Elementos de iluminación flexibles en un cuerpo único.

Elemento de iluminación (10) flexible y susceptible de doblado,

que adopta la forma de un cuerpo único, que consiste en

un recubrimiento externo único (1) de un material polímero,

una tira interna de elementos LED (2) encapsulados en dicho recubrimiento, que rodea dicha tira de elementos LED (2) y se encuentra asimismo en contacto, parcialmente, con la misma,

siendo coextrusionado dicho material polímero de dicho recubrimiento externo (1) sobre dicha tira y alrededor de la misma a efectos de hacer dicha tira (2) integral con dicho recubrimiento (1),

un elemento opcional semirrígido (11) susceptible de conferir rigidez o bien, si es deformable, una configuración predeterminada a dicho elemento de iluminación (10),

caracterizado porque

dicho material polímero de dicho recubrimiento externo (1) es un elastómero sólido de silicona; coextrusionable en un proceso continuo por medio de extrusionadores de husillo, y reticulable sin acción de calor por medio de exposición a radiación UV, siendo dicho recubrimiento externo de silicona (1) la única funda que recubre la tira de elementos LED,

en el que dichas tiras de elementos LED están formadas por un circuito impreso flexible que constituye el conductor sobre el que están montados uno o varios dispositivos luminosos LED y están conectados eléctricamente a este circuito impreso,

adoptando dichas tiras la forma de una delgada banda que incluye en su interior todos los elementos eléctricos que comprenden los conductores necesarios para el funcionamiento de las luces LED

Elementos de iluminación flexibles en un cuerpo único.

La presente invención se refiere a artículos fabricados con características flexibles en un elastómero de silicona, reticulables sin aportación de calor con radiación UV, que encapsulan tiras de luces LED, y a su procedimiento de fabricación por coextrusión, que se utilizan como dispositivos de iluminación que tienen asimismo, opcionalmente, capacidad para estanqueización de agua y aire actuando como juntas.

Las luces o fuentes de luz LED ("diodo emisor de luz") de diferentes formas, tipos (SMD, DIP, etc), potencias y suministros, son fuentes de luz muy extendidas gracias a sus numerosas ventajas desde el punto de vista de la técnica de iluminación, incluyendo una elevada duración, alto rendimiento, funcionamiento seguro puesto que frecuentemente funcionan a un voltaje muy bajo, posibilidad de miniaturización de los dispositivos de iluminación, insensibilidad a vibraciones, compatibilidad ecológica gracias a la ausencia de mercurio, posibilidad de efectos dinámicos en algunos modelos (RGB, cambio de color RGBW, etc.).

Muy frecuentemente, estos dispositivos están montados sobre soportes flexibles, de diferentes tipos y longitudes, que soportan también los correspondientes contactos y circuitos eléctricos, creando tiras de iluminación flexibles ("tira de LED") adecuados para su aplicación a elementos o superficies de cualquier forma geométrica.

Cuando dichas tiras de LED se utilizan en exteriores o cuando se requiere que formen parte de una clase de protección específica IP necesaria para la utilización determinada, están cubiertos con una funda de material apropiado realizado en un material de plástico, rígido o flexible, gracias también al hecho de que dichas luces LED muestran una óptica eficiente en el plástico.

Los recubrimientos flexibles utilizados en la actualidad tienen una base de cloruro de polivinilo plastificado (PVC) y

de elastómero de silicona RTV.

La utilización de PVC plastificado permite el recubrimiento de la tira de LED por un proceso de coextrusión continua directa. No obstante, el PVC plastificado tiene límites en cuanto a la temperatura de utilización (de manera típica, de -202C hasta +602C), contiene plastificantes y no es aconsejable para utilización en exteriores (en área externa) con fuertes cambios de calor o con climas especialmente duros o muy calurosos.

Los elastómeros de silicona RTV, tal como los elastómeros de silicona en general, tienen la ventaja, no obstante, de ser utilizables en un rango de temperaturas más amplio (típicamente de -602C hasta +2002C) en comparación con PVC plastificado, no contienen plastificantes, y son muy trasparentes, tienen excelente resistencia a los agentes atmosféricos y a los rayos ultravioleta y por esta razón son perfectamente adecuados para su utilización en zona de interiores y de exteriores.

La utilización de elastómeros de silicona RTV no permite, no obstante, el recubrimiento de la tira de LED por coextrusión directa, como proceso continuo. Los elastómeros de silicona RTV son en realidad polímeros con baja viscosidad y bajo peso molecular, usualmente en forma líquida. Son depositados sobre la tira de LED a recubrir, en elementos de conformación o moldes adecuados, y a continuación son reticulados a temperatura ambiente o a una temperatura ligeramente superior, con tiempos de reticulación que pueden variar desde varios minutos hasta varias horas, de acuerdo con los tipos. La utilización de elementos de conformación y moldes es necesaria dado que estos elastómeros de silicona líquida tienden a no mantener la forma que se les confiere en el momento de la reticulación y, por lo tanto, tienden a deformarse. Esta peculiaridad limita la producción de dichas tiras de LED recubiertas con siliconas RTV a unos pocos metros a la vez, y no con un procedimiento continuo. Además, si se requiere cambiar la forma de la sección del recubrimiento, sería necesario preparar un molde especial modificado.

Existen otros tipos de siliconas líquidas, reticulables en tiempos más cortos y a alta temperatura. Ninguna de estas siliconas son adecuadas para su utilización en procesos de extrusión debido a su baja viscosidad y pueden ser transformadas solamente por técnicas de moldeo.

La patente WO 2009/136861 describe un procedimiento para depositar polímeros líquidos sobre sustratos de aluminio, para preparar una "junta preparada in situ", es decir, una junta formada y reticulada in situ. Dichos polímeros líquidos, debido en realidad a su baja viscosidad, no pueden ser procesados, no obstante, con otros procedimientos, por ejemplo, por medio de extrusión con extrusionadores de husillo único o de husillo doble con cámara refrigerada.

Existen también elastómeros de silicona sólidos, caracterizados por una alta viscosidad, considerablemente superior en comparación a siliconas RTV y a otras siliconas líquidas, lo cual hace muy fácil su extrusión. Estos materiales, habitualmente designados HTV (o HCR), son reticulables en cortos periodos de tiempo, necesarios para mantener la forma que se les impone, pero solamente a temperaturas muy elevadas (superiores a 2002C), que no podrían resistir

las tiras de LED. Por lo tanto, el recubrimiento directo de tiras de LED por procesos de coextrusión continuos utilizando elastómeros de silicona HTV no es posible.

En realidad, la solicitud de patente WO 2007/041805 describe medios de iluminación de forma alargada que contienen luces LED y que están formados por un cuerpo interno fabricado en silicona HTV para alojar, a lo largo de sus ranuras alargadas y paralelas, solamente los conductores eléctricos, que sobresalen parcialmente desde las mismas para permitir la soldadura de las fuentes de iluminación LED a las mismas, y por un cuerpo envolvente más externo, que recubre las luces LED, fabricado mediante silicona HTV reticulable a una temperatura más baja en comparación a la del cuerpo interno a efectos de evitar averías de las soldaduras sobre los conductores. Se ha especificado que la reticulación del mencionado cuerpo envolvente externo en una silicona HTV tiene lugar en cualquier caso bajo efecto térmico, pasando a través de una zona caliente.

Esta tecnología resulta en un procedimiento de fabricación complejo, con prolongados tiempos de fabricación dadas las diferentes fases operativas necesarias para preparar los diferentes cuerpos y montarlos.

Además, no se puede suponer que con esta técnica se pueda conferir cualquier forma deseada al cuerpo envolvente externo evitando deformaciones durante la extrusión, dado que la necesidad de funcionar a una temperatura de reticulación más baja en comparación con la que es típica para las siliconas HTV resulta de modo inevitable en una velocidad más lenta de reticulación. De forma adicional, el mismo cuerpo de iluminación de los artículos manufacturados descritos en WO 2007/041805 no parece ser susceptible de doblado, si no es con riesgo de rotura de conductores y por lo tanto, del sistema de iluminación.

El documento US 2010/0277914 da a conocer curado por UV de material polímero.

Se debe observar que la posibilidad de conferir cualquier forma a un elemento de iluminación con elementos LED y/o en el cuerpo envolvente externo del mismo, es particularmente deseable a efectos de conferir también características estéticas en el artículo manufacturado.

La utilización de dichas siliconas HTV sólidas para el recubrimiento de tiras de LED podría ser posible con un procedimiento (teórico) que prevé la preparación, en primer lugar, de un perfil (funda) de sección adecuada por medio de un procedimiento de extrusión continua de la silicona HTV, inserción subsiguiente de forma manual de la tira de LED en el perfil y sellado del conjunto con un sellador de silicona a temperatura ambiente o a una temperatura ligeramente superior. Esta secuencia, aparte de su complejidad, no permite el encapsulado de la tira de LED de manera perfecta, evitando la retención de burbujas de aire. Las burbujas de aire deben ser evitadas por el hecho de que pueden alterar el efecto óptico de puntos de las luces LED.

De manera adicional, dado que las tiras recubiertas de elementos LED se aplican de manera habitual a superficies por medio de adhesivos de doble cara, la adherencia podría quedar perjudicada en utilizaciones de exteriores a causa del endurecimiento o envejecimiento del mismo adhesivo.

Además, dado que muy frecuentemente dichas tiras recubiertas de elementos LED son aplicadas a edificios, es deseable que ejerzan también una acción de sellado del agua y/o aire cuando se insertan en juntas en forma de barras o marcos y, por lo tanto, es deseable que su recubrimiento sea realizado en cualquier... [Seguir leyendo]

1. Elemento de iluminación (10) flexible y susceptible de doblado, que adopta la forma de un cuerpo único, que consiste en

un recubrimiento externo único (1) de un material polímero,

una tira interna de elementos LED (2) encapsulados en dicho recubrimiento, que rodea dicha tira de elementos LED (2) y se encuentra asimismo en contacto, parcialmente, con la misma,

siendo coextrusionado dicho material polímero de dicho recubrimiento externo (1) sobre dicha tira y alrededor de la misma a efectos de hacer dicha tira (2) integral con dicho recubrimiento (1),

un elemento opcional semirrígido (11) susceptible de conferir rigidez o bien, si es deformable, una configuración predeterminada a dicho elemento de iluminación (10), caracterizado porque

dicho material polímero de dicho recubrimiento externo (1) es un elastómero sólido de silicona; coextrusionable en un proceso continuo por medio de extrusionadores de husillo, y reticulable sin acción de calor por medio de exposición a radiación UV, siendo dicho recubrimiento externo de silicona (1) la única funda que recubre la tira de elementos LED,

en el que dichas tiras de elementos LED están formadas por un circuito impreso flexible que constituye el conductor sobre el que están montados uno o varios dispositivos luminosos LED y están conectados eléctricamente a este circuito impreso,

adoptando dichas tiras la forma de una delgada banda que incluye en su interior todos los elementos eléctricos que comprenden los conductores necesarios para el funcionamiento de las luces LED.

2. Elemento de iluminación (10), según la reivindicación 1, en el que en su cara posterior (3) se han dispuesto uno o varios pies de enganche (4) integrales con dicho recubrimiento (1).

3. Elemento de iluminación (10), según la reivindicación 1, en el que dichos pies (4) tienen forma de T o forma de flecha.

4. Elemento de iluminación, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho recubrimiento externo (1) tiene un perfil de cúpula.

5. Elemento de iluminación, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho recubrimiento externo (1) tiene en su interior una cavidad (5) para formar un elemento de tope (8).

6. Elemento de iluminación (10), según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho recubrimiento externo (1) tiene una o varias aletas salientes (7) que son integrales con el mismo, siendo dichas aletas medios de tope o de estanqueización.

7. Elemento de iluminación (10), según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el material elastómero de silicona comprende uno o varios aditivos adecuados para impartir resistencia a rayos UV y/o calor y/o llama, a bacterias, a mohos , y/o uno o más pigmentos para obtener efectos de color.

8. Elemento de iluminación (10), según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende, además, encapsulado en el recubrimiento externo único (1), un elemento semirrígido (11) que permite impartir rigidez o, si es deformable, la configuración final requerida.

9. Procedimiento para la fabricación de un elemento de iluminación tal como se ha definido en las reivindicaciones anteriores, que comprende las siguientes etapas:

coextrusión continua de un elastómero de silicona, reticulable sin la acción de calor, alrededor de una tira de elementos LED;

reticulación del material elastómero de silicona anteriormente coextrusionado por exposición a radiación UV.

10. Procedimiento, según la reivindicación 8, en el que, antes de la etapa de coextrusión, se prevé una etapa de añadidura al elastómero de silicona de aditivos tal como se definen en la reivindicación 7.

11. Utilización del elemento de iluminación (10), según las reivindicaciones 1-8, como junta de estanqueidad.