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TECHNISCHES GEBIET
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Die Erfindung betrifft einen Dekorverbund mit einer zumindest teilweise durchleuchtbaren Dekorschicht und einer Leuchtschicht mit Licht ausstrahlenden Bereichen. Hierbei kommt die vorliegende Erfindung insbesondere für Interieurelemente im Automobilbereich in Frage.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Hinterleuchtete Dekorelemente oder dekorative Bedienelemente in Fahrzeuginnenräumen sind bekannt. Beispielsweise findet sich in modernen Fahrzeugen immer häufiger eine sogenannte Ambientebeleuchtung. Zusätzlich dazu, ist die Hervorhebung von Bedienelementen, Symbolen oder dergleichen mittels einer Hinterleuchtung bekannt.
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Um Oberflächen, die in einem unbehandelten Zustand kein oder wenig Licht durchlassen, beispielsweise Leder, zu hinterleuchten, beschreibt die
US 2004/0017687 A1 eine perforierte hinterleuchtete Oberfläche und ein Verfahren zur Herstellung derselben. Hierbei werden in die Dekorschicht Öffnungen eingebracht, und es wird eine Lichtquelle so hinter die Dekorschicht angeordnet, dass von der Lichtquelle ausgesandtes Licht durch die eingebrachten Öffnungen in den Fahrgastinnenraum scheint.
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Aus der
DE 10 2007 054 348 A1 ist eine hinterleuchtbare perforierte Verbundschicht bekannt, bei der die sichtbare Dekoroberfläche im Falle einer Nicht-Hinterleuchtung nahezu homogen erscheint.
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Aus der
DE 10 2008 054 721 B3 ist ein lichtstreuender Dekorverbund bekannt, der eine Dekorschicht mit Perforation und eine über der Dekorschicht angeordnete Deckschicht aufweist, wobei die Deckschicht Streuabschnitte aufweist, an denen der Streuungsgrad lokal vergrößert ist. Dadurch werden besondere Beleuchtungseffekte erzielt; insbesondere kann auf diese Weise die Homogenität der Lichtabstrahlung von dem Dekorverbund verbessert werden.
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Die
DE 198 52 593 A1 beschreibt eine Vorrichtung mit einer Platte, auf deren Stirnseite eine Lichtquelle angeordnet ist, wobei das durch die Lichtquelle erzeugte Licht über die Plattenkante in die Platte eingekoppelt und an Streustellen in der Platte nach allen Richtungen gestreut wird. Auf einer Seite der Platte ist eine Scheibe angeordnet, die Licht in eine Richtung reflektieren kann. Die Lichttransmission der Scheibe ist veränderbar, sodass die Vorrichtung sowohl als Flächenleuchte als auch als transparente Scheibe verwendet werden kann.
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Die
DE 10 2011 082 343 A1 ist Stand der Technik nach § 3(2) PatG und beschreibt einen Dekorverbund mit einer Dekorschicht und einer Licht leitenden Schicht, wobei die Dekorschicht mit einer Perforation versehen ist, wodurch Öffnungen in der Dekorschicht ausgebildet sind, und die Licht leitende Schicht mit Störstellen versehen ist, die bei Einkopplung von Licht in die Licht leitende Schicht als unterscheidbare Lichtquellen fungieren, wobei für alle Betrachtungswinkel auf die Dekorschicht des Dekorverbunds gilt, dass eine oder mehrere Störstellen von der Dekorschicht verdeckt sind, die unter einem oder mehreren anderen Betrachtungswinkeln sichtbar sind.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Dekorverbund zu schaffen, mit dem sich für einen Betrachter neuartige Lichtszenarien verwirklichen lassen.
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Der erfindungsgemäße Dekorverbund weist dazu eine zumindest teilweise durchleuchtbare Dekorschicht und eine Leuchtschicht mit Licht ausstrahlenden Bereichen auf. Ein oder mehrere der Licht ausstrahlenden Bereiche und die Dekorschicht sind relativ zueinander beweglich vorgesehen. Eine Idee der Erfindung besteht somit darin, durch die Überlagerung von mindestens zwei Schichten, die eine oder mehrere lichttransparente Bereiche oder lichtdurchscheinende Öffnungen besitzen, flächig bewegte Lichteffekte zu erzeugen. Die Relativbewegung kann hierbei mittels einer Rotationsbewegung, einer linearen Bewegung oder anders erfolgen. Die Bewegung der Licht ausstrahlenden Bereiche und/oder der Leuchtschicht und/oder der Dekorschicht kann in Form von bewegten Drehscheiben, Rollos, Rolladen, Klappen usw. realisiert werden. Die Erfindung ermöglicht die Darstellung von wertigen, vor allem flächigen Lichtszenarien, in Verbindung mit einer wertigen Dekoroberfläche. Die Darstellung von 3D-Effekten (beispielsweise Hologrammen) ist möglich, ebenso wie eine Darstellung von Lichtrasterungen oder einer Kombination der Effekte. Die Herstellung der wertigen Lichtflächen erfolgt mit einem sehr geringen Aufwand. Die Erfindung kommt beispielsweise für fest integrierte oder austauschbare Interieurelemente in Fahrgastinnenräumen, im Bereich der Instrumententafel, der Mittelkonsole, des Dachhimmels, der Einstiegsleisten, der Tür usw. zum Einsatz, wobei die Verwendung nicht auf ebene Flächen beschränkt ist, sondern die Erfindung auch für gewölbte, gekrümmte oder eckige Fläche geeignet ist. Die Veränderung des Lichteffekts kann kontinuierlich, diskontinuierlich geschehen oder fest einstellbar sein. Bei einer relativen Bewegung der Licht ausstrahlenden Bereiche und der Dekorschicht verändert sich der wahrnehmbare Lichtdurchlass, d.h. die Lichterscheinung verändert sich. Vorzugsweise ist die Dekorschicht mit einer Perforation, noch bevorzugter einer Mikroperforation ausgestattet, wodurch Öffnungen in der Dekorschicht ausgebildet sind. Es wird darauf hingewiesen, dass die Öffnungen, welche die Perforation bilden, die Dekorschicht nicht vollständig durchdringen müssen. Öffnungen, die nur bis zu einer gewissen Tiefe eingebracht sind, sollen auch unter den Begriff „Perforation“ fallen. Wichtig ist, dass durch die Perforation zumindest eine solche Restwandstärke der Öffnungen sichergestellt ist, dass die Dekorschicht dort vollständig oder teilweise lichtdurchlässig ist, damit eine Hinterleuchtung stattfinden kann. Die Perforationen können zudem mit einem zumindest teilweise transparenten Material gefüllt sein, beispielsweise Kunststoff. Die Perforation kann eine sogenannte Mikroperforation sein, bei der die sichtbare Dekorfläche im Falle der Nicht-Hinterleuchtung nahezu unversehrt bzw. homogen erscheint. „Homogen“ mit Bezug auf die Dekoroberfläche ist im vorliegenden Fall so zu verstehen, dass die perforierte Oberfläche für einen Fahrgast in einem üblichen Abstand von einem nicht perforierten Bereich derselben Oberfläche kaum oder nicht zu unterscheiden ist, d.h. dass insbesondere diejenigen Öffnungen, die zur Mikroperforation gehören, kaum oder nicht zu erkennen sind. Selbstverständlich kann darüber hinaus die Oberfläche auch sichtbare Öffnungen und/oder andere sichtbare Modifikationen enthalten, wenn dies gewünscht ist.
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Mikroperforationen kommen insbesondere bei Lederschichten zur Anwendung, die natürlicherweise nicht hinterleuchtbar sind. Es bedarf also insbesondere bei Leder geeigneter Maßnahmen, um die Dekorschicht zumindest teilweise hinterleuchtbar zu machen. Ledermaterialien werden insbesondere in Mittelklasse- und Oberklassefahrzeugen eingesetzt, um eine hohe Wertigkeit zu vermitteln. Deshalb ist die Verwendung von Leder als Dekorschicht in der vorliegenden Erfindung besonders bevorzugt. Daneben sind flexible oder starre Dekorschichten aus teiltransparenten oder anderen nicht transparenten Materialien, wie lederähnlichen Materialien, Folien, Papier, Holz, Glas, Metallen, Textilien, Fasermaterialien, insbesondere Naturfaserverbünden, Lacken und Kombinationen aus derartigen Materialien möglich. Die Dekorschicht kann des Weiteren mit einer zumindest einteiligen transparenten Folie oder einem Lack beschichtet sein, auch ein transparenter Deckel über der Dekorschicht ist möglich. Des Weiteren ist eine mehrteilige Ausgestaltung der Dekorschicht möglich. Das heißt die Dekorschicht kann aus mehreren unterschiedlichen Schichten mit unterschiedlichen Eigenschaften, beispielsweise in Hinblick auf Materialen oder eingebrachte Perforationen, bestehen.
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Die Leuchtschicht ist, wie oben bereits angedeutet, an sich relativ zur Dekorschicht beweglich. Es sei darauf hingewiesen, dass die Bezeichnung „Leuchtschicht“ nicht bedeutet, dass diese Schicht unbedingt selbstleuchtend sein muss. Vielmehr kann sie oder können Bereiche davon Licht durch Reflexion oder Streuung aussenden, Licht, das zuvor auf die Leuchtschicht aufgestrahlt oder in diese eingekoppelt wird. Die Leuchtschicht ist transparent und/oder teiltransparent ausgeführt, wobei die Fertigung insbesondere mit Hilfe von Spritzguss- oder Extrusionsverfahren erfolgt. Eine Beschichtung der Leuchtschicht ist ebenfalls möglich. Unter teiltransparenten Leuchtschichten fallen auch Schichten mit Öffnungen bzw. Perforationen jeglicher geometrischer Form, wobei Lichtleiter bzw. - quellen zur Durchstrahlung der Leuchtschicht vorgesehen sind. Eine besondere Ausführungsform umfasst dabei eine Dekor- und Leuchtschicht mit gleich gestalteten Perforationen. Es wurde festgestellt, dass sich die Qualität und Wertigkeit der Lichteffekte mit Erhöhung der Anzahl und der Dichte der Perforationen in den Dekor- und Leuchtschichten erhöhen. Auch die Ausgestaltung von feinen Perforationen in den Schichten gewährleistet sehr filigrane und prägnante Lichterscheinungen. Ist die Leuchtschicht beweglich angeordnet, dann kann sie beispielsweise als drehende Scheibe vorgesehen sein, die sich unter der Dekorschicht dreht und damit die beweglichen Lichteffekte erzeugt. Die Leuchtschicht kann hierzu etwa von einem Motor angetrieben werden. Doch andere Bewegungsformen, wie Vibration, Schütteln, Schwenken, Verwinden oder Schaukeln, sind auch möglich. Beispielsweise kann die Leuchtschicht relativ zur Dekorschicht linear verschoben oder Rollo-ähnlich auf- und abgerollt werden. Die Leuchtschicht kann so beschaffen sein, dass sie sich aufgrund einer äußeren Anregung zusammenzieht oder ausdehnt, etwa durch Anlegen einer Spannung. Durch die relative Bewegung der Leuchtschicht zur Dekorschicht kann diese zumindest teilweise freigegeben werden. Das heißt die Leuchtschicht ist dann nicht mehr von der Dekorschicht bedeckt und wird für den Betrachter direkt sichtbar. In diesen Fall sollten die freiwerdenden Abschnitte selbst als Dekor ausgebildet sein, beispielsweise mit einer geeigneten Beschichtung.
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Vorzugsweise ist die Leuchtschicht eine Licht leitende Schicht. Hierbei kann die Leuchtschicht mit Störstellen versehen sein. Diese können eine hohe Dichte aufweisen und damit einen milchigen, flächigen Leuchtcharakter der Leuchtschicht bewirken. Alternativ oder zusätzlich sind Störstellen so vorgesehen, dass sie bei Einkopplung von Licht in die Leuchtschicht als unterscheidbare Lichtquellen fungieren. Hierbei ist es bevorzugt, dass zumindest Teile der Störstellen als einzelne Lichtquellen sichtbar sind, d.h. dass sie für das menschliche Auge in einem normalen Abstand als einzelne Lichtquellen oder Leuchtpunkte auflösbar sind. Dazu weisen benachbarte Störstellen beispielsweise einen Abstand im Bereich von 0,5 bis 2 mm, vorzugsweise etwa 1,5 mm auf. Die Störstellen müssen nicht homogen über die Leuchtschicht verteilt sein, sondern können sich hinsichtlich ihres Abstands und/oder ihrer Größe und/oder Beschaffenheit voneinander unterscheiden. Vorzugsweise gilt, dass die Leuchtschicht als flächiger Lichtleiter, beispielsweise aus einem transparenten Kunststoff oder aus Glas ausgebildet ist.
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Vorzugsweise gilt für alle Betrachtungswinkel auf die Dekorseite des Dekorverbunds, dass eine oder mehrere Störstellen von der Dekorschicht verdeckt sind, die unter einem oder mehreren anderen Betrachtungswinkeln sichtbar sind. Mit anderen Worten wird in diesem Fall eine örtlich offensichtliche Zuordnung der Störstellen zu jeweils einer entsprechenden Öffnung der Perforation vermieden. Beispielsweise ist bei senkrechtem Betrachtungswinkel auf die Dekorschicht unter einer Öffnung der Perforation nicht stets auch eine Störstelle vorgesehen. Die als einzelne Lichtquellen dienenden Störstellen sind somit abhängig vom Betrachtungswinkel durch die Öffnungen der Perforation jeweils mal sichtbar oder mal hinter der Dekorschicht versteckt, ohne dass unter einem bestimmten Betrachtungswinkel alle Störstellen gleichzeitig sichtbar wären. Auf diese Weise wird für einen sich zum Dekorverbund bewegenden Betrachter ein Glitzer- oder Funkeleffekt erzeugt. Die Intensität des Glitzer- und Funkeleffekts wird durch die relative Bewegung der Dekorschicht zu den Licht ausstrahlenden Bereichen der Leuchtschicht verstärkt. Insbesondere bei einem ruhenden Betrachter wird durch die Bewegung zuverlässig ein Funkeleffekt realisiert. Der erfindungsgemäße Dekorverbund ist beispielsweise zur Verwendung als Abdeckung eines Interieurteils für Fahrzeuginnenräume geeignet. Dazu kann der Verbund ggf. mit anderen Schichten oder Elementen des Interieurteils auf einem formstabilen Träger befestigt sein.
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Die Leuchtschicht ist vorzugsweise als flächiger Lichtleiter, beispielsweise aus transparentem Kunststoff oder Glas, ausgestaltet. Neben ebenen Lichtleitern sind auch gewölbte denkbar. Als Leuchtschicht können auch stabförmige Lichtleiter, beispielsweise Lichtleiter mit einem kreisförmigen Querschnitt, fungieren. In diesem Fall ist die Leuchtschicht von der Dekorschicht zumindest teilweise ummantelt. Zum Beispiel ist die Dekorschicht auf eine Art Rohr, Schlauch oder Hülse aufkaschiert, die selbst als Leuchtschicht fungiert oder innerhalb derer die Leuchtschicht angeordnet ist, beispielsweise als stabförmiger Lichtleiter. Auch Leuchtschichten, welche fluide Medien enthalten, sind möglich. Bei einer weiteren Ausführungsform des Dekorverbunds ist die Leuchtschicht als Gitter, Gewirke oder Gewebe aus einzelnen Strängen oder Fasern, die Licht leitende Eigenschaften aufweisen, ausgebildet. Des Weiteren können Gitter, Gewirke oder Gewebe aus transparenten oder nicht transparenten Materialien in eine vorzugsweise transparente Schicht eigebettet sein. Die Leuchtschicht kann mehrteilig ausgestaltet sein, insbesondere aus mehreren über- und/oder nebeneinander angeordneten flächigen Schichten oder aus aneinander liegenden Körpern verschiedenster geometrischer Formen bestehen, wobei die Schichten selbst zueinander beweglich ausgestaltet sein können. Auf diese Weise lassen sich besonders interessante Lichteffekte erzielen, insbesondere wenn die verschiedenen Schichten unterschiedliche optische Eigenschaften, beispielsweise Transparentgrad und Farbe, aufweisen.
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Wenn die Dekorschicht mit einer Perforation vorgesehen ist, dann ist vorzugsweise die Dichte der Störstellen geringer als die Dichte der Öffnungen der Perforation. Mit anderen Worten ist die Anzahl der Störstellen pro Flächeneinheit kleiner als die Anzahl der Öffnungen der Perforation pro Flächeneinheit. Damit wird in jedem Falle und ohne einen Arbeitsschritt der gegenseitigen Ausrichtung der Dekorschicht und der Leuchtschicht eine örtliche Zuordnung der Störstellen zu korrespondierenden Öffnungen vermieden.
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Vorzugsweise ist die Beschaffenheit, darunter fällt auch die Größe bzw. Ausdehnung der Störstellen, und/oder Verteilung der Störstellen nicht homogen. Mit anderen Worten ändern sich zur Verstärkung des visuellen Effekts die Beschaffenheit und/oder der Abstand der Störstellen entlang der vorzugsweise flächigen Erstreckung der Leuchtschicht. Wenn der Dekorverbund zudem mit einer oder mehreren Lichtquellen zum Einkoppeln von Licht in die Leuchtschicht versehen ist, dann verändert sich die Beschaffenheit und/oder die Dichte der Störstellen mit dem Abstand zur Lichtquelle vorzugsweise so, dass eine weitgehend gleichmäßige Abstrahlungsintensität entlang der Leuchtschicht erzielt wird. Da die Intensität des eingekoppelten Lichts aufgrund von Streueffekten mit zunehmendem Abstand von der Lichtquelle abnimmt, kann auf diese Weise beispielsweise durch eine Zunahme der Dichte der Störstellen mit zunehmendem Abstand die Intensitätsverringerung kompensiert werden. Sind die Störstellen als Vertiefungen oder Vorsprünge ausgebildet, so kann eine Kompensation der Intensitätsverteilungen durch stärkere Ausprägung der Vertiefungen oder Vorsprünge mit zunehmendem Abstand von der Lichtquelle kompensiert werden. Die lichtquellenabhängige Beschaffenheit und/oder Verteilung der Störstellen ist besonders dann wichtig, wenn das Licht seitlich in die Leuchtschicht eingekoppelt wird und somit vom Licht große Wege in der Leuchtschicht zurückzulegen sind, auf dem eine erhebliche Intensitätsverringerung aufgrund von Streueffekten und Absorption stattfindet.
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Vorzugsweise sind die Dekorschicht und die Leuchtschicht voneinander beabstandet. Dadurch kann ein Funkeleffekt sowie ein dreidimensionaler Beleuchtungseffekt erzielt werden. Dazu können die Störstellen beispielsweise überwiegend auf der Rückseite, d.h. der der Dekorschicht abgewandten Seite der Leuchtschicht vorgesehen sein. Alternativ oder zusätzlich dazu kann eine oder können mehrere zumindest teilweise transparente Schichten zwischen der Leuchtschicht und der Dekorschicht angeordnet sein, wobei diese teiltransparenten Zwischenschichten wiederum selbst aus Zonen mit unterschiedlichen Transparenzgraden gebildet werden können. Um weitere Lichteffekte zu erzielen, können die Zwischenschichten beispielsweise auch eingefärbt sein. Des Weiteren kann die Zwischenschicht durch ein oder mehrere grobmaschige Gewebe, Gitter, Bedruckungen oder Netzstrukturen mit und ohne Haptikfunktion, beispielsweise Textilien, Abstandsgewirke oder Metallgewebe gebildet werden, an denen das Licht gestreut wird. Insbesondere dunkle oder verspiegelte Gitterstrukturen, beispielsweise ein mehrlagiges Metallgewebe oder ein auf die Leuchtschicht aufgedrucktes schwarzes Gitter können Lichtbahnen oder Schleiereffekte erzeugen, bei denen aber die Leuchtpunkte der Störstellen sichtbar bleiben. Es kann die Zwischenschicht derart gestaltet sein, dass eine ausgeprägte Streuung oder Vergleichmäßigung des an den Störstellen gestreuten Lichts vermieden wird, da sonst der erwünschte Funkeleffekt zu stark geschwächt oder vollständig verhindert wird. Auf der anderen Seite kann die Zwischenschicht die einzelnen Leuchtpunkte der Leuchtschicht verschmieren, um einen flächigen Lichteindruck zu erzeugen.
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Wie bereits erwähnt wurde, sind die Störstellen vorzugsweise zumindest teilweise durch Vertiefungen der Leuchtschicht und/oder durch Vorsprünge der Leuchtschicht gebildet. Das Vorsehen von Vertiefungen oder Vorsprüngen kann besonders einfach während eines Spritzgussverfahrens der Leuchtschicht hergestellt werden, wenn diese beispielsweise aus PMMA, PA, PC, TPU, PU, COC oder einem anderen geeigneten Kunststoff gefertigt wird. Alternativ oder zusätzlich können die Störstellen bzw. weitere Störstellen auch nachträglich eingebracht werden. Die Vertiefungen oder Vorsprünge können halbkreisförmig oder eine andere Form aufweisen, welche zur Erzeugung von Störstellen geeignet ist. Des Weiteren ist es möglich, dass die Vertiefungen oder Vorsprünge durch eine natürliche oder künstliche Oberflächennarbung gebildet werden. Auch Risse oder Bruchkanten in der Leuchtschicht können als Störstellen dienen. Alternativ können die Störstellen als Hohlräume oder durch Fremdpartikel in der Leuchtschicht ausgebildet sein. Wird die Leuchtschicht durch ein Gitter oder Gewebe aus Fäden oder Fasern gebildet oder sind sie Teil dieser Schicht, können alternativ auch deren Kreuz- bzw. Knotenpunkte als Störstellen fungieren. Des Weiteren sind Fadeneinlagerungen oder Verspiegelungen der Fäden, beispielsweise durch Metallisierung, zur Erzeugung von Störstellen denkbar.
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Die Oberfläche der Vorsprünge, Vertiefungen, Hohlräume oder im Allgemeinen der Störstellen muss nicht glatt sein, sondern kann Kanten oder Strukturierungen aufweisen oder durch Facetten gebildet sein, um einen diamantähnlichen Glitzereffekt zu erzeugen. Letztlich dienen die Störstellen in der Leuchtschicht als Bereiche lokal vergrößerter Streuung, indem der Brechungsindex lokal verändert wird. Durch die Ausprägung der Störstellen, insbesondere die Form und Anzahl ihrer Grenzflächen, können die Streudichte und die Streurichtung gezielt beeinflusst werden. Durch eine Ausgestaltung der Störstellen mit mehreren Grenzflächen werden durch Brechung und Reflexion des Lichts an diesen Flächen vom Betrachter wahrgenommene Lichtblitze, Leuchtlinien oder Farbaufspaltungen erzeugt. Werden in die Leuchtschicht Fremdpartikel eingebracht, so kann darunter das Einbringen von (Hohl-)Glaskügelchen, Verunreinigungen oder andere Maßnahmen verstanden werden, welche den Streuungsgrad lokal vergrößern.
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Vorzugsweise sind die Leuchtschicht und/oder die Zwischenschicht zumindest teilweise verspiegelt, um die Brillanz der Durchleuchtung und die Lichtausbeute weiter zu verbessern. Insbesondere können die Störstellen auf ihrer Rückseite verspiegelt sein, oder es kann die gesamte Leuchtschicht vollständig oder abschnittsweise auf ihrer Rückseite verspiegelt sein.
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Eine weitere Ausführungsform sieht eine weitere Schicht unterhalb der Leuchtschicht vor, mit welcher weitere Lichteffekte erzielt werden können oder der Funkeleffekt verstärkt wird, insbesondere wenn die Lichtquelle(n), wie ein Backlight oder eine OLED-Display in Form eines flächigen Lichtleiters, unterhalb der Leuchtschicht angeordnet ist. Beispielsweise lassen sich durch milchige Unterschichten Schleiereffekte erzielen, durch verspiegelte Unterschichten schillernde Effekte oder durch Unterschichten mit einer Antireflexbeschichtung Farbeffekte. Ebenfalls sind eingefärbte Schichten unterhalb der Leuchtschicht denkbar. Neben der Erzielung von Lichteffekten kann eine transluzente Unterschicht unerwünschte Lichtabsorptionen an Übergängen von Störstellen an der Rückseite der Leuchtschicht zu dunklen Träger- oder Dekorflächen verhindern.
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Ein farbiger Funkeleffekt kann nicht nur durch farbige Lichtquellen, Zwischen- und Unterschichten, sondern auch durch die Ausgestaltung der Leuchtschicht als Licht leitende Schicht und insbesondere der Störstellen erzielt werden. Beispielsweise muss dafür das von der Lichtquelle eingekoppelte weiße Licht im Bereich der Störstellen in geeigneter Weise gefiltert, gebrochen und/oder reflektiert werden. Mit Beschichtungen aus dünnen, optisch transparenten Materialen, wie Metallen und/oder Dielektrika, lassen sich die Reflexionsgrade der Leuchtschicht steuern und somit farbige Funkeleffekte erreichen. Sind die Störstellen zum Beispiel mit einer dünnen transparenten Metalloxidschicht beschichtet, wird das Licht an der Unterseite reflektiert und überlagert sich mit dem Licht an der Oberfläche. Dieser sogenannte Interferenzeffekt erzeugt ein ansprechendes farbiges Erscheinungsbild. Farbeffekte können ebenfalls durch eine mehrfarbige Leuchtschicht erzeugt werden. Sind die Störstellen der als Licht leitenden Schicht ausgestalteten Leuchtschicht mit mehreren Grenzflächen facettenartig ausgestaltet, ähnlich einer Diamantenstruktur, entstehen ebenfalls Farbeffekte durch die Reflexion und Brechung des Lichts an den Grenzflächen.
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Wenn in dem Dekorverbund bereits eine oder mehrere Lichtquellen, insbesondere LED oder Lichtleiter, vorgesehen sind, dann ist diese oder sind diese Lichtquellen in einer bevorzugten Ausführungsform beweglich. Auf diese Weise können weitere Lichteffekte erzeugt werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Lichtquelle oder können die Lichtquellen so vorgesehen sein, dass sie zeitlich veränderlich, beispielsweise periodisch, ihre Farbe und/oder Intensität verändert bzw. verändern. Durch eine zeitlich veränderliche Abstrahlungsintensität kann das Funkeln eines durch die Erdatmosphäre hindurch betrachteten Sternenhimmels simuliert werden.
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Vorzugsweise sind eine oder mehrere Lichtquellen Teil des Dekorverbunds. Hierbei kommen insbesondere Lichtquellen wie LEDs, OLEDs, Backlights, Lichtleiter, Monitore, Displays, TV-Geräte oder eine Kombination davon in Frage.
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Obwohl die vorliegende Erfindung besonders bevorzugt für den Anwendungsfall eines Automobils ist, versteht es sich, dass die Erfindung auch in anderen Bereichen, zum Beispiel im Transportbereich, der Luftfahrt, der Schifffahrt usw. umgesetzt werden kann. Darüber hinaus sind weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen ersichtlich. Die dort beschriebenen Merkmale können alleinstehend oder in Kombination mit einem oder mehreren der oben erwähnten Merkmale umgesetzt werden, insofern sich die Merkmale nicht widersprechen.
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Figurenliste
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- 1 ist ein Querschnitt durch einen Dekorverbund aus einer Dekorschicht und einer davon beabstandeten, beweglichen Leuchtschicht mit Störstellen.
- 2 ist eine Draufsicht auf eine Leuchtschicht mit an der Seite angeordneten Lichtquellen.
- 3A bis 3C sind Querschnitte durch Störstellen, die als Vorsprünge der Leuchtschicht ausgebildet sind.
- 4 zeigt einen Dekorverbund aus einer perforierten Dekorschicht, einer Leuchtschicht und einer Unterschicht mit zumindest teilweise durchlässigen Bereichen.
- 5 zeigt schematisch eine Draufsicht auf einen Dekorverbund aus Dekorschicht und Leuchtschicht.
- 6a und 6b zeigen schematisch den Dekorverbund mit einer perforierten Leuchtschicht.
- 7 zeigt den Einsatz des Dekorverbunds an einer Armlehne in einem Fahrzeug.
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WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
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Die 1 ist ein Querschnitt durch einen Dekorverbund mit einer Dekorschicht 10, die beispielsweise aus Leder gefertigt ist, und einer Leuchtschicht 20, die aus einem transparenten Kunststoff gefertigt ist. Die Dekorschicht 10 weist eine Perforation auf, wodurch Öffnungen 11 in die Dekorschicht 10 eingebracht sind. Die Leuchtschicht 20 weist Störstellen 21 auf, die im vorliegenden Beispiel als Vertiefungen ausgebildet sind.
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Während die Öffnungen 11 der Perforation in konstantem Abstand voneinander vorgesehen sind, nimmt der Abstand der Störstellen 21 in der 1 von rechts nach links ab. Die Lichteinkopplung über die Lichtquelle LI erfolgt in der 1 von rechts, wodurch die Abnahme des Abstands der Störstellen 21 von rechts nach links den Intensitätsverlust des Lichts bei der Ausbreitung durch die Leuchtschicht 20 kompensiert. Die Störstellen 21 sind lokale Bereiche verstärkter Streuung, an denen das auftreffende Licht so gestreut wird, dass die Störstellen 21 als einzeln erkennbare Leuchtpunkte fungieren.
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Die Dichte der Störstellen 21 ist geringer als die Dichte der Öffnungen 11 der Perforation. Mit anderen Worten ist die Anzahl der Störstellen 21 pro Flächeneinheit geringer als die Anzahl der Öffnungen 11 pro Flächeneinheit. Damit wird in jedem Falle und ohne einen Arbeitsschritt der gegenseitigen Ausrichtung der Lage der Dekorschicht 10 und der Leuchtschicht 20 eine besondere örtlich Zuordnung der Störstellen 21 zu korrespondierenden Öffnungen 11 vermieden. Aus der 1 ist erkennbar, dass nicht sämtliche Störstellen 21 direkt unterhalb der Öffnungen 11 angeordnet sind. Abhängig vom Betrachtungswinkel von oben ist somit die eine oder andere Störstelle 21 sichtbar, während andere Störstellen 21 von der Dekorschicht 10 verdeckt sind. Mit Änderung des Betrachtungswinkels werden neue Störstellen 21 sichtbar, während wiederum andere Störstellen 21 hinter der Dekorschicht 10 verschwinden. Dieser Effekt wird hier als Funkeleffekt bezeichnet.
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Im vorliegenden Beispiel wird der Funkeleffekt nicht nur dadurch erzielt, dass die Dichte der Störstellen 21 geringer als die Dichte der Öffnungen 11 ist, sondern auch dadurch, dass sich die Störstellen 21 in einem Abstand zu den Öffnungen 11 der Dekorschicht 10 befinden, der sich aus dem Abstand A der Störstellen 21 zur Vorderseite der Leuchtschicht 20 und der Dicke einer transparenten Zwischenschicht 30 zusammensetzt. Der Abstand der Störstellen 21 zur Dekorschicht 10 kann beispielsweise etwa 2 mm betragen.
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Ferner müssen die aus den Störstellen 21 gebildeten Leuchtpunkte als einzelne Punkte für einen Betrachter auflösbar sein. Hierzu empfiehlt es sich, den Abstand der Störstellen 21 nicht geringer als 1/10 mm festzulegen. Vorzugsweise liegt der Abstand der Störstellen 21 im Bereich von 0,5 bis 2 mm. Die Durchmesser der im vorliegenden Fall als Vertiefungen ausgebildeten Störstellen 21 kann im Bereich von 1/5 bis 2 mm liegen. Obwohl es in der 1 nicht gezeigt ist, können die Tiefen der Störstellen 21 variieren. Das ist insbesondere im Hinblick auf eine von den Störstellen 21 möglichst gleichmäßig abgestrahlte Lichtintensität wünschenswert, nämlich dann wenn sich die Intensität des eingekoppelten Lichts entlang der Ausbreitung in der Leuchtschicht 20 merklich verringert. Damit eine von der Lichtquelle LI ausgesehene hintere Störstelle 21 die gleiche Abstrahlungsintensität wie eine weiter vorn angeordnete Störstelle 21 aufweist, kann die hintere Störstelle 21 tiefer und/oder mit einer stärker streuenden Oberfläche ausgebildet sein.
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Auch die Lage der Störstellen 21 entlang der Dickenrichtung der Leuchtschicht 20 und die Beschaffenheit der Störstellen 21 kann variieren, um einen geeigneten Hinterleuchtungseffekt zu erzielen.
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In der Ausführungsform der 1 ist die Erzeugung eines Funkeleffekts beabsichtigt. Um einen solchen Effekt auch für einen stillstehenden Betrachter zu erzielen, ist die Leuchtschicht 20 relativ zur Zwischenschicht 30 und Dekorschicht 10 beweglich vorgesehen, wie es mit einem Pfeil M in der Figur angedeutet ist. Welcher Form die Bewegung ist, kann nach Bedarf gewählt werden. Beispielsweise kann die Leuchtschicht 20 drehbar vorgesehen sein, was mit relativ einfachen Mitteln realisierbar ist. Ein Aufrollen, Verschieben, Zusammenziehen/Ausdehnen der Leuchtschicht 20 ist allerdings ebenso möglich.
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In der 1 sind die Störstellen 21 als Vertiefungen ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich dazu können die Störstellen 21 als Vorsprünge oder Hohlräume oder als in die Leuchtschicht 20 eingebrachte Fremdpartikel ausgebildet sein. Beispielsweise können in die Leuchtschicht 20 Glaspartikel eingebracht werden, die einen Glitzereffekt erzeugen. Stets sorgt die lokale Änderung des Brechungsindex an den Grenzflächen der Störstellen 21 dafür, dass eine lokal erhöhte Streuung auftritt, sodass die Störstellen 21 in dem durchleuchteten oder angeleuchteten Lichtleiter als einzelne Leuchtpunkte oder Lichtblitze erscheinen.
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Obwohl die Öffnungen 11 der Perforation in der 1 als Durchgangsöffnungen dargestellt sind, können die Öffnungen 11 auch als Sacklöcher oder in Form anderer Ausnehmungen mit einer gewissen Restwandstärke ausgebildet sein. Die Restwandstärke der Dekorschicht 10 muss so eingestellt werden, dass die Dekorschicht 10 an diesen Stellen zumindest teiltransparent ist.
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Die Leuchtschicht 20 kann aus verschiedenen transparenten Kunstoffen hergestellt sein und kann sogar die optischen Eigenschaften mit haptischen Eigenschaften verbinden. Selbst lichtdurchlässige Textilien oder Vliesstoffe kommen in Frage, wenn sie prägnante Lichtreflexionen- bzw. streuungen, beispielsweise durch spezielle Fadeneinlagerungen oder Knotenpunkte, zulassen.
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Bevorzugt ist die Leuchtschicht 20 aus PMMA, PA, PC, TPU, PU oder COC ausgebildet.
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Als Lichtquellen LI kommen beispielsweise LEDs, OLEDs oder sogenannte Backlights in Frage. Die Lichtquelle LI kann zudem beweglich vorgesehen sein, um das Funkeln unabhängig von einer Bewegung des Betrachters zu machen oder zu verstärken. Ein ähnlicher Effekt kann auch durch sich zeitlich verändernde steuerbare Lichtintensitäten der Lichtquelle(n) LI oder deren Reflexionen an dem Lichtleiter oder an der Leuchtschicht 20 erzeugt werden. Eine flächige Beleuchtung kann mit funkelnden Lichterscheinungen überlagert werden. Als Stellgrößen zur Erzeugung des gewünschten Funkeleffekts dienen die Anzahl der Störstellen 21, d.h. der „Lichtblitze“ oder Lichtspiegelungen innerhalb eines definierten Flächenabschnittes, die Öffnungsquerschnitte der Perforation, das Verhältnis der Anzahl der Öffnungen 11 zur Anzahl der Störstellen 21, die Dicke der Dekorschicht 10, die Geometrie der Öffnungen 11, worunter auch der Einbringwinkel der Öffnungen 11 in die Dekorschicht 10 fällt, die Beschaffenheit der Leuchtschicht 20, die im Übrigen aus mehreren Schichten aufgebaut sein kann, die Dicke der Leuchtschicht 20, usw..
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Wenngleich oben in erster Linie von einem Funkeleffekt die Rede ist, ist ein solcher nur beispielhaft zu verstehen. Flächig bewegte Lichterscheinungen sind ebenso möglich. Beispielsweise kann hierzu die Zwischenschicht milchig streuend vorgesehen sein, sodass die einzelnen Leuchtpunkte der Störstellen zu einem flächigen Lichteindruck verschmiert werden. Alternativ kann die Leuchtschicht 20 als Streuschicht derart vorgesehen sein, dass keine einzelnen Leuchtpunkte identifizierbar sind, sondern ein flächiger Leuchteindruck entsteht.
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2 ist eine Draufsicht auf eine Leuchtschicht 20 mit Störstellen 21. Es ist eine seitliche Einkopplung von Licht mit LEDs L1, L2, L3 und L4 vorgesehen. Wahlweise können diese oder andere LEDs an einer oder mehreren der anderen drei Seiten angeordnet sein. Im Übrigen ist auch eine rückseitige Anordnung von Lichtquellen möglich, sodass eine rückseitige Durchstrahlung der Leuchtschicht 20 stattfindet. Selbst eine Bestrahlung von oben, d.h. von der Dekorseite aus ist möglich. In diesem Fall muss die Leuchtschicht 20 oder eine etwaige darunter angeordnete Unterschicht reflektierende Eigenschaften aufweisen.
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Die als Vertiefungen und/oder Vorsprünge ausgebildeten Störstellen 21 fungieren als Mikrolinsen, wie es schematisch anhand des Strahlengangs in den 3A bis 3C dargestellt ist. Beispielhafte Lichtstrahlen L breiten sich in der Leuchtschicht 20 aus und werden von den Grenzflächen der Störstellen 21 reflektiert und nach oben gestreut.
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In der 3A ist die Störstelle 21 als halbkreisförmiger Vorsprung ausgeprägt. In der 3B ist eine unregelmäßige Grenzfläche dargestellt, mit Stufen oder Sprüngen, um die Streuwirkung der Störstelle 21 weiter zu erhöhen. Gemäß der Ausführungsform der 3C weist die Störstelle 21 facettenartige Grenzflächen auf, um die Brillanz eines Diamanten nachzuahmen. Während in der 3C die Dekorschicht 10 mit einer speziellen Öffnungsgeometrie dargestellt ist, wurde auf eine Darstellung der Dekorschicht 10 in den 3A und 3B verzichtet.
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Der Streueffekt kann weiter verstärkt werden, wenn Grenzflächen der Störstellen 21 und/oder die gesamte Fläche oder Teilflächen der Rückseite der Leuchtschicht 20 verspiegelt werden.
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4 zeigt einen Dekorverbund mit einer Dekorschicht 10, einer Leuchtschicht 20 und einer Unterschicht 40. Die Dekorschicht 10 weist Perforationsöffnungen 11 auf. Die Leuchtschicht 20 ist relativ zur Dekorschicht 10 beweglich, wie es mit Pfeilen M in der 4 angedeutet ist. Alternativ oder zusätzlich dazu können verschiedene Lichtquellen L5 bis L9, optional ebenfalls beweglich vorgesehen sein. Die Anordnung der Lichtquellen L5 bis L9 ist beispielhaft zu verstehen, d.h. die Lichtquellen müssen nicht in der gezeigten Kombination und Konfiguration auftreten. Im Übrigen kann die Dekorschicht 10 hinsichtlich ihres Durchleuchtungscharakters veränderlich sein, beispielsweise können elektronisch ansteuerbare, sich verändernde Lichtdurchlassbereiche vorgesehen sein. Die Leuchtschicht 20 kann Elemente oder Partikel beinhalten, die fest oder beweglich sind. Die Leuchtschicht 20 selbst oder deren Elemente, Partikel können bei Auflicht oder Durchlicht (Hinterleuchtung) zumindest teilweise Licht durchscheinend oder Licht durchlassend sein. Die Leuchtschicht 20 kann hierbei auch als Reflexionsschicht ausgebildet sein und beispielsweise von der Lichtquelle L7 oberhalb des Dekorverbunds angestrahlt werden (Auflicht). Die Leuchtschicht 20 oder deren Elemente, Partikel können somit bei Auflicht oder Durchlicht auch reflektierend ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich können eine oder mehrere Lichtquellen L9 in die Leuchtschicht eingearbeitet oder in dieser integriert sein.
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Die Unterschicht 40 ist zumindest teilweise lichtdurchlässig, beispielsweise transparent oder mit Öffnungen versehen, und kann beweglich und/oder optisch veränderbar sein. Im Übrigen können auch die Lichtquellen 6 bis 9 fest oder beweglich vorgesehen sein. Ziel dieser Anordnung ist es, Lichtstrukturen einstellbar zu machen. Durch die Einstellung können beispielsweise geometrische Formen erzeugt und verändert werden, wie es in der Draufsicht der 5 schematisch angedeutet ist, wobei die Veränderlichkeit der Leuchtschicht 20 mittels durchgezogenen und gestrichelten Linien verdeutlicht ist.
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In den 6a und 6b wird eine alternative Ausführungsform des Dekorverbunds aufgezeigt, die sich durch eine teiltransparente Leuchtschicht 20 auszeichnet. Zur Realisierung der Teiltransparenz ist eine grobe Perforation 22 in die Leuchtschicht eingebracht, die aus einem lichtundurchlässigen, flexiblen Kunststoff besteht. Über der Leuchtschicht 20 ist eine Zwischenschicht 30 aus einem stabilen transparenten Material vorgesehen, welche für die Dekorschicht 10 als Träger fungiert. In dieser Dekorschicht 10 sind einerseits Perforationen 11 eingebracht, die sich durch eine sehr feine und zahlreiche Ausführung auszeichnen. In Folge dessen bleiben die Perforationen 11 für den Betrachter im unbeleuchteten Zustand weitestgehend unsichtbar und werden nicht als störend wahrgenommen. Andererseits sind sichtbare Perforationen 11 in der Dekorschicht 10 ausgebildet, welche beispielsweise ein Muster oder Logo bilden.
Bei einer Beleuchtung des Dekorverbunds durch das unterhalb angeordnete Backlight L10 tritt Licht durch die Leucht- und Dekorschicht. Eine ansprechende Lichterscheinung entsteht nun durch die Bewegung der Leuchtschicht 20 gegenüber der Dekorschicht 10, welche über motorisch angetriebene Rollen realisiert wird, siehe 6b. Dabei verschieben sich die Perforation 22 der Leuchtschicht 20, welche bei Hinterleuchtung durch das Backlight L10 Licht ausstrahlenden Bereiche bilden, gegenüber den Perforationen 11 der Dekorschicht 10 und es entsteht ein dynamischer, ansehnlicher Lichteffekt.
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7 verdeutlicht den Einsatz des erfindungsgemäßen Dekorverbunds in der Armlehne 5 eines Fahrzeugs. Die Armlehne 5 ist zweiteilig ausgestaltet, wobei das obere Teil 52 der Armlehne 5 zum unteren Teil 51 verschiebbar ist. Im unteren Teil 51 ist eine Leuchtschicht 20 angeordnet, die mit einem zumindest teilweise lichtdurchlässigen Textil 22 abgedeckt ist. Das Textil 22 entspricht oder ist abgestimmt mit der Verkleidung der Armlehne 5. Auf diese Weise ergibt sich für den Betrachter auch bei Freigabe des Bereichs mit der Leuchtschicht 20 ein angenehmes Erscheinungsbild. Das obere Teil 52 ist mit einer Dekorschicht 10 kaschiert und in einem Abschnitt oberhalb der Leuchtschicht 20 mit Perforationen 11 versehen. Das obere Teil 52 der Armlehne 5 ist aus einem transluzenten Material gefertigt und fungiert als Zwischenschicht 30. Bewegt sich die Zwischenschicht 30 mit der perforierten Dekorschicht 10 über der Leuchtschicht 20 entsteht ein Glitzereffekt. Zur Realisierung des Glitzereffekts können in der Leuchtschicht 20 Störstellen 21 ausgestaltet sein und das Textil bildet die Störstellen, beispielsweise durch die Knotenpunkte des Textils 22. Es ist auch möglich, dass die Zwischenschicht farbig und/oder mit Partikeln ausgebildet ist, wodurch weitere interessante Effekte entstehen.
