WO2012143584A1 - Recubrimiento transmisor de radiacion electromagnetica - Google Patents

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    • C09D5/004—Reflecting paints; Signal paints

Definitions

  • the present invention falls within the lighting sector. Although it is extensive for its application to the signage industry or by application of Ultraviolet C to sterilize in the hospital medical field.
  • JP 11038232 describes a transparent resin with particles intended to create a diffusing layer on a light screen, sifting it, achieving the effect that produces for example an acid or glazed glass sheet.
  • coatings formed by layers of paint designed to transmit and diffuse light radiation are not known.
  • the present invention proposes a solution to illuminate an object, through a new coating whose physical-optical properties allow it to create a diopter formed by the coating and the air that allows to transmit a radiation of light and diffuse it from the surface of the painted object.
  • a light source (2) After applying this coating (1) (figure 1) on an object (5) (figure 1), so that it illuminates, a light source (2) will be activated (figure 1) that transmits the radiation to the interior (3) (figure 1) of the coating.
  • This source of electromagnetic radiation can have a wavelength range from 50 micrometers (infrared) to 200 nanometers (ultraviolet).
  • the coating will consist of at least one paint layer of polymeric base material, silicone, polyurethane, fiberglass, aerobic polymer, acrylic resin, polyester, vinyl or epoxy, with a light permeability greater than 80% and with a refractive index between 1.2 and 1.9.
  • the diopter formed by the coating and the air allows the critical angle of reflection not to be exceeded.
  • the diffusion (4) (figure 1) of the exterior light can be achieved with different coating characteristics.
  • the modification of surface roughness from 10 to 300 micrometers acts by generating a change in the radiation exit angle, exceeding the critical index of refraction and thereby varying the amount of diffused light.
  • diffusion abroad can be achieved by anisotropy of the coating, generated by the addition of micro or nano particles (6) (figure 4), of nitrides, carbides, oxides such as silicon oxide, titanium, zirconium, cerium, metal salts, and halogenated derivatives, since the addition of these components modify the physical-optical properties of the coating such as the refractive index, the reflection index, the attenuation and the light permeability. Causing that part of the light transmitted through the interior of the coating changes its angle of refraction and diffuses to the outside (4) ( Figure 1, 2, 3,4 and 5).
  • Another way to vary the coating index is the inclusion of charges or additives such as AsGa, KH 2 P0 4 , KD 2 P0 4 or L ⁇ Ta0 3 , whose refractive values change when an electric field is applied.
  • charges or additives such as AsGa, KH 2 P0 4 , KD 2 P0 4 or L ⁇ Ta0 3 , whose refractive values change when an electric field is applied.
  • Versions of this coating are provided in which conventional reflective paint layers (7) are incorporated ( Figure 2).
  • This layer is between the object to be coated (5) (figure 2) and the transmitter layer (8) (figure 2) in order to improve the efficiency of the light source transmission. In turn, this layer avoids the physical-optical discontinuities of the base object, homogenizing it to a known value.
  • the reflective paint layer (9) (figure 3) is located on the outside of the coating, in order to minimize diffusion losses in those areas where you do not want to illuminate.
  • the coating is applied in at least one layer on the object that we want to illuminate using conventional painting techniques, both manual or industrialized, such as: rollers, brush, spray, spray gun, curtain or electrodeposition.
  • Figure 1 Coating of one or several layers of paint (1), radiation emitting source (2), transmitted radiation conducted inside the coating (3), radiation diffusing the coating (4) outside, object to be illuminated ( 5).
  • Figure 2 Radiation transmitted or conducted inside the coating (3), radiation diffusing outside the coating (4), object to be illuminated (5), reflective paint layer (7), acrylic paint layer (8).
  • Figure 3 Radiation transmitted or conducted inside the coating (3), radiation diffusing outside the coating (4), object to be removed (5), acrylic paint layer with micro or nano particles (8) and paint layers reflective (9).
  • Figure 4 Coating of one or several layers of paint (1), radiation transmitted or conducted inside the coating (3), radiation diffusing outside the coating (4), nano or micro particles included in the paint (6) , reflective paint layer (7), acrylic paint layer with micro or nano particles (11) and silicone-based paint layer (12).
  • Figure 5 coating of one or several layers of paint (1), radiation emitting source (2), radiation diffusing outside the coating (4), TAC medical equipment. (10)
  • the described embodiment comprises a coating (1) ( Figure 4 and 5) that transmits electromagnetic radiation more specifically in its ultraviolet C range. This radiation has known sterilizing effects.
  • This coating is applied on a computerized axial tomography (T.A.C.) device (figures 4 and 5), whose complex geometry and difficult access requires an effective sterilization method.
  • T.A.C. computerized axial tomography
  • a first layer of conventional reflective paint (7) ( Figure 4) is applied by means of a spray gun, such as a white paint formulated with anatase titanium dioxide given its high reflection index. This allows the surface of the object to be homogenized and in turn minimizes radiation attenuation.
  • a second layer of acrylic-based transmitter paint (11) is applied ( Figure 4) due to its rapid drying with a light transmission greater than 90% and with a characteristic refractive index of 1.49.
  • This second layer of paint is formulated with micro particles of metal oxides such as cerium oxides. Causing that part of the light transmitted through the interior of the coating affects the micro particles (6) (figure 4) changing its angle of refraction and diffuses to the outside (4) (figures 4 and 5).
  • a third layer of a silicone-based paint (12) (figure 4) with a light transmission greater than 60% and a characteristic refractive index of less than 1.4 is applied.
  • the diopter formed by the second and third layers will allow a refractive index jump structure to be formed for radiation guidance.
  • Ultraviolet radiation is transmitted along a zigzag path (3) (figure 4). And its diffusion will be the result of the anisotropy of the second layer of paint created with the addition of metal oxide particles.

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Abstract

La presente invención consiste en un recubrimiento compuesto por al menos una capa de pintura transmisora. Estas capas de pintura generan un dioptrio con el aire pudiendo ajustar su índice de refracción en función de su composición y acabado superficial. La aplicación de una fuente de luz sobre un objeto pintado con este recubrimiento, generará la iluminación de su superficie, independientemente de su geometría. La presente invención se encuadra en los sectores de la iluminación, señalética y medio hospitalario.

Description

TRANSMISIÓN DE LUZ A TRAVÉS DE UN NUEVO RECUBRIMIENTO
Sector de la técnica
La presente invención se encuadra dentro del sector de la iluminación. Si bien es extensivo por su aplicación a la industria de la señalética o mediante aplicación de Ultravioleta C para esterilizar en el campo médico hospitalario.
Antecedentes de la invención
Son conocidos diferentes sistemas de transmisión de luz basados en fibra óptica ya sea en su forma convencional o en forma de lámina, obtenidos industrialmente mediante una preforma de fibra óptica que posteriormente sufre un proceso de estirado destinadas a transmitir diferentes rangos del espectro electromagnético. La patente JP 11038232 describe una resina transparente con partículas destinada a crear una capa difusora sobre una pantalla de luz, tamizando ésta, consiguiendo el efecto que produce por ejemplo una lámina de cristal al ácido o glaseada. No se conocen antecedentes de recubrimientos formados por capas de pintura ideados para transmitir y difundir la radiación lumínica.
Objeto de la invención
Poder iluminar cualquier superficie independientemente de su geometría, aplicando un nuevo recubrimiento formado al menos por una capa de pintura transmisora de la luz. Lo cual permitiría por ejemplo iluminar las paredes de un quirófano, mobiliario, electrodomésticos o paneles publicitarios. Descripción de (a invención
Existen numerosas aplicaciones donde se hace preciso iluminar determinadas superficies, ya sea con fines decorativos, de señalización u otros. La presente Invención propone una solución para iluminar un objeto, a través de un nuevo recubrimiento cuyas propiedades físico-ópticas le permitan crear un dioptrio formado por el recubrimiento y el aire que permita transmitir una radiación de luz y difundirla desde la superficie del objeto pintado.
Tras aplicar este recubrimiento (1) (figura 1) sobre un objeto (5) (figura 1), para que ilumine, se activará una fuente de luz (2) (figura 1) que transmite la radiación al interior (3) (figura 1) del recubrimiento. Esta fuente de radiación electromagnética puede tener un rango de longitud de onda desde los 50 micrómetros (infrarrojo) hasta los 200 nanómetros (ultravioleta).
El recubrimiento estará formado por al menos una capa de pintura de material base polimérico, silicona, poliuretano, fibra de vidrio, polímero aerifico, resina acrílica, poliéster, vinilo o epoxi, con una permeabilidad lumínica mayor del 80% y con un índice de refracción entre 1,2 y 1,9.
Para que la radiación luminosa sea conducida por el interior del recubrimiento, el dioptrio formado por el recubrimiento y el aire, permite que no se supere el ángulo crítico de reflexión.
La difusión (4) (figura 1) de la luz al exterior se puede conseguir con diferentes características del recubrimiento. De un lado, la modificación de la rugosidad superficial de 10 a 300 micrómetros actúa generando un cambio en el ángulo de salida de la radiación, superando el índice crítico de refracción y variando con esto la cantidad de luz difundida. De otro lado la difusión al exterior se puede conseguir mediante la anisotropía del recubrimiento, generado mediante la adición de micro o nano partículas (6) (figura 4), de nitruros, carburos, óxidos como óxido de silicio, titanio, zirconio, cerio, sales metálicas, y derivados halogenados, ya que la adición de estos componentes modifican las propiedades físico-ópticas del recubrimiento como el índice de refracción, el índice de reflexión, la atenuación y la permeabilidad lumínica. Provocando que parte de la luz transmitida por el interior del recubrimiento cambie su ángulo de refracción y se difunda al exterior (4) (figura 1, 2, 3,4 y 5).
Otra forma prevista para variar el índice del recubrimiento consiste en la inclusión de cargas o aditivos como el AsGa, KH2P04, KD2P04 o L¡Ta03, cuyos valores de refracción cambian cuando se aplica un campo eléctrico.
Se han previsto versiones de este recubrimiento en la que se incorporan capas de pintura reflectante convencional (7) (figura 2). Esta capa está entre el objeto a recubrir (5) (figura 2) y la capa transmisora (8) (figura 2) al objeto de mejorar la eficiencia de la transmisión de la fuente de luz. A su vez, esta capa evita las discontinuidades físico-ópticas del objeto de base, homogeneizando éste a un valor conocido. Y otras versiones en las que la capa de pintura reflectante (9) (figura 3) está situada en el exterior del recubrimiento, al objeto de minimizar las pérdidas por difusión en aquellas zonas donde no se quiere iluminar.
El recubrimiento es aplicado en al menos una capa sobre el objeto que queremos iluminar mediante las técnicas convencionales de pintado, tanto manuales o industrializadas, como: rodillos, pincel, spray, pistola de pintado, cortina o electrodeposición.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS:
Para la mejor comprensión de cuanto queda descrito en la presente memoria, se acompañan unos dibujos en los que, tan sólo a título de ejemplo, se representa una imagen de la realización de pintura que transmite e irradia luz ultravioleta. Descripción figuras
Figura 1: Recubrimiento de una o varias capas de pintura (1), fuente emisora de radiación (2), radiación transmitida conducida en el interior del recubrimiento (3), radiación que difunde al exterior el recubrimiento (4), objeto a iluminar (5).
Figura 2: Radiación transmitida o conducida en el interior del recubrimiento (3), radiación que difunde al exterior del recubrimiento (4), objeto a iluminar (5), capa de pintura reflectante (7), capa de pintura acrílica (8).
Figura 3: Radiación transmitida o conducida en el interior del recubrimiento (3), radiación que difunde al exterior del recubrimiento (4), objeto a eliminar (5), capa de pintura acrílica con micro o nano partículas (8) y capas de pintura reflectante (9). Figura 4: Recubrimiento de una o varias capas de pintura (1), radiación transmitida o conducida en el interior del recubrimiento (3), radiación que difunde al exterior del recubrimiento (4), nano o micro partículas incluidas en la pintura (6), capa de pintura reflectante (7), capa de de pintura acrílica con micro o nano partículas (11) y capa de pintura con base de siliconas (12). Figura 5: recubrimiento de una o varias capas de pintura (1), fuente emisora de radiación (2), radiación que difunde al exterior del recubrimiento (4), equipo médico TAC. (10).
DESCRIPCIÓN DE UNA FORMA DE REALIZACIÓN PREFERIDA:
Se cita a modo de ejemplo una forma de realización preferida siendo independiente del objeto de la invención los materiales empleados en la fabricación de los componentes de la pintura, las capas que la forman y los métodos de aplicación y todos los detalles accesorios que puedan presentarse, siempre y cuando no afecten a su esencialidad.
La forma de realización descrita, comprende un recubrimiento (1) (figura 4y 5) transmisor de la radiación electromagnética más concretamente en su rango ultravioleta C. Esta radiación tiene conocidos efectos esterilizantes. Este recubrimiento es aplicado sobre un equipo de Tomografía Axial Computerizada (T.A.C.) (figuras 4 y 5), cuya geometría compleja y de difícil acceso precisa de un método de esterilización eficaz.
Primeramente se procede a la aplicación mediante una pistola de una primera capa de pintura reflectante convencional (7) (figura 4) como por ejemplo una pintura blanca formulada con dióxido de titanio anatasa dado su elevado índice de reflexión. Esto permite homogeneizar la superficie del objeto y a su vez minimiza la atenuación de la radiación. Tras su secado se aplica una segunda capa de pintura transmisora de base acrílica (11) (figura 4) por su rápido secado con una transmisión luminosa mayor del 90% y con un índice de refracción característico de 1,49. Esta segunda capa de pintura está formulada con micro partículas de óxidos metálicos como óxidos de cerio. Provocando que parte de la luz transmitida por el interior del recubrimiento incidencia en las micro partículas (6) (figura 4) cambiando su ángulo de refracción y se difunda al exterior (4) (figuras 4 y 5).
Por último se aplica una tercera capa de una pintura con bases de siliconas (12) (figura 4) con una transmisión luminosa mayor del 60% y un índice de refracción característico menor a 1,4. El dioptrio formado por la segunda y tercera capa permitirá conformar una estructura de salto de índice de refracción para el guiado de la radiación. La radiación ultravioleta se transmite siguiendo una trayectoria en zig-zag (3) (figura 4). Y su difusión será resultado de la anisotropía de la segunda capa de pintura creada con la adición de las partículas de óxidos metálicos. Una vez secado el recubrimiento, aplicaremos una fuente de luz ultravioleta C (2) (figura 5), de forma que esta radiación penetre en el interior de la segunda capa de pintura con lo que la radiación y sus efectos esterilizantes se transmitirán a lo largo del recubrimiento difundiendo (4) (figura 5) parte de ésta en toda la superficie del objeto.

Claims

REIVINDICACIONES:
Transmisión de radiación del rango infrarrojo al ultravioleta procedente de una fuente de luz externa a través de un recubrimiento caracterizada por estar constituido por un recubrimiento (1) que conduce la radiación electromagnética del rango de 50 micrómetros a 200 nanómetros por su interior, compuesto por al menos una capa de pintura de material base polimérico, silicona, poliuretano, fibra de vidrio, polímero acrílico, resina acrílica, poliéster, vinilo, epoxi o PET, con una permeabilidad lumínica mayor del 60% y con un índice de refracción entre 1,3 y 1,9. El dioptrio formado por el recubrimiento y el aire permite que no se supere el ángulo crítico de reflexión y que la radiación luminosa sea conducida por el interior del recubrimiento. La difusión de la luz al exterior se produce por presentar la capa de pintura una rugosidad superficial de 10 a 300 micrómetros que actúa generando un cambio en el ángulo de salida de la radiación, superando el índice crítico de reflexión.
Reivindicación dependiente de la 1 caracterizada por que la difusión al exterior se puede controlar mediante la anisotropía de la pintura generada mediante la adición de micro o nano partículas de nitruros, carburos, óxidos como óxido de silicio, óxido de titanio, óxido de zirconio, óxido de cerio, sales metálicas, y derivados haiogenados. Provocando que parte de la luz transmitida por el interior del recubrimiento cambie su ángulo de refracción y se difunda al exterior.
Reivindicación dependiente de la 1 y de la 2, caracterizada por comprender este recubrimiento (1) de una primera capa en contacto con el objeto (5) sobre el que se aplica el recubrimiento, de una pintura reflectante convencional (7). Reivindicación dependiente de la 1 a 2, caracterizada por comprender este recubrimiento (1) de una capa externa, de una pintura reflectante convencional (3) al objeto de disminuir las pérdidas de transmisión de la radiación. Reivindicación dependiente de la 1 a 2, caracterizada por que al menos una de las capas del recubrimiento (1) incluye cargas o aditivos de AsGa, KH2P04, KD2P04 o LiTa03, proporcionando propiedades de variación del índice de reflexión al aplicarle un campo eléctrico.
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