CZ37926U1

CZ37926U1 - Stranově vyzařující bezpečnostní prvek

Info

Publication number: CZ37926U1
Application number: CZ2024-41844U
Authority: CZ
Inventors: Markéta Králová; VĂt LĂ©dl; Lédl Vít Ing., Ph.D.; Romana Králová
Original assignee: Scilif S.R.O.
Priority date: 2024-03-20
Filing date: 2024-03-20
Publication date: 2024-06-04
Also published as: WO2025195539A1

Description

Stranově vyzařující bezpečnostní prvek

Oblast techniky

Technické řešení se týká stranově vyzařujícího bezpečnostního prvku se zvýšenou ochranou světlovodu proti teplu a plamenům.

Dosavadní stav techniky

V současné době jsou známé a na trhu dostupné stranově vyzařující bezpečnostní prvky určené pro zajištění viditelnosti osob nebo předmětů za zhoršených světelných podmínek, např. v silničním provozu, případně při zásahu záchranných a/nebo bezpečnostních složek apod. Tyto bezpečnostní prvky překonávají díky aktivnímu vyzařování světla předcházející retro-reflexivní prvky, které pouze pasivně odrážejí dopadající světelné záření a v některých situacích je jejich účinnost kvůli tomu značně omezená.

Např. z CZ 28462 je známý aktivní bezpečnostní oděvní prvek, který obsahuje připojení ke světelnému zdroji a světlovod, který je uzavřený v textilním potahu. Tento potah přitom chrání světlovod před mechanickým poškozením, slouží k jeho uchycení na oděv, případně jiný textilní výrobek, a současně vytváří difuzní rozptyl světlovodem vyzařovaného světla, přičemž dle provedených experimentů, je difúzně rozptýlené světlo viditelnější a rovnoměrnější než světlo vyzařované samotným světlovodem bez textilního potahu. Textilní potah současně umožňuje s dostatečnou svítivostí a viditelností vytvářet různé barevné efekty.

Z CZ 28783 je dále známý prostředek liniového osvitu podobné konstrukce jako aktivní bezpečnostní oděvní prvek z CZ 28462, určený pro lokální osvětlení, resp. světlené ohraničení různých předmětů, nábytku, budov apod., případně pro vytváření svítivých značek.

Z EP 2917391 je pak známý bezpečnostní prostředek aktivně vyzařující světlo, který obsahuje jednovlákenný světlovod uložený v potahu tvořeném dvourozměrným tkaným textilním páskem, jehož jeden okraj je vytvořen jako integrálně tkaná dutinka, případně je potah tvořen stuhou se dvěma okraji s integrálně tkanou dutinkou umístěnou v povrchu stuhy mezi těmito dvěma okraji. Světlovod je přitom uspořádán v této dutince.

Stávající řešení těchto prostředků využívají světlovody na bázi stranově vyzařujících polymerních optických vláken (POF), např. na bázi polymethylmethakrylátu (PMMA) nebo termoplastického polyurethanu (TPU) apod., které se vyznačují nízkou teplotou tání (např. PMMA 160 °C, TPU 220 °C). Jejich nevýhodou je, že stávající textilní potahy nejsou schopné těmto světlovodům poskytnout dostatečnou ochranu před zvýšenou teplotou nebo plamenem, případně radiací nebo podobnými fenomény, takže při expozici zvýšené teplotě, např. při požáru, tyto materiály rychle měknou a světlovod ztrácí svoji optickou funkci, což není žádoucí.

Cílem technického řešení je navrhnout stranově vyzařující bezpečnostní prvek, který by netrpěl nevýhodami stavu techniky.

Podstata technického řešení

Cíle technického řešení se dosáhne stranově vyzařujícím bezpečnostním prvkem obsahujícím světlovod a alespoň jeden zdroj světla pevně nebo rozebíratelně připojený k jednomu konci světlovodu, jehož podstata spočívá v tom, že světlovod je po alespoň části své délky opatřený perforovaným ochranným obalem z materiálu odolného proti teplu a plamenům, přičemž plocha

- 1 CZ 37926 U1 každého jednotlivého průchozího otvoru je 0,1 až 6 mm², a plocha průchozích otvorů představuje 0,5 až 50 %, s výhodou 10 až 35 %, plochy ochranného obalu světlovodu.

Ochranný obal světlovodu má s výhodou strukturu paspule s bočním páskem po alespoň části své délky pro trvalé nebo dočasné připojení stranově vyzařujícího bezpečnostního prvku k jiným předmětům.

Při zakomponování do finálního výrobku může mít ochranný obal světlovodu podobu dutinky nebo tzv. textilního tunelu, který je součástí tohoto finálního výrobku - např. oděvu, textilního popruhu apod.

Objasnění výkresů

Na přiloženém výkrese je na obr. 1 fotografie výhodné varianty ochranného obalu světlovodu stranově vyzařujícího bezpečnostního prvku podle technického řešení s perforací tvořenou kruhovými otvory s rovnoměrným rozložením, na obr. 2 fotografie jiné výhodné varianty ochranného obalu světlovodu stranově vyzařujícího bezpečnostního prvku podle technického řešení s perforací tvořenou otvory ve tvaru pravidelného šestiúhelníku s rovnoměrným rozložením, na obr. 3 vizualizace stranově vyzařujícího bezpečnostního prvku podle technického řešení, u kterého je ochranný obal světlovodu tvořený paspulí s bočním páskem, na obr. 4 vizualizace stranově vyzařujícího bezpečnostního prvku podle technického řešení, který je prostřednictvím bočního pásku ochranného obalu připojený k podkladu, a na obr. 5 vizualizace různých provedení ochranného obalu s různými druhy perforací.

Příklady uskutečnění technického řešení

Stranově vyzařující bezpečnostní prvek podle technického řešení obsahuje alespoň jeden (neznázorněný) zdroj světla pro nasvětlení světlovodu a alespoň jeden světlovod 1, který je uložený alespoň částí své délky v ochranném obalu 2, viz např. obr. 3.

Zdroj světla je pevně nebo rozebíratelně připojený k jednomu konci světlovodu 1. Vhodným zdroj em světla je např. LED nebo laserová dioda vyzařuj ící světlo v celém spektru (bílá), jen v úzké oblasti světla (barevná), případně v UV spektru. V případě potřeby lze samostatně nebo v kombinaci použít zdroj světla vyzařující v jiném spektru, např. infračerveném (IR), apod.

Zdroj světla je propojený se zdrojem elektrického proudu, který sestává z proudového řídicího obvodu a akumulátoru nebo primárního elektrického článku.

V případě potřeby mohou být jednomu světlovodu 1 přiřazeny dva nebo více zdrojů světla. Např. lze dva nebo více zdrojů světla, s výhodou vyzařujících v odlišném spektru, připojit k jednomu konci světlovodu 1 pro současné nebo samostatné nasvícení světlovodu 1, případně lze alespoň jeden zdroj světla připojit ke každému konci světlovodu 1.

Světlovod 1 je světlovodem 1 na bázi stranově vyzařujících polymerních optických vláken, např. na bázi polymethylmethakrylátu (PMMA) nebo termoplastického polyurethanu (TPU). V případě použití světlovodu 1 s kruhovým příčným průřezem je jeho průměr s výhodou 0,25 až 20 mm, výhodněji 0,5 až 10 mm; v případě použití světlovodu 1 s jiným tvarem příčného průřezu, např. obdélníkovým, je délka jeho (nejdelší) strany s výhodou do 20 mm. Pro zmírnění poklesu intenzity vyzařovaného světla po délce světlovodu 1 může být světlovod 1 na opačném konci, než ke kterému je připojený zdroj světla, opatřen některým známým prostředkem pro odraz alespoň části světla zpět do světlovodu 1. Takovým prostředkem je např. zrcadlová plocha.

- 2 CZ 37926 U1

V případě využití zdroje světla vyzařujícího v UV spektru je na alespoň části povrchu světlovodu 1 uložený luminofor pro transformaci UV záření na světlo ve viditelném spektru. V rámci jednoho světlovodu 1 lze přitom kombinovat dva nebo více luminoforů odlišné barvy pro dosažení barevných světelných efektů.

Ochranný obal 2 světlovodu 1 je tvořen materiálem odolným proti teplu a plamenům, přičemž plocha každého jednotlivého průchozího otvoru 20 v něm je 0,1 až 6 mm² a plocha průchozích otvorů 20 představuje celkově 0,5 až 50 %, s výhodou 10 až 35 % plochy povrchu ochranného obalu 2. Materiál tohoto ochranného obalu 2 přitom poskytuje světlovodu 1 ochranu až do teploty 400 °C. Na obr. 1 je fotografie výhodné varianty materiálu ochranného obalu 2 světlovodu 1 stranově vyzařujícího bezpečnostního prvku s perforací tvořenou pravidelně uspořádanými kruhovými otvory 20 o průměru 0,8 mm rovnoměrně rozmístěnými v celé ploše ochranného obalu 2, jejichž plocha představuje cca 10 % plochy povrchu ochranného obalu 2. Na obr. 2 je pak fotografie jiné výhodné varianty materiálu ochranného obalu 2 světlovodu 1 stranově vyzařujícího bezpečnostního prvku s perforací tvořenou pravidelně uspořádanými otvory 20 ve tvaru pravidelného šestiúhelníku o délce strany 0,8 mm rovnoměrně rozmístěnými v celé ploše ochranného obalu 2, jejichž plocha představuje cca 28 % plochy povrchu ochranného obalu 2. Obecně mohou mít otvory 20 v ochranném obalu 2 libovolný tvar. Případně se může tvar a/nebo velikost a/nebo hustota těchto otvorů 20, resp. podíl povrchu připadající na průchozí otvory 20 měnit dle potřeby po délce a/nebo obvodu ochranného obalu 2, viz např obr. 5, na kterém jsou pro názornost znázorněny vizualizace různých provedení ochranného obalu 2 s různým rozložením a velikostí otvorů 20.

Materiál ochranného obalu 2 může mít formu perforované fólie/filmu, případně vlákenné vrstvy, kdy jsou perforace zcela nebo alespoň částečně tvořeny strukturou této vrstvy. Vhodným flexibilním materiálem odolným proti teplu a plamenům je např.:

- viskóza modifikovaná zpomalovačem hoření (s obsahem organofosforové a dusík/síru obsahující látky)

- polyester s alespoň jednou organofosforovou látkou zakomponovanou ve své struktuře (např. materiál s obchodním označením Trevira)

- modakryl

- meta-aramid (např. materiál s obchodním označením Nomex nebo Conex nebo Kermel)

- para-aramid (např. materiál s obchodním označením Kevlar nebo Twaron)

- polybenzimidazol (PBI)

- fenylenbenzobisoxazol (PBO - např. materiál s obchodním označením Zylon)

- bavlna povrchově ošetřená zpomalovačem hoření (inhibitorem FR) obsahujícím organofosforové a dusíkaté monomery nebo reaktivní formy

- směs bavlny a polyesteru povrchově ošetřené zpomalovačem hoření obsahujícím organofosforové a dusíkaté monomery nebo reaktivní formy

- vlna povrchově ošetřená zpomalovačem hoření obsahujícím organofosforové a dusíkaté monomery nebo reaktivní formy

- směs vlny a polyesteru povrchově ošetřená zpomalovačem hoření obsahujícím organofosforové a dusíkaté monomery nebo reaktivní formy

- 3 CZ 37926 U1

- pásek z libovolného výše uvedeného materiálu potažený polytetrafluorethylenem (PTFE) se skleněnými částicemi uloženými na povrchu nebo ve vnitřní struktuře (skleněné částice navíc poskytují materiálu retro-reflexní vlastnosti)

- pásek z libovolného výše uvedeného materiálu potažený polyurethanem (PU) se skleněnými částicemi uloženými na povrchu nebo ve vnitřní struktuře (skleněné částice navíc poskytují materiálu retro-reflexní vlastnosti)

- grafen

- netextilní žáruvzdorné kompozitní materiály na bázi aktivního uhlí nebo grafenu (grafen X).

Takto vytvořený ochranný obal 2 díky svým vlastnostem, zejména flexibilitě, nijak neomezuje ohyb světlovodu 1, a tedy ani jeho použití.

Světlo vyzařované světlovodem 1 prochází otvory 20 v ochranném obalu 2; ochranný obal 2 přitom poskytuje světlovodu 1 dostatečnou ochranu před působením zvýšené teploty a plamenů. Plocha průchozích otvorů 20 představuje 0,5 až 50 %, s výhodou 10 až 35 %, plochy povrchu ochranného obalu 2, kdy průchozí otvory 20 zajišťují průchod dostatečného množství světla ven z ochranného obalu 2. Přitom současně dochází k difuznímu rozptylu vyzařovaného světla, přičemž difúzně rozptýlené světlo je viditelnější a rovnoměrnější než světlo vyzařované samotným světlovodem bez ochranného obalu 2. I v případě, kdy plocha průchozích otvorů 20 perforace představuje až 50 % plochy povrchu ochranného obalu 2, zajišťuje tento obal 2 jako celek světlovodu 1 dostatečnou odolnost proti teplu a plamenům. V případě potřeby může být ochranný obal 2 na alespoň jednom svém povrchu opatřený retro-reflexní vrstvou. V případě, že je retro-reflexní vrstva uložená na vnitřním povrchu ochranného obalu 2, je světelný tok, který prochází průchozími otvory 20 v ochranném obalu vyšší, než pokud je ochranný obal 2 bez této retro-reflexivní vrstvy - část světlovodem 1 vyzařovaného světla se od vnitřního povrchu ochranného obalu 2 odráží do průchozích otvorů 20 a vystupuje jimi mimo ochranný obal 2. V případě, kdy je retro-reflexivní vrstva uložená na vnějším povrchu ochranného obalu 2, poskytuje stranově vyzařujícímu bezpečnostnímu prvku k jeho aktivnímu vyzařování i retro-reflexní vlastnosti. Ty jsou vhodné zejména pro nouzové případy snížené svítivosti světlovodu 1, vybitého zdroje elektrické energie, nebo pro přechodnou dobu, kdy nebyl zdroj světla stranově vyzařujícího bezpečnostního prvku ještě aktivován. Současně s tímto řešením lze používat i retro-reflexivní nebo jiné materiály, např. ve formě pásků, odpovídající normě pro zvýšení retro-reflexivního efektu; tyto materiály mohou být integrované v/na ochranném obalu 2 světlovodu 1 nebo mohou tvořit samostatné struktury.

Ochranný obal 2 může mít formu paspule, kdy je dutá část 21 pro uložení světlovodu 2 opatřená po alespoň části své délky bočním páskem 22 pro trvalé nebo dočasné připojení stranově vyzařujícího bezpečnostního prvku k jiným předmětům, např. oděvům, výstrojním součástem apod. - viz obr. 3 a 4. Tento boční pásek 22 může ale nemusí být opatřen stejnou perforací jako dutá část 21 ochranného obalu 2.

V jiné variantě provedení je ochranný obal 2 světlovodu 1 přímo součástí oděvu nebo výstrojní součástí, např. ve formě textilního tunelu nebo dutinky.

Stranově vyzařující bezpečnostní prvek podle technického řešení je využitelný zejména pro bezpečnostní nasvícení osob nebo předmětů v prostředí s vysokou teplotou nebo radiací nebo takovým rizikem, např. může být součástí oděvů nebo výstroje hasičů, záchranářů, pracovníků v těžebním průmyslu, pracovníků na letištích, pracovníků v provozech s nebezpečím požáru nebo výbuchu apod.

Claims

1. Stranově vyzařující bezpečnostní prvek obsahující světlovod (1) a alespoň jeden zdroj světla pevně nebo rozebíratelně připojený k jednomu konci světlovodu (1), vyznačující se tím, že světlovod (1) je po alespoň části své délky opatřený perforovaným ochranným obalem (2), z materiálu odolného proti teplu a plamenům, přičemž plocha každého jednotlivého průchozího otvoru (20) v ochranném obalu (2) je 0,1 až 6 mm² a plocha všech průchozích otvorů (20) představuje 0,5 až 50 % plochy ochranného obalu (2) světlovodu (1).

2. Stranově vyzařující bezpečnostní prvek podle nároku 1, vyznačující se tím, že plocha všech průchozích otvorů (20) představuje 10 až 35 % plochy ochranného obalu (2) světlovodu (1).

3. Stranově vyzařující bezpečnostní prvek podle nároku 1, vyznačující se tím, že ochranný obal (2) světlovodu (1) je paspule opatřená po alespoň části své délky bočním páskem (22).

4. Stranově vyzařující bezpečnostní prvek podle nároku 1, vyznačující se tím, že ochranný obal (2) světlovodu (1) je dutinka.

5. Stranově vyzařující bezpečnostní prvek podle nároku 1, vyznačující se tím, že ochranný obal (2) světlovodu (1) je textilní tunel.

6. Stranově vyzařující bezpečnostní prvek podle nároku 1, vyznačující se tím, že materiál ochranného obalu (2) je textilní materiál ze skupiny:

- modifikovaná viskóza s obsahem organofosforové a dusík/síru obsahující látky;

- polyester s alespoň jednou organofosforovou látkou zakomponovanou ve své struktuře;

- modakryl;

- meta-aramid;

- para-aramid;

- polybenzimidazol;

- fenylenbenzobisoxazol;

- bavlna povrchově ošetřená zpomalovačem hoření obsahujícím organofosforové a dusíkaté monomery nebo reaktivní formy;

- směs bavlny a polyesteru povrchově ošetřené zpomalovačem hoření obsahujícím organofosforové a dusíkaté monomery nebo reaktivní formy;

- vlna povrchově ošetřená zpomalovačem hoření obsahujícím organofosforové a dusíkaté monomery nebo reaktivní formy;

- směs vlny a polyesteru povrchově ošetřená zpomalovačem hoření obsahujícím organofosforové a dusíkaté monomery nebo reaktivní formy.

7. Stranově vyzařující bezpečnostní prvek podle nároku 1, vyznačující se tím, že materiál ochranného obalu (2) je materiál ve formě fólie nebo filmu ze skupiny:

- 5 CZ 37926 U1

- páska potažená polytetrafluorethylenem se skleněnými částicemi uloženými na povrchu nebo ve vnitřní struktuře;

- páska potažená polyurethanem se skleněnými částicemi uloženými na povrchu nebo ve vnitřní struktuře;

grafen;

netextilní žáruvzdorný kompozitní materiál na bázi aktivního uhlí nebo grafenu.