CN110275241A - 包含光纤、照明复合物的编织物及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于车辆内部的编织物，包括至少两个能够发射光并沿纵向方向延伸的平行光纤，至少一束沿纵向方向延伸的平行导线，其被布置在至少两根平行光纤之间，以及至少一根在基本垂直于纵向方向的横向方向上延伸的另外的线。所述至少一根另外的线在至少两根平行光纤和至少一束平行导线之间交织，并且所述至少一束平行导线包括至少两根导线。
Description
技术领域
本申请涉及一种包含光纤的编织物和一种包括用于车辆内部的编织物的照明复合物。此外，本申请涉及制造编织物和照明复合物的方法。
背景技术
包含光纤的编织物在本领域中是已知的。在现代车辆内部中，这种编织物可以例如形成车辆内饰部件的一部分，例如中央控制台，门板或仪表板。传统上，装饰部件包括刚性结构，使得需要将编织物固定到基本上刚性的背衬上。
例如，文献US2009/0291606A1涉及一种照明复合物，其包括结合有光纤的纺织网和刚性背衬。用粘合纱线将纤维固定在适当位置。为了将纺织网附接到刚性背衬上，可以在纺织网和刚性背衬之间提供粘合层。
在这种照明复合物的制造过程中，编织物可能遭受机械应力和/或高压。因此，敏感光纤可能被损坏，使得光发射率和/或光学外观劣化。特别是发射光的分布可能变得不均匀。
发明内容
鉴于前述方面，本发明的目的是提出一种包含光纤的替代编织网。特别地，本发明的一个目的是提出一种具有改进的光发射率和/或改进的光学外观的编织网。更具体地说，本发明的一个目的是提出这样一种在高温和高压加工后具有良好光学性能的网。此外，本发明的目的是提出一种改进的照明复合物，特别是用于车辆内部。此外，本发明的目的是提出一种制造这种编织物和照明复合物的方法。
这些目的中的至少一些是通过包括独立权利要求1的特征的编织物实现的。从从属权利要求和结合附图的详细描述中，可选特征和进一步发展将变得显而易见。
所提出的用于车辆内部的编织物包括至少两根平行光纤，所述光纤能够在具有径向分量的方向上从其周边发光，并且光纤在纵向方向上延伸。此外，编织物包括至少一束沿纵向方向延伸的平行导线，其被布置在至少两根平行光纤之间，还包括至少一根另外的线，其在基本垂直于纵向方向的横向方向上延伸，其中至少一根另外的线在至少两根平行光纤和至少一束平行导线之间交织。至少一束平行导线包括至少两根导线。本申请中使用的术语“至少两根平行导线”还包括仅一根折叠线，其包括平行布置的导线的至少两个部分。优选地，至少一束平行导线包括至少三根平行导线，更优选地是多根平行导线，即多于三股导线。通常，平行导线束包括至少十个和/或至多50个，特别是至少30个平行导线。这样的导线量足以可靠地防止光纤被损坏。
束可以被定义为布置在至少两个光纤之间的平行导线，优选地包括光纤。此外，束可以由平行导线限定，所述平行导线至少局部地通过至少一根横向交织的另外的线与光纤分离。通常，光纤和平行导线在纬向方向上延伸，并且至少一根另外的线在经向方向上延伸。通过这种方式，光纤和束相对于彼此可以保持在靠近的位置，并且允许光纤和导线的几何形状的变化。然而，至少一根另外的线也可以在纬向方向上延伸，同时光纤和平行导线在经向方向上延伸。通过这种方式，光纤可以被定位在特定的预定距离。
一根光纤的直径至少是一根平行导线的两倍。光纤的直径可以是至少0.1mm，优选为至少0.5mm。光纤的直径可以是至多3mm，优选为至多1mm。束的平行导线的直径，特别是束的所有平行导线的直径，或束的至少一根导线的直径可以至少是0.04mm，特别是至少0.1mm，和/或至多1.4mm，特别是至多0.8mm。
优选地，束的平行导线可相对于彼此移动。束的平行导线可以在纵向方向上相对于彼此移动。此外，平行导线可以相对于光纤移动。平行导线的移动可以允许有更好的柔韧性，特别是编织物的更好的三维成形。此外，具有可移动导线的束可以在撞击时允许有更好的力分布，特别是在光纤上具有更低的局部压力。而且，平行导线和/或平行导线束在横向方向上是可压缩的。用于在横向方向上压缩平行导线束的杨氏模量可以达到至多1GPa，特别是至多0.5GPa。特别地，平行导线可以比光纤更易压缩。此外，平行导线束可以比光纤更易压缩。这具有的优点是，至少一束可以吸收施加到编织物上的负载。因此，可以避免光纤的损坏并且可以保护光纤的表面。
在一个实施例中，至少一束平行导线在横向方向上具有比至少两根光纤中的一根更大的宽度。因此，当在横向方向上对编织物施加压缩力时，平行导线可以相对于彼此移动并且可以至少部分地在彼此的顶部上滑动，使得横向压缩力可以被吸收并且可以保护光纤。在横向拉力施加到编织物的情况下，包括彼此叠置的平行导线的至少一束可以彼此滑动到一个平面中。因此，由于导线可以相对于彼此移动，束可以改变其形状。平行导线束的宽度可以是至少0.5mm，特别是至少1mm，和/或至多10mm，特别是至多5mm。
在一个实施例中，至少一束平行导线在垂直于纵向和横向的方向上具有比至少两根光纤中的一根更大的高度。这可以允许在冲压模具中处理编织物而不损害光纤。平行导线束的高度可以是至少0.5mm，特别是至少1mm，和/或至多10mm，特别是至多5mm。
在一个实施例中，编织物包括至少两束平行导线，并且至少两根光纤中的至少一根光纤被布置在至少两束平行导线之间。在一个实施例中，至少两根光纤中的恰好一根被布置在两束平行导线之间。在另一个实施例中，至少两根光纤中的恰好四根被布置在两束平行导线之间。在另一实施例中，至少两根光纤的多根被布置在两束平行导线之间。
在一个实施例中，编织物包括至少两束平行导线。优选地，编织物包括多束平行导线。编织物可包括具有相同数量平行导线的平行导线束。然而，编织物可包括具有不同数量平行导线的平行导线束。至少两束平行导线或束中的单根导线可以在横向方向上和/或在垂直于纵向和横向方向的方向上具有不同的尺寸。这具有的优点是编织物可以根据具体应用进行改进。例如，可以调节编织物的形状以适合载体的形状。
光纤可以优选地包括或可以由聚合物制成，例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或玻璃。然而，光纤可以包括其他光学材料。这样可以获得期望的光发射率和相对低的成本。
光纤可以具有不同的长度并且可以在编织物中不同地布置以提供照明模式。
平行导线可以是合成导线。平行导线可以优选地包括合成材料，例如聚丙烯、聚酰胺、聚乙烯和/或聚酯。特别地，聚丙烯在将编织物与载体(例如天然纤维聚丙烯(NFPP)载体)熔合时可能是有利的，因为聚丙烯可以在制造过程中至少部分地熔化，使得NFPP载体和编织物可以容易地熔合。
本发明还涉及一种照明复合物，其包括光源，例如太阳光、激光二极管或LED，以及包括上述编织物。
在一个实施例中，照明复合物包含载体。载体可以被固定在编织物上，优选通过背面注射成型、NFPP压缩、热成型或PU浇铸。优选地，编织物的背侧附接到载体的前侧。编织物可以胶合或粘附到载体上。在将编织物粘合到载体上之前，可以通过压力机将载体折叠或压印。编织物也可以在压力机或其它成形工具中粘合到载体上，以制造和/或成形载体。这可以减少循环时间并且可以节省成本。
在一个实施例中，照明复合物包括被布置在编织物和载体之间的粘合层。粘合层可包括粘合剂或树脂。
在一个实施例中，载体包含NFPP(天然纤维聚丙烯)、聚丙烯(PP)和/或ABS/PC或由其制成。如上所述，这对于改善包含聚丙烯的平行导线与载体的粘合可能是有利的，例如由于聚丙烯的熔化。载体可包括金属，例如铝，碳纤维或玻璃纤维，以获得轻型载体。
对于某些应用，特别是为了防止对光纤的物理损坏，照明复合物可以包括至少部分地覆盖编织物前侧的装饰层。装饰层可包括清漆或树脂。例如，装饰层可通过喷涂工艺粘合到编织物上。在另一个实施例中，保护层可包含固体透明材料，例如玻璃、PMMA或聚碳酸酯。在这种情况下，保护层可以物理附接到编织物上，例如使用夹子、螺钉或粘合剂。在另一个实施例中，装饰层可包含纺织物，以赋予照明复合物纺织触感。装饰层可以是透明的、半透明的和/或有色的。
本发明还涉及制造如上所述的编织物的方法和制造如上所述的照明复合物的方法。
附图说明
将结合以下附图描述示例性实施例。
图1显示了编织物的透视图，
图2显示了编织物的剖视图，
图3显示了编织物的另一个剖视图，,
图4显示了包含图1的编织物的照明复合物的透视图和截面图，
图5显示了成形工具中的图1的编织物，
图6显示了一种编织物，其中
(a)沿纵向方向施加张力，
(b)沿横向施加可压缩力，
图7显示了粘合到载体上的编织物的截面图。
具体实施方式
图1示出了编织物1，其包括光纤2、平行导线股3和另外的线。光纤2彼此平行地布置，沿着被定义为x方向的纵向方向延伸。平行导线3在纵向方向上平行于光纤布置。平行导线3形成两束3'。在两束3'之间，四个光纤2彼此相邻地布置。在其他实施例中，光纤2的数量可以不同。在图1的示例中，每束3'包括十一条平行导线3。在一束3'中，平行导线3被布置成三层，其中两层包括四条平行导线3，一层在一个平面内包括三条平行导线3。在其他实施例中，平行导线的数量和层的数量可以不同。一根平行导线3的直径约为0.3mm。一根光纤的直径约为1毫米。此外，编织物1包括平行导线3的附加层3”。光纤2和束3'被布置在附加层3”的顶部。另外的线4交织在至少两根平行光纤2和平行导线3的至少一束3'之间。在所示实施例中，另一根线4在纬向方向上编织并且光纤2和平行导线3在经向方向上被布置。因此，光纤2和束3'由于另外的线4而保持在彼此平行的位置，所述另外的线4与光纤2和束3'一起周期性地编织，但不一定交替性地编织。另一个线4'与光纤2和束3'一起非周期性地编织。线4和4'沿着被定义为y方向的横向方向延伸，基本上垂直于光纤2和平行导线3的纵向延伸。光纤2包括聚甲基丙烯酸甲酯。平行导线3包括聚丙烯或可由聚丙烯组成。线4和4'包括聚丙烯和聚酯。
图2示出了包括光纤2和平行导线3的束3'的编织物1的截面图。平行导线3和光纤2在纵向x方向上延伸。平行导线3被布置成束3'。束3'和光纤2以交替的方式被布置。在横向y方向上，每根光纤2的延伸大于横向y方向上的一束3'的延伸。换句话说，光纤比平行导线束的宽度厚。在垂直于横向y方向并垂直于纵向x方向的z方向上，每个光纤2的延伸小于z方向上的一束3'的延伸。换句话说，光纤比平行导线束的高度低。另外的线4与光纤2和束3'交替编织。另一个线4'与光纤2和束3'交替编织，其中线4'在编织物1的前侧穿过光纤2并在编织物1的后侧穿过束3'。因此，线4在编织物1的后侧穿过光纤2，并在编织物1的前侧穿过束3'。图2的光纤2、平行导线3和线4和4'的材料和尺寸分别对应于图1的光纤2、平行导线3和线4和4'的材料和尺寸。
图3示出了包括光纤2和平行导线3的束3'的编织物1的另一截面图。平行导线3和光纤2在纵向x方向上延伸。平行导线3被布置成束3'。图3中的光纤2、平行导线3和线4和4'的材料和尺寸分别对应于图1和图2中的光纤2、平行导线3和线4和4'的材料和尺寸。平行导线3和光纤2的布置基本上对应于图1的编织物的布置。然而，在该实施例中，光纤比平行导线3的束3'的宽度薄。另外，在一些布置中，一根平行导线3”'被布置在两根光纤2之间并将两根光纤隔开。平行导线3”'以与束3'相同的方式由线4和4'编织并保持在适当位置。导线3可以具有不同的厚度。该实施例说明并非编织物中的所有平行导线束都必须相同。
图4示出了包括图1的编织物1的照明复合物的透视图(参见图4a)和剖视图(参见图4b)。三个光源5面向光纤2的自由端定位。在该实施例中，一个光源的光耦合到四根光纤中。在另一个实施例中，每个光源，例如LED，与单根光纤连接。此外，编织物的背侧1b被粘合到载体6的前侧6f上。载体6包括NFPP并通过NFPP压缩被固定到编织物1上。照明复合物可以用作车辆内部的装饰部件，例如门板、中央控制台或天花板。由此形成的照明复合物具有几毫米的厚度，并且可以呈现任何类型的平面或三维形状。
图5示出了在成形工具7中的图1的编织物，例如压力机或注射成型工具中。在z方向上，压力P被施加到编织物1上。由于平行导线3的束3'在z方向上具有比光纤2更大的延伸，因此由半模7'和7施加的压力P主要被施加在束3'上。束3'是可压缩的并且将压力P分布在编织物1的整个表面上而不损坏光纤2。由此，编织物1可以从扁平形状成形为三维形状而不损坏光纤。
图6a示出了当在纵向x方向上施加拉力Ft时，处于第一非变形状态和第二变形状态的图1的编织物1。由于光纤2和包括平行导线3的束3'通过线4和4'在横向y方向上保持在一起，所以光纤2和平行导线3相对于彼此可移动地布置。在该图中，仅示出了纵向x方向上的运动。拉力Ft从而导致光纤2和平行导线3的轻微移动，因为它们相对于彼此滑出它们的原始位置(如图6a的下面板所示)。此外，束3'是可压缩的。因此，编织物1，特别是束3'，在不向光纤施加内应力的情况下吸收拉力Ft。
图6b示出了图1的编织物1，其中在横向y方向上施加了可压缩的力Fc。由于拉力，平行导线3相对于彼此移动并且可以至少部分地在彼此的顶部上滑动，使得横向压缩力被吸收并且光纤2受到保护。此外，束3'至少部分地被压缩以至少部分地吸收力Fc，因为束3'具有比光纤2更低的可压缩性指数。
图7以截面图示出了粘合到载体上的编织物1。在该实施例中，平行导线3的束3'、光纤2和线4和4'的布置基本上分别对应于图2的平行导线3的束3'、光纤2和线4和4'的布置。然而，每个束3'仅包括两根平行的导线3。编织物1的背侧被布置在NFPP-载体6的前侧上。通过加热编织物1和NFPP-载体6使编织物1被固定到载体6上，使得线4的聚丙烯和载体熔化。在冷却和/或固化期之后，将载体6粘合到编织物1上。在另外的步骤中，装饰层可以被布置在编织物1的前侧上。装饰层可以包括凝胶、树脂或清漆(未示出)。例如，装饰层可以通过喷涂工艺粘合到编织物1上。
Claims (11)
1.一种用于车辆内部的编织物，其包括：
-至少两根平行光纤，其能够发光并沿纵向方向延伸，
-至少一束沿所述纵向方向延伸的平行导线，其被布置在所述至少两根平行光纤之间，以及
-至少一根沿横向方向延伸的另外的线，其基本垂直于所述纵向方向，
其中，所述至少一根另外的线在所述至少两根平行光纤和所述至少一束平行导线之间交织，
其特征在于，所述至少一束平行导线包括至少两根导线。
2.如权利要求1所述的编织物，其特征在于，所述平行导线束能够相对于彼此移动。
3.如权利要求1或2所述的编织物，其特征在于，所述平行导线的直径至少为0.04mm。
4.如权利要求1至3中任一项所述的编织物，其特征在于，所述至少一束平行导线在所述横向方向上具有比所述至少两根光纤中的一根更大的宽度，和/或在垂直于所述纵向和横向的方向上具有更大的高度。
5.如权利要求1至4中任一项所述的编织物，其特征在于，所述至少一束平行导线在所述横向方向上是可压缩的。
6.如权利要求1至5中任一项所述的编织物，其特征在于，所述平行导线比所述光纤更易压缩。
7.如前述权利要求中任一项所述的编织物，其特征在于，所述编织物包括至少两束平行导线，并且所述至少两根平行光纤中的至少一根被布置在所述至少两束平行导线之间。
8.如前述权利要求中任一项所述的编织物，其特征在于，所述编织物包括至少两束平行导线，其中，所述两束平行导线在所述横向方向和/或垂直于所述纵向和横向的方向上具有不同的尺寸。
9.一种照明复合物，其包括光源和根据权利要求1至6中任一项所述的编织物，其中，所述光源与所述至少两根平行光纤中的至少一根光学连接，用于将光耦合到所述光纤中。
10.如权利要求9所述的照明复合物，其特征在于，固定在所述编织物上的载体，优选地通过背面注射成型、NFPP压缩、热成型或PU铸造。
11.如权利要求9或10所述的照明复合物，其特征在于，至少部分地覆盖所述编织物的装饰层。
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