DE69832106T2

DE69832106T2 - Optische Übertragungsröhre, Verfahren zu deren Herstellung und lineares Beleuchtungssystem

Info

Publication number: DE69832106T2
Application number: DE69832106T
Authority: DE
Inventors: Hideo Higashimurayama-shi Sugiyama; Masato Kodaira-shi Sugimachi; Minoru Urawa-shi Ishiharada; Yasuhiro Kodaira-shi Morimura; Tatsuo Terahama; Hiroshi Higashimurayama-shi Fukuyama; Itsuo Sayama-shi Tanuma
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1997-04-24
Filing date: 1998-04-24
Publication date: 2006-07-20
Anticipated expiration: 2018-04-25
Also published as: DE69832106D1; EP0874191A3; EP1221628B1; DE69807564T2; EP0874191A2; US5982969A; EP1221628A2; EP1221628A3; EP0874191B1; DE69807564D1

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf eine optische Transmissionsröhre unter Verwendung eines röhrenförmigen transparenten Mantels und eines transparenten Kerns mit einem höheren Brechungsindex als jenem des Mantels sowie auf ein Verfahren zur Herstellung derselben. Vorzugsweise bezieht sie sich auf eine optische Transmissionsröhre, die ermöglicht, dass Licht aus einer seitlichen oder äußeren Oberfläche des Mantels austritt, sowie auf ein lineares Beleuchtungssystem mit verbesserter Wasserbeständigkeit, verbesserter Beständigkeit gegen Umwelteinflüsse sowie einem geringeren Energieverbrauch für die Ansteuerung.
Stand der Technik
Da optische Transmissionsröhren, die einen röhrenförmigen Mantel und einen Kern im Mantel mit einem höheren Brechungsindex als jenem des Mantels umfassen, im Allgemeinen so konzipiert sind, dass sie so viel Licht wie möglich vom einen Ende zum anderen Ende davon übertragen, ist nur eine geringe Luminanz nahe der seitlichen Oberfläche der Röhre verfügbar. Eine mögliche Maßnahme zur Steigerung der Luminanz an der Seitenfläche einer optischen Transmissionsröhre besteht darin, die innere Mantelschicht gewellt auszuführen, um Licht zu streuen. Diese Maßnahme kann aber nur insofern mit Schwierigkeiten im Verfahren zur Herstellung einer optischen Transmissionsröhre angewendet werden, das einen röhrenförmigen Mantel mit einer kernbildenden, polymerisierbaren Monomerflüssigkeit befüllt und die Flüssigkeit unter Druck setzt, um zu bewirken, dass das Monomer polymerisiert, da es möglich ist, dass der Mantel bricht.
Es kann auch angedacht werden, Streuungsteilchen im Kern zu dispergieren, um die Luminanz an der Seitenfläche einer optischen Transmissionsröhre zu steigern. Fachleute auf dem Gebiet der Technik könnten den Versuch unternehmen, die Streuungsteilchen in einer Monomerflüssigkeit zu dispergieren und danach zu polymerisieren und anschließend das Monomer zu verfestigen. Es stand aber noch nie ein Verfahren zum Zugeben von Streuungsteilchen zu einer Monomerflüssigkeit und Polymerisieren der Flüssigkeit in einer gesteuerten Weise zu Verfügung, so dass die Streu ungsteilchen in einem begrenzten Bereich verteilt sind, d.h. um am Ende der Polymerisierung eine reflektierende Schicht zu bilden.
US 4.733.332 steigert die Luminanz an der Seitenfläche einer optischen Transmissionsröhre durch Anhaften eines feinen Pulvers mit hohem Brechungsindex in einem Diffusionsmuster an der Außenfläche eines lichtübertragenden Stabs, der von einer transparenten Schutzröhre mit Abstand zwischen dem Stab und der Röhre umgeben ist.
EP-A-0 131 058 offenbart ein Verfahren für die Herstellung einer optischen Faser oder eines optischen Faserbündels, umfassend einen Kern, einen Mantel und ein Einbettungsmaterial. USA-4.806.289 beschreibt das Verfahren zur Herstellung eines hohlen Lichtleiters aus einem ringförmigen Kern, der zwischen dem Innen- und dem Außenmantel eingefügt ist. In beiden Dokumenten werden die Lichttransmissionsröhren/fasern mittels Extrusion hergestellt.
Bekannte Beleuchtungsvorrichtungen, die eine lineare Lichtemission über eine Länge von einigen Metern erzielen können, umfassen Neonröhren und Fluoreszenzröhren. Neon- und Fluoreszenzröhren erfordern hohe Spannungen, wobei es das Risiko von elektrischen Schlägen und Auslecken gibt. Sie können in Wasser und an Stellen, an die Regen oder Schnee gelangen kann, nicht verwendet werden. Da die Röhren aus Glas gebildet sind, können sie nicht an Stellen verwendet werden, in welchen durch die physikalische Kollision von Menschen oder Fahrzeugen ein Versagen der Glasröhren erwartet werden kann.
Werden Neonröhren und Fluoreszenzröhren in einer gebogenen Form verwendet, müssen die Glasröhren bis zur erwünschten Krümmung verarbeitet werden, wofür Facharbeiter erforderlich sind, was wiederum zu gesteigerten Kosten führt. Der Energieverbrauch von Neonröhren und Fluoreszenzröhren beträgt sogar einige zehn Watt pro Meter. Für den langzeitigen Betrieb müssen sie an einem Ort installiert werden, an welchem kommerzielle Energieversorgung verfügbar ist.
Zur Lösung dieser Probleme wurden optische Transmissionsröhren in der Form einer elastischen Röhre, die mit einer transparenten Kernflüssigkeit oder einem elastischen transparenten Polymer gefüllt ist, oder Stränge aus optischen Kunststofffasern vorgeschlagen. Das System umfasst eine Lichtquelle und eine optische Transmissionsröhre, die Licht aus einer Lichtquelle am einen Ende dieser aufnimmt. Die optische Transmissionsröhre ist so konzipiert, dass Licht von einer Seitenfläche der Röhre über eine Länge von einigen Metern austreten kann. Da die Lichtquelle von der Lichtaustrittsfläche weit entfernt sein kann, kann dieses System auch in Wasser, im Freien oder sogar in einer Umgebung mit dem Risiko von Explosionen verwendet werden. Das System zeigt kein Risiko eines Bruchs, eliminiert komplexe mühsame Aufgaben wie die Glasverarbeitung und kann leicht an einer erforderlichen Stelle zum Einsatz gebracht werden.
Diese optischen Transmissionsröhren stellen eine Lichtemission über eine Länge von einigen Metern bereit. Da die Wirksamkeit des Lichtaustritts an der Seitenfläche gering ist, ist eine Lichtquelle mit hoher Energie von etwa 50 bis 250 W erforderlich, um eine gesteigerte Luminanz zu bieten. Wird eine solche optische Transmissionsröhre im Wasser, im Freien oder in einer Umgebung, die das Risiko von Explosionen birgt, zum Zweck des Austretens von Seitenflächenlicht verwendet, so ist ein Mittel zum Schutz der Lichtquelle erforderlich. Daraus ergibt sich, dass die Lichtquelle in ihrer Größe verkleinert werden kann, und dass ihr Gehäuse beträchtlich begrenzt ist.
Ein Ziel der Erfindung besteht darin, eine neue und zweckdienliche optische Transmissionsröhre und/oder ein lineares Beleuchtungssystem bereitzustellen.
Ein bevorzugtes Ziel der Erfindung besteht darin, eine optische Transmissionsröhre bereitzustellen, die ein direktionales Austreten von Licht aus ihrer Seiten- oder Außenoberfläche mit hoher Luminanz ermöglicht.
Ein weiteres bevorzugtes Ziel der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung der optischen Transmissionsröhre bereitzustellen.
Noch ein anderes bevorzugtes Ziel der Erfindung besteht darin, ein lineares Beleuchtungssystem bereitzustellen, das im Wasser, an Stellen, wo es regnet oder schneit, oder in einer Umgebung, die das Risiko von Explosionen birgt, verwendet werden kann, wofür nur geringe Energie erforderlich ist, um ein ausreichendes Austreten von Seitenlicht zu erzeugen, und das so kompakt ist, dass es an einem erwünschten beliebigen Ort installiert werden kann.
In einem ersten Aspekt stellt die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer optischen Transmissionsröhre bereit, das einen Drei-Farben-Extruder mit drei Schneckenabschnitten verwendet, wie dies im Anspruch 1 dargelegt ist. Dem Extruder wird gleichzeitig von seinem Einlass aus ein Kernmaterial, ein Mantelmaterial und ein mit einem Weißpigment oder einem Streuungsmittel beladenes reflektierendes Material zugeführt. Das Kernmaterial wird zu einem zylindrischen Kern extrudiert. Das reflektierende Material wird zu einer streifenförmigen reflektierenden Schicht auf der Außenfläche des zylindrischen Kerns extrudiert. Das Mantelmaterial wird zu einem röhrenförmigen Mantel, der den Kern und den reflektierenden Streifen ummantelt, extrudiert, wodurch die optische Transmissionsröhre mit der streifenförmigen reflektierenden Schicht, die sich zwischen dem Mantel und dem Kern und in Längsrichtung des Mantels erstreckt, gebildet wird.
In der durch die Erfindung hergestellten optischen Transmissionsröhre ist die reflektierende Schicht zwischen dem Mantel und dem Kern angeordnet und erstreckt sich in die Längsrichtung des Mantels. Äußerst starkes Licht, das durch den Kern hindurchgeht und dadurch maximale Lichtqualität bereitstellt, wird durch die längliche, streifenförmige reflektierende Schicht reflektiert, und das reflektierte Licht tritt aus der Röhre durch eine Fläche der äußeren Oberfläche des Mantels, die der reflektierenden Schicht gegenüberliegt, aus. (Es ist anzumerken, dass das reflektierende Licht davon sehr schwach ist, da die Lichtmenge, die durch den Mantel hindurchgeht, gering ist.) Äußerst starkes Licht tritt aus der gegenüberliegenden äußeren Oberflächenfläche der Röhre mit einer hohen Richtwirkung und mit hoher Luminanz aus, wodurch ein hell erleuchteter Zustand etabliert wird. An der Stelle, an welcher die optische Transmissionsröhre angeordnet ist, ist die eine längliche Seitenfläche der Röhre hell erleuchtet. In einer Ausführungsform, worin die reflektierende Schicht aus Streuungsteilchen wie Silikonharzteilchen, Polystyrolharzteilchen oder Metalloxidteilchen besteht, erzeugt die Röhre einen Lichtaustritt mit hoher Luminanz und hoher Richtwirkung. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird eine Metallschicht oder eine reflektierende Beschichtung mit darin dispergierten Streuungsteilchen auf der Außenfläche des Mantels ausgebildet, so dass sie die reflektierende Schicht zwischen dem Mantel und dem Kern umgibt. Selbst wenn die reflektierende Schicht Defekte wie Nadelstiche aufweist, werden Licht, das durch die Defekte in der reflektierenden Schicht zur hinteren Seite davon austritt, und Licht, das seitlich aus der reflektierenden Schicht austritt, durch die reflektierende Schicht zur gegenüberliegenden Fläche reflektiert. Dadurch wird weiters die Luminanz des Lichts, das aus der gegenüberliegenden Fläche (gegenüber der reflektierenden Schicht) austritt, gesteigert, und der Lichtverlust wird beträchtlich gesenkt.
Das Verfahren der Erfindung kann sicherstellen, dass die streifenförmige reflektierende Schicht auf eine sehr einfache Art und Weise ausgebildet wird. Danach kann die optische Transmissionsröhre, die so adaptiert ist, dass sie Licht mit hoher Richtungswirkung und hoher Luminanz an ihrer einen Seitenfläche emittiert, leicht hergestellt werden.
In einem weiteren Aspekt stellt die Erfindung ein lineares Beleuchtungssystem bereit, das eine optische Transmissionsröhre umfasst, die gemäß der Erfindung hergestellt wird, eine Lichtquelle, die an zumindest ein Ende der optischen Transmissionsröhre in einer wasserdichten Weise gekoppelt ist, und ein Ansteuermittel, um die Lichtquelle zu betätigen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine fragmentierte axiale Querschnittsansicht eines Beispiels für eine optische Transmissionsröhre, die gemäß einer Ausführungsform der Erfindung hergestellt wurde.
2 ist ein radialer Querschnitt der optischen Transmissionsröhre der 1.
3 ist ein radialer Querschnitt ähnlich 2, nur dass hier eine optische Transmissionsröhre dargestellt ist, die gemäß einer weiteren Ausführungsform hergestellt wurde.
4 zeigt schematisch, und teilweise im Querschnitt, ein lineares Beleuchtungssystem gemäß der Erfindung.
5 und 6 zeigen optische Transmissionsröhren, die gemäß weiteren Ausführungsformen der Erfindung hergestellt wurden.
7 ist ein radialer Querschnitt einer optischen Transmissionsröhre mit einer reflektierenden Schutzschicht.
8 und 9 sind radiale Querschnitte der optischen Transmissionsröhren, die an verschiedenen Kanälen befestigt sind.
10 stellt ein Schild dar, an welchem das lineare Beleuchtungssystem der Erfindung angewendet ist.
11 zeigt das lineare Beleuchtungssystem der Erfindung, wie es bei einer Unterführung angewendet ist.
12 zeigt das lineare Beleuchtungssystem der Erfindung, wie es in einem Stiegenhaus angewendet ist.
13 zeigt das lineare Beleuchtungssystem der Erfindung, wie es auf einer Tafel angewendet ist.
14 zeigt das lineare Beleuchtungssystem der Erfindung, wie es bei einer unterteilten Anzeigetafel angewendet ist.
15 zeigt das lineare Beleuchtungssystem der Erfindung, wie es im Inneren eines Fahrzeugs angewendet ist.
16 zeigt das lineare Beleuchtungssystem der Erfindung, wie es bei einer Fahrzeugtür angewendet ist.
17 zeigt das lineare Beleuchtungssystem der Erfindung, wie es bei der Rückseite eines Fahrzeugs als Seitenlichter angewendet ist.
18 zeigt das lineare Beleuchtungssystem der Erfindung, wie es als Stopplicht, das am Kofferraum eines Fahrzeugs angebracht ist, angewendet ist.
ERKLÄRUNG UND BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN MERKMALE
Mit Bezug auf die 1 und 2 ist eine optische Transmissionsröhre 1, die gemäß der Erfindung hergestellt wurde, als einen röhrenförmigen, transparenten Mantel 11 mit Innen- und Außenflächen und einen transparenten Kern 12, der koaxial innerhalb des Mantels angeordnet ist, umfassend dargestellt. Der Kern 12 besitzt einen höheren Brechungsindex als der Mantel 11. Eine streifenförmige reflektierende Schicht 13 ist zwischen dem Mantel 11 und dem Kern 12 dargestellt. Streifenförmig bedeutet, dass sich die reflektierende Schicht in die Längsrichtung des Mantels 11 erstreckt, wenn sie im axialen Querschnitt der 1 betrachtet wird, und sich in einem Bogen erstreckt, wenn sie im radialen Querschnitt der 2 betrachtet wird. Damit erstreckt sich die reflektierende Schicht 13 nur in einem Teil eines Kreises auf einer Seite der Röhre, wenn sie im radialen Querschnitt der 2 betrachtet wird. Die reflektierende Schicht 13 kann eine gewisse Dicke aufweisen, die sich von der Kernfläche nach innen hin erstreckt, wie dies in 2 dargestellt ist. Mit dieser Konstruktion wird Licht, das durch den Kern 12 hindurchgeht, reflektiert und tritt aus der Röhre durch eine Fläche der Außenfläche des Mantels 11 aus, d.h. etwa diametral gegenüber der reflektierenden Schicht 13, wie dies durch die Pfeile L veranschaulicht ist. Da die reflektierende Schicht 13 an der einen oder Bodenseite in 2 angeordnet ist, ist die gegenüberliegende Fläche, von welcher das reflektierte Licht austritt, die andere oder Oberseite der Röhre.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist eine reflektierende Schutzschicht 14 an der einen Seite oder Bodenseite des Mantels 11 angeordnet, um so die reflektierende Schicht 13 im Umfang und in die Längsrichtung zu umgeben.
Wird ein Vergleichsherstellungsverfahren, das nachfolgend beschrieben ist, angewendet, so besteht der röhrförmige Mantel vorzugsweise aus elastischen Materialien, die in eine Rohrform geformt werden können und einen niedrigen Brechungsindex aufweisen, so etwa Kunststoffmaterialien und Elastomere. Illustrative Beispiele für solche elastischen Materialien umfassen Polyethylen, Polypropylen, Polyamide, Polystyrol, ABS-Harze, Polymethylmethacrylat, Polycarbonat, Polyvinylchlorid, Polyvi nylidenchlorid, Polyvinylacetat, Polyethylen-Vinylacetat-Copolymere, Polyvinylalkohol, Polyethylen-Polyvinyfalkohol-Copolymere, Fluorharze, Silikonharze, natürliche Kautschuke, Polyisoprengummi, Polybutadiengummi, Styrol-Butadien-Copolymere, Butylgummi, halogenierter Butylgummi, Chlorprengummi, Acrylgummi, EPDM, Acrylonitril-Butadien-Copolymere, Fluorgummi und Silikongummi.
Davon werden Silikonpolymere und fluorierte Polymere mit einem niedrigen Brechungsindex bevorzugt. Beispielhafte Silikonpolymere umfassen Polydimethylsiloxan-Polymere, Polymethylphenylsiloxan-Polymere und Fluorsilikon-Polymere; und beispielhafte fluorierte Polymere umfassen Polytetrafluorethylen (PTFE), Tetrafluorethylen-Hexafluorpropylen-Copolymere (FEP), Tetrafluorethylen-Perfluoralkoxyethylen-Copolymere (PFE), Polychlortrifluorethylen (PCTFE), Ethylen-Tetrafluorethylen-Copolymere (ETFE), Polyvinylidenfluorid, Polyvinylfluorid, Vinylidenfluorid-Trifluorchlorethylen-Copolymere, Vinylidenfluorid-Hexafluorpropylen-Copolymere, Vinylidenfluorid-Hexafluorpropylen-Tetrafluorethylen-Terpolymere, Tetrafluorethylenpropylengummi und fluorierte thermoplastische Elastomere. Die fluorierten Polymere werden insbesondere bevorzugt. Diese Materialien können allein oder in einem Gemisch aus zwei oder mehr dieser verwendet werden.
Die Kernmaterialien sind vorzugsweise fest. Beispiele umfassen (Meth)acrylpolymere, Polycarbonat, Ethylidennorbornenpolymere, SBS, SIS und SEBS (Styrol-Ethylen-Butadien-Styrol-Blockpolymere), wobei die (Meth)acrylpolymere bevorzugt werden.
Die (Meth)acrylpolymere umfassen Homopolymere, die aus der Polymerisation eines aus Aycrylsäure, Methacrylsäure und Estern davon ausgewählten Monomers mit monohydrischen Alkoholen resultieren, sowie Copolymere, die aus der Copolymerisation von zwei oder mehr Monomeren resultieren. Die monohydrischen Alkohole sind jene mit 1 bis 22 Kohlenstoffatomen. Insbesondere Copolymere eines Monomers, das aus Acrylsäure, Methacrylsäure und Estern davon ausgewählt ist, mit niedrigeren Alkoholen mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise 1 bis 3 Kohlenstoffatomen, insbesondere 1 Kohlenstoffatom, mit einem Monomer der folgenden all gemeinen Formel (1) werden bevorzugt, da sie sehr elastisch oder weich oder lichtdurchlässig sind.
In der Formel (1) ist R¹ ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe, und R² ist eine Alkylgruppe aus 8 bis 20 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise 10 bis 16 Kohlenstoffatomen und insbesondere 12 bis 14 Kohlenstoffatomen. Die höhere Alkylgruppe, die durch R² dargestellt ist, kann eine einzelne Alkylgruppe oder ein Gemisch aus Alkylgruppen und insbesondere ein Gemisch aus Alkylgruppen mit 12 und 13 Kohlenstoffatomen sein. Das Verhältnis der Alkylgruppe mit 12 Kohlenstoffatomen zur Alkylgruppe mit 13 Kohlenstoffatomen beträgt nach Gewicht vorzugsweise 20:80 bis 80:20 und insbesondere 40:60 bis 60:40. Das Verhältnis des aus Acrylsäure, Methacrylsäure und niedrigeren Alkoholestern davon ausgewählten Monomers und des Monomers der Formel (1), das zu copolymerisieren ist, beträgt vorzugsweise 5:95 bis 79:21 und insbesondere 30:70 bis 65:35 Gew.-%.
Der Durchmesser des Kerns beträgt im Allgemeinen 2 bis 30 mm, vorzugsweise 4 bis 15 mm, wobei dies aber nicht von unbedingter Bedeutung ist.
Die reflektierende Schicht besteht vorzugsweise aus Streuungsteilchen, d.h. Teilchen, die Licht streuen können. Beispiele für solche Streuungsteilchen umfassen organische Polymerteilchen wie Silikonharzteilchen und Polystyrolharzteilchen, Metalloxidteilchen wie Al₂O₃, TiO₂ und SiO₂, Sulfatteilchen wie BaSO₄ und Carbonatteilchen wie CaCO₃, die allein oder in einem Gemisch aus zwei oder mehr verwendet werden können.
Vorzugsweise weisen die Streuungsteilchen eine mittlere Teilchengröße von 0,1 bis 30 μm, insbesondere 1 bis 15 μm, auf. Teilchen mit mehr als 30 μm sind manchmal von Nachteil, wenn die optische Transmissionsröhre durch das Verfahren der Erfin dung, das erst später detailliert beschrieben wird, hergestellt wird, da solche größeren Teilchen dazu neigen, während des Schritts des Einbringens der kernbildenden Flüssigkeit in den röhrenförmigen Mantel abzusinken.
Die Dicke der reflektierenden Schicht beträgt vorzugsweise 10 bis 200 μm, vorzugsweise 50 bis 100 μm, wobei dies aber nicht kritisch ist. Eine zu dünne Schicht würde eine geringere Menge an Licht reflektieren, was zu einer niedrigeren Luminaz führt. Eine zu dicke Schicht würde eine größere Menge an Licht reflektieren, um eine hohe Luminanz bereitzustellen, aber über einen geringen Abstand von der Lichtquelle, was manchmal insofern ein Nachteil ist, als eine niedrigere Luminanz an von der Lichtquelle weit entfernten Stellen erzeugt wird.
Wird das Herstellungsverfahren der Erfindung, das später beschrieben ist, angewendet, so wird der Kern vorzugsweise aus Polystyrol, Polycarbonat, einem Styrol-(Methy)acrylat-Copolymer (mit der Abkürzung MS-Polymer) oder dergleichen ausgebildet, und der Mantel mit dem niedrigeren Brechungsindex als der Kern wird vorzugsweise aus einem (Meth)acrylpolymer gebildet. Weiters wird die reflektierende Schicht vorzugsweise aus einem mit einem Weißpigment oder Streuungsmittel beladenen (Meth)acrylpolymer gebildet. Die hierin verwendeten (Meth)acrylpolymere sind dieselben wie die in Verbindung mit dem ersten Verfahren beschriebenen (Meth)acrylpolymere, und Beispiele für das Weißpigment und das Streuungsmittel sind dieselben wie jene für die oben beschriebenen Streuungsteilchen.
Tritt Licht durch die Defekte in der reflektierenden Schicht zur hinteren Seite davon aus und entkommt Licht seitlich aus der reflektierenden Schicht, so dient die reflektierende Schicht dazu, ein solches Verlustlicht zurück zur anderen Seite (oder Oberseite) zu reflektieren. Die reflektierende Schutzschicht kann eine Schicht sein, durch welche ein solcher Verlust nicht durchgelassen wird, und vorzugsweise kann sie eine Schicht sein, die ein solches Verlustlicht reflektiert, ohne es zu absorbieren. Veranschaulichend kann die reflektierende Schutzschicht eine Metallfolie oder -schicht wie Silber oder Aluminium, ein metallisiertes Band oder eine Beschichtung mit darin dispergierten lichtstreuenden Teilchen, wie dies oben beschrieben wurde, sein.
Die Schutzschicht 14 auf der Außenfläche des Mantels 11 kann eine Umfangsweite aufweisen, die ausreicht, um nur die reflektierende Schicht 13, wie in 2 dargestellt, zu spannen. Alternativ dazu kann, wie in 3 dargestellt, die Schutzschicht 14 eine größere Umfangsweite aufweisen, so dass sie sich über die reflektierende Schicht 13 hinaus zur anderen Seite (oder Oberseite) erstreckt und die Lichtaustrittsfläche 15 offen lässt.
Das Vergleichsverfahren zur Herstellung der optischen Transmissionsröhre der oben beschriebenen Konstruktion umfasst die Schritte des Dispergierens von Streuungsteilchen in einer kernbildenden Lösung, die, wie oben beschrieben, ein Monomer oder Monomere umfasst, des Befüllens eines rohrförmigen Mantels mit der kernbildenden Lösung, in welcher die Teilchen dispergiert sind, des Verschließens der gegenüberliegenden Enden des Mantels mit Verschlüssen, und des horizontalen Stehenlassens des röhrförmigen Mantels für etwa 0,5 bis 48 Stunden, damit sich die Streuungsteilchen auf einer unteren Innenfläche des Mantels absetzen können. Anstelle des horizontalen Stehenlassens kann auch zentrifugiert werden. Danach wird/werden, wobei die Teilchen abgesetzt gehalten werden, das Monomer/die Monomere polymerisiert und innerhalb des Mantels gehärtet, um auf diese Weise einen festen Kern innerhalb des Mantels zu bilden. Eine reflektierende Schicht, die aus den Streuungsteilchen besteht, wird somit in einer Streifenform zwischen dem Mantel und dem Kern oder in einer hohlen Vertiefung in der Oberfläche des Kerns ausgebildet.
In diesem Verfahren ist die Monomer-Polymerisationstechnik nicht von Belang, obwohl die gewöhnliche Technik darin besteht, einen Polymerisationsinitiator zu dem/den Monomer/en zuzugeben und auf 50 bis 120°C 1 bis 20 Stunden lang zu erhitzen, um eine Polymerisation zu bewirken. Beispiele für Polymerisationsinitiatoren umfassen organische Peroxide wie t-Butylhydroperoxid, di-t-Butylperoxid, Lauroylperoxid, Benzoylperoxid, Dimyristylperoxydicarbonat, t-Butylperoxyacetat, t-Butylperoxy(2-ethylhexanoat) und Cumylperoxyoctoat sowie Azo-Verbindungen wie Asobisisobutyronitril und Azobiscyclohexannitril. Es wird empfohlen, die kernbildende Lösung zu polymerisieren, während sie von einem Ende oder beiden Enden der Mantelröhre unter Druck gesetzt wird, so dass im Kern keine Bläschen gebildet werden.
Das Verfahren zur Herstellung einer optischen Transmissionsröhre gemäß der Erfindung verwendet einen Drei-Farben-Extruder mit drei Schneckenabschnitten und zwei konzentrischen Formen. Gleichzeitig wird der Extruder mit einem Kernmaterial, einem Mantelmaterial und einem mit einem Weißpigment oder einem Streuungsmittel beladenen reflektierenden Material von seinem Einlass aus beladen. Das Kernmaterial wird zu einem zylindrischen Kern extrudiert. Das reflektierende Material wird zu einer sich axial erstreckenden, streifenförmigen reflektierenden Schicht auf der Außenfläche des zylindrischen Kerns extrudiert. Das Mantelmaterial wird zu einem röhrenförmigen Mantel extrudiert, der den Kern und den reflektierenden Streifen umgibt. Dies führt zu einer optischen Transmissionsröhre, in welcher sich die streifenförmige reflektierende Schicht zwischen dem Mantel und dem Kern und in die Längsrichtung des Mantels erstreckt.
Das zweite Verfahren weist die folgenden Vorteile auf. Eine Laminatstruktur mit drei Funktionen kann auf einmal durch gemeinsames Extrudieren dieser drei Materialien mit unterschiedlichen Brechungsindizes oder physikalischen Eigenschaften geformt werden. Die Formrate ist hoch. Es wird eine feste Bindung zwischen den jeweiligen Schichten aufgebaut, da die Schichten in einem erweichten Zustand laminiert werden.
Die optische Transmissionsröhre, die durch die Erfindung hergestellt wird, soll mehr Licht von ihrer seitlichen Oberflächenfläche emittieren, um eine hohe Luminanz zu liefern. Das Verfahren der Erfindung dient dazu, eine solche optische Transmissionsröhre zu erzeugen.
Als nächstes wird das lineare Beleuchtungssystem gemäß der Erfindung beschrieben.
Mit Bezug auf 4 ist ein lineares Beleuchtungssystem dargestellt, das eine Lichttransmissionsröhre 1, die als Element dient, aus welchem Licht austritt, eine Lichtquelle 2, die an ein Ende der Lichttransmissionsröhre 1 gekoppelt ist, und ein Ansteuerungsmittel 3 zum Betätigen der Lichtquelle 2 umfasst. Die Lichttransmissionsröhre ist so konstruiert, dass, wenn von der Lichtquelle emittiertes Licht durch die Lichttransmissionsröhre übertragen wird, Licht von einer längsgerichteten Seite der Lichttransmissionsröhre austritt.
Die optische Transmissionsröhre 1 weist eine Konstruktion auf, wie sie in den 1 und 2 dargestellt ist, d.h. sie umfasst einen rohrförmigen, transparenten Mantel 11, einen transparenten Kern 12 mit einem höheren Brechungsindex als der Mantel 11 und eine streifenförmige reflektierende Schicht 13, die sich zwischen dem Mantel 11 und dem Kern 12 auf einer Seite erstreckt. Die Röhre 1 umfasst weiters eine reflektierende Schutzschicht 14 auf der einen Seite des Mantels 11, welche die reflektierende Schicht 13 umgibt, was dazu dient, die Reflexionseffizienz zu steigern. Die Details der optischen Transmissionsröhre sind dabei wie oben beschrieben.
Der Durchmesser und die Länge des Kerns der optischen Transmissionsröhre sind nicht kritisch. Wird eine einzelne LED als Lichtquelle 2 verwendet, so weist der Kern z.B. einen Durchmesser von etwa 2 bis 30 mm, vorzugsweise 4 bis 15 mm, auf sowie eine Länge von etwa 0,1 bis 5 m, vorzugsweise etwa 0,2 bis 2 m.
Die Lichtquelle 2 ist an zumindest ein Längsende (das linke Ende in der dargestellten Ausführungsform) der optischen Transmissionsröhre 1 gekoppelt. Dabei kann es sich um eine lichtemittierende Diode (LED) handeln. Abhängig von der gewünschten Anwendung kann man zwischen LEDs wählen, die Licht verschiedener Farben wie z.B. rot, blau, grün, gelb, orange und weiß emittieren. Mit Bezug auf die Anzahl der verwendeten LEDs kann eine einzelne LED verwendet werden, oder es können zahlreiche LEDs verwendet werden, um die Lichtmenge zu steigern. Die LED kann an ein Ende oder an beide Ende der Lichtröhre gekoppelt sein. Die Ausführungsform, worin die LEDs an beide Enden der Lichtröhre gekoppelt sind, sorgt für einen gleichmäßigeren linearen Lichtaustritt bei hoher Luminanz. In Bezug auf die Emissionsfarbe der LEDs können sie monochromatisches Licht oder ein Gemisch aus verschiedenen Farben emittieren. In einer beispielhaften Anwendung, worin das lineare Beleuchtungssystem an der Stopplinie einer Schiene-Straße-Kreuzung installiert ist, kann das System mit LEDs, die Licht in verschiedenen Farben emittieren können, so konzipiert sein, dass die Farbe seiner Lichtemission geändert werden kann, so wird z.B. normalerweise gelbes Licht emittiert, aber unmittelbar vor und während der Durchfahrt eines Zugs wird rotes Licht emittiert, um die anderen Verkehrsteilnehmer zu warnen. Die LEDs können kontinuierlich oder intermittierend betätigt werden.
In Bezug auf die Befestigungsstruktur ist ein Ende der optischen Transmissionsröhre 1 feststehend an einem röhrförmigen Verbindungselement 20 mit einem Klebematerial oder mittels Klammern befestigt. Die Lichtquelle 2 in der Form einer LED ist im Verbindungselement 20 aufgenommen und mit der Endfläche der optischen Transmissionsröhre 1 einstückig gekoppelt.
Die Lichtquelle 2 ist elektrisch mit dem Ansteuermittel 3 mithilfe einer Leitung 30 mit einer Isolierbeschichtung aus Gummi, Vinylharz oder Polyethylen verbunden. Um die Verbindung zwischen der Lichtquelle 2 und der Leitung 30 zu isolieren, wird das Verbindungselement 20 mit einer Gussmasse 21 wie Epoxyharz oder Silikongummi befüllt, um das Eintreten von Wasser, Wasserdampf, brennbarem Gas oder Flüssigkeit zu verhindern. Die Leitung 30 kann in einer elastischen Hülle aus Metall oder Harz oder einem Gummi oder einem Kunststoffrohr zum Schutz oder als Wasserschutz eingesetzt sein.
Die Struktur der optischen Transmissionsröhre kann modifiziert werden. Wie in 5 dargestellt ist, kann z.B. die Röhre 1 in ein transparentes Harzrohr 10A aus Gründen des Schutzes eingesetzt sein. Wie in 6 dargestellt ist, können die Röhre 1 und das Verbindungselement 20 von einer transparenten, wärmeschrumpfbaren Röhre 10B umgeben sein, die in eine enge Passung wärmegeschrumpft wird, um die Röhre 1 zu schützen und über der gesamten Struktur eine Dichtung bereitzustellen.
Weiters kann, wie in 7 dargestellt, eine lichtreflektierende Schicht 14 auf einem (einseitigen) Abschnitt der Außenfläche der optischen Transmissionsröhre 1 ausgebildet sein, indem z.B. ein reflektierender Bandstreifen mit einem Metallmaterial wie Edelstahl, Gold oder Silber, das darauf aufgedampft, gesputterf oder plattiert ist, befestigt ist, indem eine reflektierende Beschichtung aufgebracht ist, indem eine Metallfolie befestigt ist, indem reflektierende Teilchen wie Titanoxid aufgebracht sind oder indem ein pigmentiertes Vinylband befestigt ist. Alternativ dazu kann ein Befestigungskanal 15 oder 16 an einem (einseitigen) Abschnitt der Außenfläche der optischen Transmissionsröhre 1, wie in den 8 und 9 dargestellt ist, befestigt sein. Falls dies erwünscht ist, wird dem Kanal 15 oder 16 weiters eine reflektierende Funktion verliehen, so dass der Kanal als reflektierende Schutzschicht dienen kann. Der Kanal 15 oder 16 wird gewöhnlich aus Metallmaterialien wie Aluminium und Edelstahl oder Kunststoff- oder Elastomermaterialien, die mit hochgradig reflektiven Feinteilchen beladen sind, gebildet.
Das Ansteuermittel 3 zum Zuführen von Elektrizität zur Lichtquelle 2 umfasst eine Energieversorgung (z.B. eine Batterie, Solarbatterie oder eine Wechselstrom-Gleichstrom-Energieversorgung) sowie einen elektrischen Schaltkreis (umfassend z.B. Widerstände, Transistoren, Konstantstromdioden etc.), um die Energie als Gleichstrom für die Betätigung der LED umzuwandeln. Die Solarbatterie oder die Sekundärbatterie können im Ansteuermittel 3 aufgenommen sein, oder sie können extern mit dem Ansteuermittel 3 verbunden sein. Ein geeignetes Dichtmittel wird aufgebracht, wenn die Leitung 30 vom Ansteuermittel 3 ausgedehnt wird, um Wasserdichte zu erzielen.
Das lineare Beleuchtungssystem der Erfindung weist eine solche Konstruktion auf, die eine Lichttransmissionsröhre, die gemäß der Erfindung hergestellt wurde, eine an zumindest ein Ende der Lichttransmissionsröhre in einer wasserdichten Weise gekoppelte Lichtquelle sowie ein Ansteuermittel zum Betätigen der Lichtquelle umfasst, worin die Lichttransmissionsröhre so konstruiert ist, dass, wenn von der Lichtquelle emittiertes Licht durch die Lichttransmissionsröhre übertragen wird, Licht von einer Längsseite der Lichttransmissionsröhre austritt. Anders gesagt ist die Lichtquelle einstückig mit der optischen Transmissionsröhre in einer wasserdichten Weise gekoppelt, so dass die optische Transmissionsröhre und die Lichtquelle auch im Freien oder im Wasser, getrennt vom Ansteuermittel, angeordnet werden können. Das lineare Beleuchtungssystem kann günstig in Wasser verwendet werden, an Orten, an denen es regnet oder schneit, oder in einer Umgebung, die das Risiko von Explosionen birgt. Für das System ist nur eine geringe elektrische Energieversorgung notwendig, um ausreichend Austritt von Seitenlicht zu erzeugen. Das System ist kompakt, und es sind seiner Installationsstelle nur wenige Einschränkungen auferlegt.
BEISPIEL
Beispiele für die Erfindung sind nachfolgend veranschaulicht und dienen nicht der Einschränkung. Nur die Beispiele 3-5 sollen in den Schutzumfang der Erfindung fallen.
Beispiel 1
Es wurde eine kernbildende Lösung hergestellt, indem 60 Gewichtsteile Methylmethacrylat (MMA), 40 Gewichtsteile Laurylmethacrylat (LMA) und 0,05 Gewichtsteife Benzoylperoxid (BPO) vermischt wurden, um eine Monomerlösung mit einer spezifischen Dichte von 0,92 zu bilden. In 100 Gewichtsteilen der Monomerlösung wurden 0,15 Gewichtsteile Streuungsteilchen dispergiert, wobei diese Streuungsteilchen Silikonharzteilchen mit einer mittleren Teilchengröße von 7 μm und einer spezifischen Dichte von 1,32 (im Handel von Toshiba K.K. erhältlich) oder Polystyrolharzteilchen mit einer mittleren Teilchengröße von 10 μm und einer spezifischen Dichte von 1,06 (im Handel von Sekisui Chemicals K.K. erhältlich) waren. Diese Lösung wurde in eine FEP-Röhre mit einem Außendurchmesser von 6 mm und einer Länge von 1,5 m, die an beiden Enden geschlossen war, zugeführt. Die Röhre wurde 2 Stunden lang auf einem horizontalen Tisch stehengelassen, wodurch sich die Teilchen auf einer unteren Innenfläche der FEP-Röhre absetzen konnten. Die Röhre wurde vorsichtig in ein heißes Bad mit 65°C transferiert, so dass die Teilchenablagerung intakt bleiben konnte. In diesem heißen Bad wurde, während ein Druck von 3,5 kg/cm² von den gegenüberliegenden Enden der Röhre angelegt wurde, die Monomerlösung polymerisiert und drei Stunden lang verfestigt.
Es wurde eine optische Transmissionsröhre erhalten, in welcher sich eine reflektierende Schicht, die aus den Streuungsteilchen bestand, streifenförmig auf der Kernoberfläche und in Längsrichtung der Röhre erstreckte.
Die optische Transmissionsröhre wurde getestet, indem eine Halogenlampe von 20 W als Lichtquelle mit der Röhre so gekoppelt wurde, dass Licht von der einen Endfläche in die Röhre eintrat. Licht trat von der Röhre entlang einer länglichen Fläche der anderen Seitenfläche der Röhre, die der reflektierenden Schicht gegenüber liegt, aus. Die Luminanz des Lichts wurde auf der anderen Seite der Röhre unter Verwendung eines Kolorimeters CS100 (Minolta K.K.) gemessen. Die Messung erfolgte entlang der Länge der Röhre in Abständen von 10 cm, 20 cm, 30 cm und 40 cm von der Lichteinfallendfläche der Röhre. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.
Für einen Vergleich wurde ähnlich eine optische Transmissionsröhre hergestellt, indem die FEP-Röhre mit der Monomerlösung, die aber frei von Teilchen war, befüllt und die Monomerlösung polymerisiert wurde. Die Röhre wurde auf ähnliche Weise auf ihre Seitenluminanz hin untersucht. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.
Tabelle 1
Aus Tabelle 1 ist ersichtlich, dass im Vergleich zur Vergleichsröhre ohne eine reflektierende Schicht die Röhren mit einer darin ausgebildeten reflektierenden Schicht als Resultat der Zugabe von Streuungsteilchen zu einer Monomerlösung ermöglichen, dass Licht mit einer höheren Luminanz von der seitlichen Oberfläche austritt. In diesen Röhren wird die Luminanz selbst in großen Entfernungen von der Lichtquelle hoch gehalten, d.h. die Luminanzverteilung weist eine leichte Neigung auf.
Beispiel 2
Es wurde die Seitenluminanz einer wie im Beispiel 1 hergestellten optischen Transmissionsröhre unter Verwendung einer roten LED-Lampenlichtquelle (angelegte Spannung 2V, Strom 20 mA, 0,04 W) gemessen. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 2 dargestellt.
Ein mit einem Weißpigment beladenes reflektierendes Band (Klebeband) aus Vinylchloridharz wurde an einer der Seitenflächen des Mantels der Röhre befestigt, um die reflektierende Schicht zu umgeben. Es wurde auch die Seitenluminanz dieser Röhre gemessen, wobei die Ergebnisse in Tabelle 2 dargestellt sind.
Tabelle 2
Aus Tabelle 2 ist ersichtlich, dass die Röhren eine hohe Seitenluminanz bereitstellen, und dass die Befestigung des reflektierenden Bandes die Luminanz verbessert. Im Vergleich zu den Röhren des Beispiels 1, worin die Halogenlampe von 20 W verwendet wurde, erzeugen die Röhren dieses Beispiels eine niedrigere Gesamtluminanz, da die darin verwendete LED mit einer Energie von 0,04 W betrieben wird.
Beispiel 3
Es wurde ein vielfärbiger Extruder mit drei Schneckenabschnitten verwendet, der drei Materialien gemeinsam extrudieren kann. Das verwendete Kernmaterial ist in Tabelle 3 dargestellt, das verwendete Mantelmaterial war ein Acrylpolymer, und das verwendete reflektierende Material war dasselbe wie das Mantelmaterial, in welchem 15 Gew.-% Titanoxid dispergiert waren. Der Extruder wurde von seinem Einlass aus gleichzeitig mit dem Kernmaterial, dem Mantelmaterial und dem reflektierenden Material bestückt, danach wurden diese Materialien durch konzentrische Formen extrudiert. Das Kernmaterial wurde zu einem zylindrischen Stab mit einem Durchmesser von 6 mm extrudiert. Das reflektierende Material wurde zu einem sich axial erstreckenden Streifen mit einer Querbreite von etwa 1,5 m und einer radialen Dicke von 0,01 bis 0,02 mm auf der Außenfläche des zylindrischen Stabs extrudiert, wobei der Streifen als weiße reflektierende Schicht diente. Das Mantelmaterial wurde zu einem röhrenförmigen Mantel extrudiert, der den Stab und den Streifen ummantelt und einen Außendurchmesser von 6,5 mm aufweist. Es wurde eine zylindrische Lichtröhre erhalten.
Es wurde die Seitenluminanz dieser Röhre wie im Beispiel 1 gemessen, wobei die Ergebnisse in Tabelle 3 dargestellt sind. Das in Tabelle 3 gezeigte Vergleichsbeispiel ist dasselbe wie oben. Tabelle 3

Styrol-Acrylat-Copolymer: Copolymer aus Styrol/Methylmethacrylat 30/70 (Gewichtsverhältnis)

Beispiel 4
Es wurde die Seitenluminanz der wie im Beispiel 3 hergestellten optischen Transmissionsröhre unter Verwendung einer roten LED-Lampenlichtquelle (angelegte Spannung 2V, Strom 20 mA, 0,04 W) gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 dargestellt.
Tabelle 4
Beispiel 5
Es wurde die im Beispiel 3 erhaltene optische Transmissionsröhre auf die Gegenwart oder das Fehlen von Luft zwischen den Schichten und die Trennung zwischen den Schichten vor und nach dem Wärmeschocktest durch das rasche Abkühlen von 70°C auf –30°C und das darauf raschen Erhitzen von –30°C auf 70°C untersucht. Es wurde eine visuelle Untersuchung vorgenommen, indem Licht durch die Röhren hindurchgeschickt wurde.
In allen Röhren wurden weder vor noch nach dem Wärmeschocktest Luftblasen oder eine Trennung zwischen den Schichten beobachtet. Es wurde eine enge Bindung zwischen den Schichten bestätigt.
Beispiel 6
Die hierin verwendete optische Transmissionsröhre war eine Röhre mit einer Länge von 30 cm, die eine reflektierende Schicht aus Silikonharzteilchen, wie sie im Bei spiel 1 erhalten wurden, aufwies. Es wurde eine hochglanzpolierte Edelstahlscheibe mit einer Dicke von 1 mm und einem Durchmesser von 6 mm mit einer Endfläche der Röhre mithilfe eines klaren Epoxyklebemittels als reflektierende Platte verbunden. Eine grünes Licht emittierende LED NSPG50 (von Nichia Chemical K.K.) wurde an die andere Endfläche der Röhre unter Verwendung einer Aluminiumverbindung gekoppelt. Zuleitungsleiter wurden an die Anschlüsse der LED gelötet, während die Verbindungsfläche mit einem Silikongummiklebestoff abgedeckt wurde, um diese wasserdicht zu machen. Auf diese Weise wurde ein lineares Beleuchtungselement konstruiert (Beispiel 6A).
Auf ähnliche Weise wurde ein lineares Vergleichsbeleuchtungselement unter Verwendung der Röhre des Vergleichsbeispiels im Beispiel 1 konstruiert.
Ein Stromfluss von 20 mA wurde von einer Spannungsversorgung zur LED geführt, wodurch Licht von der Seitenfläche der Röhre austrat. Es wurde die Seitenluminanz der Röhre wie im Beispiel 1 gemessen. Die Messung erfolgte entlang der Länge der Röhre in Abständen von 50 mm, 150 mm und 250 mm von der Lichteinfallendfläche der Röhre. Die Ergebnisse sind in Tabelle 5 dargestellt. Das Element des Beispiels 6A erzeugte eine höhere Luminanz als das Vergleichselement. Der Energieverbrauch betrug 0,06 W.
Das lineare Beleuchtungselement wurde 6 Monate lang in Wasser getaucht. Selbst danach konnte das Element betrieben werden, um dieselbe Lichtemission wie das Ausgangselement ohne Stromaustritt und andere Probleme zu erzeugen.
Es wurde ein lineares Beleuchtungselement (Beispiel 6B) auf ähnliche Weise konstruiert, nur dass hier ein Kanal, wie in den 8 oder 9 bei 15 oder 16 dargestellt ist, aus einem hochgrad reflektiven Harz-Banlite LD-1000R (Teijin K.K.) gebildet und die optische Transmissionsröhre in den Kanal eingepasst wurde. Der Kanal selbst war reflektierend. Es wurde die Seitenluminanz der Röhre wie im Beispiel 1 gemessen, die Ergebnisse sind in Tabelle 5 dargestellt.
Tabelle 5
Wie aus Tabelle 5 ersichtlich ist, erzeugte die Röhre des Beispiels 6B mit der reflektierenden Schicht 14 in der Form eines Kanals die höchste Seitenluminanz, die Röhre des Beispiels 6A mit der reflektierenden Schicht 13 erzeugte eine hohe Seitenluminanz, und die Röhre des Vergleichsbeispiels ohne die reflektierende Schicht 13 und ohne die reflektierende Schutzschicht 14 erzeugte die niedrigste Seitenluminanz.
Mit Bezug auf die 10 bis 18 ist die Anwendung des linearen Beleuchtungselements oder -systems beschrieben.
In 10 erstreckt sich die optische Transmissionsröhre 1 des linearen Beleuchtungssystems entlang der Umfangsseiten eines Schilds 4. Das Schild mit einer solchen Beleuchtungsform trägt zur Sicherheit während des Fahrens bei Nacht bei.
In 11 sind die optischen Transmissionsröhren 1 an einer Seitenwand 5 eines Tunnels befestigt. Äquivalente Objekte umfassen Unterführungen, Gänge in Gebäuden und Spitälern sowie Fluchtwege in öffentlichen Einrichtungen wie Theatern und Hallen. In dieser Anwendung kann eine herkömmliche Energieversorgung als Ansteuermittel für die Lichtquelle verwendet werden. Es wurde nur dafür Vorsorge getroffen, dass bei Energieausfall die Lichtquelle mit einer Batterie betrieben werden kann. Im Gegensatz zu Glühlampen und Leuchtstofflampen, die nur wenige Minuten lang mit Batterien zum Brennen gebracht werden können, erwartet man von der als Lichtquelle verwendeten LED, dass diese für eine längere Betriebszeit sorgt, wenn sie mit einer Batterie betrieben wird. Die Linearität der Lichtemission bietet Men schen eine gleichmäßige Führung, da der Führungspfad durch einen Blick erkennbar ist.
In 12 erstrecken sich die optischen Transmissionsröhren 1 entlang der Oberkanten von senkrechten Wänden 6 einer Stiege, um zu verhindern, dass es in der Nacht zu einem Fehltritt kommt. Sind die Röhren an einer Fluchtstiege befestigt, so kann die Stiege leicht bei Nacht im Falle eines Notfalls ausgemacht werden, was zu einer sicheren Evakuierungsführung beiträt.
In 13 erstrecken sich die optischen Transmissionsröhren 1 entlang der Umfangsseiten einer Werbetafel 7. 14 zeigt eine segmentierte Anzeigentafel 4', um die Höchstgeschwindigkeit anzuzeigen. Für jede Zahlenstelle sind sieben Röhren so verbunden, dass die ausgewählten betätigt werden können, während die übrigen erloschen bleiben. Dies ermöglicht eine variable Anzeige der Geschwindigkeitsgrenze. Indem die Anzahl der Segmente erhöht wird, ist eine Symbol- oder modifizierte Anzeige möglich.
Diese Erfindung kann auch bei Automobilen angewendet werden. In 15 erstreckt sich die optische Transmissionsröhre 1 entlang der Seite eines Fahrzeuginneren 8A, um dadurch für indirekte Beleuchtung zu sorgen. In 16 ist die optische Transmissionsröhre 1 an einem unteren Abschnitt der Innenwand einer Tür 8B befestigt, wo sie als Fußbeleuchtung dient. In 17 sind die optischen Transmissionsröhren 1 an der Hinterseite 8C eines Fahrzeugs befestigt, wo sie als Seitenlichter dienen. In 18 erstreckt sich die optische Transmissionsröhre 1 entlang der Seiten eines dreieckigen Notfall-Stoppschilds 9, das verwendet wird, um nachfolgende Fahrer über einen Notstopp des Fahrzeuges auf der Straße zu informieren.
Zusätzlich zu den vorangegangenen Beispielen kann das lineare Beleuchtungselement oder -system der Erfindung auch viele andere Anwendungsmöglichkeiten finden, darunter (1) leuchtende Bezeichnungsschilder, (2) bei der Nachtarbeit verwendete Leitpfosten, (3) Leuchtstäbe, (4) Leuchtschwerter als Sportgeräte und Spielwaren, (5) Warnlichter, die von Zeltleinen herabhängen, um in der Nacht vor Stolperge fahren zu warnen, (6) Anzeigen in Aquarien, (7) Kursanzeigen und Dekorationslichter in Schwimmbecken, (8) Bojen, Piers, Ufer und Marineschläuche (für verbesserte Sichtbarkeit), (9) Kreuzungs-Gates und (10) Sicherheitsanzeigen für lineare Leuchtbänder, um kreuzende Stopplinien und die Höhengrenze durch freiliegende Balken oder Parkeinlässe zu markieren.
Obwohl einige bevorzugte Ausführungsformen beschrieben wurden, können viele Modifikationen und Variationen in Hinblick auf die obigen Beschreibungen durchgeführt werden. Es ist somit zu verstehen, dass die Erfindung auch anders als dies hierin spezifisch beschrieben wurde, ohne dabei vom Schutzumfang der angehängten Ansprüche abzuweichen, in der Praxis umgesetzt werden kann.

Claims

Verfahren zur Herstellung einer optischen Transmissionsröhre (1) unter Verwendung eines Drei-Farben-Extruders mit drei Schneckenabschnitten, umfassend die Schritte: (a) des gleichzeitigen Bestückens des Extruders mit einem Kernmaterial, einem Mantelmaterial und einem mit einem Weißpigment oder einem Streuungsmittel beladenen reflektierenden Material; (b) des Extrudierens des Kernmaterials zu einem zylindrischen Kern (12); (c) des Extrudierens des reflektierenden Materials zu einer streifenförmigen reflektierenden Schicht (13) an der äußeren Oberfläche des zylindrischen Kerns (12); und (d) des Extrudierens des Mantelmaterials zu einem röhrenförmigen Mantel (11), der den Kern und den reflektierenden Streifen ummantelt; wodurch die optische Transmissionsröhre mit einer streifenförmigen reflektierenden Schicht (13), die sich zwischen dem Mantel (11) und dem Kern (12) in der Längsrichtung des Mantels (11) zur Bildung einer Laminatstruktur erstreckt, ausgebildet ist.
Verfahren nach Anspruch 1, weiters umfassend den Schritt. (e) des Ausbildens einer reflektierenden Schutzschicht (14) an einem Bereich der äußeren Oberfläche des Mantels (11), der die reflektierende Schicht (13) umgibt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, worin der Mantel (11) aus einem (Meth)acrylpolymer gebildet ist.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, worin der Kern (12) aus Polystyrol, Polycarbonat oder einem Styrol-(Meth)acrylat-Copolymer gebildet ist.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, worin die reflektierende Schicht (13) aus einem mit einem Weißpigment oder einem Streuungsmittel beladenen (Meth)acrylpolymer gebildet ist.
Lineares Beleuchtungssystem, umfassend: eine optische Transmissionsröhre (1), die durch das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 erhältlich ist; eine Lichtquelle (2), die auf wasserdichte Weise an zumindest ein Ende der optischen Transmissionsröhre (1) gekoppelt ist; und ein Ansteuermittel (3) zum Betätigen der Lichtquelle (2).