersión lateral esencialmente uniforme a lo largo de una longitud de la guía luminosa de dispersión lateral.

15. La guía luminosa de dispersión de luz de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque las partículas difusoras tienen un tamaño entre 0.01 micrómetros y 200 micrómetros.

16. La guía luminosa de dispersión de luz de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque las partículas difusoras tienen un tamaño entre 5 micrómetros y 50 micrómetros.

17. La guía luminosa de dispersión de luz de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la densidad de las partículas difusoras es igual a la densidad de una mezcla monomérica utilizada para formar el núcleo.

18. La guía luminosa de dispersión de luz de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la guía luminosa es flexible.

19. La guía luminosa de dispersión de luz de conformidad con la reivindicación 18, caracterizada porque la flexibilidad varía a lo largo de la longitud de la guía luminosa.

20. La guía luminosa de dispersión de luz de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la guía luminosa es rígida.

21. La guía luminosa de dispersión de luz de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el núcleo es P MA.

22. La guía luminosa de dispersión de luz de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el núcleo es una mezcla polimerizada de MMA y CR39.

23. La guía luminosa de dispersión de luz de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el recubrimiento de polímero ópticamente transmisor es transparente.

24. La guía luminosa de dispersión de luz de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el recubrimiento de polímero ópticamente transmisor es translúcido.

25. La guía luminosa de dispersión de luz de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el recubrimiento de polímero ópticamente transmisor es PTFE.

26. Un método para fabricar una guía luminosa de dispersión lateral, que tiene un núcleo de polímero, por moldeo de polimerización, caracterizado porque incluye las etapas de: producir una mezcla monomérica de por lo menos un monómero y un iniciador; agregar partículas difusores a la mezcla monomérica, las partículas difusoras tienen una baja reflexión trasera, baja absorbencia, una densidad cercana a la densidad del núcleo, y un índice de refracción cercano al índice de refracción del núcleo; llenar un tubo de moldeo de polímero de bajo índice de refracción con la mezcla monomérica que contiene las partículas difusoras; y presionar y calentar la longitud completa del tubo de moldeo de polímero bajo condiciones apropiadas para iniciar y mantener la polimerización de la mezcla, para que el material final del núcleo sea un polímero sólido con un contenido de cantidades y distribuciones controladas de partículas difusoras.

27. El método de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado porque la etapa de producir una mezcla monomérica incluye agregar agentes de reticulación multifuncionales y/o estabilizadores/absorbedores de UV.

28. El método de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado porque las partículas difusoras producen una alta proporción de dispersión delantera a trasera de luz.

29. El método de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado porque incluye la etapa de seleccionar una concentración de las partículas difusoras para lograr la emisión deseada de luz de dispersión lateral sobre una longitud deseada.

30. El método de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado porque además incluye la etapa de variar una concentración de las partículas difusoras sobre una longitud de la guía luminosa para lograr el perfil deseado de emisión de luz.

31. El método de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado porque además incluye la etapa de aumentar en forma exponencial una concentración de partículas difusoras sobre una longitud de la guía luminosa para lograr un perfil de emisión de luz esencialmente constante.

32. El método de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado porque además incluye la etapa de variar una distribución de las partículas difusoras para así controlar una fracción de la luz de entrada que es emitida en cualquier punto o zona a lo largo de la guía luminosa para proporcionar niveles da-iluminación de diseño.

33. El método de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado porque las partículas difusoras se agregan a la mezcla monomérica en forma de partículas sueltas o partículas en una suspensión líquida.

34. El método de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado porque las partículas difusoras se agregan a la mezcla monomérica en forma de partículas que no se disuelven por la mezcla monomérica.

35. El método de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado porque las partículas difusoras se agregan a la mezcla monomérica en forma de partículas encerradas en una matriz de polímero que no se disuelven por la mezcla monomérica.

36. El método de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado porque las partículas difusoras se agregan en la mezcla monomérica en forma de cuentas moldeadas por inyección, gránulos, hojas o varillas.

37. El método de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado porque las partículas difusoras se forman de gotas de un líquido que es inmiscible con la mezcla monomérica utilizada para formar el núcleo, y es transparente después de la etapa de presurizar y calentar.

38. El método de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado porque incluye las etapas de producir una primera mezcla monomérica con partículas difusoras a una primera concentración y una segunda mezcla monomérica con partículas difusoras a una segunda concentración, y en donde la etapa de llenado incluye variar una admezcla de la primera y segunda mezclas monoméricas para variar una concentración de partículas difusoras sobre una longitud de la guía luminosa para lograr un perfil deseado de la emisión de luz.

39. El método de conformidad con la reivindicación 38, caracterizado porque la segunda concentración de las partículas difusoras es cero.

40. Un sistema de despliegue de luz, caracterizado porque comprende: una guía luminosa de dispersión lateral que comprende un núcleo de polímero transparente, un recubrimiento de polímero ópticamente transmisor que rodea el núcleo y está en contacto con los lados del núcleo, el recubrimiento tiene un índice de refracción más bajo que el índice de refracción del núcleo; y partículas difusoras transparentes distribuidas dentro del núcleo, las partículas difusoras tienen una baja reflectancia, baja absorbencia, una densidad cercana a la densidad del núcleo y un índice de refracción cercano al índice de refracción del núcleo, en donde una concentración de la partículas difusoras está arreglada para dispersar la luz dentro del núcleo para que por lo menos cierta luz pase a través del recubrimiento a ser emitida por la guía luminosa; y una fuente de luz que dirige la luz hacia un extremo de la guía luminosa.

41. El sistema de despliegue de luz de conformidad con la reivindicación 40, caracterizado porque además comprende una guía luminosa no dispersora de luz acoplada con la guía luminosa de dispersión lateral.

42. El sistema de despliegue de luz de conformidad con la reivindicación 40, caracterizado porque la concentración de las partículas difusoras en la guía luminosa de dispersión lateral está arreglada para producir una dispersión lateral de luz en regiones de dispersión y para reducir al mínimo la dispersión lateral de luz en otras regiones.

43. El sistema de despliegue de luz de conformidad con la reivindicación 40, caracterizado porque además comprende una fuente de luz en cada extremo de la guía luminosa, que dirige la luz dentro de cada extremo de la guía luminosa.

44. El sistema de despliegue de luz de conformidad con la reivindicación 40, caracterizado porque además comprende un reflector en un extremo de la guía luminosa opuesto a la fuente de luz.

45. El sistema de despliegue de luz de conformidad con la reivindicación 40, caracterizado porque la concentración de partículas difusoras aumenta en forma exponencial a lo largo de la longitud de la guía luminosa de dispersión de luz.

46. Un sistema de iluminación para un gabinete de refrigeración caracterizado porque comprende: una guía luminosa de dispersión lateral que comprende un núcleo de polímero transparente, un recubrimiento de polímero ópticamente transmisor que rodea al núcleo y en contacto con los lados del núcleo, el recubrimiento tiene un índice de refracción más bajo que el índice de refracción del núcleo, y partículas difusoras transparentes distribuidas dentro del núcleo, las partículas difusoras tienen baja reflexión trasera, baja absorbencia, una densidad cercana a la densidad del núcleo, en donde la concentración de las partículas difusoras está arregladas para dispersar la luz dentro del núcleo, para que por lo menos cierta luz pase a través del recubrimiento para ser emitida desde la guía luminosa; y una fuente de luz para dirigir la luz hacia un extremo de la guía luminosa; en donde la fuente de luz está ubicada en forma externa al gabinete de refrigeración y la concentración de las partículas difusoras en la guía luminosa de dispersión lateral está arreglada para producir la despliegue lateral de luz en regiones de despliegue dentro del gabinete de refrigeración y para reducir al mínimo la dispersión lateral de luz en otras regiones.

47. Un aparato para producir una guía luminosa de dispersión lateral, caracterizado porque comprende: por lo menos un depósito que aloja una mezcla monomérica producida de por lo menos un monómero, un iniciador y partículas difusoras transparentes, las partículas difusoras transparentes tienen: una baja ref lectancia ; baja absorbencia; una densidad cercana a la densidad de la mezcla monomérica utilizada para formar el núcleo; un recipiente de reacción que aloja un tubo de polímero de bajo índice de refracción, el cual se puede llenar con la mezcla monomérica; un medio de presión que se puede conectar con el tubo de polímero para aplicar presión al tubo antes y después de llenar el tubo con la mezcla monomérica; un fluido controlado por temperatura, que puede circular a través del recipiente de reacción para así controlar la temperatura dentro del recipiente de reacción; una bomba para circular el fluido; y un medio de control de temperatura para ajustar la temperatura del fluido.

48. El aparato de conformidad con la reivindicación 47, caracterizado porque además comprende por lo menos un segundo depósito que aloja la mezcla monomérica producida de por lo menos un monómero, un iniciador y partículas difusoras a una concentración diferente a la del primer depósito, y una unidad de mezclado que permite la composición de la mezcla monomérica en el tubo para que pueda variar entre 100% de la mezcla monomérica del primer depósito a 100% de la mezcla monomérica del segundo depósito.

49. El aparato de conformidad con la reivindicación 47, caracterizado porque la concentración diferente es cero.