DE102018123066A1

DE102018123066A1 - Leuchtende Oberflächenstruktur

Info

Publication number: DE102018123066A1
Application number: DE102018123066.4A
Authority: DE
Inventors: Dirk Mollenhauer; Lars Küpers
Original assignee: Km Innopat GmbH
Current assignee: Km Innopat GmbH
Priority date: 2018-09-19
Filing date: 2018-09-19
Publication date: 2020-03-19

Abstract

Es wird ein Objekt (1, 1', 51) mit einer strukturierten Oberfläche (3, 53) beschrieben, welche vertiefte Bereiche (4, 54) und erhabene Bereiche (5, 55) aufweist. Dabei ist selektiv in zumindest einem Teil der vertieften Bereiche (4, 54) oder auf zumindest einem Teil der erhabenen Bereiche (5, 55) ein erster Konversionsleuchtstoff, bevorzugt eine erste Konversionsleuchtstoffbeschichtung (10, 11), angeordnet. Weiterhin werden eine Objektanordnung (30, 50) mit zumindest einem solchen Objekt (1, 1', 51) sowie ein Einrichtungsgegenstand und/oder architektonisches Bauteil mit einem derartigen Objekt (1, 1'), insbesondere mit einer solchen Objektanordnung (30) beschrieben. Außerdem werden ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Objekts (1, 1', 51) mit einer strukturierten Oberfläche (3, 53), ein Verfahren zur Beleuchtung einer strukturierten Oberfläche (3, 53) eines Objekts (1, 1', 51) und ein Verfahren zur Prüfung und/oder Vermessung einer strukturierten Oberfläche (53) eines Objekts (51) beschrieben. Schließlich werden ein geeignetes Konversionsleuchtstoffbeschichtungsmittel und ein transparentes Beschichtungsmittel beschrieben.

Description

Die Erfindung betrifft ein Objekt mit einer strukturierten Oberfläche, welche vertiefte Bereiche und erhabene Bereiche aufweist, eine Objektanordnung mit zumindest einem solchen Objekt sowie einen Einrichtungsgegenstand und/oder ein architektonisches Einbauteil mit einem derartigen Objekt, insbesondere einer derartigen Objektanordnung. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Objekt sowie Verfahren zur Beleuchtung sowie zur Prüfung und/oder Vermessung einer strukturierten Oberfläche eines Objekts. Außerdem betrifft die Erfindung ein Konversionsleuchtstoffbeschichtungsmittel und ein transparentes Beschichtungsmittel, die mit einem solchen Objekt bzw. in einem solchen Verfahren genutzt werden können.
Insbesondere im Bereich der Architektur bzw. Innenarchitektur gibt es eine Vielzahl von Objekten wie Einrichtungsgegenstände bzw. architektonische Bauteile, z. B. Treppen, Trennwände, Wand- oder Deckenbekleidung, Bodenbeläge oder dergleichen, mit strukturierten Oberflächen. Bei vielen dieser Objekte, beispielsweise bei Holzobjekten oder Natursteinobjekten, ist die Struktur natürlich bedingt. Bei wieder anderen Objekten ist die Struktur künstlich hergestellt worden. In der überwiegenden Zahl der Fälle ist eine gute Erkennbarkeit dieser Struktur gewünscht, sei es aus rein optischen oder aus technischen bzw. funktionellen Gründen.
Um die Strukturen gut erkennen zu können, ist eine adäquate Beleuchtung erforderlich. Bei architektonischen Objekten (worunter im Folgenden auch innenarchitektonische Objekte zu verstehen sind) ist dies am Tage meist unproblematisch, wogegen bei Nacht eine adäquate, meist stärkere Ausleuchtung der Objekte erforderlich ist, da ansonsten die Strukturen kaum oder gar nicht mehr sichtbar sind. Insbesondere gilt dies in Räumlichkeiten, in denen die Ausleuchtung bewusst nur diffus ist. Eine typische Situation hierfür ist eine Beleuchtung mit Nachtorientierungslichtern oder Notbeleuchtungen, insbesondere auf Wegen im öffentlichen Raum, z. B. Hotelfluren und -treppen. So stellen beispielsweise Treppenstufen insbesondere bei Dunkelheit eine Gefahr für den Benutzer dar.
Ähnlich ist dies in Bereichen, in denen Effektbeleuchtungen wie Lichtorgeln, Projektionen etc. dominieren, beispielsweise in Bars oder Diskotheken, wobei diese Beleuchtungen dann meist auf bestimmte Aktionsbereiche wie Tanzflächen oder Darbietungsflächen gerichtet sind, wogegen im Barbereich, Garderobenbereich, Sitzbereich oder anderen Umgebungsbereichen manchmal nur eine relativ schwache Beleuchtung vorhanden ist. Einerseits sollen unter Umständen auch hier die Strukturen bestimmter Objekte herausgestellt werden, wie z. B. bei Treppenstufen, Tisch- oder Tresenplatten aus Naturholz oder Naturstein, insbesondere wenn die Räumlichkeiten auch sonst in einem von Naturbaustoffen dominierten Einrichtungsstil eingerichtet sind. Andererseits ist in vielen Fällen eine stärkere Ausleuchtung des Bereichs unerwünscht, da dies einer besonders angenehmen, entspannten, gegebenenfalls romantischen Stimmung der Gäste zuwiderlaufen könnte. Zudem ist in vielen Bereichen eine gezielte Beleuchtung von Objekten wünschenswert, ohne dass die Umgebung der Objekte zu stark beleuchtet wird.
Im Rahmen einer technischen Nutzung ist ebenfalls ein gezieltes Herausstellen von Oberflächenstrukturen sinnvoll, beispielsweise für eine Prüfung der Objekte bzw. der Oberflächenstrukturen, ob diese ihre funktionelle Aufgabe noch wahrnehmen können oder dergleichen.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Möglichkeit zur Visualisierung von Oberflächenstrukturen von Objekten bereitzustellen und die Sicherheit insbesondere von Treppenstufen zu erhöhen.
Diese Aufgabe wird zum einen durch ein Objekt gemäß Patentanspruch 1 sowie durch eine Objektanordnung nach Anspruch 6 und einen Einrichtungsgegenstand und/oder ein architektonisches Einbauteil nach Anspruch 9 gelöst. Zum anderen wird die Erfindung durch ein Verfahren zur Herstellung eines Objekts nach Anspruch 10 (im Folgenden auch „Herstellungsverfahren“ genannt), ein Verfahren nach Anspruch 12 zur Beleuchtung einer strukturierten Oberfläche eines Objekts (im Folgenden auch „Beleuchtungsverfahren“ genannt), und ein Verfahren nach Anspruch 13 zur Prüfung und/oder Vermessung einer strukturierten Oberfläche eines Objekts (im Folgenden auch kurz „Prüfungsverfahren“ genannt) sowie ein Konversionsleuchtstoffbeschichtungsmittel gemäß Anspruch 14 und ein transparentes Beschichtungsmittel gemäß Anspruch 15 gelöst.
Ein erfindungsgemäßes Objekt weist eine strukturierte Oberfläche auf, im Folgenden auch als „Oberflächenstruktur“ bezeichnet, welche vertiefte Bereiche und erhabene Bereiche aufweist. Bei diesen erhabenen oder vertieften Bereichen kann es sich um Bereiche beliebiger Form handeln, wie beispielsweise Flächen, Linien, einzelne Punkte bzw. Flecken etc. Ein typisches Beispiel für eine strukturierte Oberfläche wäre eine Holzmaserung, bei der - beispielsweise durch Bürsten, Sandstrahlen oder dergleichen - die weicheren Holzbestandteile herausgelöst wurden und somit eine durch die Holzmaserung dominierte reliefartige Oberflächenstruktur gebildet wird.
Erfindungsgemäß ist selektiv in zumindest einem Teil der vertieften Bereiche oder auf zumindest einem Teil der erhabenen Bereiche ein erster Konversionsleuchtstoff angeordnet. „Selektiv“ bedeutet, dass die vertieften Bereiche durch den ersten Konversionsleuchtstoff von den erhabenen Bereichen unterscheidbar sind, wie dies später noch genauer erläutert wird. Vorzugsweise handelt es sich dabei um eine Konversionsleuchtstoffbeschichtung, welche den Konversionsleuchtstoff umfasst, besonders bevorzugt um einen Konversionsleuchtstofflack.
Unter einem Konversionsleuchtstoff ist ein Leuchtstoff zu verstehen, der bei einer vorgegebenen Bestrahlung mit einer Strahlung mit einem ersten Frequenzspektrum, vorzugsweise UV-Strahlung, Licht, vorzugsweise sichtbares Licht, mit einem zweiten Frequenzspektrum bzw. einer definierten Farbe (gegebenenfalls auch weißes Licht) aussendet. Vorzugsweise ist der Konversionsleuchtstoff ein Down-Converter. Es kann sich aber auch um einen Up-Converter handeln.
Unter einem Down-Converter im Sinne der vorliegenden Erfindung ist dabei ein Material bzw. ein Leuchtstoff zu verstehen, welches/r Licht bzw. Strahlung einer höheren Energie, d. h. Licht einer kleineren Wellenlänge, wie beispielsweise UV-Strahlung, in Licht einer niedrigeren Energie, d. h. Licht einer größeren Wellenlänge umwandelt bzw. konvertiert. Hierzu zählen die meisten fluoreszierenden Materialen, deren Elektronen, durch Absorption von Strahlung einer hohen Energie, auf ein hohes Level angehoben werden und nachfolgend unter Emission von Fluoreszenzlicht auf ein niedriges Level übergehen.
Als Down-Converter kommen beispielsweise Leuchtstoffe in Betracht, welche

- mit kurzwelliger UV-Strahlung angeregt werden und bei langwelliger UV Strahlung emittieren,
- mit UV-Strahlung angeregt werden und Fluoreszenzlicht im sichtbaren Bereich emittieren,
- mit Licht im sichtbaren Bereich angeregt werden und Licht im sichtbaren Bereich emittieren,
- mit Licht im sichtbaren Bereich angeregt werden und im Infrarot(IR)-Bereich emittieren,
- mit Licht im IR-Bereich angeregt werden und im IR-Bereich emittieren.

Für die vorgesehene Anwendung können auch Kombinationen eingesetzt werden, wobei letztlich sichtbares Licht erzeugt wird.
Down-Converter können dabei ein organisches oder anorganisches Material umfassen. Bevorzugt handelt es sich bei dem Down-Converter um ein anorganisches Material.
Up-Converter, auch Anti-Stokes Pigmente genannt, können beispielsweise mit IR-Licht angeregt werden und emittieren im sichtbaren Spektrum. Dies wird ermöglicht durch Lichtquellen, beispielsweise Laser-Lichtquellen, die IR-Strahlung bündeln und so Energie zur Verfügung zu stellen, um die Konversion der Anregung mit einem niederenergetischen Licht in eine sichtbare Emission, beispielsweise in blaues, grünes oder rotes Fluoreszenzlicht, auszulösen.
Ein klassischer Anwendungsbereich für Up-Converter ist die Verwendung als unsichtbare Markierung von Dokumenten und Produkten aller Art, die mit Hilfe von speziellen Lichtquellen sichtbar wird.
Eine erfindungsgemäße Objektanordnung umfasst zumindest ein solches Objekt mit Oberflächenstruktur und einem Konversionsleuchtstoff und zumindest eine geeignete Strahlungsquelle, um zumindest Strahlung mit einem ersten Frequenzspektrum auf den Konversionsleuchtstoff auszusenden. Bei dieser Strahlungsquelle handelt es sich vorzugsweise um eine UV-Strahlungsquelle, sofern der Konversionsleuchtstoff entsprechend gewählt ist, dass er UV-Strahlung insbesondere in sichtbares Licht umwandelt.
Bei einem erfindungsgemäßen Beleuchtungsverfahren, einer solchen strukturierten Oberfläche eines Objekts, bei der die strukturierte Oberfläche vertiefte Bereiche und erhabene Bereiche aufweist, wobei selektiv in zumindest einem Teil der vertieften Bereiche oder auf zumindest einem Teil der erhabenen Bereiche ein erster Konversionsleuchtstoff angeordnet ist, wird mit einer Strahlungsquelle Strahlung mit dem ersten Frequenzspektrum, welche in der Lage ist, den Konversionsleuchtstoff zum Leuchten anzuregen, auf den Konversionsleuchtstoff ausgesendet, sodass dieser dann Licht mit einem zweiten bzw. anderen Frequenzspektrum aussendet.
Auf diese Weise wird die Oberflächenstruktur des Objekts visualisiert bzw. optisch herausgestellt. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt also die Beleuchtung des Objekts im Prinzip dadurch, dass durch die Strahlungsquelle zunächst eine externe Bestrahlung bzw. Beleuchtung mit der Strahlung des ersten Frequenzspektrums erfolgt. Die eigentliche sichtbare Beleuchtung erfolgt dann durch den in die Oberflächenstruktur „eingearbeiteten“ Konversionsleuchtstoff, in dem dieser wie von selbst leuchtet. Wird z. B. - wie dies bevorzugt ist - zur Anregung des Konversionsleuchtstoffs eine Strahlung eines ersten Frequenzspektrums ausgesendet, welches nicht sichtbar ist (vorzugsweise wie gesagt eine UV-Strahlungsquelle), so erfolgt die externe Bestrahlung des Objekts also für einen Betrachter unsichtbar. Mit anderen Worten, es findet keine sichtbare externe Beleuchtung statt. Stattdessen wird das Objekt bzw. dessen Struktur in der Oberfläche (quasi „in sich“) durch die Umwandlung der nicht sichtbaren (UV-)Strahlung in das sichtbare Licht an der Oberflächenstruktur beleuchtet, wobei entweder die mit Konversionsleuchtstoff versehenen erhabenen Bereiche oder die vertieften Bereiche beleuchtet werden. Es wird so eine scheinbare „Selbst-Beleuchtung“ des Objekts bzw. der Oberflächenstruktur erreicht. Dadurch wird die Oberflächenstruktur besonders gut hervorgehoben, ohne dass große Strahlungsanteile bzw. Lichtanteile in die Umgebung gelangen. Die Objekte sind folglich auch bei einer nur geringen, diffusen Beleuchtung gut erkennbar. Zudem entsteht hierdurch eine besonders interessante Effektbeleuchtung.
Ein Herstellungsprozess für ein solches Objekt mit einer derart „leuchtfähigen“, strukturierten Oberfläche bzw. Oberflächenstruktur umfasst zumindest folgende Schritte:
Es wird ein Objektkörper mit einer strukturierten Oberfläche bereitgestellt, welche vertiefte Bereiche und erhabene Bereiche aufweist. Unter einer solchen „Bereitstellung“ kann die Übernahme eines bereits entsprechend gefertigten Objektkörpers, also mit einer fertigen strukturierten Oberfläche, zu verstehen sein. Es kann sich aber auch um eine Bereitstellung des Objektkörpers in einer Art Grundform handeln, z. B. durch Sägen eines passenden Holzbauteils oder dergleichen, und eine anschließende Oberflächenbehandlung des Objektkörpers zum Einbringen und/oder Verstärken und/oder zur Herausarbeitung der Strukturen. Beispielsweise kann wie erwähnt eine Holzstruktur durch Bürsten, Sandstrahlen etc. der Oberfläche erzeugt werden, sodass die Holzmaserung reliefartig hervortritt. Je nach Anwendungsfall können auch weitere vertiefte Bereiche in die Oberfläche eingebracht werden, beispielsweise durch Fräsen oder dergleichen. Ebenso wäre es auch möglich, ein entsprechendes Objekt mit einer Oberflächenstruktur bereits bei der Herstellung strukturiert zu erzeugen, z. B. in einem additiven Herstellungsverfahren (3-D-Druck) oder einem Spritzgieß- oder Tiefziehverfahren, bei dem die Form schon entsprechende Strukturen aufweist, etc.
Weiterhin erfolgt ein selektives Anordnen eines ersten Konversionsleuchtstoffs, bevorzugt einer Konversionsleuchtstoffbeschichtung, besonders bevorzugt eines Konversionsleuchtstofflacks, in zumindest einem Teil der vertieften Bereiche oder auf zumindest einem Teil der erhabenen Bereiche. Hierfür werden später noch verschiedene mögliche Verfahren erläutert. Es sei bereits aber an dieser Stelle erwähnt, dass das „selektive Anordnen“ der Konversionsleuchtstoffbeschichtung auch eine Variante umfasst, bei der ein Konversionsleuchtstoffbeschichtungsmittel gegebenenfalls zunächst vollflächig aufgebracht wird und dann selektiv wieder entfernt wird. „Anordnen“ ist also in diesem Sinne so zu verstehen, dass die Beschichtung aufgebracht und auch dort während einer vorgesehenen Benutzungszeit bzw. Lebenszeit des Objekts belassen wird.
Es sei an dieser Stelle bereits darauf hingewiesen, dass die oben genannten Schritte nicht zwingend getrennt erfolgen müssen, sondern auch miteinander verknüpft werden können bzw. überlappend durchgeführt werden können. Beispielsweise kann zunächst ein erster Konversionsleuchtstoff in eine Oberflächenstruktur eingebracht werden und im Anschluss eine weitere Strukturierung erfolgen; gegebenenfalls wird ein weiterer Konversionsleuchtstoff in die neu strukturierten Bereiche eingebracht. Hierfür werden später noch Beispiele beschrieben.
Wie bereits oben beschrieben, kann das Objekt bei einer bevorzugten Variante zumindest bereichsweise mit einem Konversionsleuchtstoffbeschichtungsmittel beschichtet sein. Bevorzugt liegt also der Konversionsleuchtstoff in einem Beschichtungsmittel bzw. einem Lack vor, in welchem entsprechende Konversionsleuchtstoffpartikel bzw. Konversionsleuchtstoffpigmente eingebracht sind, was später noch genauer beschrieben wird.
Eine Konversionsleuchtstoffbeschichtung, insbesondere ein Konversionsleuchtstofflack, welche/r insbesondere zur Verwendung mit einer zuvor beschriebenen Objektanordnung bzw. in dem zuvor beschriebenen Verfahren dient, umfasst dabei zumindest folgende Komponenten:

(i) zumindest einen Konversionsleuchtstoff und
(ii) ein Beschichtungsmittel, insbesondere ein Lack, in welchem der Konversionsleuchtstoff vorliegt.

Als Konversionsleuchtstofflack kommt bevorzugt ein einkomponentiges wasserbasiertes Lacksystem zum Einsatz. Weiter bevorzugt sind lösemittelhaltige Systeme mit einem Lösemittelgehalt von 0 bis 99 %, insbesondere mit einem Lösemittelgehalt von mindestens 0,1 % und von höchstens 99 %, geeignet. Auch mehrkomponentige Lacksysteme, welche sowohl lösemittel- als auch wasserbasiert sind, sind für den Einsatz geeignet.
Des Weiteren kann ein bevorzugter Konversionsleuchtstofflack beispielsweise ein oder mehrere Bindemittel aufweisen. Bevorzugt ist das Bindemittel ein Harz auf Basis von Acrylat, besonders bevorzugt auf Basis eines Acrylats mit funktionellen Hydroxylgruppen. Ein solches Harz ist beispielsweise unter der Bezeichnung Joncryl 8310 der Firma SpecialChem (Paris, Frankreich) erhältlich.
Das bzw. die Additive eines bevorzugten Konversionsleuchtstofflacks umfasst bzw. umfassen dabei zumindest ein Additiv, wobei das zumindest eine Additiv bevorzugt ausgewählt ist aus einer nichtionischen oberflächenaktiven Substanz (z. B. Surfynol 107L, Evonik) und/oder einem nichtionischem Entschäumungsmittel (z. B. Surfynol DF110D, Evonik) und/oder einem Polysiloxan (z. B. Delta SC 2580, SpecialChem) und/oder einem Oberflächenadditiv enthaltend zumindest ein Silikon (z. B. Byk 331 oder BYK 348, Byk Altana).
Prinzipiell könnte der Konversionsleuchtstoff bzw. die Partikel oder Pigmente auch direkt im Objekt eingebracht werden, insbesondere sofern dieses zumindest teilweise transmissiv ist. Befindet sich der Konversionsleuchtstoff, wie später noch erläutert, beispielsweise in einer Beschichtung auf einer Oberfläche des Objekts, reicht es aus, wenn die UV-Strahlung von außen an das Objekt gelangt und auf den Konversionsleuchtstoff trifft. Sofern es sich um ein zumindest bereichsweise bzw. teilweise transmissives Objekt handelt, kann die UV-Strahlung auch in das Objekt eingekoppelt werden. Die UV-Strahlung kann dann innerhalb des Objekts, beispielsweise unter Totalreflektionen, im Objekt zum Konversionsleuchtstoff gelangen, welcher sich im oder auf dem Objekt befindet, wo es dann in sichtbares Licht umgewandelt wird.
Bei im Grundzustand faserigen Materialien kann der Konversionsleuchtstoff auch zunächst in Zellulosefasern eingebracht und diese dann wiederum in oder auf den faserigen Materialien aufgebracht werden. Dieses kann insbesondere auch für textile Materialein wie Stoffe, Vorhänge, Wand- oder Bodenbeläge genutzt werden.
Wie bereits eingangs erwähnt, bieten sich ein solches Beleuchtungsverfahren bzw. entsprechende Objekte oder Objektanordnungen insbesondere zur Nutzung in oder auf Einrichtungsgegenständen bzw. Möbeln, vorzugsweise Tischen, Tresen oder dergleichen, an, wobei besonders bevorzugt die Tischplatte oder eine Tresenplatte eine entsprechende Struktur aufweisen kann. Ein anderer besonders bevorzugter Einsatzpunkt sind architektonische (Ein-)Bauteile wie Treppen, Trennwände, Wand- oder Deckenverkleidungen, Bodenbeläge, Fassadenbauteile oder dergleichen, welche ebenso entsprechend strukturierte Oberflächen aufweisen können. Dabei ist es durchaus möglich, dass architektonische Bauteile auch gleichzeitig als Einrichtungsgegenstände angesehen werden können, wie beispielsweise verschiebbare Trennwände.
Ein ganz besonders bevorzugter Einsatzzweck sind Treppen, bei welchen die einzelnen Treppenstufen, d. h. Trittstufen und/oder Setzstufen, solche zu beleuchtenden Objekte sein können, oder auch strukturierte Bodenbeläge. Vor allem auch im öffentlichen Bereich kann hierdurch eine effektive, nicht störende, sondern interessant wirkende Effektbeleuchtung gleichzeitig als Nachtbeleuchtung und insbesondere Notbeleuchtung nützlich sein, insbesondere auch auf Treppen, die auch als Flucht- und Rettungswege dienen, zumal in diesem Fall die einzelnen Treppenstufen sehr deutlich zu erkennen sind, andererseits aber keine Blendung der Personen erfolgen kann.
Vorzugsweise können solche leuchtenden Treppenstufen auch über Sensoren eingeschaltet werden, d. h. ein Raumlicht ist für eine sichere Begehung der Treppenstufen nicht notwendig. Dies ist insbesondere auch für die private Nutzung von Interesse.
Eine weitere interessante Einsatzmöglichkeit der Erfindung liegt in einem Verfahren zur Prüfung und/oder Vermessung von strukturierten Oberflächen eines Objekts. Dabei kann eine entsprechend strukturierte Oberfläche wie zuvor beschrieben beleuchtet werden (also in den vertieften Bereichen oder erhabenen Bereichen mit einem Konversionsleuchtstoff versehen werden und mit einer entsprechenden Strahlungsquelle bestrahlt werden, welche ein den Konversionsleuchtstoff anregendes erstes Frequenzspektrum aufweist), um dafür zu sorgen, dass die strukturierte Oberfläche „in sich“ leuchtet. Das dabei erzeugte Leuchtbild kann dann zur Prüfung bzw. Vermessung ausgewertet werden.
Dabei kann besonders bevorzugt das Leuchtbild automatisch erfasst werden, beispielsweise von einer Kamera aufgenommen werden. Ganz besonders bevorzugt erfolgt eine automatische oder zumindest teilautomatische Auswertung mit einem geeigneten Bildverarbeitungsprogramm, d. h. eine Prüfung und/oder Vermessung. Auf diese Weise wird ein einfaches und sicheres optisches Verfahren zu Oberflächenrauigkeitsmessung und/oder Messung von Verschleißgrenzen von Oberflächen ermöglicht. Auch hierzu werden später noch weitere Varianten erläutert.
Weitere besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung, wobei die unabhängigen Ansprüche einer Anspruchskategorie auch analog zu den abhängigen Ansprüchen und Ausführungsbeispielen bzw. Beschreibungsteilen einer anderen Anspruchskategorie weitergebildet sein können und insbesondere auch einzelne Merkmale verschiedener Ausführungsbeispiele bzw. Varianten zu neuen Ausführungsbeispielen bzw. Varianten kombiniert werden können.
Wie bereits oben erläutert, wird als Strahlungsquelle zur Anregung des Konversionsleuchtstoffs bevorzugt eine Strahlungsquelle genutzt, welche Strahlung im nicht sichtbaren Bereich aussendet, besonders bevorzugt eine UV-Strahlungsquelle. Daher wird im Folgenden der Begriff „UV-Strahlungsquelle“ oder „(UV-)Strahlungsquelle“ synonym verwendet, um die anregende Strahlungsquelle zu bezeichnen, die den Konversionsleuchtstoff anregen soll. Soweit nicht explizit erwähnt, soll dies aber nicht ausschließen, dass auch eine andere Strahlungsquelle verwendet werden kann, die auch z. B. sichtbaren oder bevorzugt im nicht-sichtbaren (außerhalb des UV-Bereichs) Bereich arbeitet.
Grundsätzlich kann das Objekt auf beliebige Weise ausgebildet sein. Besonders bevorzugt sind das Objekt bzw. der Objektkörper flächig ausgebildet, mit zwei (vorzugsweise parallelen) Flachseiten, von denen z. B. zumindest eine Flachseite die strukturierte Oberfläche des Objekts bildet, sowie mit zu den Flachseiten quer, vorzugsweise im Wesentlichen senkrecht, verlaufenden Schmalseiten, im Folgenden auch „Kanten“ genannt.
Beispiele für solche flächigen Objekte sind z. B. die erwähnten Treppenstufen (insbesondere Trittstufen, bei denen die Auftrittfläche entsprechend strukturiert sein kann), Tisch- oder Tresenplatten sowie Trennwände oder Wand- oder Deckenverkleidungen und Bodenbeläge. Insbesondere bei der Auftrittfläche von Treppen und/oder Bodenbelägen ist durch eine geeignete Oberflächenstruktur der Vorteil einer Oberflächenrauigkeit gegeben, welche die Trittsicherheit erhöhen kann. Ob dies gewünscht ist oder nicht, hängt vom jeweiligen Einsatzort und/oder -zweck ab.
Wie bereits oben erwähnt, ist das Objekt, insbesondere wenn es sich um einen Einrichtungsgegenstand oder ein architektonisches Bauteil bzw. einen Teil davon handelt, ein Naturprodukt bzw. umfasst ein solches Naturprodukt und die strukturierte Oberfläche ist zumindest teilweise naturbedingt (also wesentlich durch eine natürliche Struktur oder Maserung beeinflusst). Ein besonders bevorzugtes Beispiel ist ein Holzteil und die strukturierte Oberfläche ist durch eine Holzmaserung bedingt. Ein weiteres bevorzugtes Naturprodukt ist ein Natursteinteil, wobei die strukturierte Oberfläche durch eine Natursteinmaserung bedingt ist. Ein Beispiel für solche Natursteine, welche eine strukturierte Oberfläche aufweisen, ist ein offenporiger Travertin, wobei die Poren die vertieften Oberflächenbereiche bilden.
Im Rahmen der Erfindung kann auch vorteilhafterweise eine Mehrfarbigkeit der Objekte hergestellt werden.
So kann vorzugsweise in einem Bereich, in welchen kein erster Konversionsleuchtstoff angeordnet ist, ein zweiter Konversionsleuchtstoff angeordnet sein, der unterschiedlich zum ersten Konversionsleuchtstoff ist bzw. ein anderes Frequenzspektrum aufweist. Dieser zweite Konversionsleuchtstoff kann sich beispielsweise, wenn sich der erste Konversionsleuchtstoff in den vertieften Bereichen befindet, auf den erhabenen Bereichen der Oberflächenstruktur befinden oder umgekehrt. Er kann sich aber ebenso auch in anderen vertieften Bereichen befinden. D. h. dass sich in unterschiedlichen vertieften Bereichen und/oder auf unterschiedlichen erhabenen Bereichen auch unterschiedliche Konversionsleuchtstoffe befinden. Eine beliebige Mischung ist dabei möglich.
Bei einer bevorzugten, später im Ausführungsbeispiel detailliert beschriebenen Variante können in einer strukturierten Oberfläche zunächst die vertieften Bereiche mit dem ersten Konversionsleuchtstoff versehen werden und es werden zusätzliche besondere vertiefte Bereiche zur Ausbildung einer Schrift, eines Symbols oder dergleichen eingebracht, die dann mit einem zweiten Konversionsleuchtstoff versehen werden. In ähnlicher Weise kann mit erhabenen Bereichen vorgegangen werden.
Wie genau die Ausgestaltung erfolgt, kann unter anderem auch vom konkret verwendeten Herstellungsverfahren abhängen. Auch zur Herstellung der Objekte gibt es unterschiedliche Methoden.
Zum Beispiel kann auf die strukturierte Oberfläche zunächst großflächig eine Konversionsleuchtstoffbeschichtung aufgebracht werden. Ein bevorzugtes Verfahren hierbei wäre das Aufrakeln eines geeigneten Konversionsleuchtstoffbeschichtungsmittels, insbesondere eines Konversionsleuchtstofflacks bzw. einer Konversionsleuchtstofffarbe. Das Aufrakeln kann besonders bevorzugt durch Aufgießen des Konversionsleuchtstoffbeschichtungsmittels und weiteres Abziehen mit einer Rakel erfolgen. Eine andere Alternative kann durch Einarbeiten des Konversionsleuchtstoffbeschichtungsmittels, z. B. mittels eines weichen Baumwolltuchs in die Oberflächenstruktur, realisiert werden. In einem weiteren Schritt kann dieses Konversionsleuchtstoffbeschichtungsmittel selektiv auf zumindest einem Teil der erhabenen Bereiche, vorzugsweise vollständig auf den erhabenen Bereichen, entfernt werden. Beispielsweise könnte die noch feuchte Konversionsleuchtstoffbeschichtung wieder abgewischt oder nach einem Aushärten die gesamte Struktur abgeschliffen werden, wobei die erhabenen Bereiche dann wieder zu Tage treten.
Um Konversionsleuchtstoff bzw. eine Konversionsleuchtstoffbeschichtung bzw. einen Konversionsleuchtstofflack selektiv auf die erhabenen Bereiche aufzubringen, kann er beispielsweise aufgerollt oder ähnlich den konventionellen Drucktechniken aufgetragen werden, beispielsweise im Offsetdruckverfahren, im Siebdruckverfahren, im Tampondruckverfahren und/oder in einem Digitaldruckverfahren. Durch all diese Verfahren kann dafür gesorgt werden, dass sich der Konversionsleuchtstoff beispielsweise auf den erhabenen Bereichen absetzt und diese hervorhebt.
Es ist noch einmal darauf hinzuweisen, dass auch eine Kombination der beiden Verfahren möglich ist, insbesondere mit unterschiedlichen Konversionsleuchtstoffen. Dabei wird dann vorzugsweise zuerst die hochgelegene Oberflächenstruktur, also der erhabene Bereich, bedruckt. Anschließend kann dann eine Konversionsleuchtstoffbeschichtung in die tiefer liegenden Strukturen gerakelt bzw. auf andere Weise eingearbeitet werden, und anschließend kann ein Feinschliff erfolgen, und zwar so weit, bis gerade noch der Konversionsleuchtstoff auf den erhabenen Bereichen hervortritt und nicht völlig abgeschliffen wird. Andere Varianten der selektiven Aufbringung sind aber auch möglich.
Bevor ein Aufbringen der Konversionsleuchtstoffe auf die Oberflächenstruktur erfolgt, kann die Oberfläche zunächst vorbehandelt werden, wie dies bereits erwähnt wurde. Beispielsweise könnte diese gebürstet, sandgestrahlt (z. B. auch mit Glaskügelchen), grob geschliffen oder in anderer Weise die dreidimensionale Strukturierung erzeugt bzw. hervorgehoben werden. Dies kann mit handelsüblichen, stationären oder handbetriebenen Werkzeugmaschinen oder auch händisch erfolgen.
Es ist darüber hinaus auch möglich, Konversionsleuchtstoffe bzw. Konversionsleuchtstoffbeschichtungen direkt auf textile Stoffe zu drucken, aufzurakeln oder auf andere Weise aufzutragen.
Wird das Objekt mit der strukturierten Oberfläche, wie eingangs erwähnt, in einem additiven Herstellungsverfahren bzw. 3-D-Druck hergestellt, so kann der Konversionsleuchtstoff auch direkt in das Aufbaumaterial bzw. das Druckmaterial eingebracht werden. Hierbei können beliebige Strukturen mit Konversionsleuchtstoffen erstellt werden. Dies schließt aber nicht aus, dass die mit einem solchen Verfahren hergestellten Strukturen auch noch nachträglich mit einem Konversionsleuchtstoff versehen werden, beispielsweise durch Aufrakeln und/oder Bedrucken etc., genau wie die oben beschriebenen natürlichen oder auf andere Weise hergestellten strukturierten Oberflächen.
Über unterschiedlich farbige Konversionsleuchtfarben können auch durch Farbmischungen lokal unterschiedliche Farben und z. B. Symbole, Icons, Bilder, Buchstaben und dergleichen auf den Objekten realisiert werden. D. h. die leuchtende Oberflächenstruktur kann örtlich und/oder farblich strukturiert werden. Beispielsweise könnte so ein Objekt mit einem Logo, einem Wappen etc. versehen werden.
Es ist wie erwähnt vorzugsweise auch möglich, die Konversionsleuchtstoffe so unterschiedlich zu wählen, dass sie mit (UV-)Strahlung mit unterschiedlichen Frequenzspektren anregbar sind. So könnte beispielsweise dafür gesorgt werden, dass das Objekt bei Bestrahlung mit Strahlung eines ersten Frequenzspektrums das Objekt in einer ersten Farbe leuchtet, indem nämlich ein erster Konversionsleuchtstoff zum Leuchten angeregt wird, und nur bei Beleuchtung mit einer zweiten Strahlung, welche ein zweites Frequenzspektrum aufweist, wird der zweite Konversionsleuchtstoff zum Leuchten angeregt, welcher dann sichtbares Licht mit einem zweiten Spektrum aussendet, welches sich vom ersten Spektrum unterscheidet. Dabei sind die Konversionsleuchtstoffe wie erwähnt auch mischbar, d. h. es können dieselben Bereiche mit Konversionsleuchtstoffen unterschiedlicher Art (die also Licht aussenden) versehen werden, um durch eine solche Farbmischung beliebige Frequenzspektren aussenden zu können, je nachdem, mit welchem Licht bzw. Frequenzspektrum die Leuchtstoffe angeregt werden.
Bei dem Konversionsleuchtstoff handelt es sich um zumindest ein Pigment, welches entweder in Form eines Pulvers oder in einer mehr oder weniger flüssigen Substanz vorliegen bzw. dispergiert sein kann.
Bevorzugte Konversionsleuchtstoffe sind dabei Leuchtstoffe bzw. Pigmente und deren Kombinationen, welche bei ihrer Anregung durch UV-Licht, bevorzugt durch UV-Licht von mindestens etwa 330 nm, besonders bevorzugt von etwa 365 nm, und bis höchstens etwa 400 nm, besonders bevorzugt von etwa 385 nm, Emission im blauen bis roten Spektralbereich, bevorzugt im Bereich von etwa 400 nm bis 770 nm, besonders bevorzugt bei etwa 469 nm und/oder etwa 638 nm zeigen.
Der Konversionsleuchtstoff bzw. die Pigmente des Konversionsleuchtstoffs weist bzw. weisen dabei bevorzugt eine Partikelgröße von mindestens etwa 1 µm, besonders bevorzugt von mindestens etwa 2 µm, und von höchstens etwa 100 µm, besonders bevorzugt von höchstens etwa 30 µm, insbesondere von etwa 10 µm, auf.
Die Verwendung eines Konversionsleuchtstoffs bzw. der Pigmente des Konversionsleuchtstoffs in einer Beschichtung, vorzugsweise in einem Lack, kann dabei vorteilhaft zu höheren Lichtquantenausbeuten als bei Pulvern führen.
Prinzipiell können sowohl organische als auch anorganische Konversionsleuchtstoffe zum Einsatz kommen. Aufgrund der höheren Lichtechtheit von anorganischen Konversionsleuchtstoffen im Vergleich zu organischen Konversionsleuchtstoffen werden jedoch bevorzugt anorganische Konversionsleuchtstoffe verwendet.
Bei den bevorzugten anorganischen Konversionsleuchtstoffen die zum Einsatz kommen, handelt es sich vorzugsweise um ein Ce-, Eu- und/oder Mn-haltiges Material. Erfindungsgemäß bevorzugte Ce-, Eu- und/oder Mn-haltige Materialien sind solche, die dem Fachmann an sich für ihre Eignung als Konversionsleuchtstoff in Leuchtdioden oder Leuchtstoffröhren bekannt sind. Dies sind insbesondere Silicate, wie ortho-Silicate, Oxy-ortho-Silicate, Disilicate, Sialone, Silicooxynitride, Siliconitride, Aluminate, Granate, sowie weitere ternäre und quarternäre Oxide und Nitride. Solche Konversionsleuchtstoffe sind beispielsweise unter der Bezeichnung TL-0095 oder TL-0515 über die Firma Tailorlux (Steinfurt, Deutschland) erhältlich.
Insofern ein organischer Konversionsleuchtstoff zum Einsatz kommt, kann dieser beispielsweise aus der Gruppe der polyzyklischen aromatischen Verbindungen, wie Perylenen, Coumarinen, Metallkomplexen, Ln3+-Komplexen, Tm-, Tb-, Eu-, Ru- und IR-Komplexen ausgewählt sein. Insbesondere können die organischen Konversionsleuchtstoffe organische Fluoreszenzfarbstoffe umfassen.
Die Konversionsleuchtstoffbeschichtung, insbesondere der Konversionsleuchtstofflack kann auch ohne Einwirkung von UV-Strahlung eine Eigenfarbe, durch Zugabe von Pigmenten und/oder Farbstoffen, aufweisen. Durch die Belichtung mit UV-Strahlung wird diese Eigenfarbe nach dem Prinzip der additiven Farbmischung mit dem konvertierten und ausgestrahlten Licht des Konversionsleuchtstofflacks vermischt. Somit können Farbveränderungen des belichteten Objekts realisiert werden.
Diesem Basislack können dann unterschiedliche Konversionsleuchtstoffe oder Kombinationen aus unterschiedlichen Konversionsleuchtstoffen beigefügt werden, durch die bestimmt wird, in sichtbares Licht welcher Wellenlänge, d. h. welcher Farbe, die UV-Strahlung umgewandelt wird. Geeignete Konversionsleuchtstoffe sind beispielsweise unter der Bezeichnung Zinksulfid-Silber (blaue Fluoreszenz), Strontium-phosphatchlorideuropium-manganese (grüne Fluoreszenz) oder Yttrium Phosphovanadat (rote Fluoreszenz) bekannt und kommerziell erhältlich. Ein Lieferant ist beispielsweise die Firma Tailorlux (Münster, Deutschland).
Wie bereits oben erwähnt, ist es durchaus möglich, die strukturierte Oberfläche bewusst strukturiert bzw. offen zu lassen, um eine gewisse Oberflächenrauigkeit zu erhalten.
In vielen Fällen ist es von Vorteil, die Oberfläche vor Umwelteinflüssen zu schützen. Hierzu kann bevorzugt die den Konversionsleuchtstoff aufweisende, strukturierte Oberfläche mindestens bereichsweise, vorzugsweise ganz bzw. vollflächig, mit einer UVtransparenten Schicht bedeckt sein.
Je nach Art dieser Schicht kann hierbei dafür gesorgt werden, dass nach wie vor eine Rauigkeit der Oberflächenstruktur erhalten bleibt. Die transparente Schicht kann aber auch die Oberfläche nivellieren, d. h. dass die dreidimensionale Struktur zwar sichtbar ist, aber haptisch eine glatte Oberfläche vorliegt.
Die transparente Schicht kann besonders bevorzugt aus einem geeigneten (transparenten) Beschichtungsmaterial erzeugt sein. Grundsätzlich könnte es sich aber auch um eine feste Platte, beispielsweise aus Glas, Kunststoff oder dergleichen, handeln, die auf der strukturierten Oberfläche angeordnet - beispielsweise auf dieser befestigt - ist. Oder es kann sich um eine Folie handeln, welche auf die strukturierte Oberfläche aufgezogen wird.
Vorzugsweise handelt es sich hierbei um ein Material (wie beispielsweise eine bestimmte Glassorte), welches bei der Strahlung zur Anregung des Konversionsleuchtstoffs, beispielsweise für die UV-Strahlung, eine nur geringe Eigenfluoreszenz aufweist, so dass hierdurch lediglich geringe Störeffekte auftreten. Bevorzugt kommt ein Material zum Einsatz, welches eine hohe Transmission für sichtbares Licht und im UV-Spektrum aufweist.
Als transparente Schutzschicht, insbesondere in Form eines Versiegelungslacks, kommt bevorzugt ein einkomponentiges wasserbasiertes Lacksystem zum Einsatz. Weiter bevorzugt sind lösemittelhaltige Systeme mit einem Lösemittelgehalt von 0 bis 99 %, insbesondere mit einem Lösemittelgehalt von mindestens 0,1 % und von höchstens 99 %, geeignet. Auch mehrkomponentige Lacksysteme, welche sowohl lösemittel- als auch wasserbasiert sind, sind für den Einsatz geeignet.
Des Weiteren kann eine transparente Schutzschicht beispielsweise ein oder mehrere Bindemittel aufweisen. Bevorzugt ist das Bindemittel ein Harz auf Basis von Acrylat, besonders bevorzugt auf Basis eines Acrylats mit funktionellen Hydroxylgruppen. Ein solches Harz ist beispielsweise unter der Bezeichnung Joncryl 8310 der Firma SpecialChem (Paris, Frankreich) erhältlich.
Das bzw. die Additive einer bevorzugten transparenten Schutzschicht umfasst bzw. umfassen dabei zumindest ein Additiv, wobei das zumindest eine Additiv bevorzugt ausgewählt ist aus einer nichtionischen oberflächenaktiven Substanz (z. B. Surfynol 107L, Evonik) und/oder einem nichtionischem Entschäumungsmittel (z. B. Surfynol DF110D, Evonik) und/oder einem Polysiloxan (z. B. Delta SC 2580, SpecialChem) und/oder einem Oberflächenadditiv enthaltend zumindest ein Silikon (z. B. Byk 331 oder BYK 348, Byk Altana).
Eine solche transparente Schutzschicht bildet vorzugsweise eine glatte, hochglänzende Oberfläche, wobei die transparente Schutzschicht sichtbares Licht und UV-Strahlung transmittiert.
Ohne eine Einwirkung von UV-Strahlung ist der Konversionsleuchtstoff bzw. die Konversionsleuchtstoffbeschichtung, insbesondere der Konversionsleuchtstofflack, vorzugsweise unsichtbar. Dies gilt gleichermaßen für die transparente Schutzschicht. Weiterhin bevorzugt sind farblose mattierte teiltransparente Lacksysteme und Lacksystem mit teiltransparenter Körperfarbe oder einer Kombination aus beidem.
Das, beispielsweise UV-transparente, Beschichtungsmaterial kann auch eine Eigenfarbe aufweisen und/oder einen Mattierungseffekt zur Gestaltung der Oberfläche zeigen.
Eine geeignete Strahlungsquellenanordnung (umfassend eine oder mehrere Strahlungsquellen) zur Aussendung der Strahlung zur Anregung des Konversionsleuchtstoffs umfasst ganz besonders bevorzugt eine LED-Anordnung (eine oder mehrere LEDs). Bevorzugt handelt es sich hierbei um UV-LEDs.
Für die Anordnung der Strahlungsquelle(n) in der erfindungsgemäßen Objektanordnung gibt es, je nach konkretem Einsatzzweck, unterschiedliche Möglichkeiten, um die jeweilige strukturierte Oberfläche ausreichend mit der Strahlung, z. B. UV-Strahlung, zu belichten.
Beispielsweise könnte die (UV-)Strahlungsquelle oder dergleichen bei Tischen und Tresen vorteilhaft in Downlights oder abgehängte Leuchten über dem Tisch bzw. dem Tresen integriert sein, so dass die Bestrahlung des Objekts also von oben erfolgt.
Bei Leuchtstrukturmöbeln, Leuchtstrukturwänden, Leuchtstrukturböden bzw. anderen größeren Leuchtstrukturoberflächen kann eine Bestrahlung von der Seite, von oben oder von unten erfolgen, z. B. auch mit sogenannten Wallwashern.
Bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist die Strahlungsquelle in und/oder am Objekt selber montiert bzw. in das Objekt integriert. Insbesondere kann dies bevorzugt bei Möbeln oder, wie später noch erläutert wird, bei Treppen der Fall sein.
Bei selbstleuchtenden Holzstruktur-Bettuntergestellen kann z. B. eine linienförmige Bestrahlungsquelle, insbesondere eine UV-Strahlungsquelle, in den Bettrahmen integriert sein, welche nach unten gegen das Bettuntergestell Strahlung aussendet und dort den Konversionsleuchtstoff zum Leuchten anregt. Bei Treppen könnten die (UV-) Strahlungsquellen beispielsweise seitlich an geeigneten Stellen, z. B. an einer Wand und/oder einem Geländer, angeordnet sein, um die betreffenden Oberflächen bei Bedarf beleuchten zu können. Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel sind zur Bestrahlung einer Treppenstufe vorzugsweise längliche, insbesondere linienförmige (UV-)Strahlungsquellen an der Unterseite einer jeweils darüber angeordneten Treppenstufe bzw. Trittstufe im vorderen, d. h. zur Vorderkante weisenden Bereich angeordnet, welche die (UV-)Strahlung auf die darunter angeordnete Treppenstufe abstrahlt.
In allen zuvor erwähnten Varianten erfolgt eine direkte Bestrahlung oder zumindest überwiegend direkte Bestrahlung des Konversionsleuchtstoffs.
Vorzugsweise ist es aber auch möglich, dass die Strahlungsquelle an einer Ankoppelstelle einer transparenten Schicht des Objekts angeordnet ist und die transparente Schicht die strukturierte Oberfläche mit dem Konversionsleuchtstoff zumindest bereichsweise (vorzugsweise vollständig) bedeckt, dass von der Strahlungsquelle ausgesandte (UV-)Strahlung gezielt so in die Schicht eingekoppelt wird, dass sie sich in der Schicht ausbreitet. In diesem Fall sollte das Material für die transparente Schicht vorzugsweise so ausgebildet sein, dass es auch transparent für die betreffende Strahlung, also insbesondere UV-Strahlung, ist. Ist die Strahlung in die transparente Schicht eingekoppelt, so kann sie darin zu einem großen Teil mehrfach totalreflektiert werden, wenn die Einkopplung in der geeigneten Richtung erfolgt. Strahlung kann dann mittels lokaler Auskoppelstrukturen und/oder eines Streulacks und/oder des Konversionsleuchtstoffs selbst lokal ausgekoppelt werden, um dann den Konversionsleuchtstoff zum Leuchten anzuregen.
Die Einkopplung kann beispielsweise, wenn die Schicht dick genug ist, über eine Kante der Schicht erfolgen. Es ist auch eine Einkopplung über ein Prisma oder eine anders geformte Einkoppeleinrichtung möglich. Die Einkoppeleinrichtung bzw. das Prisma können mit einem Immersionsmittel oder dergleichen ausgestattet sein, um die Strahlung möglichst gut in die transparente Schicht einzukoppeln.
Um einen möglichen (Rest-)Anteil an sichtbarem Licht, welches eventuell von der (UV-)Strahlungsquelle mit ausgesendet wird, zu reduzieren oder möglichst komplett auszublenden, befindet sich vorzugsweise zwischen der (UV-)Strahlungsquelle und der Einkoppelstelle der transparenten Schicht eine Filteranordnung für die (UV-)Strahlung. Das heißt, in dem erfindungsgemäßen Verfahren wird bevorzugt die (UV-)Strahlung über diese Filteranordnung in die transparente Schicht eingekoppelt.
Diese Filteranordnung ist so ausgebildet, dass sie möglichst das gesamte sichtbare Licht unterdrückt.
Vorzugsweise weist die Filteranordnung hierzu einen Bandpassfilter auf. Dies kann gegebenenfalls zusätzlich bewirken, dass die (UV-)Strahlung eine durch den Bandpassfilter bestimmte reduzierte Bandbreite aufweist und dadurch eine eventuelle (aufgrund einer Rest-Eigenfluoreszenz der transparenten Schicht am Objekt) Entstehung von sichtbarem Licht in der transparenten Schicht weiter reduziert werden kann.
Bei einer anderen bevorzugten Variante weist die Filteranordnung einen Tiefpassfilter auf, welcher (UV-)Strahlung passieren lässt, nicht jedoch das sichtbare Licht durchlässt.
Vorzugsweise wird die Filteranordnung, insbesondere der Bandpassfilter, hierzu an die Wellenlänge der (UV-)Strahlungsquelle angepasst.
Die UV-Strahlungsquelle kann bevorzugt Strahlung mit einer Peak-Wellenlänge in einem Bereich von 280 bis etwa 380 nm (nahes bis mittleres UV) aussenden. Besonders bevorzugt weist die UV-Strahlungsquelle bzw. die LED-Anordnung eine Peak-Wellenlänge von ca. 365 nm auf.
Der Bandpassfilter für die UV-Strahlung umfasst vorzugsweise ein Filterglas bzw. kann aus diesem Filterglas gebildet sein. Insbesondere bei der zuvor genannten UV-Strahlung mit einer Peak-Wellenlänge von ca. 365 nm bietet sich die Verwendung des UG11-Filterglases der Firma Schott an, vorzugsweise mit einer Stärke von etwa 3 mm. In Kombination mit Optiwhite-Glas (transparentes Klarglas mit geringem Grünstich) oder Borosilikatglas hat sich herausgestellt, dass die Eigenfluoreszenz oder die Sichtbarkeit der eingestrahlten UV-Strahlung kaum mehr gegeben ist und durch die Filteranordnung auch sehr gut Randfrequenzen der Lichtquelle im sichtbaren Bereich herausgefiltert werden.
Ganz besonders bevorzugt ist die Filteranordnung am Objekt befestigt, beispielsweise direkt an bzw. vor der Einkoppelstelle der transparenten Schicht. Vorzugsweise kann die Filteranordnung, z. B. der Bandpassfilter, mit einem geeigneten optischen Kleber an der Kante der Schicht, beispielsweise einer Glasscheibe, festgeklebt werden. Dies erhöht die Effizienz bei der Einkopplung, da ja Übergänge zwischen Filteranordnung und Luft sowie Luft und Einkopplungskante des Objektträgers wegfallen. Ein bevorzugter optischer Kleber ist beispielsweise Norland Optical Adhesive NOA 63 (Norland Products, New Jersey, USA).
Die Verwendung eines Filters, um sichtbares Licht aus der (UV-)Strahlung herauszufiltern, ist auch dann möglich, wenn keine Einkopplung in die transparente Schicht erfolgen soll, sondern eine direkte Bestrahlung erfolgt, beispielsweise bei einer Treppe über eine oberhalb der Treppenstufe angeordnete LED-Leiste oder dergleichen.
Weiterhin kann bevorzugt die (UV-)Strahlungsquelle auch mehrere, besonders bevorzugt getrennt schaltbare, Teil-(UV-)Strahlungsquellen aufweisen. Zum Beispiel kann eine LED-Anordnung einzelne schaltbare LEDs oder LED-Gruppen aufweisen. Indem die Teil-(UV-)Strahlungsquellen entsprechend ausgebildet sind oder vor den einzelnen Teil-(UV-) Strahlungsquellen unterschiedliche Filteranordnungen verwendet werden, kann dafür gesorgt werden, dass mittels der Teil-(UV-)Strahlungsquellen (UV-)Strahlung in voneinander getrennten Frequenzbereichen eingestrahlt werden kann, auf welche nur ganz bestimmte, dem jeweiligen (UV-)Strahlungsbereich zugeordnete Konversionsleuchtstoffe reagieren. Das Gleiche gilt, wenn mehrere separate (UV-)Strahlungsquellen eingesetzt werden, wie dies oben bereits erwähnt wurde. So können je nach Beschaltung nur ganz bestimmte Konversionsleuchtstoffe angeregt werden, um so nur bestimmte Farben oder nur bestimmte Objekte leuchten zu lassen.
Bei einer bevorzugten Variante kann eine Bestrahlung durch die (UV-)Strahlungsquelle im Hinblick auf die Bestrahlungsrichtung auch selektiv erfolgen. D. h. die Objektanordnung ist bevorzugt so ausgestaltet, dass eine Bestrahlung selektiv aus verschiedenen Richtungen auf die strukturierte Oberfläche des Objekts möglich ist. Vorzugsweise kann sie hierzu mehrere, getrennt ansteuerbare (UV-)Strahlungsquellen aufweisen, die aus verschiedenen Richtungen strahlen.
Insbesondere können bei Einsatz unterschiedlicher Konversionsleuchtstoffen auf den erhabenen und in den tiefen Strukturen durch unterschiedliche Bestrahlungsrichtungen einfache Farbwechsel erzeugt werden. Über eine frontale Bestrahlung werden die oben- und die tiefliegenden Konversionsleuchtstoffe angeregt, mit einer seitlichen Bestrahlung, vergleichbar mit einer Streiflichtbeleuchtung, nur die auf den erhabenen Bereichen liegende/n Konversionsleuchtstoffe bzw. Konversionsleuchtstoffschicht.
Die Objektanordnung weist vorzugsweise eine Steuerung für die (UV-)Strahlungsquelle auf, besonders bevorzugt mit einer Benutzerschnittstelle, über die ein Bediener die gesamte (UV-)Strahlungsquelle, bzw. eventuelle einzelne Teil-(UV-)Strahlungsquellen, wahlweise ein- und ausschalten oder dimmen kann. Diese Steuerung kann auch so ausgebildet sein, dass eine automatische Steuerung der (UV-)Strahlungsquelle bzw. einzelner Teil-(UV-)Strahlungsquellen möglich ist.
Beispielsweise kann die Objektanordnung geeignete Sensoren umfassen, anhand derer die Steuerung erfolgt. Insbesondere zählen hierzu Bewegungssensoren. So kann eine Beleuchtung nur dann erfolgen, wenn sich auch Personen in der Umgebung befinden oder wenn sie sich an einer bestimmten Stelle befinden. Beispielsweise könnte bei einer Treppe kontrolliert werden, wann ein Benutzer eine bestimmte Stufe betritt, und in diesem Fall leuchtet dann auf dieser Stufe oder auf einer anderen, in seiner Wegrichtung vor ihm liegenden Stufe die Struktur auf und/oder es wird eine zusätzliche Struktur zum Leuchten gebracht. Hierbei kann es sich beispielsweise um Hinweise handeln, wie z. B. die Anzeige einer Etage. Sensoren zur Kontrolle, ob ein Benutzer eine bestimmte Stufe betritt, können z. B. durch übliche Bewegungssensoren realisiert werden, aber auch beispielsweise über Sensoren, die auf das Gewicht auf den Stufen reagieren oder durch einfach zu realisierende kapazitive Sensoren.
Als Objekte mit strukturierten Oberflächen im Sinne der Erfindung können auch strukturierte, beispielsweise geprägte, Folien angesehen werden. Damit ist es möglich, auch Objekte, welche selber keine Oberflächenstruktur aufweisen, durch Aufziehen solcher Folien zu Objekten mit strukturierter Oberfläche zu machen. Solche Folien können in gleicher Weise wie oben beschrieben mit Konversionsleuchtstoff versehen werden.
Auch wenn mit Folien gearbeitet wird, kann die (UV-)Strahlung über eine Prismen-Lichteinkopplung in die Folie eingekoppelt werden und auch hier wieder das Prinzip der Totalreflektion in der Folie genutzt werden, um die (UV-)Bestrahlung in günstiger Weise zu den Konversionsleuchtstoffen zu leiten und dort gezielt auszukoppeln.
Wie ebenfalls oben erwähnt, kann die Erfindung auch vorteilhaft für eine optische Überprüfung von Oberflächenstrukturen bzw. eine Vermessung von Oberflächenstrukturen genutzt werden, z. B. für eine Oberflächenrauheitsmessung.
Für eine Oberflächenrauheitsmessung kann ausgenutzt werden, dass die lokale Leuchtdichte des abgestrahlten Lichts bei einer geeigneten Konversionsleuchtstoffkonzentration in der Konversionsleuchtstoffbeschichtung auch von der Tiefe der aufgefüllten Struktur abhängig sein kann. Wird das abgegebene Licht mittels einer Kameraaufnahme quantifiziert, also wie beschrieben ein Leuchtbild erzeugt, so kann damit eine Messung der Oberflächenstrukturen realisiert werden.
Werden bei einem solchen Verfahren sowohl in die Vertiefungen als auch auf die erhabenen Bereiche unterschiedliche Konversionsleuchtstoffe aufgebracht, kann zusätzlich die Farbinformation ausgewertet werden. Lokal geringere Oberflächenrauigkeiten werden durch eine Vermischung des Lichts der verschiedenen Konversionsleuchtstoffe signalisiert. Hohe Rauigkeiten generieren dagegen eine geringe Vermischung. Die Rauigkeitsstruktur der Oberfläche wird in eine leuchtende Farbstruktur überführt. Zusätzlich zur Farbe kann auch hier die jeweilige Farbintensität ausgewertet werden.
Durch das Einbringen einer gezielten, künstlichen Rauigkeit können die Konversionsleuchtstoffe auch zur Messung und Anzeige von Verschleißgrenzen genutzt werden. Mit dem Abrieb der Nutzfläche verschwindet auch die Konversionsleuchtstoffbeschichtung und somit entsprechend das Leuchten, wenn das Objekt mit der entsprechenden anregenden Bestrahlung bestrahlt wird. D. h. durch geeignete Bestrahlung und Aufnahme der Bilder und/oder visuelle Beobachtung des Rückleuchtens kann kontrolliert werden, ob ein bestimmter Verschleiß erreicht, beispielsweise ein Verschleißgrenzwert überschritten wurde.
Die Erfindung wird im Folgenden unter Hinweis auf die beigefügten Figuren anhand von Ausführungsbeispielen noch einmal näher erläutert. Dabei sind in den verschiedenen Figuren gleiche Komponenten mit identischen Bezugsziffern versehen. Es zeigen schematisch:

1 eine seitliche Ansicht auf ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Objektanordnung bzw. eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Beleuchtung von Objekten,
2 eine Draufsicht auf eine Trittstufe einer Treppe mit einer natürlichen Oberflächenstruktur und einer zusätzlichen künstlichen Struktur,
3 verschiedene Ausführungsbeispiele für Verfahrensabläufe zur Erzeugung von erfindungsgemäßen Objekten,
4 eine seitliche Ansicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Objekts,
5 eine seitliche Ansicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Objekts bei einer Oberflächenprüfung.

Bei dem in 1 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine Objektanordnung 30, hier eine Treppe 30 mit mehreren Treppenstufen 1, genauer gesagt Trittstufen 1, welche jeweils die Objekte 1 bilden. Da es sich hier um eine schematische Darstellung handelt, ist die Unterkonstruktion der Treppe 3 nicht mit dargestellt, sondern lediglich einige der Stufen 1 in ihrer jeweiligen Anordnung zueinander.
Die einzelnen Trittstufen 1 weisen auf ihrer Oberseite bzw. Trittseite eine strukturierte Oberfläche 3 auf. Beispielsweise handelt es sich hier um Holz-Trittstufen 1, bei denen die Oberfläche 3 zunächst so mit Sandstrahlen oder durch ein Bestrahlen mit Glasperlen, durch Bürsten oder dergleichen behandelt wurde, dass die Maserung als dreidimensionale Struktur bzw. Relief heraustritt.
Diese Oberflächenstruktur 3 bzw. strukturierte Oberfläche 3 weist damit vertiefte Bereiche 4 und erhabene Bereiche 5 auf. Im Bereich der vertieften Bereiche 4 ist eine Konversionsleuchtstoffbeschichtung 10 eingebracht. Die vertieften Bereiche 4 sind mit einer Konversionsleuchtstoffbeschichtung 10, beispielsweise einem Konversionsleuchtstofflack 10 aufgefüllt, sodass die erhabenen Bereiche 5 aber noch zu sehen und nicht mit dem Konversionsleuchtstoffmaterial beschichtet sind.
Auf dieser Oberfläche befindet sich eine transparente Schicht 15, d. h. eine Schicht aus transparentem Beschichtungsmaterial. Dieses Beschichtungsmaterial ist nicht nur für sichtbares Licht, sondern auch für UV-Strahlung durchlässig.
Um den Konversionsleuchtstoff in der Konversionsleuchtstoffbeschichtung 10 auf der Oberfläche einer Treppenstufe 3 zum Aussenden von sichtbarem Licht L anzuregen, befindet sich jeweils auf der Unterseite einer darüber angeordneten Treppenstufe 1 im vorderen, d. h. zur Vorderkante weisenden Bereich, bevorzugt im Bereich des Untertritts, eine UV-Strahlungsquelle 21, hier eine LED Anordnung 21. Dabei handelt es sich bevorzugt um eine längliche, hier linienförmige LED-Anordnung 21, welche sich über den größten Teil der Breite der Stufe 1 erstreckt. Alternativ könnten auch mehrere einzelne LEDs entlang der Vorderkante angeordnet sein. Diese UV-Strahlungsquelle 21 strahlt UV-Strahlung U auf die darunter angeordnete Treppenstufe 1 und somit auch auf die dort angebrachte Konversionsleuchtstoffbeschichtung 10, die die UV-Strahlung U in sichtbares Licht L umsetzt. Bei der links dargestellten obersten Stufe 1 wird zur Aussendung der UV-Strahlung U eine LED-Anordnung 22 genutzt, die oberhalb dieser Treppenstufe 1 beispielsweise seitlich an der Wand und/oder am Treppengeländer angeordnet ist.
Alle LED-Anordnungen 21, 22 werden von einer Steuerung 31 angesteuert. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind zudem Sensoren 32 vorhanden, wobei es sich um Bewegungssensoren handeln kann oder auch, wie hier schematisch dargestellt, um Sensoren, die eine Belastung der Treppenstufe detektieren können.
Von den Sensoren 32 werden entsprechende Messsignale MS an die Steuerung 31 geliefert, die dann entsprechend Steuersignale ST an die LED-Anordnungen 21, 22 zur Aussendung der UV-Strahlung U abgibt.
Auf diese Weise kann dafür gesorgt werden, dass nur dann UV-Strahlung U ausgesendet wird, wenn sich ein möglicher Betrachter auf einer bestimmten Treppenstufe befindet, hier die oberste Stufe betritt. Durch andere Bewegungsmelder bzw. weitere Sensoren kann festgestellt werden, ob sich überhaupt ein Betrachter im Bereich der Treppe 30 befindet. Durch Sensoren kann auch geprüft werden, ob ein Benutzer beispielsweise die Treppe herunter läuft, und sobald er eine bestimmte Treppenstufe erreicht hat, wird ein Signal getriggert, sodass auf einer anderen Treppenstufe in Laufrichtung ein Hinweisschild erscheint.
2 zeigt eine beispielhafte Draufsicht auf eine Holz-Treppenstufe 1, in der zum einen die natürliche, strukturierte Oberfläche des Holzes erkennbar ist und mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens visualisiert wird, indem beispielsweise in den vertieften Bereichen ein erster Konversionsleuchtstoff 10 angeordnet und zum Leuchten angeregt wird. Des Weiteren wurde hier aber auch ein Hinweis „1. Etage“ eingefräst und dieser ausgefräste Bereich wurde mit einer zweiten Konversionsleuchtstoffbeschichtung 12 ausgefüllt, die in einer anderen Farbe als die erste Konversionsleuchtstoffbeschichtung 10 leuchtet. Je nach Ausgestaltung kann dies so erfolgen, dass hierzu ein anderes Frequenzspektrum bei der anregenden Strahlung erforderlich ist, beispielsweise dass der erste Konversionsleuchtstoff 10 auf eine Strahlung mit einem ersten Frequenzspektrum reagiert und der zweite Konversionsleuchtstoff 12 auf eine Strahlung mit einem zweiten Frequenzspektrum, welches sich vom ersten Frequenzspektrum unterscheidet bzw. in einem vom ersten Frequenzspektrum getrennten Frequenzbereich liegt.
Anhand der 3 werden beispielhaft verschiedene Varianten eines Verfahrens zur Herstellung erfindungsgemäßer Objekte 1 verdeutlicht. Es wird hier wieder davon ausgegangen, dass es sich bei den Objekten 1 jeweils um Treppenstufen 1, insbesondere Trittstufen 1, handelt. Grundsätzlich eignet sich das Verfahren aber auch für andere Objekte, wie beispielsweise Tischplatten, Tresenplatten, Trennwände, Wandverkleidungen etc.
Das Verfahren beginnt in Schritt I zunächst damit, dass für den Objektkörper 2 mit der strukturierten Oberfläche 3 ein geeigneter Rohling 2', hier eine Bohle 2', in den Abmaßen der gewünschten Treppenstufe 1 zur Verfügung gestellt wird. Dieser Rohling 2' weist eine natürliche Maserung auf, die sich dadurch auszeichnet, dass einige Materialbereiche fester sind als andere. Werden bis zu einer bestimmten Tiefe diese weniger festen Materialbereiche herausgearbeitet, was durch den schraffierten Bereich im Schritt I der 3 visualisiert ist, so entsteht, wie dies im Schritt II dargestellt ist, ein Objektkörper 2 mit einer dreidimensionalen reliefartigen Oberflächenstruktur 3, welche durch die Holzmaserung bedingt ist. Wie tief diese Strukturen herausgearbeitet werden, ist eine Frage der Oberflächenvorbehandlung, die wie bereits erwähnt beispielsweise durch Sandstrahlen, Strahlen mit kleinen Glaskugeln, Bürsten etc. erfolgen kann.
Der Objektkörper 2 wird als Halbzeug in weiteren Verfahrensschritten IV - V, IV- VIII oder IX - X bearbeitet um zum fertigen Objekt 1 zu kommen. In 3 sind nur drei verschiedene Verfahrensabläufe IV - V, IV- VIII oder IX - X dargestellt, bei denen es sich aber nur um relativ einfache bevorzugte Ausführungsbeispiele handelt. Die einzelnen Verfahrensschritte IV, V, VI, VII, VIII, IX und X der verschiedene Verfahrensabläufe IV - V, IV- VIII oder IX - X können aber auch in anderer Weise kombiniert werden, um zu anderen Verfahrensabläufen bzw. ggf. anderen Produkten zu kommen.
Bei zwei der dargestellten Varianten werden die vertieften Bereiche 4 der Oberflächenstruktur 3 mit einer ersten Konversionsleuchtstoffbeschichtung 10 (mit einem ersten Konversionsleuchtstoff) versehen. Dies ist im Schritt III dargestellt. Die Konversionsleuchtstoffbeschichtung 10 kann dabei beispielsweise durch großflächiges Aufrakeln erfolgen, wie dies bereits oben beschrieben wurde.
In einem weiteren Verfahrensschritt IV werden dann die erhabenen Bereiche 5 wieder von der Konversionsleuchtstoffbeschichtung 10 (dem ersten Konversionsleuchtstoff) befreit, beispielsweise durch einen (Fein-)Schliff der Oberfläche, so lange, bis die erhabenen Bereiche 5 der Oberflächenstruktur 3 wieder im ausreichenden Maße zu sehen sind und die erste Konversionsleuchtstoffbeschichtung 10 selektiv nur noch in den vertieften Bereichen 4 der Oberflächenstruktur 3 angeordnet ist bzw. hier verbleibt.
Anschließend kann dann, wie dies im Schritt V dargestellt ist, eine transparente (Schutz-) Schicht 15 durch Aufbringen eines transparenten Beschichtungsmaterials, im vorliegenden Fall eines transparenten Beschichtungslacks, erfolgen. Man erhält dann eine Treppenstufe 1, wie sie in 1 mehrfach dargestellt ist, in der einfach die vertieften Bereiche 4 der Oberflächenstruktur 3 zum Leuchten angeregt werden können.
Alternativ kann auch, wie dies im Verfahrensschritt VI dargestellt ist, mit einem Fräskopf 71 einer Oberfräse 70 eine gewünschte weitere Struktur eingebracht werden, d. h. es werden weiter vertiefte Bereiche 14 erzeugt, beispielsweise um eine Schrift einzugravieren, wie dies in 2 dargestellt ist.
Die so entstandenen weiteren vertieften Bereiche 14 können dann, wie dies im Schritt VII dargestellt ist, mit einer zweiten Konversionsleuchtstoffbeschichtung 12 aufgefüllt werden (mit einem zweiten Konversionsleuchtstoff, der sich bevorzugt vom ersten Konversionsleuchtstoff unterscheidet).
Anschließend erfolgt in einem Schritt VIII eine Beschichtung mit dem transparenten Beschichtungsmaterial bzw. es wird eine transparente Schicht 15 aufgebracht, um schließlich das fertige Objekt 1 zu erhalten.
In dem Verfahrensschritt IX ist beispielhaft eine Variante dargestellt, bei der auf den Objektkörper 2, also das Halbzeug 2, eine erste Konversionsleuchtstoffbeschichtung 11 selektiv auf die erhabenen Bereiche 5 der Oberflächenstruktur 3 des Halbzeugs 2 aufgebracht wird. Dies kann in einem üblichen Druckverfahren oder über eine Rolle oder dergleichen erfolgen.
In einem weiteren Schritt X wird dann auch hier eine Schicht 15 aus einem transparenten Beschichtungsmaterial aufgebracht, um die Oberfläche zu schützen.
Wie gesagt, sind verschiedene Kombinationen von Schritten der dargestellten Verfahrensabläufe möglich und es könnten Verfahrensschritte weggelassen oder hinzugenommen werden. D. h. es könnten beispielsweise unterschiedliche Konversionsleuchtstoffbeschichtungen auf die erhabenen Bereiche 5 und die vertieften Bereiche 4 aufgebracht werden, es kann auf die Aufbringung einer transparenten (Schutz-)Schicht verzichtet werden, die (Schutz-)Schicht könnte eingefärbt werden etc.
4 zeigt eine Variante, wie die transparente Schicht 15 genutzt werden kann, um darin UV-Strahlung U einzukoppeln und mithilfe von Totalreflektion unmittelbar zu den Konversionsleuchtstoffen zu transportieren, sodass weniger UV-Strahlung U in die Umgebung gelangt und die UV-Strahlung U effektiver genutzt wird. Je nach Dicke der transparenten Schicht 15 könnte hierzu prinzipiell auch eine Kanteneinkopplung erfolgen oder eine Einkopplung über ein Prisma, welches (z. B. am Rand) oben auf die transparente Schicht 15 aufgelegt wird.
Im dargestellten Fall wird hierzu beispielsweise eine UV-Strahlungsquelle 23 bzw. LED-Anordnung 23 direkt in das Objekt 1' integriert. Hierzu ist in den Objektkörper 2 an einer Kante, beispielsweise an der Hinterkante einer Treppenstufe (Trittstufe), welche bei der normalen Montage im Bereich des Untertritts liegt, längs über die Breite der Treppenstufe eine Kavität 24 eingebracht, z. B. eingefräst. In dem dargestellten Beispiel wurde entlang der Hinterkante des Objektkörpers 2 (linke Seite in 4) die Kavität so gefräst, so dass sich an der Hinterkante eine Art Schulter ausbildet.
Der Bereich der Kavität 24 wird dann ebenfalls mit dem Material 15' der transparenten Schicht 15 aufgefüllt. Außerdem wird der gesamte Block aus diesem transparenten Material 15' entlang der Hinterkante und der transparenten Schicht 15 mit einer Verspiegelung 25 versehen.
Die LED-Anordnung 23 befindet sich innerhalb dieser Kavität 24 an der zur Vorderkante der Treppenstufe 1' weisenden Seite der Kavität 24, d. h. gegenüberliegend der Verspiegelung 25. Diese Konstruktion bildet dabei eine Einkopplungsstelle 26 bzw. Einkopplungseinrichtung für die UV-Strahlung U der LED-Anordnung 23, über die die UV-Strahlung U von der LED-Anordnung 23 direkt in das transparente Material 15' eingekoppelt wird, dann auf die Verspiegelung 25 trifft und von dort, zu einem großen Teil unterhalb des Grenzwinkels für die Totalreflektion, in die transparente Schicht 15 eingekoppelt wird.
In der transparenten Schicht 15 kann dann die UV-Strahlung U entlang der gesamten Oberfläche des Objekts 1' weitergeleitet bzw. verteilt werden und wird bevorzugt nur in den Bereichen, in denen sich die Konversionsleuchtstoffbeschichtung 10 befindet, ausgekoppelt und von dieser in sichtbares Licht L umgewandelt und abgestrahlt. Um die Auskopplung hierzu unterstützen, kann die Konversionsleuchtstoffbeschichtung 10 zusätzlich Streupartikel enthalten (nicht dargestellt).
Um ein Auskoppeln der UV-Strahlung U an der Vorderkante des Objekts 1' (hier der Treppenstufe 1') zu verhindern und die UV-Strahlung U noch einmal durch die transparente Schicht 15 zurückzuleiten, kann das Objekt 1' auch an der Vorderseite bzw. Vorderkante im Bereich der transparenten Schicht 15 mit einer Verspiegelung 27 versehen sein. Diese Verspiegelung 27 wirkt nach innen zur transparenten Schicht hin und ist bevorzugt nach außen als solche nicht erkennbar.
Es ist allgemein zu beachten, dass die transparente Schicht 15 in sämtlichen Figuren relativ stark vergrößert dargestellt ist und üblicherweise eine Schicht mindestens größer der Wellenlänge der verwendeten Strahlung, z. B. in der Größenordnung von µm bis in den mm Bereich, für die Anregung der Konversionsleuchtstoffe ausreicht.
5 zeigt schließlich ein Ausführungsbeispiel für eine weitere Nutzung der Erfindung, wobei es hier darum geht, eine strukturierte Oberfläche 53 eines Objekts 51 zu überprüfen.
Auch dieses Objekt 51 weist einen Objektkörper 52 mit einer strukturierten Oberfläche 53 mit vertieften Bereichen 54 und erhabenen Bereichen 55 auf. Im vorliegenden Fall handelt es sich um künstlich eingebrachte Strukturen bzw. vertiefte Bereiche 54. Es könnte sich aber auch um eine naturbedingte Struktur handeln.
Die vertieften Bereiche 54 wurden mit einer Konversionsleuchtstoffbeschichtung 10 versehen bzw. aufgefüllt.
Die gesamte Objektanordnung 50 weist neben diesem Objekt 51 eine UV-Strahlungsquelle 60, beispielsweise wieder eine LED-Anordnung 60 mit einer oder mehreren LEDs, auf.
Zudem umfasst die Objektanordnung 50 eine Steuereinrichtung 62, welche über Steuersignale ST die LED-Anordnung 60 ansteuern kann, so dass UV-Strahlung U von der LED-Anordnung 60 auf die strukturierte Oberfläche 53 des Objekts 51 ausgesendet wird und von der Konversionsleuchtstoffbeschichtung 10 in den vertieften Bereichen 54 der Oberflächenstruktur 53 in sichtbares Licht L umgewandelt wird.
Zur Objektanordnung 50 gehört hier auch eine Kamera 61, die in der Lage ist, das Licht L bzw. ein dadurch gebildetes Leuchtbild LB zu erfassen und in elektronischer Form beispielsweise an die Steuereinrichtung 62 zu übergeben, welche das Leuchtbild LB hinsichtlich bestimmter Qualitätskriterien auswertet, beispielsweise ob das Leuchtbild LB noch klar ist oder ob in bestimmten Bereichen Strukturen fehlen. Hierzu kann beispielsweise einer Auswerteeinheit der Steuereinrichtung 62 ein Referenzbild vorliegen, wie die Struktur bei einem neuen Objekt 51 aussehen sollte. Durch Vergleich des Referenzbilds der neuen Struktur mit dem aktuellen Leuchtbild LB kann festgestellt werden, ob die strukturierte Oberfläche 53 beschädigt ist. Auf diese Weise kann also insbesondere kontrolliert werden, wie stark sich die Oberfläche des Objekts 51 abgenutzt hat. Eine entsprechende Auswerteeinrichtung kann selbstverständlich auch in einem anderen (nicht dargestellten) Rechner als in der Steuereinrichtung 62 angeordnet sein.
Herstellung eines Konversionsleuchtstoffbeschichtungsmittels
Beispiel 1
Herstellung des transparenten Beschichtungsmittels:
Für die Herstellung des transparenten Beschichtungsmittels wird das Bindemittel (Joncryl 8310, SpecialChem, Paris, Frankreich), die nichtionische oberflächenaktive Substanz (Surfynol 107L, Fa. Evonik, Essen, Deutschland), das nichtionische Entschäumungsmittel (Surfynol DF110D, Fa. Evonik, Essen, Deutschland), das Polysiloxan (Delta SC 2580, Fa. SpecialChem, Paris, Frankreich) und die Oberflächenadditive Byk 331 und BYK 348 (Fa. Byk, Altana, Deutschland) in folgender Konzentration:

80 Gew.-% Bindemittel
2 Gew.-% Additive
18 Gew.-% deionisiertes Wasser

Herstellung des Konversionsleuchtstoffbeschichtungsmittels:
Für die Herstellung des Konversionsleuchtstoffbeschichtungsmittels wird das transparente Beschichtungsmittel (wie oben beschrieben) unter Zugabe von 10 Gew.-% des anorganischen Konversionsleuchtstoffs Luminescent Pigment TL-0515 (Fa. Tailorlux, Münster, Deutschland) und Glaskugeln mit einem Durchmesser von 3 mm als Mahlkörper in einer Rührwerkskugelmühle (Mahlsystem Zeta, Fa. Netzsch, Selb, Deutschland) für ca. 45 Minuten gemahlen. Die Mahlgutsuspension wird im Anschluss kontinuierlich durch den Mahlraum gepumpt. Dabei werden die suspendierten Feststoffe durch Prall- und Scherkräfte zwischen den Mahlkörpern zerkleinert bzw. dispergiert. Am Austrag der Mühle erfolgt die Trennung von Mahlgut und Mahlkörpern mittels eines geeigneten Siebs (Maschenweite 0,5 bis < 3mm).
Es wird abschließend noch einmal darauf hingewiesen, dass es sich bei den vorhergehend detailliert beschriebenen Vorrichtungen lediglich um Ausführungsbeispiele handelt, welche vom Fachmann in verschiedenster Weise modifiziert werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Beispielsweise können anstelle der LED-Anordnung andere Strahlungsquellen zur Erzeugung der UV-Strahlung oder anderer (vorzugsweise nicht sichtbarer) Strahlung zur Anregung eines Konversionsleuchtstoffs eingesetzt werden. Ebenso können auch unterschiedliche Konversionsleuchtstoffe bzw. Konversionsleuchtstoffbeschichtungen, insbesondere Konversionsleuchtstofflacke, so gewählt sein, dass sie sichtbares Licht der gleichen Farbe aussenden, aber auf Strahlung unterschiedlicher Frequenzbereiche reagieren. Weiterhin schließt die Verwendung der unbestimmten Artikel „ein“ bzw. „eine“ nicht aus, dass die betreffenden Merkmale auch mehrfach vorhanden sein können. Ebenso schließt der Begriff „Einheit“ nicht aus, dass diese aus mehreren zusammenwirkenden Teil-Komponenten besteht, die gegebenenfalls auch räumlich verteilt sein können.
Bezugszeichenliste

1: Objekt / Treppenstufe / Trittstufe
1': Objekt
2: Objektkörper / Halbzeug
2': Rohling / Bohle
3: strukturierte Oberfläche / Oberflächenstruktur
4: vertiefter Bereich
5: erhabener Bereich
10: erste Konversionsleuchtstoffbeschichtung / Konversionsleuchtstofflack
11: erhabener Bereich
12: zweite Konversionsleuchtstoffbeschichtung / Konversionsleuchtstofflack
14: vertiefter Bereich
15: transparente (Schutz-)Schicht
15': transparentes Material
21: UV-Strahlungsquelle / LED Anordnung
22: UV-Strahlungsquelle / LED Anordnung
23: UV-Strahlungsquelle / LED Anordnung
24: Kavität
25: Verspiegelung
26: Einkopplungsstelle
27: Verspiegelung
30: Objektanordnung / Treppe
31: Steuerung
32: Sensor
70: Oberfräse
71: Fräskopf
L: sichtbares Licht
U: (UV-)Strahlung
MS: Messsignale
ST: Steuersignale
50: Objektanordnung
51: Objekt
52: Objektkörper
53: strukturierte Oberfläche
54: vertiefter Bereich
55: erhabener Bereich
60: UV-Strahlungsquelle / LED-Anordnung
61: Kamera
62: Steuereinrichtung
70: Oberfräse
71: Fräskopf
L: Licht
LB: Leuchtbild

Claims

Objekt (1, 1', 51) mit einer strukturierten Oberfläche (3, 53), welche vertiefte Bereiche (4, 54) und erhabene Bereiche (5, 55) aufweist, wobei selektiv in zumindest einem Teil der vertieften Bereiche (4, 54) oder auf zumindest einem Teil der erhabenen Bereiche (5, 55) ein erster Konversionsleuchtstoff, bevorzugt eine erste Konversionsleuchtstoffbeschichtung (10, 11), angeordnet ist.
Objekt nach Anspruch 1, wobei in einem Bereich, in dem kein erster Konversionsleuchtstoff angeordnet ist, ein zweiter Konversionsleuchtstoff, bevorzugt eine zweite Konversionsleuchtstoffbeschichtung (12), angeordnet ist.
Objekt nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Objekt (1, 1') ein Naturprodukt, vorzugweise ein Holzteil (1, 1') oder Natursteinteil, umfasst und die strukturierte Oberfläche (3) zumindest teilweise naturbedingt ist, vorzugsweise eine Holzmaserung oder Natursteinmaserung ist.
Objekt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste und/oder zweite Konversionsleuchtstoff einen Down-Converter umfasst, insbesondere einen anorganischen Down-Converter.
Objekt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die den Konversionsleuchtstoff aufweisende strukturierte Oberfläche (3) zumindest bereichsweise mit einer transparenten Schicht (15) bedeckt ist.
Objektanordnung (30, 50) mit zumindest einem Objekt (1, 1', 51) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und zumindest einer Strahlungsquelle (21, 22, 23, 60), um zumindest Strahlung (U) mit einem ersten Frequenzspektrum auf den Konversionsleuchtstoff auszusenden, wobei die Strahlungsquelle (21, 22, 23, 60) vorzugsweise eine UV-Strahlungsquelle (21, 22, 23, 60), umfasst.
Objektanordnung nach Anspruch 6, wobei die Strahlungsquelle (23) so an einer Einkoppelstelle (26) einer transparenten Schicht (15) des Objekts (1') angeordnet ist, welche die strukturierte Oberfläche (3) mit dem Konversionsleuchtstoff zumindest bereichsweise bedeckt, dass von der Strahlungsquelle (23) ausgesandte Strahlung (U) gezielt so in die transparente Schicht (15) eingekoppelt wird, dass sie sich in der transparenten Schicht (15) ausbreitet.
Objektanordnung nach Anspruch 6 oder 7, wobei die Strahlungsquelle (21, 22, 23, 60) eine LED-Anordnung (21, 22, 23, 60) umfasst und/oder eine Peak-Wellenlänge von ca. 365 nm aufweist.
Einrichtungsgegenstand und/oder architektonisches Bauteil mit einem Objekt (1, 1') nach einem der Ansprüche 1 bis 5, insbesondere mit einer Objektanordnung (30) nach einem der Ansprüche 6 bis 8.
Verfahren zur Herstellung eines Objekts (1, 1', 51) mit einer strukturierten Oberfläche (3, 53) mit zumindest folgenden Schritten: - Bereitstellung eines Objektkörpers (2, 52) mit einer strukturierten Oberfläche (3, 53), welche vertiefte Bereiche (4, 54) und erhabene Bereiche (5, 55) aufweist, - selektives Anordnen eines ersten Konversionsleuchtstoffs, bevorzugt einer Konversionsleuchtstoffbeschichtung (10, 11), in zumindest einem Teil der vertieften Bereiche (4, 54) oder auf zumindest einem Teil der erhabenen Bereiche (5, 55).
Verfahren nach Anspruch 10, wobei auf die strukturierte Oberfläche (3) eine Konversionsleuchtstoffbeschichtung (10) aufgebracht und dann auf zumindest einem Teil der erhabenen Bereiche (5) selektiv wieder entfernt wird.
Verfahren zur Beleuchtung einer strukturierten Oberfläche (3, 53) eines Objekts (1, 1', 51), wobei die strukturierte Oberfläche (3, 53) vertiefte Bereiche (4, 54) und erhabene Bereiche (5, 55) aufweist, wobei selektiv in zumindest einem Teil der vertieften Bereiche (4, 54) oder auf zumindest einem Teil der erhabenen Bereiche (5, 55) ein erster Konversionsleuchtstoff, bevorzugt eine erste Konversionsleuchtstoffbeschichtung (10, 11), angeordnet ist, wobei mit einer Strahlungsquelle (21, 22, 23, 60), vorzugsweise einer UV-Strahlungsquelle (21, 22, 23, 60), zumindest Strahlung (U) mit einem ersten Frequenzspektrum auf den Konversionsleuchtstoff ausgesendet wird, so dass dieser Licht (L) mit einem zweiten Frequenzspektrum aussendet.
Verfahren zur Prüfung und/oder Vermessung einer strukturierten Oberfläche (53) eines Objekts (51), wobei die strukturierte Oberfläche (53) mit einem Verfahren gemäß Anspruch 12 beleuchtet wird und ein dabei erzeugtes Leuchtbild (LB) ausgewertet wird, vorzugsweise automatisch erfasst wird und besonders bevorzugt automatisch ausgewertet wird.
Konversionsleuchtstoffbeschichtungsmittel, vorzugsweise Konversionsleuchtstofflack, insbesondere zur Verwendung mit einem Objekt (1, 1', 51) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, einer Objektanordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, einem Einrichtungsgegenstand und/oder architektonischen Bauteil nach Anspruch 9 und/oder in einem Verfahren nach Anspruch 10, 11, 12 oder 13.
Transparentes Beschichtungsmittel, vorzugsweise Lack, insbesondere zur Verwendung mit einem Objekt (1, 1', 51) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, einer Objektanordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, einem Einrichtungsgegenstand und/oder architektonischen Bauteil nach Anspruch 9 und/oder in einem Verfahren nach Anspruch 10, 11, 12 oder 13, welches transparente Beschichtungsmittel zumindest folgende Komponenten umfasst: (i) zumindest ein Bindemittel, bevorzugt umfassend ein Harz auf Basis von Acrylat, (ii) zumindest ein Additiv, welches bevorzugt ausgewählt ist aus einer nichtionischen oberflächenaktiven Substanz und/oder einem nichtionischem Entschäumungsmittel und/oder einem Polysiloxan und/oder einem Oberflächenadditiv, enthaltend zumindest ein Silikon.