ES2773285T3 - Fibra óptica plástica de iluminación y procedimiento para fabricarla - Google Patents

Fibra óptica plástica de iluminación y procedimiento para fabricarla Download PDF

Info

Publication number
ES2773285T3
ES2773285T3 ES14858109T ES14858109T ES2773285T3 ES 2773285 T3 ES2773285 T3 ES 2773285T3 ES 14858109 T ES14858109 T ES 14858109T ES 14858109 T ES14858109 T ES 14858109T ES 2773285 T3 ES2773285 T3 ES 2773285T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
optical fiber
illumination
fiber
plastic optical
coating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES14858109T
Other languages
English (en)
Inventor
Hironobu Maeda
Ryuichi Kamei
Shinji Sato
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toray Industries Inc filed Critical Toray Industries Inc
Application granted granted Critical
Publication of ES2773285T3 publication Critical patent/ES2773285T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/02Optical fibres with cladding with or without a coating
    • G02B6/02033Core or cladding made from organic material, e.g. polymeric material
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0005Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being of the fibre type
    • G02B6/001Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being of the fibre type the light being emitted along at least a portion of the lateral surface of the fibre
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29DPRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D11/00Producing optical elements, e.g. lenses or prisms
    • B29D11/00663Production of light guides
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01DMECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/08Melt spinning methods
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01FCHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F6/00Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
    • D01F6/02Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D01F6/08Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds from polymers of halogenated hydrocarbons
    • D01F6/12Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds from polymers of halogenated hydrocarbons from polymers of fluorinated hydrocarbons
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01FCHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F6/00Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
    • D01F6/28Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from copolymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D01F6/36Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from copolymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds comprising unsaturated carboxylic acids or unsaturated organic esters as the major constituent
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/04Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings formed by bundles of fibres
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2027/00Use of polyvinylhalogenides or derivatives thereof as moulding material
    • B29K2027/12Use of polyvinylhalogenides or derivatives thereof as moulding material containing fluorine
    • B29K2027/14PVF, i.e. polyvinyl fluoride
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2033/00Use of polymers of unsaturated acids or derivatives thereof as moulding material
    • B29K2033/04Polymers of esters
    • B29K2033/12Polymers of methacrylic acid esters, e.g. PMMA, i.e. polymethylmethacrylate

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Ophthalmology & Optometry (AREA)
  • Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
  • Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
  • Multicomponent Fibers (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)

Abstract

Fibra óptica plástica de iluminación, que comprende una resina clara de un núcleo y una resina clara de un revestimiento, y que ilumina desde una superficie lateral de la fibra, en la que la resina clara de dicho revestimiento es un polímero obtenido polimerizando un ingrediente de polimerización que contiene el 90 5 % o más en peso de fluoruro de vinilideno, caracterizada por que el revestimiento tiene un grado de cristalización del 45 % al 52 %.

Description

DESCRIPCIÓN
Fibra óptica plástica de iluminación y procedimiento para fabricarla
SECTOR TÉCNICO
La presente invención se refiere a una fibra óptica plástica de iluminación y a un procedimiento para fabricar la fibra; y a un haz de fibras ópticas plásticas de iluminación, un dispositivo de iluminación de fibra óptica, un sensor de fibra óptica, una lámina de fibra óptica, una tela de fibra óptica y un tejido de fibra óptica, en cada uno de los cuales se utiliza la fibra óptica.
ESTADO DE LA TÉCNICA ANTERIOR
En cualquier fibra óptica plástica utilizada para transmisión óptica, un núcleo (capa interior) y un revestimiento (capa exterior), cada uno fabricado de una resina clara, están fabricados generalmente de forma de círculos realmente concéntricos. En una fibra óptica plástica que tiene dicha estructura, la luz radiada desde uno de los extremos de la fibra experimenta repetidamente reflexión total en un límite de fase entre el núcleo y el revestimiento, para ser transmitida eficientemente al otro extremo. De este modo, la fibra óptica plástica se utiliza de manera efectiva como, por ejemplo, un endoscopio para uso médico, o un elemento de transmisión de luz de iluminación para industria y automóviles. Cualquiera de estos elementos se utiliza como un medio para transmitir luz radiada desde un extremo al otro, sin fugas de luz por el camino. Sin embargo, si se puede hacer que este medio funcione como un radiador lineal provocando que se fugue luz desde el centro (superficie lateral) del medio en la dirección longitudinal del mismo, se puede desarrollar la utilización del medio para, por ejemplo, iluminaciones interiores y exteriores, alternativas para luminosos de neón o pantallas eléctricas y otros elementos decorativos, y también para sensores. Así, una fibra óptica plástica para iluminación lateral propuesta es, por ejemplo, un cable de fibra óptica de iluminación lateral en el que está formada una capa de difusión de luz como una capa exterior a un núcleo y un revestimiento (por ejemplo, ver los documentos de Patente 1 y 2). Sin embargo, la formación de la capa de difusión de luz hace que el cable de fibra óptica de iluminación lateral tenga un diámetro exterior grande, y hace además que el cable tenga mucha elasticidad. Por consiguiente, permanecen los problemas de que el cable es pobre en su naturaleza de curvado, y no se construye ni manipula fácilmente para un uso específico.
Al mismo tiempo, como fibra óptica plástica para iluminación lateral en la que se utiliza un medio diferente a cualquier capa de difusión de luz, por ejemplo, se propone lo siguiente: una fibra óptica plástica de iluminación en la que todo el revestimiento o una zona deseada de un revestimiento desde el que debería escapar luz está cristalizado (ver, por ejemplo, el documento de Patente 3). Esta técnica es una técnica de aplicación de un tratamiento de calor húmedo a todo el revestimiento o a una zona deseada de un revestimiento que debería iluminar, bajo condiciones de calor húmedo para cristalizar la totalidad, o la zona deseada, selectivamente. Sin embargo, el revestimiento descrito en la especificación de la misma tiene una característica de iluminación pobre.
Se propone asimismo una fibra óptica plástica con fuga de luz lateral, en la que un núcleo tiene una forma en sección transversal no circular, y un revestimiento tiene una sección transversal de forma realmente circular (ver, por ejemplo, el documento de Patente 4). Sin embargo, la fibra óptica tiene los problemas de que su sección de iluminación es una zona parcial, de tal modo que la iluminación desde la misma es débil y, además, esta fibra tiene, según una dirección a lo largo de la cual se observa la fibra óptica, una zona que no ilumina. Se propone además, por ejemplo, una fibra óptica que tiene una zona de exposición formada de tal modo que el revestimiento se elimina para dejar el núcleo al descubierto (ver, por ejemplo, el documento de Patente 5). Sin embargo, esta fibra óptica tiene los problemas de que la zona de exposición hace que la fibra óptica plástica tenga una resistencia mecánica pobre y proporciona una iluminación desigual. El documento de Patente 6 da a conocer una fibra óptica plástica que consiste en un polímero sustancialmente transparente, como material de núcleo, y un polímero que comprende esencialmente fluoruro de vinilideno y que tiene un índice de refracción menor que el material del núcleo, como material de funda. El grado de cristalización del material de funda varía del 5 al 50 % y el material de funda consiste en un copolímero que tiene una cantidad de copolimerización del 60 al 95 % molar de fluoruro de vinilideno y una copolimerización del 5 al 40 % molar de tetrafluoroetileno.
DOCUMENTOS DE LA TÉCNICA ANTERIOR DOCUMENTOS DE PATENTE
Documento de Patente 1: publicación a inspección pública de patente japonesa (JP-A) número H05-341125.
Documento de Patente 2: JP-A número H06-331830
Documento de Patente 3: JP-A número H06-118236
Documento de Patente 4: JP-A número H09-258028
Documento de Patente 5: JP-A número 2006-039287
Documento de Patente 6: JP-A número H07-063927
CARACTERÍSTICAS DE LA INVENCIÓN
PROBLEMAS A RESOLVER MEDIANTE LA INVENCIÓN
Por lo tanto, un objetivo de la presente invención es dar a conocer una fibra óptica plástica de iluminación desde la que se emita luz homogéneamente en la dirección longitudinal de la fibra.
SOLUCIONES A LOS PROBLEMAS
Para alcanzar el objetivo, la presente invención es una fibra óptica plástica de iluminación según se define mediante la reivindicación 1, y un procedimiento de fabricación de fibra óptica plástica de iluminación según se define mediante la reivindicación 3.
RESULTADOS DE LA INVENCIÓN
La presente invención da a conocer una fibra óptica plástica de iluminación desde la que se emite luz homogéneamente en la dirección longitudinal; y un haz de fibras ópticas plásticas de iluminación, un dispositivo de iluminación de fibra óptica, un sensor de fibra óptica plástica, una lámina de fibra óptica, una tela de fibra óptica y un tejido de fibra óptica, en cada uno de los cuales se utiliza la fibra óptica.
MODO PARA LLEVAR A CABO LA INVENCIÓN
La fibra óptica plástica de la presente invención tiene una estructura de dos capas, fabricada de una resina clara de un núcleo (capa interior) y de una resina clara de un revestimiento (capa exterior). El perfil en sección transversal de la misma es una sección circular.
En la presente invención, ejemplos de la resina clara utilizada para el núcleo incluyen polimetilmetacrilato (PMMA), cualquier copolímero que contenga metacrilato de metilo como ingrediente principal, poliestireno, policarbonato, poliorganosiloxano (silicona) y norborneno. De estos ejemplos, el polimetilmetacrilato es una resina particularmente preferente para la fibra óptica desde el punto de vista de la transparencia, del índice de refracción, de las propiedades de flexión y de la resistencia térmica.
La resina clara utilizada para el revestimiento tiene que ser un polímero que se obtenga polimerizando un ingrediente de polimerización que contenga un 90 % o más en peso de fluoruro de vinilideno y que tenga un grado de cristalización del 45 % al 52 %.
Ejemplos del ingrediente de polimerización que contiene el 90 % o más en peso de fluoruro de vinilideno incluyen fluoruro de vinilideno simple, fluoruro de vinilideno/tetrafluoroetileno, fluoruro de vinilideno/tetrafluoroetileno/hexafluoropropileno, fluoruro de vinilideno/hexafluoroacetona y cualquier otro ingrediente de polimerización a partir del cual se sintetice un copolímero que contenga fluoruro de vinilideno. En el copolímero, el fluoruro de vinilideno como ingrediente de copolimerización es sometido a conversión de peso. El polímero mencionado anteriormente es, en particular, preferentemente un polímero obtenido polimerizando un ingrediente de polimerización que contiene el 95 % o más en peso de fluoruro de vinilideno.
En caso de utilizar, como revestimiento, el polímero obtenido polimerizando un ingrediente de polimerización que contiene un 90 % o menos en peso de fluoruro de vinilideno, la fibra óptica resultante tiene un efecto de difusión de luz pequeño que disminuye, por lo tanto, el efecto de iluminación lateral. Por lo tanto, se ve perjudicada la función de iluminación de la fibra óptica.
Si el grado de cristalización es menor del 45 %, la fibra óptica tiene un efecto pequeño de difusión de la luz que disminuye, por lo tanto, el efecto de iluminación lateral. Si el grado de cristalización es mayor del 52 %, el efecto de difusión de la luz es grande pero la longitud utilizable de la fibra se hace demasiado corta y, por lo tanto, inadecuada para su uso práctico.
El grado de cristalización está comprendido preferentemente entre el 46 y el 50 % desde el punto de vista del efecto de iluminación lateral y de la funcionalidad de la fibra óptica.
Cuando estas resinas se combinan entre sí para el núcleo y el revestimiento, es necesario realizar una combinación en la que el índice de refracción de la resina utilizada para el núcleo sea mayor que el de la utilizada para el revestimiento.
En relación con los respectivos índices de refracción del núcleo y del revestimiento, es preferente establecer una apertura numérica (N. A) representada por la expresión (1) en el intervalo de 0,45 a 0,65, ambos incluidos.
La apertura numérica teórica de la fibra óptica se indica mediante la utilización de una diferencia en el índice de refracción entre el núcleo y el revestimiento, representada por la siguiente expresión.
Apertura numérica = ((índice de refracción del núcleo)2 -(índice de refracción del primer revestimiento)2)172
(1)
Para las fibras ópticas plásticas que se han utilizado hasta ahora en la práctica, en las que el PMMA se transforma en un núcleo, la apertura numérica de las mismas es de 0,45 a 0,65. Cuando la apertura numérica teórica de una fibra óptica que se va a fabricar se hace consistente con su apertura numérica, la fibra puede mantener su compatibilidad con fuentes de luz, elementos luminosos y otros elementos periféricos que se han utilizado en la práctica del mismo modo.
El grosor de la capa de revestimiento de la fibra está comprendido preferentemente entre 3,0 pm y 15,0 pm, más preferentemente entre 4,0 pm y 12,0 pm.
Si el grosor es menor que 3,0 pm, no se puede generar una reflexión total en el límite de fases entre el núcleo y el revestimiento, de tal modo que la fibra óptica ilumina desde una superficie lateral de la misma y, por lo tanto, la longitud utilizable de la fibra se acorta, lo que es inadecuado para el uso práctico. Además, se deteriora la flexibilidad de la fibra. Si el grosor es mayor de 15,0 pm, se absorbe mucha luz en el revestimiento incluso cuando se utiliza el polímero mencionado anteriormente con un grado de cristalización alto. Por lo tanto, se reduce el efecto de iluminación lateral de la fibra óptica, de tal modo que se genera irregularidad luminosa.
Sobre el revestimiento utilizado en la fibra óptica plástica de la presente invención, en general, el valor del índice de fusión (en adelante, el índice se puede abreviar como MFR (melt flow rate)) del mismo cambia, preferentemente de 5 g/10 minutos a 100 g/10 minutos (condiciones: temperatura de 230 °C, carga de 3,8 kg, diámetro de orificio de 2 mm y longitud de 8 mm). El MFR está comprendido, en particular, preferentemente entre 10 g/10 minutos y 60 g/10 minutos. Cuando el MFR se ajusta en el intervalo de 10 g/10 minutos a 100 g/10 minutos, se facilita la extrusión y se hace que el hilado avance suavemente. Al ajustar el MFR en el intervalo de 10 g/10 minutos a 100 g/10 minutos, la capa de revestimiento se puede formar con un grosor homogéneo mientras que la capa puede mantener una adhesión apropiada a la capa del núcleo. Por lo tanto, se puede restringir la variación en el diámetro exterior de la fibra óptica plástica.
A continuación se describirá un ejemplo de un procedimiento de fabricación de la fibra óptica plástica de iluminación de la presente invención.
La fibra óptica plástica de iluminación de la presente invención se puede fabricar fácilmente mediante un procedimiento de hilado conjugado a través de un hilador conjugado de núcleo-funda. En relación con cualquier fibra óptica hilada mediante este método de hilado conjugado, la forma en sección de su núcleo y la de su revestimiento se pueden hacer completamente iguales entre sí en cualquier sección transversal en la dirección longitudinal de la fibra óptica. Por consiguiente, la fibra óptica de la presente invención puede iluminar homogéneamente desde toda la dirección longitudinal de la fibra.
Para hacer la iluminación aún más homogénea, es preferente que la expresión descrita a continuación sea cumplida por la temperatura (T) del hilado en estado de fusión conjugado en un hilado en estado de fusión conjugado para el núcleo y el revestimiento, en el momento del hilado conjugado, y por la velocidad de descarga (W) del polímero del revestimiento.
280 < T/W < 1500 (2)
T es la temperatura (°C) para el hilado; y
W es la velocidad de descarga (g/minuto) del polímero del revestimiento.
Si la proporción T/W es mayor de 1500, la diferencia en viscosidad entre el núcleo y el revestimiento hace irregular el límite de fases, de tal modo que la reflectividad de la luz, la capacidad de absorción y la difusividad de la fibra óptica se hacen irregulares en la dirección longitudinal. Por lo tanto, la fibra óptica tiende a reducir su efecto de iluminación lateral y, por lo tanto, a tener una característica de iluminación desigual.
Al mismo tiempo, si la proporción T/W es menor que 280, la fibra óptica reduce su efecto de iluminación lateral incluso cuando se utiliza un polímero con un alto grado de cristalización. De este modo, la característica de iluminación de la fibra óptica tiende a ser desigual en la dirección longitudinal de la fibra.
Es particularmente preferente que se cumpla lo siguiente:
300 < T/W < 1000
A continuación, para mejorar las propiedades mecánicas del material producido por el hilado, el material es sometido a un proceso ordinario de extensión para extenderlo de 1,2 a 3 veces. De este modo, se produce una fibra óptica plástica. La fibra óptica plástica de la presente invención tiene normalmente un diámetro exterior de 0,1 mm a 3 mm. Es aconsejable seleccionar adecuadamente el diámetro exterior en función del propósito de la fibra. El diámetro exterior es preferentemente de 0,25 mm a 1,5 mm desde el punto de vista de la manejabilidad, y similares.
La fibra óptica plástica de iluminación de la presente invención es una fibra óptica de iluminación lateral adecuada para uso decorativo para iluminación, indumentaria y otros; para iluminaciones industriales y domésticas; y para diversos sensores para usos industriales, médicos y ambientales, y similares. La fibra óptica se utiliza en el estado de luz radiante en una de las superficies extremas de la fibra, para fugarse desde una superficie lateral de la fibra. De este modo, se iluminan lugares interiores o exteriores, se aclara la forma o la presencia de un objeto, o se muestra cualquier destino o dirección. Además, la fibra óptica se utiliza para diversas decoraciones o iluminaciones, u otras, o se utiliza para un sensor para detectar cualquiera de temperatura, presión y otras.
La fibra óptica plástica de la presente invención se utiliza generalmente en forma de una lámina, o como uno o varios haces de fibras ópticas obtenidos (cada uno) disponiendo varias líneas de fibra óptica en condición de haz. Ejemplos de la "condición de haz" incluyen la condición en que las líneas de la fibra óptica plástica están tan sólo reunidas, la condición en que las líneas están trenzadas en forma de cable o en forma de cordón o de cuerda, la condición en que las líneas en paralelo en una lámina están rodeadas, la condición en que las líneas de fibra reunidas están adicionalmente reunidas y agrupadas, y la condición en que están trenzadas entre sí. El número de haces de fibras ópticas se selecciona a discreción. El número puede seleccionarse y modificarse apropiadamente de acuerdo con el objetivo de los haces. El número de líneas de la fibra óptica plástica utilizadas en cada uno de los haces varía, por ejemplo, de 5 a 200.
En cuanto a dichos haces de fibras ópticas, es preferente utilizar los haces como un producto reunido, obtenido simplemente reuniendo dos o más de estos haces a su vez entre sí. Es más preferente dividir líneas de la fibra óptica plástica en haces en varios grupos, y trenzar estos haces entre sí en un número de trenzado de 1 a 20 por metro. Los haces de fibras ópticas plásticas que tienen dicha estructura pueden realizar, mediante micro-curvado, una mejora adicional en la eficiencia de iluminación de las líneas de fibra óptica plástica, y los haces se pueden presentar como un aparato de iluminación de alto brillo.
El haz de fibras ópticas de la presente invención se puede introducir en un tubo transparente o se puede recubrir con una resina clara para protección. El material del tubo transparente es, por ejemplo, un material plástico transparente blando o flexible, coloreado o no. Un ejemplo específico del material incluye resina de cloruro de vinilo, resina acrílica, resina de policarbonato, resina de poliéster, resina de acetato de polivinilo y resina de copolímero de etilvinilacetato. A estos ingredientes principales se puede añadir apropiadamente un material secundario, tal como un plastificante o un coadyuvante.
La fibra óptica plástica de iluminación de la presente invención se utiliza en el estado en que una fuente de luz está conectada a, por lo menos, uno de los extremos de la fibra. Ejemplos preferentes de la fuente de luz en la presente invención incluyen una lámpara de haluro de metal, una lámpara de xenón, una lámpara de mercurio de alta presión y un LED, cada uno de los cuales tiene un brillo particularmente elevado. De acuerdo con el objetivo de la fibra óptica, lo siguiente se puede cambiar apropiadamente: si se monta, o no, en la fuente de luz un reflector y una lente; la forma de la lámpara; el consumo de potencia de la misma; y otros.
La fibra óptica plástica de la presente invención se puede utilizar como un sensor para varios tipos de medición, tales como temperatura y presión, o una medición ambiental tal como amoníaco, humedad, oxígeno, un alcano, vapor de gasolina y similares.
La fibra óptica plástica de la presente invención se puede utilizar como una lámina, una tela y un tejido, o se puede utilizar como un sensor sensible a la presión o como decoración.
La lámina de fibra óptica se forma disponiendo líneas de la fibra óptica en una forma como un plano, y pegando o fusionando las líneas entre sí.
Cuando la fibra óptica se utiliza como una tela, se conoce una tela de fibra óptica obtenida utilizando la fibra óptica como la urdimbre, y entrelazando la fibra óptica de tal modo que líneas de la fibra óptica están sostenidas por líneas de hilo y líneas de hebras de la trama dispuestas entre las líneas de fibra óptica. La tela de fibra óptica puede ser, además de dicha tela, un tejido de fibra óptica obtenido tejiendo la fibra óptica de tal modo que se utilizan líneas de la fibra óptica como monofilamentos y además las líneas de fibra óptica están soportadas por tejido de urdimbre. Es aconsejable utilizar, como la fibra óptica de la tela o tejido, la fibra óptica mencionada anteriormente y utilizar, como el hilo que sostiene la fibra óptica, un hilo con menor denier y más flexible que la fibra óptica. Es preferente utilizar, para el hilo, una fibra sintética que sea fácilmente ajustable en características de denier y mecánicas. Sin embargo, es permisible utilizar fibra natural, fibra regenerada o fibra semisintética además de cualquier fibra sintética. Ejemplos de fibra sintética incluyen fibras sintéticas basadas en olefina; fibras sintéticas de poliamida alifática, siendo el nailon un ejemplo típico de las mismas; y fibras sintéticas de poliéster, siendo el tereftalato de polietileno (PET) un ejemplo típico de las mismas.
Ejemplos
A continuación, la presente invención se describirá en mayor detalle por medio de ejemplos de la misma, donde los siguientes ejemplos 5 a 7 no forman parte del procedimiento de la invención, según se define mediante la reivindicación 3. Se realizaron evaluaciones mediante los procedimientos siguientes:
• Iluminación lateral de fibra: como fuente de luz se utilizó una lámpara halógena (12 V, 100 W), y se midió la iluminación de la superficie de una fibra óptica con una longitud de ensayo de 5 m a intervalos de 1 m en la dirección de la longitud de la fibra, utilizando un iluminómetro, "T-1M", fabricado por la firma Minolta Co., Ltd.
• Se midió la iluminación lateral de cada uno de cuatro puntos en la dirección circunferencial de la fibra, que estaban localizados a una separación de un metro desde la fuente de luz para la fibra. La diferencia entre el máximo de los valores medidos y el mínimo de los mismos se definió como una variación en la iluminación lateral, y la variación se utilizó como un índice de irregularidad luminosa.
• Grado de cristalización: a partir de una fibra óptica, se rebajó una capa de revestimiento como superficie de la fibra óptica, y se utilizó un aparato de difracción de rayos X, "D8 DISCOVER p HR Hybrid", fabricado por la firma Bruker AXS GmbH, para medir el grado de cristalización mediante un procedimiento de difracción de rayos X de gran ángulo.
• Número de ciclos de curvado: se aplicó una carga de 500 g a uno de los extremos de una fibra, y la fibra fue soportada por un mandril con un diámetro de 20 mm. Utilizando su punto de soporte como un punto central, el otro extremo de la fibra se curvó continuamente a un ángulo de 90°. Se midió el número de veces de curvatura hasta la rotura de la fibra (el promedio de valores medidos 5 veces (n = 5)).
• Índice de fusión (MFR): de acuerdo con los estándares industriales japoneses JIS K7210 (1999), se midió la cantidad inyectada desde una tobera durante 10 minutos bajo las condiciones siguientes: temperatura de 230 °C, carga de 3,8 kg, diámetro de la tobera de 2 mm y longitud de la tobera de 8 mm.
• Índice de refracción: se midió el índice de refracción de cada uno de un núcleo y un revestimiento, en una atmósfera de una temperatura ambiente de 25 °C, utilizando un refractómetro Abbe (DR-M2, fabricado por Atago Co., Ltd.) como equipo de medición.
• Diámetro del núcleo y grosor del revestimiento: utilizando un pequeño microscopio de medición (STM6, fabricado por Olympus Corporation) como instrumento de medición, se midió el diámetro de un núcleo y el grosor de un revestimiento, en una atmósfera de una temperatura ambiente de 25 °C.
En ejemplos de trabajo y ejemplos comparativos, las sustancias que constituyen su núcleo y su revestimiento se describen a continuación:
• PMMA: polimetilmetacrilato;
• VDF: fluoruro de vinilideno; y
• TFE: tetrafluoroetileno.
[Ejemplo 1]
Como material de revestimiento, se suministró a un hilador conjugado un homopolímero de VDF (índice de refracción 1,42) con la composición mostrada la tabla 1. Además, como material del núcleo se utilizó Pm Ma (índice de refracción: 1,492) producido mediante polimerización continua a granel, para suministrarse al hilador conjugado con el fin de formar un núcleo y un revestimiento mediante hilado en estado de fusión conjugado núcleo-funda a una temperatura de 220 °C. De este modo, se produjo una fibra óptica plástica que tuvo un diámetro de fibra de 1000 pm (diámetro del núcleo: 980 pm, y grosor del revestimiento: 10,0 pm).
La fibra óptica plástica así producida se evaluó mediante los procedimientos de evaluación mencionados anteriormente. Los resultados se muestran en las tablas 2 y 3. Según las tablas 2 y 3, la fibra óptica fue apropiada tanto en iluminación lateral como en la capacidad de curvado en ciclos, y fue asimismo apropiada en variación del iluminación lateral.
[Ejemplos 2 a 6]
Los respectivos grosores de revestimiento de estos ejemplos se modificaron tal como se muestra en la tabla 1 (sin embargo, los respectivos diámetros de fibra en los mismos se unificaron completamente a 1000 pm). Del mismo modo que el ejemplo 1 excepto el cambio, se produjeron fibras ópticas plásticas. Estas fibras ópticas plásticas se evaluaron del mismo modo que en el ejemplo 1, y los resultados se muestran en las tablas 2 y 3.
Los ejemplos 2 a 4 y 6 de la presente invención fueron apropiados tanto en iluminación lateral como en la capacidad de curvado en ciclos. Sin embargo, en cuanto al ejemplo 5, la variación de la iluminación lateral fue grande, y por lo tanto se observó irregularidad luminosa de la fibra.
[Ejemplo 7]
Se produjo una fibra óptica plástica bajo las mismas condiciones que en el ejemplo 6, excepto que la temperatura en el momento del hilado en estado de fusión conjugado del núcleo-funda se modificó a 240 °C. Esta fibra óptica plástica se evaluó mediante los procedimientos de evaluación mencionados anteriormente, y los resultados se muestran en las tablas 2 y 3.
[Ejemplo 8]
Se fabricó una fibra óptica plástica mediante el mismo procedimiento de fabricación que en el ejemplo 1, excepto que la composición del material de revestimiento se modificó tal como se muestra en la tabla 1. La fibra óptica plástica se evaluó mediante los procedimientos de evaluación mencionados anteriormente, y los resultados se muestran en las tablas 2 y 3. Tal como se comprende a partir de las tablas 2 y 3, este ejemplo fue apropiado en la iluminación lateral, la variación de la iluminación lateral y la capacidad de curvado en ciclos.
[Ejemplo comparativo 1]
Se fabricó una fibra óptica plástica mediante el mismo procedimiento de fabricación que en el ejemplo 1, excepto que la composición del material de revestimiento se modificó tal como se muestra en la tabla 1. La fibra óptica plástica se evaluó mediante los procedimientos de evaluación mencionados anteriormente, y los resultados se muestran en la tabla 2. Tal como se comprende a partir de la tabla 2, este ejemplo tuvo una iluminación lateral pobre y asimismo una mala capacidad de curvado en ciclos.
[Ejemplos comparativos 2 y 3]
Se modificaron las composiciones respectivas de sus materiales de revestimiento y los grosores respectivos de los mismos, tal como se muestra en la tabla 1 (sin embargo, los respectivos diámetros de fibra se unificaron completamente a 1000 pm). Del mismo modo que en el ejemplo 1 excepto el cambio, se produjeron fibras ópticas plásticas. Estas fibras ópticas plásticas se evaluaron mediante los mismos procedimientos que en el ejemplo 1, y los resultados se muestran en la tabla 2. Tal como se comprende a partir de la tabla 2, estos ejemplos tuvieron una iluminación lateral pobre, y el ejemplo comparativo 3 tuvo asimismo una mala capacidad de curvado en ciclos. [Ejemplo comparativo 4]
Se produjo una fibra óptica plástica bajo las mismas condiciones que en el ejemplo 6, excepto que la temperatura en el momento del hilado en estado de fusión conjugado del núcleo-funda se modificó a 250 °C. Esta fibra óptica plástica se evaluó mediante los procedimientos de evaluación mencionados anteriormente, y los resultados se muestran en la tabla 2. Tal como se comprende a partir de la tabla 2, este ejemplo tuvo una iluminación lateral pobre y asimismo una mala capacidad de curvado en ciclos.
Figure imgf000008_0001
[Tabla 2
Figure imgf000009_0001
T l
Figure imgf000009_0002

Claims (9)

REIVINDICACIONES
1. Fibra óptica plástica de iluminación, que comprende una resina clara de un núcleo y una resina clara de un revestimiento, y que ilumina desde una superficie lateral de la fibra, en la que la resina clara de dicho revestimiento es un polímero obtenido polimerizando un ingrediente de polimerización que contiene el 90 % o más en peso de fluoruro de vinilideno, caracterizada por que el revestimiento tiene un grado de cristalización del 45 % al 52 %.
2. Fibra óptica plástica de iluminación, según la reivindicación 1, en la que el revestimiento tiene un grosor de 3,0 pm a 15,0 pm.
3. Procedimiento de fabricación de la fibra óptica plástica de iluminación según la reivindicación 1 o 2, que comprende: someter una resina clara que va a ser un núcleo y una resina clara que va a ser un revestimiento, a hilado en estado de fusión conjugado, en el que la temperatura (T) para el hilado en estado de fusión conjugado y la velocidad de descarga (W) del polímero del revestimiento cumplen una relación representada por la siguiente expresión (1):
280 < T/W < 1500 [(2 C x min)/g] (1)
T es la temperatura (°C) para el hilado; y
W es la velocidad de descarga (g/minuto) del polímero del revestimiento por línea de la fibra.
4. Haz de fibras ópticas plásticas de iluminación, que comprende una serie de líneas agrupadas de la fibra óptica plástica de iluminación según la reivindicación 1 o 2.
5. Dispositivo de iluminación de fibra óptica, que comprende la fibra óptica plástica de iluminación según la reivindicación 1 o 2, y una fuente de luz conectada, por lo menos, a un extremo de la fibra óptica plástica.
6. Sensor de fibra óptica, que comprende, por lo menos en una parte del mismo, la fibra óptica plástica de iluminación según la reivindicación 1 o 2.
7. Lámina de fibra óptica, que comprende, por lo menos en una parte de la misma, la fibra óptica plástica de iluminación según la reivindicación 1 o 2.
8. Tela de fibra óptica, que comprende, por lo menos en una parte de la misma, la fibra óptica plástica de iluminación según la reivindicación 1 o 2.
9. Tejido de fibra óptica, que comprende, por lo menos en una parte del mismo, la fibra óptica plástica de iluminación según la reivindicación 1 o 2.
REFERENCIAS CITADAS EN LA DESCRIPCIÓN
Esta lista de referencias citada por el solicitante es únicamente para mayor comodidad del lector. No forman parte del documento de la Patente Europea. Incluso teniendo en cuenta que la compilación de las referencias se ha efectuado con gran cuidado, los errores u omisiones no pueden descartarse; la EPO se exime de toda responsabilidad al respecto.
Documentos de patentes citados en la descripción
• JP H05341125 A JP H09258028A
• JP H06331830 A JP 2006039287 A
• JP H06118236A JP H07063927A
ES14858109T 2013-11-01 2014-10-23 Fibra óptica plástica de iluminación y procedimiento para fabricarla Active ES2773285T3 (es)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013227887 2013-11-01
PCT/JP2014/078175 WO2015064459A1 (ja) 2013-11-01 2014-10-23 照光プラスチック光ファイバ、およびその製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2773285T3 true ES2773285T3 (es) 2020-07-10

Family

ID=53004066

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES14858109T Active ES2773285T3 (es) 2013-11-01 2014-10-23 Fibra óptica plástica de iluminación y procedimiento para fabricarla

Country Status (9)

Country Link
US (1) US9772443B2 (es)
EP (1) EP3064970B1 (es)
JP (1) JP6520122B2 (es)
KR (1) KR102163370B1 (es)
CN (1) CN105705973B (es)
ES (1) ES2773285T3 (es)
PL (1) PL3064970T3 (es)
TW (1) TWI623782B (es)
WO (1) WO2015064459A1 (es)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6633294B2 (ja) * 2015-05-13 2020-01-22 株式会社Shindo 光ファイバー経編地、及びそれを用いた装飾品
JP6690404B2 (ja) * 2016-05-25 2020-04-28 東レ株式会社 照光プラスチック光ファイバライトガイドおよびその製造方法
TWI843720B (zh) * 2018-03-13 2024-06-01 小池康 一體成型多重光傳送片、一體成型多重光傳送片連接器及其製造方法
JP7348641B2 (ja) * 2019-12-03 2023-09-21 株式会社住田光学ガラス 光ファイバ照明装置
CN111399111A (zh) * 2020-03-30 2020-07-10 四川汇源塑料光纤有限公司 一种用于织布的塑料光纤
CN111578217A (zh) * 2020-05-15 2020-08-25 深圳市闪耀智联科技有限公司 光纤编织网
JP2022137474A (ja) * 2021-03-09 2022-09-22 三菱ケミカル株式会社 織物用光ファイバ、光ファイバ織物、光ファイバ編物、及び光ファイバ照明装置

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5342260B2 (es) * 1973-11-22 1978-11-10
EP0183853B1 (en) * 1984-05-30 1993-08-11 Mitsubishi Rayon Co., Ltd. Plastic fiber having optical transmission properties
DE3814295A1 (de) * 1988-04-28 1989-11-09 Hoechst Ag Lichtwellenleiter
JP2522274Y2 (ja) * 1991-10-14 1997-01-08 株式会社田村屋 装飾繊維生地
JPH0596095A (ja) * 1991-10-14 1993-04-20 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光熱源加熱器
JPH05341125A (ja) 1992-06-10 1993-12-24 Asahi Chem Ind Co Ltd 側面発光用ケーブル及び構造体
JPH06118236A (ja) 1992-10-02 1994-04-28 Mitsubishi Rayon Co Ltd 照光プラスチック光ファイバおよびその製造法
DE4304291A1 (de) * 1993-02-12 1994-08-18 Hoechst Ag Cycloolefincopolymere mit niedriger Schmelzeviskosität und niedriger optischer Dämpfung
JP3208222B2 (ja) 1993-05-19 2001-09-10 旭化成株式会社 側面発光用ケーブル
JP3559295B2 (ja) * 1993-08-24 2004-08-25 三菱レイヨン株式会社 プラスチック光ファイバ及びその製法
FR2714147B1 (fr) * 1993-12-17 1996-02-09 Andre Bernasson Fibre optique à éclairage latéral.
US5737472A (en) * 1993-12-17 1998-04-07 Audio-Images S.A.R.L. Optical fiber with multiple point lateral illumination
JPH09258028A (ja) 1996-03-26 1997-10-03 Toray Ind Inc 側面漏光プラスチック光ファイバ
WO2002023229A2 (en) * 2000-09-15 2002-03-21 First Quality Fibers, Llc Apparatus for manufacturing optical fiber made of semi-crystalline polymer
JP2005292668A (ja) * 2004-04-02 2005-10-20 Fuji Photo Film Co Ltd プラスチック光ファイバの製造方法
JP3924603B2 (ja) 2004-07-28 2007-06-06 福井県 光ファイバ及びそれを備えた布帛並びにその加工方法及び装置
JP2006317844A (ja) * 2005-05-16 2006-11-24 Three M Innovative Properties Co 側面発光型光ファイバー及び発光装置
WO2008032724A1 (fr) * 2006-09-14 2008-03-20 Toray Industries, Inc. Film À guide d'ondes optique
US8023789B2 (en) * 2006-09-28 2011-09-20 Mitsubishi Rayon Co., Ltd. Plastic optical fiber cable and method of signal transmission using the same
WO2010113639A1 (ja) * 2009-03-31 2010-10-07 東レ株式会社 プラスチック光ファイバおよびプラスチック光ファイバコード
JP5419815B2 (ja) * 2009-07-10 2014-02-19 積水化学工業株式会社 光ファイバー及びその製造方法
CA2784387C (en) * 2009-12-18 2016-10-04 Dow Global Technologies Llc Plastic optical fiber comprising cyclic block copolymer
JP2014085554A (ja) * 2012-10-24 2014-05-12 Sumitomo Electric Ind Ltd 光ケーブル

Also Published As

Publication number Publication date
CN105705973A (zh) 2016-06-22
PL3064970T3 (pl) 2020-06-01
US9772443B2 (en) 2017-09-26
TW201523048A (zh) 2015-06-16
JP6520122B2 (ja) 2019-05-29
HK1221020A1 (zh) 2017-05-19
EP3064970A4 (en) 2017-05-31
JPWO2015064459A1 (ja) 2017-03-09
US20160259125A1 (en) 2016-09-08
KR20160079778A (ko) 2016-07-06
CN105705973B (zh) 2020-06-23
EP3064970B1 (en) 2019-12-04
KR102163370B1 (ko) 2020-10-08
WO2015064459A1 (ja) 2015-05-07
EP3064970A1 (en) 2016-09-07
TWI623782B (zh) 2018-05-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2773285T3 (es) Fibra óptica plástica de iluminación y procedimiento para fabricarla
KR102595472B1 (ko) 의료기기 조명용 플라스틱 광섬유 및 그것을 사용한 의료기기 조명
JP6690404B2 (ja) 照光プラスチック光ファイバライトガイドおよびその製造方法
JP7290106B2 (ja) プラスチック光ファイバおよびプラスチック光ファイバコード
KR102150292B1 (ko) 연질 선상 발광체, 및 그 제조 방법
JP2021086057A (ja) 照光プラスチック光ファイバとその製造方法、照光プラスチック光ファイババンドル、光ファイバ照光装置、光ファイバセンサー、光ファイバシート、光ファイバ織物、光ファイバ編物、プラスチック光ファイバコードおよび医療用機器
AU2798799A (en) Optical fiber and illumination device
JP3208222B2 (ja) 側面発光用ケーブル
JP2023149651A (ja) プラスチック光ファイバ
HK1221020B (zh) 投光塑料光纤及其制造方法
JP7812176B2 (ja) プラスチック光ファイバ
JP2022137474A (ja) 織物用光ファイバ、光ファイバ織物、光ファイバ編物、及び光ファイバ照明装置
JP7468302B2 (ja) 照光プラスチック光ファイバおよび照光プラスチック光ファイバコード
JPH0675118A (ja) 側面発光用ケーブル
JP2023003953A (ja) 照明装置
JP2022037400A (ja) 光ファイバ
KR101028088B1 (ko) 광 파이프 및 이를 구비한 조명장치
JP2025135946A (ja) 先端に凸面を有する光ファイバ
JP4928760B2 (ja) 光伝送体及び該光伝送体を使用した照明装置
KR101000059B1 (ko) 광 파이프 및 이를 구비한 조명장치
KR20090132277A (ko) 광 파이프 및 이를 구비한 조명장치
TWM434220U (en) Light guiding device
JP2003240978A5 (es)