DE69903917T2

DE69903917T2 - Retroreflektierendes material mit aufgegedruckten mustern

Info

Publication number: DE69903917T2
Application number: DE69903917T
Authority: DE
Inventors: Gus Bernard; J. Hanrahan; B. Nilsen
Original assignee: Reflexite Corp
Current assignee: Reflexite Corp
Priority date: 1998-01-26
Filing date: 1999-01-26
Publication date: 2003-09-04
Anticipated expiration: 2019-01-27
Also published as: JP2002500969A; US6120636A; CA2318039C; CA2318039A1; EP1051291B1; DE69903917D1; WO1999037470A1; EP1051291A1

Description

Es besteht ein Bedürfnis nach retroreflektierenden Materialien mit darauf gedruckten Mustern oder Grafiken. Eine retroreflektierendes Material ist in der Lage, den wesentlichen Teil von darauf einfallenden Strahlen auf einen im wesentlichen parallelen Weg in Richtung der Lichtquelle zu reflektieren. Ein besonders effizienter Typ eines retroreflektierenden Elements verwendet cubisch- eckige Formationsteile. Cubisch-eckige, Reflektoren, welche aus Glas und in jüngster Zeit aus Acrylharzen oder Oligomeren sind, werden üblicherweise als Sicherheitsvorrichtungen an Fahrrädern, Automobilen und anderen Fahrzeugen verwendet.
Die Druckschriften WO-A-96/03285 und EP-A-0,175,031 gehören zum Stand der Technik für die vorliegende Erfindung.
Das US-Patent 3,689,346 beschreibt ein Verfahren, bei welchem eine retroreflektierende Folie kontinuierlich hergestellt wird, indem man ein transparentes Folienmaterial auf ein härtbares Formmaterial aufträgt, welches zuvor auf einer beweglichen Oberfläche bereitgestellt wurde, wobei man danach das Formmaterial verfestigt und an das Folienmaterial bindet, um eine Verbundstruktur zu bilden. Die Form-Oberfläche weist einen Bereich winziger, aneinandergrenzender cubisch-eckiger Aussparungen auf, so dass die Folie dementsprechend eine Vielzahl an eng verteilten cubisch-eckigen Formationen umfasst, welche über die weiche Oberfläche des Folienmaterials, welches den Kern bereitstellt, verteilt sind und aus ihr herausragen.
Das US-Patent 5,643,400 beschreibt ein kontinuierliches Verfahren zur Herstellung von länglichen, "nahtlosen", retroreflektierenden Folien unter Verwendung von Formoberflächen, die auf einem Paar rotierender Trommeln angeordnet sind.
Das US-Patent 4,082,426 offenbart ein Verfahren zur Einführung von Zeichen in retroreflektierende Folien, welche sichtbar sind, wenn die Folien in einem Winkel unter retroreflektierenden Sichtbedingungen betrachtet werden, um dem Betrachter zu erlauben, die Identität der Folie zu ermitteln. Die Zeichen werden auf einer transparenten Bildschicht bereitgestellt, welche zwischen einer Zwischenschicht und einer spiegelnden, reflektierenden Schicht angeordnet ist. Das US-Patent 2,354,049 offenbart ein Stopschild mit eingelassenem (erhobenen) Schriftzug, auf welchem eine separate Folie eines reflektierenden Licht- Reflektormaterials (Retroreflektormaterial) aufgebracht ist, um eine verbesserte Sichtbarkeit zu erreichen. Die perlartigen oder retroreflektierenden Bereiche der Folie werden mit einer schwarzen Tinte oder Farbe im Bereich der erhobenen Buchstaben bedeckt, damit die Buchstaben leichter lesbar sind.
Das US-Patent 2,231,139 offenbart eine Zeichenstruktur, bei welchem das Zeichenmerkmal durch Ausbeulungen gebildet wird, welche vollständig mit einer durchsichtigen Platte gebildet werden, um die Reflexion des einfallenden Lichtes zu erzielen.
Das US-Patent 2,422,256 offenbart die Übertragung von abziehbaren, retroreflektierenden Elementen, bei welchem das Zeichen auf einem abziehbaren Basismaterial gemalt wird und mit reflex-reflektierenden Elementen beschichtet wird.
Das US-Patent 4,656,072 stellte gefärbte Zeichen in retroreflektierenden Artikeln durch Muster her, welche unter Verwendung von gefärbten Klebern hergestellt wurden, die hinter dem retroreflektierendem Material sichtbar sind.
Das US-Patent 4,952,023 offenbart ein von innen beleuchtetes Zeichen, bei welchem eine Grafik auf einem transparenten Flächenzeichen von der Vorderseite des Zeichens her durch retroreflektiertes Licht, Beleuchtung von innen oder beides sichtbar gemacht wird.
Trotz der vielen Anstrengungen der Fachleute auf dem vorliegenden technischen Gebiet, wobei die vorstehend genannten Dokumente nur einen kleinen Aus schnitt darstellen, gibt es weiterhin ein bisher noch nicht gestilltes Bedürfnis nach einem sehr schnellen, hochwertigen, sehr preisgünstigen Verfahren zur Herstellung von gedruckten Mustern für grafische, dekorative und andere nützliche Zwecke auf einer retroreflektierenden Folie.
Die vorliegende Erfindung wird durch die vorliegenden Ansprüche beschrieben.
Teilweise verfestigte, gedruckte Muster oder Grafiken können auf einem transparenten Film unter Verwendung eines Rotationsschablonen-Druckers gebildet werden. Die Folie wird dann der/den prismabildenden Station(en) zugeführt, wo die partiell verfestigten, transparenten mikroprismatischen Strukturen auf die gedruckten Strukturen gebunden werden. Die Muster werden in die Grundfläche der Prismen eingelassen, wodurch ein lang-anhaltendes Abbild bereitgestellt wird, welches von der Umgebung geschützt wird, indem es in die prismatische Struktur eingearbeitet und durch die Folie bedeckt ist.
Die prismatischen Strukturen können dazu bestimmt sein, retroreflektierend zu sein, und haben eine Luftgrenzfläche oder eine reflektierende Schutzbeschichtung auf den Prismaflächen. Die gedruckten Muster können dazu verwendet werden, bestimmte Eigenschaften des Produktes, wie die Weißheit zu verbessern. Dies kann dadurch erreicht werden, indem man das Muster auf eine kontinuierliche Rolle oder ein Foliebahm rund um eine Trommel druckt und die Prismen und die Muster im Einklang mit anderen Verfahren auf denselben oder weiteren Trommeln aushärtet.
Es ist auch möglich, mit einem Schablonendrucker auf ein Nickelhilfsmittel verschiedene Prisma-bildende flüssige Harze zu drucken und auch auf eine Folienbahn oder eine Folie ein anderes Harz zu drucken und dann die Folienbahn auf das Hilfsmittel zu laminieren. Das Material wird dann mit UV-Licht ausgehärtet und von dem Hilfsmittel abgezogen. Was dann gebildet wird, ist ein Produkt mit verschiedenen Eigenschaften zwischen dem Kopf- und dem Fußende der Mikrostruktur. Dies kann dazu verwendet werden, die Verbindung des gebildeten Produktes mit anderen Substraten zu erleichtern, oder es kann dem Film durch die Verschiedenheit der physikalischen Eigenschaften in der Mikrostruk tur vorteilhafte optische Eigenschaften bereitstellen. Die physikalischen Eigenschaften, die variiert werden können, beinhalten die Farbe und den Brechungsindex.
Ein anderes Anwendungsgebiet des Rotationsschablonendruck-Verfahrens besteht darin, Muster, welche bestimmte Eigenschaften des Produktes, wie die CAP Y oder die Weißheit, zu verbessern, aufzudrucken. Bei diesem Verfahren können Linien oder Punkte in dem Muster, entweder wiederholend oder zufällig, gedruckt und auf einem sich bewegenden Band im Einklang mit anderen Verfahren, wie dem Gießen von Mikrostrukturen, ausgehärtet werden. Die gedruckten Linien oder Punkte sind unter der oberen Oberfläche der Folie und über den Mikrostrukturen und werden daher sowohl von der Ober- als auch der Unterseite her geschützt. Sowohl transparente als auch opake Tinten können verwendet werden. Im Fall von opaken Tinten werden diese ihre Farbe tagsüber zeigen, wohingegen ihr Muster bei Nacht bei von einem mikroprismatischen Produkt reflektiertem Licht schwarz erscheinen wird. Die gefärbte, transparente Tinte wird ihre Farbe sowohl tagsüber als auch bei reflektiertem Licht reflektieren.
Andere transparente oder opake Merkmale, wie individualisierte Logos, gefärbte Streifen, Spezifikationszeichen oder jede Anzahl von identifizierenden Merkmalen, können vor dem Gießverfahren in Reihe gedruckt werden. Diese Gegenstände könnten auch auf eine Vielzahl von Mikrostrukturen, welche Mikroprismen, Hologramme, linsenförmige Bereiche usw. beinhalten, gedruckt werden. Alle mit einem Schablonendrucker gedruckten Merkmale können zusammen mit entweder einem Mikrostruktur-Muster oder auf ein anderes gedrucktes Muster gedruckt werden. Dies ermöglicht die Tarnung von unerwünschten Merkmalen, wie Nahtlinien, oder kann dazu verwendet werden, ein Produkt zu dekorieren. Dabei ist zu beachten, dass mehrere Druckköpfe nacheinander verwendet werden können, um Merkmale mit verschiedenen Farben oder Schichten zu erreichen.

Kurze Beschreibung der Abbildungen

Fig. 1 ist eine schematische Illustration der Vorrichtung zur Ausrührung des Verfahrens der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2A ist ein Schnitt entlang der Linien I-I der Fig. 2B eines Teils einer Bahn oder Folie während Schritt 1 des Verfahrens der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2B ist eine Seitenansicht eines Teils einer Folienbahn während Schritt 1 des Verfahrens der vorliegenden Erfindung.
Fig. 3A ist ein Schnitt entlang der Linien II-II der Fig. 3B eines Teils einer Folienbahn während Schritt 2 des Verfahrens der vorliegenden Erfindung.
Fig. 3B ist eine Seitenansicht eines Teils einer Folienbahn während Schritt 2 des Verfahrens der vorliegenden Erfindung.
Fig. 4A ist ein Schnitt entlang der Linien III-III der Fig. 4B eines Teils einer Folienbahn während Schritt 3 des Verfahrens der vorliegenden Erfindung.
Fig. 4B ist eine Seitenansicht eines Teils einer Folienbahn während Schritt 3 des Verfahrens der vorliegenden Erfindung.
Fig. 5 ist eine bruchstückartig eingeteilte Ansicht an einer Stelle bei ungefähr der Trommelachse, welche das Auftragen der Flüssigkeit aus einem Beschichtungskopf auf den gedruckten Gegenstand auf der Folienbahn illustriert.
Fig. 6 ist eine bruchstückartig eingeteilte Ansicht einer teilweise fertigen Folie in vergrößertem Maßstab.
Fig. 7 ist eine Ansicht eines Teils einer kontinuierlichen Folie des Materials, welches gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde.
Fig. 8 Ist eine bruchstückartige eingeteilte Ansicht wie in Fig. 6, welche eine alternative Ausführungsform der Erfindung zeigt.
Fig. 9 ist der Abschnitt wie in Fig. 8, welcher einen weiteren Schritt des Verfahrens zeigt.
Fig. 10 ist eine schematische Illustration einer Vorrichtung des Verfahrens der vorliegenden Erfindung.
Fig. 11 ist eine Seitenansicht eines Teils einer Ausführungsform einer retroreflektierenden Struktur, welche durch ein Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde.
Fig. 12 ist eine Seitenansicht eines Teils einer zweiten Ausführungsform einer retroreflektierenden Struktur, welche durch ein Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde.
Fig. 13 ist eine Seitenansicht eines Teils einer dritten Ausführungsform einer retroreflektierenden Struktur, welche durch ein Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde.
Fig. 14 ist eine Seitenansicht eines Teils einer vierten Ausführungsform einer retroreflektierenden Struktur, welche durch ein Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde.
Fig. 15 ist eine Seitenansicht eines Teils einer fünften Ausführungsform einer retroreflektierenden Struktur, welche durch ein Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde.
Fig. 16 ist die Seitenansicht eines Teils einer sechsten Ausführungsform einer retroreflektierenden Struktur, welche durch ein Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde.
Fig. 17 ist die Seitenansicht eines Teils einer siebten Ausführungsform einer retroreflektierenden Struktur, welche durch ein Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde.
Fig. 18 ist eine Draufsicht der Struktur aus Fig. 17.
Fig. 19 ist eine Draufsicht einer Ausführungsform, welche der aus Fig. 18 ähnelt, aber auf welche ein Dokument gedruckt wurde.
Fig. 20 ist eine Seitenansicht eines Teils einer achten Ausführungsform einer retroreflektierenden Struktur, welche durch ein Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde.
Fig. 21 ist die Seitenansicht eines Teils einer neunten Ausführungsform einer retroreflektierenden Struktur, welche durch ein Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde.
Die vorstehend genannten sowie weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden durch die nun folgende, detailliertere Beschreibung besonders bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung, sowie sie in den begleitenden Abbildungen illustriert werden, offensichtlich. Dabei beziehen sich bei den verschiedenen Ansichten in den Abbildungen gleiche Bezugszeichen durchweg auf dieselben Teile. Eine Skalierung der Abbildung war nicht notwendig, es wurde vielmehr Wert auf die Veranschaulichung der Prinzipien der Erfindung gelegt.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Die Vorrichtung der Erfindung beinhaltet einen bereits bekannten Rotationsschablonen-Drucker 10 des Typs, welcher von Stork X-Cel B. V., Niederlande, hergestellt wird. Der Drucker wird an einer Druckstation A positioniert und umfasst einen oberen Ablegezylinder 10A und einen unteren Auflagezylinder 10B. Eine Folienbahn 46, welche bedruckt werden soll, wird von einer Abwickelstation 42 abgewickelt und zwischen einer Öffnung oder einem Walzenspalt 48 zwischen die Zylinder 10A und 10B zugeführt, so dass ein Muster 20 belie biger Gestalt auf die Folie 46 gedruckt werden kann. Eine Quetschwalze (nicht gezeigt) bei dem Zylinder 10A presst eine Paste der Tinte, der Farbe, des Harzes, der gefärbten Oligomere oder der anderen Druckflüssigkeiten durch eingeschnitzte oder geätzte Öffnungen in eine Leitung oder Nickelschablone (nicht gezeigt), welche auf dem Ablegezylinder 10A bereitgestellt wird. Die nicht ausgehärtete, gemusterte Folie 46B wird dann einer laminierenden Rolle 50 zugeführt, wo sie an einen Bereich von partiell verfestigten, transparenten cubisch- eckigen Prismen 64 gebunden wird, welche in rotierenden Formen 23 gebildet wurden, die in der Umgebung 14 der Trommel A angeordnet sind.
Eine Beschichtungs-Gruppe, welche im allgemeinen durch die Nummer 24 gekennzeichnet wird, wird angrenzend zu einem Segment der Trommel A angebracht. Diese Gruppe besteht aus drei Beschichtungsstationen: 241, 242 und 243, wobei jede von ihnen eine gemessene Menge der Prisma-bildenden, klaren Flüssigkeit, d. h. des Harzes in die Prismaaussparungen (nicht gezeigt) in den Formen 23, appliziert. Jede Station beinhaltet geeignete Mittel zur Steuerung und Laufrollen zur präzisen Abgabe der Flüssigkeit ohne Überfüllen der Aussparung. Jedoch ist zu berücksichtigen, dass bei manchen Anwendungen es wünschenswert sein kann, Luftblasen in den Prismen zu belassen, wie es in dem US-Patent 5,592,330 beschrieben wird. Die drei Stationen werden dazu verwendet, die Entfernung von Luft von der Grundfläche der prismatischen Aussparungen zu verbessern.
Eine Reihe ultravioletter Lampen 40 wird angrenzend zu der Trommel A an der Stelle bei ungefähr der Achse zwischen der laminierenden Rolle 50 und dem Kaltluftschacht 38 angeordnet, um die darauf abgegebenen Materialien auszuhärten oder zu verfestigen.
Eine abziehende Rolle 52 wird auf der gegenüberliegenden Seite der Trommel A angebracht und die bedruckte Folie, welche im allgemeinen durch die Nummer 54 bezeichnet wird, wird darüber entweder zur Aufwindrolle 44' (gezeigt in gepunkteten Linien) oder zu einer optionalen zweiten Schablonendruckstation B und einer zweiten Prisma-bildenden Station B geführt. Dabei ist zu beachten, dass die zweite Druckstation B und Herstellstation B nicht erforderlich ist, wenn die gesamte Umgebung der Formen A anfänglich mit optischen Strukturen gefüllt wird, um ein kontinuierliche Foliebahn herzustellen.
An dieser Stelle scheint eine kurze Zusammenfassung zusammen mit einem verallgemeinerten Fließschema der vorstehend genannten Hauptverfahrensschritte bis zu diesem Punkt des Abstreifens des laminierten Produktes angebracht. Diese Zusammenfassung wird unter Bezugnahme auf die Fig. 2A-2C erfolgen.
Bei Schritt 1, Fig. 2A und 2B, wird eine transparente oder klare Folienbahn 46 dem Rotationsschablonen-Drucker 10 von Fig. 1 zugeführt, wo ein partiell ausgehärtetes Oligomer-Muster 20, wie die Buchstaben BI, auf die klare Folie gedruckt wird, wie in den Fig. 3A und 3B gezeigt.
Alternativ können die Muster eine Reihe von diagonalen Linien quer über die gesamte hergestellte Folie sein, beispielsweise durch ein gefärbtes Oligomer, wie ein Oligomer mit Titanoxid (TiO&sub2;) Pigment erzeugt, um ein weißes Muster zu liefern, welches dazu dient, die CAP Y oder Weißheit der fertigen Folie zu verbessern. Das Muster kann auch in Bereichen angebracht werden, wo sich die Formplatten 23 treffen, um so die Nähte, welche bei dem Gieß schritt gebildet werden, zu bedecken.
Als nächstes werden, wie in den Fig. 4A-4B gezeigt, transparente, klare oder gefärbte Oligomerprismen 64 auf das partiell ausgehärtete, gefärbte, gedruckte Muster 20 gegossen. Während der Zeit, in welcher die Folie 46B die Laminierrolle 50 durchläuft, bewirkt der Rollendruck, dass das partiell ausgehärtete, gedruckte Muster 20 in die Aussparungen der Prismaformen (Fig. 5) gedrückt wird, welches bewirkt, dass das vollständig ausgehärtete Produkt 54 (Fig. 6) aus vollständig klaren Prismen 64A und manchen Prismen 64B mit gefärbten Mustern 20 zwischen und innerhalb der Prismen und der Folie 46B gebildet wird, so dass das Muster 20 von der exponierten Seite, welche durch die Lichtstrahlen R in Fig. 6 angedeutet wird, gesehen werden kann.
Die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung kann auch dazu verwendet werden, verschiedene Prismagrößen und Materialien auf einer ganzheitlichen retroreflektierenden Folie zu mischen und anzupassen, indem man eine modifizierte Fassung der Folie, welche bei der prismabildenden Station A hergestellt wurde, einer weiteren prismabildenden Station B zuführt. Bei dieser Ausführungsform werden die Trommeln A und B jeweils mit einer Mehrzahl von Prismen-Formen 23 oder Hilfsmitteln mit prismaartigen Aussparungen 21 versehen, welche mit geeigneten Oligomeren oder Harzen gefüllt werden können.
Die Formen 23' in der Trommel B können Mikroprismen mit einer unterschiedlichen Größe oder Höhe und/oder einer anderen Orientierung oder Neigung im Vergleich mit den Formen 23 der Gießtrommel A herstellen. Weiterhin kann auch, wie zuvor bereits beschrieben, der Rotationsschablonen-Drucker 10 dazu verwendet werden, auf eine klare Folie 46 wohl definierte Bereiche oder Muster von Oligomeren 20 auf die Folie 46 B zu schreiben und zu drucken, welche dann den Prismen, die in den ersten Formen 23 während des Aushärtevorganges mittels UV-Licht 40 gebildet werden, zugeführt werden.
Die gleichen Druckkonzepte können dazu verwendet werden, geeignete prismabildende Oligomere in die Aussparungen eines zweiten Sets von Hilfsmitteln 23' auf der Trommel B unter Verwendung des zweiten Rotationsschablonen- Druckers 12 bei der Station B zu schreiben und zu drucken.
Fig. 7 illustriert manche der verschiedenen Variationen der Prismagröße, Texturierungen und der Grafiken, die unter Verwendung der Vorrichtung gemäß Fig. 1 in die retroreflektierende Folie 54 eingebracht werden können.
Fig. 7 zeigt eine Draufsicht eines Teils einer Folie eines retroreflektierenden Materials, bei welchem alternierende Teile P1-P7 auf alternierenden Trommeln A und B hergestellt werden. Beispielsweise werden die Teile P1, P3, P5 und P7 auf der Trommel A unter Verwendung von Hilfsmitteln für kleine Prismahöhen 23 gebildet, um Prismen 64S mit kleiner Größe ohne Grafiken, welche von der Druckstation A bereitgestellt werden, zu bilden, und die Teile des Hilfsmittels bei P2, P4, P6 werden frei gelassen, bis der Film 46B' der Trommel B bei der prismabildenden Station B zugeführt wird.
Das Hilfsmittel 23' auf der Trommel B bildet Prismen mit größerer Größe bei den Stellen P2 und P6, wohingegen das Hilfsmittel auf der Trommel B texturierte Oberflächen auf dem Film oder der Folie 46B' an der Stelle P4 erzeugt.
Die Druckstation B kann derart betrieben werden, dass Grafiken für die Folie 46B' an jeder Stelle, wie bei P4 oder P6, vor der Bildung einer Textur, wie bei P4, oder der Anbindung der Prismen, wie bei P6, bereitgestellt werden können.
Es sollte bemerkt werden, dass die Muster, wie die Graphik BI von 20' in Abhängigkeit von dem gewünschten Muster oder den geforderten optischen Eigenschaften jedwelche Gestalt oder Größe haben können. Weiterhin ist es auch möglich, die Teile zwischen dem ersten Hilfsmittel (Trommel A) und dem zweiten Hilfsmittel (Trommel B) von Oligomeren frei zu lassen, um den Cap Y oder die Weißheit des Produktes zu erhöhen.
Wenden wir uns nun Fig. 8 zu, in welcher eine alternative Ausführungsform der Erfindung illustriert wird, bei welcher eine Ablösebeschichtung oder Folie 99 auf der Folie 46B vor dem Drucken des Druckbildes 20 auf die Folie und vor dem Anbinden der partiell ausgehärteten Mikroprismen 64A auf das Druckbild 20 erzeugt wird. Nach dem die Facettenseiten der Prismen 64A reflektierend gemacht werden, wie durch Metallisierung mit einem geeigneten Material 98, kann die Struktur dann auf ein geeignetes Substrat 96 unter Verwendung eines Klebers 97 aufgebracht werden, um die metallisierte Prismaseite an das Substrat 96 zu binden. Als nächstes können die Folie 46B und die Ablöseschicht 99 entfernt werden, wodurch die Sicht- oder Grundseite 61 des Prismabereiches zusammen mit dem Druckbild 20 sichtbar wird. An dieser Stelle kann eine geeignete transparente Schutzschicht 95 darüber gebildet werden, wie in Fig. 9 gezeigt.
Diese Ausführungsform ist insbesondere vorteilhaft für die Bereitstellung von einer fluoreszierenden Beschilderung, bei welcher das Farbenmaterial 20 aus einem fluoreszierenden Material mit einer Dicke in der Größenordnung von 12,7 bis 76,2 Mikrometer (0,0005 bis 0,003 inches) hergestellt sein kann und die Schutzschicht 95 auf dem Substrat 96 kann auch aus einem fluoreszierenden Material mit einer Dicke in der Größenordnung von 152,4 bis 254 Mikrometern (0,006 bis 0,01 inches) hergestellt sein. Materialien, wie Acrylate, Vinylverbindungen oder Polycarbonate können auch für die Schutzschicht verwendet werden, wobei sie eher gemäß ihrer Beständigkeit als ihrer Eignung für einen online-Rotations-Folienherstellprozess ausgewählt werden.
Das Konzept des Belassens von manchen Flächen auf der Bahn oder Folie 46 ohne Oligomer kann auch dazu verwendet werden, ein leicht abdichtbares Material herzustellen. Die retroreflektierende Ultraschall- oder Wärmeversiegelung wird noch leichter, falls die sehr harten Duroplast Oligomerprismen nicht aus dem Weg gebracht werden müssen, um eine thermoplastische Deckfolie an einer thermoplastische Stützfolie zu binden. Der Verbindungsdruck plus die durch die verschiedenen Versiegelungsverfahren erzeugte Wärme werden eine feste, homogene Bindung zwischen der Deckfolie und der Stützfolie erzeugen, welches zu einem sehr haltbaren Endprodukt führt.
Weiterhin kann eine Bahn oder eine Folie, welche zuvor mit einem Muster, wie einem weißen Punkt oder einer Kreuzschraffur bedruckt wurde, durch die zwei Gießtrommeln A und B geführt werden und einzelne Bereiche des Oligomers können dazu bestimmt werden, die nicht weißen Bereiche mit retroreflektierenden cubisch-eckigen Prismen mit gewünschter Größe, Orientierung und Neigung zu bedecken.
Letztendlich wird vorgeschlagen, dass eine Bahn oder Folie 46, welches zuvor mit einem Muster von Mikrostrukturen, wie Linsen oder Rinnen oder prismatischen Strukturen, geprägt oder begossen wurde, weiterhin unter Verwendung der beiden Gießtrommeln A und B, wie zuvor beschrieben, verarbeitet werden kann. Die einzelnen Bereiche der ausgehärteten Oligomer-cubischen Ecken auf den Trommeln A und B können getrennt werden, um an die zuvor gegossenen oder geprägten Mikrostrukturen zu binden. Die gegossenen oder geprägten Mi krostrukturen können an einzelnen Stellen oder in Mustern von verschiedenen Mikrostrukturen lokalisiert sein, um die Gesamtperformanz der resultierenden retroreflektierende Folie zu verbessern.
Es sollte nun offensichtlich sein, dass diese Erfindung auf mehr als zwei Gießtrommeln erweitert werden kann und auch zur Herstellung von einzigartigen freien Prismasystemen verwendet werden kann.
Weitere Details bezüglich des Station B Verfahrens werden nun unter Zuhilfenahme der Fig. 1 beschrieben. Die Folie 54 wird von der optionalen Druckstation B und dem Drucker 12 und den Zylindern 70A und 70B der zweiten Trommel B zugeführt, an welcher Stelle sie durch eine Reihe von Vorrichtungen, die denen in Verbindung mit Trommel A beschriebenen ähneln, geführt wird. Die ähnlichen Vorrichtungen werden durch einen Gedankenstrich gekennzeichnet. Kantenschneidestationen 80' und 80 werden nach jeder Station verwendet, um schlecht abgeglichene Ränder der Bahn 54 zu entfernen. Die Motoren 56 und 56' treiben die Trommeln A und B in üblicher Weise unter Computersteuerung durch das Steuerungssystem 100 unter Verwendung der Kupplungsketten 58 und 58' an, welche um die Wellen 11 und 11' und 60 und 60' angeordnet sind.
Das synchrone Betreiben der Vorrichtung ist anhand der vorstehenden und folgenden Beschreibung offensichtlich. Da die Trommeln A und B und die Zylinder 10A und 10B, 70A und 70B kontinuierlich rotieren, wird das härtbare Druck/Form-Material in flüssiger Form darauf in die prismatischen Aussparungen der Formen 23 und 23' und auf die Folie 46/54 aufgebracht. Die Beschichtungsstationen 24/24' und die Druckstationen A und B werden durch die Zielsensoren 82/82' gesteuert, welche angrenzend der Peripherie der Zylinder 10A/B 70A/B und der Trommeln A, B in einer festen Position angebracht sind. Die Zielsensoren liefern ein elektrisches Rückmeldungssignal an das Steuerungssystem 100, um die Position der Beschichtungsstationen 24/24' und der Färbstationen anzupassen. Die Folie 46 wird kontinuierlich von der Zuführrolle 42 abgezogen und zunächst der Druckstation A und dann der Trommel A über die Laminierungsrolle 50 zugeführt, welche mit der Trommel A zusammenarbeitet, um einen Spalt zu liefern, in welchen das härtbare Material 64' einheitlich über die Oberfläche des Bereiches des Prisamaussparungen 21 der gewählten Formen 23 auf der Trommel A verteilt wird und in welchen ein unmittelbarer Kontakt zwischen dem Prismamaterial 64' und nicht dem nicht-verfestigten Muster 20 auf der bedruckten Folie 46B bewirkt wird.
Das frisch aufgebrachte Material 64' und die Folie 46 mit dem frisch aufgebrachten Druckbild 20 werden zusammen an der Reihe der Ultraviolett-Lampen 40 vorbeigeführt, wo die Aushärtung der Materialien 64' und 20 und ihre Bindung an die Folie 46B gleichzeitig bewirkt wird. Danach hilft der Kaltluftschacht 30 das Material abzukühlen, so dass eine teilweise fertige reflektierende Folie 54 leicht von der Trommel A abgezogen werden kann.
Die teilweise fertige Folie 54 wird optional der Druchstation B zugeführt, wo weitere Druckbilder 20' auf die Folie gedruckt werden können. Zunächst wird die Folie an einem optischen Sensor zur Musterprüfung 90 vorbeigeführt. Dieser Sensor liefert in Abhängigkeit von der Position des Druckbildes und der Prismen auf der zugeführten Bahn 54 dem Computersteuerungssystem 100 ein elektrisches Signal und daraufhin werden Positionskorrekturen durchgeführt, um sicherzustellen, dass die teilweise fertige reflektierende Folie 54 sich in richtiger Ausrichtung mit der berührenden Druckstation B und der Trommel B befindet. Nach dem Drucken des weiteren Druckbildes 20' auf die Bahn 54 wird die Bahn durch die lamnierende Rolle 50' geführt, wo das nächste frisch aufgebrachte härtbare Prismamaterial 64' auf den Aussparungsbereichen des Prismabereichs der Formen 23' der Trommel B aufgebracht wird, aber nur in den Bereichen, welche auf der Folie bei der zuvorigen Behandlung frei gelassen wurden.
Das Timing dieses Bearbeitungsschrittes sollte präzise ausgeführt werden, so dass die beiden Antriebe A und B synchron operieren, um vorzugsweise entweder die Bildung von irgendwelchen Nähten, wenn der zweite Bearbeitungsschritt durchgeführt wird, oder das Überlappen der Nähte zu unterdrücken. Vorzugsweise werden die beiden Stationen A und B durch einen Berkeley Verfahrens steuerungssystem, Serie 64, hergestellt und vertrieben von Berkeley Process Control, Inc. (in Fig. 1 als Steuerungssystem 100 bezeichnet) synchronisiert.
Die ersten Aushärtungs- und Druckstationen A werden als Hauptachse verwendet und die zweiten Stationen B werden derart gesteuert, dass die zweite Station synchron arbeitet und das Material aufspult. Eine präzise Maschinensteuerung aller Antriebsmechanismen verbunden mit einer optischen Signalgeber- Rückkoppelung und einem entsprechenden Input, welcher die Position laufend misst, wird vorgeschlagen.
Für weitere Details bezüglich des Steuerungssystems 100 wird auf die zuvor genannte US-Patentschrift 5,643,400 verwiesen.
Obwohl die Formplatten 23 aus einem synthetischen Harz gebildet werden können, besitzt die bevorzugte Formplatte eine metallische Oberfläche, um eine sehr ebene, feine Oberfläche auf den cubisch-eckigen Flächen sicherzustellen, und die Wahrscheinlichkeit eine Beschädigung während intensiver Benutzung sowie ein mögliches Verkleben der Formmaterialien und der Oberfläche der Form zu minimieren. Dementsprechend kann die Form direkt aus einem geeigneten Metall durch Eingravieren, Einlassen oder anderes Formen der cubisch- eckigen Aussparungen hergestellt werden. Alternativ kann ein geeignetes eingraviertes oder anders geformtes Metallteil als eine Masterform zur Herstellung der gewünschten Form verwendet werden, indem man das Metall darauf aufbringt, um eine Schicht mit hinreichender Dicke zu bilden, welche dann davon abgezogen wird. Diese abgezogenen Abdrücke, welche durch konventionelle Elektroform-Verfahren hergestellt werden können, werden dann als Form verwendet, nachdem sie auf einer geeigneten Trägeroberfläche befestigt wurden, um ihre Beschädigung zu verhindern. Die Formoberfläche kann dann auf einem geeigneten Träger aus einer Mehrzahl solcher Teile gebildet werden. Um die Korrosion der metallischen Oberflächen der Formplatten zu verhindern, hat sich als vorteilhaft herausgestellt, eine hoch inerte metallische Beschichtung darauf anzubringen, wie dies beispielsweise dadurch erreicht werden kann, dass man Gold oder eine Goldlegierung aufbringt.
Wie bereits veranschaulicht, wird der Träger für das Drucken und die Formoberflächen besonders zweckmäßigerweise durch rotierbare befestigte Trommeln oder Zylinder bereitgestellt, welche ein kontinuierliches Aufbringen der Materialien und Abziehen des Verbundproduktes erleichtern und weiterhin einen beständigen Schutz für die Form und Farbmittel darauf bietet. Andere Arten Träger sind auch möglich, wie ein kontinuierliches, flexibles Band oder eine drehende Scheibe. Jedoch können bestimmte Nachteile, wie ein nichtlineare Konfiguration des Produktes die letzteren Alternativen weniger vorteilhaft erscheinen lassen. Die Mittel zur Befestigung der Formplatten 23 auf den Trommeln können in Abhängigkeit des Grades an Dauerhaftigkeit und Steifheit und der gewünschten Wärmeübertragungseigenschaften in einem breiten Bereich variieren, beispielsweise können sie mit geeigneten Klebern oder mit geeigneten Schrauben, Nieten, Bolzen oder ähnlichem befestigt sein.
Die Gestaltung der Materialgeber auf der bewegenden Oberfläche und zum Abziehen des Verbundes aus bedruckter Folie-/Prisma-Bereich, kann auch hauptsächlich abhängig von dem Typ der verwendeten Zylinder und Trommeln in einem weiten Bereich von denen der veranschaulichten Ausführungsform abweichen. Andere geeignete Ersatzmittel sind dem Fachmann offensichtlich.
Optional kann der Abfluss aus der Form und der Druckmaterialien in die Prisma-Aussparungen erleichtert werden, indem man zuvor ein Lösungsmittel, Weichmacher, Benetzungsagens oder andere fließfördernde Mittel (hierin kollektiv als "Benetzungsmittel" bezeichnet) unter Verwendung einer vierten Beschichtungsstation 244, die den ersten drei ähnelt, aufbringt. Dies kann die Fluidität des Formmaterials über die Oberflächen der Aussparungen erhöhen und ihre optimale Füllung fördern. Es sollte darauf geachtet werden, ein geeignetes Material zu verwenden, welches sich bei dem Verfahren nicht auflöst oder das Druckbild verdunkelt.
Die Technik, welche zur Erzielung der Verfestigung des Form- und Druckmaterials verwendet wird, kann in Abhängigkeit von dem gewählten Material variieren. Wenn ein geschmolzenes synthetisches Harz als die Form-Fluid und/oder das Druckmaterial verwendet wird, kann die Verfestigung nur durch seine Kühlen erreicht werden. Dies kann durch Kühlen der Form, durch Zuführen von Kaltluft gegen die Oberfläche des Formteils, wie gezeigt, oder indem man das Abstrahlen von Wärmeenergie ermöglicht erreicht werden. Wenn das Formmaterial eine B-Stufe oder ein partiell polymerisiertes Harz ist, kann die Verfestigung durch die Anwendung von Wärme für eine Zeitspanne, die dazu ausreicht, den gewünschten Polymerisatiosgrad zu erreichen, erzielt werden. Wenn das Formmaterial eine vernetzbare Formulierung ist, kann die Verfestigung durch Begünstigungen einer Vernetzung der Materialkomponenten auf konventionelle Art und Weise in Abhängigkeit von der Art des vernetzbaren Materials erzielt werden. Es ist bereits bekannt, dass die Vernetzung durch die Verwendung von Radikalinitiatoren, Wärme, hochenergetische Strahlung erreicht werden kann und dass die Vernetzungs- und Bestrahlungsmittel, welche in den Zeichnungen dargestellt sind, daher irgendeine geeignete Energiequelle aufweisen können. Sie können aus diesem Grund eine einfache Infrarot- oder andere Wärmequelle, eine Quelle für Alpha- oder Betateilchen, Gamma- oder Röntgenstrahlung, Photonen usw. sein. Weiterhin ist es offensichtlich, dass das Formmaterial von seinen Eigenschaften her im wesentlichen monomerisch sein kann und dass seine Verfestigung durch Polymerisation in situ innerhalb der cubisch-eckigen Aussparungen der Formoberfläche erreicht werden kann, wobei eine derartige Polymerisation durch Wärme, Radikalinitiatoren oder hochenergetische Strahlung begünstigt werden kann. Die photochemische Quelle kann im Trägerteil angeordnet sein, falls gewünscht. Gemäß einem anderen Verfahren kann eine Plastisol-Formulierung verwendet werden, bei welcher das Harz durch den Weichmacher bei Wärmeanwendung fließfähig wird. Offensichtlich können auch Kombinationen dieser Verfahren verwendet werden, um die gewünschte Verfestigung zu erreichen.
Verschiedene synthetische Harze können für die cubisch-eckigen Formulierungen, das Druckmaterial und das Folienmaterial verwendet werden und beinhalten Polymere von (Alk)Acrylsäureestern, wie Polymethylmethacrylat und Polybutylacrylat, Celluloseester, wie Celluloseacetat-Polymer, Celluloseacetat/- butyrat-Copolymer und Cellulosepropionat-Polymer, Vinylhalogenide, wie Po lyvinylflurid, Vinylidenhalogenide, wie Polyvinylidenchlorid, Monovinylidenpolymere aromatischer Kohlenwasserstoffe, wie Polystyrol und Styrol/Acrylonitril-Copolymere, ethylenisch ungesättigte Nitrile, wie Polyacrylonitril. Polycarbonate, Polyester, wie Polyethylenterephthalat, Polyphenylenoxid, Polysulfone und Polyolefine, wie Polyethylen und Polypropylen. Mischpolymere verschiedener der zahlreichen vorstehend genannten Monomer-Typen, beispielsweise Vinylchlorid/Vinylacetat-Copolymere, so wie Mischungen der Polymere können auch verwendet werden. Die konkreten Harzformulierungen, welche für die Verbundstruktur gewählt werden, werden in Abhängigkeit von der Anwendung, der gewünschten Dicke, der gewünschten Flexibilität und der gewünschten Haftung dazwischen variieren. Für Außenanwendungen werden Materialien, die feuchtigkeitsbeständig, gegen Ultraviolett-Licht beständig und Abrieb beständig sind, zumindest für den exponierten Teil besonders vorteilhaft verwendet, weil dieser Teil gute Witterungseigenschaften bedarf. Weiterhin ist es offensichtlich, dass das Folienmaterial selbst ein Laminat von Folien zweier verschiedener Harze sein kann und dass es mit Beschichtungen geeigneter Materialien versehen sein kann.
Die bevorzugt verwendeten Harze umfassen Polyvinylhalogenide, Polyethylenterephthalat, Polyvinylidenchlorid, Polycarbonate, Polysulfone und Celluloseester-Polymere. Die Harze, welche für die cubisch-eckigen Formationen bevorzugt verwendet werden, umfassen (Alkyl)Acrylsäureester-Harze, acrylischmodifizierte Vinylchlorid-Harze, Vinylchlorid/Vinylacetat-Copolymere, ethylenisch-ungesättigte Nitril-Harze, Monovinyliden-Harze aromatischer Kohlenwasserstoffe, olefinische Harze, Celluloseester-Harze, Polysulfon-Harze, Polyvinylenoxid-Harze und Polycarbonate. Exemplarische Kombinationen für den Kernteil/die cubisch-eckigen Formationen beinhalten Polyvinylchlorid/acrylischmodifiziertes Polyvinylchlorid, Polyvinylfluorid/Polyvinylchlorid, Polycarbonat/Polycarbonat, Polyvinylchlorid/Polymethylmethacrylat, Polysulfon/Polymethylmethacrylat, Polysulfon/Polyvinylchlorid und Polyethylenterephthalat/Polymethylmethacrylat.
Bei der Auswahl der Prismafolien-Materialien, welche für die vorliegenden Erfindung verwendet werden, sollte bedacht werden, dass für lang anhaltende Eigenschaften Harze erforderlich sind, welche nicht leicht flüchtige Weichmacher oder andere Bestandteile umfassen und welche ein hinreichendes Niveau an Lichtstabilität besitzen. So werden stabilisierte Formulierungen vorzugsweise verwendet, wenn das Harz selber gegenüber Licht oder Sauerstoff-Abbau empfindlich ist. Bei richtiger Auswahl des Harzsystems kann das Folienmaterial auch einen wertvollen Beitrag zum Schutz des Harzes der cubisch-eckigen Formationen liefern, welches eine relativ schlechte Stabilität aufweisen kann, indem man cubisch-eckigen Formationen selektiv beschichtet und weiterhin mit einem Lack und/oder einem Kleber beschichtet. Diese Beschichtungen können auch als Schutzschichten wirken, weil der Grundkörper bei vielen Anwendungen als eine Barriereschicht für ultraviolette Strahlung, Dampf, Gase usw. dient. Weiterhin wird das Folienmaterial vorzugsweise aus einem Harz hergestellt, welches ein hohes Maß an Abriebfestigkeit aufweist, weil Abweichungen in der vorderen Oberfläche der Verbundstruktur seine Retroreflektierung enorm reduzieren werden.
Es ist offensichtlich, dass die cubisch-eckigen Formationen glatte Flächen haben müssen und dass die sich schneidenden Flächen eine im wesentlichen perfekte cubisch-eckige Struktur haben sollen. Jede Abweichung von der perfekten cubisch-eckigen Struktur oder Oberflächenunregelmäßigkeit wird die Retroreflektion der Formation grundlegend reduzieren und ist nur unter bestimmten Umständen wünschenswert.
Normalerweise beruht die Retroreflektion der Lichtstrahlen auf den Luftgrenzflächen an den cubisch-eckigen Formationen. Dabei wird der Winkel, mit welchem die Lichtstrahlen auf die Flächen der cubisch-eckigen Struktur fallen, offensichtlich bestimmen, ob jeder Strahl retroreflektiert wird oder durch die rückwärtige Oberfläche austritt. Falls der Einfallswinkel kleiner als der kritische Winkel des verwendeten Prismamaterials ist, wird der Lichtstrahl nicht retroreflektiert. Der wesentliche Teil, der durch die vordere Oberfläche des Folienma terials einfallenden Lichtstrahls wird jedoch durch die cubisch-eckigen Formationen retroreflektiert.
Die Reflektion der cubisch-eckigen Formationen kann dadurch verbessert werden, indem man eine reflektierende Beschichtung darauf anbringt. Eine derartige Beschichtung kann auf konventionelle Art und Weise durch ein Metallisierungsverfahren erzeugt werden, wie beispielsweise durch ein Verfahren, bei welchem ein sehr dünner Film von Aluminium oder einem anderen Metall auf die Oberfläche durch Verdampfen bei sehr niedrigen sub-atmosphärischen Drücken aufgebracht werden. Chemische Abscheideverfahren können auch verwendet werden. Reflektierende Beschichtungen können auch durch einen Lack, welcher metallische Partikel von Pigmenten enthält, die einen hohen Grad an Reflektion liefern, aufgebracht werden. Beispielsweise können Perlenlacke verwendet werden. Gemäß einem weiteren Verfahren kann die reflektierende Beschichtung aufgebracht werden, indem man eine metallisierte synthetische Plastikfolie in engen Kontakt mit der Oberfläche der cubisch-eckigen Formationen bringt.
Obwohl die cubisch-eckigen Formationen bei der illustrierten Ausführungsform ein einheitliche Orientierung innerhalb des Bereiches aufweisen, ist es auch möglich, ein Muster zu verwenden, bei welchem bestimmte der cubisch-eckigen Formationen in einer solchen Weise aufgebracht werden, dass ihre Flächen nicht zu irgendwelchen Flächen der angrenzenden cubisch-eckigen Formationen parallel sind. Darüber hinaus können bestimmte der cubisch-eckigen Formationen derart aufgebracht werden, dass ihre Spitzen nicht vertikal über dem Mittelpunkt ihrer zugehörigen Grundflächen angeordnet sind. Durch ein derartiges Abknicken von manchen der cubisch-eckigen Formationen wird für manche Anwendungen eine Retroreflektion über einen breiteren Winkel erreicht, wobei gleichzeitig die maximale Reflektion verringert wird. Dies ist für bestimmte Anwendungen wünschenswert, beispielsweise können Autobahnschilder wünschenswerter Weise eine Retroreflektion über einen breiteren Winkel, bezogen zu der Oberfläche des Schildes, und eine bestimmte gewünschte Lichtsteuerung kann erzielt werden, obwohl die Lichtstrahlen darauf im wesentlichen senkrecht zu seiner Oberfläche einfallen.
Durch die Verwendung eines Folienmaterials eines relativ flexiblen Harzes kann die Verbundstruktur an die Gestalt von verschiedenen unterstützenden Oberflächen, wie die Ecken von Gebäuden, die Kontur eines Handlaufes usw. leicht angepasst werden. Darüber hinaus kann es, weil die Verbundstruktur sehr dünn, nahtlos erscheinen und hoch flexibel sein kann und kann leicht auf Gewebe aufgebracht werden, welche als Kleidungsstücke verwendet werden, oder es kann selbst in einer solchen Weise verwendet werden, welches dem Träger eine sehr große Nachtsichtbarkeit verleiht. Beispielhafte Verwendung für Sicherheitsanwendungen sind Streifen auf Jacken und Regenbekleidungen, Kennzeichen, die an verschiedenen Stellen auf dem Körper getragen werden können, reflektierende Flicken für Hüte, reflektierende Nähte für die Herstellung von verschiedenen Kleidungsstücken usw..
Ein doppeltes Beschichtungs- und Bedrucksystem 102 wird in Fig. 10 gezeigt und im folgenden beschrieben. Die Ausdrücke "Drucksystem" und "Beschichtungssystem" können austauschbar verwendet werden. Die Beschichtungsstation A 104 bringt auf den Deckfilm verschieden dicke, farbige Beschichtungen auf Prismaformulierungen und Muster auf, die in Abhängigkeit von der gewünschten Produktkonfiguration entweder vollkommen ausgehärtet oder teilweise ausgehärtet sind, bevor sie die Laminierungsrolle erreichen. Die Beschichtungsstation B 106 wird dazu verwendet, verschieden dicke und gefärbte Prismaformulierungen auf das Hilfsmittel auf der Gießtrommel aufzubringen, bevor sie die Laminierungsrolle 108 erreichen. Wenn das auf die Deckschicht aufgebrachte Material mit dem auf das Hilfsmittel unter Verwendung des prismabildenden Systems aufgebrachte Material kombiniert wird, können verschiedene Produktkonstruktionen hergestellt werden.
Fig. 11 offenbart eine typische Produktkonstruktion. Falls nötig, wird eine Verbindungsschicht 110 auf die Deckschicht 112 normalerweise in einem separaten Off-line-Beschichtungsverfahren aufgebracht. Ein duales Beschichtungssy stem, wie in Fig. 10 gezeigt, kann eine Verbindungsschicht 110 bei der Beschichtungsstation A 104 aufbringen. Sie kann ultraviolett ausgehärtet werden und dann werden die Prismen 64 gegossen und durch bekannte Verfahren, wie in den US-Patenten 3,684,348 und 3,689,346 beschrieben, ausgehärtet. Die UV-ausgehärtete Verbindungsschicht 110 ist dazu bestimmt, an die Substrat- Folie 112 zu binden und die UV-ausgehärteten Prismen 64 sind dazu bestimmt, an die Verbindungsschicht anzubinden. Weiterhin kann die ultraviolett ausgehärtete Verbindungsschicht 110 mit transparenten, lichtstabilen Farbstoffen gefärbt sein, um eine Folie herzustellen, bei welcher die Farbe zwischen der Deckbeschichtung und den Prismen geschützt ist. Die Verbindungsschicht wird nicht immer benötigt, wie beispielsweise in dem Fall, wenn das Prisma dazu bestimmt ist, direkt an das Substrat anzubinden.
Fig. 12 offenbart das Produkt, welches erhalten wird, wenn die Substrat- Deckfolie 112 Off-Line verbindungsbeschichtet wird. Die Beschichtungsstation A 104 wird dazu verwendet, ein dünnes Muster 114, welches jedwelche Gestalt besitzen kann und transparent oder opak sein kann, auf die Verbindungsschicht 110 der beschichteten Deckfolie aufzubringen und auszuhärten. Die Beschichtungsstation B 106 wird dazu verwendet, um die transparente Prismamaterial- Formulierung in ausreichender Menge auf das Hilfsmittel aufzubringen, um feste Prismen 64 zu bilden. Falls eine Verbindungsschicht 110 nicht auf der Deckfolie 112 verwendet wird, ist die verwendete Prismaformulierung dazu bestimmt, an das Mustermaterial und die Oberfläche der Deckfolie anzubinden.
Fig. 13 zeigt die erhaltene Produkt-Konstruktion, wenn das Substrat-Deckfolie 112 mit einer Verbindungsbeschichtung Off-Line versehen wird. Die Beschichtungsstation A 104 wird dazu verwendet, eine relativ dicke, transparente, gefärbte Prismaformulierung 116 als ein Muster auf die Verbindungsbeschichtung der Deckfolie aufzubringen und partiell auszuhärten. Die Beschichtungsstation B 106 wird dazu verwendet, eine relativ dicke, transparente Prismaformulierung entlang der gesamten Hilfsmittelbreite aufzubringen und wohl definierte Bereiche/Muster von gefärbten Prismen in wohl definierten Bereichen/Mustern von klaren Prismen zu bilden, wenn das Verfahren der Prismabildung abgeschlossen ist. Eine Ein-Muster Produktkonstruktion aller gefärbten oder aller klaren Prismen kann unter Verwendung dieses Verfahrens hergestellt werden, indem man die gleiche Prismaformulierung bei jeder Beschichtungsstation verwendet. Auch können die beschriebenen Produktkonstruktionen ohne eine Verbindungsbeschichtung 110 hergestellt werden, indem man die Prismaformulierung entsprechend anpasst. Eine Verbindungsbeschichtung 110 ist günstig, wenn ein Produkt mit Polyvinylchlorid hergestellt und metallisiert werden soll. Die Verbindungsbeschichtung 110 hilft dabei, die Migration von Weichmachern auf die Prismaflächen und die resultierende Wechselwirkung, die mit einem beschichteten Metall stattfinden kann, zu verhindern.
Fig. 14 zeigt eine Produktkonstruktion, welche erhalten wird, wenn die Substrat-Deckfolie 112 Off-Line mit einer Verbindungsbeschichtung versehen wird. Die Beschichtungsstation A 104 wird dazu verwendet, eine relativ dicke, transparente, gefärbte Prismaformulierung als ein Muster auf die mit einer Verbindungsschicht versehene Deckfolie aufgebracht und partiell ausgehärtet wird. Die Beschichtungsstation B 106 wird dazu verwendet, eine relativ dicke, transparente Prismaformulierung entlang dem gesamten Hilfsmittel aufzubringen, wodurch wohl definierte Bereiche/Prismen von unvollständigen Prismen 118 gebildet werden, wenn das Verfahren der Prismabildung abgeschlossen ist. Eine unvollständige Prismaformulierung 118 liegt zu Beginn vor, um Prismen zu bilden, welche eine Oberfläche hinterlassen, die eine matte Erscheinung besitzt. Das Produkt, welches in Fig. 15 gezeigt wird, wird durch das gleiche Verfahren, wie das Produkt in Fig. 14 erzeugt, außer dass bei der Beschichtungsstation B 106 etwas mehr der Prismaformulierung auf das Hilfsmittel aufgebracht wird, um zu ermöglichen, dass die Prismen in den Bereichen zwischen der Beschichtungsstation A und den musterbeschichteten Bereichen Prismen mit Luftkugeln 120 bilden, welche die Vorteile, die in dem US-Patent 5,592,330 beschrieben werden, bereitstellen.
Fig. 16 ist eine andere Abwandlung des Produktes, welches in den Fig. 14 und 15 beschrieben wird. Gemäß dieser Ausführungsform hat das aufgebrachte Muster an der Beschichtungsstation A 104 eine reduzierte Menge der Prisma formulierung 118. Die Prismaformulierung, welche bei der Station B 106 aufgebracht wird, wird auf das Niveau reduziert, welches erforderlich ist, das matte Endergebnis, welches erforderlich ist, das matte Endergebnis zwischen dem gemusterten Bereich zu erzielen. Die Reduktion der Prismaformulierung 118 an der Beschichtungsstation A 104 bedingt die Bildung von Prismen mit Luftkugeln 120 in den mit den Mustern beschichteten Bereichen.
Nahtlose Materialherstellung kann dazu verwendet werden, retroreflektierende Materialien herzustellen, welche eine Luftkugel-Konfiguration und definierte Bereiche in der vollständig festen eckig-cubischen Konstruktion und anderen definierten Bereichen beinhalten. Eine Gießtrommel wird mit hinreichend viel Oligomer bedeckt, um Luftkugel-Eckenwürfel 120 während dem Laminiemngsverfahren zu bilden und die zugeführte Substratsbahn wird mit einem Muster des Oligomers bedruckt, wobei es, wenn das Muster-Oligomer mit dem Oligomer der Trommel kombiniert, feste eckig-cubische Prismen 64 in der gedruckten Musterkonfiguration auf dem Substrat bildet. Dieses Konzept kann dazu verwendet werden, jedwelche gewünschte Art von Muster von festen Prismen 64 und Prismen mit Luft-Kugeln 120 zu erzeugen. Der kombinierte Luftkugeleckige Würfel und die festen eckig-cubischen Prismen stellen eine definierte retroreflektierende Lichtverteilung mit einer exzellenten Großraumentfernung- Eigenschaft (schmaler Beobachtungswinkel) und Kurzentfernung-Eigenschaft (breiter Beobachtungswinkel) zur Verfügung. Ein Beispiel dieser Produktkonstruktions-Flexibilität ist in Fig. 17 dargestellt. Das rote Oligomer ist transparent und der Unterschied in der Retroreflektion zwischen einer Kugel und dem festen Prismabereich erzeugt einen erhöhten Kontrast, der das leichte Lesen des Zeichens ermöglicht. Das gefärbte Oligomer kann eine rote Farbe aufweisen, um einen roten Bereich in einem Stopzeichen zu bilden. Die Oberflächen der Prismen können metallisiert 124 werden.
Fig. 18 zeigt eine Draufsicht eines Materials mit einem festen prismatischen Linienmuster und Prismen mit Luftkugeln 120 in dreieckigen Bereiche. Fig. 19 zeigt eine Fotokopie eines Materials mit einer Nachricht, die auf die obere Oberfläche der klaren Substrat-Deckfolie 112 gedruckt wurde. Die Linien (die durch die festen Prismen 64 gebildet werden) erscheinen als dunkle Linien und die Dreiecke, welche durch die Prismen mit Luftkugeln gebildet werden, erscheinen als weiße Bereiche. Eine derartige retroreflektierende Struktur kann dazu verwendet werden. Sicherheitsdokumente, wie Aktienzertifikate und ähnliches, zu bilden. Weiterhin können Teile des Dokumentes eine Reihe von langen dünnen Linien an Stellen aufweisen, welche in Kombination mit der retroreflektierenden Struktur ein Moiré Muster beim Fotokopieren bilden.
Fig. 20 ist eine Produktkonstruktion, welche resultiert, falls die Beschichtungsstation A 104 verwendet wird, um eine transparente UV-ausgehärtete, gefärbte Verbindungsbeschichtung 126 entlang einer gesamten Bahn zu beschichten. Die Beschichtungsstation B 106 wird verwendet, um eine hinreichende Menge der Prismaformulierung aufzubringen, um Prismen mit Luftkugeln 120 entlang der gesamten Bahn bereitzustellen. Gemäß dieser Ausrührungsform ist die Farbe auf der Deckschicht der Prismen und falls eine Ablösebeschichtung zwischen der Deckfolie und der Verbindungsschicht verwendet wurde, würde die Farbe auf den Deckflächen der freistehenden gebildeten Prismen aufhören.
Die Fig. 21 ist eine Produktkonstruktion, welche resultiert, falls die Beschichtungsstation A 104 verwendet wird, um eine transparente, gefärbte Prismaformulierung entlang einer gesamten Bahn aufzubringen. Die Beschichtungsstation B 106 wird verwendet, um hinreichend viel Prismaformulierung aufzubringen, um Prismen mit Luftkugeln 120 entlang der Bahn zu erzeugen. Gemäß dieser Ausführungsform ist die transparente Farbe 122 in dem Prisma und falls eine Ablösebeschichtung zwischen der Deckfolie 112 und der gefärbten Prismaformulierung verwendet wurde, würde die Farbe innerhalb der Struktur der freistehenden gebildeten Prismen aufhören. Die Beschichtungsstation A 104 bringt verschieden dicke Farbbeschichtungen oder Prismaformulierungen auf die Deckfolie 112 auf.
Weitere Beschichtungs Stationen können bei der Beschichtungsstation A und bei der Beschichtungsstation B in Reihe zugefügt werden, um ein Vielfaches der gewünschten Farb- und Prismagestaltungseffekte zu erzielen. Auch können, wenn eine Vielzahl von prismabildenden Systemen verwendet werden, Streifen in der Umgebung der großen Trommel in Fig. 10 erzeugt werden, indem man die Streifen bei den beiden Beschichtungsstationen A und B beschichtet, welche miteinander übereinstimmen. Wenn das Material die zweite Trommel erreicht, können die Bereiche zwischen den Streifen gefüllt werden, um eine gefüllte Oberfläche auf der Deckfolie zu erzeugen. Prismen verschiedener Größe und Orientierung können bei jeder prismabildenden Station aufgebracht werden, um eine Parallelstreifen-Erscheinung auf dem Deckfilm zu erzeugen. Die Beabstandung der Streifen kann je nach Wunsch klein oder groß sein.

Claims

1. Vorrichtung aufweisend: eine Vorrichtung zum Auftragen (10) zur Herstellung sichtbarer Muster (20) auf einem transparenten Film (46) und eine Prisma-bildende Vorrichtung (24) zum derartigen Aufbringen transparenter Mikroprismen (64) auf die Muster, dass die Muster sichtbar sind und von der Umgebung geschützt werden, indem sie in die Mikroprismen eingebaut sind und durch den Film bedeckt werden, wobei die Mikroprismen eine Grundfläche (61) und Seitenfacetten besitzen und wobei die gedruckten Muster in die Grundfläche der Mikroprismen eingelassen sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Facetten mit einer reflektierenden Rückseite (98) versehen sind und die Muster von der Grundflächen- Seite sichtbar sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Film und die Mikroprismen aus dem gleichen Material hergestellt werden.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Film und die Mikroprismen aus verschiedenen Materialien hergestellt werden.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Filmmuster und die Mikroprismen auf einer kontinuierlichen Rolle hergestellt werden.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 weiterhin aufweisend:

einen ersten Drucker (10) zum Drucken der Muster auf ausgewählte Bereiche auf einer ersten Seite des Films;

ein erstes Auftragegerät (241) zum Auftragen eines Prisma-bildenden Materials auf eine erste Form-Oberfläche (23), um zumindest teilweise die Aussparungen mit dem Material zu füllen;

eine erste Vorrichtung (50) zum Überführen des Materials auf die erste Seite des Films, um erste Bereiche von Prismen-Anordnungen über den Mustern zu bilden, welches zweite Bereiche leerer Flächen auf der ersten Seite des Firnis zurücklässt;

ein zweites Auftragegerät (241') zum Auftragen des Prisma-bildenden Materials auf eine zweite Form-Oberfläche (23'), um die Aussparungen in der zweiten Form- Oberfläche mit dem Material zu füllen; und

eine zweite Vorrichtung (50') zum Überführen des Materials in den Aussparungen der zweiten Form-Oberfläche auf die Bereiche leerer Flächen auf der ersten Seite des Films in einer solchen Weise, dass eine kontinuierliche Folie mit Mustern, die innerhalb der Prismen auf der ersten Seite des Films eingeschlossen sind, gebildet wird.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die prismatischen Aussparungen in der ersten Form-Oberfläche sich in ihrer Größe von denen in der zweiten Form-Oberfläche unterscheiden.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bereiche der Flächen und die Bereiche der Anordnungen auf den Form-Oberflächen im Wesentlichen gleich und alternierend über jede der Form-Oberflächen angeordnet sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die ausgewählten Bereiche der bedruckten Muster den ersten und den zweiten Bereichen der Prismen- Anordnungen gegenüberliegend angeordnet sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Prisma-bildende Material und das Muster-Material gleich sind.

11. Verfahren zur Herstellung einer gemusterten Folie (20) aus retroreflektierendem Material aufweisend die Schritte, dass man:

die Muster auf einen transparenten Film (46) druckt,

Mikroprismen (64) auf die Muster derart aufbringt, dass die Muster von der Umgebung geschützt werden, indem sie auf einer Fensterseite (61) der Mikroprismen eingebaut und durch den Film bedeckt werden, wobei die Mikroprismen eine Grundfläche (61) und Seitenfacetten besitzen, wobei die Muster und die Mikroprismen bei der Bildung und nachdem sie auf die Mikroprismen aufgebracht werden, teilweise verfestigt werden, und wobei die Muster und die Mikroprismen derart verfestigt werden, dass die gedruckten Muster in die Grundfläche der Mikroprismen eingelassen sind.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikroprismen transparent und die Facetten mit einer reflektierenden Rückseite (98) versehen sind.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Film und die Mikroprismen aus dem gleichen Material hergestellt werden.

14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Film und die Mikroprismen aus unterschiedlichem Material hergestellt werden.

15. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Film auf einer kontinuierliche Rolle hergestellt wird.

16. Verfahren zum Drucken von Mustern (20) aus Druckmaterial auf einer mikrostrukturierten optischen Folie (54), indem man einen Film (46) bildet, auf welchen eine Prismen-Anordnung (64) gebildet wird, wobei das Verfahren die Schritte aufweist, dass man:

die Muster auf ausgewählte Bereiche auf der ersten Seite des Films druckt;

ein Prisma-bildendes Material auf eine erste Form-Oberfläche mit prismatischen Aussparungen (21) aufbringt, um zumindest teilweise die Aussparungen mit dem Material zu füllen;

das Material auf die erste Seite des Films überführt (50), um erste Bereiche von Prismen-Anordnungen über dem Muster zu bilden, welches zweite Bereiche leerer Flächen auf der ersten Seite des Filmes zurücklässt;

das prismabildende Material auf eine zweite Form-Oberfläche (23') mit prismatischen Aussparungen aufbringt, um mindestens teilweise die Aussparungen in der zweiten Form-Oberfläche mit dem Material zu füllen; und

das Material (50') in den Aussparungen der zweiten Form-Oberfläche auf die Bereiche leerer Flächen auf der ersten Seite des Filmes in einer solchen Weise überführt, um eine kontinuierliche Folie auf der ersten Seite des Films zu bilden, wobei die Prismen eine Grundfläche (61) und Seitenfacetten besitzen, wobei die Muster und die Prismen bei der Bildung und nachdem sie auf die Muster aufgetragen werden, teilweise verfestigt werden und wobei die Muster und die Prismen derart verfestigt werden, dass die gedruckten Muster in die Grundfläche der Prismen eingelassen sind.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die prismatischen Aussparungen in der ersten Form-Oberfläche sich in ihrer Größe von denen in der zweiten geschmolzenen Oberfläche unterscheiden.

18. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Bereiche der Flächen und die Bereiche der Anordnungen auf den Form-Oberflächen im Wesentlichen gleich und alternierend über jede der Form-Oberflächen angeordnet sind.

19. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die ausgewählten Bereiche der gedruckten Muster den ersten und den zweiten Bereichen der Prismen- Anordnungen gegenüberliegend angeordnet sind.

20. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das prismabildende Material und das Mustermaterial gleich sind.

21. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ablöse- Beschichtung (99) zwischen dem Film und den Mikroprismen und den Mustern gebildet wird.

22. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Folie eine retroreflektierende Folie ist.

23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass manche Flächen des Films Prisma-Material aufweisen, welches direkt an den Film angebunden ist, wohingegen andere Flächen die Muster-bedeckende Prisma-Material aufweisen, welches an den Film gebunden ist, und wiederum andere Flächen keines von beiden aufweisen und als Versiegelungsflächen zur Anbindung eines verschließenden Films über der Folie verwendet werden können.

24. Verfahren nach Anspruch 11 aufweisend die Schritte, dass man:

a) eine Form-Oberfläche (23) bereitstellt, die sich berührende Anordnungen von prismatischen Aussparungen enthält;

b) das prismabildende Material auf die gewählten Bereiche der Anordnungen aufträgt und andere ausgewählte Bereiche frei von dem prismabildenden Material hält;

c) den transparenten Film (46) als einen Frontfilm (46) auf die Form-Oberfläche aufträgt und das prismabildende Material von der Form auf den Frontfilm überführt, wobei auf diese Weise bestimmte Bereiche des Frontfilms ohne prismabildendes Material gelassen werden;

d) das Prismamaterial verfestigt (40), um das Mikroprisma mit einer Grundfläche (61) und Seitenflächen zu bilden;

e) einen rückseitigen Film (95) über die Flächen der verfestigten Prismen aufträgt;

f) den Vorderfilm mit dem rückseitigen Film in bestimmten Bereichen ohne prismabildendes Material versiegelt; und

g) die gedruckten Muster auf den Vorderfilm partiell aushärtet, bevor das prismabildende Material von der Form überführt wird.

25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Form-Oberfläche auf der Außenseite einer kreisförmig rotierenden Trommel gebildet wird.

26. Vorrichtung zum Drucken von Mustern (20) aus Duck-Material auf eine retroreflektierende Folie (54), die aus einem Film (46) gebildet ist, wobei die Vorrichtung einen Drucker (10) und Form-Oberflächen (23) aufweist, die Bereiche von prismatischen Aussparungsanordnungen (21) und Bereiche leerer Flächen enthalten, wobei die Vorrichtung beinhaltet:

einen ersten Drucker (10) zum Drucken der Muster auf ausgewählte Bereiche einer ersten Seite des Films, wobei manche der Muster gefärbte Zeichen umfassen, um den Weißheitsfaktor der Folie zu verbessern;

ein erstes Auftragegerät (24) zum Auftragen eines prismabildenden Materials auf einen ersten Teil der Form-Oberflächen, um die Aussparungen mit dem Material zumindest teilweise zu füllen; und

einen ersten Mechanismus (50) zum Überfuhren des prismabildenden Materials von den Form-Oberflächen auf die erste Seite des Films, um erste Bereiche von Prisma- Anordnungen über den Mustern zu bilden, welches zweite Bereiche leerer Flächen auf der ersten Seite des Films gegenüber den gefärbten Markierungen hinterlässt, wobei die Muster und die Prismen bei der Bildung und nachdem die Prismen auf die Muster angewendet wurden, partiell verfestigt werden und wobei die Muster und die Prismen derart verfestigt werden, dass die gedruckten Muster in manchen der Prismen eingelassen sind.

27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Markierung weiße Punkte oder Linien sind.

28. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass das prismabildende Material und das Druckmaterial gleich sind.

29. Verfahren zur Herstellung einer gemusterten Folie (20) von einer mikrostrukturierten optischen Folie (54) aufweisend die Schritte, dass man die Muster auf eine erste Seite eines transparenten Films (46) druckt und die Mikrostrukturen auf die erste Seite des transparenten Films aufträgt, wobei die Mikrostrukturen eine Grundfläche und Seitenfacetten haben, wobei die Muster und die Mikrostrukturen bei der Bildung und nach dem Auftragen der Mikrostrukturen auf die Muster partiell verfestigt werden und wobei die Muster und die Mikrostrukturen derart verfestigt werden, dass die gedruckten Muster in die Grundfläche die Mikrostrukturen eingelassen sind.