KR20100096194A - 발광 터프티드 카페트 - Google Patents

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KR20100096194A
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허펜 마르텐 엠. 예이. 웨이 반
마셀리누스 페이. 쎄이. 엠. 크레인
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코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

본 발명은 특히 광에 투과적인 제 1 백킹 층, 선택적 접착 층, 광 아웃커플링 사이트를 포함하는 도파관 및 선택적 제 2 백킹 층을 갖는 발광 터프티드 카페트를 제공한다. 상기 제 1 백킹 층에는 터프트들이 제공된다. 상기 도파관은 광원의 광원광을 도파관 광으로서 커플링 인하도록 배열되고, 카페트 광을 제공하기 위하여 도파관 광 아웃커플링 사이트에서 도파관 광을 커플링 아웃하도록 배열된다. 상기 도파관 광 아웃커플링 사이트는 상기 제 1 백킹 층 아래에 있다.

Description

발광 터프티드 카페트{LIGHT EMITTING TUFTED CARPET}
본 발명은 발광 기능을 또한 가지는 직물 재료들에 관한 것이다. 본 발명은 특히 제 1 백킹 층(primary backing layer), 상기 제 1 백킹 층의 카페트 측 상에 터프트(tuft)들을 형성하는 얀(yarn)들, 제 2 백킹 층, 및 상기 제 1 및 제 2 백킹 층들 사이에 배열되는 접착 층을 포함하는 카페트에 관한 것이다. 본 발명은 또한 이와 같은 카페트의 제조 방법에 관한 것이다.
카페트들은 일반적으로 (카페트로서 자신이 사용되는 동안 사용자와 마주하는 자신의 측면 상에) 터프트들을 형성하는 얀들이 제공되는 제 1 백킹 층, 제 2 백킹 층, 및 일반적으로 상기 제 1 백킹 층 및 제 2 백킹 층 사이에 제공되는 접착 층을 포함한다. 얀들은 사람들이 걸을 수 있는 파일 표면(pile surface)으로부터 돌출한 터프트들을 형성하기 위하여 제 1 백킹 층을 관통한다. 얀들은 통상적으로 느슨하고, (접착 층으로부터) 접착제로 접착될 필요가 있다. 제 1 백킹 층의 후방측 상에 존재할 수 있는 접착 층은 터프트들을 제 1 백킹 층에 접착시키고, 터프트들을 적소에 유지할 뿐만 아니라, 제 1 백킹 층 및 제 2 백킹 층을 접착시킨다. 상기 제 1 백킹 층 및 제 2 백킹 층의 접착은 또한 제 1 접착 층의 상부 상의 제 2 접착 층으로 성취될 수 있다.
광 섬유들을 포함하는 직물들이 당업계에 공지되어 있다. 예를 들어, US2007/0037462는 기능적인 광 섬유들을 포함하는 분포형 광 섬유 스크림(distributed optical fibres scrim)을 제조하는 방법, 이에 따라 제조되는 기능형 광 섬유 스크림, 및 광 섬유 스크림이 포함되는 합성물들을 설명한다. 이 문서는 적어도 섬유의 길이 또는 폭에 걸쳐 연속적인 경로를 갖는 적어도 하나의 광 섬유를 각각 포함하는 다양한 직물 스크림들, 특히, 접착성 본딩된 부직조 스크림 재료(adhesively bonded non-woven scrim material)들을 설명한다. 이와 같은 광 섬유 스크림들은 단독으로 또는 섬유들, 필름(flim)들, 포움(foam)들, 등과 같은 다른 재료들과 결합하여, 센서 컴포넌트(sensor component)들(예를 들어, 파손, 스트레인(strain), 압력, 또는 토크(torque) 검출기), 조명 컴포넌트들(예를 들어, 다양한 광-제공 애플리케이션들), 또는 데이터-분배 컴포넌트들로서 유용할 수 있다.
또한, 예를 들어, US4234907은 광 섬유들이 위브(weave)의 일부이고, 쓰레드된 섬유(threaded fiber)들의 일부를 교체하는 발광 섬유를 설명하고, 여기서 상기 섬유는 균일하게 조사되고, 이에 따라 데코레이팅(decorating)된다. 개별적인 광 섬유들은 섬유의 일단부에서 번들(bundle)로 모이고, 광원에 의해 조사된다. 섬유들을 통해 이동하는 광은 외부 코팅(outer coating)을 관통하는 작은 스크래치(scratch)들을 통하여 섬유의 길이들 전체에 걸쳐 소량들로 방사된다. 광의 균일성 및 세기가 광 섬유들의 조사되지 않는 단부들 상에 반사 코팅(reflective coating)을 제공함으로써 강화된다. 이 섬유는 코스튬(costume)들, 고시도 안전복(high visibility safety clothing), 선탠 슈트(suntan suit)들, 러그(rug)들, 드레이퍼리(drapery)들, 극장 커튼(theatre curtain)들, 건축용 패널(architectural panel)들, 섬유유리 선체(fiberglass boat hull)들, 등과 같은 의류에서 유용하다.
종래 기술 시스템의 단점은 제조가 상대적으로 어렵다는 것이다. 또한, 카페트를 가정하면, 문제점은 이와 같은 광섬유 카페트들이 손으로 꿰메어질 필요가 있어서, 더 비싸진다는 것일 수 있다. 추가적으로, 광 섬유들이 터프트들과 함께, 카페트로부터 삐져나올 수 있기 때문에, 광 섬유들이 사용자들에 의해 손상되기가 상대적으로 용이할 수 있다. 또 다른 문제점은 광섬유 카페트 내의 광점(light spot)들의 수가 카페트에 접속될 수 있는 광 섬유들의 최대 수에 의해 제한된다는 것일 수 있다. 카페트에서의 LED들과 관련된 부가적인 문제점은 고-전력 LED들로부터 광을 더 큰 에어리어에 걸쳐 분배하는 방법일 수 있다.
본 발명의 목적은 제조가 용이하고, 카페트 조명이 상대적으로 균일하고, 조명 파트 및 도파관이 손상되지 않는 발광 터프티드 카페트를 제공하는 것이다.
그러므로, 본 발명의 양상은 바람직하게는, 상술된 결점들 중 하나 이상을 부가적으로(부분적으로) 제거하는 대안적인 카페트를 제공하는 것이다.
그러므로, 본 발명은 실시예에서, 카페트 상부 층 및 카페트 하부 층을 갖는 발광 터프티드 카페트를 제공하며, 상기 발광 터프티드 카페트는 광에 투과적인 제 1 백킹 층, 선택적 접착 층, 광 아웃커플링 사이트(light outcoupling site)를 포함하는 도파관, 및 선택적 제 2 백킹 층을 포함하고, 상기 제 1 백킹 층이 상기 카페트 상부 층인 제 1 백킹 층 카페트면 및 제 1 백킹 층 하부면을 가지며, 상기 제 1 백킹 층에는 상기 제 1 백킹 층 카페트면에 터프트들이 제공되고, 상기 선택적 제 2 백킹 층이 제 2 백킹 층 상부면 및 제 2 백킹 층 하부면을 가지며, 상기 광 아웃커플링 사이트가 상기 제 1 백킹 층 하부면 및 상기 카페트 하부 층 사이에 배열되고, 상기 도파관이 광원의 광원광을 도파관 광으로서 커플링 인(coupling in)하도록 배열되며, 상기 도파관이 카페트 광을 제공하기 위하여 도파관 광 아웃커플링 사이트에서 도파관 광을 커플링 아웃(coupling out)하도록 배열된다.
용어들 "하부" 및 "상부"가 제 1 백킹 층, 접착 층(아래 참조), 제 2 백킹 층 및 라미네이트(laminate)와 같은 대상들의 상이한 면들을 명백한 방식으로 설명하기 위해서만 사용된다는 점을 주의하라. 용어들 "하부" 및 "상부"의 사용이 청구된 바와 같은 본 발명의 카페트를 제한하지 않고, 이의 용도를 첨부 도면들에서 개략적으로 도시된 구성들로 제한하지도 않는다.
특히, 이와 같은 카페트는 상대적으로 용이한 제조를 허용할 수 있다. 상기 카페트는 또한 상대적으로 균질한 카페트 조명을 허용할 수 있는데, 즉, 바람직하다면, 광 섬유 직조 카페트(light fibre woven carpet)들과 관련하여 카페트 내의 이산 광점들의 존재가 실질적으로 감소될 수 있다. 또한, 본 발명의 카페트는 (카페트 내에 통합될 때) 선택적 광원과 같은 조명 파트 및 도파관(들)의 손상 없이 상대적으로 용이하게 벤딩(bending) 가능하고 운송 가능할 수 있다. 게다가, 조명 파트들이 실질적으로 적어도 제 1 백킹 층 및 일부 실시예들에서, 적어도 부분적, 또는 다른 실시예들에서, 전체적 제 2 백킹 층에 의해 보호될 수 있기 때문에, 조명 파트를 실질적으로 손상시키지 않고, 사용자들이 카페트 상에서 걷고, 앉는, 등의 행동을 할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 카페트는 실질적으로 공기, 습기, 및 심지어 물에 개방될 수 있는데, 이는 위생과 같은 양상들을 개선시킬 수 있다. 이 개방은 또한 선택적 접착 층의 접착제가 더 용이하게 건조될 수 있기 때문에 프로세싱 동안 유리하다. 유리하게도, 카페트 광은 카페트의 표면 아래에서, 더 정확하게는, 제 1 백킹 층 아래에서 발생되며, 도파관 광은 도파관 광 아웃커플링 사이트(들)(본원에서 "광 아웃커플링 사이트들" 또는 "아웃커플링 사이트들"로도 표현됨)에서 도파관으로부터 커플링 아웃됨으로써, 도파관들의 보호를 허용하고 실질적인 균질한 조명을 허용한다.
부가적인 양상에 따르면, 본 발명은 제 1 백킹 층, 접착 층, 복수의 도파관들, 및 제 2 백킹 층을 포함하는 발광 터프티드 카페트의 제조를 위한 방법을 제공하는데, 상기 방법은 제 1 백킹 층 하부면 또는 제 2 백킹 층 상부면에 접착제 및 상기 복수의 도파관들을 제공하는 단계, 및 상기 제 1 백킹 층 및 상기 제 2 백킹 층을 서로 라미네이팅(laminating)하는 단계를 포함한다.
용어 카페트는 본원에서 터프티드 카페트를 나타내지만, 실시예에서, 터프티드 러그들을 또한 나타내고, 또 다른 실시예에서, 터프티드 고블린(tufted goblin)들을 또한 나타낸다. 또 다른 실시예에서, 용어 카페트는 터프티드 카 매트(tufted car mat)들을 나타낸다. 예들은 벽 또는 루프 커버링(roof covering), 또는 터프티드 배스 매트(tufted bath mat)들로 사용되는 터프티드 카페트들이다. 본원에서, 발광 터프티드 카페트는 또한 "카페트" 또는 "터프티드 카페트"로서 표현된다.
용어 "발광 터프티드 카페트"는 선택적 광원의 광원광이 도파관 내로 커플링될 때 광의 방출을 허용하므로, 광이 도파관들로부터 제 1 백킹 층을 통해 외부로 나가는 본 발명에 따른 카페트들을 나타낸다. 그러나, 첨부된 청구항들은 발광기로서의 사용 동안의 카페트들에만 관련되는 것이 아니라, 자체적인 카페트 또는 카페트로부터 스위치 오프(switch off) 또는 접속 해제되는 동안 광원을 갖는 카페트들에도 관련된다.
라미네이트(Laminate)
제 1 백킹 층 및 제 2 백킹 층은 당업계에 공지되어 있는 수단에 의해 서로 라미네이팅될 수 있다. 그러므로, 카페트는 본원에서 "카페트 라미네이트" 또는 단순히 "라미네이트"로도 표현되는 라미네이트일 수 있다.
바람직하게는, 제 1 층 및 제 2 층을 서로 부착시키기 위하여 접착 층이 도포된다. 그러므로, 실시예에서, 발광 터프티드 카페트는 접착 층 상부면 및 접착 층 하부면을 가지며 상기 제 1 백킹 층 및 상기 제 2 백킹 층 사이에 배열되는 접착 층을 더 포함하고, 상기 접착 층이 바람직하게는, 적어도 부분적으로 카페트 광에 대해 투과적이다. 그러므로, 본 발명은 제 1 백킹 층, 접착 층, 도파관, 및 제 2 백킹 층을 포함한 라미네이트를 포함하는 발광 터프티드 카페트의 실시예를 제공한다.
그러므로, 이 실시예에서, 상기 제 1 백킹 층의 제 1 백킹 층 하부면의 적어도 일부가 상기 접착 층의 접착 층 상부면의 적어도 일부와 접촉하고, 상기 접착 층의 (상기 접착 층 상부면에 대향하는) 접착 층 하부면의 적어도 일부가 제 2 백킹 층 상부면의 적어도 일부와 접촉한다. 이 방식으로, 여기서, 제 1 백킹 층, 접착 층 및 제 2 백킹 층의 "스택(stack)"인 라미네이트가 제공된다.
상기 라미네이트는 상기 제 1 백킹 층 카페트면인 상부 층("카페트 상부 층")을 갖는다. 이 층은 터프트들을 포함한다. 또한, 상기 라미네이트는 카페트 하부 층을 갖는다. 이 카페트 하부 층은 실시예에서, 제 2 백킹 층 하부면일 수 있다.
하나의 실시예에서, 상기 카페트가 제 2 백킹 층을 전혀 포함하지 않고, 제 1 백킹 층만이 자신 뒤에 도파관(및 선택적으로, 제 1 백킹 층 및 도파관 사이에 접착제)을 가진 채로 제공된다. 도파관은 제 1 백킹 하부 층으로 향하는 도파관 상부 층 및 도파관 하부 층을 포함할 수 있다. 그러므로, 특정 실시예에서, 도파관 하부 층은 카페트 하부 층이다. 그러므로, 특정 실시예에서, 발광 터프티드 카페트의 라미네이트는 제 1 백킹 층, 접착 층 및 도파관을 포함한다. 이와 같은 실시예에서, 라미네이트의 에어리어는 제 1 백킹 층(및 카페트 자체)의 에어리어와 실질적으로 동일하다. 그러므로, 본 발명은 제 1 백킹 층, 접착 층 및 도파관을 포함한 라미네이트를 포함하는 발광 터프티드 카페트의 실시예를 제공한다.
선택적으로 접착 층이 도포되는 것이 아니라, 제 1 백킹 층 및 도파관이 당업계에 공지되어 있는 다른 수단으로 서로 부착되기 때문에, 본 발명은 또한 제 1 백킹 층 및 도파관을 포함하고 선택적으로 제 2 백킹 층을 또한 포함하는 라미네이트를 포함하는 발광 터프티드 카페트의 실시예를 제공한다.
그러나, 라미네이트는 또한 선택적으로 상술된 제 1 백킹 층, 선택적 접착 층, 및 선택적 제 2 백킹 층보다 더 많은 층을 포함할 수 있다. 이와 같은 선택적 층(들)은 제 1 백킹 층 및 접착 층 사이, (접착 층이 존재하지 않는 실시예들에서) 제 1 백킹 층 및 제 2 백킹 층 사이, 접착 층 및 제 2 백킹 층 사이 또는 제 2 백킹 층 아래, 도파관 및 제 2 백킹 층(존재하는 경우) 사이 및 도파관 및 카페트 하부 층 사이, 등에 배열될 수 있다. 이와 같은 추가적인 선택적 층의 예들은 후술되는 스캐터링 층(scattering layer) 및 반사 층일 수 있다. 하나 이상의 선택적인 부가적 층이 카페트 라미네이트 내에 존재할 수 있다.
제 1 백킹 층 및 제 2 백킹 층
용어 "제 1 백킹 층"은 복수의 층들을 포함하는 제 1 백킹 층을 포함할 수 있다. 마찬가지로, 용어 "제 2 백킹 층"은 복수의 층들을 포함하는 제 2 백킹 층을 포함할 수 있다.
특히, 카페트의 터프트들을 형성하는 얀들은 카페트가 사람의 눈에 불투명한 것으로 보일지라도, 광을 투과시키는데 충분한 오프닝(opening)들을 갖는 구조를 형성한다. 외관상의 이유로, 터프트들은 바람직하게는, 제 1 백킹 층이 실질적으로 보이지 않지만, 광이 여전히 터프트 구조를 관통할 수 있는 방식으로 제공된다. 광에 투과적인 제 1 백킹 층 아래에 광원을 배치하면, 광원으로부터의 광이 터프티드 표면으로부터 방출된다.
이와 같은 터프티드 카페트는 자신이 발광 파트의 더 적은 크기 제한을 갖는다는 장점을 가진다. 예를 들어, 발광 위치에서, 제 1 백킹 층이 제거되어서는 안된다.
본 발명의 부가적인 실시예에 따르면, 제 1 백킹 층은 광에 투과적이다. 본 명세서에서 사용된 바와 같은 용어들 '광에 투과적인' 또는 '광 투과적인'은 가시광의 부분 또는 모두가 확산되거나 확산되지 않고 재료를 통과하게 된다는 것을 의미한다. 이것은 광원(들)으로부터 방출된 광의 세기의 감소가 제 1 백킹 층에 의해 감소된다는 장점을 갖는다. 예를 들어, 도파관의 커플링 아웃된 광 세기의 5% 이상, 또는 10% 이상, 또는 30% 이상이 제 1 백킹 층을 통해 투과될 수 있다(또한 아래 참조).
용어 "가시광의 부분이 통과하게 된다"는 모든 가시광이 부분적으로 투과(즉, 100% 미만이 투과)되는 것을 나타낼 수 있지만, 대안적으로 또는 부가적으로 가시광 스펙트럼의 어떤 부분들이 (부분적으로) 투과되고 다른 부분들이 실질적으로 투과되지 않는다는 것을 나타낼 수도 있다. 층들, 특히 접착 층(광에 투과적인 경우)은 당업자에게 공지되어 있는 바와 같이, 가시 스펙트럼의 다른 부분들보다 가시 스펙트럼의 어떤 부분들에 더 투과적일 수 있다.
본 발명의 부가적인 실시예에 따르면, 제 1 백킹 층은 터프트들에 의해 커버되는 개구(aperture)를 갖는다. 상기 개구들은 방출된("투과된") 광의 세기를 증가시킬 수 있다. 제 1 백킹 층 재료가 광에 투과적이어야 한다는 제한이 존재하지 않기 때문에, 제 1 백킹 층에 대한 재료의 선택의 자유가 이제 높다. 예를 들어, 직물이 제 1 백킹 층으로서 사용될 수 있다. 이것은 직조 구조에서 얀들 사이에 개구들을 가질 것이다.
본 명세서에서 사용된 바와 같은 용어 '제 2 백킹 층'은 파일 표면으로부터 대향하는 카페트의 표면을 형성하는 백킹 층을 포함한다. 이와 같은 층은 통상적으로 '제 2 백킹 층'이라고 칭해지며, 상업적으로 입수 가능하다.
이러한 '제 2 백킹 층들'은 카페트 백킹에 매우 적합하고 카페트 공장들에서 사용되는 카페트 제조 방법과 양호하게 조화된다는 점에서 장점을 갖는다. 제 2 백킹 층을 사용하는 장점들은 도파관(들) 및 선택적 광원(들)의 보호 뿐만 아니라, 카페트에 강도를 제공하는 것일 수 있다. 그러므로, 바람직하게는, 본 발명에 따른 터프티드 카페트는 제 2 백킹 층을 포함한다. 그러나, 본 발명은 제 2 백킹 층의 존재에 제한되는 것이 아니라, 부가적인 및/또는 다른 층들이 접착 층으로부터 떨어져 대향하는 제 2 백킹 층의 표면 상에(즉, 제 2 백킹 층 하부면 및 카페트 하부 층 사이에) 존재할 수 있지만, 다른 장소에도 존재할 수 있다(또한 위 참조).
본 발명의 부가적인 실시예에 따르면, 제 1 백킹 층 및 제 2 백킹 층 중 적어도 하나가 폴리프로필렌, 나일론 또는 주트(jute)를 포함한다. 이러한 재료들은 상대적으로 비용이 저렴하다는 장점을 갖는다. 폴리프로필렌 또는 나일론으로 광 투과적인 구조를 제조하기가 용이하다. 또한, 이러한 재료들이 기존의 터프티드 카페트들에서 통용된다는 사실이 본 발명에 따른 카페트가 제조하기 더 용이해지도록 한다. 이러한 백킹 층들이 실질적으로 상기 재료들로 이루어질 수 있다는 점이 주의된다.
본 발명의 부가적인 실시예에 따르면, 제 2 백킹 층이 적어도 약 70 m3/min/m2의 공기 투과도(air permeability)를 갖는다. 제 2 백킹 층의 공기 투과도는 0.5 인치(1.27 cm) 물과 동일한 차압(pressure differential)으로, ASTM D-737에 따라 결정될 수 있다. 수용 가능한 값은 250 ft3/min/ft2(76.2m3/min/m2)이지만, 더 바람직한 값들은 350 내지 800ft3/min/ft2(106.7 내지 243.8m3/min/m2)의 범위이다. 약 70 ft3/min/ft2(24.4m3/min/m2) 아래의 공기 투과도를 갖는 제 2 백킹 층들은 높은 바인더 경화 레이트(binder cure rate)들에 대해 부적합한 것으로 고려된다.
본 발명의 부가적인 실시예에 따르면, 제 2 백킹 층이 공기 통로를 위한 개구들을 갖는다. 접착 층에 사용되는 증발된 바인더들이 카페트의 경화 동안 개구들을 통과할 수 있다. 이 실시예에 의하면, 제 2 백킹 층의 공기 투과도가 충분히 높은 것이 보장될 수 있다.
본 발명의 부가적인 실시예에 따르면, 카페트는 제 1 백킹 층 및 제 2 백킹 층 사이에 적어도 44.6 kg/m의 박리 강도(delamination strength)를 갖는다. 이 요건은 종종 "필 강도(peel strength)"로도 표현되며, 통상적으로 ASTM D-3936에 따라 테스트된다.
본 발명의 부가적인 실시예에 따르면, LED들과 같은 광원(들)이 제 2 백킹 층 내에 통합되고, 상기 제 2 백킹 층이 광원으로부터의 광의 접착 층으로의 투과를 허용하도록 광에 투과적이거나 또는 광원이 제 2 백킹 층 상부면 상에 제공된다. 광원(들) 및 제 2 백킹 층의 이러한 2개의 배열들은 광원으로부터의 광이 접착 층에 도달하여, 카페트의 제 1 백킹 층 상부면으로 더 투과되도록 하는 것을 보장할 수 있다. 이 방법의 장점은 광원(들)이 카페트의 라미네이트 구조 내에서 보호된다는 것이다. LED(들)와 같은 광원(들) 뿐만 아니라, 도파관(들)이 예를 들어, 전자장치 또는 전자장치 주위의 수밀 시일(water-tight seal)을 손상시킬 수 있는 예를 들어, 마모 또는 충격에 대해 보호될 수 있다. 파일 표면 측 상에서, 광원(들)이 터프트들을 갖는 제 1 백킹에 의해 보호되고, 대향 측 상에서, LED들이 제 2 백킹에 의해 보호된다. 카페트의 설치 동안 후방측의 보호가 특히 중요하다. 그러므로, 카페트의 광 투과적인 제 2 백킹 내에 본 발명을 사용하는 것이 유리하다. 이것은 고품질 카페트에 대하여, 높은 박리 강도를 성취하기 위하여 제 2 백킹의 어떤 공기 투과도가 필요하기 때문이다. 적어도 약 250 ft3/min/ft2의 0.5 인치 물과 동일한 차압으로, ASTM 표준 D-737에 따라 결정되는 제 2 백킹의 공기 투과도가 바람직하다.
제 1 백킹 층은 카페트 상부 층(종종 "파일 표면"으로도 표현됨)인 제 1 백킹 층 카페트면 및 제 1 백킹 층 하부면을 가지며; 선택적 제 2 백킹 층은 제 2 백킹 층 상부면 및 제 2 백킹 층 하부면을 갖는다.
제 1 백킹 층은 제 1 백킹 층 에어리어를 가지고, (선택적) 제 2 백킹 층은 제 2 백킹 층 에어리어를 가지며, 상기 에어리어들은 일반적으로 실질적으로 동일하고 일반적으로 실질적으로 카페트 에어리어와 동일하다.
도파관(Waveguide)
상술된 바와 같이, 광 아웃커플링 사이트가 제 1 백킹 층 하부면 및 카페트 하부 층 사이에 배열된다. 또한, 상술된 바와 같이, 도파관은 제 1 백킹 하부 층으로 향하는 도파관 상부 층 및 도파관 하부 층을 포함할 수 있다.
이것은 실시예에서, 도파관이 제 1 백킹 층 및 제 2 백킹 층 사이에 배열된다는 것을 의미한다. 또 다른 실시예에서, 도파관은 접착 층(의 부분) 및 제 1 백킹 층 사이에 배열된다. 또 다른 실시예에서, 도파관은 실질적으로 접착 층에 의해 둘러싸인다. 부가적인 실시예에서, 도파관은 접착 층 및 제 2 백킹 층(의 부분) 사이에 배열된다. 또 다른 실시예에서, 도파관은 제 2 백킹 층 내에 포함된다. 또 다른 실시예에서, 도파관은 제 2 백킹 층 및 카페트 하부 층 사이에 포함된다. 실시예들의 조합들이 또한 적용될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 도파관은 접착 층 및 카페트 하부 층 사이에 포함된다. 또 다른 실시예에서, 라미네이트는 제 1 백킹 층 및 도파관을 포함하고, 도파관 하부 층(또한 위 참조)이 카페트 하부 층이다.
실시예에서, 도파관은 제 1 백킹 층 및 제 2 백킹 층 사이에 배열되고, 제 1 및 제 2 백킹 층과 실질적으로 동일한 에어리어를 갖는 층이다. 그러나, 바람직하게는, 도파관이 더 작고, 복수의 도파관들을 포함한다.
그러므로, 용어 도파관은 실시예에서, 복수의 도파관들을 또한 포함할 수 있다. 그러므로, 실시예에서, 발광 터프티드 카페트는 복수의 광 섬유들과 같은 복수의 도파관들을 포함한다. 용어 도파관은 당업계에 공지되어 있다. 도파관에 대한 또 다른 단어는 광 가이드(light guide)이다.
도파관은 예를 들어, PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트), PE(폴리에틸렌), PP(폴리프로필렌), PC(폴리카보네이트), P(M)MA(폴리(메틸)메타크릴레이트), PEN(폴리에틸렌 나프탈레이트), PDMS(폴리디메틸실록산), 및 COC(시클로 올레핀 코폴리머)로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 재료(의 시트(sheet) 또는 스트립(strip))와 같은 광 투과적인 재료를 포함한다. 그러나, 도파관은 또한 광 투과적인 재료로서 실리콘 고무를 포함할 수 있다. 또한, 도파관은 하나 이상의 광 섬유들을 포함할 수 있다. 이와 같은 광 섬유들은 코어(core) 및 클래딩(cladding)을 가질 수 있다.
도파관은 제 1 백킹 층에 실질적으로 평행한(그리고, 제 2 백킹 층이 존재하는 실시예들에서, 또한 일반적으로 제 2 백킹 층에 실질적으로 평행한) 평면에서 최대 단면 에어리어를 갖는다. 바람직하게는, 도파관의 최대 단면 에어리어는 제 1 백킹 층 에어리어(또는 선택적 제 2 백킹 층 에어리어)의 약 50%와 동일하거나 이보다 더 작다.
그러나, 제 2 백킹 층이 존재하지 않는 라미네이트의 실시예들과 같은 특정 실시예에서, 도파관은 약 50 내지 100%의 범위와 같이 제 1 백킹 층의 50%보다 더 큰 단면 에어리어를 가질 수 있다. 특정 실시예에서, 도파관은 "백킹"으로 간주되고, (상술된 바와 같이, 접착 층이 제 1 백킹 층 및 도파관 사이에 존재하는 실시예에서) 실질적으로 제 1 백킹 층의 전체 에어리어를 커버한다. 제 2 백킹 층이 존재하고 도파관이 약 50 내지 100%의 범위와 같이 제 1 백킹 층(및 제 2 백킹 층)의 50%보다 더 큰 단면 에어리어를 가지는 실시예들에서, 바람직하게는, 접착 층이 (또한) 도파관 및 제 2 백킹 층 사이에 존재한다. 따라서, 이와 같은 실시예는 제 1 백킹 층, 선택적 접착 층, 도파관, 또 다른 선택적 접착 층, 및 제 2 백킹 층을 포함할 수 있다.
복수의 도파관들(위 참조)은 바람직하게는 실질적으로 규칙적인 패턴으로 배열된다. 용어 "복수의 도파관들"은 2개 이상의 도파관들, 특히 적어도 6개의 도파관들, 또는 적어도 약 50개와 같이 그 이상의 도파관들을 나타낸다. 50 내지 150개의 도파관들을 갖는 실시예들이 구상된다.
각각의 도파관은 제 1 백킹 층 및 (선택적) 제 2 백킹 층에 실질적으로 평행한 평면에서 최대 단면 에어리어를 가질 수 있다. 바람직하게는, 도파관들의 통합된 최대 단면 에어리어들은 2 내지 40%와 같은 1 내지 50%의 범위와 같이, 제 1 백킹 층 에어리어의 약 50%와 동일하거나 이보다 더 작다. 특히, 이 방식으로, 한편으로는 실질적으로 균질한 조명이 제공될 수 있고, 다른 한편으로는 공기 및 습기로의 개방이 제공될 수 있다.
또 다른 특정 실시예에서, 접착 층은 도파관인데; 즉, 접착 층이 부가적으로 도파관의 기능을 갖는다. 특히, 이와 같은 실시예들에서, 접착 층은 광에 투과적이고, 바람직하게는, 광원(들)을 포함한다.
상술된 바와 같이, 도파관은 카페트 광을 제공하기 위하여 도파관 광 아웃커플링 사이트에서 도파관 광을 커플링 아웃하도록 배열된다. 그러므로, 도파관(들) 및 아웃커플링(들)은 특히 카페트 상부 층(또는 제 1 백킹 상부 층)의 방향에서 카페트 광으로서 도파관 광을 커플링 아웃하도록 배열된다.
도파관들로부터 광을 커플링 아웃하는 방법이 당업계에 공지되어 있다. 도파관들은 일반적으로 완전 내부 반사의 원리를 기반으로 한다. 도파관 내로의 반사가 존재하지 않는 그러한 장소들에서, 광이 커플링 아웃될 수 있다. 광이 도파관으로부터 나가는 사이트들이 본원에서 도파관들의 "아웃커플링 사이트들"로서 표현된다. 이와 같은 아웃커플링 사이트들은 도파관 내에 패싯(facet)들을 도입함으로써 생성될 수 있는데, 이는 완전 내부 반사 한도 이상의 반사를 발생시키므로, 광이 커플링 아웃된다. 또한, 도파관들의 종단부들이 아웃커플링 사이트들로서 사용될 수 있다. 또한, (스크래치들과 같은) 함몰부(depression)들이 도파관 내에 생성됨으로써, 도파관 광이 (아웃커플링 사이트로서) 이와 같은 함몰부들에서 나가도록 할 수 있다.
따라서, 본원에서, 바람직하게는, 도파관 광 아웃커플링 사이트들은 제 1 백킹 층 하부면 및 카페트 하부 층 사이에 존재한다. 이것은 다른 해결책들 대신에 광 섬유들의 최대 보호를 발생시킬 수 있고, 상기 섬유들은 또한 직조되고, 부가적으로 카페트 광의 균질한 발생을 허용한다.
본원에서, 용어 "~로 향하는"이 반드시 "~와 물리적으로 접촉하는"을 의미하지는 않는다는 점을 주의하라. 실시예에서, "~로 향하는"은 "~과 물리적으로 접촉하는"이지만, 또 다른 실시예에서, "~로 향하는"은 "~과 마주하는"을 의미한다. 예를 들어, 실시예에서, 라미네이트는 제 2 백킹 층, 도파관, (가령, 도파관을 둘러싸는) 접착 층, 및 제 1 백킹 층을 포함한다. 이와 같은 실시예에서, 제 2 백킹 층 상부면은 도파관 및 제 1 백킹 층으로 향하지만, 도파관과 접촉하고, 제 1 백킹 층과는 접촉하지 않는다(중간 접착 층 때문에).
광 섬유들(Optical Fibres)
광 섬유들은 일반적으로 코어 및 클래딩을 포함하며, 클래딩 내에 예를 들어, (스크래치들과 같은) 하나 이상의 커트(cut)들을 제공함으로써 하나 이상의 아웃커플링 사이트들을 제공받을 수 있다. 클래딩은 광에 투과적일 수 있다.
대안적으로 또는 추가적으로, 발광성 재료 입자(luminescent mateiral particle)들이 자신의 각각의 위치(몇 미크론 내지 몇백 미크론 정도의 입자 크기)에서 광 섬유 내에 통합될 수 있고, 광 도파관 광이 흡수, 변환, 및 방출되고, 방출 광의 적어도 일부가 광 섬유로부터 나올 수 있다. 예를 들어, 발광성 재료는 YAG:Ce와 같은 청색 흡수 및 황색 방출 재료, 또는 이의 유사물을 포함할 수 있고, 도파관 광은 청색 광일 수 있다.
대안적으로 또는 추가적으로, 발광성 재료 입자들 대신에, TiO2 입자들, 탄화 칼슘 입자들, 등과 같은 반사 입자들이 사용될 수 있다.
대안적으로 또는 추가적으로, 예를 들어, 실질적으로 자신들의 전체 표면에 걸쳐 광을 커플링 아웃하는 광 섬유들을 포함하는 소위 "손실 섬유(lossy fibre)들"이 도포될 수 있다. 그러므로, 실시예에서, 도파관, 특히 광 섬유는 다수의 도파관 광 아웃커플링 사이트들을 포함한다.
접착 층(Adhesive layer)
접착 층은 제 1 백킹 층으로 향하는 접착 층 상부면 및 제 2 백킹 층으로 향하는 접착 층 하부면을 포함한다.
다시, 용어 "접착 층"은 실시예에서, (프리-코트 층(pre-coat layer) 및 접착 층과 같은) 복수의 접착 층들을 포함하는 접착 층을 포함하고, 다른 실시예에서, (혼합물과 같은) 복수의 접착제들을 포함하는 접착 층을 포함한다. 예를 들어, 접착 층은 제 1 백킹 층의 후방측 상에 존재하고, 터프트들을 제 1 백킹 층에 접착시키고, 터프트들을 적소에 유지시킬 뿐만 아니라, (예를 들어, 접착 층 내에 도파관(들)을 두고) 제 1 백킹 층 및 제 2 백킹 층을 서로 접착시킬 수 있다. 또는, 제 1 접착 층이 제 1 백킹 층의 후방측 상에 존재하고, 터프트들을 제 1 백킹 층에 접착시키고, 터프트들을 적소에 유지시키며, 제 2 접착 층이 (예를 들어, 제 2 접착 층 내에 도파관(들)을 두고) 제 1 백킹 층 및 제 2 백킹 층을 접착시키기 위하여 제 1 접착 층의 상부에 존재할 수 있다. 이와 같은 접착 층들은 선택적으로 또한 상이한 접착제들을 기반으로 하는 것일지라도, 본원에서 접착 층으로 표현된다.
특히, 도파관이 적어도 부분적으로 접착 층 내에 배열되는 그러한 실시예들에서, 그리고 특히 도파관이 제 1 백킹 층과 물리적으로 접촉하는 것이 아니라, 적어도 부분적으로 접착 층에 의해 커버되는 그러한 실시예들에서, 접착 층이 카페트 광(즉, 광 섬유로부터 카페트의 외부로 나오는 광)에 대해 투과적인 것이 바람직하다. 그러므로, 실시예에서, 접착 층(50)은 카페트 광에 대해 투과적이다.
그러므로, 터프트들을 적소에 유지하는 접착제 층이 실시예에서, 광원을 제 1 백킹 층 아래에서 적소에 유지하는데 사용될 수 있다. 광원은 제 1 백킹 층의 제 1 백킹 층 하부면 및 접착 층의 접착 층 상부면 사이에 위치될 수 있다. 오프닝(들)이 광원이 배치될 수 있는 제 1 백킹 층으로 향하는 접착 층 상부면의 표면 내에 제공될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 접착 층은 광원으로부터의 광의 제 1 백킹 층으로의 투과를 허용하도록 적어도 부분적으로 광에 투과적이다. 이것은 광원이 접착 층 하부면 상에 배열될 수 있도록 한다. 이 경우에, 광원은 선택적으로 추가적인 접착 수단으로 적소에 고정될 수 있다. 광원은 또한 접착 층 내에 완전히 캡슐화될 수 있다. 대안적으로, 광원은 자신 및 접착 층 사이의 공간 내에서 접착 층 아래에 위치될 수 있다.
부가적인 실시예에서, 접착 층은 TiO2 또는 탄화 칼슘 입자들과 같은 스캐터링 입자들을 더 포함한다. 이와 같은 입자들은 카페트에 걸쳐 광 아웃커플링 및/또는 균질한 광 분포/아웃커플링을 개선시킬 수 있다. 그러므로, 이와 같은 입자들은 접착 층에서 카페트 광의 부분을 스캐터링하도록 배열된다.
본 발명의 부가적인 실시예에 따르면, 접착 층은 전기 전도성 입자들을 포함한다. 전기 전도성 입자들은 카페트 정전기방지 특성들을 제공할 수 있다. 전기 전도성 입자들은 예를 들어, 카본 블랙(carbon black), 포름산 칼륨(HCOOK), 산화 주석, 산화 인듐 주석 또는 은일 수 있다.
본 발명의 부가적인 실시예에 따르면, 접착 층은 항산화제들을 포함한다. 항산화제들은 접착 층이 열에 더 내성이 있도록 한다. 이것은 LED들과 같은 광원(들)이 상당한 량의 열을 발생시킬 수 있기 때문에 유리하다. 또한, 항산화제들이 없는 라텍스(latex)가 더 빨리 에이징(aging)될 수 있고, 어떤 시간 이후에 황색이 될 수 있고, 이로 인해, 아마도 도파관 광과 같은 광을 흡수하기 시작한다.
본 발명의 부가적인 실시예에 따르면, 접착 층이 라텍스를 포함한다. 라텍스는 광 투과적인 라텍스일 수 있다. 접착 층이 실질적으로 라텍스로 구성될 수 있다는 점이 주의된다. 라텍스는 스티렌, 부타디엔 및 산성 비닐 모노머의 테르폴리머(terpolymer)들을 기반으로 할 수 있다. 접착 층이 실질적으로 광 투과적인 라텍스로 구성되고 실질적으로 광 스캐터링 입자들을 포함하지 않을 때, 광원(들)으로부터의 광이 카페트를 효율적으로 떠날 수 있다. 따라서, 바람직하게는, 접착 층에서 광 스캐터링 필러(light scattering filler)들이 사용되지 않고, 접착 층이 광 투과적이다. 그러므로, 실시예에서, 접착 층은 광 스캐터링 입자들이 없다. 구 "~이 없는" 및 유사한 구 또는 용어들은 특히 어떤 것이 "실질적으로 ~이 없는"을 나타낸다.
본 발명의 부가적인 실시예에 따르면, 접착 층은 아크릴류(acrylic)들을 포함한다. 아크릴류들은 광 투과적인 아크릴류들일 수 있다. 접착 층이 실질적으로 아크릴류들로 구성될 수 있다는 점이 주의된다. 아크릴류들의 예는 폴리아크릴레이트 에스테르(polyacrylate ester)이다. 아크릴류의 장점들은 경도, 유연성 및 UV에 대한 내성이다. 아크릴류들은 또한 열에 높은 내성이 있는데, 이는 아크릴류가 상대적으로 많은 량의 열을 발생시키는 LED들과 같은 광원(들)과 함께 사용하는데 특히 적합한 재료가 되도록 한다. 라텍스 및 아크릴류들이 또한 함께 사용될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 폴리올레핀 분산(polyolefin dispersion)이 (예를 들어, 나중에 접착 층을 제공하기 위해 제 1 층 상에서) 프리-코트 및/또는 접착 층 자체로서 사용된다. 적절한 폴리올레핀 분산은 예를 들어, Dow Chemical의 HYPODTM일 수 있다. 이들은 고-분자-중량 써모플라스틱들 및 엘라스토머들(high-molecular-weight thermoplastics and elastomers)의 성능을 높은-고체 워터본 분산(high-solid waterborne dispersion)의 애플리케이션 장점들과 결합하는 프로필렌- 및 에틸렌-계 분산들이다. 폴리올레핀 분산들은 카페트 제조자들이 종래의 코팅 장비를 사용하여 써모플라스틱 백킹을 도포하도록 함으로써 카페트 제조자들에게 이점들을 제공할 수 있다. 예를 들어, PVB(폴리 비닐 부티랄), 또는 폴리프로필렌의 카페트 백킹을 사용하여, UV 민감성 문제가 해결되는 동시에, UV-광 투과도가 증가된다. 그러므로, 또 다른 적절한 폴리올리펜 분산이 pvb-계 분산일 수 있다. 그러나, 다른 써모플라스틱들이 훨씬 더 높은 UV-광 투과도를 가질 수 있다.
상술된 바와 같이, 또 다른 특정 실시예에서, 접착 층이 도파관이도록 배열될 수 있는데; 즉, 접착 층은 부가적으로 도파관의 기능을 갖는다. 특히, 이와 같은 실시예들에서, 접착 층은 광에 투과적이고, 바람직하게는, 광원(들)을 포함한다. 모든 다른 실시예들에서, 도파관은 (선택적) 접착 층과 물질적으로 상이한 별도의 엔티티이다.
광원(Light source)
광원은 발광 터프티드 카페트로부터 외부에 및/또는 발광 터프티드 카페트 내부에 배열될 수 있다. LED들과 같은 소형 광원들은 카페트 내에(그러나, 카페트로부터 외부에도) 배열될 수 있는 반면, 할로겐 램프들, 등과 같은 상대적으로 부피가 더 큰 광원들은 카페트로부터 외부에 배열될 수 있다. 외부 광원들의 광은 도파관 내로 직접적으로, 또는 상기 광원 및 카페트의 도파관 사이에 배열되는 중간 도파관에 의해 커플링될 수 있다. 그러므로, 실시예에서, 광원은 제 1 백킹 층 하부면 및 카페트 하부 층 사이에 배열된다.
용어 광원은 또한 적어도 2개와 같은 복수의 광원들과 관련된다. 특정 실시예에서, 카페트는 상기 카페트 내에 통합된 실시예 및/또는 상기 카페트로부터 외부인 또 다른 실시예에서, 복수의 광원들을 포함한다. 일반적으로, 복수의 광원들은 복수의 도파관들을 서빙(serving)할 수 있다. 그러므로, 복수의 광원들 및 복수의 도파관들을 포함하는 특정 실시예에서, 도파관들 및 광원들은 상기 광원들의 광원광을 도파관 광으로서 각각 도파관들 내로 커플링하도록 배열된다. 그러나, 복수의 광원들이 실질적으로 동일한 장소 또는 복수의 상이한 장소들에서 동일한 도파관에 광원광을 제공하는 것이 또한 가능하다.
복수의 광원들은 실질적으로 유사한 스펙트럼들을 갖는 광을 발생시킬 수 있지만, 실질적으로 상이한 스펙트럼들을 갖는 광을 발생시킬 수도 있다. 그러므로, 복수의 광원들은 실질적으로 동일한 컬러(color)의 광을 발생시키거나 복수의 컬러들을 발생시킬 수 있다.
바람직한 실시예에서, 광원은 하나 이상의 LED들을 포함한다. 광원으로서 복수의 LED들이 적용되는 부가적인 실시예에 따르면, LED들은 적색-녹색-청색(RGB) LED들이다. 예를 들어, LED들의 한 부분은 적색 LED이고, 또 다른 부분은 녹색 LED들이며, 또 다른 부분은 청색 LED들이다. RGB LED들의 사용은 카페트의 컬러가 변화되도록 하기 때문에 유리하다. 예를 들어, 백색 터프트들이 RGB LED들과 함께 사용될 때, 카페트의 컬러를 임의의 희망하는 컬러로 변화시키는 것이 가능하다. 예를 들어, RGB LED들을 컬러 녹색으로 세팅함으로써, 카페트의 터프트들이 녹색처럼 보일 것이다.
본원에서, 광원은 선택적 광원으로서 표현된다. 카페트가 반드시 항상 광원과 관련되지는 않기 때문에 용어 "선택적"이 적용된다. 본 발명은 또한 선택적 외부 광원의 존재와 관계없이 카페트 자체에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 실시예에서, 카페트 및 광원의 조합에 관한 것이며, 본 발명은 광원이 카페트 내에 통합되는 실시예에 관한 것이다.
기타
본 발명의 부가적인 실시예에 따르면, 제 1 백킹 층, 제 2 백킹 층 및 접착 층 중 적어도 하나가 필러들이라고 칭해지는 광 스캐터링 입자들을 포함한다. 필러들은 카페트의 비용을 감소시키는 동시에, 접착제의 부피가 커지도록 하는 장점을 갖는다. 필러들이 광을 스캐터링하기 때문에, 카페트로부터의 광이 원래 방출점보다 더 큰 에어리어로부터 발생되는 것처럼 보인다. 이것은 균질한 발광이 희망될 때 유리하다. 광 스캐터링 입자들은 탄화 칼슘, 또는 TiO2와 같은 다른 재료들일 수 있다. 탄화 칼슘의 장점은 비용이 상대적으로 저렴하다는 것이다. 탄화 칼슘은 칼사이트(calcite) 또는 초크(chalk)의 형태일 수 있다. 광 스캐터링 입자들은 또한 백토 필러(china clay filler)들과 같은 카올리나이트(kaolinite)일 수 있다. 전형적으로, 필러들은 예를 들어, 600 g/l과 같은 량들로 사용되지만, 본 발명의 많은 실시예들의 경우에, 광 투과도를 증가시키기 위하여 훨씬 더 낮은 량들이 사용되는 것이 바람직하다.
본 발명의 부가적인 실시예에 따르면, 터프티드 카페트는 제 1 백킹 층으로부터 떨어져 마주하는 도파관의 측면에 위치되는 반사 층을 더 포함한다. 상기 반사 층은 광 도파관으로부터의 광을 파일 표면으로 지향시킬 수 있고, 터프티드 카페트로부터 방출된 광의 세기를 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 반사 층은 도파관 및 카페트 하부 층 사이에 배열될 수 있다. 대안적으로, 반사 층은 제 1 백킹 층 하부면 및 카페트 하부 층 사이에 배열될 수 있다. 도파관이 실질적으로 접착 층 내에 배열된다고 가정하면, 반사 층은 접착 층 및 제 2 백킹 층 사이에 배열될 수 있다. 이와 같은 반사 층은 반드시 일체형 층인 것이 아니라, 예를 들어, 접착 특성들 면에서 부분들로 구성될 수도 있다. 카페트 하부 층이 또한 반사 층 자체일 수 있다. 반사는 정반사 또는 확산일 수 있다. 그러므로, 반사 층이 스캐터링 층일 수도 있다.
그러므로, 선택적 접착 층, 선택적 반사 층 또는 선택적 스캐터링 층이 제 1 백킹 층과 실질적으로 동일한 길이 및 폭 치수들을 가지는 일체형 층일 수 있지만, 부분들로 구성될 수도 있다. 예를 들어, 제 1 및 제 2 백킹 층 사이의 양호한 접착이 또한 성취될 수 있고, 여기서 "층 도메인(layer domain)"들이 존재할 수 있는데, 즉, 제 1 및 제 2 백킹 층들의 부분들이 접착 층에 의해 서로 접착되고, 부분들이 자신들 사이에 접착 층 없이 서로 라미네이팅된다. 당업자는 희망하는 결과들을 성취하기 위하여 선택적 접착 층, 선택적 반사 층 및 선택적 스캐터링 층의 치수들을 최적화시킬 수 있다.
용어들 "광에 대해 투과적인", "광에 투과적인" 또는 "광 투과적인"이 층과 같은 재료에 의해 투과되는 광을 나타낸다. 본원에서, 용어 "투과된" 또는 "투과"는 교란되지 않은 투과(재료에서 실질적으로 스캐터링이 존재하지 않음) 및/또는 교란된 투과(스캐터링 이후에, 반투명 재료들에서와 같이)를 나타낸다. 그러므로, 용어 "광에 대해 투과적인" 또는 "광 투과적인"이 또한 본원에서 "투과"로서 사용된다.
제 1 세기를 갖는 특정 파장에서의 광을 재료에 제공하고 재료를 통한 투과 이후에 측정된 그 파장에서의 통합된 광의 세기를 재료에 상기 특정 파장에서 제공된 광의 제 1 세기와 관련시킴으로써 투과율 또는 투과도가 결정될 수 있다(CRC Handbook of Chemistry and Physics, 69th edition, 1088-1989의 E-208 및 E-406 참조). 용어 "광에 대해 투과적인" 또는 "광 투과적인"은 광의 적어도 1%, 더 바람직하게는, 광의 적어도 10%, 훨씬 더 바람직하게는, 광의 적어도 30%가 재료 또는 층에 의해 투과된다는 것을 나타낸다. 특히 고-전력 LED들을 사용할 때, 심지어 낮은 투과율이 본 출원의 경우에 허용 가능하다는 점을 주의하라. 일반적으로, 제 1 백킹 층, 제 2 백킹 층 및 접착 층의 광에 대한 투과도가 특히 카페트 상부 층으로의 방향으로 이동하는 가시광과 관련하여 결정된다.
본원에서 도파관은 일반적으로 높은 광 투과도를 가질 것이다. 일반적으로, 가시광에서 도파관에 대한 광 투과도는 적어도 약 80%, 더 바람직하게는, 적어도 약 90%, 훨신 더 바람직하게는, 적어도 약 95%일 것이다. 특히, 도파관에 대하여, 투과율은 또한 가시광에 의한 수직 방사 하에서 도파관 재료의 1 cm 두께 피스(piece)의 투과율로서 정의될 수 있다. 도파관 재료는 상기에 정의된 재료들 중 어느 하나 또는 또 다른 실시예에서, 상기에 정의된 바와 같은 접착 층의 재료일 수 있다.
제 1 백킹 층은 바람직하게는, 적어도 약 1%, 더 바람직하게는, 적어도 약 10%, 훨신 더 바람직하게는, 적어도 약 30%의 가시광에 대한 광 투과도를 갖는다. 도파관 하부에 배열되는(즉, 도파관 및 제 1 백킹 층 하부면 사이에 배열되는) 임의의 다른 하부 재료 또는 층이 바람직하게는, 적어도 약 1%, 더 바람직하게는, 적어도 약 10%, 훨씬 더 바람직하게는, 적어도 약 30%의 광 투과율을 갖는다.
용어 "청색 광" 및 "청색 방출"은 특히 약 410 내지 490 nm 범위의 파장을 갖는 광을 나타낸다. 용어 "녹색 광"은 특히 약 500 내지 570 nm 범위의 파장을 갖는 광을 나타낸다. 용어 "적색 광"은 특히 약 590 내지 650 nm 범위의 파장을 갖는 광을 나타낸다. 용어 "황색 광"은 특히 약 560 내지 590 nm 범위의 파장을 갖는 광을 나타낸다.
용어들 "카페트 광" 또는 "광원광"과 같은 본원의 용어 "광"은 바람직하게는, 가시광을 나타낸다. 용어 "가시광은" 특히 약 400 내지 700 nm 범위로부터 선택되는 파장에 의한 방사를 갖는 광을 나타낸다.
본 발명에 의하면, 제조가 용이하고, 카페트 조명이 상대적으로 균일하고, 조명 파트 및 도파관이 손상되지 않는 발광 터프티드 카페트가 제공된다.
도 1a 내지 도 1h는 본 발명에 따른 발광 터프티드 카페트의 실시예들을 개략적으로 도시한 도면; 도 1a, 도 1b, 도 1c, 도 1e, 도 1f 및 도 1g는 단면도들(수평 평활 면을 가정하면 카페트에 수직인 단면)인 반면, 도 1d 및 도 1h는 사시도들.
도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 실시예들에 따른 광원(들) 및 도파관(들)의 배열들의 실시예들을 개략적으로 도시한 도면; 도 2a, 도 2b 및 도 2c는 이해를 위해, 광원(들) 및 도파관(들)을 도시하기 위하여 제 1 백킹 층(10)이 "제거"되는 "상면도"들.
도 3은 도파관에서의 광 아웃커플링 사이트들의 비-제한적인 수의 실시예들을 개략적으로 도시한 도면.
본 발명의 실시예들이 이제 대응하는 부분들에는 대응하는 참조 기호들이 병기되어 있는 첨부된 개략도들을 참조하여 단지 예로서 설명될 것이다.
본원의 도면들은 일반적으로 대부분의 본질적인 부분들만을 도시하고, 당업자에게 명백하다고 간주되는 부분들을 생략한 개략도들이다. 예를 들어, 전압원들, 전기 와이어들, 등이 명확화를 위하여 도면들 대부분에 포함되지 않는다. 또한, 도면들은 크기대로 도시되어 있지 않다.
도 1a는 본 발명에 따른 발광 터프티드 카페트(100)의 실시예를 개략적으로 도시한다. (본원에서 카페트(100)라고도 표현되는) 발광 터프티드 카페트(100)는 제 1 백킹 층(10)과 제 2 백킹 층(20), 부가적으로 도파관(30)의 라미네이트(130) 및 광원(40)을 포함한다. 광원(40)은 선택적일 수 있다.
여기서, 제 1 백킹 층(10)은 제 1 백킹 층 카페트면(131) 및 제 1 백킹 층 하부면(132)을 갖는다. 제 1 백킹 층(10)에는 제 1 백킹 층 카페트면(131)에 터프트들(12), 여기서는 폐루프 터프트들을 형성하는 얀들(11)이 제공된다. 제 1 백킹 층 카페트면은 본원에서 "카페트 측" 또는 "카페트로서의 자신의 사용 동안 사용자와 마주하는 측면"으로도 표현된다. 제 1 백킹 층(10)은 광에 투과적인데, 즉, 도파관(아래 참조)으로부터 광이 제 1 백킹 층을 통하여 카페트(100)의 외부로 나온다.
제 2 백킹 층(20)은 제 2 백킹 층 상부면(135) 및 제 2 백킹 층 하부면(136)을 갖는다.
제 1 백킹 층(10) 및 제 2 백킹 층(20)은 선택적으로 접착 층(아래 참조), 반사 층, 등과 같은 부가적인 층들을 또한 포함할 수 있는 라미네이트(130)를 형성한다. 라미네이트(130)는 카페트 상부 층(141)으로서 제 1 백킹 층 카페트면(131)을 가지며, 이 실시예에서, 제 2 백킹 층 하부면(136)인 카페트 하부 층(142)을 갖는다.
상술된 바와 같이, 용어 "하부" 및 "상부"는 단지 제 1 백킹 층(10), 접착 층(아래 참조), 제 2 백킹 층(20) 및 라미네이트(130)의 대상들의 상이한 면들을 명백한 방식으로 설명하기 위해서만 사용된다는 점을 주의하라. 용어들 "하부" 및 "상부"의 사용이 청구된 바와 같은 본 발명의 카페트를 제한하지 않고, 이의 용도를 첨부 도면들에서 개략적으로 도시된 구성들로 제한하지도 않는다. 또한, 롤(roll) 상의 카페트(100)가 본원에서 청구된다.
도파관(30)이 제 1 백킹 층 하부면(132) 및 카페트 하부 층(142) 사이에 배열된다. 이 실시예에서, 도파관(30)은 제 1 백킹 층 하부면(132) 및 제 2 백킹 층 상부면(135) 사이에 배열된다.
또한, 이 측면도에서, 도파관(30)의 에어리어는 제 1 백킹 층(10) 및 제 2 백킹 층(20)의 에어리어와 실질적으로 동일하다. 그러나, 바람직하게는, 도파관의 이 에어리어(또는 통합된 최대 단면 도파관 에어리어)는 제 1 백킹 층(10)(및 제 2 백킹 층(20), 각각)의 에어리어보다 더 작다(또한 아래 참조). 용어 에어리어는 "단면 에어리어" 또는 "최대 단면 에어리어, 즉, 도 1a(및 도 1b, 도 1c 및 도 1e)의 도면의 평면에 수직이고 층들에 평행한 평면; 즉, (실질적으로 수평의 플로어(floor) 상과 같이) 카페트(100)의 평활한 애플리케이션 동안 카페트(100)에 평행한 평면에서 도파관(30), 제 1 백킹 층(10) 및 제 2 백킹 층(20)의 에어리어를 나타낸다.
도파관(30)은 도파관 광(참조 번호 32)을 (하나 이상을 포함하는) 카페트 광(102)으로서 도파관 광 아웃커플링 사이트(31)에서 커플링 아웃하도록 배열된다. 도파관은 광원(40)으로부터 광을 수신한다. 그러므로, 광원(40)은 광원광(42)을 발생시키도록 배열된다. 도파관(30) 및 광원(40)은 광원(40)의 광원광(42)을 도파관 광(32)(즉, 광원광(42)의 도파관(30) 내로의 인커플링의 결과로서 도파관(30)을 통해 이동하는 광)으로서 도파관(30) 내로 커플링하도록 배열된다. 실질적으로 제 1 백킹 층 하부면(132) 및 카페트 하부 층(142) 사이에 배열되는 아웃커플링 사이트(들)(31)에서, 광이 도파관(30)으로부터 나온다. 이 광은 본원에서 "카페트 광(102)"으로서 표현되고, 카페트 상부 층(141)으로의 방향으로 이동한다. 이 광이 적어도 부분적으로 제 1 백킹 층(10)을 통해 투과됨으로써, 이 카페트 광(102)을 제공한다. 도파관(들)(30), 및 특히 광 아웃커플링 사이트들(31)은 바람직하게는, 제 1 백킹 층 상부측(131)의 방향에서 도파관으로부터 도파관 광(32)을 커플링 아웃하도록 배열된다.
제 1 백킹 층(10)은 광 아웃커플링 사이트들(31) 하부에 있다. 즉, 도파관 광 아웃커플링 사이트들(31)은 제 1 백킹 층(10) 아래에 있다.
이 실시예에서, 하나의 외부 광원(40) 및 하나의 도파관(30)이 개략적으로 도시되어 있다.
제 1 백킹 층(10) 및 제 2 백킹 층(20)은 접착 층과 같이, 당업계에 공지되어 있는 수단에 의해 서로 부착될 수 있다. 도 1a를 참조하면, 접착 층은 제 1 백킹 층(10) 및 도파관(30) 사이에 배열될 수 있다. 선택적으로, 접착 층은 도파관(30) 및 제 2 백킹 층(20) 사이에 배열될 수도 있다(둘 모두가 도 1a에 도시되어 있지 않다). 제 2 백킹 층(20)이 존재하고 도파관(30)이 약 50 내지 100% 범위와 같이, 제 1 백킹 층(10)(및 제 2 백킹 층(20))의 50%보다 더 큰 단면 에어리어를 가지는 실시예들에서, 바람직하게는, 접착 층은 (또한) 도파관(30) 및 제 2 백킹 층(20) 사이에 존재한다. 따라서, 이와 같은 실시예는 제 1 백킹 층(10), 선택적 접착 층(참조 번호 50, 이하 참조), 도파관(30), 또 다른 선택적 접착 층, 및 제 2 백킹 층(20)을 포함하는 라미네이트(130)를 포함할 수 있다.
그 다음, 도 1b는 도 1a에 개략적으로 도시된 것과 실질적으로 동일한 실시예를 개략적으로 도시한다. 그러나, 이 실시예에서, 카페트(100)는 제 1 백킹 층(10) 및 제 2 백킹 층(20) 사이에 배열되는 접착 층 상부면(133) 및 접착 층 하부면(134)을 갖는 접착 층(50)을 더 포함한다. 여기서, 접착 층(50)은 실질적으로 제 1 백킹 층 하부면(132) 및 제 2 백킹 층 상부면(135)과 각각 접촉한다. 접착 층(50)은 실질적으로 제 1 백킹 층(10) 및 제 2 백킹 층(20)의 전체 표면 상에 존재할 수 있지만, 제 1 백킹 층 및 제 2 백킹 층(20) 상의 이산 영역들에 배열될 수도 있다.
이 실시예에서, 도파관(30)은 접착 층(50)(의 부분) 및 제 1 백킹 층(10) 사이에 배열된다. 이 개략적으로 도시된 실시예에서, 발광 터프티드 카페트(100)는 복수의 광 섬유들(본원에서 광 섬유들이라고도 표현됨)과 같은 복수의 도파관들(30)을 포함한다.
상술된 바와 같이, 도파관(30), 및 특히, 광 아웃커플링 사이트들(31)(도시되어 있지만, 도 1a 및 3을 또한 참조하라)이 제 1 백킹 층 상부 측(131)의 방향에서 도파관으로부터 도파관 광(32)을 커플링 아웃하도록 배열될 수 있지만, 대안적으로 또는 게다가, 도파관 광(32)의 부분이 또한 접착 층(50)의 방향에서 나오는 것이 발생하거나 사전결정될 수 있다. 그러므로, 바람직한 실시예에서, 접착 층(50)은 바람직하게는 적어도 부분적으로 카페트 광(102)에 대해 투과적이다.
도 1b의 접착 층(50)은 스캐터링 입자들, 전기 전도성 입자들 및 항산화제들로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 하나 이상의 유형의 입자들(60)을 포함할 수 있는 입자들(60)을 선택적으로 더 포함하는 광 투과적인 접착 층(50)이다. 특히, 그러한 입자들(60)은 스캐터링 입자들을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 접착 층(50)은 입자들(60)로서 광 스캐터링 입자들이 없다. 본원에서, 스캐터링 입자들 및 광 스캐터링 입자들은 전기 전도성 입자들 또는 항산화제 입자들의 기능을 실질적으로 가지지 않는 입자들이다.
도 1b에서, 광 섬유들과 같은 도파관들(30)이 개략적인 정면도로 도시되어 있다. 광원(40)으로부터의 광원광(42)의 인커플링은 예를 들어, 개략적으로 도시된 카페트(100)의 (이 도면에서) 후방측의 도파관(30)의 다른 측면에서 발생할 수 있다.
도 1c는 도 1b에서 개략적으로 도시된 실시예들과 실질적으로 동일하지만, 도파관(30)이 접착 층(50) 및 제 1 백킹 층(20)의 부분 사이에 배열되는 실시예를 개략적으로 도시한다. 이 실시예에서, 도파관들(30)은 제 1 백킹 층 상부면(135)과 접촉한다. 특히, 이와 같은 실시예에서, 접착 층(50)이 (또한) 카페트 광(102)에 투과적인 것이 바람직하다. 그러므로, 도파관들(30)로부터 나오는 광은 카페트 상부 층(141)으로의 방향으로 접착 층(50)의 적어도 일부를 통하여 이동하고 나서, (카페트 상부 층(141)의 방향으로) 제 1 백킹 층을 통해 이동하고, 카페트 광(102)으로서 카페트(100)에서 외부로 떠나게 된다.
도 1d는 주로 터프트들(12)이 여기서 커팅된 루프 터프트들이라는 점, 및 도파관들(30)이 실질적으로 접착 층(50)에 의해 둘러싸인다는 점(즉, 도파관(들)이 실질적으로 접착 층(50)의 접착제와만 접촉하고, 실질적으로 제 1 백킹 층(10) 또는 제 2 백킹 층(20)과 접촉하지 않는다는 점)을 제외하고는, 도 1b 및 도 1c에 개략적으로 도시된 카페트들(100)과 실질적으로 동일한, 본 발명에 따른 실시예의 사시도를 개략적으로 도시한다. 광원광(42)을 도파관(들)(30) 내로 커플링하기 위한 옵션(option)들이 도 2a 내지 도 2c에서 더 도시된다(아래 참조).
당업자에게 명백한 바와 같이, 폐 또는 개 루프 터프트의 개략적인 서술은 비 제한적이다.
도 1d와 함께 도 1e는 특히 도파관 에어리어 및 제 1 또는 제 2 백킹 층 에어리어들의 관계를 설명하기 위하여 도시된다. 도 1d의 개략도는 제 1 백킹 층(10) 및 제 2 백킹 층(20)의 에어리어들을 각각 참조번호들(19 및 29)로 표시한다. 일반적으로, 그리고, 적어도 또한 이 실시예에서, 이러한 에어리어들(19 및 29)은 실질적으로 동일하고, 카페트(100)의 에어리어와 실질적으로 동일하다. 이러한 에어리어들(19 및 29)은 또한 각각 제 1 백킹 층(10) 및 제 2 백킹 층(20)의 단면 에어리어들로서 표현될 수 있고, 다시, 용어 "단면"은 평활한 사용 동안(즉, 평활 면 상, 특히 실질적으로 수평 표면 상의 사용 동안) 카페트(100)의 평면에 평행한 단면을 나타낸다. 도 1e는 복수의 도파관들(30)을 개략적으로 도시하며, 각각의 도파관(30)은 제 1 백킹 층(10) 및 제 2 백킹 층(20)에 실질적으로 평행한 평면에서 최대 단면 에어리어(33)를 갖는다. 도파관들(30)이 예를 들어, (광 섬유와 같은 도파관(30)에 수직인 평면에서) 실질적으로 둥근 단면을 가지므로 단면 에어리어가 변화할 수 있기 때문에 용어 "최대 단면 에어리어"가 적용된다.
그러므로, 도 1e를 참조하면, 도파관 단면의 에어리어는 도 1e에 도시된 바와 같이, 제 1 백킹 층(10) 및 제 2 백킹 층(20)에 평행한 평면에서, 도파관들(30)의 가장 긴 폭에서 취해진다. 바람직하게는, 도파관들(30)의 통합된 최대 단면 에어리어들은 제 1 백킹 층 에어리어(19)(및 이에 따라, 또한 제 2 백킹 층 에어리어29))의 약 50%와 동일하거나 이보다 더 작다.
도 1f는 터프티드 카페트(100)가 제 2 백킹 층을 포함하지 않는다는 점을 제외하고는, 도 1a와 실질적으로 동일한 실시예를 개략적으로 도시한다. 선택적으로, 제 1 백킹 층(10) 및 도파관(30)의 라미네이트(130)는 예를 들어, 반사 포일(reflective foil)(반사 층)일 수 있는 백킹 층(230)을 더 포함할 수 있다. 이 개략적인 도면에서, 도파관들(30)의 통합된 최대 단면 에어리어들은 이 실시예가 이와 같은 구성으로 제한되지 않을지라도 제 1 백킹 층과 실질적으로 동일하다. 도파관(들)(30) 및 제 1 백킹 층(10) 사이에 또한 선택적으로 접착 층(50)이 존재할 수 있거나 또는 도파관(들)(30)이 선택적 접착 층(50)(도 1b 및 도 1c 참조) 내에 통합될 수 있다는 점을 주의하라.
도 1g에 개략적으로 도시된 또 다른 실시예에서, 도파관(들)은 제 2 백킹 층(20) 내에 통합된다. 여기에 도시된 실시예에서, 접착 층(50)은 바람직하게는, 실질적으로 스캐터링 입자들을 포함하지 않는다. 도파관들(30)로부터 나오는 광은 이 실시예에서, 카페트 상부 층(141)의 방향으로 제 2 백킹 층(20)의 부분, (선택적) 접착 층(50) 및 제 1 백킹 층(10)을 통하여 이동하고, 카페트 광(102)으로서 카페트(100)에서 빠져나간다.
도 1d에 개략적으로 도시된 실시예들에 대한 변형에서, 카페트(100)의 실시예가 도 1h에 개략적으로 도시되어 있고, 여기서, 도파관(30)은 복수의 도파관들(30)을 포함하고, 제 2 백킹 층(20)이 존재하지 않는다. 도파관들(30)은 이와 같은 실시예에서 카페트 하부 층(142)을 제공할 수 있다.
도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 실시예들에 따른 광원(들)(40) 및 도파관(들)(30)의 배열들의 실시예들을 개략적으로 도시한다; 도 2a, 도 2b 및 도 2c는 이해를 위해, 광원(들)(40) 및 도파관(들)(30)을 도시하기 위하여 제 1 백킹 층(10)이 "제거"되는 "상면도"들이다.
도 2a는 도파관(30)이 (여기서, 제 2 백킹 층 상부면(135) 상에 배열되는) 복수의 도파관들을 포함하는 실시예를 개략적으로 도시한다. 도파관들(30)은 복수의 아웃커플링 사이트들(31)을 포함한다. 도파관들(30)은 중간 도파관 및/또는 보조 옵틱(auxiliary optic)을 포함할 수 있는 인커플링 유닛(160)을 통하여 광원(40)으로부터 광(42)을 수신한다. 중간 도파관 및/또는 보조 옵틱들을 포함할 수 있는 인커플링 유닛(160)은 광원광(42)을 도파관(30), 여기서는, 복수의 도파관들(30) 내로 커플링시키도록 배열된다. 용어 "중간 도파관"은 이 도파관이 광원(40)으로부터 카페트(100)에 포함된 도파관(30)으로 광을 가이드(guide)하도록 배열된다는 것을 나타내기 위하여 적용된다.
인커플링 유닛(160)이 다른 개략적인 도면들에서 도시되어 있지 않을지라도, 당업자에게 명백한 바와 같이, 본 발명에 따른 임의의 카페트(100)는 하나 이상의 인커플링 유닛들(160)을 포함할 수 있다.
유리하게도, 도파관 광 아웃커플링 사이트들(31)이 제 1 백킹 층 하부면(13) 및 카페트 하부 층(142) 사이에 있다는 점을 주의하라.
도 1a 내지 도 1h 및 도 2a는 광원(40)이 카페트(100)로부터 외부에 배열되는 실시예들을 개략적으로 도시한다; 도 2b 및 도 2c는 광원(들)(40)이 제 1 백킹 층 하부면(132) 및 카페트 하부 층(142) 사이에 배열되는 실시예들을 개략적으로 도시한다. 여기서, 이러한 개략적으로 도시된 실시예들에서, 광원(들)(40)은 제 1 백킹 층 하부면(132) 및 제 2 백킹 층 상부면(135) 사이에 배열된다. 예를 들어, 광원(들)은 적어도 부분적으로 접착 층(50) 내에 통합될 수 있다. 개략적인 도면들(도 2b 및 도 2c)에서, 이해를 위해, 선택적 접착 층(50) 및 제 1 백킹 층(10)은 광원(들)(40) 및 도파관(들)(30)의 배열을 더 양호하게 인식하기 위하여 도시되어 있지 않다.
도 2b에서, 카페트(100)는 복수의 도파관들(30)을 포함한다. 광원광(42)(도시되지 않음)은 광 섬유들과 같은 도파관들(30) 내로 커플링된다. 다시, 광원(40)의 광원광(42)의 도파관 내의 인커플링은 실시예에서, 시준기들(collimater), 등과 같은 옵틱들(optics)에 의해 가능해질 수 있다. 광 섬유들(30)의 배열은 규칙적인 배열이다. 도파관들(30) 각각은 복수의 도파관 광 아웃커플링 사이트들(31)을 포함함으로써, (이 도면에 도시되지 않은) 카페트 광의 실질적인 균질한 발생을 허용한다.
광원(40)이 (이 도면 및 다른 도면들에서) 단일 광원으로서 도시되어 있을지라도, 예를 들어, LED들과 같은 복수의 광원들을 포함할 수 있다는 점을 주의하라. 예를 들어, 광원(40)은 상술된 바와 같이, RGB LED들을 포함할 수 있다.
도 2c는 도 2b에 개략적으로 도시된 실시예와 실질적으로 동일하지만, (도시되지 않은) 광원광(42)을 복수의 도파관들(30) 내로 커플링하도록 각각 배열되는 복수의 광원들(40)을 가지는 카페트(100)의 실시예를 개략적으로 도시한다. 설명으로서, 전압원(80)이 전기 와이어(들)(81)를 통해 광원(들)에 전력을 공급하도록 배열되는 것으로 도시되어 있다.
다른 실시예들에서, 각각의 광원(40)에 대해 하나의 도파관(30)이 존재할 수 있다. 그러므로, 실시예에서, 도파관(30)은 복수의 도파관들을 포함하고, 광원(40)은 복수의 광원을 포함하며, 각각의 도파관 및 각각의 광원이 광원들의 광원광을 각각 도파관들 내로 커플링하도록 배열된다.
도 1a 내지 도 1c 및 도 1f 내지 도 1h가 외부 광원(40)을 가지는 것으로 개략적으로 도시되어 있고, 도 1d 및 도 1e가 광원(40) 없이 개략적으로 도시되어 있을지라도, 그러한 개략적으로 도시된 실시예들이 대안적으로(또는 선택적으로 추가적으로) 내부 광원(40), 즉, 제 1 백킹 층(10) 하부면(132) 및 카페트 하부 층(142) 사이에 배열되는 광원(40)을 포함한다는 점을 주의하라.
최종적으로, 도 3은 리세스(recess)들 및 반사 (단부) 면과 같은 복수의 광 아웃커플링 사이트들(31)을 가지는 광 섬유와 같은 도파관(30)의 실시예를 개략적으로 도시한다.
또한, 제 2 백킹 층(20)과 관련하여, 실시예에서, 이 제 2 백킹 층(20)은 명칭 ActionBac® 하에서 공지된 것과 같은, 제 2 백킹 층에 대한 기존 제품을 기반으로 할 수 있다. 상기 백킹 층은 슬릿 필름(slit film) 및 올레핀 방적사(spun olefin yarn)들의 레노직(leno weave)으로 이루어지는 백킹이다. 상기 백킹 층은 인치 당(2.54 cm 당) 16개의 워프(warp)들 및 인치 당(2.54 cm 당) 5개의 픽(pick)들의 평균치들을 갖는 레노직에서 폴리프로필렌 멀티플라멘트 픽(polypropylene multifilament pick)들 및 폴리프로필렌 워프 테이프(polypropylene warp tape)들을 갖는 제곱 야드 당 2.1 온스(제곱 미터 당 0.71 그램) 섬유를 갖는다. 이와 같은 백킹 층은 카페트들에서 양호한 박리 강도와 함께 치수 안정성을 부여한다. 이 백킹 층은 또한 제조 동안 로버스트(robust)한 경화 레이트들에 매우 적합한 개방성(openness)을 갖는다. 0.5 인치 물과 동일한 차압으로 ASTM D-737에 따라 결정된 이 백킹의 공기 투과도는 로버스트한 바인더 경화 레이트들에 충분한 약 750 ft3/min/ft2(229 m3/min/m2)를 초과한다. 더 높은 카운트(count), 18×13, 레노직 구성을 갖는 또 다른 이와 같은 제품은 약 720 ft3/min/ft2(219 m3/min/m2) 이상의 평균 공기 투과도를 갖는다. 이것은 또한 충분한 경화 레이트들에 매우 적합하다. 바람직하게는, 제 2 백킹 층(20)은 접착 층(50)에 사용된 재료와의 높은 접착 융화성(adhesive compatibility)을 가져서, 카페트(100)는 ASTM D-3936에서 기술된 테스트와 같은 박리 테스트를 통과할 것이다. 박리 저항 부과 특성들은 바람직하게는, 설명된 기준 카페트들에 라미네이팅될 때 백킹이 적어도 2.5 pounds/in(44.6kg/m)의 박리 강도를 가지도록 해야 한다. 그러나, 바람직한 값들은 3 내지 4 pounds/in(53.6 내지 71.4kg/m), 더 바람직하게는, 적어도 5.5 pounds/in(98.2kg/m), 그리고 훨씬 더 바람직하게는, 적어도 6 pounds/in(107.1kg/m)보다 더 크다.
박리를 방지하기 위하여, 양호한 본딩이 필요하다. 본딩은 경화 동안 카페트로부터 증발된 바인더 액체들의 통행을 방해하지 않도록 충분한 개방성을 가짐으로써 개선될 수 있다.
제 2 백킹의 공기 투과도는 0.5 인치 물과 동일한 차압으로, ASTM 표준 D-737에 따라 결정될 수 있다(또한 위 참조). 수용 가능한 값은 250ft3/min/ft2이지만, 더 바람직한 값들은 350 내지 800 ft3/min/ft2의 범위 내이다. 예로서, 약 70 ft3/min/ft2 이하를 갖는 제 2 백킹들은 높은 바인더 경화 레이트들에 부적합한 것으로 간주된다. 예로서, ActionBac®이 매우 적합한 제 2 백킹이며, 750ft3/min/ft2을 초과한다.
도면들에서 인식될 수 있는 바와 같이, 제 2 백킹의 부분은 도파관(들) 및 선택적으로 광원(들)으로 커버될 수 있다. 베이스 제 2 백킹이 충분히 높은 공기 투과도를 가지는 경우에, 이것이 수용 가능하다. 예를 들어, 표면의 50%가 커버되는 경우에, 공기 투과도는 정상적인 공기 투과도의 50%로 감소되는 최악의 경우이다. 그러므로, 250 ft3/min/ft2의 수용 가능한 공기 투과도를 성취하기 위하여, 500 ft3/min/ft2보다 더 큰 공기 투과도를 갖는 제 2 백킹을 사용해야 한다. 예로서, ActionBac®은 700 ft3/min/ft2보다 더 큰 공기 투과도를 가지므로, 본 발명에 사용될 수 있다.
임의의 다른 기존 제 2 백킹 재료가 본 발명에서 사용되는 제 2 백킹 층(20)에 대한 베이스(basis)로서 사용될 수 있다는 점이 주의되어야 한다. 다른 예들은 니들펠트 백킹(needlefelt backing)들, 고무 백킹들, PVC 백킹들, 폴리우레탄 백킹들, 비닐 백킹들, 쿠션 백킹들, 나일론 백킹들이다. 니들펙트 백킹들에서의 섬유들은 본딩을 위해 바느질된다. 쿠션 또는 패딩이 제 2 백킹 내에 통합될 수 있다는 점이 또한 주의된다. 제 2 백킹 재료의 또 다른 예는 비투멘(bitumen)이다. 이 재료는 예를 들어, 카페트 타일(carpet tile)들 또는 차량 메트들에서와 같이, 여분의 강건한 카페트가 필요할 때 사용된다. 일부 실시예들에서, 비투멘은 또한 접착제로서 사용될 수 있다. 상술된 바와 같이, 바람직하게는, 이와 같은 제 2 백킹 층(20)은 본 발명에 따른 터프티드 카페트(100)에 포함된다.
예
예에서, 카페트(100)는 ActionBac® 제 2 백킹(20) 및 개루프 터프티드 제 1 백킹(10)을 포함한다. 접착 층(50)으로서 임의의 필러 재료 없이 순 라텍스(pure latex)가 사용된다. 제 1 백킹(10) 및 제 2 백킹(20) 사이에는 도파관들(30)로서 광 섬유들이 랜덤 패턴(random pattern)으로 배열되지만, 광 섬유들의 종점들은 이들이 카페트를 빠져나가고 복수의 광 컬러들을 제공하기 위하여 흡수 컬러 휠(absorbing colour wheel)을 가지는 광원(40)으로서의 하나의 할로겐 광원 쪽으로 이르게 되는 하나의 위치에서 결합된다. 할로겐 광원(40)으로부터의 광원광(42)은 모든 광 섬유들 내로 동시에 커플링되고, 광(102)이 제 1 및 제 2 백킹 사이에 있는 광 섬유들의 종점들에서 커플링 아웃된다.
"실질적으로 모든 방출" 또는 "실질적으로 구성한다"에서와 같은 본원의 용어 "실질적으로"는 당업자에게 이해된다. 용어 "실질적으로"는 용어 "실질적으로"는 또한 "전체적으로", "완전히", "모두", 등을 갖는 실시예들을 포함할 수 있다. 그러므로, 실시예들에서, 형용사 실질적으로가 또한 제거될 수 있다. 적용 가능한 경우에, 용어 "실질적으로"는 또한 90% 또는 그 이상, 95% 또는 그 이상, 특히 99% 또는 그 이상, 더 구체적으로, 99.5% 또는 100%를 포함하는 그 이상과 관련될 수 있다. 용어 "포함한다"는 또한 용어 "포함한다"가 "~로 이루어진다"를 의미하는 실시예들을 포함할 수 있다.
더욱이, 명세서 및 청구항들에서의 용어들 제 1, 제 2, 등은 유사한 요소들을 구별하는데 사용되며, 반드시 순차적 또는 연대적 순서를 설명하기 위한 것은 아니다. 그렇게 사용된 용어들이 적절한 환경들 하에서 상호 교환 가능하고 본원에 설명된 본 발명의 실시예들이 본원에 기술 또는 설명된 것 이외의 시퀀스들로 동작할 수 있다는 점이 이해되어야 한다.
본원의 디바이스들은 특히 동작 중인 것으로 설명되어 있다. 당업자에게 명백한 바와 같이, 본 발명은 동작 방법들 또는 동작 시의 디바이스들로 제한되지 않는다.
상술된 실시예들이 본 발명을 제한하기보다는 오히려 설명한다는 점, 및 당업자들이 첨부된 청구항들의 범위로부터 벗어나지 않고 많은 대안적인 실시예들을 설계할 수 있을 것이라는 점이 주의되어야 한다. 청구항들에서, 괄호들 사이에 배치된 임의의 참조 부호들은 청구항을 제한하는 것으로 해석되어서는 안될 것이다. 동사 "포함한다" 및 이의 활용형들의 사용이 청구항에서 진술된 요소들 또는 단계들 이외의 요소들 또는 단계들의 존재를 배제하지 않는다. 요소 앞의 관사 "a" 또는 "an"은 복수의 이와 같은 요소들의 존재를 배제하지 않는다. 여러 수단을 열거한 디바이스 청구항에서, 이러한 수단들 중 여러 개가 하드웨어의 하나이고 동일한 아이템에 의해 구현될 수 있다. 어떤 수단들이 서로 상이한 종속 청구항들에서 재인용된다는 단순한 사실이 이러한 수단들의 조합이 유리하게 사용될 수 없다는 것을 나타내지는 않는다.

Claims (11)

  1. 카페트 상부 층(141) 및 카페트 하부 층(142)을 갖는 발광 터프티드 카페트(light emitting tufted carpet; 100)에 있어서, 상기 발광 터프티드 카페트(100)는 광에 투과적인 제 1 백킹 층(10), 선택적 접착 층(50), 광 아웃커플링 사이트(31)를 포함하는 도파관(30), 및 선택적 제 2 백킹 층(20)을 포함하고, 상기 제 1 백킹 층(10)은 상기 카페트 상부 층(141)인 제 1 백킹 층 카페트면(131) 및 제 1 백킹 층 하부면(132)을 가지며, 상기 제 1 백킹 층(10)에는 상기 제 1 백킹 층 카페트면(131)에 터프트들이 제공되고, 상기 선택적 제 2 백킹 층(20)은 제 2 백킹 층 상부면(135) 및 제 2 백킹 층 하부면(136)을 가지며, 상기 광 아웃커플링 사이트(31)는 상기 제 1 백킹 층 하부면(132) 및 상기 카페트 하부 층(142) 사이에 배열되고, 상기 도파관(30)은 광원(40)의 광원광(42)을 도파관 광(32)으로서 커플링 인하도록 배열되며, 상기 도파관(30)은 카페트 광(102)을 제공하기 위하여 도파관 광 아웃커플링 사이트(31)에서 도파관 광(32)을 커플링 아웃하도록 배열되는, 발광 터프티드 카페트.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 백킹 층(10), 상기 접착 층(50), 및 상기 도파관(30)을 포함하는 라미네이트(130)를 포함하는, 발광 터프티드 카페트.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 백킹 층(10), 상기 접착 층(50), 상기 도파관 및 상기 제 2 백킹 층(20)을 포함하는 라미네이트(130)를 포함하는, 발광 터프티드 카페트.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 접착 층(50)은 광 스캐터링 입자들이 없는, 발광 터프티드 카페트.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 백킹 층 하부면(132) 및 상기 카페트 하부 층(142) 사이에 배열되는 광원(40)을 더 포함하는, 발광 터프티드 카페트.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 발광 터프티드 카페트(100)로부터 외부에 배열되는 광원(40)을 더 포함하는, 발광 터프티드 카페트.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 복수의 도파관들(30)을 포함하는, 발광 터프티드 카페트.
  8. 제 7 항에 있어서, 복수의 광원들(40)을 더 포함하며, 상기 도파관들(30) 및 상기 광원들(40)은 상기 광원들(40)의 광원광(42)을 각각 도파관 광(32)으로서 상기 도파관들(30) 내로 커플링하도록 배열되는, 발광 터프티드 카페트.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도파관(30)은 복수의 도파관 광 아웃커플링 사이트들(31)을 포함하는, 발광 터프티드 카페트.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도파관(30)이 제 1 백킹 에어리어(19)를 갖는 상기 제 1 백킹 층(10)에 실질적으로 평행한 평면에서 최대 단면 에어리어(33)를 가지며, 상기 도파관(30)의 상기 최대 단면 에어리어가 상기 제 1 백킹 층 에어리어(19)의 약 50%와 동일하거나 이보다 더 작은, 발광 터프티드 카페트.
  11. 제 1 백킹 층, 접착 층(50), 복수의 도파관들(30) 및 제 2 백킹 층(20)을 포함하는 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 발광 터프티드 카페트(100)의 제조 방법에 있어서,
    제 1 백킹 층 하부면(132) 또는 제 2 백킹 층 상부면(135)에 접착제 및 상기 복수의 도파관들(30)을 제공하는 단계, 및
    상기 제 1 백킹 층(10) 및 상기 제 2 백킹 층(20)을 서로 라미네이팅하는 단계를 포함하는, 발광 터프티드 카페트 제조 방법.
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