DE2303578B2

DE2303578B2 - Retroreflektierendes flächiges Material

Info

Publication number: DE2303578B2
Application number: DE2303578A
Authority: DE
Inventors: Chi Fang St. Paul Minn. Tung (V.St.A.)
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1972-01-24
Filing date: 1973-01-23
Publication date: 1974-07-25
Also published as: DE2303578A1; FR2169619A5; GB1424754A; DE2303578C3; JPS4882163A; IT977025B; CA1008245A; SE390830B; BE794394A

Description

Die Erfindung betrifft ein retroreflektierendes flächiges Material.

Ein Vorzug von innen her beleuchteter Straßenverkehrszeichen ist darin zu sehen, daß sie bei Nacht zu erkennen sind, auch wenn sie vom Lichtstrahl nahender Fahrzeuge nicht erfaßt werden. Diese Innenbeleuchtung erweist sich jedoch durch die Gefahr des vollständigen Versagens der Lichtquelle im Verkehrszeichen als nachteilig, da im gegebenen Fall das Verkehrszeichen nur zum Teil oder gar nicht wahrgenommen wird, wenn Kraftfahrer insbesondere *bei Nacht mit hoher Geschwindigkeit

ίο fahren.

Es wurde bereits vorgeschlagen (USA.-Patentschrift 3 510 976), von innen her beleuchtete Verkehrszeichen retroreflektierend zu machen, und zwar indem die Vorderseite eines Verkehrszeichens durch teilweises Einbetten eines Gemisches aus metallisierten und nichtmetallisierten Mikroglasperlen in eine Klebstoffschicht auf einer transparenten Platte in Form einer Monoschicht hergestellt wird. Danach wird das Metall auf den vorstehenden Teilen der metallisierten Mikroperlen entfernt, wonach letztere mit einem klären Material belegt werden, auf das das Bild eines undurchsichtigen Verkehrszeichens aufgebracht wird. Die nichtmetallisierten Mikroperlen sollen das Licht aus der innen gelegenen Lichtquelle weiterleiten, während die metallisierten Mikroperlen das Licht reflektieren sollen, das auf die Vorderseite des Verkehrszeichens fällt.

Bei mit diesem bekannten Verfahren hergestellten Verkehrszeichen besteht jedoch die Schwierigkeit hauptsächlich darin, daß das Licht nur schwach durch die nichtmetallisierten Mikroperlen fällt, wodurch die Innenbeleuchtung des Verkehrszeichens stark geschwächt wird. Weiterhin würde es sich als kostspielig erweisen, bereits vorhandene Verkehrszeichen unter Anwendung dieses Verfahrens retroreflektierend zu machen, da die Vorderflächen der Verkehrszeichen ersetzt werden müßten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein neuartiges retroreflektierendes flächiges Material.

insbesondere zur Verwendung für retroreflektierende und von innen beleuchtete Verkehrszeichen zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein offenes Gewebe aus mit winzig kleinen retroreflektierenden Mikroperlen bedeckten Fäden, wobei die Zwischenräume zwischen den Fäden 20 bis 80% der vom Material bedeckten Fläche einnehmen.

Das erfindungsgemäße retrorefiektierende flächige Material zeichnet sich weiterhin dadurch aus, daß die Zwischenräume zwischen den bedeckten Fäden 40 bis 60% der vom Material bedeckten Fläche einnehmen, sowie daß die bedeckten Fäden einen Durchmesser von weniger als 500 Mikron aufweisen. Die kleinste Abmessung der Zwischenräume zwischen den bedeckten Fäden kann weniger als 1 Millimeter betragen, das Gewebe kann aus miteinander verwebten Fäden bestehen und als Fixiermaterial der Mikroperlen an den Fäden kann eine Schicht eines elastomeren Materials vorgesehen sein.

Als vorteilhaft erweist sich, daß offene Gewebe gut lichtdurchlässig sind und außerdem eine gute sogenannte Winkelwirkung aufweisen, d. h., daß dasjenige Licht retroreflektiert wird, das auf das Gewebe längs einer Linie fällt, die mit einer auf dem Gewebe senkrecht stehenden Linie einen wesentlichen Winkel bildet.

Vorzugsweise zeichnet sich das erfindungsgemäße retroreflektierende flächige Material ferner durch eine

Materialschicht auf Polymerbasis aus, die mindestens einen Teil einer ersten Seite des Gewebes bedeckt und die Öffnungen im Gewebe verschlieft. Die Kennzeichnung »offen« beinhaltet hierbei, daß die umhüllten Fäden voneinander so getrennt sind, daß zwischen den umhüllten Fäden lichtdurchlässige Zwischenräume bestehen, wobei ein Gewebe aus umhüllten Fäden selbst dann als »offenes Gewebe« bezeichnet wird, wenn ein Teil oder sämtliche Öffnungen durch ein Material auf Polymer-Basis verschlossen werden.

Das erfindungsgemäße Material findet insbesondere Anwendung bei Verkehrszeichen, die normalerweise von einer Lichtquelle beleuchtet werden, jedoch bei Ausfall letzterer durch Zurückstrahlung des von vorn auf das Verkehrszeichen fallenden Lichtes durch das retroreflektierende flächige Material weiterhin gut erkennbar sind.

Bei einigen Ausführungsformen der Erfindung ist das auf einem Polymer basierende Material mit einem Pigment versetzt, so daß die Schicht sowohl lichtzerstreuend als auch lichtdurchlässig ist. Das Material ist somit nicht nur retroreflektierend, sondern es kann auch als lichtzerstreuendes Element in einem Verkehrszeichen mit Innenbeleuchtung dienen. Ohne diese mit einem Pigment versetzte Schicht weisen Verkehrszeichen eine unansehnliche metallische graue Färbung wegen der grauen Färbung der retrorefiakiierenden Mikroperlen auf den Fäden auf. Da die pigmentierte Polymerbasisschicht sehr nahe an den Mikroperlen gelegen ist und Teile der Seiten und der Rückseiten der retroreflektierenden Fäden durch das mit einem Pigment versetzte Material abgedeckt sind, wird die Farbe und das Aussehen von Verkehrszeichen wesentlich verbessert.

Zu erwähnen ist, daß die Herstellung von retroreflektierenden Geweben in der Art bekannt ist (USA.-Patentschrift 2 937 668), daß Garne mit einer Umhüllung aus retroreflektierenden Mikroperlen versehen werden, die zu einem herkömmlichen und ziemlich dichten Gewebe verwebt werden können, wobei diese Garne allgemein in einem kleinen Anteil in nicht mit Mikroperlen umhüllten Garnen enthalten sind.

Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnung beschrieben. In letzterer ist

Fig. 1 eine schaubildliche Darstellung einzelner Bauteile eines Verkehrszeichens mit Innenbeleuchtung, bei dem das erfindungsgemäße retroreflektierene flächige Material in Anwendung ist,

F i g. 2 eine schaubildliche Darstellung eines lichtdurchlässigen und retroreflektierenden Gewebes nach der Erfindung in starker Vergrößerung, wobei einige Fäden des Grundgewebes ohne Mikroperlenbelag dargestellt sind,

F i g. 3 ein senkrechter Schnitt durch einen Teil einer weiteren Ausführung des retroreflektierenden flächigen Materials nach der Erfindung,

F i g. 4 ein Schnitt durch ein weiteres Verkehrszeichen, das mit dem retroreflektierenden flächigen Material nach der F i g. 4 ausgestattet ist, und

F i g. 5 ein senkrechter Schnitt durch einen Teil einer noch anderen Ausführung des retroreflektierenden flächigen Materials nach der Erfindung.

In der F i g. 1 sind die einzelnen Bauteile eines von innen oder von der Rückseite her beleuchteten Verkehrszeichenschildes 10 voneinander gesondert dargestellt, das aus einem kastenförmigen Gehäuse 11, einer Lichtquelle in Form röhrenförmiger Lampen 12 und aus einer Lichtzerstreuungsplatte 13, aus einem lichtdurchlässigen und retroreflektierentien flächigen Material 14 nach der Erfindung und aus einer durchsichtigen Platte 15 besteht, die ein Bild 16 des Verkehrszeichens trägt, das an der Vorderseite des Verkehrsschildes sichtbai wird, wenn das Schild von der Rückseite aus durch die Lichtquelle beleuchtet wird. Eine Lichtzerstreuungsplatte ist an ίο sich nicht erforderlich, jedoch vorzuziehen, so daß das durch die Vorderseite des Schildes fallende Licht im wesentlichen gleichmäßig über die gesamte Fläche des Schildes verteilt wird. Das Bild des Verkehrszeichens ist fast immer an einer durchsichtigen Platte angebracht, könnte jedoch auch beispielsweise an Drähten vor oder hinter der durchsichtigen Platte aufgehängt werden.

Das retroreflektierende flächige Material nach der Erfindung, das aus einem offenen Gewebe aus mit winzig kleinen retroreflektierenden Mikroperlen umhüllten Fäden besteht, ist als Material für Verkehrszeichenschilder nach Fig. 1 wegen seiner guten Lichtdurchlässigkeit und seiner guten Winkelwirkung besonders geeignet. Beispielsweise können einige lichtdurchlässige und retroreflektierende Gewebe nach der Erfindung Licht, das auf das Gewebe unter einem Winkel von 70 bis 80° in bezug auf die Senkrechte fällt, mit 50% der ursprünglichen Helligkeit reflektieren. An Stelle eines Gewebes können auch lediglich parallel verlaufende Fäden als retroreflektierendes Material nach der Erfindung benutzt werden, welche Fäden in einen Rahmen eingespannt sind.

Die F i g. 2 zeigt einen Teil eines lichtdurchlässigen und retroreflektierenden Gewebes nach der Erfindung, das aus einem Grundgewebe miteinander verwebter Fäden 17, einer nicht dargestellten Bindemittelschicht auf den Fäden und aus einer Monoschicht von Mikroperlen 18 besteht, von denen jede Mikroperle zum Teil in die Bindemittelschicht eingebettet ist. In der F i g. 2 ist ein Teil der Gewebefäden ohne Mikroperlen dargestellt. Die eingebetteten Seiten der Mikroperlen werden vorzugsweise mit einem reflektierenden Material belegt, beispielsweise durch aufgedampftes Aluminium. Nach einem typischen Verfahren zum Herstellen eines solchen lichtdurchlässigen und retroreflektierenden Gewebes wird ein Bindemittel auf ein Grundgewebe aufgetragen, dessen Fäden die gewünschte Denierzahl aufweisen, und das einen gewünschten Prozentsatz an offenen Bezirken besitzt. Hiernach werden auf das Gewebe bei klebrigem Zustand des Bindemittels Mikroperlen, die vollständig mit ein^m reflektierenden Belag bedeckt sind, derart aufgetragen, daß die Mikroperlen in die Bindemittelschicht zum Teil eingebettet werden. Hiernach wird das Bindematerial getrocknet oder ausgehärtet und in einen nicht klebenden Zustand versetzt, wonach das die freiliegenden Flächen der Mikroperlen bedeckende reflektierende Material beispielsweise durch Ätzen entfernt wird. Das lichtdurchlässige und retroreflektierende flächige Material kann auch in der Weise hergestellt werden, daß Fäden zu einem Gewebe verwebt werden, die bereits mit retroreflektierenden Elementen umhüllt worden sind. Jedoch ist ein solches Verfahren sehr viel schwieriger durchzuführen als die Herstellung eines lichtdurchlässigen und retroreflektierenden Gewebes aus einem bereits vorbereiteten Grundgewebe, da bereits mit Mikro-

perlen bedeckte Fäden die Webstühle und ähnliche Einrichtungen zu stark abnutzen.

Die Ausgangsfäden bei einem retroreflektierenden Gewebe nach der Erfindung werden aus den verschiedenartigsten Materialien hergestellt, beispielsweise aus Materialien auf Zellulosebasis, aus synthetischen Polymeren oder aus Metall. Diese Fäden können zuweilen auch aui, einem Material hergestellt werden, das durch Hitze geformt werden kann, wobei das Ge-

förmiger Lampen 32, z. B. Neonlampen oder Leuchtstofflampen. Erhalten die Lampen Strom, so fällt deren Licht durch das das lichtzerstreuende und retroreflektierende Material 31 und durch die trans-5 parente Frontplatte 29, so daß das Abbild des Verkehrszeichens 30 auf der Frontplatte für Betrachter des Zeichens sichtbar wird. Fällt bei Nacht auf die Frontplatte 29 Licht aus einer Lichtquelle, so wird das durch die Frontplatte einfallende Licht vom

webe uneben ausgestaltet wird. Eine solche Ausge- io Material 31 retroreflektiert und kehrt im wesentlichen staltung ist beispielsweise von Nutzen, wenn das Ver- über denselben Strahlungspfad zurück, über den das kehrszeichenschild eine dreidimensionale Vorderseite Licht zum Verkehrszeichen gewandert ist, wodurch aufweist. Metallfäden und andere elektrisch leitende die Helligkeit des Verkehrszeichens wesentlich erhöht Fäden, die Hitze erzeugen, wenn durch diese ein elek- wird. Wenn die Lampen 32 aus irgendeinem Grunde trischer Strom fließt, sind für Verkehrszeichen nach 15 nicht in Betrieb sind, so wird das Abbild des Verder Erfindung von Nutzen, da hierbei die Vorderseite kehrszeichens 30 für Personen sichtbar, die sich indes Verkehrszeichens frei von Eis oder kondensierter nerhalb des Bereiches des reflektierten Lichtes beFeuchtigkeit gehalten wird. Bei einer vorteilhaften finden.

Ausführung eines solchen Verkehrszeichens ist eine Nach einem Verfahren zum Einfügen eines Getransparente Frontplatte in geringer Entfernung von 20 webes aus mit Mikroperlen umhüllten Fäden in das dieser mit einem retroreflektierenden flächigen Mate- retroreflektierende Material nach der Erfindung wird rial nach der Erfindung bedeckt, das solche leitenden das Gewebe in eine vorgeformte Schicht aus einem Fäden oder Drähte enthält. Oder solche leitenden Polymerbasismaterial eingepreßt, das entweder bei Fäden können zwischen dem retroreflektierenden Raumtemperatur oder bei einer höheren Temperatur Material und einer transparenten Frontplatte ange- 25 fließfähig ist und mit dem Gewebe eine Klebverbinordnet werden. dung herstellt. Während dieses Vorganges wird die

Das Bindemittel auf dem erfindungsgemäßen Mate- Polymerbasisschicht erwünschtermaßen von einer rial besteht vorzugsweise aus einem elastomeren Ma- Unterlage, die der in F i g. 3 dargestellten Unterlage terial, das ein Zusammenrollen des flächigen Mate- entspricht oder von einem ablösbaren Beschichtungsrials für den Versand zuläßt und auch sonst die 30 material getragen, während die zur Polymerbasis-Handhabung des Materials erleichtert. Ein solches schicht entgegengesetzte Seite des Gewebes mit einem nützliches elastomerbildendes Bindematerial besteht flächigen Material bedeckt wird, das entweder einen aus einem Polyätherpolyamin mit hoher Aminfunk- Teil des fertigen Produktes bildet oder entfernbar ist. tionalität, wie Poly(tetramethylenoxid)diamin nach Durch Ändern der Verfahrensparameter vor Ander USA.-Patentschrift 3 436 359 (Hubin u. a.) und 35 pressen des Gewebes aus den mit Mikroperlen eingeaus Diglycidyläther von Bisphenol A. Bei der Aus- hüllten Fäden an das Material, wie z. B. der Stärke härtung bildet dieses Material eine sehr kräftige Ver- des ausgeübten Druckes, der Dicke der Schicht des bindung mit teilweise eingebetteten Glasmikroperlen, Polymeibasismaterials sowie der Fließfähigkeit des die mit einem Silber- oder Aluminiumbelag versehen Materials oder der Temperatur beim Anpressen, kann sind. Weitere verwendbare Bindemittel sind Natur- 40 das Ausmaß verändert werden, in dem das Polymergummi, akrylische Harze und Polyvinylburyralharze. basismaterial die Öffnung im Gewebe ausfüllt. Bei Das in der F i g. 3 dargestellte Material 21 besteht der in der F i g. 3 dargestellten Ausführungsform füllt aus einem offenen Gewebe 22 aus Fäden 23, die von das Polymerbasismaterial ungefähr die Hälfte einer einer Monoschicht winzig kleiner retroreflektierender jeden öffnung zwischen den eingehüllten Fäden aus. Mikroperlen 24 eingehüllt sind. Über eine erste Seite 45 Dieses Ausmaß stellt einen erwünschten Kompromiß des Gewebes 22 erstreckt sich eine Schicht 25 eines dar, denn auf der einen Seite ist die Färbung des Materials auf Polymerbasis, das die Öffnungen zwi- retroreflektierenden Materials, das mit einer mit sehen den eingehüllten Fäden des Gewebes schließt einem Pigment versetzten Polymerbasisschicht verimd teilweise ausfüllt. Bei der in der F i g. 3 darge- sehen ist um so besser, je mehr die öffnungen zwistellten Ausführungsfonn ist die Polymerbasisschicht 50 sehen den Fäden ausgefüllt sind. Auf der anderen 25 mit einem Pigment versetzt, so daß die Schicht Seite erfolgt bei einer stärkeren Ausfüllung der Öfflichtzerstreuend und lichtdurchlässig wird, obwohl " ~"

bei einigen erfindungsgemäßen Materialien die Schicht 25 kein Pigment enthält. Die Schicht 25 ruht auf einer Unterlage 26, die ein wahlfreies Element 55 darstellt, das für die Herstellung des retroreflektierenden flächigen Materials von Nutzen sein kann, einen Schutz für die Schicht 25 bildet und das gesamte flächige Material abstützt.

Die F i g. 4 zeigt ein Verkehrszeichenschild 27, das 60 der eine Bindemittelschicht 39 trägt und aus einei mit einem Material nach der F i g. 3 ausgestattet ist. Monoschicht aus Mikroperlen 40, die zum Teil in du Dieses Verkehrszeichen besteht aus einem an den Bindemittelschicht eingebettet sind. Unter jeder Mi-Seite offenen kastenförmigen Gehäuse 28, aus einer kroperle befindet sich eine Schicht 41 aus einem re transparenten Frontplatte 29, die die offene Seite des flektierenden Material. Eine ausreichende Mengi Gehäuses abdeckt und ein Abbild des Verkehrszei- 65 eines Polymerbasismaterials 35 tritt durch die öff chens 30 trägt, aus einem lichtduchlässigen, lichtzer- nungen hindurch und bleibt an einer transparentei streuenden und retroreflektierenden flächigen Mate- Folie 42 an der Seite des Gewebes haften, die ent rial 31 nach der Erfindung sowie aus einem Satz rohr- gegengesetzt zu derjenigen Seite gelegen ist, die dii

nungen mit dem ein Pigment enthaltenden Materia] eine weniger helle Retroreflexion des Lichtes, das aui das Material nicht senkrecht auffällt.

Die F i g. 5 zeigt ein retroreflektierendes flächiges Material 34 nach der Erfindung, bei dem das Polymerbasismaterial 35 durch die öffnung 36 eines Gewebes aus umhüllten Fäden 37 sehr weit eindringt Diese Fäden 37 bestehen aus einem Basisfaden 38

(a

Polymerbasisschicht 35 trägt, die ihrerseits von einer Unterlage.^rolie 43 abgestützt wird. Das eine Zusammensetzung nach der Fi g. 5 aufweisende retroreflektierende flächige Material ist von besonderem Nutzen, wenn die Außenseite des Materials von einer Wasserschicht bedeckt ist und wenn das Material trocken ist. Um die gewünschten Ergebnisse erzielen zu können, soll die Folie 42 von den eingehüllten Fäden einen kleinen Abstand aufweisen, wie in der F i g. 5 dargestellt ist, so daß die Mikroperlen 40 der Luft ausgesetzt sind, wobei die Lichtstrahlen in dem Ausmaß gebrochen werden, das für ein Reflektieren der Mikroperlen erforderlich ist. Der Abstand der Mikroperlen von der Folie 42 kann sehr klein sein und etwa eine Molekularschicht Luft betragen.

Die Polymerbasisschicht kann wie bei der Ausführungsform nach der F i g. 3 mit einem Pigment versetzt sein oder wie bei der Ausführungsform nach der F i g. 5 oder wie bei dem retroreflektierenden Material, bei dem eine Unterlage nach den F i g. 3 oder 5 selbst lichtzerstreuend wirkt, pigmentfrei bleiben. Für das Polymerbasismaterial können verschiedenfarbige Pigmente gewählt werden, um nach Wunsch verschiedene Effekte zu erzielen. Für besondere Effekte können auch phosphoreszierende oder fluoreszierende Pigmente benutzt werden. Um den gewünschten Grad von Lichtzerstreuung und Lichtdurchlässigkeit zu erreichen, kann in einem lichtzerstreuenden und retroreflektierenden flächigen Material nach der F i g. 3 in die Polymerbasisschicht eine ausreichende Menge eines Pigmentes eingetragen werden. Die bei beleuchteten Verkehrszeichen verwendeten lichtzerstreuenden Platten leiten ungefähr 5O°/o des auffallenden Lichtes weiter. Das Ausmaß der Lichtdurchlässigkeit kann auch bestimmt werden durch Ändern der Dicke der mit einem Pigment versetzten Polymerbasisschicht. Um das Polymerbasismaterial lichtzerstreuend und lichtdurchlässig zu machen, können auch andere Mittel benutzt werden, beispielsweise kann die Schicht geschäumt werden.

Bei dem retroreflektiven flächigen Material nach der Erfindung können sehr viele verschiedene Polymerbasismaterialien benutzt werden. Für die Herstellung dieses Materials sind selbstklebende Polymere, wie die Akrylatpolymere von Nutzen, die in der USA.-Patentschrift Re. 24 906 (Ulrich) beschrieben sind. Diese Materialien weisen Klebrigkeit und Fließfähigkeit auf, so daß nach dem Auftragen auf eine Unterlage ein Gewebe aus retroreflektierenden Fäden ohne Schwierigkeiten in die aufgetragene Schicht eingepreßt werden kann, wie aus der F i g. 3 zu ersehen ist. Es können auch andere Polymere verwendet werden, beispielsweise durch Hitze erweichbare Polymere, in die das Gewebe aus den genannten Fäden unter Hitzeeinwirkung eingepreßt werden kann. Das Material auf Polymerbasis soll elastomerisch sein, so daß das flächige Material mühelos gehandhabt werden kann.

Werden Polymerbasismaterialien mit normalen Brechzahlen mit der freiliegenden Fläche der Mikroperlen bei dem erfindungsgemäßen Material in Berührung gebracht, so retroreflektieren die Mikroperlen das auffallende Licht nicht. Dieser Umstand kann dazu benutzt werden, retroreflektierende Materialien mit besonderen Effekten herzustellen. Wird beispielsweise die Frontseite (auf die das zu reflektierende Licht fällt) eines retroreflektierenden Materials nach der Erfindung, das bei einem beleuchteten Verkehrszeichenschild benutzt werden soll, mit transparentem Polymerbasismaterial nach einem Muster beschichtet, das eine graphische Information darstellt, so ist diese bei Tageslicht nicht sichtbar, jedoch bei Nacht, wenn Licht auf das Verkehrszeichen fällt. Auf diese Weise können besondere Geschwindigkeitsbegrenzungen, die nach Einbruch der Dunkelheit zu beachten sind, zur gegebenen Zeit sichtbar gemacht werden.

Bei einer anderen Ausführung des erfindungsgemäßen Materials sind in das Polymerbasismaterial zwischen den mit Mikroperlen eingehüllten Fäden weitere Mikroperlen eingebettet. Es können in diesem Falle Mikroperlen mit unterschiedlichen Brechzahlen verwendet werden, wobei die Mikroperlen auf den Basisfäden eine Brechzahl aufweisen, die das Licht bei Trockenheit reflektieren, während die in das Polymerbasismaterial eingebetteten Mikroperlen eine Brechzahl aufweisen, die zum Reflektieren des Lichtes bei Nässe von Nutzen ist. Glasmikroperlen mit diesen unterschiedlichen Brechzahlen weisen auch eine unterschiedliche Dichte auf, wodurch das Beschichten bei der Herstellung eines retroreflektierenden Materials, das einen Belag aus beiden Arten von Mikroperlen trägt, erschwert wird. Mit Hilfe der eras wähnten Verfahrensweise können Materialien mit beiden Arten von Mikroperlen hergestellt werden. Bei anderen Ausführungsformen der Erfindung können auf das Polymerbasismaterial verschiedene Materialien aufgetragen werden, um unterschiedlich ausnutzbare Effekte zu erzeugen.

Das für ein Verkehrszeichen mit Innenbeleuchtung zu verwendende lichtdurchlässige und retroreflektierende Material ist so zu wählen, daß ein bestimmter offener Bezirk vorhanden ist, d. h. ein Bezirk von Zwischenräumen zwischen den eingehüllten Fäden, bei dem ein gewünschtes Verhältnis zwischen Lichtdurchlässigkeit und Reflexion besteht. Das aus den Fäden bestehende Gewebe leitet (vor dem Auftragen einer Polymerbasisschicht bei einigen Ausführungsformen der Erfindung) mindestens 20% und vorzugsweise mindestens 40 %> des auf das Gewebe fallenden Lichtes weiter (der Prozentsatz der offenen Bezirke eines aus umhüllten Fäden bestehenden Gewebes kann als Ausmaß der Lichtdurchlässigkeit des Gewebes definiert werden, während die undurchlässigen Teile des Gewebes als retroreflektierend anzusehen sind). Um gut retroreflektierend zu wirken, darf das Gewebe vorzugsweise nicht mehr als 80% und vorzugsweise nicht mehr als 60% des auffallenden Lichtes weiterleiten. Eine geeignete Lichtübertragung und Reflexion kann auch mit einem Material erhalten werden, bei dem der Prozentsatz des offenen Bezirks des Gewebes außerhalb dieser Bereiche liegt, beispielsweise durch Erhöhen der Helligkeit der Lampen im Verkehrszeichen, wobei ein Material benutzt wird, das nur 5% des auffallenden Lichtes durchläßt, wobei für einige Zwecke ein Material von Nutzen ist, das 90 oder 95% des Lichtes reflektiert.

Das retroreflektierende flächige Material nach der Erfindung ist in einem Verkehrszeichenschild mit Innenbeleuchtung auch dann wahrnehmbar, wenn die lichtdurchlässigen Zwischenräume und die dichten Bezirke der Mikroperlen sehr fein oder klein sind. Ein lichtdurchlässiges und retroreflektierendes Gewebe ist daher mindestens wahrnehmbar, wenn der Durchmesser der die Fäden einhüllenden Mikroperlen kleiner als 500 Mikron und vorzugsweise

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kleiner als 250 Mikron ist, und wenn die kleinste Abmessung der 2'wischenräume zwischen den eingehüllten Fäden weniger als 1 mm und vorzugsweise weniger als 500 Mikron beträgt. Die Glasmikroperlen sind so groß bemessen, daß die Fäden mit einer dichten Monoschicht aus diesen Perlen versehen werden kann, ohne die Weite der Zwischenräume zwischen den Fäden unzulässig stark einzuschränken.

Bei einem Material, das für Verkehrszeichen und auch für andere Zwecke benutzt werden kann, kann die Größe der eingehüllten Fäden und der öffnungen außerhalb der oben angeführten Bereiche liegen. Ferner kann das Gewebe so erzeugt werden, daß einige Fäden einen kleinen Abstand und andere Fäden einen großen Abstand voneinander aufweisen. Das Gewebe kann beispielsweise ein Schachbrettmuster aufweisen, so daß nach dem Aufbringen der Mikroperlen zwischen einigen benachbarten retroreflektierenden Fadensträngen keine öffnungen bestehen. Bei einem besonderen Fadenstrang brauchen die einhüllenden Mikroperlen nicht um den gesamten Basisfaden herum zu verlaufen.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung werden nachstehende Beispiele beschrieben.

Beispiel 1

Ein Gewebe aus Nylonfäden mit einem Durchmesser von 200 Mikron und mit einer Dichte von 8 Fäden pro Zentimeter wurde zuerst mit Hilfe einer Walze mit einem Belag aus einer Grundierung versehen, um alle Risse oder Spalten des Fadens auszufüllen. Das Grundierungsmaterial bestand aus einer 10 Gewichtsprozent betragenden Lösung von Feststoffen in Toluen mit den folgenden Bestandteilen.

Gewichtsteile

Poly(tetramethylenoxid)Diamin mit
einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 10 000, ein Amin mit
einem gleichwertigen Gewicht von
4610 und mit einer Viskosität von
49 500 Zentipoise bei 65° C, welches Material nach den im USA.-Patent 3 436 359 (Hubin u.a.) in
den Beispielen 1 bis 4 angegebenen
Verfahren zubereitet wurde 100

2,4,6-tris-dimethylaminomethylphenylkatalysator (DMP-30) 2,5

Diglycidyläther von Bisphenol A mit
einem Epoxid - Äquivalenzgewicht
von 180 bis 195 (Epon 828) 50

Zinnhaltiger Oktoatkataiysator 5

wonach das beschichtete Gewebe der Einwirkung von Preßluftströmen ausgesetzt wurde, um überschüssiges Bindematerial zu entfernen und die Zwi^ schenräume zwischen den Fäden offen zu halten. Während das Bindematerial immer noch naß und klebrig war, wurde das Gewebe durch ein fließfähig gemachtes Bett aus mit Aluminium bedampften Glasmikroperlen mit einem Durchmesser von 37 bis 88 Mikron hindurchgeführt (wobei das Gewebe über

to eine Wanne hinweggeführt wurde, die die Mikroperlen enthielt, die von Preßluft aus am Boden der Wanne angeordneten Düsen nach oben geschleudert wurden, wobei ein über dem Gewebe angeordnetes Dach die Mikroperlen zum Gewebe zurückleitete), so daß die Fäden des Gewebes einzeln von der dichten Monoschicht der Glasperlen eingehüllt wurden, die zum Teil in das Bindematerial eingebettet wurden. Das Bindematerial wurde dann eine Stunde lang bei einer Temperatur von 66° C ausgehärtet, wonach das Aluminium auf dem freiligenden Teil der Mikroperlen durch Ätzen mit einer Alkalilösung entfernt wurde.

Das resultierende lichtdurchlässige und retroreflektierende flächige Material weist einen Offenbezirk von ungefähr 50 ⁰Zo auf (bestimmt durch Messung des Lichtes in Photovolveinheiten — PV — unter Rückführung auf eine Anordnung, die das Material vor dem Entfernen des Aluminiums enthält, das bekanntlich einen PV-Wert Null aufweist), gegenüber einem normalen Material mit einem bekannten PV-Wert von 57, wobei ein Photometer benutzt wurde, das mit dem normalen 57-PV-Material geeiGht wurde. Die Messung ergab einen PV-Wert von 30, so daß der Prozentsatz des offenen Bezirkes des lichtdurchlässigen Materials bei diesem Beispiel 30/57 mal 100 °/o betrug oder ungefähr 50%. Das Material wurde in ein Verkehrszeichen mit den Abmessungen 63,5 X 63,5 cm eingesetzt, dessen durchsichtige Glasplatte kein Abbild eines Verkehrs-

♦o zeichens trug. Das Verkehrszeichen wurde von vier 40-Watt-Fluoreszenzlampen durch eine Lichtzerstreuungsplatte hindurch aus einem weißen durchscheinenden Kunststoffmaterial beleuchtet, welche Platte vor den Lampen in Entfernung von 10 cm angeordnet war. Das vom Verkehrszeichen ausgestrahlte Licht wurde dann unter den folgenden Bedingungen bei verschiedenen Kombinationen gemessen:

Anordnung des lichtdurchlässigen retroreflektierenden Materials zwischen der Frontseite des Verkehrszeichens und der Lichtzerstreuungsplatte oder Weglassung des Materials, Beleuchtung des Verkehrszeichens durch einen Scheinwerfer (3950 Kerzenleistung bei 3,8 m) oder nicht angestrahlt, und bei eingeschalteter oder ausgeschalteter Innenbeleuchtung.

Dieser Grundierungsbelag wurde 30 Minuten lang bei einer Temperatur von 66° C ausgehärtet. Nachdem das Gewebe sich auf die Raumtemperatur abgekühlt hatte, wurde auf das Gewebe ein Bindematerial aus den oben angeführten gleichen Bestandteilen, jedoch bei einer 30%igen Auflösung (gewichtsmäßig) der Feststoffe in Toluen, aufgetragen, Das Licht wurde mittels einer Photozelle und einem Galvanometer in einer Entfernung von 15,2 m von dem Verkehrszeichen gemessen, wobei dei Scheinwerfer neben der Photozelle angeordnet war. Das Verkehrszeichen wurde so gedreht, daß der Einfallswinkel des Lichtes aus dem Scheinwerfer zwisehen 0° und 60° in bezug auf die Senkrechte zum Verkehrszeichen betrug. Es wurden die nachstehend angeführten Ergebnisse erhalten als Anzeige des Galvanometers:

	Innen beleuch tung	11	Material	0°	10°	20°	Einfalls^ 30°	12	inkel 40°	50°	60°
Nr.	ein	Schein werfer	aus	29,5	29,1	27,7	25,0	21,5	17,2	12,1
1	ein	aus	ein	14,8	13,5	12,6	11,1	9,0	6,8	4,1
2	aus	aus	ein	53,0	52,2	50,3	46,3	39,4	29,8	19,4
3	ein	ein	ein	67,6	66,3	63,5	57,8	48,1	36,0	22,2
4	aus	ein	aus	2,83	0,1	0,1	0,1	0,1	0,09	0,09
5	ein

Beispiel 2

Titandioxidpigment wurde dispergiert in Isopropanol im Verhältnis 50 Gewichtsprozent zu 50 Gewichtsprozent. In einem Hochleistungsmischer wurde dann eine 20gewichtsprozentige Feststofflösung in Heptan eines Kopolymers von Isooktylakrylat und Akrylsäure der Pigmentdispersion in einem Verhältnis von 20 Gewichtsprozent Dispersion zu 80 Gewichtsprozent Lösung beigemischt.

Das resultierende Gemisch wurde auf eine 25 Mikron dicke Polyäthylenterephthalatfolie in einer Menge aufgetragen, daß ein 150 Mikron dicker nasser Belag erzeugt wurde, wonach der Belag 15 Minuten lang bei einer Temperatur von 66° C getrocknet wurde, oder bis das Lösungsmittel verdampft war. Das mit Mikroperlen besetzte Gewebe nach dem Beispiel 1 wurde dann auf den getrockneten Belag aufgelegt und mittels einer Gummiwalze an den Belag schwach angedrückt. Eine als entfernbare Abdeckfolie dienende 12,5 Mikron dicke Polyäthylenterephthalatfolie wurde dann auf die freiliegende Seite des Gewebes aufgelegt, und die gesamte Anordnung wurde in einen Vakuumapplikator eingetragen, der mit einem perforierten Ablagetisch, einer auf den perforierten Tisch verschwenkbaren Gummimembran, wobei der Tisch und die Membran eine Vakuumkammer bilden, und mit einem verschwenkbaren Deckel ausgestattet war, in dem eine Gruppe von Heizlampen angeordnet waren, und der in die Gebrauchsstelle über der Gummimembran verschwenkbar war. Die Anordnung lag mit der Rückseite an der Gummimembran an. Danach wurde ein Vakuum von 63 cm OS erzeugt, während die Anordnung eine Minute lang auf 121° C erhitzt wurde. Danach wurde die Anordnung aus dem Applikator entfernt sowie die Abdeckfolie, wobei das in der Fig. 1 dargestellte retroreflektierende Material zurückblieb.

Beispiel 3

Das oben beschriebene Verfahren wurde wiederholt mit der Ausnahme, daß der Lösung des Akrylatpolymers kein Pigment zugesetzt wurde. Es wurde eine für einen nassen Belag mit einer Dicke von 300 Mikron ausreichende Menge der Lösung des Akrylatpolymers aufgetragen, wonach die Oberseite der Anordnung an die Gummimembran angelegt wurde. Nach der Durchführung des Verfahrens wurde ein retroreflektierendes Material nach der F i g. 5 erzeugt mit der Ausnahme, daß sich die obere transparente Folie trotz eines Abstandes von den umhüllten Fäden an letztere anschmiegte.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Retroreflektierendes flächiges Material, gekennzeichnet durch ein offenes Gewebe aus mit winzig kleinen retroreflektierenden Mikroperlen bedeckten Fäden, wobei die Zwischenräume zwischen den Fäden 20 bis 80% der vom Material bedeckten Fläche einnehmen.

2. Flächiges Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenräume zwischen den bedeckten Fäden 40 bis 6O°/o der vom Material bedeckten Fläche einnehmen.

3. Flächiges Material nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die bedeckten Fäden eiüien Durchmesser von weniger als 500 Mikron aufweisen.

4. Flächiges Material nach Anspruch 1. 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die kleinste Abmessung der Zwischenräume zwischen den bedeckten Fäden weniger als 1 Millimeter beträgt.

5. Flächiges Material nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewebe aus miteinander verwebten Fäden besteht.

6. Flächiges Material nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Fixiermittel der Mikroperlen an den Fäden eine Schicht eines elastomeren Materials vorgesehen ist.

7. Flächiges Material nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das elastomere Material aus einem Epoxidharz und aus einem in Wasser unlöslichen Polyätherpolyamin mit hoher Amin-Funktionalität besteht.

8. Flächiges Material nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5, 6 oder 7, gekennzeichnet durrh eine Materialschicht auf Polymerbasis, die mindestens einen Teil einer ersten Seite des Gewebes bedeckt und die Öffnungen im Gewebe verschließt.

9. Flächiges Material nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymerbasismaterial mit einem Pigment versetzt ist, so daß das genannte Material lichtzerstreuend und lichtdurchlässig ist.

10. Flächiges Material nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine transparente Folie mit geringem Abstand auf die zweite Seite des Gewebes aufgelegt ist und an diesem festgehalten wird durch Teile des Polymerbasismaterials, das von der ersten Seite aus die öffnungen des Gewebes durchdringt und mit der transparenten Folie in Berührung steht.

11. Flächiges Material nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymerbasismaterial mit einem phosphoreszierenden oder fluoreszierenden Pigment versetzt ist.

12. Flächiges Material nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in das Polymerbasismaterial zwischen den bedeckten Fäden zusätzliche retrorefiektierende Mikroperlen eingebettet sind.