DE1771809A1 - Retroreflektierende Oberflaeche - Google Patents

Retroreflektierende Oberflaeche

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DE1771809A1
DE1771809A1 DE19681771809 DE1771809A DE1771809A1 DE 1771809 A1 DE1771809 A1 DE 1771809A1 DE 19681771809 DE19681771809 DE 19681771809 DE 1771809 A DE1771809 A DE 1771809A DE 1771809 A1 DE1771809 A1 DE 1771809A1
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glass beads
pressure
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Goldman William A
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Canrad Precision Industries Inc
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    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29DPRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D11/00Producing optical elements, e.g. lenses or prisms
    • B29D11/00605Production of reflex reflectors
    • B29D11/00615Production of reflex reflectors moulded by partially embedding reflective elements, e.g. glass beads, into the surface of a support, e.g. to make prefabricated road markings
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/12Reflex reflectors
    • G02B5/126Reflex reflectors including curved refracting surface
    • G02B5/128Reflex reflectors including curved refracting surface transparent spheres being embedded in matrix

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Description

  • Retroreflektierende Oberfläche Die Erfindung betrifft eine retroreflektierende Oberfläche, welche ein reflektiertes Licht mit einer grösseren Winkel-Stellung und einer höheren Helligkeit erzeugt, und besieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Ob fläche. Insbesondere befasst sich die windung iit einer retroreflektierenden Oberfläche, die aus Glaskugeln hergestellt ist, wobei die Glaskugeln nicht in irgendeinem Klebstoff eingebettet sind.
  • Unter du Begriff "Retroreflokion" soll ins reflektierende Oberfläche oder Fläche verstanden warden, die ein einfallendes Lichtstrahlenbündel oder einen einfallenden Lichtstrahl in einer derartigen Weise reflcktiert, dass J.n heller Lichtkegel, beispielsweise ein Lichtkegel eines Automobilfernlichtes, in selektiver Weise zu der Quelle zurückgeschickt wird, und zwar auch dann, wenn das einfallende Licht auf die reflektierende Oberfläche unter einem Winkel auftrifft. Der Begriff "Retroreflexion" unterscheidet daher diese Reflexion von der Reflexion, welche durch einen Spiegel ersielt wird, wobei eine Spieglreflexion auftritt. Ausserdem wird der Unterschied zu einer streuenden Oberfläche, welche das einfallende Licht in allen Richtungen streut oder serstreut, geschaffen.
  • Reflektoren des retroreflektierenden Typus werden im allgemeinen dann verwendet, wenn der einfallende Lichtstrahl auf eine reflektierende Oberfläche auftrifft, die ansonsten teilweise oder völlig im Dunklen liegt. Insbesondere werden retroreflektierende Oberflächen bei Strassenkennzeichnungsschildern und Hinweisschildern verwendet. In derartigen Pillen ist es unbedingt erforderlich, dass das reflektierte Licht su der Quelle des einfallenden Lichtes zurückgeschickt wird, und zwar auch dann, wenn das einfallende Licht auf die reflektierende Oberflache unter einem Winkel auftrifft. Im Falle von Straasenmarkierungsschildern ist es fernor notwendig, da eine maximale Helligkeit beibehalten wird, so dass das Schild aus einer entsprechenden Entfernung sichtbar und klar genug ißt> um Jedes mögliche Missverständnis seiner Bedeutung auszuschalten.
  • Retroreflektierende Oberflächen bestehen im allgemeinen aus einer Vielzahl von Glaskugeln, die in einem gewissen Abstand voneinandor angeordnet sind und als kugelförmige Linsen dienen.
  • Diese Glasktigelchen werden mittels einer Klebstoffschicht an einer reflektierenden Oberfläche, beispielsweise an einer reflektierenden Metallschicht oder an einer reflektierenden pigmentierten Schicht, festgehalten. Im allgemeinen werden die Glaskttgelchen in der retroreflektierenden Oberfläche dadurch in einem gewissen Abstand zueinander festgehalten, dass die Kügelchen teilweise oder vollständig in eine Klebstoffschicht eingebettet werden. Diese Konstruktion besitzt Jedoch viele Nachteile, wobei der Eauptnachteil darin besteht, dass, da der wirksame Brechungsindex der Kttgelchen nicht nur von dem Brechungsindex der Jeweiligen Kügelchen, sondern auch von dem die Kügelchen umgebenden Medium abhängt, eine Verminderung des wirksamen Brechungsindcx der Glaskügelchen auftritt. Diese Herabsetzung des wirksamen Brechungsindex der Glaskügelchen hst einen Helligkeitsverlust eowie eine nachteilige Beeinflussung der Winkelstellung des Lichtes das aus einer retroreflektierenden Oberfläche erhalten wird, zur Folge. Um diesen Verlust an Reflexion und Brechungsvermögen zu kompensieren, hat es sich als notwendig erwiesen, entweder die Entfernung zwischen den Glaskügelchen und der reflektierenden Oberflache zu orhöhen oder präzisionsverarbeitete Glaskügelchen mit einer gleichmässigen Brennweite, welche einen hohen Brechungaindox besitzen, Zu verwenden. Diese beiden Methoden haben sich Jedoch als äusserst nachteilig erwiesen. Die Verwendung von Glaskügelchen mit einem hohen und gleichmässigen Brechungsindex ist sehr teuer, und zwar infolge der tatsache, das die Glaekügelchen in gleichmässiger Weise präzisionsverarbeitet werden müssen und hohe und gleichmässige Brechungsindices aufweisen müssen. Wenn auch durch die Verwendung derartiger Glaskügelchen oder durch die Einhaltung einer grösseren Dicke der Klebstoffschicht ein Teil des Verlustes an Winkelstellung und Helligkeit ausgeglichen werden konnte, so tritt dennooh immer noch ein Verlust an Helligkeit und Winkelstellung des Lichtes aui, das von den reflektierenden Oberflächen reflektiert wird, und zwar infolge der Tatsache, das die Kügelchen in die Klebstoffschicht eingebettet sind.
  • Eine andere Methode sur Überwindung des Brechungsindexverlustes der Glaskügelchen beeteht darin, ein Verankerungsnetzwerk oder Verankerungskügelchen, die zwischen den einzelnen Glaskügelchen angeordnet sind, um die Kügelchen auf der retroreflektierenden Oberfläche testsuhalten, zu verwenden. Diese Methode hat sich ebenfalls als nicht zufriedenstellend erwiesen, da, obwohl die Kügelchen nicht sehr tif in die Klebstoffschicht eingebettet werden müssen, sie dennoch etwas in der Klebstoffschicht sitzen müssen, um sie festzuhalten und den entsprechenden Abstand in der retroreflektierenden Oberfläche zu schaffen. Daher erfolgt auch bei dioder Methode noch ein Vorlust des Brechungsindex der Kügelchen. Ferner ist die mit bringung von Verankerungspunkten o oder Verankerungskü gelchen in der Nähe der Glaskügelchen bei der Herstellung einer retroreflektierenden Oberfläche sehr teuer und zeitraubend. Ausserdem wird durch die Anbringung von Verankerungspunkten oder Verankerungskügelchen in der Nähe der Glaskügelchen die Winkelstollung des Lichtes, das von der retroreflektierenden Oberfläche erhalten wird, boträchtlich verändert.
  • Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer retroreflektierenden Oberfläche aus Glaskügelchen, wobei die Kügelchen nicht in einer Klebstoffoberfläche eingcbettet sind, so dass kein Brechungsindexverlust der Kügelchen auftritt. Erfindungsgemäss wird eine retrorofloktierende Oberfläche geschaffen, welche sich durch eine boasere Winkelstellung und Helligkeit des reflektierten Lichtes auszeichnet0 Die erfindungsgemässe retroreflektierende Oberfläche besteht aus Glaskügelchen mit einer nichteinheitlichen Grösse und einem niederen Brechungsindex, wobei dennoch eine grössere Helligkeit und eine bessere Winkelstellung des von der Oberfläche reflektierten Lichts ohne Verwendung einer dicken Klebstoffschicht erzielt wird.
  • Es wurde in unerwarteter Weise festgestellt, dass, falls eine retroreflcktierende Oberfläche mittels einer Untorlagenfolie hergestellt wird, die eine reflektierende metallische Oberfläche aufweist, die elektrostatisch mit einem klebrigen, dimensionsstabilen teilweise vernetzten und druckempfindlichen Harz besohichtet und anschliessend elektrostatisch mit einer Schicht aus Glaskügelchen überzogen worden ist, die Schicht aus Glaskügelchen permanent an der Oberfläche der elektrostatisch besprühten klebrigen und druckempfindlichen Harzschicht in Porm einer gleichmässigen Monoschicht aus Kügeloben anhaftet, ohne dass dabei die Kügelchen in irgendeiner Weise in dem Harz eingebettet sind und Kügelchen aufeinanderliegen. Auf diese Weise kann in wirtschaftlicher Weise eine retroreflektierende Oberflache erzeugt werden, welche ein reflektiertes Licht mit einer besseren Winkelstellung und höheren Helligkeit infolge der Tatsache zu erzielen vermag, dass keine Verminderung des Brechungsindex der Kttgelohen auftritt, wie dies dann der Fall ist, wenn die Kügelchen teilweise oder vollständig in einer klebenden Harzschicht eingebettet sind. Mittels dieser Konstruktion kann man Kügelchen mit einem niedrigen Brechungsindex sowie mit ungleichmässigen Grössen und Pormen verwenden, ohne dass dabei die Küglchen sur Herstellung einer retroreflektierenden Oberfläche präzisionsverarbeitet werden müssen. Zusätzlich lässt sich die erfindungsgemässe retroreflektierende Oberflache mit erhöhtem Reflexionsvermögen herstellen, ohne dass dabei dicke Klebstoffschichten verwendet werden müssen.
  • Die Tatsache, dasa Glaskügelchen in gleichmässiger und permanenter Weise an der Oberfläche einer klebrigen, druckempfindlichen Harzklebeschicht befestigt werden können, wobei weder der Brechungsindex der Kügelchen vermindert noch eine ungleichmässige Anordnung der Kügelchen erreicht wird und die Kügelchen nicht teilweise oder vollständig in das Harz eingebettet werden müssen, ist auf eine Kombination zurückzuführen, welche darin besteht, dass ein elektrostatisch abgelagerter Überzug aus einem klebrigen, dimensionsstabilen und druckempfindlichen Harz hergestellt wird und dieser Uberzug mit einer elektrostatisch aufgebrachten Schicht aus Glaskügelchen versehen wird. lurch diese einzigartige Struktur wird eine retroreflektierende Oberfläche geschaffen, welche ein reflektiertes Licht mit einer verbesserten Winkels teilung und einer erhUhten Helligkeit erzeugt. Nan nimmt an, dass die permanente Haftung der Glasteilchen an die Oberfläche der Harzschicht, ohne dass dabei eine Einbettung erfolgt, auf die Tatsache zurückzuführen ist, dass durch die aufeinanderfolgende Aufbringung elektrostatischer Überzüge aus Glasteilchen und einem Harz entgegengesetzt geladene Oberflächen erzeugt werden, die polare Bindungen zwischen den Glaskügelchen und der Harzschicht liefern. Auf diese Weise werden die Glaskttgelchen permanent in tangentialer Richtung zu der oberen Oberfläche der klebenden Harzschicht gebunden, so dass die Kügelchen nicht in die klebende Harzschicht eingebettet werden0 Daher ist Jedes Kügelchen von der oberen Oberfläche der Harzschicht durch Luft getrennt, so dass kein Klebeharzinterferenzmedium vorliegt, durch welches der Brechungsindex der Kügelchen verschlechtert wird0 Durch die vorliegende Erfindung wird daher eine Monschicht aus Kügelchen auf der Oberfläche des Harzes abgelagert, wobei die Kügelchen in gleichmässiger Weise voneinander angeordnet sind und nicht übereinander liegen.
  • Auch werden keine Interferenzschiohten gebildet. Durch die vorliegende Erfindung wird daher eine retroreflektierende Oberfläche geschaffen, die einen einfallenden Lichtstrahl in erhöhtem Maße su reflektieren vermag, wobei die Helligkeit und die Winkelstellung verbessert sind, Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
  • Figur 1 zeigt in schematischer Form eine retroreflektierende Oberfläche sowie den konzentrierten Kegel eines reflektierten Lichtes, das auf die Quelle eines Lichtstrahles oder -bündels zurückgeworfen wird, von welcher der Lichtstrahl bzw. das Bündel ausgeht.
  • Piiir 2 zeigt in stark vergrösserter schematischer Form den Querschnitt einer retroreflektierenden Oberfläche gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
  • Figur 3 ist eine stark vergrösserte schematische Ansicht, welche die Querschnittsstruktur einer "unterlagenlosen" retroreflektierenden Oberfläche gemäss einer anderen Ausführungsform der Erfindung wiedergibt.
  • Die Figur 1 zeigt den Unterschied zwischen einer retroreflektierenden Oberfläche 5 und anderen Typen von Raflektoroberflächen0 im Falle von Spiegeln, welche eine Spiegelreflexion bewirken, wird ein unter einem Winkel. einfallender Strahl unter einem gleichen Winkel, Jedoch nach der anderen Seite, reflektiert, so dass er nicht zu dor Quelle zurückkehrt. Im Falle einer reflektiorenden diffusen Oberfläche wird das reflektierte Licht in allen Richtungen ausgebzaitet, wobei nur ein kleiner Bruchteil zu der Quelle zurückkehrt. Nur durch eine wirksame retroreflektierende Oberfläche wird das reflektierte Licht su der Quelle in einem konzentrierten Kegel zurückgeworfen, und zwar auch dann, wenn das einfallende Licht unter einem Winkel auftri fft, so wie dies aus der Zeichnung hervorgeht.
  • Gemäss der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie sie in Figur 2 gezeigt wird, besteht die retroreflektierende Oberfläche 5 aus einer Unterlagenschicht 8, auf dor ein Überzug aus ainem reflektierenden Material 10, wie beispielsweise aus Aluminium, Silber, Gold oder dergleichen, aufgebracht ist. Auf den erwähnten überzug ist eine flebstoffschicht 12 elektrostatisch aufgebracht, die aus einem klebrigen, durchsichtigen, druckempfindlichen und dimensionsstabilen Harz besteht. Auf der Harzschicht t2 ist elektrostatisch eine Monoschicht aus Glaskügelohen 40 aufgebracht, welche permanent an der Oberfläche der Harzschicht anhaften und auf dieser in gleichmässigen Abständen verteilt sind. Über der Monoschicht aus Glaskügelohen 14 ist eine durchsichtige und schützende Deckschicht 16 vorgesehen. Die Deckschicht 16 kann auf die oberen Oberflächen der Kügelchen nach einer üblichen Beschichtungsmethode aufgebracht werden.
  • Wie aus Figur 1 hervorgeht, setzt sich der reflektierende Teil der retroreflektierenden Oberfläche aus swei Schichten susammen, d,h, einer Unterlagenschicht B, die aus Mylar, Papier, Tuch oder dergleichen bestehen kann, sowie einer reflektierenden Schicht 10, die aus irgendeinem üblichen reflektierenden Metall bestehen kann. Erfindungsgemäss kann jede übliche reflektierende Unterlage verwendet werden. Die Unterlage kann steif oder biegsam sein. Die reflektierende Metalloberfläche kann auf die Unterlage nach irgendeiner üblichen Nethode aufgebracht werden, beispielsweise durch Aufsprühen, elektrolytische Abscheidung einer dünnen Metalloberfläche auf die Unterlagenschicht oder dergleichen. Andererseits kann die reflektierende Oberfläche dadurch hergestellt werdon, dass ein Klebemittel auf die Unterlage aufgebracht wird, worauf ein dünnes Metallblech oder eine Folie auf den Klebstoff aufgebracht wird. Die reflektierende Oberfläche kann auf einen Film, der einen Abstand bildet, aufgebracht werden, und zwar durch irgendein geeignetes Beschichtungs- oder Laminierungsverfahren zur Erzeugung einer reflektierenden Oberfläche, die einen integralen Rückstrahler besitzt. Der Rückstrahler braucht nicht gleichmässig über die ganze Fläche hinweg reflektieren.
  • Er kann nach einem Druck-, Schablonen- oder Anstrichverfahren gebildet werden, so dass die Oberfläche gewünschte Zeichen, Ausgestaltungen oder Beschriftungen aufweist und bestimmte Flächen nicht-reflektiv oder schwarz sind. Zusätzlich kann die reflektierende Schicht ein farb- oder emailartiger Uberzugstyp sein, der reflektierende Pigmentteilchen enthält.
  • Die Verwendung von gefärbten Pigmenten verleiht dem reflektierten Licht eine entsprechende Farbe. Ein Bindemittelüberzug, der Aluminiumflocken als Pigment enthält, hat ein "silberiges" Aussehen zur Folge.
  • Als Harzschicht 12 karm jedes durchsichtige, klebrige, druckempfindliche und dimensionsstabile Harz verwendet werden0 Es ist ein notwendiges Merkmal der vorliegenden Erfindung, dass die Klebeschicht druckempfindlich und klebrig ist, so dass die Monoschicht aus Kügelchen permanent an der Haxzoberfläche anhaftet. Fermer sollte die Klebschicht dimensionsstabil sein, so dass die Kügelchen daran gehindert werden, in die Harzoberfläche einzusinken und teilweise in dieser eingebettet zu werde Es hat sich herausgestellt, dass die besten Ergebrisse dadurch erzielt werden, dass ein druckempfindliches Harz, welches wenigstens eine reaktionsfähige Hydroxylgruppe enthält, .mit einem wärmehärtbaren Harz vernetzt wird, das zunge fähr 1 - 3 reaktionsfähige Wasserstoffatome enthält, so dass das druckempfindliche Harz dimensionsstabil wird.
  • Man kann jedes übliche druckempfindliche, klebrige und durchsichtige Harz zur Herstellung des erfindungsgemässen dimensionsstabilen und druckempfindlichen Harzes verwenden. Typische druckempfindliche Harze werden in den US-Patentschriften 2 294 930, 3 089 786 und 3 111 449 beschrieben. Ton den bevor-,zugten druckempfindlichen Harzen, die zur Bildung der Elebeschicht 12 erfindungsgemäss verwendet werden können, seien die Polymerisate von Estern, die aus einer Carbonsäure, wie beispielsweise Acrylsäure, Methacrylsäure, Bernsteinsäure, Itaconsäure oder dergleichen. mit einem Polyhydroxyalkohol, wie beispielsweise Glyzerin, Glykol, Methylenglykol, Pinakon, Erythrit oder dergleichen, gebildet werden, erwähnt.
  • Äis Harz, welches dem druckempfindlichen Harz eine Dimensionsstabilität verleiht, kann jedes wärmehärtbare Harz verwendet werden, das ungefähr 1 bis ungefähr 3 reaktionsfähige Wasserstoffatome enthält und vorzugsweise eine reaktionsfähige Hydroxylgruppe aufwcist0 Es hat sich herausgestellt, dass Epichlorhydrinbisphenolpolymerisate, wie beispielsweise die Shell Epoxy-Harze, besonders gut geeignet sind, druckempfindlichen Hzen, wie sie erfindungsgemäss verwendet werden, eine Dimensionsstabilität zu verleihen. Andere wärmehärtbare Harze, die wenigstens ein reaktionsfähiges Wasserstoffatom enthalten und erfindungsgemäss verwendet werden können, sind beispielsweise Phenol/Formaldehyd, Melamin/Formaldehyd, Harnstoff/Formaldehyd oder dergleichen. Wenn auch jedes übliche wärmehärtbare Harz, das wenigstens ein reaktionsfähiges Wasserstoffatom enthält, erfindungsgemäss verwendet werden kann, um dem klebrigen, durchscheinenden und druckempfindlichen Harz eine Dimensionsstabilität ZU verleihen, so hat es sich doch herausgestellt, dass die besten Ergebnisse dann erzielt werden, wenn ein wärmehärtbares Harz verwendet wird, das ungefähr 1 - 3 reaktionsfähige Hydroxylgruppen enthält. Zur Erzielung einer befriedigenden Dimensionsstabilität in dem druckempfindlichen Harz wurde gefunden, dass das wärmehärtbare Harz in einer Menge von ungefähr 20 - 50 Gewichts-%, bezogen auf das Gewicht des druckampfindlichen Harzes, vorliegen sollte, Die. besten Ergebnisse werden erzielt, wenn ungefahr 33 - 50 Gewichts-% des wärmehärtbaren Harzes verwendet werden Werden Mengen von mehr als 50 Gewichts-% des wärmehärtbaren Harzes eingesetzt, dann ist das erhaltene Harz im allgemeinen nicht druckempfindlich oder klebrig.
  • Die Harzmischung wird auf die reflektierende Oberfläche 10 mittels einer elektrostatischen Sprühpistole aufgebracht. Im allgemeinen enthält die Harzmischung das druckempfindliche Harz sowie das wdrmehärtbare Harz, das in einem Lösungsmittel, wie beispielsweise Toluol, gelöst ist. Zur Äufbringung der Harzmischung auf die reflektierende Oberfläche kann jedes org,anische Lösungsmittel, welches sowohl das druckempfindliche Harz als auch das wärmehärtbare Harz aufzulösen vermag, eingesetzt werden. Ferner kann diese Harzmischung jeden üblichen Polymerisationskatalysator, wie beispielsweise Diäthylentriamin, Triäthylenamin, Calciumacrylat, Magnesiumacrylat, Allylacrylat, Hydroxypropylmethacrylat, , Allylmethacrylamid, 3isPhenol A-Dimethacrylat, 2,2-Dimethylpropionsäure, 2,2-Dimethacrylat, Divinylbenzol, Divinyloxymethan, Methacrylsäureanhydrid, Vinylcrotonat, Vinyltrichlorsilan oder dergleichen enthalten, eine schnelle Vernetzung des druckempfindlichen Harzes zu erzielen Im allgemeinen erfolgt die Vernetzung dieser Systems bei Zimmextemperatur, indem das Lösungsmittel verdampfen gelassen wird. Sind jedoch kürzere Verdampfungs- und Härtungszeiten erwünscht, dann kann die elektrostatisch abgelagerte Harzmischung auf eine Temperatur von ungefähr 38 bis ungefähr 190°C (100 - 375°F) erhitzt werden.
  • Erfindungsgemäss wird die Harzmischung elektrostatisch auf dic reflektierende Oberfläche aufgebracht. Dabei kann man jede übliche Vorrichtung verwenden, mit deren Hilfe sich auf elektrostatischem Wege ein Überzug aufbringen lässt, um den durchsichtigen, druckmpfindlichen, klebrigen und dimensionsstabilen Harzüberzug auf die reflektierende Oberfläche aufzubringen. Eine typische Vorrichtung zum elektrostatischen Beschichten, die erfindungsgemäss verwendet werden kann, wird in der US-Patentschrift 2 117 029 beschrieben. Ferner sollte erfindungsgemäss die Klebeharzmischung derart aufgebracht werden, dass nach dem Trocknen ein Film mit einer Dicke von ungefähr 25,4 - 50,8 µ (1 - 2 mils) zurückbleibt. Obwohl die Harzschicht eine Dicke von mehr als 50s8 µ oder weniger als 25,4 µ (2 bzw. 1 mil) besitzen kann, hat es sich herausgestellt, dass zur Erzielung der besten Ergebnisse die Klebstoffschicht eine Dicke von ungefähr 25,4 bis ungefähr. 50,8 µ (1 - 2 mils) besitzen sollte.
  • Die Glaskügelchen können elektrostatisch auf der Harzoberfläche unter Verwendung einer üblichen elektrostatischen Sprühvorrichtung aufgebracht werden0 Durch das elektrostatische Beschichten der Glaskügelchen auf dem elektrostatisch aufgebrachten Elebeüberzug haften die Glaskügelchen permanent an der Oberfläche der Klebstoffschicht an, ohne dass sie dabei in der Schicht eingebettet werden müssen. Infolge der Tatsache, dass die Kügelchen nur an der Oberfläche der Harzschicht anhaften, hat eine beträchtliche Schwankung der Kuelgrösse keine merkliche Wirkung auf die optische Eigenschaften der retroreflektierenden Oberfläche. Der Brechungsindex der Kügelchen kann von ungefähr t, 5 bis ungefähr 3 schwanken.
  • Optimale Ergebnisse unter Verwendung dieser Konstruktion lassen sich dann erzielen, wenn die Glaskügelchen einen Brechungsindex von ungefähr 1,9 bis ungefähr 1,2 besitzen. Die bevorzugte Grösse der Glaskügelchen liegt bei einem durchschnittlichen Durchmesser, der 254 R (10 mils) nicht übersteigt. Ein zweckmässiger Teilchendurchmesser liegt zwischen ungefähr 25,4 und 152,4 » (1 - 6 mils), wobei jedoch auch kleinere Kügelchen verwendet werden können. Es können bis zu 10000 Kügelchen pro 6,5 cm2 (10000 Kügelchen per square inch) aufgebracht werden.
  • Zu Schutzgwecken kann eine durchsichtige obere Folie 16 über der Schicht aus Glaskügelchen 14 aufgebracht werden. Der obere Überzug oder das Laminat kann irgendein durchsichtiges biegsames Harz sein, wie beispielsweise Mylar (Polyäthylenterephthalat ), Polymethylmethacrylat, Polyäthylmethacrylat oder dergleichen, Die obere Harzfolie 16 kann auf die Schicht 14 aus Kügelchen in Form einer einen Film bildenden Lösung mittels eines üblichen Beschichtungsverfahrene aufgebracht werden, beispielsweise durch Aufstreichen mit einem Messer, durch Aufwalzen, durch elektrostatisches Beschichten oder dergleichen.
  • Wahlweise kann die obere Folie oder der Überzug 16 ein vorgeformter Film oder eine vorgeformte Folie sein, welche mit der Schicht 14 aus Kügelchen verbunden wird. In dem Falle beeinflusst die durchsichtige obere Schicht 16 nicht in merklicher Weise die Brechungswirkung der Kügelchen. Auch tritt keine Veränderung des Winkels ein, unter welchem das einfallende Licht die darunterliegenden Kügelchen trifft, da die Strahlen in zwei Stufen und nicht in einer Stufe gebeugt werden, wenn sie von der Atmosphäre zu den Glaskügelchen gelangen, so dass als Endergebnis ein Verhalten der Lichtstrahlen ersielt wird, als ob der obere Überzug 16 nicht vorhanden sei.
  • Die Figur 3zeigt eine "unterlagenlose" Rückstrahlerfolie mit der gleichen Struktur wie die durch Figur 2 wiedergegebene.
  • Folie, wobei die gleichen Bezugszahlen 10, 12, 14 und 16 dazu verwendet werden, um die gleichen Elemante, wie sie vorstehend beschrieben werden, zu bezeichnen. Diese Folie besitzt jedoch keine Unterlagenschicht 8 und weist einen Klebeüberzug 18 auf der Rückseite auf, der mit der rückwärtigen Fläche der reflektierenden Oberfläche 10 verbunden ist und über einer entfernbaren Auskleidungsfolie 20 angebracht i!3t, wobei dio letztere wahlweise verwendet wird. Die unterlagenlose rückstrahlende Oberfläche wird in spezifischer Weise derart verwendet, dass sie sofort an den Oberflächen mittels der Klebstoffschicht 18 befestigt werden kanne Der Klebeüberzug sollte wasserdicht sein, da die rückstrahlenden Folien für eine Verwendung im Freien bestimmt sind. Er kann aus einem mittels eines Lösungsmittel aktivierbaren Typ oder aus einem durch Wärme aktivierbaren Typ bestehen. Es kommt ferner ein Überzug in Frage, der entweder durch Verwendung eines Lösungsmittels oder durch Anwendung von Wärme zum Kleben aktiviert wird. Derartige Klebemittel sind normalerweise nicht klebrig oder im wesentlichen nicht klebrig und erfordern eine Aktivierung zum Zeitpunkt $ihrer Verwendung, um die gewünschte Haftung an der Grundoberfläche, auf welche die Folie aufgebracht werden soll, beispielsweise zur Herstellung eines Zsichens, zu erzeugen.
  • Ein druckempfindlicher Klebeüberzug, welcher an einer Oberfläche, gegen die er gedrückt wird, ohne dass dabei eine Aktivierung erforderlich ist, anhaftet, kann verwendet werden.
  • Die entfernbare Auskleidung 20 (sofern eine solche verwendet wird) schützt die exponierte Unterlagenoberfläche des Klebeüberzugs und ermöglicht es, dass die reflektorfolie aufgewickelt werden kann, ohne dass dabei die Gefahr besteht, dass sich das Klebematerial auf dem durchsichtige : oberen Überzug 16 beim Abwickeln abscheidet. Die Verwendung von Klebeüberzugsaaunkleidungen auf Klebefolien und -bändern ist bekannt, so dass darani nicht näher eingegangen zu werden braucht. Die Anwesenhei, dE Klebeüberzugs 18 erzeugt eine reflexreflektierende Oberfläche, die sich selbst aufrechterhält, wobei der Klebeüberzug lediglich die Reflektorfolie fertig zum Aufbringen macht und die Stelle eines Binde- oder Klebemittels einnimmt, das ausonsten zum Zeitpunkt des Verbindens der Reflektorfolie auf eine Grundoberfläche zur Herstellung eines Zeichens oder Markierung verwendet werden würde.
  • Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung, ohne sie zu beschränken.
  • Beispiel 1 Dieses Beispiel zeigt die Herstellung einer wasserdichten, biegsamen und dehnbaren Rückstrahloberfläche der in Figur 2 gezeigten Art.
  • Eine Folie aus Mylar (Polyäthylenterephthalat mit einem Molekulargewicht von ungefähr 5000) mit einer Dicke von 37,6 µ (1,5 mil) wird mit einem kontinuierlichen Aluminiumfilm obere zogen. Das Aluminiumpulver wird auf der Mylar-Folie bis zu einer Dicke von 12,7 µ (0,5 mil) durch Vakuumaufdampfen aufgebracht, so dass ein kontinuierlicher reflektierender Film auf der Mylar-Folie aufgeschichtet wird. Nach der Aufschichtung des Aluminiums bis zu einer Dicke von 12,7 u (0,5 mil) auf der Mylar-Oberfläche wird die Aluminiumberfläche durch elektrostatisches Besprühen mit der nachstehend angegebenen Lösung beschichtet, wobei eine derartige Menge aufgesprüht wird dass nach dem Trocknen ein Überzug erhalten wird, der eine Dicke von ungefähr 6,3 u (0,25 mil) besitzt. Diese Lösung besitzt folgende Zusammensetzung: Komponente Gewichtsteile Shell Epoxy 828 (Epichlorhydrinbisphenol-A-Copolymerisat mit einem Epoxydäquivalent von 180-195) 4 Rohm und Haaa F-iO (Ein Homopolymerisat aus einem Acrylsäureester mit einem Dihydroxyalkohol mit niedrigem Molekulargewicht, wobei daB Homopolymerisat eine Dichte von 1,168 g pro ml bei 20°C und ein Hydroxyläquivalent von 0,06 Hydroxylgruppen pro 100 g des Harzes aufweist) 10 Diäthylentriamin 0f16 Toluol 85 Die Lösung wird elektrostatisch auf die Aluminiumoberfläche mittels einer Vorrichtung aufgesprüht, wie sie beispielsweise in der US-Patentschrift 3 117 029 beschrieben wird. Der Überzug wird durch Erhitzen auf eine Temperatur von ungefähr 157°C (315°F) während einer Zeitspanne von ungefähr 2 Minuten zum Abdampfen des Toluol-Lösungsmittels getrocknet. Der Überzug haftet zäh an der aluminisierten Oberfläche an und ergibt eine gleichmässige zähe Oberfläche, die zur Aufnahme der Schicht aus Glaskügelchen geeignet ist. Nach dem Trocknen der klebeschnicht wird elektrostatisch ein Überzug aus Glaskügelchen auf den Klebeüberzug aufgesprüht. Die Glaskügelchen besitzen einen durchschnittlichen Brecknungsindex von ungefähr 2 und werden elektrostatisch mittels einer Apparatur aufgesprüht, wie sie beispielsweise in der US-Patentschrift 3 117 029 beschrieben ist. Es werden 20 g Glaskügelchen pro 0,09 m2 (square foot) aufgebracht. Die Glaskügelchen besitzen einen Durchmesser von ungefähr 50,8 - 76,2 µ (2 - 3 mils) und weisen einen Brechungsindex von ungefähr 1,9 - 2,1 auf. Die Glaskügelchen haften an dem Klebeüberzug derart an, dass zwischen ihnen ein Zwischennaum besteht. Die Glaskügelchen liegen weder übereinander vor noch sind sie in den Klebeüberzug eingebettet.
  • Der integrale durchscheinende Überzug wird anschiessend durch Walzenauftragen auf die mit Kugeln versehene Oberfläche aufgebracht, wobei die nachstehend angegebene Lösung in einer Menge verwendet wird, dass nach dem Trocknen ein Überzug mit einer Dicke von 50,8 u U (2 mils) erzielt wird: Komponente Gewichtsteile n-Butylmethacrylatpolymerisat (A-10-Rohm und Haas) 25 Isobutylmethacrylatpolymerisat (Poly Bond-Polymer Indus. Inc.) 25 Xylol (flüchtiges Lösungsmittel) t5 In diesem Beispiel wird ein Lösungsüberzugsgewicht von 30 - 35 g pro 154,8 cm2 (24 square inch) verwendet. Der Überzug wird durch Erhitzen der Bahn während einer Zeitspanne von 20 - 35 Minuten auf 60°C (140°F) getrocknet.

Claims (9)

  1. Patentansprüche 1. Retroreflektierende Oberfläche, gekennzeichnet durch oine Wielzahl durchsichtiger kugelförmiger Glaskügelchen, die eine Oberflächenmonoschicht aus Linsenelementen bilden, eine leicite reflektierende Unterlage, welche diese Glackügelchen trägt und mit diesen über eine durchscheindende, dimensionsstabile, klebrige und druckempfindliche Harzschicht verbunden ist, wobei in Kombination mit den Glaskügelchen eine Reflexreflexion eines einfallenden Lichtes erzielt wird und die Glaskügelchen tangential an der oberen Oberfläche der Harzschicht derart gebunden sind, dass sie in Betrsnnter Anordnung voneinander auf den oberen Teil der Harzschicht aufliegen.
  2. 2. Retroreflektierende Oberfläche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die lichtreflektierende Unterlage aus einem steifen Unterlagenmaterial besteht, auf das ein reflektierendes Metall aufgeschichtet ist.
  3. 3 Retroreflcktierende Oberfläch 1 nach Anspruch 1 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein durchsichtiger Schutzüberzug an der oberen Oberfläche der Monoschicht aus Kügelchen auhaftet.
  4. 4. Retrokeflektierende Oberfläche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Harzschicht ein druckempfindliches Harz enthält, das wenigstens eine reaktionsfähige Hydroxylgruppe aufweist, welche mit einem wärmehärtbaren Harz vernetzt ist, das ungefähr 1 - 3 reaktionsfähige Wasserstoffatome besitzt.
  5. 5. Retroreflektierende Oberfläche nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das druckempfindliche Harz ein Homopolymerisat als einem Acrylsäureester ist und das wärmehärtbare Harz aus einem Oopolymerisat aus Epichlorhydrin und Bis-Phenol-A besteht,
  6. 6. Retroreflektierende Oberfläche nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Vielzahl durchsichtiger kugelförmiger Glaskügelchen, die eine Oberflächenmonoschicht aus Linsenelementen bilden, eine leichte reflektierende Unterlage, welche diese Glaskügelchen trägt und mit diesen mittels einer durchsichtigen, dimensionsstabilen und druckempfindlichen Harzschioht verbunden ist, wobei in Kombination mit den Kügelchen eine Reflexxerflexion des einfallenden Lichtes erfolgt, und wobei ferner die Glaskügelchen tangential an der oberen Oberfläche der Harzschicht derart angebracht sind, dass zwischen ihnen Zwischenräume vorhanden sind und eine durchsichtige Schutzschicht an der oberen Oberfläche der Monoschicht aus Glaskügelchen anhaftet, Während ein klebendes Bindemittel auf die untere Oberfläche der reflektierenden Unterlage aufgeschichtet ist und eine Trägerfolie mittels des klebenden Bindemittels an der reflektierenden Unterlage in lösbarer Weise angebracht ist.
  7. 7. Retroreflektierende Oberfläche nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Harzschicht aus einem druckempfindlichen Harz besteht, das wenigstens eine reaktionsfähige Hydroxylgruppe aufweist, die mit einem wärmehärtbaren Harz vernetzt ist, das ungefähr 1 - 3 reaktionsfähige Wasserstoffatome besitzt.
  8. 8. Retroreflektierende Oberfläche nach Anspruch 1, gekcnnzeichnet durch eine reflektierende Schicht, die Licht zu reflektieren vermag, eine Klebeschicht, die aus einem durchsichtigen, klebrigen, dimensionsstabilen und druckempfindlichen Harz besteht, das elektrostatisoh aufgeschichtet ist, eine Monoschicht, die aus einer Vielzahl von Glaskügelchen besteht, die derart elektrostatisch auf die obere Oberf1he der Harzschicht aufgebracht sind, dass zwischen ihnen Zwischenräume bestehen und sie die reflektierende Schicht derart belegen, das in Kombination mit der reflektierenden Schicht eine Reflexreflexion von einfallendem Licht stattfindet, wobei ferner die Glaskägelchen tangential mit der oberen Oberfläche der Klebesokicht derart verbunden sind, dass zwischen den Glaskügelc@en Zwischenräume vorliegen.
  9. 9. Retroreflektierende Oberfläche nach Anspruch t, gekennzeichnet durch eine reflektierende Schicht, die Licht zu reflektieren vermag, eine Klebeschicht, die aus oinem durchsichtigen, klebrigen, dimensionsstabilen und druckempfindlichen Barz besteht, das elektrostatisch aufgeschichtet wurde, eine Monoschicht, die aus einer Vielzahl von Glaskiigelchen besteht, die derart elektrostatisch auf die obere Oberfläche der Harzschicht aufgeschichtet worden sind, dass zwischen den Glaskügelchen Zwischenräume bestehen, wobei die Glaskügelchen die reflektierende Schicht derart belegen, dass in Kombination mit der reflektierenden Schicht eine Reflexreflexion eines einfallenden Lichtes erfolgt, und wobei die Glaskügelchen tangential an der oberen Oberfläche der Klebeschicht derart anhaften, dass zwischen ihnen Zwischenräume bestehen, während ein durchsichtiger oberer Schutzüberzug er der oberen Oberfläche der Monoschicht aus Glaskügelchen anhaftet.
    10. Retroreflektierende Oberfläche nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, das das Harz aus einem druckempfindlichen Harz bosteht, das wenigstens eine reaktionsfähige Hydroxylgruppe besitzt, die mit einem wärmehärtbaren Harz vernetzt ist, das ungefähr 1 - 3 Kohlenstoffatome aufweist.
    11. Retroreflektierende Oberfläche nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das druckempfindliche Harz ein Homopolymerisat aus einem Acrylsäureester ist und das wirmehärtbare Harz ein Copolymerisat aus Epichlorhydrin und Bis-Phenol-A ist0 12o Verfahren zur Herstellung einer retroreflektierenden Oberfläche gemäss Anspruch 1 - 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Unterlagenschicht, die Licht zu reflektieren vermag, elektrostatisch mit einem durchsichtigen, klebrigen, dimensionsstabilen und druckempfindlichen Harz beschichtet wrd, elektrostatisch auf dem druckempfindlichen, , dimensionsstabilen Harz eine Monoschicht aus kugelförmigen Glaskügelchen derart aufgebracht wird, dass sich zwischen den Glaskügelchen Zwischenräume befinden und die Glaskügelchen tangential an der oberen Oberfläche des Harzes anhaften.
    13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass. als Harz ein druckempfindliches Harz verwendet wird, das wenigstens eine reaktionsfähige Hydroxylgruppe enthält, die mit einem wärmehlirtbaren Harz vernetzt ist, das ungefähr 1 - 3 reaktionsfähige Wasserstoffatome enthält.
    14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass als druckempfindliches Harz ein Hompolymerisat aus einem Acrylsäureester verwendet wird und als wärmehärtbares Harz ein Copolymerisat von Bis-Phenol A und Epichlorhydrin eingesetzt wird.
    15. Verfahren nach Anspruch 12 zur Herstellung einer retroreflektierenden Oberfläche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Unterlagenschicht, die Licht zu reflektieren vermag, elektrostatisch mit einem durchsichtigen, klebenden, dimensionsstabilen und druckempfindlichen Harz beschichtet wird, elektrostatisch auf dem druckempfindlichen und dimensionsstabilen Harz eine Monoschicht aus kugelförmigen Glaskügelchen derart aufgebracht wird, dass zwischen den Glasskügelchen Zwischenräume bestehen und die Glaskügelohen tangential an @ar oberen Oberfläche des Harzes anhaften, und die obere Obe@ Zäche der Monoschicht aus Glaskügelchen mit einem durchsichtigen Harz beschichtet wird.
    16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Harz ein druckempfindliches Harz ist, welches wenigstens eine reaktionafähige Hydroxylgruppe enthält, die mit einem wärmehärtbaren Harz vernetzt ist, das uneführ 1 - 3 reakti@nsfähige Wasserstoffatome enthält.
    17. Verfahren nach anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass ale druckempfindliches Harz ein Homopolymerisat aus einem Acrylsäureester verwendet wird und als wärmehärtbares Hars ein Copolymerisat aus Bis-Phenol A und Epichlorhydrin eingesetzt wird.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3813301A1 (de) * 1988-04-20 1989-11-02 Fritz Pfnuer Verfahren zum herstellen einer reflektierenden schicht oder muster auf flexiblen untergruenden

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DE3813301A1 (de) * 1988-04-20 1989-11-02 Fritz Pfnuer Verfahren zum herstellen einer reflektierenden schicht oder muster auf flexiblen untergruenden

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