СВЕТОИЗЛУЧАЮЩИЙ ВОРСОВЫЙ КОВЕР
LIGHT-EMITTING PILE CARPET

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к текстильным материалам, имеющим также функцию излучения света. Изобретение в особенности относится к ковру, содержащему первичный несущий слой, нити, образующие ворс с обращенной к ковру стороны несущего слоя, вторичный несущий слой и адгезивный слой, размещенный между первичным и вторичным несущими слоями.
Предпосылки к созданию изобретения
Обычно ковры содержат первичный несущий слой, снабженный нитями, образующими ворс (со стороны, обращенной к пользователю во время использования им ковра), вторичный несущий слой и в общем адгезивный слой, помещенный между первичным несущим слоем и вторичным несущим слоем. Нити проникают в первичный несущий слой для формирования ворса, выступающего из поверхности, по которой могут ходить люди, и т.д. Обычно нити являются не связанными и нуждаются в прикреплении адгезивом (из адгезивного слоя). Адгезивный слой, который может присутствовать на задней стороне первичного несущего слоя, прикрепляет ворс к первичному несущему слою и удерживает ворс на месте, одновременно скрепляя первичный несущий слой и вторичный несущий слой. Последнее может быть также достигнуто с помощью второго адгезивного слоя поверх первого адгезивного слоя.
В технике известны ткани, содержащие оптические волокна. В заявке US2007/0037462, например, описывается способ производства холста с распределенными оптическими волокнами, содержащего функциональные оптические волокна, изготовленный таким образом холст с функциональными оптическими волокнами и композиты, в которые включается холст с оптическими волокнами. Этот документ описывает разнообразные текстильные холсты, в частности адгезивно связанные нетканые холстяные материалы, каждый из которых содержит, по меньшей мере, одно оптическое волокно, непрерывно пропущенное по меньшей мере по длине или ширине материала. Такие холсты с оптическими волокнами могут быть полезными в качестве сенсорных компонентов (например, в качестве детекторов разрывов, напряжений, давления или скручивания), в качестве освещающих компонентов (например, в различных сферах создания освещения) или в качестве компонентов распределения данных, или в отдельности, или в сочетании с другими материалами, такими как ткани, пленки, пены и тому подобное.
Использование электронных компонентов, например в составе ковров, известно в технике. В заявке WO2007033980, например, описан такой ковер, а также способ оборудования ковра электронными компонентами. Для того, чтобы создать способ, который гарантирует возможность применения электронных компонентов в ковре эффективным и точно обнаруживаемым образом, причем электронные компоненты, которые прочно соединяются с несущим материалом, приклеиваются к ковру с помощью опор.
Сущность изобретения
Недостаток существующих технических решений заключается в том, что при размещении светодиодов в ковре может оказаться затруднительной защита светодиодов и/или других электронных компонентов от износа в результате движения по ковру или других воздействий (давления). Далее, проблема заключается в подаче электроэнергии энергетически эффективным путем и способом, который позволял бы монтажнику резать ковер на любую длину. Далее, проблемой может быть тепло, выделяемое светодиодами, в особенности при использовании светодиодов высокой мощности.
Поэтому аспектом изобретения является предложение альтернативного ковра, который предпочтительно по меньшей мере частично устраняет одно или больше из описанных выше недостатков.
Поэтому изобретение предлагает вариант реализации светоизлучающего ворсового ковра (который далее обозначается как ковер), который содержит:
а. первичный несущий слой, необязательный вторичной несущий слой, причем первичный несущий слой содержит первый войлочный слой, или необязательный вторичный несущий слой содержит второй войлочный слой, или в котором и первичный несущий слой, и необязательный вторичный несущий слой оба содержат войлочные слои,
b. множество встроенных в ковер светодиодов, приспособленных для генерирования света от ковра,
с. первый электрический проводник и второй электрический проводник, причем первый электрический проводник и второй электрический проводник приспособлены для подачи энергии от источника питания на светодиоды, и в котором один или больше из числа первого электрического проводника и второго электрического проводника по меньшей мере частично встроены в один или больше из числа первого войлочного слоя и второго войлочного слоя.
Преимущество такого ковра заключается в том, что светодиоды могут быть защищены ковром, т.е. не открыты непосредственно относительно предметов, людей или животных, размещенных или движущихся по ковру. Поскольку светодиоды находятся внутри ковра и не открываются непосредственно, используется термин «встроенные в ковер светодиоды». Другим преимуществом может быть то, что электрические проводники могут, по меньшей мере частично, быть защищены ковром. Еще одно преимущество может заключаться в том, что ковер может быть нарезан на нужные длины без нежелательного отсоединения светодиодов от источника питания. Это может быть особенно применимо в случае, когда каждый светодиод имеет свое собственное распределение мощности и/или когда светодиоды электрически подсоединяются параллельно и/или когда множество светодиодов состоят из двух или больше подгрупп, состоящих из одного или больше светодиодов, каковые две или больше подгрупп имеют отдельное электрическое соединение с источником питания. Преимущество использования войлока заключается в том, что он может быть относительно легко использован для включения в себя выемок под светодиоды (см. ниже) и/или что он может быть использован в качестве электрического проводника (также см. ниже).
Отметим, что термины «первый» и «второй» и подобные им, применяемые в описании и в формуле изобретения, используются для различения сходных элементов и необязательно для описания последовательности или хронологического порядка. Следует понимать, что используемые таким образом термины являются взаимозаменяемыми при подходящих обстоятельствах и что варианты реализации изобретения, описанные здесь, пригодны для применения при других обстоятельствах, отличающихся от описанных или проиллюстрированных здесь.
Фраза «в котором первичный несущий слой содержит первый войлочный слой» и подобные фразы обозначают, что первый войлочный слой может быть частью первичного несущего слоя, однако в другом варианте реализации обозначает, что первичный несущий слой по существу состоит из первого войлочного слоя. Поэтому в конкретном варианте реализации первичный несущий слой является первым войлочным слоем. Аналогичным образом это может относиться ко вторичному несущему слою и второму войлочному слою: так, второй войлочный слой может быть частью вторичного несущего слоя, но в другом варианте реализации обозначает, что вторичный несущий слой по существу состоит из второго войлочного слоя. Поэтому в конкретном варианте реализации вторичный несущий слой является вторым войлочным слоем.
По причинам обеспечения прочности по размерам в целом ковер согласно изобретению будет содержать вторичный несущий слой. Поэтому согласно варианту реализации ковер содержит вторичный несущий слой. В другом предпочтительном варианте реализации вторичный несущий слой является вторым войлочным слоем и дополнительно первичный несущий слой может содержать первый войлочный слой. И еще в одном варианте реализации первичный несущий слой является первым войлочным слоем, и вторичный несущий слой является вторым войлочным слоем.
Еще в одном варианте реализации ковер содержит также адгезивный слой, помещенный между по меньшей мере частью первичного несущего слоя и вторичным несущим слоем. Такой слой может быть использован для скрепления первичного несущего слоя со вторичным несущим слоем (см. также ниже). В предпочтительном варианте реализации адгезивный слой является проницаемым для света ковра, и предпочтительно светодиоды размещаются в одном или больше из числа адгезивного слоя и вторичного несущего слоя (в особенности в выемках в одном или больше из этих слоев). Когда адгезивный слой является проницаемым для света ковра, свет от светодиодов может легко проходить до верхней поверхности ковра.
Как упоминалось выше, предпочтительно один или больше светодиодов могут быть размещены в выемке в слое, выбранном из группы, состоящей из первичного несущего слоя, необязательного вторичного несущего слоя и необязательного адгезивного слоя, описанных выше. Поэтому выемка может быть размещена в первичном несущем слое, в необязательном вторичном несущем слое и, при наличии необязательного вторичного несущего слоя, также в необязательном адгезивном слое. В общем, светодиоды будут прикреплены к одному из этих слоев. Эти светодиоды могут, таким образом, быть размещены в выемках в слое, к которому прикреплены светодиоды, однако выемки могут также быть размещены в слое, прилегающем к слою, к которому прикреплены светодиоды. Фраза «один или больше светодиодов могут быть размещены в выемке в слое, выбранном из группы, состоящей из первичного несущего слоя, необязательного вторичного несущего слоя и необязательного адгезивного слоя» означает, что по меньшей мере часть из общего числа множества светодиодов размещается в обозначенном слое (слоях). В других слоях возможно также размещение светодиодов в выемках в слоях и/или везде по слоям.
Войлочный слой может быть слоем иглопробивного войлока. Термин «войлок» известен в технике и относится в целом к нетканому материалу, полученному путем сопряжения, уплотнения и прессования волокон. Свойлачивание в общем осуществляется химическим процессом, известным в технике. Оно выполняется также специальными валяльными иглами, которые захватывают отдельные волокна и протягивают их мимо соседних волокон, таким образом связывая их. Такой продукт называют армовойлоком.
Термин «войлочный слой» может в варианте реализации относиться также ко множеству войлочных слоев. В конкретном варианте реализации один или больше из числа первого войлочного слоя и второго войлочного слоя содержит пакет войлочных слоев (или ламинат войлочных слоев). Поэтому первый войлочный слой может быть пакетом войлочных слоев и/или второй войлочный слой может быть пакетом войлочных слоев. Термин «пакет войлочных слоев» относится к пакету или ламинату войлочных слоев (ламинат может быть также получен путем сшивания слоев вместе).
С особой целью защиты проводников проводники могут быть размещены внутри по меньшей мере части одного или обоих войлочных слоев. Поэтому в варианте реализации по меньшей мере часть одного или больше из числа первого электрического проводника и второго электрического проводника располагается в плоскости, параллельной верхней поверхности первичного несущего слоя в первом войлочном слое или во втором войлочном слое. Поэтому по меньшей мере часть одного из этих проводников или их обоих может быть размещена в параллельной плоскости. Кроме того, по меньшей мере часть одного из них может быть размещена в плоскости, параллельной, и по меньшей мере часть другого может быть размещена в плоскости, перпендикулярной ковру. В этом последнем варианте проводник может, например, выступать из ковра с обратной стороны ковра. При условии присутствия вторичного несущего слоя и, таким образом, необязательно также второго войлочного слоя далее по меньшей мере часть одного из этих проводников или обоих проводников может быть размещена в первом войлочном слое, или может быть размещена во втором войлочном слое, или один может быть размещен в первом войлочном слое и один может быть размещен во втором войлочном слое. Поэтому выбор конкретного размещения первого и второго проводника может быть выполнен независимо от другого.
В конкретном варианте реализации один или больше из числа первого электрического проводника и второго электрического проводника выбирают из группы, состоящей из электрического провода, электропроводного войлока и электропроводной войлочной полосы. Поэтому первый проводник может быть выбран как один из этих трех вариантов, но вне зависимости от первого выбора второй проводник может быть также выбран как один из этих трех вариантов. В предпочтительном варианте реализации виды первого и второго электрического проводника являются одинаковыми, когда оба электрических проводника представлены электропроводным войлоком. Таким образом, выбор конкретной формы первого и второго проводника может быть выполнен независимо от другого. Возможны также сочетания с другими вариантами реализации, когда первый проводник представлен электрическим проводом, а второй проводник представлен электропроводной войлочной полосой.
Термин «электрический проводник» (здесь он также обозначается как «проводник») может также относиться ко множеству проводников. В принципе каждый светодиод может обеспечиваться питанием (т.е. электроэнергией) от своих «собственных» проводников. Далее, первый и второй проводник могут обеспечивать питанием подгруппу светодиодов. При использовании множества групп первого и второго проводников каждый отдельный проводник может быть выбран из группы, состоящей из электрического провода, электропроводного войлока и электропроводной войлочной полосы. И в этом случае, в общем, первый и второй проводники в каждой отдельной группе и, более предпочтительно, все первые и вторые проводники относятся к одному виду.
Первый электрический проводник и второй электрический проводник в данном случае вместе также обозначаются как группа электрических проводников. Одна группа или множество групп могут также обозначаться как система проводников.
Как упоминалось выше, один или больше из числа первого электрического проводника и второго электрического проводника могут содержать электрический провод. Далее, один или больше из числа первого электрического проводника и второго электрического проводника может содержать электропроводной войлок. Преимуществом использования электропроводных войлоков может быть тот факт, что в вариантах реализации светодиоды могут быть размещены всюду. Далее, облегчается нарезка ковра на нужные длины, поскольку в этих вариантах реализации это не приведет к отсоединению светодиодов от источника питания.
В определенном варианте реализации ковер содержит вторичный несущий слой, в котором первый войлочный слой является первым электрическим проводником и в котором второй войлочный слой является вторым электрическим проводником. В таких вариантах реализации светодиоды могут быть размещены повсюду на ковре, поскольку первым контактом каждого светодиода может быть электрический контакт с одним из числа электрических проводников, и второй контакт каждого светодиода может быть электрический контакт с другим электрическим проводником. Адгезивный слой может быть использован в качестве изолятора или не проводящего электричество материала, изолируя первый проводник от второго проводника.
Желательно, однако, чтобы один или больше из числа первого войлочного слоя и второго войлочного слоя мог содержать пакет электропроводного войлочного слоя (обозначенный также как «пакет войлочного слоя»), содержащий первый электропроводной пакетный войлочный слой как первый электрический проводник и второй электропроводной пакетный войлочный слой как второй электрический проводник с изолятором, размещенным между первым электропроводным пакетным войлочным слоем и вторым электропроводным пакетным войлочным слоем. Такой электропроводной пакет войлочных слоев может использоваться как одно целое для обслуживания множества светодиодов. Здесь «электропроводной пакет войлочных слоев» обозначается также, как «проводящий пакет войлочных слоев». Электропроводной пакет войлочных слоев, образованный первым войлочным слоем, обозначается как первый электропроводной пакет войлочных слоев; электропроводной пакет войлочных слоев, образованный вторым войлочным слоем, обозначается как второй электропроводной пакет войлочных слоев. Термин «обслуживание» означает здесь «подвод/подачу электроэнергии к». Преимуществом использования электропроводных пакетов войлочных слоев при данном варианте реализации может быть факт, заключающийся в возможности распределения светодиодов повсюду, что облегчает резание.
Фраза «в котором первый войлочный слой содержит электропроводной пакет войлочных слоев» и подобные фразы означают, что проводящий пакет войлочных слоев может быть частью первого войлочного слоя, но в другом варианте реализации означает, что первый войлочный слой по существу состоит из проводящего пакета войлочного слоя. Поэтому в определенном варианте реализации первый войлочный слой является электропроводным пакетом войлочных слоев. Аналогичным образом это может быть применено ко второму войлочному слою и электропроводному пакету войлочных слоев.
Как упоминалось выше, предпочтительным является наличие вторичного несущего слоя. Далее, как упоминалось выше, первичный несущий слой содержит первый войлочный слой или вторичный несущий слой содержит второй войлочный слой, или первичный несущий слой содержит первый войлочный слой и вторичный несущий слой содержит второй войлочный слой, или только вторичный несущий слой содержит второй войлочный слой.
Предпочтительно присутствует по меньшей мере второй электропроводной пакет войлочных слоев и необязательно также первый электропроводной пакет войлочных слоев. Поэтому предпочтительно ковер содержит вторичный несущий слой, причем вторичный несущий слой содержит второй электропроводной пакет войлочных слоев и необязательно первичный несущий слой также содержит первый электропроводной пакет войлочных слоев.
В другом предпочтительном варианте реализации вторичный несущий слой является вторым электропроводным пакетом войлочных слоев и необязательно первичный несущий слой может содержать первый электропроводной пакет войлочных слоев. И еще в одном варианте реализации первичный несущий слой является первым электропроводным пакетом войлочных слоев и вторичный несущий слой является вторым электропроводным пакетом войлочных слоев.
При наличии вторичного несущего слоя и при наличии обоих электропроводных пакетов войлочных слоев пакет войлочных слоев, образованный первичной защитой, может обслуживать подгруппу светодиодов, и пакет войлочных слоев, образованный вторичной защитой, может обслуживать другую подгруппу светодиодов.
Далее, термин «электропроводной пакет войлочных слоев» может также относиться ко множеству (прилегающих) электропроводных пакетов войлочных слоев, причем электропроводной пакет войлочных слоев может обслуживать подгруппы множества светодиодов соответственно.
Далее, в варианте реализации одного или больше из числа первого электрического проводника и второго электрического проводника может содержать электропроводную войлочную полосу. Это позволяет использовать первый войлочный слой и/или второй войлочный слой, в которых только части (полосы) являются электропроводными. В варианте реализации такие электропроводные войлочные полосы могут также содержать электропроводные пакеты войлочных слоев (сочетание с описанным выше вариантом реализации).
Источник питания может быть размещен вне ковра. Однако источник питания может быть также встроен в ковер. Каждый светодиод может обладать своим (встроенным) источником питания, однако один или больше источников питания может быть размещен таким образом, чтобы подавать энергию к одному или нескольким светодиодам (подгруппам светодиодов). Термин «источник питания» может, таким образом, относиться ко множеству источников питания. Термин «встроенный» здесь может означать, что источник питания интегрирован в ковре, таком как вторичный несущий слой. Однако термин «встроенный» здесь может также означать, что источник питания прикреплен к ковру, будучи наложен на нижний слой ковра.
Изобретение относится к коврам со встроенным источником питания, так же как к сочетанию ковров с источником питания, когда источник питания располагается вне ковра, так же как к коврам без источников питания, но которые приспособлены быть электрически соединяемыми с внешним источником питания для получения электроэнергии от внешнего источника питания при соединении и для получения света от ковра при включении.
Светоизлучающий ковер может также содержать контроллер, который может быть встроен в ковер или находиться вне ковра, причем контроллер приспособлен для отдельного контроля оптических характеристик света ковра, или более предпочтительно двух или больше подгрупп светодиодов из множества светодиодов. Термин «оптические характеристики» может относиться в особенности к яркости и к цвету. Когда контроллер может обращаться к различным (подгруппам) светодиодов, и различные (подгруппы) светодиодов имеют различные цвета, можно легко контролировать цвет света ковра как оптическую характеристику. Например, две или больше подгрупп могут быть размещены таким образом, чтобы получать цвет, выбранный из не ограничивающей группы, состоящей из голубого, зеленого, желтого, красного и белого цвета.
Далее, один или больше из числа первого войлочного слоя и второго войлочного слоя может быть теплопроводным. Это может улучшить передачу тепла от светодиодов и может, таким образом, защитить ковер.
Термин «ковер» здесь относится к ворсовым коврам, однако в варианте реализации также к ворсовому ковру и в других вариантах изобретения также к ворсовым гобеленам. Еще в одном варианте реализации термин «ковер» относится к ворсовым автомобильным коврикам. Примерами являются также ворсовые ковры, которые используются в качестве покрытия для стен или крыш, или ворсовые коврики для ванн. Здесь светоизлучающий ворсовый ковер далее также обозначается как «ковер» или «ворсовый ковер».
Термин «светоизлучающий ворсовый ковер» относится к коврам согласно изобретению, которые допускают испускание света светодиодами, так что свет светодиодов выходит из ковра наружу. Однако прилагаемые пункты формулы изобретения относятся не только к коврам во время их использования в качестве излучателя света, но и к коврам самим по себе или к коврам с отключенными светодиодами.
Первичный и вторичный несущий слой
Первичный несущий слой имеет верхнюю поверхность первичного несущего слоя и нижнюю поверхность первичного несущего слоя. Вторичный несущий слой имеет верхнюю поверхность вторичного несущего слоя и нижнюю поверхность вторичного несущего слоя. Ковер имеет верхнюю поверхность ковра и нижнюю поверхность ковра. Первичный несущий слой и необязательный вторичный несущий слой и дополнительный адгезивный слой образуют пакет или ламинат из одного или больше слоев или, точнее, образуют ковер, имеющий верхнюю поверхность ковра и нижнюю поверхность ковра в качестве «границ». Первичный несущий слой может содержать или быть войлочным слоем (первый войлочный слой); аналогичным образом вторичный несущий слой может содержать или быть войлочным слоем (второй войлочный слой).
Отметим, что термины «нижний» и «верхний» используются только для отчетливого различения различных поверхностей объектов, таких как первичный несущий слой, адгезивный слой (см. ниже), вторичный несущий слой и ламинат. Использование терминов «нижний» и «верхний» не ограничивает заявленный ковер согласно изобретению, а также его использование, конфигурациями, схематически изображенными на прилагаемых чертежах. Кроме того, здесь заявлены свернутые ковры.
Термин «первичный несущий слой» может включать в себя первичный несущий слой, состоящий из множества слоев. Аналогичным образом термин «вторичный несущий слой» может включать в себя вторичный несущий слой, состоящий из множества слоев.
В особенности нити, образующие ворс ковра, формируют структуру, имеющую достаточно проемов для передачи света даже тогда, когда ковер выглядит непрозрачным для человеческого глаза. Для улучшения внешнего вида ворс предпочтительно формируется таким образом, что первичный несущий слой остается по существу невидимым, однако свет все еще может проникать через структуру ворса. Помещение источника света под первичный несущий слой, который проницаем для света, ведет к тому, что из ворсистой поверхности излучается свет от источника света.
Такой ворсовый ковер обладает преимуществом меньшего ограничения размеров светоизлучающей части. Например, в месте излучения света не требуется удаления первичной подложки.
Согласно другому варианту реализации первичный несущий слой является проницаемым для света. При использовании в этом описании термины «проницаемый для света» или «светопроницаемый» означают, что допускается прохождение сквозь материал всего видимого света или его части, с рассеиванием или без него. Преимущество этого заключается в уменьшении понижения яркости света, испускаемого источником (источниками) света, первичным несущим слоем. Например, через первичный несущий слой может быть пропущено более 5%, или более 10%, или более 30% яркости света, связанного с источником (источниками) света (в данном случае светодиода (светодиодов)) (см. также ниже). Такой проницаемый для света первичный несущий слой особенно релевантен в случае, если светодиоды размещаются между верхней поверхностью первичного несущего слоя и нижней поверхностью ковра и, в особенности, в случае, когда светодиоды размещаются между нижней поверхностью первичного несущего слоя и нижней поверхностью ковра так, как по меньшей мере в необязательном адгезивном слое и/или в необязательном вторичном несущем слое.
Термин «допускается прохождение части видимого света» может означать, что весь видимый свет передается частично (т.е. передается менее 100%), но может альтернативно или дополнительно обозначать передачу (частичную) некоторых частей спектра видимого света, когда другие части по существу не передаются. Слои, в особенности адгезивный слой (в случае его проницаемости для света), могут быть более проницаемыми для некоторых частей видимого спектра, чем для других частей видимого спектра, как известно специалистам в данном области техники.
Согласно другому варианту реализации, первичный несущий слой имеет проемы, которые накрыты ворсом. Проемы могут повысить яркость излучаемого («переданного») света. Свобода выбора материала для первичного несущего слоя в настоящее время высока, поскольку не существует ограничений на проницаемость материала первичного несущего слоя для света. Например, в качестве первичного несущего слоя может быть использован тканый текстильный материал. Он будет иметь проемы между нитями в тканой структуре.
Первичный несущий слой и вторичный несущий слой могут быть наложены друг на друга в данном варианте реализации способом, известным в технике. Поэтому ковер может быть ламинатом, который обозначается здесь как «ковровый ламинат» или просто «ламинат».
Предпочтительно адгезивный слой наносят для того, чтобы прикрепить первичный слой и вторичный слой друг к другу. В данном случае в варианте реализации светоизлучающий ворсовый ковер содержит также адгезивный слой, который имеет верхнюю поверхность адгезивного слоя и нижнюю поверхность адгезивного слоя, помещенные между первичным несущим слоем и вторичным несущим слоем, причем адгезивный слой предпочтительно по меньшей мере частично проницаем для света ковра. Поэтому изобретение предлагает вариант реализации светоизлучающего ворсового ковра, который содержит первичный несущий слой, адгезивный слой и вторичный несущий слой.
Следовательно, в этом варианте реализации по меньшей мере часть нижней поверхности первичного несущего слоя находится в контакте с по меньшей мере частью верхней поверхности адгезивного слоя, и по меньшей мере часть нижней поверхности адгезивного слоя (противоположной верхней поверхности адгезивного слоя) находится в контакте с по меньшей мере частью верхней поверхности вторичного несущего слоя. Таким образом, получается ламинат, в данном случае являющийся «пакетом» из первичного несущего слоя, адгезивного слоя и вторичного несущего слоя.
В одном варианте реализации ковер не содержит вторичной подложки вообще, и имеется только первичный несущий слой.
Однако ковер необязательно может содержать больше слоев, чем обозначенные выше первичный несущий слой, необязательный адгезивный слой и необязательный вторичный несущий слой. Такой необязательный слой (слои) может быть размещен между первичным несущим слоем и адгезивным слоем, между первичным несущим слоем и вторичным несущим слоем (в вариантах реализации, в которых адгезивный слой отсутствует), между адгезивным слоем и вторичным несущим слоем и между вторичным несущим слоем и нижней поверхностью ковра, и т.д. В ковровом ламинате может присутствовать более одного необязательного дополнительного слоя.
Применяемый в этом описании термин «вторичный несущий слой» включает в себя несущий слой, который образует поверхность ковра, противоположную поверхности шерсти. Такой слой обычно упоминается как «вторичный несущий слой» и доступен на рынке.
Эти «вторичные несущие слои» обладают тем преимуществом, что они хорошо подходят для защиты ковра и хорошо согласуются со способом изготовления ковра, применяемым на ковровых фабриках. Преимуществами использования вторичного несущего слоя может быть защита светодиодов, необязательных источников питания и проводников, так же как придание прочности ковру. Поэтому, предпочтительно, ворсовый ковер согласно изобретению содержит вторичный несущий слой. Однако, изобретение не ограничивается наличием вторичного защитного ковра, но могут присутствовать также и/или другие слои, такие как на стороне вторичного несущего слоя, обращенной в сторону от адгезивного слоя (т.е. между нижней поверхностью вторичного несущего слоя и нижней поверхностью ковра), а также в других местах (см. также выше).
По меньшей мере один из числа первичного несущего слоя и необязательного вторичного несущего слоя содержит войлочный слой. Если присутствует вторичный несущий слой, по меньшей мере один из числа первичного несущего слоя и вторичного несущего слоя содержит войлочный слой, и в случае, когда только один из них содержит войлочный слой, другой слой может содержать полипропилен, нейлон или джут. Эти материалы обладают тем преимуществом, что они относительно дешевы. Легко изготавливать проницаемую для света структуру из полипропилена или нейлона. Кроме того, тот факт, что эти материалы обычно используются в существующих ворсовых коврах, облегчает изготовление ковров согласно изобретению. Отмечено, что эти несущие слои могут по существу состоять из указанных материалов. Поэтому в варианте реализации первичный несущий слой содержит полипропилен, нейлон или джут, и вторичный несущий слой содержит войлочный слой.
3
2
3
2
3
2
3
2
3
2
3
2
3
2
Согласно другому варианту реализации изобретения вторичный несущий слой обладает проницаемостью для воздуха в объеме по меньшей мере около 70 м/мин/м, при перепаде давления, равном 0,5 дюйма (1,27 см) водного столба. Приемлемой величиной является 250 фут/мин/фут (76,2 м/мин/м), но более предпочтительными являются значения в диапазоне 350-800 фут/мин/фут (106,7-243,8 м/мин/м). Вторичные несущие слои с проницаемостью для воздуха ниже приблизительно 70 фут/мин/фут (24,4 м/мин/м) рассматриваются как не пригодные для высоких скоростей отверждения связующих.
Согласно другому варианту реализации изобретения вторичный несущий слой имеет проемы для прохождения воздуха. Связующие в форме пара, которые используются в адгезивном слое, могут проходить через проемы во время отверждения ковра. При этом варианте реализации можно гарантировать, что проницаемость для воздуха вторичного несущего слоя достаточно высока.
Согласно другому варианту реализации изобретения, ковер обладает сопротивлением расслоению, равным по меньшей мере 44,6 кг/м между первичным несущим слоем и вторичным несущим слоем. Это требование иногда также обозначают как «прочность на расслаивание» и обычно определяют согласно стандарту ASTM D-3936.
3
2
3
2
Согласно другому варианту реализации изобретения светодиоды встроены во вторичный несущий слой, в котором вторичный несущий слой является проницаемым для света, чтобы допускать пропускание света из источника света к адгезивному слою, или же светодиоды помещаются в верхней поверхности вторичного несущего слоя. Эти две компоновки светодиодов и вторничного несущего слоя могут гарантировать, что свет от источника света достигает адгезивного слоя для того, чтобы быть пропущенным далее до верхней поверхности первичного несущего слоя. Преимущество такого подхода заключается в том, что источник (источники) света защищен внутри ковра. Светодиоды могут быть защищены от истирания или ударов, которые могут повредить, например, электронику, или повредить водонепроницаемое уплотнение вокруг электроники. На стороне поверхности шерсти источники света защищены первичной подложкой с ворсом, а на противоположной стороне светодиоды защищены вторичной подложкой. Защита обратной стороны особенно важна при размещении ковра. Поэтому важно также использовать настоящее изобретение в светопроницаемой вторичной подложке ковра. Причина этого заключается в том, что в высококачественном ковре определенная проницаемость для воздуха во вторичной подложке требуется для достижения высокой прочности при расслаивании. И в особенности проницаемость для воздуха вторичной подложки, определенная согласно стандарту ASTM D-737, при перепаде давления, равном 0,5 дюйма (1,27 см) водного столба, предпочтительно составляет по меньшей мере 250 фут/мин/фут (76,2 м/мин/м).
Адгезивный слой
Адгезивный слой содержит верхнюю поверхность адгезивного слоя, обращенную к первичному несущему слою, и нижнюю поверхность адгезивного слоя, обращенную ко вторичному несущему слою.
И в данном случае термин «адгезивный слой» может в варианте реализации включать в себя адгезивный слой, содержащий множество адгезивных слоев (таких как слой грунтовки и адгезивный слой) и может в другом варианте реализации включать в себя адгезивный слой, содержащий множество (такое как смесь) адгезивов. Например, адгезивный слой может присутствовать на обратной стороне первичной подложки и прикреплять ворс к первичному несущему слою и удерживать ворс на месте, а также прикреплять первичный несущий слой и вторичный несущий слой друг к другу (при наличии, например, светодиодов в адгезивном слое). Или же первый адгезивный слой может находиться на обратной стороне первичной подложки и прикреплять ворс к первичному несущему слою и удерживать ворс на месте, а второй адгезивный слой, поверх первого адгезивного слоя, предназначен для скрепления первичного несущего слоя и вторичного несущего слоя (при наличии, например, светодиодов во втором адгезивном слое). Такие адгезивные слои, основанные, возможно, на различных адгезивах, обозначаются здесь как адгезивный слой.
Что касается в особенности тех вариантов реализации, в которых светодиоды по меньшей мере частично располагаются в адгезивном слое, или вариантов реализации, в которых светодиоды располагаются во вторичном несущем слое, то желательно, чтобы адгезивный слой был проницаемым для света ковра, т.е. (света, уходящего из светодиода наружу из ковра). Поэтому в данном варианте реализации адгезивный слой является проницаемым для света ковра.
Поэтому адгезивный слой, удерживающий ворс на месте, может в этом варианте реализации использоваться для удерживания светодиодов на месте под первичным несущим слоем. Светодиоды могут быть помещены между нижней поверхностью первичного несущего слоя в первичном несущем слое и верхней поверхностью адгезивного слоя в адгезивном слое. В верхней поверхности адгезивного слоя, обращенной к первичному несущему слою, могут быть предусмотрены проемы (выемки), в которые может быть помещен источник света.
Согласно предпочтительному варианту реализации изобретения адгезивный слой является по меньшей мере частично проницаемым для света для того, чтобы допустить прохождение света от светодиодов к первичному несущему слою. Это допускает размещение светодиодов на нижней поверхности адгезивного слоя. В этом случае светодиоды могут необязательно быть закреплены на месте дополнительным адгезивным средством. Светодиоды могут также быть полностью инкапсулированы в адгезивный слой. С другой стороны, светодиоды могут быть помещены под адгезивным слоем в пространстве между светодиодами и адгезивным слоем.
2
В другом варианте реализации адгезивный слой содержит также рассеивающие частицы, такие как частицы TiO или карбоната кальция. Такие частицы могут улучшить вывод света и/или однородное распределение и вывод света по ковру. Поэтому такие частицы приспосабливаются для рассеивания света ковра в адгезивном слое.
Согласно другому варианту реализации адгезивный слой содержит электропроводные частицы. Электропроводные частицы могут придать ковру антистатические свойства. Электропроводными частицами могут быть, например, сажа, формиат калия (НСООК), оксид олова, оксид индия и олова или серебро.
Согласно другому варианту реализации изобретения адгезивный слой содержит антиоксиданты. Антиоксиданты делают адгезивный слой более устойчивым к теплу. Это является достоинством, поскольку светодиоды могут выделять большое количество тепла. Кроме того, латекс без антиоксидантов может быстрее стареть и с течением времени желтеть, из-за чего он начинает поглощать свет, такой как, возможно, волноводный свет.
Согласно другому варианту реализации изобретения, адгезивный слой содержит латекс. Латекс может быть светопроницаемым латексом. Отмечено, что адгезивный слой может по существу состоять из латекса. Латекс может быть основан на термополимере стирола, бутадиене или мономере кислотного винила. Когда адгезивный слой по существу состоит из светопроницаемого латекса и по существу не содержит рассеивающих свет частиц, свет от источника света может эффективно покидать ковер. Таким образом, в адгезиве предпочтительно не используют рассеивающих свет наполнителей, и адгезивный слой является проницаемым для света. Поэтому в варианте реализации изобретения адгезивный слой свободен от рассеивающих свет частиц. Фраза «свободен от ...» и сходная фраза или термины в особенности означают, что нечто «по существу свободно от ...».
Согласно другому варианту реализации, адгезивный слой содержит акрилы. Акрилы могут быть светопроницаемыми акрилами. Отмечено, что адгезивный слой может по существу состоять из акрилов. Примером акрилов является полиакриловый сложный эфир. Преимуществами акрилов является твердость, гибкость и устойчивость к ультрафиолетовому свету. Акрилы также обладают высокой стойкостью к нагреву, что делает их особенно подходящими для использования в сочетании со светодиодами, которые выделяют относительно большое количество тепла. Латекс и акрилы могут также использоваться в сочетании.
В предпочтительном варианте реализации в качестве грунтовки (или, например, в качестве первичного слоя для последующего наложения адгезивного слоя) используется полиолефиновая дисперсия и/или сам адгезивный слой. Подходящей полиолефиновой дисперсией может быть, например, материал HYPOD™ компании Dow Chemical. Они являются дисперсиями на основе пропилена и этилена, которые комбинируют характеристики термопластмасс с высоким молекулярным весом и эластомеров с преимуществами применения водной дисперсии с высоким содержанием твердых материалов. Например, использование подложки ковра из PVB (поливинилбутирола) или полипропилена позволяет решить проблему чувствительности к ультрафиолетовому свету при одновременном увеличении проницаемости для ультрафиолетового света. Поэтому другой подходящей полиолефиновой дисперсией может быть дисперсия на основе pvb. Однако другие термопластмассы могут иметь даже более высокую проницаемость для ультрафиолетового света.
Светодиоды
2
2
Множество светодиодов может генерировать свет с по существу одинаковым спектром, но могут также генерировать свет с по существу различным спектром. Поэтому множество светодиодов может генерировать по существу свет одного цвета или могут генерировать множество цветов. Термин «множество светодиодов» относится к двум или больше светодиодам, в особенности к 2-100000 светодиодов. В общем ковер может содержать 2-10000 светодиодов/м ковра, в особенности 25-2500 светодиодов/м ковра.
В предпочтительном варианте реализации светодиоды являются красно-зелено-голубыми (RGB) светодиодами. Например, частью светодиодов являются красные светодиоды, другой частью являются зеленые светодиоды и еще одной частью - голубые светодиоды. Использование RGB светодиодов удобно по той причине, что позволяет изменять цвет ковра на любой желательный цвет. Например, путем настройки светодиодов RGB на зеленый цвет ворс ковра может, например, выглядеть зеленым.
В частности, светодиоды размещаются в выемках. Верхняя поверхность первичного несущего слоя и/или нижняя поверхность первичного слоя может содержать выемки для размещения светодиодов. При наличии вторичного несущего слоя, альтернативно или в дополнение, верхняя поверхность вторичного несущего слоя и/или нижняя поверхность вторичного несущего слоя может содержать выемки для размещения светодиодов. При наличии также адгезивного слоя, альтернативно или дополнительно, верхняя поверхность адгезивного слоя и/или нижняя поверхность адгезивного слоя могут содержать выемки для размещения светодиодов.
Прочие
2
Согласно другому варианту реализации изобретения, по меньшей мере один из числа первичного несущего слоя, вторичного несущего слоя и адгезивного слоя содержит светорассеивающие частицы, которые упоминаются также как заполнители. Заполнители обладают преимуществом уменьшения стоимости ковра при одновременном увеличении объема адгезива. Поскольку заполнители рассеивают свет, это ведет к получению впечатления, будто свет от ковра выходит из площади, большей чем первоначальное излучающее пятно. Это является преимуществом в случае, если требуется однородное излучение света. Светорассеивающими частицами может служить карбонат кальция или другие материалы, такие как TiO. Преимущество карбоната кальция заключается в относительно низкой стоимости. Карбонат кальция может иметь форму кальцита или мела. Светорассеивающими частицами может также служить каолинит, такой как китайские глиняные заполнители. Обычно заполнители используют в таких количествах как, например, 600 г/л, однако во многих вариантах реализации настоящего изобретения желательно использование их в меньшем количестве для увеличения проницаемости для света.
Согласно другому варианту реализации изобретения ворсовый ковер содержит также отражающий слой, помещенный перед светодиодами. Отражающий слой может направлять свет от светодиодов к поверхности шерсти и увеличивает яркость света, излучаемого ворсовым ковром. Например, отражающий слой может быть размещен между светодиодами и нижней поверхностью. С другой стороны, отражающий слой может быть размещен между нижней поверхностью вторичного несущего слоя и нижней поверхностью ковра. При условии, что светодиоды размещаются по существу внутри адгезивного слоя, отражающий слой может быть размещен между адгезивным слоем и вторичным несущим слоем. Такой отражающий слой необязательно представляет собой одно целое, но может также состоять из отдельных частей, например в отношении адгезивных свойств. Нижняя поверхность ковра может также сама служить отражательным слоем. Отражение может быть зеркальным или диффузным. Поэтому отражающий слой может также быть рассеивающим слоем.
Термины «перед» и «после» относится к размещению предметов относительно распространения света (обозначенного здесь как свет от ковра) от светодиодов, причем относительно первой позиции в луче света от светодиода вторая позиция в луче света, более близкая к светодиоду, находится «перед», а третья позиция в луче света, более удаленная от светодиода, находится «после».
Отсюда необязательный адгезивный слой, необязательный отражающий слой или необязательный рассеивающий слой могут быть цельными слоями, имеющими по существу такую же длину и ширину, как первичный несущий слой, но могут также состоять из частей. Например, хорошее сцепление между первичным и вторичным несущими слоями могут также быть достигнуты там, где «участки слоя», т.е. части первичного и вторичного несущих слоев скрепляются между собой несущим слоем, а между ними части накладываются друг на друга без адгезивного слоя между ними. Специалист в данной области техники может оптимизировать для получения нужных результатов размеры необязательного адгезивного слоя, необязательного отражающего слоя или необязательного рассеивающего слоя.
Термины «проницаемый для света», «проницаемый к свету» или «светопроницаемый» относятся к свету, передаваемому материалом, таким как слой. Здесь термин «переданный» или «передача» относится к ненарушенной передаче (по существу без рассеивания в материале) и/или к нарушенной передаче (после рассеивания, подобно полупрозрачным материалам). Поэтому термин «проницаемый для света» или «светопроницаемый» может здесь обозначаться как «передача».
th
Передача или проницаемость может определяться путем применения света с определенной длиной волны с первой яркостью к материалу и соотнесения яркости интегрированного света с этой длиной волны, измеренной после передачи через материал (см. также Е-208 и Е-406 в CRC Handbook of Chemistry and Physics, 69 edition, 1088-1989). Термины «проницаемый для света» или «светопроницаемый» могут означать, что передается по меньшей мере 1% света, более предпочтительно по меньшей мере 10% света и еще более предпочтительно по меньшей мере 30% света в материале или в слое. Отметим, что в этой сфере применения допустима даже меньшая передача, в особенности при использовании мощных светодиодов. В целом проницаемость для света, такая как у первичного несущего слоя, вторичного несущего слоя и адгезивного слоя, в особенности определяется в отношении видимого света, проходящего в направлении верхнего слоя ковра.
Первичный несущий слой, в особенности в вариантах реализации, в которых светодиоды размещаются между первичным несущим слоем и нижней поверхностью ковра, предпочтительно обладает светопроницаемостью для видимого света, равной по меньшей мере около 1%, более предпочтительно по меньшей мере около 10% и еще более предпочтительно по меньшей мере около 30%. Любой другой расположенный далее материал или слой, размещенный после светодиодов (т.е. размещенный между светодиодами и верхней поверхностью первичного несущего слоя), обладает светопроницаемостью, равной по меньшей мере около 1%, более предпочтительно по меньшей мере около 10% и еще более предпочтительно по меньшей мере около 30%.
Термин «голубой свет» или «голубое излучение» в особенности относится к свету с длиной волны в диапазоне около 410-490 нм. Термин «зеленый свет» в особенности относится к свету с длиной волны в диапазоне около 500-570 нм. Термин «красный свет» в особенности относится к свету, имеющему длину волны в диапазоне около 590-650 нм. Термин «желтый свет» в особенности относится к свету с длиной волны в диапазоне около 560-590 нм. Термин «свет» здесь, так же как термины «свет от ковра» или «свет источника света», или «свет светодиода» предпочтительно относится к видимому свету. Термин «свет от ковра» в варианте реализации в особенности относится к свету, который по существу состоит только из видимого света. В другом варианте реализации свет от ковра может содержать ультрафиолетовый свет и/или видимый свет. Термин «видимый свет» в особенности относится к свету, обладающему излучением с длиной волны, выбранной в диапазоне приблизительно 400-700 нм.
Краткое описание чертежей
Далее будут описаны варианты реализации, исключительно в качестве примера, со ссылкой на прилагаемые схематические чертежи, на которых аналогичными позициями обозначаются аналогичные части и на которых:
на фиг.1а-1с схематически изображены варианты реализации ковров, содержащих первичный несущий слой (1а), первичный и вторичный несущие слои (1b) и первичный несущий слой, и адгезивный слой и вторичный несущий слой (1с), соответственно;
на фиг.2а-2с схематически изображены размещения светодиодов в вариантах реализации ковра согласно изобретению;
на фиг.3а-3d схематически изображены варианты реализации войлока (первого или второго), в котором по меньшей мере часть проводников (первого и второго) являются электрическими проводами;
на фиг.4а-4b схематически изображен вариант реализации ковра, в котором по меньшей мере часть проводников (первого и второго) являются электропроводными войлочными слоями;
на фиг.5а-5b схематически изображены варианты реализации войлока (первого или второго), в котором по меньшей мере часть войлока (первого и второго) является пакетами электропроводного войлочного слоя;
на фиг.6 схематически изображен вариант реализации ковра, в котором первичный несущий слой и вторичный несущий слой содержат пакеты электропроводного войлочного слоя;
на фиг.7а-7с схематически изображены варианты реализации войлока (первого и второго), в котором по меньшей мере часть проводников (первого и второго) являются электропроводными войлочными полосами; и
на фиг.8 схематически изображен вариант реализации ковра, в котором первичный несущий слой и вторичный несущий слой содержат электропроводные войлочные полосы.
Описание предпочтительных вариантов реализации
На фиг.1а-1с схематически изображены варианты реализации ковра 1, содержащего первичный несущий слой 100 (фиг.1а), первичный несущий слой и вторичный несущий слой 200 (фиг.1b) и первичный несущий слой 100, адгезивный слой 300 и вторичный несущий слой 200 соответственно, причем в последнем случае адгезивный слой 300 размещается между первичным несущим слоем 100 и вторичным несущим слоем 200. Адгезивный слой 300 может также содержать участки (не изображены); т.е. адгезивный слой 300 может быть размещен между частями первичного несущего слоя 100 и вторичного несущего слоя 200.
Первичный несущий слой 100 имеет верхнюю поверхность первичного несущего слоя 101 и нижнюю поверхность первичного несущего слоя 102. Вторичный несущий слой 200 имеет верхнюю поверхность вторичного несущего слоя 201 и нижнюю поверхность вторичного несущего слоя 202. Адгезивный слой 300 имеет верхнюю поверхность адгезивного слоя 301 и нижнюю поверхность адгезивного слоя 302. Ковер имеет верхнюю поверхность ковра 2, т.е. поверхность ковра, предназначенную для ходьбы, отдыха, сидения, размещения предметов и т.д., и нижнюю поверхность ковра 3. Первичный несущий слой 100 и необязательный вторичный несущий слой 200 и необязательный адгезивный слой 300 могут формировать пакет или ламинат из одного или более слоев, и более точно, формировать ковер 1, имеющий верхнюю поверхность ковра 2 и нижнюю поверхность ковра 3 в качестве «границ». Первичный несущий слой 100 может содержать войлочный слой 30 или быть им (первый войлочный слой 30'); аналогичным образом вторичный несущий слой 200 может содержать войлочный слой 30 или быть им (второй войлочный слой 30”).
Войлочные слои в целом обозначаются позицией 30; для различения между войлочным слоем 30, содержащемся в первичном несущем слое 100 или содержащемся во вторичном несущем слое 200, эти войлочные слои 30 обозначают как первый войлочный слой 30' и второй войлочный слой 30”, соответственно.
На фиг.1с, в качестве примера, первичный несущий слой 100 является первым войлочным слоем 30' и вторичный несущий слой 200 является вторым войлочным слоем 30”; однако также только один из этих несущих слоев может содержать войлочный слой 30 или являться им (а другой слой выполнен из другого материала).
На фиг.1а нижняя поверхность ковра 3 по существу совпадает с нижней поверхностью первичного несущего слоя 102. На фиг.1b нижняя поверхность первичного несущего слоя 102 прилегает к верхней поверхности вторичного несущего слоя 201, а нижняя поверхность ковра 3 по существу совпадает с нижней поверхностью вторичного несущего слоя 202. На фиг.1с нижняя поверхность первичного несущего слоя 102 прилегает к верхней поверхности адгезива 301, нижняя поверхность адгезива 302 прилегает к верхней поверхности вторичного несущего слоя 201, и нижняя поверхность ковра 3 по существу совпадает с нижней поверхностью вторичного несущего слоя 202.
Отметим, что термины «нижний» и «верхний» используются только для разъяснения ясным образом различных поверхностей объектов, таких как первичный несущий слой, адгезивный слой (см. ниже), вторичный несущий слой и ламинат. Использование терминов «нижний» и «верхний» не налагает ограничений на ковер согласно заявленному изобретению, а также на его использование согласно конфигурациям, схематически изображенным на прилагаемых чертежах.
Первичный несущий слой 10 содержит нити 11, образующие ворс 12, в данном случае ворс в форме замкнутых петель, на верхней поверхности первичной подложки 101.
Верхняя поверхность ковра 2 обозначается здесь как «сторона ковра» или «сторона, обращенная к пользователю при ее использовании в качестве ковра».
На фиг.2а-2с схематически изображены компоновки светодиодов в вариантах реализации ковра согласно изобретению. Схематические чертежи по существу являются такими же, как показанные на фиг.1а-1b, за исключением показа светодиодов 40 в качестве примера. Светодиоды 40 размещаются для генерирования света от ковра 41, выходящего из верхней поверхности ковра 2. Для этого каждая часть ковра 1, расположенная после светодиода 40, должна быть выполнена проницаемой для света от ковра 40.
Чертежи не предназначены для того, чтобы полностью изображать все возможные варианты реализации. Большинство светодиодов 40 на схематических чертежах для примера размещены в выемках 45. Использование выемки 45 имеет то преимущество, что светодиоды 40 оказываются более защищены от давления посредством внешних источников. Светодиоды 40 могут быть размещены в выемках в верхней поверхности первичного несущего слоя 101 и/или в выемках 45 в нижней поверхности первичной прокладки 102, и/или на нижней поверхности первичной прокладки 102 (фиг.2а). В дополнение или альтернативно светодиоды 40 могут размещаться в выемках 45 в верхней поверхности вторичного несущего слоя 201 и/или на верхней поверхности вторичного несущего слоя 201, и/или в выемках 45 в нижней поверхности вторичной прокладки 202 и/или на нижней поверхности вторичной прокладки 202 (фиг.2b). Альтернативно или в дополнение светодиоды 40 могут быть размещены в выемках в верхней поверхности адгезивного слоя 301 и/или на верхней поверхности адгезивного слоя 301, и/или в выемках 45 в нижней поверхности адгезива 302 и/или на нижней поверхности адгезива 302 (фиг.2с). Отметим, что в зависимости от размещения светодиодов 40 желательно, чтобы первичный несущий слой 100 и/или адгезивный слой 300 и/или вторичный несущий слой 200 были проницаемыми для света от ковра 41. Например, свет 41 от светодиодов, размещенных в нижней поверхности вторичного несущего слоя 202, должен пройти через по меньшей мере часть вторичного несущего слоя 200, через необязательный адгезивный слой 300 и через первичный несущий слой 100.
Для иллюстрации терминов «перед» и «после» обратимся к фиг.2с, принимая светодиоды 40 как размещенные в верхней поверхности вторичной прокладки 201, к таким светодиодам 40 могут также относиться светодиоды 40, размещенные перед (т.е. перед светодиодами 40, размещенными в верхней поверхности вторичной прокладки 201), такие как светодиоды 40, размещенные в нижней поверхности вторичной прокладки 202 (здесь нижняя поверхность ковра 3), и/или может иметь светодиоды 40, размещенные перед (т.е. перед светодиодами 40, размещенными в верхней поверхности вторичной прокладки 201), такие как в нижней поверхности первичной прокладки 102. Аналогичным образом, со светодиодами 40, размещенными во вторичном несущем слое 200, после вторичного несущего слоя 200 размещается необязательный адгезивный слой 300 (см. фиг.2b и 2с), и первичный несущий слой 100 также считается размещенным после вторичного несущего слоя 200 (и также считается размещенным после необязательного адгезивного слоя 300).
На фиг.3а-3d схематически изображены варианты реализации войлочного слоя 30 (первого или второго), в котором по меньшей части часть проводников (первого и второго) является электрическими проводами. Здесь изображенный войлочный слой 30 изображает варианты реализации первого войлочного слоя 30' и/или второго войлочного слоя 30”. В качестве примера и для наглядности изображен только один светодиод 40.
Здесь схематически изображены первый проводник 10 и второй проводник 20, приспособленные для получения электроэнергии из источника питания 50 на светодиод 40. Первый проводник 10 и второй проводник 20 являются по меньшей мере частично встроенными в войлочный слой 30. Здесь проводники 10, 20 содержат электрические провода 500, обозначенные соответственно как первый проводящий электрический провод 510 и второй проводящий электрический провод 520.
На фиг.3а первый электрический проводник 10 и второй электрический проводник 20 размещаются в плоскости, параллельной верхней поверхности первичного несущего слоя 102 (не изображен, однако войлочный слой 30 размещается по существу параллельно верхней поверхности первичного несущего слоя 102; см. фиг.1а-2а и т.д.) в войлочном слое 30.
Однако на фиг.3b первый электрический проводник 10 и второй электрический проводник 20, т.е. здесь первый проводящий электрический провод 510 и второй проводящий электрический провод 520, проникают в войлочный слой 30 (и, таким образом, по меньшей мере оказываются встроенными в войлочный слой 30) и могут выступать из войлочного слоя 30, например для электрического соединения с источником питания 50, который может быть размещен в варианте нижней поверхности ковра 3 и/ил может быть встроен в вариант в ковре (здесь не показан).
На фиг.3с схематически изображен тот же вариант реализации, который схематически изображен на фиг.3b, однако теперь источник питания 50 располагается вне ковра 1 (не изображен, но см. ниже).
На фиг.3d схематически изображен пакет войлочных слоев 130. И здесь это может относиться к первому войлочному слою 30' и второму войлочному слою 30”. Пакет войлочных слоев 130 содержит множество войлочных слоев 30. Проводники 10 и/или 20, т.е. здесь первый проводящий электрический провод 510 и второй проводящий электрический провод 520, могут быть размещены между двумя прилегающими войлочными слоями 30 пакета войлочных слоев. Кроме того, таким путем первый проводник 10 и второй проводник 20 по меньшей мере частично встроены в войлочный слой 30 (или, точнее, в пакет войлочных слоев 130). Любой из войлочных слоев 30, схематически изображенных на фиг.2а-2с, может содержать или может по существу состоять из такого пакета войлочных слоев 130.
На фиг.4а-4b схематически изображен вариант реализации ковра 1, в котором по меньшей мере часть проводников (первого и второго) 10, 20 является электропроводными войлочными слоями 600.
Электропроводные ткани, в общем, известны в течение некоторого времени. Такие ткани, например, изготавливают путем смешивания или подмешивания проводящего порошка в полимерный расплав перед экструзией полимерных волокон, из которых изготавливают ткань. Такие порошки могут включать в себя, например, сажу, частицы серебра или даже частицы с покрытием из серебра или золота. Антистатические ткани, которые проводят электричество, также могут быть сделаны путем внедрения в них проводящих волокон, например углеродных волокон, нейлоновых или полиэфирных волокон с углеродным наполнением, или металлических волокон, таких как нержавеющая сталь, в пряжу, применяемую при изготовлении таких тканей, будучи или непосредственно сотканными, или вязаными с тканью. Кроме того, в текстильные материалы с целью получения проводимости могут также быть включены электро- или магнитопроводные полимеры, такие как полипирроль или полианалин. Описаны также электропроводные текстильные материалы, выполненные путем наложения форполимерных растворов полипирроля или полианилина на поверхность текстиля с целью получения однородного покрытия с последующей обработкой для завершения формирования полимера.
Электропроводные войлочные слои также известны в технике. Например, такой войлок может содержать войлок, выполненный с нитями, которые покрыты электропроводным материалом, таким, например, как никель. Другой возможностью является покрытие поверхности войлока электропроводным покрытием. Однако последняя возможность является менее предпочтительной, поскольку обеспечивает низкую электропроводность и делает войлок более жестким и менее проницаемым для воздуха и воды. С другой стороны, может использоваться смесь нормальных текстильных нитей и тонких металлических проволок.
Чертежи являются по существу одинаковыми и различаются просто тем фактом, что на фиг.4b показано перспективное изображение, на котором не начерчен ворс 12, а на фиг.4а показан поперечный разрез и показан ворс. Далее, на фиг.4а и 4b показаны не исключительные альтернативные варианты размещения светодиодов.
Здесь, в качестве примера, и первичный несущий слой 10, и вторичный несущий слой оба содержат войлочный слой, т.е. первый войлочный слой 30' и второй несущий слой 30”. В данном случае, однако, войлочные слои 30 являются электропроводными войлочными слоями, обозначенными позицией 600. И в этом случае для того, чтобы отличать электропроводной войлочный слой 600, который содержится в первичном несущем слое 10, от электропроводного войлочного слоя 600, который содержится во вторичном несущем слое 20, электропроводные войлочные слои 600 обозначаются как первый электропроводной войлочный слой 610 и как второй электропроводной войлочный слой 620, соответственно. Отметим, что на фиг.4а и 4b изображены оба несущих слоя 100, 200, содержащих проводящий войлочный слой 600, но, как упоминалось выше, только один из этих несущих слоев 100, 200 может содержать такой электропроводной войлочный слой 600. Далее, наличие адгезивного слоя 300 является необязательным. Однако в этом варианте реализации адгезивный слой 300 может также выполнять функцию изолирующего материала 630 для того, чтобы не допустить короткого замыкания первого электропроводного войлочного слоя 610 и второго электропроводного войлочного слоя 620.
Для наглядности обозначены электрические контакты светодиодов 40; эти контакты обозначены позициями 43 и 44 соответственно. Один из них является электрическим контактом с первым проводником 10 (т.е. здесь первым электропроводным войлочным слоем 610), и другой является электрическим контактом со вторым проводником (т.е. здесь вторым электропроводным войлочным слоем 620). Эти контакты 43, 44 могут быть частично изолированными, что должно быть ясно специалисту в данной области техники.
На фиг.5а-5b схематически изображены варианты реализации войлоков 30 (первого или второго), в которых по меньшей мере часть войлоков 30 (первого и второго) является пакетами электропроводных войлочных слоев). Пакет электропроводных войлочных слоев обозначен позицией 1130. Такой пакет электропроводных войлочных слоев 1130 является пакетом войлочных слоев 130, обладающим, однако, электропроводными свойствами. В качестве примера на фиг.5а изображен светодиод 40, но поскольку его расположение для целей этого чертежа не имеет решающего значения, он изображен пунктиром. Пакет электропроводных войлочных слоев 1130 содержит по существу по меньшей мере два электропроводных войлочных слоя 600, один из которых обозначен как первый слой электропроводного войлочного пакета 600(1), а другой обозначен как второй слой электропроводного войлочного пакета 600(2). Таким образом, пакет электропроводных войлочных слоев 1130 содержит первый слой электропроводного войлочного пакета 600(1) и второй слой электропроводного войлочного пакета 600(2), отделенные друг от друга непроводящим материалом (т.е. изолятором) 630. И в этом случае это может относиться к первому войлочному слою 30' и ко второму войлочному слою 30”.
На фиг.5а схематически изображен вариант реализации пакета электропроводных войлочных слоев 1130, содержащего первый слой электропроводного войлочного пакета 600(1) и второй слой электропроводного войлочного пакета 600(2), отделенные друг от друга непроводящим материалом (т.е. изолятором) 630, в данном случае слоем.
На фиг.5b схематически изображен вариант реализации пакета электропроводных войлочных слоев 1130, содержащего (пакет) первый непроводящий материал (т.е. изолятор) 630, в данном случае слой, обозначенный позицией 630', первый слой электропроводного войлочного пакета 600(1), второй непроводящий материал (т.е. изолятор) 630, в данном случае слой, обозначенный позицией 630”, и второй слой электропроводного войлочного пакета 600(2). На фиг.5 светодиод размещается в выемке 45 в одном из изолирующих слоев 630.
В общем, первый слой электропроводного войлочного пакета 600(1) может использоваться как первый проводник 10 или как второй проводник 20, и второй слой электропроводного войлочного пакета 600(2) может использоваться как второй проводник 20 или как первый проводник 10. Однако поскольку возможна комбинация вариантов реализации, возможны другие конфигурации.
На фиг.5а-5b для наглядности обозначены электрические контакты 43, 44 светодиодов 40. Один из них является электрическим контактом с первым проводником 19 (т.е. здесь с первым слоем электропроводного войлочного пакета 600(1)), и другой является электрическим контактом со вторым проводником 20 (т.е. здесь со вторым слоем электропроводного войлочного пакета 600(2)). Эти контакты могут быть частично изолированы, как будет ясно специалисту в данной области техники.
На фиг.6 схематически изображен вариант реализации ковра, в котором первичный несущий слой 100 и вторичный несущий слой 200 содержат пакет электропроводных войлочных слоев 1130. Далее, изображен контроллер 70, приспособленный для контроля оптических характеристик светодиодов 40.
И здесь для различения пакета электропроводных войлочных слоев 1130, образуемого первичным несущим слоем 100, и пакета электропроводных войлочных слоев 1130, образуемого вторичным несущим слоем 200, пакеты электропроводных войлочных слоев 1130 обозначаются как первый пакет электропроводных войлочных слоев 1130' и второй пакет электропроводных войлочных слоев 1130” соответственно. Отметим, что на фиг.6 изображены оба несущих слоя 100, 200, содержащие пакеты электропроводных войлочных слоев 1130, но, как упоминалось выше, также только один из этих несущих слоев 100, 200 может содержать такие пакеты электропроводных войлочных слоев 1130. Далее, присутствие адгезивного слоя 300 является необязательным.
На фиг.7а-7с схематически изображены варианты реализации войлока 30 (первый или второй), в котором по меньшей мере часть проводников (первого и второго) являются электропроводными войлочными полосами 700. На фиг.7а и 7b схематически изображен вариант реализации такого войлока 30, который содержит первую электропроводную войлочную полосу 710 и вторую электропроводную войлочную полосу 720, отделенные друг от друга непроводящим материалом (т.е. изолятором) 630. Электропроводные войлочные полосы 700 могут находиться в одной плоскости, например в той же плоскости, что и светодиод 40, как схематически показано на фиг.7а, но могут также находиться в различных плоскостях, как схематически показано на фиг.7b. И здесь это может относиться к первому войлочному слою 30' и второму войлочному слою 30”.
В общем, первая электропроводная войлочная полоса 710 может использоваться как первый проводник 10 или как второй проводник 20, и вторая электропроводная войлочная полоса 720 может использоваться как второй проводник 20 или как первый проводник 10. Однако поскольку возможна комбинация вариантов реализации, возможны другие конфигурации. Например, электропроводные войлоки 700 могут также находиться в различных слоях. В качестве примера (не изображено) первичный несущий слой 100 может содержать первую электропроводную войлочную полосу 710 или вторую электропроводную войлочную полосу 720 и вторичный несущий слой 200 может содержать вторую электропроводную войлочную полосу 720 и первую электропроводную войлочную полосу 710. На фиг.7с схематически изображен вид сверху возможного варианта реализации, в котором войлок 30 может содержать полосы 710, 720, но может также содержать проводящий провод (500) в качестве второго проводника 20 (поскольку возможны комбинации вариантов реализации). В левой группе светодиодов 40 светодиоды 40 размещаются последовательно, в то время как в двух правых группах светодиоды 40 размещаются параллельно. Проводящие войлочные полосы 700 могут иметь ширину w, равную, например, примерно 0,5-20 см, как около 1-5 см.
На фиг.8 схематически показан вариант реализации ковра 1, в котором первичный несущий слой 100 и вторичный несущий слой 200 содержат электропроводные войлочные полосы 710, 720. Далее, изображен контроллер 70, приспособленный для контроля оптических свойств светодиодов 40. Отметим, что на фиг.8 изображены оба несущих слоя 100, 200, содержащих электропроводные войлочные полосы 710, 720, однако, как упоминалось выше, также только один из этих несущих слоев 100, 200 может содержать такие электропроводные войлочные полосы 700 или может содержать первую электропроводную войлочную полосу 710 или вторую электропроводную войлочную полосу 720, или может содержать вторую электропроводную войлочную полосу 720 или первую электропроводную войлочную полосу 710. Далее, наличие адгезивного слоя 300 является необязательным.
3
2
3
2
3
2
3
2
Далее, в отношении вторичного несущего слоя 20 в варианте реализации этот вторичный несущий слой 20 может основываться на существующем продукте для вторичного несущего слоя, таком как известный под торговой маркой ActionBac©. Этот материал является прокладкой, выполненной из ткани перевивочного переплетения из разрезанной на узкие ленточки пленки и обмоточной олефиновой бечевы. Он содержит ткань плотностью 2,1 унции на квадратный ярд (0,71 грамм на квадратный метр) с полипропиленовыми лентами основы и полипропиленовыми многониточными уточинами в перевивочном переплетении при среднем количестве 16 лент основы на дюйм (на 2,54 см) и 5 уточин на дюйм (на 2,54 см). Такой несущий слой придает коврам устойчивость по размерам при хорошей устойчивости к расслаиванию. Воздушная проницаемость этой прокладки, определенная согласно стандарту ASTM D-737 при перепаде давления, равному 0,5 дюйма (12,7 мм) водного столба, превышает приблизительно 750 фут/мин/фут (229 м/мин/м), что достаточно для скоростей отверждения жесткого связующего. Другой подобный продукт с более высокой плотностью перевивочного переплетения, равной 18х13, обладает воздушной проницаемостью, превышающей приблизительно 720 фут/мин/фут (219 м/мин/м). Это тоже хорошо подходит для эффективных скоростей отверждения. Предпочтительно вторичный несущий слой 20 имеет высокую адгезивную совместимость с материалом, используемым для адгезивного слоя 50, так что ковер 100 пройдет через испытание на расслаивание, такое как испытание, описанное в ASTM D-3936. Свойства, обеспечивающие сопротивление расслаиванию, должны предпочтительно быть такими, при которых прокладка, ламинированная в эталонных коврах, обладает сопротивлением расслаиванию, равным по меньшей мере 2,5 фунтов/дюйм (44,6 кг/м). Однако предпочтительные значения превышают 3-4 фунта/дюйм (53,6-71,4 кг/м), более предпочтительно по меньшей мере 5,5 фунтов/дюйм (98,2 кг/м) и даже более предпочтительно по меньшей мере 6 фунтов/дюйм (107,1 кг/м).
Для предотвращения расслаивания требуется хорошее сцепление. Сцепление может быть улучшено за счет наличия достаточной открытости, не препятствующей прохождению испаряющихся связующих жидкостей из ковра во время отверждения.
3
2
3
2
3
2
3
2
Воздушная проницаемость вторичной прокладки может определяться согласно стандарту ASTM D-737, при перепаде давления, равном 0,5 дюйма водного столба (см. также выше). Приемлемым значением является 250 фут/мин/фут, но более предпочтительными являются значения в диапазоне 350800 фут/мин/фут. В качестве примера вторичная подложка с воздушной проницаемостью ниже 70 фут/мин/фут считается не подходящей для высоких скоростей отверждения связующего. ActionBac©, например, является очень подходящей вторичной прокладкой и превышает 250 фут/мин/фут.
3
2
3
2
3
2
Как можно видеть на фигурах, часть вторичной прокладки может быть покрыта светодиодами. Если базовая вторичная прокладка обладает достаточно высокой воздушной проницаемостью, это является приемлемым. Например, если покрыто 50% поверхности, воздушная проницаемость в худшем случае уменьшается на 50% относительно нормальной воздушной проницаемости. Для того, чтобы достичь приемлемой воздушной проницаемости порядка 250 фут/мин/фут, надо использовать вторичную прокладку с воздушной проницаемостью, превышающей 500 фут/мин/фут. ActionBac©, например, имеет воздушную проницаемость более 500 фут/мин/фут и может использоваться в настоящем изобретении.
Следует отметить, что любой существующий вторичный прокладочный материал может быть использован в качестве основы для вторичного несущего слоя 20, используемого в этом изобретении. Другими примерами являются подложки из иглопробивного войлока, резиновые подложки, подложки из поливинилхлорида, полиуретановые подложки, виниловые подложки, подушечные подложки, нейлоновые подложки. Волокна в подложках из иглопробивного войлока пропускают для скрепления. Отмечено также, что подушка или набивка может быть встроена во вторичную подложку. Другим примером материала вторичной подложки является битум. Этот материал используют в случае, когда требуется ковер с дополнительной прочностью, такой, например, как для ковровой плитки или в автомобильных ковриках. В некоторых вариантах реализации битум может также использоваться как адгезив. Как упоминалось выше, такой вторичный несущий слой 20 предпочтительно содержится в ворсовом ковре 100 согласно изобретению. Однако в особенности вторичный несущий слой содержит второй войлочный слой 30.
В варианте реализации первый войлочный слой 30' и/или второй войлочный слой 30” являются теплопроводными и могут быть приспособлены для отвода тепла от светодиодов 40. Обычно теплопроводность полимерных материалов ниже 0,2 Вт/(м·К), каковое значение часто является слишком низким для того, чтобы допустить использование светодиодов высокой мощности. В этом варианте реализации волокна в войлоке 30 могут иметь улучшенную теплопроводность, например, за счет нанесения на них теплопроводного материала или путем использования теплопроводных волокон.
2
3
Например, войлок с использованием волокон с никелевым покрытием в объеме 35-40 г/м и толщиной 1,5 мм обладает оценочной теплопроводностью 1,3 Вт/(м·К), что является приблизительно улучшением на порядок по сравнению с обычным войлоком (это рассчитано с использованием плотности никеля 8,9 г/см, дающей концентрацию никеля 22 мкм/1,5 мм=1,5%, в результате чего получается оценочная теплопроводность в 1,5% от теплопроводности никеля, равной 90,9 Вт/(м·К). Электропроводные волокна 600 могут быть электропроводными сами по себе, но могут также быть теплопроводными, и в этом случае полученная структура может, таким образом, пропускать и тепло, и электричество, что полезно в сочетании со светодиодами.
Здесь термин «по существу», такой как «по существу все излучение» или «по существу состоит», будет понятен специалисту в данной области техники. Термин «по существу» может также включать варианты с «полностью», «целиком», «все» и т.д. Где можно, термин «по существу» может также относиться к 90% или выше, таким как 95% или выше, в особенности к 99% или выше, еще более вероятно 99,5% или выше, включая 100%. Термин «содержит» включает также варианты, в которых термин «содержит» означает «состоит из».
Далее, термины «первый», «второй», «третий» и тому подобные в описании и в пунктах формулы изобретения используются для различения сходных элементов и не обязательно для описания последовательного или хронологического порядка. Следует понимать, что используемые таким образом термины являются взаимозаменяемыми при подходящих обстоятельствах, и что варианты реализации изобретения, описанные здесь, могут действовать при иных последовательностях, чем описанные или проиллюстрированные здесь.
Приведенные здесь устройства находятся среди других, описанных в процессе работы. Как будет ясно специалисту в данной области техники, изобретение не ограничивается способами работы или устройствами, находящимися в работе.
Следует отметить, что описанные выше варианты реализации скорее иллюстрируют, чем устанавливают предел изобретения, и специалисты в данной области техники будут способны разработать многие альтернативные варианты реализации изобретения без отступления от объема прилагаемой формулы изобретения. В формуле изобретения любые эталонные знаки, помещенные в круглых скобках, не должны рассматриваться как ограничивающие формулу изобретения. Использование глагола «содержать» и его спряжений не исключает присутствия элементов или шагов иных, чем указанные в заявке. Представление элемента в единственном числе не исключает присутствия множества таких элементов. В заявке на устройство, перечисляющей несколько средств, несколько из этих средств могут быть объединены в одном и том же предмете аппаратного обеспечения. Простой факт повторения некоторых мер во взаимно различающихся зависимых пунктах не означает, что сочетание этих мер не может быть использовано для получения преимущества.