DE202017102707U1

DE202017102707U1 - Irisierende Fahrzeugapplikation

Info

Publication number: DE202017102707U1
Application number: DE202017102707.4U
Authority: DE
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2016-05-11
Filing date: 2017-05-05
Publication date: 2017-08-17
Anticipated expiration: 2027-05-06
Also published as: US9688215B1; MX2017005852A; CN206954137U

Abstract

Fahrzeug, umfassend: eine Fahrzeugfläche; und eine Fahrzeugapplikation in direktem Kontakt mit der Fahrzeugfläche, wobei die Applikation umfasst: ein polymeres Substrat; und eine auf dem Substrat positionierte Überform, wobei die Überform ein in die Überform integriertes Beugungsgitter umfasst, wobei das Gitter eine Dicke von etwa 250 nm bis 1000 nm und eine Periode von 50 nm bis 5 Mikrometer hat.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen Fahrzeugapplikationen, und betrifft im Besonderen Fahrzeugapplikationen mit irisierenden Merkmalen.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Autoliebhaber und Halter von Luxus- und Premiumfahrzeugen verlangen ständig nach neuen ästhetischen Merkmalen, die zumindest teilweise die Kosten solcher Fahrzeuge rechtfertigen. Die Fahrzeugapplikation kann ausgebildet sein, um den Luxus- und Premiumcharakter bestimmter Fahrzeugmodelle widerzuspiegeln.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Fahrzeug bereitgestellt, das eine Fahrzeugfläche und eine Fahrzeugapplikation in direktem Kontakt mit der Fahrzeugfläche einschließt. Die Applikation schließt ein polymeres Substrat und eine auf dem Substrat positionierte Überform ein. Die Überform umfasst ein in die Überform integriertes Beugungsgitter, wobei das Gitter eine Dicke von etwa 250 nm bis 1000 nm und eine Periode von 50 nm bis 5 Mikrometer hat.
Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine irisierende Fahrzeugapplikation bereitgestellt, die ein polymeres Substrat und eine auf dem Substrat positionierte durchscheinende Überform, die eine Außenfläche definiert, einschließt. Die Überform enthält Silikon und definiert wenigstens ein auf der Außenfläche der Überform einstückig definiertes Beugungsgitter.
Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen einer irisierenden Fahrzeugapplikation bereitgestellt, das das Bilden einer Form mit Formflächen, das Abtragen von wenigstens einer der Formflächen zum Formen einer Beugungsgitterformfläche, das Bilden eines Substrats innerhalb der Form und das Überformen eines flüssigen Polymers auf das Substrat einschließt. Das flüssige Polymer durchdringt das Beugungsgitter.
Diese und andere Aspekte, Gegenstände und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden durch den Fachmann nach der Lektüre der folgenden Beschreibung, der Ansprüche und der beigefügten Zeichnungen verstanden und geschätzt.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
In den Zeichnungen ist:
1 eine obere hintere Perspektivansicht eines Fahrzeugs, das eine Applikation nach einer Ausführungsform hat;
2 eine Schnittansicht durch die Linie II-II der Applikation aus 1;
3A eine erweiterte Ansicht von Teil IIIA aus 2;
3B eine erweiterte Ansicht von Teil IIIB aus 2; und
3C eine erweiterte Ansicht von Teil IIIC aus 2.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden in der folgenden detaillierten Beschreibung dargelegt und sind für den Fachmann aus der Beschreibung ersichtlich oder werden durch Umsetzung der Erfindung wie in der folgenden Beschreibung beschrieben zusammen mit den Ansprüchen und beigefügten Zeichnungen erkannt.
Wird hierin die Wortgruppe „und/oder“ in einer Aufzählung mit zwei oder mehr Objekten verwendet, wird darunter verstanden, dass jedes der aufgezählten Objekte einzeln verwendet werden kann oder eine beliebige Kombination aus zwei oder mehreren der aufgezählten Objekte verwendet werden kann. Wenn beispielsweise eine Zusammensetzung als die Bestandteile A, B und/oder C beinhaltend beschrieben wird, kann die Zusammensetzung A allein; B allein; C allein; A und B in Kombination; A und C in Kombination; B und C in Kombination; oder A, B und C in Kombination beinhalten.
In diesem Dokument werden Bezugsbegriffe, wie beispielsweise erste und zweite, obere und untere und dergleichen, nur verwendet, um ein Gebilde oder eine Handlung von einem/einer anderen Gebilde oder Handlung zu unterscheiden, ohne notwendigerweise eine beliebige tatsächliche solche Beziehung oder Reihenfolge zwischen solchen Gebilden oder Handlungen zu erfordern oder zu implizieren. Es ist beabsichtigt, dass die Begriffe „umfasst”, „umfassend” oder eine beliebige andere Variation derselben einen nicht-ausschließlichen Einschluss abdecken derart, dass ein Prozess, Verfahren, Artikel oder eine Vorrichtung, der/das/die eine Liste von Elementen umfasst, nicht nur diese Elemente einschließt, sondern andere nicht ausdrücklich aufgelistete oder für einen solchen Prozess, ein solches Verfahren, einen solchen Artikel oder eine solche Vorrichtung eigene Elemente einschließen kann. Ein Element dem „umfasst ... ein“ vorangeht, schließt nicht, ohne weitere Einschränkungen, das Vorhandensein von zusätzlichen identischen Elementen in dem Prozess, Verfahren, Artikel oder der Vorrichtung, der/das/die das Element umfasst, aus.
Nunmehr unter Bezugnahme auf 1–3C bezeichnet Bezugszeichen 10 im Allgemeinen ein Fahrzeug, wie beispielsweise ein mit Rädern versehenes Kraftfahrzeug. Das Fahrzeug 10 schließt eine Außenfläche 14 und eine Applikation 18 ein. Die Applikation 18 kann auf dem Fahrzeug 10 positioniert und in direktem Kontakt mit der Fahrzeugaußenfläche 14 sein. Die Applikation 18 kann ein Substrat 22 und eine auf dem Substrat 22 positionierte Überform 26 einschließen. Die Überform 26 definiert ein Beugungsgitter 30 auf einer Außenfläche 34 davon. Die Überform 26 kann eine Innenfläche 36 in der Nähe des Substrats 22 definieren. Das Beugungsgitter 30 kann eine oder mehrere Zeichen 38 bilden.
Nunmehr unter Bezugnahme auf 1 kann die Außenfläche 14 des Fahrzeugs 10 durch eine oder mehrere Außenverkleidungen und Deckel gebildet sein. Beispielsweise kann das Fahrzeug 10 eine vordere Seitenverkleidung 50, eine Türverkleidung 54, eine hintere Seitenverkleidung 58 und einen Kofferraumdeckel 62 einschließen. Jede von den Seitenverkleidungen 50, 58, der Türverkleidung 54 und des Kofferraumdeckels 62 kann die Applikation 18 einschließen. Die Applikation 18 kann eine Marke oder ein Modell des Fahrzeugs 10 bezeichnen, sowie andere Merkmale rund um das Fahrzeug 10 (z. B. Sportedition, Luxusedition, etc.) oder einfach aus ästhetischen Gründen aufgebracht sein. Beispielsweise kann das Zeichen 38 Text, Zahlen und/oder Symbole, die konfiguriert sind, Informationen über das Fahrzeug 10 zu übermitteln, einschließen. Auch wenn die Applikation 18 auf den Seitenverkleidungen 50, 58, der Türverkleidung 54 und dem Kofferraumdeckel 62 dargestellt ist, kann sie an einer Vielzahl von Stellen auf dem Fahrzeug 10 (z. B. Dach, Motorhaube, A-Säule, B-Säule, C-Säule, Fenster, Windschutzscheibe, Kotflügel, Grill, Stoßstangen und/oder Innenräume) positioniert sein, ohne vom Geist der Offenbarung abzuweichen.
Nunmehr unter Bezugnahme auf 2 ist die Applikation 18 direkt auf der Außenfläche 14 (1) des Fahrzeugs 10 positioniert. In dem dargestellten Beispiel verläuft die Überform 26 im Wesentlichen um das Substrat 22, verläuft aber nicht zwischen dem Substrat 22 und der Außenfläche 14. Es versteht sich jedoch, dass die Überform 26 in anderen Beispielen das Substrat 22 vollständig umgeben kann. Das Substrat 22 kann ein polymeres, metallisches oder keramisches Material sein. In polymeren Beispielen kann das Substrat 22 Acryl, Acrylnitril-Butadien-Styrol, Nylon, Polymilchsäure, Polycarbonat, Polyethersulfon, Polyethylen, Polypropylen, Polyvinylchlorid, andere thermoplastische Materialien, Duroplastmaterialien und Kombinationen daraus einschließen. Das Substrat 22 kann über ein Klebeverfahren, integrales Formverfahren und/oder andere zum Verbinden des Substrats 22 mit der Außenfläche 14 des Fahrzeugs 10 bekannte Verfahren direkt auf der Außenfläche 14 des Fahrzeugs 10 positioniert sein.
In einigen Beispielen kann das Substrat 22 durch Dispergieren eines oder mehrerer persistierender phosphoreszierender Materialien in einer Polymermatrix zur Bildung eines homogenen Gemisches durch Einsatz einer Vielfalt von Verfahren hergestellt werden. Beispielsweise kann das Substrat 22 durch Dispergieren der phosphoreszierenden Materialien in eine Festzustandslösung (homogenes Gemisch in trockenem Zustand), die in eine durch Extrusion, Spritzgießen, Formpressen, Kalandrierung, Thermoformen, etc. gebildete Polymermatrix eingebunden werden kann, erhalten werden. Zusätzlich oder alternativ kann eine phosphoreszierende Folie auf dem Substrat 22 und/oder auf der Innenfläche 36 der Überform 26 angeordnet sein, die ein persistierendes phosphoreszierendes Material einschließt. In Schichtbeispielen können phosphoreszierende Materialien über Lackieren, Siebdrucken, Flexographie, Sprühen, Schlitzdüsenbeschichtung, Tauchbeschichtung, Walzenbeschichtung, Stabbeschichtung und/oder beliebige andere, in der Technik bekannte Verfahren aufgebracht sein.
Die persistierenden phosphoreszierenden Materialien können so definiert sein, dass sie dazu in der Lage sind, eine Aktivierungsemission zu speichern und für einen Zeitraum von einigen Minuten oder Stunden langsam Licht (d. h. ein wahrnehmbares Leuchten) abzugeben, sobald die Aktivierungsemission nicht mehr vorhanden ist. Die Abklingzeit kann als die Zeit zwischen dem Ende der Anregung von der Aktivierungsemission und dem Moment, in dem die Lichtintensität des phosphoreszierenden Materials unter eine Mindestsichtbarkeit von 0,32 mcd/m² abfällt, definiert werden. Eine Sichtbarkeit von 0,32 mcd/m² ist grob das 100-fache der Empfindlichkeit des dunkeladaptierten menschlichen Auges, was einem vom einschlägigen Durchschnittsfachmann allgemein verwendeten Grundbeleuchtungsniveau entspricht.
Das persistierende phosphoreszierende Material kann nach einem Beispiel dazu dienen, nach einem Zeitraum von 10 Minuten Licht mit oder über einer Intensität von 0,32 mcd/m² zu emittieren. Zusätzlich kann das persistierende phosphoreszierende Material dazu dienen, nach einem Zeitraum von mehr als 30 Minuten, mehr als 60 Minuten, mehr als 2 Stunden, mehr als 5 Stunden, mehr als 10 Stunden oder mehr als 24 Stunden Licht über oder mit einer Intensität von 0,32 mcd/m² zu emittieren. Dementsprechend kann das persistierende phosphoreszierende Material als Reaktion auf Anregung durch eine Vielzahl von eine Aktivierungsemission emittierenden Anregungsquellen, wie unter anderem beispielsweise Umgebungslicht (z. B. die Sonne) und/oder eine beliebige andere an Bord oder außerhalb des Fahrzeugs 10 angeordnete Lichtquelle, dauerhaft leuchten. Die periodische Absorption der Aktivierungsemission von den Anregungsquellen kann eine im Wesentlichen nachhaltige Ladung der persistierenden phosphoreszierenden Materialien bereitstellen, um eine konsistente passive Beleuchtung bereitzustellen. In einigen Ausführungsformen kann ein Lichtsensor die Lichtbeleuchtungsintensität des phosphoreszierenden Materials überwachen und eine Anregungsquelle (z. B. Licht vom Fahrzeug 10) initiieren, wenn die Beleuchtungsintensität unter 0,32 mcd/m² oder ein beliebiges anderes vordefiniertes Intensitätsniveau abfällt.
Die persistierenden phosphoreszierenden Materialien können alkalischen Erdaluminaten und Silikaten entsprechen, beispielsweise dotierten Disilikaten oder einer beliebigen anderen Verbindung, die fähig ist, Licht für einen Zeitraum zu emittieren, sobald eine Aktivierungsemission nicht mehr vorhanden ist. Die persistierenden phosphoreszierenden Materialien können mit einem oder mehreren Ionen dotiert sein, welche Seltenerdelementen, beispielsweise Eu²⁺, Tb³⁺ und Dy³⁺ entsprechen können. Das polymere Material des Substrats 22 kann zwischen etwa 0,1 % bis etwa 25,0 % des persistierenden phosphoreszierenden Materials entweder nach Gewicht oder Molenbruch einschließen. In Ausführungsformen, die die phosphoreszierende Folie auf dem Substrat 22 nutzen, kann die Folie ein phosphoreszierendes Material im Bereich von etwa 30 % bis etwa 55 %, ein flüssiges Trägermedium im Bereich von etwa 25 % bis etwa 55 %, ein polymeres Harz im Bereich von etwa 15 % bis etwa 35 %, ein stabilisierendes Additiv im Bereich von etwa 0,25 % bis etwa 20 % und leistungssteigernde Additive im Bereich von etwa 0 % bis etwa 5 %, jeweils basierend auf dem Gewicht der Formulierung, einschließen.
Das phosphoreszierende Material kann nach einer Ausführungsform im unbeleuchteten Zustand eine durchscheinende weiße Farbe haben. Sobald das phosphoreszierende Material die Aktivierungsemission einer bestimmten Wellenlänge empfängt, kann das phosphoreszierende Material weißes Licht, blaues Licht, rotes Lichts, grünes Licht oder Kombinationen daraus emittieren. Das aus dem phosphoreszierenden Material emittierte Licht und dadurch die Applikation 18 kann von einer gewünschten Helligkeit sein, sodass die Applikation 18 sichtbar ist. Nach einem Beispiel kann das blau emittierende phosphoreszierende Material Li₂ZnGeO₄ sein und kann durch ein Hochtemperaturfestphasenreaktionsverfahren oder durch beliebige andere praktikable Verfahren und/oder Prozesse hergestellt werden. Das blaue Nachleuchten kann für eine Dauer von zwei bis acht Stunden anhalten und kann von einer Aktivierungsemission und d-d-Übergängen von Mn²⁺-Ionen ausgehen.
Nach einem alternativen Beispiel können 100 Teile eines handelsüblichen lösungsmittelhaltigen Polyurethans, wie beispielsweise Mace-Harz 107–268 mit 50 % Fest-Polyurethan in Toluol/Isopropanol, 125 Teile eines blau-grünen lange persistierenden Leuchtstoffs, wie beispielsweise der Leistungsindikator PI-BG20, und 12,5 Teile einer Farbstofflösung, die 0,1 % Lumogen Gelb F083 in Dioxolan enthält, gemischt werden, um eine phosphoreszierende Folie mit geringem Seltenerdmineralanteil zu erhalten oder in dem Substrat 22 verwendet werden. Es versteht sich, dass die hierin bereitgestellten Zusammensetzungen nicht einschränkende Beispiele sind. Somit kann ein beliebiger in der Technik bekannter Leuchtstoff als phosphoreszierendes Material oder Struktur verwendet werden, ohne von den hierin bereitgestellten Lehren abzuweichen. Darüber hinaus wird erwogen, dass ein beliebiger, in der Technik bekannter, lange persistierender Leuchtstoff ebenfalls verwendet werden kann, ohne von den hierin bereitgestellten Lehren abzuweichen. Nach noch einem weiteren Beispiel kann das Substrat 22 eine Vielzahl von phosphoreszierenden Materialien einschließen, die konfiguriert sind, eine Vielzahl von unterschiedlich gefärbten Lichtern zu emittieren. Die unterschiedlich gefärbten Emissionen ermöglichen das Erzeugen einer breiten Vielfalt von Farben (z. B. über Farbmischung). Zusätzlich können die unterschiedlich gefärbten Emissionen über die Beugungsgitter 30 getrennt werden, wie weiter unten ausführlicher erläutert. Eine solche Trennung kann ein irisierendes Aussehen bereitstellen.
Zusätzliche Informationen zur Produktion lumineszierender Materialien mit langer Persistenz sind in US-Patent Nr. 8,163,201 von Agrawal et al., mit dem Titel „HIGH-INTENSITY, PERSISTENT PHOTOLUMINESCENT FORMULATIONS AND OBJECTS, AND METHODS FOR CREATING THE SAME“, erteilt am 24. April 2012, offenbart, dessen gesamte Offenbarung hiermit durch Bezug aufgenommen wird. Für zusätzliche Informationen zu lange persistierenden phosphoreszierenden Strukturen siehe US-Patent Nr. 6,953,536 von Yen et al., mit dem Titel „LONG PERSISTENT PHOSPHORS AND PERSISTENT ENERGY TRANSFER TECHNIQUE“, erteilt am 11. Oktober 2005; US-Patent Nr. 6,117,362 von Yen et al., mit dem Titel „LONG-PERSISTENCE BLUE PHOSPHORS“, erteilt am 12. September 2000; und US-Patent Nr. 8,952,341 von Kingsley et al., mit dem Titel „LOW RARE EARTH MINERAL PHOTOLUMINESCENT COMPOSITIONS AND STRUCTURES FOR GENERATING LONG-PERSISTENT LUMINESCENCE“, erteilt am 10. Februar 2015, die alle hiermit in ihrer Gesamtheit durch Bezug aufgenommen werden. Zusätzlich oder alternativ kann das Substrat 22 oder die phosphoreszierende Folie mit einer Struktur, die eines oder mehrere photolumineszierende Materialien einschließt, gemischt werden oder eine solche Struktur einschließen. Solche photolumineszierenden Materialien können Energie wandelnde Elemente mit phosphoreszierenden oder fluoreszierenden Eigenschaften haben. Beispielsweise kann das photolumineszierende Material organische oder anorganische fluoreszierende Farbstoffe, einschließlich Rrylene, Xanthene, Porphyrine und Phthalocyanine oder Kombinationen daraus einschließen. Zusätzlich oder alternativ kann das photoluminiszierende Material Leuchtstoffe aus der Gruppe der Ce-dotierten Granate, wie beispielsweise YAG:Ce, einschließen. Das photoluminiszierende Material kann so formuliert sein, dass es eine Stokes-Verschiebung hat, die zur Umwandlung von sichtbarem oder nicht sichtbarem Licht in sichtbares Licht mit einem Emissionsspektrum, ausgedrückt in einer gewünschten Farbe, die je nach Beleuchtungsanwendung variieren kann, führt. Solches photoluminiszierendes Material kann eine begrenzte Persistenz haben (z. B. weniger als etwa 10 Minuten, weniger als 5 Minuten, weniger als etwa 1 Minute oder keine menschlich wahrnehmbare Persistenz).
Die Überform 26 kann optisch transparente oder durchscheinende polymere Materialien, wie beispielsweise Silikon, Polyethylenterephthalat, Polystyrol, Styrol-Acrylnitril, Styrol-Methyl-Methacrylat, Polycarbonat und Kombinationen daraus einschließen. Die Überform 26 kann durch ein optisches Durchlassvermögen von 85 % oder mehr über dem sichtbaren Spektrum (z. B. 390 bis 700 nm) gekennzeichnet sein. Bevorzugt ist die Überform 26 durch ein optisches Durchlassvermögen größer als etwa 90 % oder größer als etwa 95 % oder mehr über dem sichtbaren Spektrum gekennzeichnet. Ferner kann die Überform 26 optisch klar ohne eine wesentliche Färbung sein. In anderen Ausführungsformen kann die Überform 26 getönt oder mit einem oder mehreren Filtern an ihrer Außenfläche 34 und/oder Innenfläche 36 befestigt sein, um eine gewünschte Färbung (z. B. blau, rot, grün, etc.) zu erhalten. Die Überform 26 kann eine Dicke oder einen größten Durchmesser von zwischen etwa 0,1 mm und etwa 5 mm oder zwischen etwa 1 mm und etwa 3 mm haben.
Nach wie vor unter Bezugnahme auf 2 kann die Außenfläche 34 der Überform 26 eine allgemein gekrümmte Form, wie dargestellt, oder eine quadratische, rechteckige, polygonale, wellenförmig oder andere komplexe Form haben. Beispielsweise in einigen Beispielen eine oder mehrere der Außen- und Innenflächen 34, 36 der Überform 26 (z. B. facettiert), nichtplanar, gekrümmt oder durch andere Formen gekennzeichnet. Ebenfalls nach Auffassung des Durchschnittsfachmanns auf dem Gebiet können die Außen- und Innenflächen 34, 36 durch Abschnitte mit planaren Merkmalen und Abschnitte mit nichtplanaren Merkmalen gekennzeichnet sein. Wie in 2 gezeigt, definiert beispielsweise die gekrümmte Außenfläche 34 der Überform 26 Beugungsgitter 30, wie im Querschnitt betrachtet, während sie beim Ausbilden der gesamten Gestaltung der Applikation einige gekrümmte Abschnitte hat.
Nunmehr unter Bezugnahme auf 3A und 3B ist das Beugungsgitter 30 konfiguriert, ein irisierendes Muster für darauf auftreffendes Licht zu erzeugen. Das Beugungsgitter 30 kann auf einer flachen Außenfläche 34 (3A), auf einer gekrümmten Außenfläche 34 (3B) oder auf anderen Formen der Außenfläche 34 vorhanden sein. Beispielsweise kann das Beugungsgitter 30 konfiguriert sein, Licht verschiedener Wellenlänge in unterschiedliche Richtungen zu reflektieren. Das Beugungsgitter 30 kann eine Dicke 66 haben, die von etwa 250 nm bis etwa 1000 nm reicht. Die Dicke 66 des Beugungsgitters 30 sollte beispielsweise im Bereich von etwa 250 nm bis etwa 1000 nm gehalten werden, um sicherzustellen, dass die Applikation durch Lichtbeugung bei Beleuchtung in direkter Umgebungsbeleuchtung ein edelsteinartiges Aussehen aufweist, während sie außerdem eine minimale Auswirkung auf die optische Klarheit der Applikation unter indirekter Umgebungsbeleuchtung hat. Bevorzugt reicht die Dicke 66 des Beugungsgitters 30 von etwa 390 nm bis 700 nm. In anderen Ausführungsformen reicht die Dicke 66 der Beugungsgitter 30 von etwa 500 nm bis 750 nm. Wie in 3A in beispielhafter Form dargestellt, kann das Beugungsgitter 30 eine Sägezahn- oder Dreiecksform haben. In drei Dimensionen können diese Gitter 30 mit einer Stufen- oder Sägezahnform ohne eckige Merkmale, pyramidenförmig oder in einer Kombination aus Stufen- und Pyramidenformen erscheinen. Andere Formen des Beugungsgitters 30 schließen hügelförmige Merkmale (z. B. sinusförmige oder bogenförmige Merkmale) ein. Das Beugungsgitter 30 kann auch Abschnitte mit einer Kombination aus dreieckigen und hügelförmigen Merkmalen einschließen. Allgemeiner ausgedrückt sollten die Formen des Gitters 30 so sein, dass ein effektiver Kerbwinkel θ_B von wenigstens 15 Grad für einen oder mehrere Abschnitte jedes Gitters, Zahns oder jeder Rille des Beugungsgitters 30 vorhanden ist. Der Kerbwinkel θ_B ist der Winkel zwischen dem Stufennormal (d. h. dem Richtungsnormal zu jeder Stufe oder jedem Zahn des Gitters 30) und dem Richtungsnormal 70 zu den Außenflächen 34 mit dem Gitter 30.
Im Allgemeinen ist der Kerbwinkel θ_B so optimiert, dass er die Effizienz der Wellenlänge(n) des einfallenden Lichts, typischerweise Umgebungssonnenlicht oder Licht vom phosphoreszierenden Material, maximiert, um sicherzustellen, dass die maximale optische Leistung in einer oder mehreren Beugungsordnungen konzentriert wird, während die Restleistung in anderen Ordnungen (z. B. der das Umgebungslicht selbst anzeigenden nullten Ordnung) minimiert wird. Ein Vorteil der Anordnung der Beugungsgitter 30 auf planaren Abschnitten oder Aspekten der Außen- und Innenflächen 34, 36 (2) besteht darin, dass ein konstanter Kerbwinkel θ_B und eine Periode 74 zu einem konsistent reflektierten und gebeugten, vom Beugungsgitter erzeugten Licht führen.
Das Beugungsgitter 30 der Applikation 18 kann durch eine oder mehrere Perioden 74 (in der Standardnomenklatur von Beugungsgittern auch als d bekannt) gekennzeichnet sein. In den meisten Aspekten der Applikation 18 wird die Periode 74 des Beugungsgitters 30 zwischen etwa 50 nm und etwa 5 Mikrometer gehalten. Im Allgemeinen entspricht die maximale Wellenlänge, die ein gegebenes Beugungsgitter 30 beugen kann, etwa dem Zweifachen der Periode 74. Dementsprechend kann ein Beugungsgitter 30 mit einer Periode 74, die zwischen etwa 50 nm und etwa 5 Mikrometer gehalten wird, Licht in einem optischen Bereich von 100 nm bis etwa 10 Mikrometer beugen. In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Periode 74 eines Beugungsgitters 30 von etwa 150 nm bis etwa 400 nm gehalten, was sicherstellt, dass das Beugungsgitter 30 Licht in einem optischen Bereich von etwa 300 nm bis etwa 800 nm, der das sichtbare Spektrum grob abdeckt, effizient beugen kann.
In einem Einfallswinkel α einfallendes Licht 80 (typischerweise Umgebungssonnenlicht und das phosphoreszierende Licht) wird gegen ein sägezahnförmiges Beugungsgitter 30 mit einer Dicke 66, einer Periode 74 und einem Kerbwinkel θ_B gerichtet. Insbesondere wird ein Abschnitt des einfallenden Lichts 80 (bevorzugt ein kleiner Abschnitt), der auf das Beugungsgitter 30 in einem Einfallswinkel α auftritt, als reflektiertes Licht 80r in dem gleichen Winkel α reflektiert, wobei der verbleibende Abschnitt des einfallenden Lichts 80 in bestimmten Wellenlängen, die gebeugtem Licht 80n, 80n + 1, etc. entsprechen, in entsprechenden Beugungswinkeln βn, βn + 1, etc. gebeugt. Das reflektierte Licht 80r zeigt die nullte Ordnung (d. h. n = 0) an und das gebeugte Licht 80n, 80n + 1, 80n + 2 zeigt die Beugung der n-ten Ordnung an gemäß der Standardterminologie für Beugungsgitter, wobei n eine ganze Zahl ist, die den bestimmten Wellenlängen des reflektierten oder gebeugten Lichts entspricht. Nunmehr unter Bezugnahme auf 3C ein Beispiel des Beugungsgitters 30, das variierende Perioden einsetzt (z. B. wie unter anderem einen Satz von Perioden) und das in irisierenden Applikationen 18, als Querschnitt dargestellt, nach einem Aspekt der Offenbarung eingesetzt werden kann. In einem dargestellten Beispiel kann das Beugungsgitter 30 mehrere Sätze von Zähnen oder Rillen haben, die jede eine bestimmte Periode 74 haben, die Licht in einzigartigen oder unterschiedlichen Beugungsordnungen erzeugen können. Wie gezeigt ist das Gitter 30 mit drei Perioden konfiguriert – Periode 74A, Periode 74B und Periode 74C. Ein Satz von Zähnen des Beugungsgitters 30 mit einer Periode von 74A kann gebeugtes Licht 80n und 80n + 1 erzeugen, ein anderer Satz von Zähnen mit einer Periode von 74B kann gebeugtes Licht 80n + 2 und 80n + 3 erzeugen, und ein dritter Satz von Zähnen mit einer Periode von 74C kann gebeugtes Licht 80n + 4 und 80n + 5 erzeugen, alle aus dem gleichen einfallenden Licht 80. Dementsprechend kann das Beugungsgitter 30, unabhängig davon, ob es auf einer Innen- und/oder Außenflächen 34, 36 (2) der Applikation 18 eingesetzt ist, (2) vorteilhaft edelsteinartige Effekte mit stark variierenden Wellenlängen innerhalb verschiedener Bereiche der Applikation 18 erzeugen.
In einigen Aspekten schließt das Beugungsgitter 30 eine variierende Periode ein, die zwischen zwei bis zehn diskreten Werten oder mehr, bevorzugt zwischen zwei bis fünf diskreten Werten über das Beugungsgitter 30 variiert. Nach einem weiteren Aspekt kann das Beugungsgitter 30 mit variierenden Perioden in einem oder mehreren Abschnitten einer Innen- und/oder Außenfläche 34, 36 der Applikation 18 eingesetzt werden, und eines oder mehrere Beugungsgitter 30 mit einer konstanten Periode werden in anderen Abschnitten der Außen- und/oder Innenfläche 34, 36 der Applikation 18 eingesetzt, um interessante, edelsteinartige Effekte, erzeugt durch die die Gitter einsetzende Applikation 18, zu schaffen. In einem weiteren Beispiel schließt das Beugungsgitter 30 eine variierende Periode ein, die zwischen einer beliebigen Anzahl von Werten wechselt, nur begrenzt durch die Gesamtlänge des Gitters 30 und/oder die Verarbeitungsfähigkeiten zur Ausbildung einer solchen Variabilität durch präzise Steuerung der Formabmessungen. In einer weiteren Ausführungsform kann es eine Vielzahl von Beugungsgittern 30 in einer beabstandeten Konfiguration über die Außen- und/oder Innenfläche 34, 36 der Applikation 18 geben. In einer solchen Ausführungsform können die Vielzahl der Beugungsgitter 30 die gleiche oder eine unterschiedliche Periode haben. In einer noch weiteren Ausführungsform können das/die Beugungsgitter 30 die Außen- und/oder Innenfläche 34, 36 der Applikation 18 im Wesentlichen bedecken.
In einigen Beispielen können optionale Beschichtungen auf die Außenfläche 34 der Überform 26 aufgebracht sein. Beispielsweise kann eine optisch klare Dichtungsschicht (z. B. eine Polyurethandichtung) auf solchen Außenflächen aufgebracht sein, um weiteren mechanischen Schutz und/oder Schutz gegen ultraviolettes Licht zu der Applikation 18 hinzuzufügen, insbesondere zu beliebigen Beugungsgittern 30, die in den Außenflächen 34 eingeschlossen sind. Vorteilhaft kann das Hinzufügen einer relativ dünnen Schutzbeschichtung die Beugungsgitter schützen, während die Vorteile der Anordnung des Gitters auf der Außenfläche 34 der Applikation 18 im Hinblick auf die Beugungseffizienz und das von der Applikation 18 erhaltene Gesamtirisieren erhalten bleiben.
Die Überform 26 kann eine Vielzahl von, um die Außenfläche 34 angeordneten Beugungsgittern 30 definieren. Die Überform 26 kann Räume zwischen den Beugungsgittern 30 definieren, die im Wesentlichen transparent für Umgebungslicht und phosphoreszierendes Licht vom Substrat 22 (2) bleiben. Die im Wesentlichen transparenten Bereiche lassen zu, dass Umgebungslicht die Überform 26 durchdringt, um das phosphoreszierende Material aufzuladen und lassen zu, dass von dem aufgeladenen phosphoreszierenden Material emittiertes Licht von der Überform 26 emittiert wird. Ein solcher Effekt kann vorteilhaft sein bei der Bereitstellung von gefärbtem Licht an ein durch die Beugungsgitter 30 erzeugtes, bereits irisierende Bild. Ferner kann jede der Vielzahl von Beugungsgittern 30 eine unterschiedliche Periode, einen unterschiedlichen Bereich von Perioden und/oder eine unterschiedliche Form haben, sodass das Irisieren der Applikation 18 zufällig und edelsteinartiger erscheint.
Nach einem weiteren Aspekt der Offenbarung wird ein Verfahren zum Herstellen eines irisierenden Elements (z. B. Applikation 18) bereitgestellt, das einen Schritt des Formens einer Form mit Formflächen, die den Komponenten des irisierenden Elements (z. B. des Substrats 22 und der Überform 26) entsprechen, einschließt. In einem ersten Beispiel kann eine einzige Form verwendet werden, die zu variablen Mengen von Formflächentrennung fähig ist, sodass das Substrat 22 und die Überform 26 in verschiedenen Shots gebildet werden können. In einem weiteren Beispiel kann das irisierende Element in zwei verschiedenen Formen gebildet werden (z. B. in einer ersten Form zum Bilden des Substrats 22 und in einer zweiten Form zum Aufbringen der Überform 26 auf das Substrat 22). In beiden Fällen ist die Form für diesen Schritt aus Metallen oder Metalllegierungen gebildet, die ausreichend sind, um den mit dem Spritzgießen des irisierenden Elements oder seiner Komponenten verbundenen Temperaturen und Umweltbedingungen standzuhalten.
Als nächstes schließt das Verfahren zum Bilden des irisierende Elements einen Schritt des Abtragens von wenigstens einer der Formflächen zum Ausbilden eines oder mehrerer Beugungsgitterformflächen ein. Beispielsweise wird der abtragende Schritt zum Ausbilden eines oder mehrerer Beugungsmuster (z. B. Beugungsgitter 30) auf den Formflächen, die in Abschnitte des Äußeren des irisierenden Elements (z. B. Applikation 18) integriert werden sollen, durchgeführt. In einem bevorzugten Beispiel wird der abtragende Schritt mit einem Laserabtragprozess durchgeführt. Laserabtragprozesse, z. B. Einsatz einer Schneidvorrichtung AgieCharmilles Laser P von Georg Fischer Ltd., sind in Anbetracht ihrer Fähigkeit, mikroskopische Merkmale in Metall- und Metalllegierungsformflächen abzutragen besonders gut zur Ausbildung der Beugungsmusterformflächen in der Form geeignet. Das Beugungsgitter kann in einem oder mehreren Mustern (z. B. das Zeichen 38) auf der Formfläche ausgebildet werden.
Unter erneuter Bezugnahme auf das Verfahren zum Herstellen des irisierenden Elements kann das Verfahren auch einen Schritt des Bildens einer Komponente (z. B. des Substrats 22) des irisierenden Elements (z. B. der Applikation 18) einschließen. Die Komponente kann nach vom Fachmann auf dem Gebiet eingesetzten bekannten Spritzgießtechniken gebildet werden. Als nächstes kann ein Schritt des Überformens eines flüssigen Polymers auf die Komponente durchgeführt werden. Das flüssige Überformungspolymer kann beim Überformen auf die Komponente eine Viskosität von weniger als etwa 2000 pa·s, weniger als etwa 1000 pa·s, oder weniger als etwa 100 pa·s haben, sodass das flüssige Polymer das Beugungsgitter durchdringt. Das Beugungsmuster (z. B. das Beugungsgitter 30) kann eine Dicke von 250 nm bis 1000 nm und eine Periode von 50 nm bis 5 Mikrometer in der Formfläche haben. Bevorzugt wird der Schritt des Bildens des Elements mit einem Spritzgießprozess durchgeführt. In einem bevorzugten Aspekte werden Abschnitte der Form in der Nähe der einen oder mehreren Beugungsgitterformflächen vor und/oder während des Schritts des Überformens des flüssigen Polymers erwärmt. Das Hinzufügen zusätzlicher Wärme zu diesen Abschnitten der Form dient dazu, die Viskosität des polymeren Materials weiter zu reduzieren, sodass es innerhalb der sehr kleinen Aspekte der Beugungsgitterformflächen fließen kann.
Schließlich wird ein Schritt des Verfestigens des Flüssigpolymers (z. B. zum Bilden der Überform 26) auf der Komponente (z. B. dem Substrat 22) durchgeführt (z. B. sodass die Überform 26 das Beugungsgitter 30 in der Außenfläche 34 der Überform 26 definiert). Abwandlungen der Offenbarung werden sich dem Fachmann und denen, die die Offenbarung herstellen oder verwenden, ergeben. Daher versteht es sich, dass die in den Zeichnungen gezeigten und oben beschriebenen Ausführungsformen lediglich zu Veranschaulichungszwecken dienen und nicht zur Einschränkung des Umfanges der Offenbarung gedacht sind, welcher durch die nachfolgenden Ansprüche definiert ist, die gemäß den Prinzipien des Patentgesetztes, einschließlich der Äquivalenzlehre, zu interpretieren sind.
Der einschlägige Durchschnittsfachmann versteht, dass die Konstruktion der beschriebenen Offenbarung und anderer Komponenten nicht auf ein beliebiges spezifisches Material beschränkt ist. Andere beispielhafte Ausführungsformen der hierin offenbarten Offenbarung können aus einer breiten Vielfalt von Materialien gebildet werden, soweit nicht anders hierin beschrieben.
Für die Zwecke dieser Offenbarung bedeutet der Begriff „gekoppelt” (in allen seinen Formen: koppeln, Kopplung, gekoppelt, etc.) allgemein, dass zwei (elektrische oder mechanische) Komponenten direkt oder indirekt miteinander verbunden werden. Ein solches Verbinden mag dem Wesen nach unbeweglich oder beweglich sein. Ein solches Verbinden kann erzielt werden, indem die zwei (elektrischen oder mechanischen) Komponenten und beliebige zusätzliche dazwischen liegende Elemente einstückig als ein einzelner einheitlicher Körper miteinander oder mit den zwei Komponenten ausgebildet werden. Ein solches Verbinden kann dem Wesen nach permanent sein, oder kann dem Wesen nach entfernbar oder lösbar sein, solange nicht anderweitig angegeben.
Es ist ebenso wichtig festzuhalten, dass die Konstruktion und Anordnung der Elemente der Offenbarung, wie in den beispielhaften Ausführungsformen gezeigt, nur veranschaulichend ist. Wenngleich nur einige Ausführungsformen der vorliegenden Innovationen in dieser Offenbarung ausführlich beschrieben wurden, wird der Fachmann, der diese Offenbarung betrachtet, ohne Weiteres erkennen, dass etliche Abwandlungen möglich sind (z. B. Variationen von Größen, Abmessungen, Strukturen, Formen und Proportionen der verschiedenen Elemente, Werte von Parametern, Befestigungsanordnungen, Verwendung von Materialien, Farben, Orientierungen usw.), ohne wesentlich von den neuen Lehren und Vorteilen des genannten Gegenstands abzuweichen. Beispielsweise können Elemente, die als einstückig ausgebildet gezeigt sind, aus mehreren Teilen konstruiert sein, oder Elemente, die als mehrere Teile gezeigt sind, können einstückig ausgebildet sein, die Bedienung der Schnittstellen kann umgekehrt oder anderweitig verändert werden, die Länge oder Breite der Strukturen und/oder Elemente oder Verbindungsglieder oder anderer Elemente des Systems können variiert werden, und die Art oder Anzahl der zwischen den Elementen bereitgestellten Verstellungspositionen kann verändert werden. Es ist anzumerken, dass die Elemente und/oder Anordnungen des Systems aus einer Vielzahl von unterschiedlichen Materialien konstruiert werden können, die ausreichende Festigkeit oder Haltbarkeit liefern, in einer Vielzahl von unterschiedlichen Farben, Texturen und Kombinationen. Dementsprechend ist beabsichtigt, dass sämtliche solche Abwandlungen im Umfang der vorliegenden Innovationen eingeschlossen sind. Andere Substitutionen, Abwandlungen, Veränderungen und Auslassungen können in Gestaltung, Betriebsbedingungen und Anordnung der gewünschten und anderen beispielhaften Ausführungsformen vorgenommen werden, ohne vom Geist der vorliegenden Innovationen abzuweichen.
Es versteht sich, dass alle beschriebenen Prozesse oder Schritte in den beschriebenen Prozessen mit anderen offenbarten Prozessen oder Schritten zur Bildung von Strukturen innerhalb des Umfangs der vorliegenden Offenbarung kombiniert werden können. Die hierin offenbarten beispielhaften Strukturen und Prozesse dienen lediglich zu Veranschaulichungszwecken und sind nicht als einschränkend auszulegen.
Es versteht sich auch, dass Variationen und Abwandlungen an den oben erwähnten Strukturen und Verfahren vorgenommen werden können, ohne von den Konzepten der vorliegenden Offenbarung abzuweichen, und es versteht sich ferner, dass solche Konzepte von den folgenden Ansprüchen abgedeckt werden sollen, sofern diese Ansprüche durch ihren Wortlaut nicht ausdrücklich etwas anderes festlegen. Ferner sind die Ansprüche wie nachfolgend dargelegt in diese detaillierten Beschreibung aufgenommen und bilden einen Teil von ihr.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 8163201 [0025]
US 6953536 [0025]
US 6117362 [0025]
US 8952341 [0025]

Claims

Fahrzeug, umfassend: eine Fahrzeugfläche; und eine Fahrzeugapplikation in direktem Kontakt mit der Fahrzeugfläche, wobei die Applikation umfasst: ein polymeres Substrat; und eine auf dem Substrat positionierte Überform, wobei die Überform ein in die Überform integriertes Beugungsgitter umfasst, wobei das Gitter eine Dicke von etwa 250 nm bis 1000 nm und eine Periode von 50 nm bis 5 Mikrometer hat.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Überform ein Silikonmaterial umfasst.
Fahrzeug nach Anspruch 2, wobei das Substrat ein phosphoreszierendes Material umfasst, das konfiguriert ist, ein Licht durch die Überform zu emittieren.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei das Beugungsgitter ein Zeichen definiert.
Fahrzeug nach Anspruch 4, wobei das Zeichen wenigstens eines von einem Text und einem Symbol einschließt.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei das Beugungsgitter auf einer Außenfläche der Überform definiert ist und die Fahrzeugfläche eine Außenfläche ist.
Fahrzeug nach Anspruch 6, wobei das Beugungsgitter die Außenfläche der Überform im Wesentlichen bedeckt.
Fahrzeug nach Anspruch 6, wobei das Gitter eine Dicke von 500 nm bis 750 nm und eine Periode von 150 nm bis 400 nm hat.
Irisierende Fahrzeugapplikation, umfassend: ein polymeres Substrat; und eine auf dem Substrat positionierte durchscheinende Überform, die eine Außenfläche definiert, wobei die Überform Silikon umfasst und wenigstens ein auf der Außenfläche der Überform einstückig definiertes Beugungsgitter definiert.
Applikation nach Anspruch 9, wobei eine Periode des wenigstens einen Beugungsgitters über das Beugungsgitter variiert.
Applikation nach Anspruch 9, wobei die Periode des Beugungsgitters zwischen zwei bis fünf diskreten Werten innerhalb des wenigstens einen Beugungsgitters variiert.
Applikation nach Anspruch 9, wobei die Applikation auf wenigstens einem von einem Kofferraumdeckel, einer hinteren Seitenverkleidung und einer Türverkleidung eines Fahrzeugs positioniert ist.
Applikation nach Anspruch 12, wobei die Überform eine Vielzahl von Beugungsgittern umfasst, wobei die Beugungsgitter in einer beabstandeten Konfiguration positioniert sind.
Applikation nach Anspruch 13, wobei das polymere Substrat der Applikation phosphoreszierendes Material umfasst, das konfiguriert ist, Licht von der Überform zwischen der Vielzahl von Beugungsgittern zu emittieren.