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Die Erfindung betrifft ein leuchtendes Textilgewebe nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
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Mit dem Gegenstand der
DE 10 2012 006 712 A1 ist ein selbstleuchtendes Gewebe zur Fahrzeuginnenraumbeleuchtung bekannt geworden. Es handelt sich um ein flexibles Leuchttextil, das aus mindestens einer ersten Lage aus Kett- und Schussfäden besteht, wobei mindestens eine Lichtquelle Licht stirnseitig in das Leuchttextil einer zweiten Lage von Schussfäden einkoppelt, und das Licht in einem Winkel zur Längserstreckung des lichtführenden Fadens aus dem Leuchttextil abgestrahlt wird
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Das bekannte selbstleuchtende Gewebe umfasst weiterhin eine im Wesentlichen über der zweiten Lage angeordnete dritte Lage transparenter Garne, wobei das erste Gewebe wenigstens an einigen Stellen mit der oder den Lichtleiterfasern oder den transparenten Garnen oder beiden verwoben ist. Diese Lage, gebildet aus transparenten Garnen wirkt als Diffusorschicht.
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Mit dieser bekannten Anordnung eines selbstleuchtenden Gewebes soll ein gleichmäßiger Lichteindruck über die gesamte Fläche des Gewebes durch die flächenhafte Anordnung einer aus transparenten Garnen bestehenden Leuchtschicht mit einer sichtseitig davor angeordneten Diffusorschicht erzielt werden. Dies ist jedoch mit der bekannten Anordnung von transparenten und teilweise transparenten Garnen, die in das selbstleuchtende Gewebe eingewebt sind, nur schwer erreichbar.
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Eine derartige Anordnung der transparenten oder teilweise transparenten Garne ist nur schwer steuerbar und hängt im Übrigen von der Art der Lichteinkopplung ab. Die Leuchtdichte der lichtabstrahlenden Fläche ist ungenügend, weil die lichtabgebenden Fäden nach allen Seiten hin leuchten und eine gezielte Lichtabgabe nach einer Richtung hin fehlt. Es fehlt demnach an einer Lichtauskoppelstruktur, die es ermöglicht, das abgestrahlte Licht gezielt zur lichtabgebenden Seite mit hoher Leuchtdichte und gleichmäßigem Leuchteindruck zu lenken.
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Deshalb ist es bei diesem bekannten Stand der Technik nicht möglich, ein über die Fläche des lichtleitenden Gewebes im Abstand von der Einkopplungsstelle entfernt bis zum entferntesten Ende von der Einkopplungsstelle am Gewebe einen gleichmäßigen Leuchteindruck zu erzielen.
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Der Erfindung liegt deshalb ausgehend von der genannten Druckschrift die Aufgabe zugrunde, ein leuchtendes Textilgewebe der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass es gleichmäßig über die gesamte Fläche leuchtet.
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Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist die Erfindung durch die technische Lehre des Anspruches 1 gekennzeichnet.
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Die Aufgabe wird durch eine Lichtauskoppelstruktur gelöst, wobei zur gezielten Reflexion des Lichtes Reflektorelemente auf mindestens einer Seite der Oberfläche des Leuchttextils aufgedruckt sind und dadurch haftend mit den lichtführenden Elementen, z.B. den Fäden des Leuchttextiles verbunden sind.
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Es handelt sich bei dem vorzugsweise gleichmäßig leuchtenden Textilgewebe um ein aus Kett- und Schussfäden bestehendes mindestens einlagiges Gewebe, welches leuchtend ausgebildet ist und bei dem mindestens eine Art der Fäden (die Kett- und/oder die Schussfäden oder beide) als leuchtende Fasern oder Garne oder Fäden ausgebildet sind und somit das Leuchttextil bilden.
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An der einen Seite des Leuchttextils sind über die Oberfläche verteilt Reflektorelemente haftend mit der Oberfläche der Fäden oder Garne oder Fasern des Leuchttextils verbunden, die das in die Lichtleitfasern oder -fäden- oder - garne eingekoppelte Licht zurück in die Struktur der lichtleitenden Fäden, Fasern oder Garne lenken und dadurch das an der Rückseite der lichtabgebenden Fläche abgestrahlte Licht wieder zurück in die lichtabgebende Struktur (Fäden, Garne oder Fasern) zur gegenüberliegenden, lichtabgebenden Seite lenken, wo es dort mindestens teilweise ausgekoppelt wird.
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Die Reflektorelemente sollen demnach eine gute Reflexionsfähigkeit aufweisen.
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Dadurch kommt es zu einem gleichmäßigen Lichteindruck über die gesamte Fläche des Leuchttextils mit hoher Leuchtdichte.
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Mit der gegebenen technischen Lehre wird also der Vorteil erreicht, dass über die gesamte Fläche des Leuchtelementes, beginnend von der Einkoppelstelle bis zu dem von der Einkoppelstelle entferntesten Ende des Leuchttextils eine gleichmäßige Leuchtdichte erzielt wird.
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Dies wird erfindungsgemäß dadurch erzielt, dass auf mindestens der einen Seite des Leuchttextils auf der Oberfläche Reflektorelemente in einem Beschichtungsverfahren aufgebracht sind, welche flexibel ausgebildet sind und somit auch die Flexibilität des Leuchttextils nicht beeinträchtigen und ferner dass diese Reflektorelemente das in die Faser eingestrahlte Licht reflektieren und zu einer Seite der lichtleitenden Faser hin konzentrieren und aus dieser mindestens teilweise auskoppeln.
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Mit der gegebenen technischen Lehre wird demnach der Vorteil erzielt, dass es nun möglich ist, auf einem textilen, flexiblen Lichtleitergewebe Reflektorelemente mindestens einseitig anzubringen, die in der Lage sind, das Licht in der Weise zu lenken, dass sie ein in die Lichtleiterfaser eingestrahltes Licht bündeln und durch die Lichtleitfaser zurück zu der leuchtenden Oberfläche des Leuchttextils leiten und aus dieser mindestens teilweise auskoppeln.
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Wichtig bei der Erfindung ist nun, dass die Verteilung der Reflektorelemente und/oder deren Größe und/oder deren Anordnung so gewählt ist, dass von der Seite der Lichteinkopplung eine geringere Anzahl oder eine geringere Größe oder eine geringere Verteilung der Reflektorelemente auf der Oberfläche des Leuchttextils angeordnet ist, als vergleichsweise an der von der Lichteinkopplungsstelle entfernten Seite des Leuchttextils.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Reflektorelemente als im Siebdruckverfahren aufgebrachte Reflektorpunkte ausgebildet sind. Es wird hierbei bevorzugt, wenn als Farbe für die Reflektorpunkte eine weiße Farbe verwendet wird. Statt einer weißen Farbe können jedoch auch andere Farben verwendet werden. Theoretisch ist jede Farbe möglich, denn bei der Verwendung z. B. einer gelben oder roten Farbe kommt es zu einem entsprechenden farbigen Leuchteindruck des gesamten Leuchttextils.
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Wichtig ist jedenfalls, dass diese Reflektorelemente eine reflektierende Eigenschaft aufweisen, so dass sie das entlang der lichtleitenden Faser geleitete Licht an der Oberfläche der Lichtleitfaser auskoppeln, in das Material der Lichtleitfaser wieder zurückkoppeln, um so eine Konzentration des Lichts an der gegenüberliegenden (z. B. Vorderseite) des Leuchttextils zu erreichen.
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In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass statt der hier so bezeichneten Reflektorpunkte auch andere Reflektorelemente verwendet werden, wie z. B. beliebige geometrische Formen in Form von Rechtecken, Kreisen, Karos, Ovalen, Balken oder dergleichen mehr.
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In einer Ausgestaltung werden die Reflektorelemente mit einem geeigneten Druckverfahren aufgebracht, wie z. B. einem Siebdruckverfahren. Ein solches Siebdruckverfahren hat den Vorteil, dass die Druckfarben als flexible Farben aufgebracht werden können und somit jegliche Bewegung des Leuchttextils mitmachen, ohne dass die Gefahr der Ablösung oder des Abplatzens der aufgedruckten Reflektorelemente besteht.
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Hierauf ist die Erfindung jedoch nicht beschränkt. Es können beliebige Beschichtungsverfahren verwendet werden, wie z. B. ein Tampondruck, ein Inkjet-Druck, ein Flexodruck oder andere Druckverfahren, mit denen es möglich ist, flexible Reflektorelemente in Form von Punkten oder anderen geometrischen Formen auf eine flexible Struktur aufzubringen.
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Hierunter fallen auch Beschichtungsverfahren, die elektrostatisch funktionieren.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist es im Übrigen vorgesehen, dass das Leuchttextil in Form einer üblichen Webstruktur hergestellt wird. Hierbei wird es weiter bevorzugt, wenn in die Kettfäden das Licht eingekoppelt wird und das Licht jedoch nicht in die quer hierzu verlaufenden in Form einer Körperbindung gebundenen Schussfäden eingetragen wird.
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Demnach leuchten bei dieser Ausgestaltung die Kettfäden aktiv, während möglicherweise die Schussfäden als gleichfalls transparente Glasfasern das Licht passiv aufnehmen und demnach passiv mitleuchten.
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Es ist jedoch nicht lösungsnotwendig, dass neben den transparenten Kettfäden auch die Schussfäden transparent ausgebildet sind. Diese können auch transluzent oder sogar Licht undurchlässig ausgebildet sein.
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Ferner ist die Erfindung nicht auf gewebte Leuchttextilien beschränkt. Es können auch andere Leuchttextilienstrukturen verwendet werden, wie z. B. gewirkte, gestickte, gestrickte oder gegossene Strukturen.
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Im letzteren Fall, wenn es sich um gegossene Strukturen handelt, kann es sich um eine Gittermatte handeln, bei der die entsprechenden lichtleitenden Fäden im Kreuzungspunkt jeweils miteinander werkstoffeinstückig verbunden sind, z. B. über ein Gießverfahren, und deshalb ebenfalls eine leuchtende Struktur erreicht wird.
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Wichtig ist bei allen angegebenen Geweben oder Bindungsarten, dass die Reflektorelemente bevorzugt in den Kreuzungspunkten der Gewebestruktur aufgebracht sind, um die größtmöglichste Haftung auf der Gewebestruktur zu erreichen.
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Hierauf ist die Erfindung jedoch nicht beschränkt. Die Reflektorelemente können so groß gewählt werden, dass sie mehrere Kreuzungspunkte der Gewebestruktur überbrücken und so ebenfalls eine ausreichende Haftung schaffen, auch wenn sie nicht direkt auf den Kreuzungspunkten aufgebracht sind.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung sind die lichtleitenden Fasern, mit denen das Leuchttextil hergestellt wird, als Polymethylmethacrylat (PMMA)-Fasern ausgebildet.
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Es wird demnach eine Gewebestruktur aus PMMA-Fasern hergestellt. Anschließend wird das Textil mit den definierten Reflektorelemente bedruckt, um eine homogene Lichtauskopplung über die gesamte textile Fläche auf der druckabgewandten Seite zu erreichen.
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Dabei wird das Licht am Übergang von der lichtleitenden Faser zur Druckfarbe mit größerem Winkel reflektiert und kann so durch Unterschreiten des totalen Reflexionswinkels an der gegenüberliegenden Oberfläche austreten. Das Druckmuster und überhaupt das Beschichtungsmuster der Reflektorelemente werden hierzu genau berechnet und bevorzugt weiße Reflektorelemente werden gezielt so gesetzt, dass eine sehr gleichmäßige Lichtauskopplung bei einseitiger oder zweiseitiger Lichteinkopplung über die gesamte gegenüberliegende Fläche geschaffen wird.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird das Leuchttextil noch zusätzlich mit einer Diffusorschicht verbunden, die ebenfalls bevorzugt als Textil-Schicht ausgebildet ist. Diese Diffusor-Textil-Schicht streut das austretende Licht aus dem Leuchttextil und erhöht die Homogenität der Leuchtfläche.
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Durch den Gesamtaufbau entsteht damit eine gleichmäßig leuchtende Fläche. Licht wird über mindestens ein Ende des Leuchttextils (d. h. über die Enden der PMMA-Fasern) über eine geeignete Lichteinkopplungs-Hardware eingekoppelt.
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Die Erfindung besteht insbesondere darin, dass im berechneten und definierten Lichtaustritt, der mittels des bevorzugten Druckverfahrens realisiert wird, eine gleichmäßig leuchtende homogene Fläche erzeugt wird. Weiterhin besteht die Erfindung darin, dass lichtleitenden Fasern (besonders die PMMA-Fasern) in spezieller Bindung eingebracht sind, nämlich in Art einer Gewebebindung, die als gewebte, gewirkte, gestickte, gegossene, gestrickte oder als andere textile Struktur ausgebildet sein kann. In Kombination mit einer ortsaufgelösten Bedruckung in der Größenordnung von etwa 0,1 mm pro punktförmigen Reflektorpunkt wird ein ganzheitlich neuartiger Ansatz für eine homogene Funktionsbeleuchtung ermöglicht.
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In diesem Lichtleitergewebe sind die Lichtleiter (PMMA-Fasern) integriert. Das Lichtleitergewebe ist unter Berücksichtigung von Materialeinsatz, Bindungsart, Faden- und Schussdichte und Einbindung der Lichtleiter ausgelegt. Die Verarbeitung der starren und teilsprödbrechenden PMMA-Faser erfordert eine angepasste Einstellung der Fadenspannungen an den Kettfäden (über Fadenbremsen und Umlenkstangen) und der Auswahl eines geeigneten Mono- oder Multifilamentgarnes zum Abbinden der PMMA-Fäden, welches ebenfalls aus PMMA sein kann.
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Bei der Herstellung des Leuchttextils treten somit keine und nur geringe Beschädigungen der PMMA-Fasern auf, was einen undefinierten Lichtaustritt verhindert.
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Grundsätzlich sind verschiedene Webmuster möglich, wobei die PMMA-Fasern in der bevorzugten Ausgestaltung als Kettfäden verarbeitet werden.
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Für die Erzeugung von Licht in der textilen Fläche muss Licht an den Lichtleitern entlang ausgekoppelt werden. Dies wird durch ein spezielles Druckmuster erreicht, wobei sich lichtquellennah weniger Druckpunkte als lichtquellenfern befinden. Der Druck erfolgt mittels Siebdruck.
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Durch die berechnete Gradienten-Bedruckung wird in Abhängigkeit vom Abstand zur Lichtquelle, und dem vorhanden Restlicht an dieser Position, anteilsmäßig mehr Licht ausgekoppelt, sodass sich eine gleichmäßige Lichtstärkenverteilung entlang der Faser ergibt.
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Bei zweiseitiger Einkopplung ergeben sich andere Druckgradienten über die Länge des Leuchttextils.
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Ein Diffusorgewebe kann als Deckschicht auf die nicht bedruckte Seite des Lichtgewebes aufgelegt werden und somit das austretende Licht streuen und verteilen, wodurch einzelne Lichtpunkte nicht sichtbar sind. Es entsteht der Gesamteindruck einer ebenmäßig leuchtenden Fläche. Dieses Diffusortextil wird durch definierte Auswahl eines lichtdurchlässigen Materials, der Fadendichte, einer offenporigen Bindung, der Dicke des Materials und der Eigenschaften Licht zu streuen definiert.
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Als Lichtquellen werden LEDs und oder Laser verwendet. Die Schnittstelle zwischen der Lichtquelle und dem Textil dient zur Einkopplung des Lichts in das Textil (die PMMA-Fasern). Dabei werden zwei Varianten unterschieden. Eine Variante besteht darin, die Lichtleiter an den Enden des Textils zu bündeln und an dieser Stelle (punktuell oder flächig) Licht einzuspeisen. Die andere Variante sieht eine separate Beleuchtung jeder einzelnen Faser vor, die durch definiert positionierte Lichtquellen realisiert ist.
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In beiden Fällen muss die Oberfläche der Fasern am Lichteintritt eben und glatt sein, damit Lichtverluste an der Einkoppelstelle gering bleiben. Die Schnittfläche kann hierzu mittels Laser oder mechanisch poliert werden.
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Bei der ersten Variante werden mehrere Lichtwellenleiter (LWL) gebündelt und das LED-Licht über Steckersysteme eingekoppelt. Hier handelt es sich um steuerbare LED-Systeme die starr und definiert positioniert und mittels Hülsen mit den PMMA-Fasern verbunden werden.
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Die Lichteinkopplung erfolgt bei Variante zwei über eine längliche Gussverbindung aus flexiblem Kunststoffmaterial. Der eingegossene Bereich wird anschließend inklusive der optischen Fasern präzise mittels Laser abgetrennt. Licht wird hier rückseitig durch ein flexibles oder starres LED-Band eingespeist.
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Bei diesem Verfahren kann das Licht je nach Anwendungsbereich an ein oder zwei Seiten eingekoppelt werden. Bei einer zweiseitigen Einkopplung wird die Lichtstärke deutlich erhöht.
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Die Druckpunkte zur Lichtauskopplung liegen auf der Innenseite, d.h. der im Anwendungskontakt abgewandten Seite der angestrebten Anwendungen, wo sie vor mechanischer Beanspruchung geschützt sind. Der Schutz kann durch beiderseitiges Aufbringen des Diffusorteils oder andere Zusatzschichten gewährleistet werden.
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Bei der Zusammenführung der Komponenten werden die beiden Gewebelagen (Lichtleitergewebe und Diffusorgewebe) miteinander verbunden, beispielsweise durch Kaschieren, Nähen, Schweißen oder Kleben. Die entwickelte Lichteinkoppelungseinheit wird an das Textil montiert.
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Zusammenfassend werden nochmals die Merkmale der vorliegenden Erfindung dargelegt:
- - Zwei genau beschriebene Varianten der Einkopplung
- - glatte Oberfläche für die Schnittfläche der Leuchtfaser, z. B. Laserschnitt
- - flexibel verformbar, da Leuchttextil und Diffusortextil nicht folienartig verklebt sind, Verbindung über Nähen, Kaschieren, Schweißen
- - gleichmäßige Ausleuchtung der Leuchtfläche durch Bedruckung im Siebdruckverfahren
- - Richtung und Menge des auszukoppelnden Lichts wird durch die Bedruckung mit Reflektorelemente gesteuert
- - die Reflektorelemente als Druckpunkte werden so gesetzt, dass eine gleichmäßige Lichtauskoppelung über die gesamte Fläche erreicht wird
- - alternativ individuelle Gestaltung der Leuchtfläche, z. B. Streifen, Muster, Logos oder Schriftzüge
- - Positionierung/Verteilung der Reflektorelemente als Druckpunkte erfolgt bevorzugt über Berechnung
- - Streuung des Lichtes mit Reflektorelemente ergibt hohe Transparenz, gleichmäßigere Verteilung des Lichts, einzelne Lichtpunkte sind nicht mehr sichtbar --> ebenmäßig leuchtende Fläche
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Anwendungsbeispiele:
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- - Lampenschirme
- - Litfaßsäulen
- - Werbeflächen
- - Möbel
- - Innenverkleidung, z. B. von Fahrzeugen
- - Interieur-Beleuchtung im Auto
- - Dachhimmel, z. B. in Autos und Wohnmobilen
- - konkav oder konvex geformte Deckenbeleuchtung, z. B. in Bussen
- - Sitzbezüge, z. B. in öffentlichen Verkehrsmitteln
- - Teppiche, z. B. Anzeige der Fluchtwegsrichtung
- - Beleuchtungsanforderungen mit zugleich schalldämpfenden Eigenschaften durch textile Oberfläche, z. B. im Laborbereich, Großraumbüros, Produktionsräumen
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Beschreibung der Herstellungsvarianten:
- - Lichtleitende Fasern am Ende fixieren und (eine oder eine Kombination der Alternativen nach a bis d):
- a) bündeln, z. B. mit Hülsenstecker und an dieser Stelle punktuell Licht einkoppeln
- - b) einzeln beleuchten, z. B. mit LED-Band, wobei der Abstand der LEDs der Flottierung der PMMA-Fasern entspricht
- - c) an einem Ende der Fasern einkoppeln
- - d) von beiden Enden der Fasern einkoppeln
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Lichtleitende Fasern aus PMMA als
- - a) Kettfaden
- - b) Schussfaden
- - c) Kett- und Schussfaden
- - d) nachträgliches Aufsticken auf beliebiges herkömmliches Gewebe, Gestrick oder gegossene Struktur
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Größe, Form und Position der Bedruckung:
- a) punktgenau auf einer Flottierung einer einzelnen PMMA-Faser
- b) punktgenau auf einer einzelnen PMMA-Faser und den quer dazu liegenden Fasern
- c) über mehrere Flottierungen und/oder mehrere PMMA-Fasern
- d) gleiche Größen oder verschiedene Größen
- e) regelmäßige Anordnung oder unregelmäßige Anordnung
- f) beliebige Formen der Reflektorelemente als Druckpunkte, z. B. rund, oval, rechteckig oder streifenförmig
- - Es wird eine zusätzliche mindestens transluzente Diffusorschicht vor der Leuchtfläche vorgeschlagen, die gestaltet ist aus
- - a) Diffusorgewebe
- - b) Textilstrukturen wie z. B. Vlies
- - c) Diffusorfolie
- - d) Diffusorplatte
- - e.) oder einer Kombination aus einem oder mehreren der oben genannten Elemente.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand von darstellenden Zeichnungen näher erläutert.
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Es zeigen:
- 1: schematische Draufsicht der Lichtquelle und des Leuchttextils, bestehend aus lichtleitendem Kettfaden und nicht leitendem Schussfaden
- 1a: vergrößerte Darstellung der Lichtauskopplung
- 2a: punktuelle Einkopplung in mehreren gesammelten lichtleitenden Fasern
- 2b: einzelne Einkopplung in jede lichtleitende Faser
- 3: schematische Darstellung des Bedruckungsprozesses
- 4: Anordnung eines Druckpunktes auf einer Flottierung
- 5: Anordnung eines Druckpunktes auf einer Flottierung und angrenzenden quer dazu laufenden Fasern (Schussfäden)
- 6: Anordnung eines Druckpunktes auf mehreren Flottierungen/ mehreren Fasern
- 7: unregelmäßige Anordnung der Druckpunkte
- 8 und 9: unterschiedliche Größe der Druckpunkte
- 10 bis 12: Druckpunkte in rechteckiger (10), ovaler (11) und Streifenform (12)
- 13: undefinierter Lichtaustritt aus dem unbedruckten Gewebe
- 14: gerichteter Lichtaustritt aus dem bedruckten Gewebe
- 15: gleichmäßiger Lichtaustritt aus dem bedruckten Gewebe und einem Diffusorelement
- 16: Herstellungsvorgang Leuchteinheit
- 17: punktuell befestigte bogenförmige Leuchtfaser
- 18: im Gewebe verwebte Leuchtfaser mit zusätzlichen Befestigungen
- 19: Diagramm: Ausgekoppelte Lichtstärke bei mechanischer Beschädigung
- 20: Diagramm: Ausgekoppelte Lichtstärke bei bedruckter Oberfläche
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1 zeigt schematische ein Leuchtgewebe mit lichtleitendem Kettfaden 1 und nicht lichtleitendem Schussfaden 2. Es kann jedoch auch der Schussfaden oder Schuss- und Kettfaden aus lichtleitendem Material bestehen. Die Lichtquelle 3 befindet sich an einem oder beiden Enden der lichtleitenden Fasern. Kettfaden 1 und der Schussfaden 2 über- oder unterlappen sich an den Kreuzungspunkten 30.
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In der 1a ist der Mechanismus der Lichtauskopplung näher dargestellt.
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Das Licht 16 ist beispielsweise in der eingezeichneten Pfeilrichtung in die Struktur des lichtleitenden Kettfadens 1 eingekoppelt und wird hierbei mit einem Winkel 18 auf ein an der Unterseite oder Rückseite 23 haftend mit der Oberfläche der Lichtleitfasern (Kettfaden 1) angeordneten Reflektorelement 10 auftreffen.
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Es entspricht nicht der Einfallswinkel dem Ausfallswinkel, sondern wegen der totalen Reflektion im Material des lichtleitenden Kettfadens ist damit der Ausfallwinkel 19 größer als der Einfallswinkel 18, so dass das an dem Reflektorelement 10 in das Material des Kettfadens 1 zurückgestrahlte Licht in Pfeilrichtung 21 zur Vorderseite 24 des Leuchttextils 20 ausgekoppelt wird und hierbei bevorzugt auf ein im Abstand vor der Vorderseite 24 angeordnetes weiteres Diffusorschicht 14 auftrifft, welches für eine weitere Vergleichmäßigung des Lichtes von der lichtabgebenden Oberfläche 25 ausgehende in Pfeilrichtung 22 sorgt.
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Diese Diffusorschicht 14 ist bevorzugt als lichtstreuendes Textil ausgebildet und besteht bevorzugt aus z. B. weißen Fasern oder transparenten Fasern, die zu einer Vergleichmäßigung des Lichteindruckes führen.
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Das Textil kann ebenfalls als gewebtes, gestricktes, gewirktes, gesticktes oder in Form einer Lichtleitermatte gegossenes Textil ausgebildet sein.
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2a und 2b zeigen neben der Fixierung 7 der lichtleitenden Fasern 1 zwei Varianten der Lichteinkoppelung. In 2a die punktuelle Einkopplung in mehrere lichtleitenden Fasern 1, die z. B. mittels eines Hülsensteckers mit LED-Lichtquelle 4 gesammelt werden. 2b zeigt eine zweite Variante, wo ein LED-Band 5 so angeordnet ist, dass jede einzelne LED 6 Licht in eine lichtleitende Faser 1 einkoppelt.
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3 zeigt den Bedruckprozess, in dem Siebdruckfarbe mit einem Rakel 8 in Pfeilrichtung 8a durch ein Siebdruckgewebe 9 hindurch auf das Leuchttextil gepresst wird.
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Die 4 bis 12 zeigen verschiedene Varianten der Bedruckung.
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Während in 4 die Reflektorelemente 10 auf einer einzigen Flottierung der lichtleitenden Faser 1 liegen, ohne die quer liegende Faser 2 zu berühren, sind sie in 5 so gestaltet, dass sie auch die quer liegenden Fasern 2 berühren.
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Flottierung bezeichnet den sichtbaren Abschnitt eines Kettfadens, in dem er nicht von einem Schussfaden überdeckt wird.
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Gemäß 6 und 7 kann ein Druckpunkt auch über mehrere Flottierungen oder mehrere Kettfäden 1 oder mehrere Schussfäden 2 reichen.
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Die Druckpunkte können unabhängig von ihrer Größe regelmäßig wie in 6 oder unregelmäßig wie in 7 angeordnet sein.
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8 und 9 zeigt, dass die Druckpunkte in der Größe variieren können, unabhängig davon, ob sie regelmäßig oder unregelmäßig angeordnet sind und unabhängig davon, ob sie auf einer einzelnen Flottierung oder über mehrere Flottierungen platziert sind.
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10 bis 12 zeigt, dass die Reflektorelemente 10 nicht nur rund, sondern in verschiedenen Formen gestaltet werden können, z. B. rechteckig wie in 10, oval wie in 11 oder in Streifen wie in 12, sowie beliebigen weiteren Formen.
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13 bis 15 zeigt die lichtleitenden Kettfäden 1 und den nichtleitenden Schussfaden 2 des Gewebes im Querschnitt. In 13 tritt das Licht aus dem Gewebe im unbedruckten Zustand ungerichtet in alle Richtungen, z. B. Pfeilrichtung 11 aus.
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In 14 wird Licht an den bedruckten Stellen ausgekoppelt, so dass es gegenüber der Reflektorelemente 10 in Pfeilrichtungen austritt.
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15 stellt dar, dass das austretende Licht durch das Diffusorschicht 14 tritt und ein gleichmäßiger Lichtaustritt 12 in Pfeilrichtung 13 erfolgt. Für den Betrachter entsteht so eine ganzflächig ebenmäßige Beleuchtung auf der lichtabgebenden Oberfläche 25. Alternativ kann wie beschrieben durch die Anordnung der Druckpunkte auch eine partielle Licht-Auskopplung erzielt werden, um beliebige Formen, Muster, Logos oder Schriftzüge leuchtend hervorzuheben.
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16 zeigt ein bevorzugtes Herstellungsverfahren für ein Leuchttextil 20, wobei auf die verwebten Kett- und Schussfäden 1,2 in einem Druckverfahren eine definierte Struktur an Reflektorelementen 10 auf mindestens einer Oberflächenseite des Gewebes aufgedruckt wird. Zusammen mit einer Lichteinkopplung 4, 5, z. B. über eine Leiste mit im Abstand voneinander angeordneten LEDs wird die gesamte Leuchteinheit 26 zusammengefügt.
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17 stellt dar, wie mindestens eine Leuchtfaser 27, die z. B. aus einer lichtleitenden Glasfaser oder einem Glasfaserbündel besteht, in einem definierten Muster auf ein Gewebe 28 gelegt und dort Kreuzstichen 29 fixiert wird. Statt einem nichtleuchtenden Gewebe 28 kann auch das vorher beschriebene Leuchttextil 20 verwendet werden. Die in die Leuchtfaser 27 eingekoppelte Lichtfarbe kann dann von der Lichtfarbe des Leuchttextils abweichen.
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18 zeigt wie eine Leuchtfaser 27 in einem Gewebe 28 oder Leuchttextil 20 verwebt ist und ein ornamentales Muster ausbildet, das zur zusätzlichen Fixierung angenäht ist.
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19 und 20 zeigt den Vorteil der Erfindung im Vergleich mit einem herkömmlichen Verfahren. Auf der Abszisse ist der Abstand zur Lichtquelle und auf der Ordinate das Maß der ausgekoppelten Lichtstärke aufgetragen.
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Bei einem herkömmlichen Verfahren nach 19 wird die Oberfläche des Lichtleiters gezielt zum Zweck der Lichtauskopplung beschädigt oder oberflächenseitig strukturiert, z.B. mittels Anschleifen oder Laserbehandlung, und ermöglicht so eine Lichtauskoppelung, die jedoch sehr schnell mit ihrem Abstand zur Leuchtquelle abnimmt.
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Nachteilig ist dabei, dass das ausgekoppelte Licht nur partiell und mit zunehmendem Abstand zur Lichtquelle immer schwächer aus dem Lichtleiter austritt. Nach der Erfindung ist jedoch die ausgekoppelte Lichtstärke in 20 konstant über die gesamte Länge des Lichtleiters, d.h. unabhängig von der Entfernung zur Lichtquelle tritt aufgrund des berechneten Gradientendruckmusters der Reflektorelemente Licht mit konstanter Stärke aus dem Lichtleiter aus. Diese konstante Lichtstärke, die unabhängig vom Abstand des Lichtleiters zur Lichtquelle ist, ist als horizontale Kurve in 20 dargestellt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kettfaden
- 2
- Schussfaden
- 3
- Lichtquelle
- 4
- LED-Lichtquelle
- 5
- LED-Band (flexibel)
- 6
- LED
- 7
- Fixierung
- 8
- Rakel
- 8a
- Pfeilrichtung
- 9
- Siebdruckgewebe
- 10
- Reflektorpunkt
- 11
- Lichtaustritt
- 12
- Lichtaustritt
- 13
- Pfeilrichtung
- 14
- Diffusorelement
- 15
- Hülse
- 16
- Licht
- 17
- Pfeilrichtung
- 18
- Winkel
- 19
- Winkel
- 20
- Leuchttextil
- 21
- Pfeilrichtung
- 22
- Pfeilrichtung
- 23
- Rückseite
- 24
- Vorderseite
- 25
- lichtabgebende Oberfläche
- 26
- gesamte Leuchteinheit
- 27
- Leuchtfaser
- 28
- Gewebe
- 29
- Kreuzstich
- 30
- Kreuzungspunkt
