EP3559544A1 - Schichtaufbau mit beleuchtbaren symbolen und dessen verwendung - Google Patents

Schichtaufbau mit beleuchtbaren symbolen und dessen verwendung

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EP3559544A1
EP3559544A1 EP17822651.0A EP17822651A EP3559544A1 EP 3559544 A1 EP3559544 A1 EP 3559544A1 EP 17822651 A EP17822651 A EP 17822651A EP 3559544 A1 EP3559544 A1 EP 3559544A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
layer
light
symbol
layer structure
structure according
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP17822651.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Roland KÜNZEL
Heinz Pudleiner
Michael Glässer
Konstantin LEONHARDT
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Covestro Deutschland AG
Original Assignee
Covestro Deutschland AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Covestro Deutschland AG filed Critical Covestro Deutschland AG
Publication of EP3559544A1 publication Critical patent/EP3559544A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/0035—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G02B6/004—Scattering dots or dot-like elements, e.g. microbeads, scattering particles, nanoparticles
    • G02B6/0043—Scattering dots or dot-like elements, e.g. microbeads, scattering particles, nanoparticles provided on the surface of the light guide
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/0058—Means for improving the coupling-out of light from the light guide varying in density, size, shape or depth along the light guide
    • G02B6/006—Means for improving the coupling-out of light from the light guide varying in density, size, shape or depth along the light guide to produce indicia, symbols, texts or the like
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0081—Mechanical or electrical aspects of the light guide and light source in the lighting device peculiar to the adaptation to planar light guides, e.g. concerning packaging
    • G02B6/0093—Means for protecting the light guide

Definitions

  • the present invention relates to a layer construction for an illuminable belt comprising or consisting of the following layers in the order given:
  • the invention further relates to an illuminable Dekoreiement with such a layer structure, as well as the use of the decorative element and the layer structure.
  • a lightguide plate for a front-light type illumination unit in liquid crystal display systems comprising an alicyclic structure-containing polymer resin, and at least one of the main planar surfaces has a thin projection-and-recess shape with reflection function on.
  • the object of the present invention is to provide a ceremoninclement for a bclcuchtbarcs decorative element that summarizes at least one symbol that can be made visible by illumination, and for a viewer only appears when it by at least one specially attached Lcuchtm ittcl is illuminated.
  • the surface element should have a high flexibility, for example, to be able to be mounted on uneven substrates.
  • the object is achieved by a layer structure for an illuminable and flexible operating element to assend or consisting of the following layers in the specified
  • Sequence A) a light-conducting surface element in which light from a light source via at least one of its abutting edges can be coupled, wherein the light within the photoconductive surface element propagates laterally and is emitted at least in sections on its the symbol layer facing flat side;
  • the symbol layer of the layer structure according to the invention has, at least in partial areas, a symbol in the form of an ornament, printing, painting or the like, referred to below as a symbol.
  • the symbol in particular the imprint, may, for example, be a company emblem, a vehicle type or vehicle class designation, a functional status description such as "on” or "off", a text or a purely decorative pattern.
  • the symbol can be displayed both positively and negatively, which means that the symbol is either self-illuminating when lit or its surroundings are lit while the symbol remains dark. If the symbol is a print, it is preferably applied by screen printing or other decorating methods, more preferably by screen printing. In a further preferred embodiment, the screen printing is transparent.
  • the symbol of the symbol layer by a variety of decoration methods, such as IMD (In Mold Decoration), IML (In Mold Labeling), FIM (Film Insert Molding) or screen printing, generated.
  • decoration methods such as IMD (In Mold Decoration), IML (In Mold Labeling), FIM (Film Insert Molding) or screen printing, generated.
  • other printing methods such as e.g. the pad printing or a painting process can be used.
  • the symbol layer can also be produced by a lamination process.
  • the layer structure according to the invention comprises at least one light-conducting surface element into which light from a first light source Li via at least one of its abutting edges can be coupled.
  • This surface element is, for example, an optical waveguide film made of polycarbonate or PMMA.
  • the light propagates within the layer, whereby it is thrown back for the most part between the interfaces of the main surfaces by total reflection.
  • the light-guiding surface element the light is emitted at least in sections on its flat side facing the symbol layer. That can for example be achieved in that the surface element has nanostructures in this area. Likewise, the nanostructures may be present on the opposite or on both flat sides.
  • the nanostructures can be produced by punching, V-cutting, embossing or by laser engraving. Such films are sold, for example, by the company Nicrotek.
  • the light-conducting surface element thus preferably has nanostructures on the basis of which the light is emitted at least in sections on the flat side of the light-conducting surface element facing the symbol layer. A high image sharpness and a clear image are achieved by the microstructures according to the invention and by the nanostructures according to the invention.
  • the symbol layer can be applied to the light-conducting surface element, the transparent intermediate layer or a cover layer.
  • the cover layer serves, for example, as a printing substrate for the symbol layer. In this case, too, the symbol layer can represent an independent layer, for example a symbol punched out of an impermeable foil. If the second symbol layer represents a self-contained layer, the cover layer may be omitted.
  • the transparent intermediate layer, the light-conducting surface element and / or the cover layer in the range of 400 nm to 800 nm has a transmission of at least 75%, determined according to ISO 13468 at a thickness of 1 mm, preferably at least 85%. , and a haze of at most 10%, determined according to ASTM D l 003 at a layer thickness of 1 mm, preferably of at most 5%.
  • the layer construction according to the invention as a rule, all the layers are fixedly arranged and connected to one another.
  • the light-conducting surface element is not glued to the overlying surface, at least in the area from which the laterally coupled-in light is emitted so that the micro- and / or nanostructures on its surface are not deactivated.
  • the photoconductive surface element, the transparent intermediate layer, the protective layer and / or the cover layer can be constructed from a thermoplastic, which preferably consists of polycarbonate, polyacrylate, polymethacrylate, cycloolefin copolymers, polysulfones, polyesters, polycarbonate / polyester blends, polycarbonate / Polycyclohexylmethanolcyclohexanedicarboxylate, or polycarbonate / PBT, more preferably polycarbonate.
  • a thermoplastic which preferably consists of polycarbonate, polyacrylate, polymethacrylate, cycloolefin copolymers, polysulfones, polyesters, polycarbonate / polyester blends, polycarbonate / Polycyclohexylmethanolcyclohexanedicarboxylate, or polycarbonate / PBT, more preferably polycarbonate.
  • the respective layers of the layer structure are all transparent or translucent thermoplastics suitable.
  • polyacrylates polymethacrylates (PMMA, commercially available as Plexiglas TM from Röhm), cycloolefin copolymers (COC, commercially available as Topas TM from Ticona, or as Zenoex TM from Nippon Zeon or Arton TM from Japan Synthetic Rubber), copolyesters (commercially available as Tritan TM from Eastman Chemical or as Ecozen TM from SK Chemicals), polysulfones (commercially available as Ultrason TM from BASF or Udel TM from Solvay), polyester, such as Polyether terephthalate (PET) or polyethylene naphthalate (PEN), polycarbonate (PC), aliphatic polycarbonate (commercially available as Durabio TM from Mitsubishi Chemical Corp.), polycarbonate / polyester blends, e.g.
  • PC / PET polycarbonate / polycyclohexylmethanolcyclohexanedicarboxylate (PCCD, commercially available as Xylex TM from Sabic IP).
  • PCCD polycyclohexylmethanolcyclohexanedicarboxylate
  • the layers independently of one another by polycarbonates or copolycarbonates based on diphenols, poly- or copolyacrylates, poly- or copolymers of copolymethacrylates, poly- or copolymers with styrene, thermoplastic polyurethanes, polyoefins, poly- or copolycondensates of terephthalic acid or naphthalenedicarboxylic acid or mixtures thereof, preferably polycarbonates or copolycarbonates based on diphenols, poly- or copolyacrylates, poly- or Copolymethacrylate, poly- or copolycondensates of terephthalic acid or naphthalenedicarboxylic acid or mixtures thereof. Particular preference is given to using polycarbonates.
  • Suitable polycarbonates are all known polycarbonates, these may be homopolycarbonates, copolycarbonates and thermoplastic polyesters. These preferably have medium Molecular weights M w of from 18,000 to 40,000 g / mol, preferably from 22,000 to 36,000 g / mol and in particular from 24,000 to 33,000 g / mol, determined by measuring the relative solution viscosity in dichloromethane or in mixtures of equal amounts by weight of phenol o-dichlorobenzene calibrated by light scattering , For the preparation of polycarbonates, see, for example, "Schnell, Chemistry and Physics of Polycarbonates, Polymer Reviews, Vol. 9, Interscience Publishers, New York, London, Sydney 1964", and "DC PREVORSEK, B.
  • Preferred starting compounds are bisphenols of the general formula HO-R-OH, where R is a divalent organic radical of from 6 to 30 carbon atoms containing one or more aromatic groups.
  • Such compounds are bisphenols belonging to the group of dihydroxybiphenyls, bis (hydroxyphenylalkenes, indanebisphenols, bis-hydroxyphenyl ether, bis (hydroxyphenyl) sulfones, bis (hydroxyphenyl) ketones and oc, a'-bis (hydroxyphenyl) -diisopropylbenzoie.
  • Particularly preferred bisphenols which belong to the abovementioned linking groups are bisphenol-A, tctraalkyl, bi-bis-I - A, (Bisphenol M),
  • Carbonic acid compounds in particular phosgene, or reacted in the melt transesterification with diphenyl carbonate or dimethyl carbonate.
  • Polyester carbonates are preferably obtained by reacting the abovementioned bisphenols, at least one aromatic dicarboxylic acid and optionally carbonic acid equivalents.
  • aromatic dicarboxylic acids are phthalic acid, terephthalic acid, isophthalic acid, 3,3 'or 4,4'-diphenyldicarboxylic acid and benzophenone dicarboxylic acids.
  • a portion, up to 80 mole%, preferably from 20 to 50 mole%, of the carbonate groups in the polycarbonates may be replaced by aromatic dicarboxylic acid ester groups.
  • Inert organic solvents used in the interfacial process include, for example, dichloromethane, the various dichloroethanes and chloropropane compounds, tetrachloromethane, trichloromethane, chlorobenzene and chlorotoluene, preferably chlorobenzene or dichloromethane or mixtures of dichloromethane and chlorobenzene.
  • phase interface reaction can be accelerated by catalysts such as tertiary amines, in particular N-alkylpiperidines or onium salts.
  • catalysts such as tertiary amines, in particular N-alkylpiperidines or onium salts.
  • tributylamine, triethylamine and N-ethylpiperidine are used.
  • the catalysts c mentioned in DE 4 238 123 A1 are preferably used.
  • the polycarbonate can be deliberately and controlled branched by the use of small amounts Verwe liger.
  • Some suitable branching agents are: phloroglucinol, 4,6-dimethyl-2,4,6-tri- (4-hydroxyphenyl) -hepten-2; 4,6-dimethyl-2,4,6-tri- (4-hydroxyphenyl) heptane; 1, 3,5-tri- (4-hydroxyphenyl) benzoi; 1,1,1-tris (4-hydroxyphenyl) -ethane; Tri- (4-hydroxyphenyl) -phosphinylmethane; 2,2-bis [4,4-bis (4-hydroxyphenyl) -cyclohexyl] -propane; 2,4-bis (4-hydroxyphenyl isopropyl) phenol; 2,6-bis- (2-hydroxy-5'-methyl-benzyl) -4-methyl phenol; 2- (4- Hydroxyphenyl) -2- (2,4-dihydroxyphenyl) propane; Hexa- (4-
  • phenols such as phenol, alkyiphenols such as cresol and 4-tert-butylphenol, chlorophenol, bromophenol, cumylphenol or mixtures thereof are preferably used in amounts of 1 to 20 mol%, preferably 2 to 10 mol% per mole of bisphenol. Preference is given to phenol, 4-tert-butylphenol or cumylphenol.
  • Chain terminators and branching agents may be added separately or together with the bisphenol to the syntheses.
  • polycarbonates of the multilayer product according to the invention are the homopolycarbonate based on bisphenol A, the homopolycarbonate based on l, l-bis (4-hydroxyphenyl) -3,3,5-trimethylcyclohexane and the copolycarbonates based on the two monomers bisphenol A. and 1, 1-bis (4-hydroxyphenyl) -3,3,5-trimethylcyclohexane.
  • the homopolycarbonate based on bisphenol A is particularly preferred.
  • the polycarbonate may contain stabilizers.
  • Suitable stabilizers are, for example, phosphines, phosphites or Si-containing stabilizers and further compounds described in EP 0 500 496 A1. Examples which may be mentioned are triphenyl phosphites, diphenylalkyl phosphites, phenyldiaicyl phosphites, tris (nonyiphenyl) phosphite, tetrakis (2,4-di-tert-butylphenyi) -4,4'- biphenylenediphosphonite and triarylphosphite. Particularly preferred are triphenylphosphine and tris (2,4-di-tert-butylphenyl) phosphite.
  • the polycarbonate may contain from 0.01 to 0.5% by weight, based on the total weight of the polycarbonate, of esters or partial esters of monosubstituted to hexahydric alcohols, especially of glycene, pentaerythritol or guerbet alcohols.
  • Monohydric alcohols are, for example, stearyl alcohol, paimityl alcohol and guerbeta alcohols.
  • a dihydric alcohol is glycol.
  • a trivalent alcohol is, for example, glycerine.
  • Native alcohols are, for example, pentaerythritol and mesoerythritol.
  • Five-chain alcohols are, for example, arabitol, ribitol and xy 1-it.
  • Six-valent alcohols are, for example, mannitol and glutathione. (Sorbitol) and Dulcit.
  • the esters are preferably the monoesters, diesters, triesters, tetraesters, pentaesters and hexaesters or mixtures thereof, in particular random mixtures of saturated, aliphatic C 10 to C 36 monocarboxylic acids and, if appropriate, hydroxy monocarboxylic acids, preferably with saturated, aliphatic C 14 to C32 monocarboxylic acids and optionally hydroxy monocarboxylic acids.
  • the commercially available fatty acid esters in particular of pentaerythritol and of glycerol, may contain up to 60% by weight of different partial esters as a result of their manufacture.
  • Saturated, aliphatic monocarboxylic acids of 10 to 36 carbon atoms are, for example, capric acid, lauric acid, myristic acid. Palm itinklare, stearic acid, hydroxystearic acid, Arachinklarc, behenic acid, lignoceric acid, cerotic acid and montan acids.
  • Preferred saturated, aliphatic monocarboxylic acids having 14 to 22 carbon atoms are, for example, myristic acid, palmic acid, stearic acid, hydroxystearic acid, arachidic acid and behenic acid. Particularly preferred are saturated aliphatic monocarboxylic acids such as palmitic acid, stearic acid and hydroxystearic acid.
  • the saturated, aliphatic C 20 to C 36 -carboxylic acids and the fatty acid esters are either known from the literature or can be prepared by methods known from the literature.
  • pentaerythritol fatty acid esters are those of the particularly preferred monocarboxylic acids mentioned above.
  • Particularly preferred are esters of pentaerythritol and glycerol with Stearic acid and palmitic acid.
  • the structure according to the invention has a protective layer.
  • a protective layer This is for example a scratch-resistant coated polycarbonate film, wherein the coating can be acrylate-based.
  • the protective layer can also consist only of the coating which is applied to an underlying layer.
  • the coating can be applied by methods such as painting, dip coating, direct coating or direct skinning with the appropriate coating.
  • the transparent intermediate layer, the light-conducting surface element and / or the cover layer should have the highest possible transparency.
  • this is understood to mean that the corresponding components in the range from 400 nm to 800 nm have a transmission of at least 85%, determined to ISO 13468 at a thickness of 4 mm, preferably at least 90%, and a haze of at most 5 %, determined according to ASTM D l 003 at a layer thickness of 4 mm, preferably of at most 4%.
  • the transparent intermediate layer can preferably be produced by casting or back-injection.
  • Foil is preferably used for the cover layer.
  • the layers independently of one another have the following thicknesses:
  • Interlayer of 100 to 1000 ⁇ m, preferably of 250 to 500 ⁇ m, has a conductive surface element of 0.075 to 1000 ⁇ m, preferably of 250 to 750 ⁇ m,
  • Cover layer from 100 to 1,000 ⁇ m. preferably from 250 to 500 ⁇ m, as well
  • Another object of the present invention relates to an illuminable decorative element to summarize a layer structure according to the invention and at least one light source, which is preferably designed as a light emitting diode, in particular as a laser diode, filament lamp or gas discharge lamp.
  • the illuminable Dckorelement is preferably operable in at least two Bctriebs / urisen, wherein in a first operating / ustand a light source lights and in a second operating state, the Lichtquel le is not lit.
  • a plurality of actuators for example a switch, can be displayed in an aesthetically pleasing manner in a simple manner, without requiring the use of liquid crystal units or the like for this purpose.
  • Eg egg ne complicated electronics ebenfal ls is not erforderl for the operation of the inventive luminous decorative element due to its egg nfachen structure.
  • the illuminable decorative element according to the invention has a high flexibility on it, which also makes it possible to realize non-planar structures, such as vaults.
  • the invention further relates to a method for the produc- tion of a layer structure according to the invention, in which
  • Another object of the invention betri fft the use of a layer structure according to the invention as a decorative element, especially in the automotive sector, for office supplies and electronic devices, especially computers and Mobilfunkclefonc.
  • the invention relates to the use of a decorative element according to the invention as a component in an electrical switch.
  • the invention relates to a layer structure (S) for a lightable control element comprising or ordering from the following layers in the stated sequence:
  • the invention relates to a layer structure according to embodiment 1, characterized in that the second symbol layer (1) on the photoconductive surface element (3), the transparent intermediate layer (2) or a cover layer (5) is applied.
  • the invention relates to a layer structure according to one of the preceding embodiments, characterized in that the transparent intermediate layer (2), the light-conducting surface element (3) and / or the covering layer (5) in the region from 400 nm to 800 nm, a transmittance of at least 85%, best imt ISO 13468 at a thickness of 4 mm, preferably, at least 90%, and a haze of at most 5%, determined according to ASTM D l 003 at a layer thickness of 4 mm, preferably of at most 4%, iron.
  • the invention relates to a layer structure according to one of the preceding embodiments, characterized in that the all layers are fixedly arranged on one another and / or connected to one another.
  • the invention relates to a layer structure according to one of the preceding embodiments, characterized in that the light-conducting surface element (3) nanostructures /, on the basis of which the light on the symbol layer (1) facing flat side of the photoconductivemonyneiements (3) at least partially emitted becomes.
  • the invention relates to a layer structure according to one of the preceding embodiments, characterized in that the light-conducting surface element (3), the transparent intermediate layer (2), the protective layer (6) and / or the cover layer (8) consists of a Thermoplastics are preferably composed of polycarbonate, polyacrylate, Polymethacryiat, Cyclooiefin copolymers, polysulfones, polyesters, polycarbonate polyester blends, polycarbonate / polycyclohexylmethanolcyclohexandicarboxyiat, or polycarbonate / PBT, more preferably selected from polycarbonate.
  • a Thermoplastics are preferably composed of polycarbonate, polyacrylate, Polymethacryiat, Cyclooiefin copolymers, polysulfones, polyesters, polycarbonate polyester blends, polycarbonate / polycyclohexylmethanolcyclohexandicarboxyiat, or polycarbonate / PBT, more
  • the invention relates to a layer structure according to one of the preceding embodiments, characterized in that the symbol of the symbol layer (1) by a printing process, in particular screen printing, laminating, painting, IMD (In Mold Decoration), IML (In Mold Labcling) or FIM (Fi im Insert Molding) can be generated.
  • a printing process in particular screen printing, laminating, painting, IMD (In Mold Decoration), IML (In Mold Labcling) or FIM (Fi im Insert Molding) can be generated.
  • the invention relates to a layer structure according to one of the preceding embodiments, characterized in that the transparent intermediate layer (2) can be produced by casting behind or injection molding.
  • the invention relates to a layer structure according to one of the preceding embodiments, characterized in that the cover layer (8) is a film.
  • the invention relates to a layer structure according to one of the preceding embodiments, characterized in that the layers independently of one another have the following thicknesses:
  • Symboilic from 2 to 80 ⁇ ⁇ , preferably, from 1 2 to 50 ⁇ ,
  • Interlayer (2) of 100 to 1000 ⁇ ⁇ . preferably from 250 to 500 ⁇ m,
  • LIH conductive surface element (3) from 0.075 to 1000 ⁇ m. preferably from 250 to 750 ⁇ m.
  • Cover layer (5) of 100 to 1,000 ⁇ m, preferably of 250 to 500 ⁇ m, as well as
  • the invention relates to an illuminable decorative element comprising a layer structure (S) according to one of embodiments 1 to 10 and at least one light source (4), which are preferably designed as a light emitting diode, in particular as a laser diode, Glühfadcnlampc or gas discharge lamp, wherein the decorative element is preferably operable in at least two operating states, wherein in a first operating state, a light source (4) lights and in a second operating state, the light source (4) does not light.
  • a layer structure (S) according to one of embodiments 1 to 10 and at least one light source (4), which are preferably designed as a light emitting diode, in particular as a laser diode, Glühfadcnlampc or gas discharge lamp, wherein the decorative element is preferably operable in at least two operating states, wherein in a first operating state, a light source (4) lights and in a second operating state, the light source (4) does not light.
  • the invention relates to a method for producing a
  • the invention relates to the use of a layer structure according to one of the embodiments 1 to 10 as a decorative element, in particular in Automotive sector, for office supplies and electronic devices, in particular computers and mobile phones.
  • the invention relates to the use of a decorative element according to embodiment 1 1 as a component in an electrical switch.
  • Fig. L an inventive illuminable decorative element in a lateral sectional view.
  • Fig. 1 an inventive illuminable decorative element is shown in lateral sectional representation.
  • the delta element comprises a layer structure S according to the invention and a light source 4.
  • the layer structure S according to the invention orders from the following layers in the stated sequence:
  • a light-conducting surface element 3 is coupled into the light from the light source 4 via one of its abutting edges, wherein the light propagates laterally within the light-emitting surface element 3 and is cut-out on its flat side facing away from the symbol layer 1, this region being indicated by arrows, indicating the light radiation;
  • the transparent intermediate layer 2 is connected to the non-aligning surface element 3 only in the region in which the light is not emitted from the flat side of the light-emitting surface element 3.
  • the nanostructures on the surface of the light-guiding surface element 3 are filled by the adhesive, as a result of which the light emission in this area is greatly reduced or possibly even completely lost.
  • the light is coupled by means of the light source 4 of the light-conducting surface element 3 facing flat side of the first symbol layer 1.
  • Light-sensitive surface element 3 Makrofol TM LM 907 from Covestro AG, Germany, with a surface embossing for light extraction, manufactured by the Fa. Nicrotek, PR China
  • Light source 4 LED, light color white transparent cover layer 5: Makrofol TM SR 908 1 -4 250 ⁇ , PC / PMMA
  • the polycarbonate layer is 205 ⁇ thick, the PMMA layer 45 ⁇ m thick.
  • Protective Layer 6 PMMA based solvent containing lacquer system l-FHC 338,
  • the illuminable decorative element is operable in several operating states.
  • the light source 4 is operated in a ei most operating state. In this state is on the
  • the Lichtquel le 4 is turned off, whereby the symbol of the first symbol layer 1 from the outside is not or only slightly visible.
  • several operating states such as a switch, are displayed in an aesthetically pleasing manner, without requiring the use of liquid crystal units or the like.
  • a complicated electronics is also not required for the operation of the illuminable decorative element according to the invention due to its simple structure.
  • the flexibility of the layer structure according to the invention also allows the realization of non-planar structures as well as an attachment of the layer structure to non-planar substrates. As a result, for example, illuminated arched structures or switches can be realized, which are difficult or impossible to be realized by remplissigkristailan Attachesysteme.
  • the production of the layer structure S is carried out as follows:
  • the transparent cover layer 5 is coated with a protective layer 6 in the coating process.
  • a Rolienbe Anlagenungs vide is used.
  • the film with the coating represents an intermediate product, ie a finished semi-finished product, which is used in the further process.
  • the composite of transparent cover layer 5 and protective layer 6 is then provided by means of screen printing with a transparent printing as a symbol layer 1.
  • the symbol layer 1 is weak to barely visible in the off state of the LED as a homogeneous image.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schichtaufbau (S) für ein beleuchtbares Bedienelement umfassend oder bestehend aus den folgenden Schichten in der angegebenen Reihenfolge: A) ein lichtleitendes Flächenelement (3) in das von einer Lichtquelle (4) Licht über wenigstens eine seiner Stoßkanten einkoppelbar ist, wobei das Licht innerhalb des lichtleitenden Flächenelements (3) lateral propagiert und auf seiner der Symbolschicht (1) zugewandten Flachseite zumindest abschnittsweise ausgestrahlt wird; B) gewünschtenfalls eine transparente Zwischenschicht (2); C) eine zweite Symbolschicht (1) umfassend wenigstens ein Symbol; D) gewünschtenfalls eine Schutzschicht (6). Die Erfindung betrifft ferner die Herstellung eines solchen Schichtaufbaus (S), ein beleuchtbares Dekorelement mit einem solchen Schichtaufbau (S), sowie die Verwendung des Dekorelements und des Schichtaufbaus (S).

Description

Schiclitaufhau mit belouchtbarcn Symbolen und dessen Verwendung
Die Vorliegende Erfindung betrifft einen Schichtaufbau für ein beleuchtbares Bcdicnelcmcnt umfassend oder bestehend aus den folgenden Schichten in der angegebenen Reihenfolge:
A) ein lichtleitendes Flächenelement in das von einer Lichtquelle Licht über wenigstens eine seiner Stoßkanten einkoppelbar ist, wobei das Licht innerhalb des lichtleitenden Flächenelements lateral propagiert und auf seiner der Symboischicht zugewandten Fiachseite zumindest abschnittsweise ausgestrahlt wird;
B) gewünschtenfalis eine transparente Zwischenschicht;
C) eine Symbolschicht umfassend wenigstens ein Symbol;
D) gewünschtenfalis eine Schutzschicht.
Die Erfindung betrifft ferner ein beleuchtbares Dekoreiement mit einem solchen Schichtaufbau, sowie die Verwendung des Dekorelements und des Schichtaufbaus.
Aus der EP 1 357 405 AI ist eine Lichtleiterplatte für eine Beleuchtungseinheit des Front-Licht- Typs in Flüssigkristallanzeigesystemen bekannt, die ein eine alicyclische Struktur enthaltendes Polymerharz umfasst, und mindestens eine der planaren Haupt-Oberflächen weist eine dünne Vorsprungs-und- Vertiefungs-Form mit Reflexionsfunktion auf. Bei einer solchen Struktur kann es als nachteilig empfunden werden, dass die ästhetischen Gestaltungsspielräume beschränkt sind und das die Struktur nur eine geringe Flexibilität aufweist, insbesondere wenig bis gar nicht biegsam ist. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Flächenclement für ein bclcuchtbarcs Dekorelement bereitzustellen, das wenigstens ein Symbol um fasst, das durch Beleuchtung sichtbar gemacht werden kann, und für einen Betrachter erst dann in Erscheinung tritt, wenn es durch wenigstens ein speziell angebrachtes Lcuchtm ittcl beleuchtet wird. Weiterhin soll das Flächenelement eine hohe Flex ibilität aufweisen, um beispielweise auf unebenen Substraten angebracht werden zu können.
Die Aufgabe wird gelöst durch einen Schichtaufbau f r ein beleuchtbares und flexibles Bedienelement um assend oder bestehend aus den folgenden Schichten in der angegebenen
Reihenfolge: A) ein lichtleitendes Flächenelement in das von einer Lichtquelle Licht über wenigstens eine seiner Stoßkanten einkoppelbar ist, wobei das Licht innerhalb des lichtleitenden Flächenelements lateral propagiert und auf seiner der Symbolschicht zugewandten Flachseite zumindest abschnittsweise ausgestrahlt wird;
B) gewünschtenfalls eine transparente Zwischenschicht;
C) eine Symbolschicht umfassend wenigstens ein Symbol;
D) gewünschtenfalls eine Schutzschicht.
Die Symbolschicht des erfindungsgemäßen Schichtaufbaus weist wenigstens in Teilbereichen ein Symbol in Form einer Verzierung, Bedruckung, Lackierung oder dergleichen, im Folgenden kurz als Symbol bezeichnet, auf. Bei dem Symbol, insbesondere der Bedruckung, kann es sich beispielsweise um ein Firmenemblem, eine Fahrzeugtypen- oder Fahrzeugklassenbezeichnung, eine Funktionszustaiidsbeschreibung wie„AN" oder„AUS", einen Text oder ein rein dekoratives Muster handeln. Das Symbol kann sowohl positiv als auch negativ dargestellt sein, das heißt dass das Symbol bei Beleuchtung entweder selbst leuchtet oder dessen Umfeld leuchtet während das Symbol dunkel bleibt. Sollte das Symbol eine Bedruckung sein, so wird sie bevorzugt durch Siebdruck oder anderen dekorgebenden Verfahren aufgebracht, stärker bevorzugt durch Siebdruck. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Siebdruck transparent.
Vorzugsweise ist das Symbol der Symbolschicht durch verschiedenste Dekorationsverfahren, wie IMD (In Mold Decoration), IML (In Mold Labeling), FIM (Film Insert Molding) oder Siebdruck, erzeugbar. Ferner können auch andere Druckverfahren, wie z.B. der Tampondruck oder ein Lackierprozess verwendet werden. Die Symbolschicht kann auch durch einen Laminier-Prozess hergesteilt werden.
Der erfindungsgemäße Schichtaufbau umfasst zumindest ein l ichtleitendes Flächenelement in das von einer ersten Lichtquelle Li ht über wenigstens eine seiner Stoßkanten einkoppelbar ist. Bei diesem Flächenelement handelt es sich beispielsweise um eine Lichtleiterfolie aus Polycarbonat oder PMMA. In Lichtleiterfolie propagiert das Li ht innerhalb der Schicht, wobei es zwischen den Grenzflächen der Hauptflächen durch Totalreflexion zum größten Teil zurück geworfen wird. Bei dem lichtleitenden Flächenelement wird das Licht auf seiner der Symbolschicht zugewandten Flachseite zumindest abschnittsweise ausgestrahlt wird. Das kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass das Flächenelement in diesem Bereich Nanostrukturen aufweist. Ebenso können die Nanostrukturen auf der gegenüberliegenden oder auf beiden Flachseiten vorhanden sein. Die Nanostrukturen können durch Stanzen, V-Schneiden, Prägen oder mittels Lasergravur erzeugt werden. Derartige Folien werden beispielsweise von der Firma Nicrotek vertrieben. Bevorzugt weist das lichtleitende Flächeneiement somit Nanostrukturen auf, aufgrund derer das Licht auf der der Symbolschicht zugewandten Flachseite des lichtleitenden Flächenelements zumindest abschnittsweise ausgestrahlt wird. Eine hohe Bildschärfe sowie ein klares Abbild werden durch die erfindungsgemäßen Mikrostrukturen und durch die erfindungsgemäßen Nanostrukturen erzielt. Die Symbolschicht kann auf dem lichtleitenden Flächenelement, der transparenten Zwischenschicht oder einer Deckschicht aufgebracht sein. Die Deckschicht dient beispielsweise als Druckunterlage für die Symbolschicht. Auch in diesem Fall kann die Symbolschicht eine eigenständige Schicht darstellen, beispielsweise ein aus einer iichtundurchiässigen Folie ausgestanztes Symbol. Wenn die zweite Symbolschicht eine eigenständige Schicht darstellt, kann die Deckschicht au h weggelassen werden.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Schichtaufbaus weist die transparente Zwischenschicht, das lichtleitende Flächenelement und/ oder die Deckschicht im Bereich von 400 nm bis 800 nm eine Transmission von mindestens 75%, bestimmt nach ISO 13468 bei einer Dicke von 1 mm, bevorzugt wenigstens 85%, und eine Trübung von höchstens 10%, bestimmt nach ASTM D l 003 bei einer Schichtdicke von 1 mm, vorzugsweise von höchstens 5%, aufweisen.
Bei dem erfindungsgemäßen Schichtautbau sind im Regelfall sämtliche Schichten fest aufeinander angeordnet und miteinander verbunden si nd. H ierbei ist in der Regel das l ichtleitende Flächenelement zumindest in dem Flächenbereich, aus dem das seitlich eingekoppelte Licht abgestrahlt wird, nicht mit der darüber liegenden Fläche verklebt oder vergossen, dam it die Mikro- und/oder Nanostrukturen an seiner Oberfläche nicht deaktiv iert werden. Bei dem erfindungsgemäßen Schichtaufbau kann das lichtleitende Flächenelement, die transparente Zwischenschicht, die Schutzschicht und/ oder die Deckschicht aus einem Thermoplasten aufgebaut sein, der vorzugsweise aus Polycarbonat, Poiyacryiat, Polymethacrylat, Cycloolefin-Copolymere, Polysulfone, Polyester, Polycarbonat/Polyester-Blends, Polycarbonat/Polycycio-hexylmethanolcyclohexandicarboxyiat, oder Polycarbonat/PBT, stärker bevorzugt aus Polycarbonat, ausgewählt ist.
Als Kunststoffe die jeweiligen Schichten des Schichtaufbaus sind alle transparenten oder transluzenten Thermoplasten geeignet. Beispielsweise Polyacrylate, Polymethacryiate (PMMA; kommerziell erhältlich als Plexiglas™ von der Fa. Röhm), Cycloolefin-Copolymere (COC; kommerziell erhältlich als Topas™ von der Fa. Ticona; oder als Zenoex™ von der Fa. Nippon Zeon oder Arton™ von der Fa. Japan S nthetic Rubber), Copolyester (kommerziell erhältlich als Tritan™ von Eastman Chemical oder als Ecozen™ von SK Chemicals), Polysulfone (kommerziell erhältlich als Ultrason™ von der BASF oder Udel™ von der Fa. Solvay), Polyester, wie z.B. Poiyethyienterephthalat (PET) oder Polyethylennaphthalat (PEN), Polycarbonat (PC), aliphatsiches Polycarbonat (kommerziell erhältlich als Durabio™ von der Fa. Mitsubishi Chemical Corp.), Polycarbonat/Polyester-Blends, z.B. PC/PET, Polycarbonat/Polycyclohexylmethanolcyclohexandicarboxylat (PCCD; kommerziell erhältlich als Xylex™. von der Fa. Sabic IP), Bevorzugt im Sinne der Erfindung handelt es sich bei dem oder den thermoplastischen Kunststoff! en ) der Schichten unabhängig voneinander um Polycarbonate oder Copolycarbonate auf Basis von Diphenolen, Poly- oder Copolyacrylate, Poly- oder Copolymethacrylate, Poly- oder Copolymere mit Styrol, thermoplastische Polyurethane, Polyoiefine, Poly- oder Copolykondensate der Terephthaisäure oder Naphthalindicarbonsäure oder Mischungen aus diesen, bevorzugt um Polycarbonate oder Copolycarbonate auf Basis von Diphenolen, Poly- oder Copolyacrylate, Poly- oder Copolymethacrylate, Poly- oder Copolykondensate der Terephthaisäure oder Naphthalindicarbonsäure oder Mischungen aus diesen handelt. Besonders bevorzugt werden Polycarbonate eingesetzt.
Geeignete Polycarbonate sind alle bekannten Polycarbonate, dies können Homopolycarbonate, Copolycarbonate und thermoplastische Poiyestercarbonate sein. Diese haben bevorzugt mittlere Molekulargewichte Mw von 18.000 bis 40.000 g/mol, vorzugsweise von 22.000 bis 36.000 g/mol und insbesondere von 24.000 bis 33.000 g/mol, ermittelt durch Messung der relativen Lösungsviskosität in Dichlormethan oder in M ischungen gleicher Gewichtsmengen Phenol o- Dichlorbenzol geeicht durch Lichtstreuung. Zur Herstel lung von Polycarbonaten sei beispielhaft auf „Schnell, Chemistry and Physics of Polycarbonates, Polymer Reviews, Vol. 9, interscience Publishers, New York, London, Sydney 1964", und auf „D.C. PREVORSEK, B . DEBONA und Y. KESTEN, Corporate Research Center, Allied Chem ical Corporation, Moristown, New Jersey 07960, Synthesis of Polyf estericarbonate Copolymers ' in Journal of Polymer Science, Polymer Chemistry Edition, Vol. 1 , 75-90 (1980)", und auf„D. Freitag, U. Grigo, P.R. Müller, N. Nou vertue, BAYER AG,
Polycarbonates' in Encyclopedia of Polymer Science and Engineering, Vol. 1 1, Second Edition, 1988, Seiten 648-718" und schließlich auf „Dres. U. Grigo, K. Kircher und P.R. Mül ler
Polycarbonate' in Becker Braun, K unsts to ff- I I a ndbuch. Band 3/1 , Polycarbonate, Polyacetale, Polyester, Celluloseester, Carl Hanser Verlag München, Wien 1992, Seiten 1 17-299" verwiesen. Die Herstel lung der Polycarbonate e folgt vorzugsweise nach dem Phasengrenzflächenverfahren oder dem Schmelze -Umesterungsverfahren und wird im Folgenden beispielhaft an dem Phasengrenzflächenverfahren beschrieben.
Als Ausgangsverbindungen bevorzugt einzusetzende Verbindungen sind Bisphenole der aligemeinen Formel HO-R-OH, worin R ein divalenter organischer Rest it 6 bis 30 Kohlenstoffatomen ist, der eine oder mehrere aromatische Gruppen enthält.
Beispiele solcher Verbindungen sind Bisphenole, die zu der Gruppe der Dihydroxybiphenyle, Bis( hydroxyphenyl lal kane, Indanbisphenole, Bisl hydroxyphenyl lether, Bis(hydroxyphenyl)sulfone, Bis(hydroxyphenyl)ketone und oc,a'-Bis(hydroxyphenyl)- diisopropylbenzoie gehören. Besonders bevorzugte Bisphenole, die zu den vorgenannten Verbindungsgruppen gehören, sind Bisphcnol-A, Tct raa I ky I b i sp h en I - A , ( Bisphenol M),
4,4-(para-Phenylendiisopropyl)diphenol, l , l-Bis-(4-hydroxyphenyl)-3,3,5-trimethylcyclohexan (BPTMC) sowie gegebenenfalls deren Gemische. Bevorzugt werden die erflndungsgemäß einzusetzenden Bisphenoiv erbindungen mit
Kohlensäureverbindungen, insbesondere Phosgen, oder beim Schmelzeumesterungsprozess mit Diphenylcarbonat bzw. Dimethylcarbonat, umgesetzt.
Polyestercarbonate werden bev orzugt durch Umsetzung der bereits genannten Bisphenole, mindestens einer aromatis hen Dicarbonsäure und gegebenenfalls Kohlensäurcäquivalcnte erhalten. Geeignete aromatische Dicarbonsäuren sind beispielsweise Phthalsäure, Tcrephthalsäure, Isophthalsäure, 3,3 '- oder 4,4'-Diphenyldicarbonsäure und Benzophenondicarbonsäuren. Ein Teil, bis zu 80 Mol.-%, vorzugsweise von 20 bis 50 Mol-% der Carbonatgruppen in den Polycarbonaten können durch aromatische Dicarbonsäureester-Gruppen ersetzt sein. Beim Phasengrenzflächenverfahren verwendete inerte organische Lösungsmittel sind beispielsweise Dichlormethan, die verschiedenen Dichlorethane und Chlorpropanv crbindungcn, Tetrachlormcthan, Trichlormethan, Chlorbenzol und Chlortoluol, vorzugsweise werden Chlorbenzol oder Dichlormethan bzw. Gemische aus Dichlormethan und Chlorbenzol eingesetzt.
Die Phasengrenzflächenreaktion kann durch Katalysatoren wie tertiäre Amine, i insbesondere N- Alkylpiperidine oder Oniumsalze beschleunigt werden. Bevor/ugt werden Tributylamin, Triethylamin und N-Ethylpiperidin verwendet. Im Falle des Schmelzeumesterungsprozesses werden bevorzugt die in DE 4 238 123 AI genannten Katalysatoren v erwendet.
Die Polycarbonatc können durch den Einsatz geringer Mengen Ver/weiger bewusst und kontrol liert verzweigt werden. Einige geeignete Verzweiger sind: Phloroglucin, 4,6-Dimethyl- 2,4,6-tri-(4-hydroxyphenyl)-hepten-2; 4,6-Dimethyl-2,4,6-tri-(4-hydroxyphenyi)-heptan; 1 ,3,5- Tri-(4-hydroxyphenyl)-benzoi; 1 , 1 , 1 -Tri-(4-hydroxyphenyi)-ethan; Tri-(4-hydroxyphenyl)- phcnylmethan; 2,2-Bis-[4,4-bis-(4-hydroxyphenyl)-cyclohexyl]-propan; 2,4-Bis-(4- hydroxyphenyl-isopropyi)-phenol; 2,6-Bis-(2-hydroxy-5'-methyl-benzyl)-4-methylphenol; 2-(4- Hydroxyphenyl)-2-(2,4-dihydroxyphenyl)-propan; Hexa-(4-(4-hydroxyphenyl-isopropyl)- phenyl)-orthoterephthalsäureester; Tetra-(4-hydroxyphenyl)-methan; Tetra-(4-(4-hydroxyphenyl- isopropyl)-phenoxy)-methan; a,a,'a"-Tris-(4-hydroxyphenyi)- 1 ,3,5-triisopropylbenzoi; 2,4- Dihydroxybenzoesäure; Trimesinsäure; Cyanurchlorid; 3,3-Bis-(3-methyl-4-hydroxyphenyi)-2- oxo-2,3 -dihydroindol; l ,4-Bis-(4',4"-dihydroxytriphenyl)-methyl)-benzol und insbesondere: 1 , 1 , 1 -Tri-(4-hydroxyphenyi)-ethan und Bis-(3-methyl-4-hydroxyphenyi)-2-oxo-2,3-dihydroindol.
Die gegebenenfalls mitzuverwendenden 0,05 bis 2 Mol-%, bezogen auf eingesetzte Diphenole, an Verzweigern bzw. Mischungen von Verzweigern, können mit den Diphenoien zusammen eingesetzt werden aber auch in einem späteren Stadium der Synthese zugegeben werden. Als Kettenabbrecher werden bevorzugt Phenole wie Phenol, Alkyiphenole wie Kresol und 4-tert- Butylphenol, Chlorphenol, Bromphenol, Cumylphenol oder deren Mischungen verwendet in Mengen von 1 bis 20 Mol-%, bevorzugt 2 bis 10 Mol-% je Mol Bisphenol. Bevorzugt sind Phenol, 4-tert.-Butylphenol bzw. Cumylphenol.
Kettenabbrecher und Verzweiger können getrennt oder aber auch zusammen mit dem Bisphenol den Synthesen zugesetzt werden.
Die Herstellung der Polycarbonate nach dem Schmelze-Umesterungsverfahren ist in DE 4 238 123 AI beispielhaft beschrieben.
Erfindungsgemäß bevorzugte Polycarbonate des erfindungsgemäßen mehrschichtigen Erzeugnisses sind das Homopolycarbonat auf Basis von Bisphenol A, das Homopolycarbonat auf Basis von l , l-Bis-(4-hydroxyphenyl)-3,3,5-trimethylcyclohexan und die Copolycarbonate auf Basis der beiden Monomere Bisphenol A und l , l -Bis-(4-hydroxyphenyl)-3,3,5- trimethyicyciohexan. Das Homopolycarbonat auf Basis von Bisphenol A ist besonders bevorzugt.
Das Polycarbonat kann Stabilisatoren enthalten. Geeignete Stabilisatoren sind beispielsweise Phosphine, Phosphite oder Si enthaltende Stabilisatoren und weitere in EP 0 500 496 AI beschriebene Verbindungen. Beispielhaft seien Triphenylphosphite, Diphenylalkylphosphite, Phenyldiaikylphosphite, Tris-(nonyiphenyi)phosphit, Tetrakis-(2,4-di-tert.-butylphenyi)-4,4'- biphenylen-diphosphonit und Triary lphosphit genannt. Besonders bevorzugt sind Triphenylphosphin und Tris-(2,4-di-tert.-butylphenyl)phosphit.
Ferner kann das Polycarbonat 0,01 bis 0,5 Gew.-%, basierend auf dem Gesamtgewicht des Polycarbonats, Ester oder Teilester von ein- bis sechswen igen Alkoholen, insbesondere des Glycenns, des Pentaerythrits oder von Guerbetalkoholen enthalten.
Einwertige Alkohole sind beispielsweise Stearylaikohoi, Paimitylalkohoi und Guerbetaikohole. Ein zweiwertiger Alkohol ist beispielsweise Glycol. Ein dreiwertiger Alkohol ist beispielsweise Gylcerin. Vierwert ige Alkohole sind beispielsweise Pentaerythrit und Mesoerythrit. Fünfwert igc A l kohole sind beispielsweise Arabit, Ribit und Xy 1 it. Sechswertigc A lkohole sind beispielsweise Mannit, G lue it. (Sorbit) und Dulcit.
Die Ester sind bevorzugt die Monoester, Diester, Triester, Tetraestcr, Pentaester und Hexaester oder deren Mischungen, insbesondere statistische M ischungen, aus gesättigten, al iphat ischen C I O bis C36-Monocarbonsäuren und gegebenen falls Hydroxy-Monocarbonsäuren, vorzugsweise mit gesättigten, aliphatischen C14 bis C32-Monocarbonsäuren und gegebenenfal ls Hydroxy- Monocarbonsäuren. Die kommerziell erhältlichen Fettsäureester, insbesondere des Pentaerythri ts und des Glycerins, können herstel lungsbedingt bis zu 60 Gew.-% unterschiedlicher Tei lester enthalten.
Gesättigte, aliphatische Monocarbonsäuren it 10 bis 36 C-Atomen sind beispielsweise Caprinsäure, Laurinsäure, Myristinsäure. Palm itinsäure, Stearinsäure, Hydroxystearinsäure, Arachinsäurc, Behensäure, Lignocerinsäure, Cerotinsäure und Montansäuren. Bevorzugte gesättigte, aliphatische Monocarbonsäuren m it 14 bis 22 C-Atomen sind beispielsw eise Myristinsäure, Palm itinsäure, Stearinsäure, Hydroxystearinsäure, Arachinsäurc und Behensäure. Besonders bevorzugt sind gesättigte, aliphatische Monocarbonsäuren wie Palmitinsäure, Stearinsäure und Hydroxystearinsäure. Die gesättigten, aliphatischen Cio- bis C36-Carbonsäuren und die Fettsäureestcr sind als solche entweder literaturbekannt oder nach l iteratiirbekannten Verfahren herstellbar. Beispiele für Pentaerythrit fettsäureestcr sind die der besonders bev or/ugten, v orstehend genannten Monocarbonsäuren. Besonders bevorzugt sind Ester des Pentaerythrits und des Glycerins mit Stearinsäure und Palmitinsäure. Besonders bevorzugt sind auch Ester von Guerbetalkoholen und des Glycerins mit Stearinsäure und Palmitinsäure und gegebenenfalls Hydroxystearinsäure.
In einer bevorzugten Ausfuhrungsform weist der erfindungsgemäße Aufbau eine Schutzschicht auf. Diese ist beispielsweise eine kratzfest beschichtete Polycarbonatfolie, wobei die Beschichtung Acrylat-basierend sein kann. Ebenso kann die Schutzschicht auch nur aus der Beschichtung bestehen, die auf eine darunterliegende Schicht aufgebracht ist. Die Beschichtung kann durch Verfahren wie Lackieren, Tauchbeschichten, Direct Coating oder Direct skinning mit dem jeweiligen passenden Lack aufgebracht sein.
Bei dem erfindungsgemäßen Schichtaufbau sollten die transparente Zwischenschicht, das lichtleitende Flächenelement und/ oder die Deckschicht eine möglichst hohe Transparenz aufweisen. Darunter wird im Sinne der vorliegenden Erfindung verstanden, dass die entsprechenden Bauteile im Bereich von 400 nm bis 800 nm eine Transmission von mindestens 85%, bestimmt nach ISO 13468 bei einer Dicke von 4 mm, bevorzugt wenigstens 90%, und eine Trübung von höchstens 5%, bestimmt nach ASTM D l 003 bei einer Schichtdicke von 4 mm, vorzugsweise von höchstens 4%, aufweisen.
Bei dem erfindungsgemäßen Schichtaufbau ist die transparente Zwischenschicht vorzugsweise durch Hintergießen oder Hinterspritzen erzeugbar. Für die Deckschicht wird vorzugsweise Folie eingesetzt.
Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schichtaufbaus weisen die Schichten unabhängig voneinander folgende Dicken auf:
• Symbolschicht von 2 bis 80 μ m. bevorzugt von 12 bis 50 μηι,
• Zwischenschicht von 100 bis 1000 μιη, bevorzugt von 250 bis 500 μ m, · li ht leitendes Flächenelement von 0,075 bis 1.000 ιη, bevorzugt v on 250 bis 750 μκα,
• Deckschicht v on 100 bis 1.000 μ m. bevorzugt von 250 bis 500 μ m, sowie
• Schutzschicht von 2 bis 100 μ m. bevorzugt von 12 bis 50 μ m. Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft ein beleuchtbares Dekorelement um fassend einen erfindungsgemäßen Schichtaufbau sowie wenigstens eine Lichtquelle, die vorzugsweise als Leuchtdiode, insbesondere als Laserdiode, Glühfadenlampe oder Gasentladungslampe ausgestaltet ist.
Das beleuchtbare Dckorelement ist bevorzugt in wenigstens zwei Bctriebs/uständen betreibbar, wobei in einem ersten Betriebs/ustand eine Lichtquelle leuchtet und in einem zweiten Betriebszustand die Lichtquel le nicht leuchtet. Damit können auf einfache Weise mehrere Bctriebs/ustände, beispielsweise eines Schalters, in ästhetisch ansprechender Weise angezeigt werden, ohne dass es hierfür des Einsatzes von Flüssigkristali-Einheiten oder dergleichen bedürfte. Ei ne komplizierte Elektronik ist für den Betrieb des erfindungsgemäßen belcuchtbaren Dekorelements aufgrund seines ei nfachen Aufbaus ebenfal ls nicht erforderl ich. Ferner weist das erfindungsgemäße beleuchtbare Dekorelement eine hohe Flexibi lität auf, die es ermöglicht auch nicht planare Strukturen, wie beispielsweise Wölbungen zu verwirklichen.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstel lung eines erfindungsgemäßen Schichtaufbaus, bei dem
A) ein lichtleitendes F iächenciement (3) in das von einer Lichtquelle (4) Licht über wenigstens eine seiner Stoßkanten einkoppelbar ist, wobei das Licht innerhalb des licht leitenden Flächenelements (3) lateral propagiert und auf seiner der Symbolschicht (1) zugewandten Flachseite zumindest abschnittsweise ausgestrahlt wird;
B) gewünschtenfalls eine transparente Zwischenschicht (2);
C) eine Symbolschicht (1) umfassend wenigstens ein Symbol;
D) gewünschtenfalls eine Schutzschicht (6)
in der angegebenen Reihenfolge aufeinander angeordnet werden.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betri fft die Verwendung eines erfindungsgemäßen Schichtaufbaus als Dekorelement, insbesondere im Automobilbereich, für Büroartikel und elektronische Geräte, insbesondere Computer und Mobiltclefonc. Schließlich betrifft die Erfindung die Verwendung eines erfindungsgemäßen Dekorelements als Bauelement in einem elektrischen Schalter.
Die Erfindung betrifft insbesondere die folgenden Ausführungsformen:
Nach einer ersten A us fü Ii ru ngs fo r m betrifft die Erfindung einen Schichtaufbau (S) für ein beieuchtbares Bedienelement umfassend oder bestellend aus den folgenden Schichten in der angegebenen Reihenfolge:
A) ein lichtleitendes Flächenelement (3) in das von einer Lichtquelle (4) Licht über wenigstens eine seiner Stoßkanten einkoppelbar ist, wobei das Licht innerhalb des lichtleitenden Flächenelements (3) lateral propagiert und auf seiner der Symbolschicht (1) zugewandten Flachseite zumindest abschnittsweise ausgestrahlt wird;
B) gewünschtenfalls eine transparente Zwischenschicht (2);
C) eine Symbolschicht (1) umfassend wenigstens ein Symbol;
D) gewünschtenfalls eine Schutzschicht (6).
Nach einer zweiten Austuhrungsform betrifft die Erfindung einen Schichtaufbau nach Ausführungsform 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Symbolschicht (1) auf dem lichtleitenden Flächenelement (3), der transparenten Zwischenschicht (2) oder einer Deckschicht (5) aufgebracht ist.
Nach einer dritten Austuhrungsform betrifft die Erfindung einen Schichtaufbau nach einer der vorstehenden A us fü h ru ngs fo rm en , dadurch gekennzeichnet, dass die transparente Zwischenschicht (2), das lichtleitende Flächenelement (3) und/ oder die Deckschicht (5) im Bereich von 400 nm bis 800 nm eine Transmission von mindestens 85%, best immt na h ISO 13468 bei einer Dicke von 4 mm, bevorzugt, wenigstens 90%, und eine Trübung von höchstens 5%, bestimmt nach ASTM D l 003 bei einer Schichtdicke von 4 mm, vorzugsweise von höchstens 4%, aufw eisen. Nach einer vierten Ausführungsform betrifft die Erfindung einen Schichtaufbau nach einer der vorstehenden Ausführungsfonnen, dadurch gekennzeichnet, dass die sämtliche Schichten fest aufeinander angeordnet und/oder miteinander verbunden sind. Nach einer fünften Ausführangsform betrifft die Erfindung einen Schichtaufbau nach einer der vorstehenden Ausfuhrungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass das lichtleitende Flächenelement (3) Nanostrukturen /, aufgrund derer das Licht auf der der Symbolschicht (1) zugewandten Flachseite des lichtleitenden Flächeneiements (3) zumindest abschnittsweise ausgestrahlt wird.
Nach einer sechsten Ausführungsform betrifft die Erfindung einen Schichtaufbau nach einer der vorstehenden Ausführungsfonnen, dadurch gekennzeichnet, dass das l ichtleitende Flächenelement (3), die transparente Zwischenschicht (2), die Schutzschicht (6) und/ oder die Decksch icht (8) aus einem Thermoplasten aufgebaut sind, der vorzugsweise aus Polycarbonat, Polyacrylat, Polymethacryiat, Cyclooiefin-Copolymere, Polysulfone, Polyester, Polycarbonat Polyestcr-Blcnds, Polycarbonat/Polycyclo-hexylmethanolcyclohexandicarboxyiat, oder Polycarbonat/PBT, stärker bevorzugt aus Polycarbonat, ausgewählt ist.
Nach einer siebten Austührungsform betrifft die Erfindung einen Schichtaufbau nach einer der vorstehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass das Symbol der Symbolschicht (1) durch ein Druckverfahren, insbesondere Siebdruck, Laminieren, Lackieren, I M D (In Mold Decoration ), IML (In Mold Labcling) oder FIM ( Fi lm Insert Molding) erzeugbar ist.
Nach ei ner achten Ausfuhrungsform betrifft die Erfindung einen Schichtaufbau nach einer der vorstehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass die transparente Zwischenschicht (2) durch Hintergießen oder Hinterspritzen erzeugbar ist.
Nach einer neunten Ausführungsform betri ft die Erfindung einen Schichtaufbau nach einer der vorstehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschicht (8) eine F l ie ist. ach einer zehnten Ausführungsform betrifft die Erfindung einen Schichtaufbau nach einer der vorstehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichten unabhängig voneinander folgende Dicken aufweisen:
• Symboischicht (1) von 2 bis 80 μ ιη, bevorzugt, von 1 2 bis 50 ιη,
· Zwischenschicht (2) von 100 bis 1000 μ ιη. bevorzugt von 250 bis 500 μηι,
• l i ht leitendes Flächenelement (3) von 0,075 bis 1.000 μ m. bevorzugt von 250 bis 750 μ m.
• Deckschicht (5) von 100 bis 1.000 μ ηι, bevorzugt von 250 bis 500 μ m, sowie
• Schutzschicht (6) von 2 bis 100 μ ιη, bevorzugt von 12 bis 50 μ ιη. Nach einer elften Ausführungsform betri fft die Erfindung ein beleuchtbares Dekorelement umfassend einen Schichtaufbau (S) nach einem der Ausführungsformen 1 bis 10 sowie wenigstens eine Lichtquelle (4), die vorzugsweise als Leuchtdiode, insbesondere als Laserdiode, Glühfadcnlampc oder Gasentladungslampe ausgestaltet sind, wobei das Dekorelement vorzugsweise in wenigstens zwei Betriebszuständen betreibbar ist, wobei in einem ersten Betriebszustand eine Lichtquelle (4) leuchtet und in einem zweiten Betriebszustand die Lichtquelle (4) nicht leuchtet.
Nach einer zwölften Ausführungsform bet rifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines
Schichtaufbaus nach einer der Ausführungsformen 1 bis 10, bei dem
A) ein lichtleitendes Flächenelement (3) in das von einer Lichtquel le (4) Licht über wenigstens eine seiner Stoßkanten einkoppelbar ist, wobei das Licht innerhalb des licht leitenden. Flächenelements (3) lateral propagiert und auf seiner der Symbolschicht (1) zugewandten Flachseite zumindest abschnittsweise ausgestrahlt wird;
B) gevvünschtenfal ls eine transparente Zwischenschicht (2);
C) eine Symbolschicht (1) umfassend wenigstens ein Symbol;
D ) gewünschten fal ls eine Schutzschicht (6)
i n der angegebenen Reihenfolge aufeinander angeordnet werden.
Nach einer dreizehnten Ausführungsform betrifft die Erfindung die Verwendung eines Schichtaufbaus nach einer der Ausführungsformen 1 bis 10 als Dekorelement, insbesondere im Automobilbereich, für Büroartikel und elektronische Geräte, insbesondere Computer und Mobiltelefone.
Nach ei ner vierzehnten Ausführungsform betrifft die Erfindung die Verwendung eines Dekorelement nach Ausführungsform 1 1 als Bauelement in einem elektrischen Schalter.
Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden anhand einer Figur und eines Ausführungsbeispiels näher erörtert. Darin zeigt
Fig. l ein erfindungsgemäßes beleuchtbares Dekorelement in seitlicher Schnittdarstellung. In Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßes beleuchtbares Dekorelement in seitlicher Schnitt darstellung abgebildet. Das Dckorelcment umfasst einen erfindungsgemäßen Schichtaufbau S sowie ein Lichtquelle 4. Der erfindungsgemäße Schichtaufbau S bestellt aus den folgenden Schichten in der angegebenen Reihenfolge:
A) ein lichtleitendes Flächenelement 3 in das Licht von der Lichtquelle 4 über eine seiner Stoßkanten eingekoppelt wird, wobei das Licht innerhalb des lichtieitenden Flächenelements 3 lateral propagiert und auf seiner der Symbolschicht 1 abgewandten Flachseite zuschnittsweise ausgestrahlt wird, wobei dieser Bereich durch Pfeile angedeutet ist, die die Lichtstrahlung anzeigen;
B) eine transparente Zwischenschicht 2; C) eine Symbolschicht 1 umfassend wenigstens ein Symbol, das mittels Siebdruck auf eine transparente Deckschicht 5 aufgebracht ist und
D) eine Schutzschicht 6.
Dabei ist die transparente Zwischenschicht 2 nur in dem Bereich it dem l ichtieitenden Flächenelement 3 verbunden, in dem das Licht nicht aus der Flachseite des lichtieitenden Flächenelements 3 abgestrahlt wird. Grund ist, dass bei einem Verkleben in diesem Bereich die Nanostrukturen auf der Oberfläche des l ichtieitenden Flächenelements 3 durch den Klebstoff ausgefüllt werden, wodurch die Lichtabstrahlung in diesem Bereich stark reduziert oder mögl iclicrvvcisc sogar vollständig verloren gehen könnte. Bei dem beleuchtbaren Dekorelement wird das Licht mittels der Lichtquelle 4 von der dem licht leitenden Flächenelement 3 zugewandten Flachseite der ersten Symbolschicht 1 eingekoppelt.
Für die Schichten werden folgende Materialien verwendet: Symbolschicht 1 : UV-härtbare Farbe, lasurschwarz
Zw ischenschicht 2: Polycarbonat 2205, Covestro AG, Deutschland auf der
Basis von Bisphenol A-Polycarbonat ( leicht fließendes BPA-PC (MVR 36,0 cmVl Omin nach I SO 1 133 bei 300°C und 1 ,2 kg)) l ichtlcitcndes Flächenelcment 3 : Makrofol™ LM 907 der Covestro AG, Deutschland, mit einer Oberflächenprägung zur Lichtauskopplung, hergestellt von der Fa. Nicrotek, VR China
Lichtquelle 4: LED, Lichtfarbe weiß transparente Deckschicht 5: Makrofol™ SR 908 1 -4 250μηι, PC/PMMA
Coextrusionsfolic der Cov estro AG, Deutschland auf der Basis von Bisphenol A-Polycarbonat (hochviskoses BPA-PC (MFR 6,5 g/10min nach ISO 1 133 bei 300°C und 1 ,2 kg)) und ein Homo-Polymcthylmethacrylat (Plexiglas™ 8N der Fa. Ev on ik: MVR 3,0 cm3/ 10min nach ISO 1 1 33 bei 230°C und 3,8 kg). Die Polycarbonat-Schicht ist 205 μ ηι dick, die PMMA-Schicht 45 μ m dick.
Schutzschicht 6: PMMA basiertes lösem itthaltiges Lacksystem l-FHC 338,
Dicke 15, Covestro AG, Deutschland
Das beleuchtbare Dekorelement ist in mehreren Betriebszuständen betreibbar. Dabei wird in einem ei sten Betriebszustand die Lichtquelle 4 betrieben. In diesem Betnebszustand ist auf der
Betrachterseite, also der Seite der Schutzschicht 6, das Symbol der Symbolschicht 1 sichtbar. In einem zweiten Betriebszustand wird die Lichtquel le 4 ausgeschaltet, wodurch das Symbol der ersten Symbolschicht 1 v on außen nicht oder nur schwach sichtbar ist. Damit können auf einfache Weise mehrere Betrieb szustände, beispielsweise eines Schalters, in ästhetisch ansprechender Weise angezeigt werden, ohne dass es hierfür des Einsatzes von Flüssigkristall- Einheiten oder dergleichen bedürfte. Eine komplizierte Elektronik ist für den Betrieb des erfindungsgemäßen beleuchtbaren Dekorelements aufgrund seines einfachen Aufbaus ebenfalls nicht erforderlich. Ferner erlaubt die Flexibilität des erfindungsgemäßen Schichtaufbaus auch die Realisierung von nicht planaren Strukuren sowie eine Befestigung des Schichtaufbaus auf nicht planaren Substraten. Hierdurch können beispielsweise beleuchtete gewölbte Strukturen oder Schalter realisiert werden, die durch Flüssigkristailanzeigesysteme nur schwer oder gar nicht verwirklicht werden können.
Die Herstellung des Schichtaufbaus S erfolgt dabei folgendermaßen:
Die transparente Deckschicht 5 wird mit einer Schutzschicht 6 im Coatingverfahren überzogen. Hierfür wird ein Rolienbeschichtungsverfahren eingesetzt. Die Folie mit der Beschichtung stellt ein Zwischenprodukt, also ein fertiges Halbzeug, dar, das in dem weiteren Verfahren eingesetzt wird.
Der Verbund aus transparenter Deckschicht 5 und Schutzschicht 6 wird dann mittels Siebdruck mit einer transparenten Bedruckung als Symbolschicht 1 versehen. Die Symbolschicht 1 ist im ausgeschalteten Zustand der LED als homogenes Bild schwach bis kaum sichtbar.
Der mit der Synibolschicht 1 versehene Verbund aus transparenter Deckschicht 5 und Schutzschicht 6 wird als fertiges Element anschließend mit der transparenten Zwischenschicht 2 hintergossen.
Anschließend wird der Verbund aus Symbolschicht 1 , transparenter Deckschicht 5, Schutzschicht 6 und transparenter Zwischenschicht 2 und mit dem lichtleitenden Flächenelement 3 randseitig umlaufend verklebt. B ezugszeichenliste :
(1) Symbolschicht
(2) Zwischenschicht
(3) lichtleitendes Flächenelement
(4) Lichtquelle
(5) transparente Deckschicht
(6) Schutzschicht
(S) Schichtaufbau

Claims

Patentansprüche
1. Schichtaufbau (S) für ein beleuchtbares Bedienelement umfassend oder bestehend aus den folgenden Schichten in der angegebenen Reihenfolge:
A) ein lichtleitendes Flächenelement (3) in das von einer Lichtquelle (4) Licht über wenigstens eine seiner Stoßkanten einkoppclbar ist, wobei das Licht innerhalb des licht leitenden Flächenelements (3) lateral propagiert und auf seiner der Symbolschicht (1) zugewandten Flachseite zumindest abschnittsweise ausgestrahlt wird;
B) gewünschtenfalis eine transparente Zwischenschicht (2);
C) eine Symbolschicht (1) umfassend wenigstens ein Symbol;
D) gewünschtenfalis eine Schutzschicht (6).
2. Schichtaufbau nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Symbolschicht (1) auf dem lichtleitenden Flächenelemcnt (3), der transparenten Zwischenschicht (2) oder einer Deckschicht (5) aufgebracht ist.
3. Schichtaufbau nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die transparente Zw ischenschicht (2), das lichtleitende Flächenelement (3) und/ oder die Deckschicht (5) im Bereich v on 400 um bis 800 um eine Transmission von mindestens 85%, bestimmt nach ISO 13468 bei einer Dicke von 4 mm, bevorzugt, wenigstens 90%, und eine Trübung von höchstens 5%, bestimmt nach ASTM D l 003 bei einer Schichtdicke v on 4 mm, vorzugsweise v on höchstens 4%, aufweisen.
4. Schichtaufbau nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die sämtl iche Schichten fest aufeinander angeordnet und/oder miteinander v erbunden sind.
5. Schichtaufbau na h einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das l ichtleitende Flächenelement (3) Nanostrukturen aufweist, aufgrund derer das Li ht auf der der Symbolschicht (1) zugewandten Flachseite des l ichtleitenden Flächcnclements (3) zumindest abschnittsweise ausgestrahlt wird.
6. Schichtaufbau nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das lichtleitende Flächencicment (3), die transparente Zwischenschicht (2), die Schutzschicht (6) und/ oder die Deckschicht (5) aus einem Thermoplasten aufgebaut sind, der vorzugsweise aus Polycarbonat, Polyacrylat, Polymethacryiat, Cycloolefin- Copolymere, Polysulfone, Polyester, Polycarbonat/Polyester-Blends, Polycarbonat/Polycyclo-hexylmethanolcyclohexandicarboxyiat, oder Polycarbonat/PBT, stärker bevorzugt aus Polycarbonat, ausgewählt ist.
7. Schichtaufbau nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Symbol der Symbolschicht (1) durch ein Druckv erfahren, insbesondere Siebdaick, Laminieren, Lackieren, IMD (In Mold Decoration), IML (In Mold Labeling) oder FIM (Film Insert Molding) erzeugbar ist.
8. Schichtaufbau nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die transparente Zwischenschicht (2) durch Hintergießen oder Hinterspritzen erzeugbar ist.
9. Schichtaufbau nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschicht (5) eine Folie ist.
10. Schichtaufbau nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichten unabhängig voneinander folgende Dicken aufweisen:
• Symbolschicht (1) von 2 bis 80 μ ιη, bevorzugt von 12 bis 50 μ ιη,
• Zwischenschicht (2) v on 100 bis 1000 ιη, bevorzugt v on 250 bis 500 μηι,
• lichtleitendes Flächenelement (3) v on 0,075 bis 1.000 μ ηι, bevorzugt von 250 bis 750 μηι,
• Deckschicht (5) von 100 bis 1.000 μ m. bevorzugt von 250 bis 500 μ m, sowie
• Schutzschicht (6) v on 2 bis 100 μ ιη, bevorzugt von 12 bis 50 μιη.
1 1 . Beleuchtbares Dekorclement umfassend einen Schichtaufbau (S) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 sowie wenigstens eine Lichtquelle (4), die vorzugsweise als Leuchtdiode, insbesondere als Laserdiode, Glühfadenlampe oder Gasentladungslampe ausgestaltet ist, wobei das Dekorelement vorzugsweise in wenigstens zwei Betriebszuständen betreibbar ist, wobei in einem ersten Betriebszustand eine Lichtquelle (4) leuchtet und in einem zweiten Betriebszustand die Lichtquelle (4) nicht leuchtet.
Verfahren zur Herstellung eines Schichtaufbaus nach einein der Ansprüche 1 bis 10, bei dem
A) ein lichtleitendes Fiächenelement (3) in das von einer Lichtquelle (4) Licht über wenigstens eine seiner Stoßkanten einkoppelbar ist, wobei das Licht innerhalb des lichtleitenden Flächenelements (3) lateral propagiert und auf seiner der Symbolschicht (1) zugewandten Flachseite zumindest abschnittsweise ausgestrahlt wird;
B) gewünschtenfalls eine transparente Zwischenschicht (2);
C) eine Symbolschicht (1) umfassend wenigstens ein Symbol;
D ) gewünschtenfalls eine Schutzschicht (9)
in der angegebenen Reihenfolge aufeinander angeordnet werden.
Verwendung eines Schichtaufbaus nach einem der Ansprüche 1 bis 10 als Dekorelement, insbesondere im Automobiibei cich, für Büroartikel und elektronische Geräte, insbesondere Computer und Mobiltelefone.
Verwendung eines Dekorelement nach Anspruch 1 1 als Bauelement in einem elektrischen Schalter.
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