DE2303578A1

DE2303578A1 - Retroreflektierendes flaechiges material

Info

Publication number: DE2303578A1
Application number: DE2303578A
Authority: DE
Inventors: Chi Fang Tung
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1972-01-24
Filing date: 1973-01-23
Publication date: 1973-08-02
Also published as: IT977025B; DE2303578B2; GB1424754A; FR2169619A5; CA1008245A; JPS4882163A; SE390830B; DE2303578C3; BE794394A

Description

M 3213

PATENTANWÄLTE Diving. HANS RUSCHKE

BEPtLPiC₃ 2303o7o

AuflUste-Viktoria-StraBe 65

Minnesota Mining and Manufacturing Company, Saint Paul,

Minnesota 55101 (V.St.v.A.)

Eetroreflektierendes flächiges Material

Ein Hauptvorzug von innen her beleuchteter Straßenverkehrszeiehen ist darin zu sehen, dass sie bei Nacht zu erkennen sind, selbst wenn sie vom Lichtstrahl der Scheinwerfer heranfahrender Fahrzeuge nicht erfasst werden. Diese Innenbeleuchtung stellt jedoch einen großen Nachteil dar, wenn die lichtquelle im Verkehrszeichen vollständig oder gänzlich versagt. Unter diesen Umständen können die Verkehrszeichen nur zum Teil oder gar nicht wahrgenommen werden besonders dann, wenn Kraftfahrer bei Nacht mit hohen Geschwindigkeiten fahren.

Es wurde bereits vorgeschlagen, von innen her beleuchtete Verkehrszeichen retroreflektierend zu machen. Beispielsweise wird in der US-Patentschrift 3 510 976 nahegelegt, eine Verkehrszeichenseite herzustellen durch teilweises Einbetten eines Gemisches aus metallisierten Mikroglasperlen und nicht-metallisierten Mikroglasperlen in eine Klebstoffschicht auf einer

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transparenten Platte in Form einer Monoschicht. Danach wird das Metall auf den vorstehenden Teilen der metallisierten Mikroperlen entfernt, wonach die Mikroperlen mit einem klaren Material belegt werden, auf das das Bild eines undurchsichtigen Verkehrszeichens aufgemalt wird. Die nicht-metallisierten Mikroperlen sollen das Licht aus der Innenlichtquelle weiterleiten, während die metallisierten Mikroperlen dasjenige licht retroreflektieren sollen, das auf die Vorderseite des Verkehrszeichens fällt.

Bei dem in der genannten US-Patentschrift beschriebenen Verkehrszeichen besteht jedoch die Hauptschwierigkeit darin, dass das licht nur schwach durch die nicht-metallisierten Mikroperlen fällt, wodurch die Innenbeleuchtung des Verkehrszeichens stark geschwächt wird. Es wäre weiterhin zu teuer, bereits vorhandene Verkehrszeichen unter Anwendung der in der genannten Patentschrift gelehrten Verfahren retroreflektierend zu machen, da die Verkehrszeichen Seiten dann ersetzt werden müssten. Soweit der Anmelderin bekannt, sind Verkehrszeichen nach der US-Patentschrift 3 510 bisher niemals gewerblich verwendet worden.

Die Erfindung sieht ein neues retroreflektierendes flächiges Material zum Herstellen neuer retroreflektierender und von innen her beleuchteter Verkehrszeichen vor» Das erfindungsgemäße retroreflektierende flächige Material besteht aus einem offenen Gewebe von laden, die von retroreflektierenden Mikroperlen eingehüllt sind. Dieses Material besteht aus mit einander verwebten Fäden. Solche offenen Gewebe sind gut lichtdurchlässig und weisen außerdem eine gute "Winkelwirkung·¹ auf, welcher Ausdruck bedeuten soll, 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. Bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung weist das retroreflektierende flächige Material ferner eine Schicht eines Materials auf Polymer-Basis auf, die mindestens einen Teil einer ersten Seite des Gewebes bedeckt und Öffnungen am Gewebe verschließt. In der vorliegenden Beschreibung soll der Ausdruck "offen" bedeuten, dass die umhüllten Fäden von einander so getrennt sind, dass zwischen den umhüllten Fäden lichtdurchlässige Zwischenräume bestehen, wobei ein Gewebe aus umhüllten Fäden

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als "offenes Gewebe" bezeichnet wird, selbst wenn ein Teil oder sämtliche öffnungen durch ein Material auf Polymer-Basis verschlossen werden_e

Eetroreflektierende Verkehrzeichen mit Innenbeleuchtung, die mit einem retroreflektierenden flächigen Material ausgestattet sind, weisen auf eine Lichtquelle, ein vor der Lichtquelle angeordnetes Abbild des Verkehrszeichens, das bei einer Betrachtung von vorn und bei Beleuchtung durch die Lichtquelle von der Rückseite aus lesbar und erkennbar ist, und eine lichtdurchlässige und retroreflektierende Materialfläche zwischen dem Abbild des Zeichens und der Lichtquelle, welches flächige Material eine Anordnung von retroreflektierenden Mikroperlen auf einer Unterlage in einem ungleichförmigen Muster mit Bezirken aufweist, die mit Mikroperlen dicht angefüllt sind, welche Bezirke durch lichtdurchlässige Zwischenräume von einander getrennt sind, durch die hindurch die Lichtquelle das Verkehrszeiehenbild beleuchtet· Das- Verkehrszeichen wird normalerweise von der Lichtquelle beleuchtet, ist jedoch bei einem Ausfall der Beleuchtung immer noch erkennbar bei dem von dem retroreflektierenden flächigen Material zurückgestrahlten Licht, das von vorn auf das Verkehrszeichenschild fällt, welches Material sich hinter dem Abbild des Verkehrszeichens befindet· Das erfindungsgemäße retroreflektierende flächige Material, das aus einem offenen Gewebe aus mit Mikroperlen umhüllten Fäden besteht, stellt das bevorziagte Material dar, das für ein solches Verkehrszeichenschild verwendet werden kann.

Bei einigen Ausführungsformen der Erfindung ist das auf einem Polymer basierende Material in einem retroreflektierenden flächigen Material mit einem Pigment versetzt, so dass die Schicht sowohl lichtzerstreuend als auch lichtdurchlässig ist, so dass das Material nicht nur retroreflektierend ist sondern auch als lichtzerstreuende Platte in einem Verkehrszeichenschild mit Innenbeleuchtung dient· Ohne diese mit einem Pigment versetzte Schicht weisen die Verkehrszeichenschilder eine unansehnliche metallische graue Färbung auf wegen der grauen Färbung der retrorefltkeierenden Mikroperlen auf den Fäden. Da die pigmentierte Polymerbasis-"schicht sehr nahe an den Mikroperlen gelegen ist, und wegen der

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Abdeckung von Teilen der Seiten und Rückseiten der retroreflektierenden laden durch das mit einem Pigment versetzte Material, wird die Farbe und das Aussehen des Verkehrszeichenschildes wesentlich verbessert.

Es wird noch bemerkt, dass bereits Vorsehläge für die Herstellung von retroreflektierenden Geweben gemacht worden sind, beispielsweise in der US-Patentschrift 2 937 668, in der die Herstellraig von Garnen mit einer umhüllung aus retroreflektierenden Mikroperlen gelehrt wird, die zu einem herkömmlichen und ziemlich dichten Gewebe verwebt werden können, welche Garne allgemein in einem kleinen Anteil in nicht mit Mikroperlen umhüllten Garnen enthalten sind.

Soweit der Anmelderin bekannt, lagen bisher keine Vorschläge für offene Gewebe oder ähnliche Fabrikate aus mit Mikroperlen umhüllten Fäden vor» doiu, es bestehen zwischen den Fäden wesentliche lichtdurchlässige Zwischenräume. Diese neuen offenen Gewebe ermöglichen die Herstellung einer Vielzahl von neuen und verbesserten retroreflektierenden Gegenständen und der erfindungsgemäßen neuen Verkehrszeichenschilder. Soweit der Anmelderin bekannt, wurden bisher die vielen Verwendungsmöglichkeiten und Vorzüge von offenen Geweben aus mit Mikroperlen umhüllten Fäden nicht erkannt und auch nicht deren Verwendbarkeit zum Beseitigen der Mangel bereits vorhandener Verkehrszeichenschilder mit Innenbeleuchtung.

Die Erfindung wird nunmehr ausführlich beschrieben. In den beiliegenden Zeichnungen ist die

Fig»1 eine schaubildliche Darstellung der einzelnen Bauteile eines erfindungsgemäßen retroreflektierenden Verkehrszeichenschildes mit Innenbeleuchtung,

Fig.2 eine stark vergrößert gezeichnete schaubildliche Darstellung eines lichtdurchlässigen und retroreflektierenden Gewebes nach der Erfindung, wobei einige Fäden des Grundgewebes ohne Mikroperlenbelag dargestellt sind,

Fig·3 eine Draufsicht auf eine andere Ausführung eines licht- ■ durchlässigen und retroreflektierenden flächigen Materials nach der Erfindung,

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Pig·4 ein senkrechter Schnitt durch einen Teil einer anderen Ausführung des retroreflektierenden flächigen Materials nach der Erfindung,

Fig»5 ein Schnitt durch ein Verkehrszeichenschild, das mit dem retroreflektierenden flächigen Material nach der Fig· 4 ausgestattet ist, und die

Pig·6 ein senkrechter Schnitt durch einen feil einer weiteren anderen Ausführung eines retroreflektierenden flächigen Materials nach der Erfindung.

In der Pig»1 sind die einzelnen Bauteile eines von innen oder von der HUckseite her beleuchteten Verkehrszeichenschildes von einander gesondert dargestellt, welches Schild 10 aus einem kastenförmigen Gehäuse 11, einer lichtquelle in Form röhrenförmiger lampen 12 und aus einer lichtzerstreuungsplatte 13, aus einem lichtdurchlässigen und retroreflektierenden flächigen Material 14 nach der Erfindung und aus einer durchsichtigen Platte 15 besteht, die ein Abbild 16 des Verkehrszeichens trägt, das an der Vorderseite des Verkehrsschildes sichtbar wird, wenn das Schild von der Rückseite aus von der lichtquelle beleuchtet wird· Eine lichtzerstreuungsplatte ist an 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 Verkehrszeiehenbild ist fast immer an einer durchsichtigen Platte angebracht, könnte jedoch auch beispielsweise an Drähten vor oder hinter der durchsichtigen Platte aufgehängt werden.

Wie bereits ausgeführt, ist das lichtdurchlässige und retroreflektierende flächige Material nach der Erfindung, das aus einem offenen Gewebe aus mit winzig kleinen retroreflektierenden Mikroperlen umhüllten Fäden besteht, als Material für Verkehrszeichenschilder aus den dargelegten Gründen vorzuziehen, da dieses Material gut lichtdurchlässig ist und ferner eine gute "Winkel- oder Schrägwirkung« aufweist. Beispielsweise können einige lichtdurchlässige und retroreflektierende Gewebe nach der Erfindung mit 50# der ursprünglichen Helligkeit licht retroreflektieren, das auf das Gewebe unter einem Winkel von 70-80°

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in bezug auf die Senkrechte fällt· Anstelle eines Gewebes können auch lediglich parallel verlaufende Fäden als retroreflektierendes Material nach der Erfindung benutzt werden , welche Fäden in einen Rahmen eingespannt sind.

Die Fig« 2 zeigt einen Teil eines lichtdurchlässigen und retroreflektierenden Gewebes nach der Erfindung, das aus einem Grundgewebe mit einander 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 Fig*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 gewünschten Prozentsatz an offenen Bezirken besitzt. Hiernach werden auf das Gewebe bei klebrigem Zustand des Bindemittels Mikroperlen aufgetragen, die vollständig mit einem reflektierenden Belag bedeckt sind, derart, 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 Mikroperlen 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 Zellulose-

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basis, aus synthetischen Polymeren oder aus Metall« Diese Fäden können zuweilen auch aus einem Material hergestellt werden, das durch Hitze geformt werden kann, wobei das Gewebe uneben ausgestaltet wird· Eine solche Ausgestaltung ist beispielsweise von Hutzen, wenn das Verkehrszeichenschild eine dreidimensionale Vorderseite aufweist· Metallfaden oder andere elektrisch leitende Fäden, die Hitze erzeugen, wenn durch diese ein elektrischer Strom fließt, sind für Verkehrszeichen nach der Erfindung von nutzen, da hierbei die Vorderseite des Verkehrszeichens frei von Bis oder kondensierter feuchtigkeit gehalten wird. Bei einer vorteilhaften Ausführung eines solchen Verkehrszeichens ist eine transparente Frontplatte in geringer Entfernung von dieser mit einem retroreflektierenden flächigen Material nach der Erfindung bedeckt, das solche leitenden Fäden oder Drähte enthält. Oder solche leitenden Fäden können zwischen dem retroreflektierenden Material und einer transparenten Frontplatte angeordnet werden.

Das Bindemittel auf dem erfindungsgemäßen Material besteht vorzugsweise aus einem elastomeren Material, das ein Zusammenrollen des flächigen Materials für den Versand zulässt und auch sonst die Handhabung des Materials erleichtert· Ein solches nützliches elastomerbildendes Bindematerial besteht aus einem PoIyätherpolyamin mit hoher Aminfunktionalität, wie Poly(tetramethylenoxid)diamin nach der US-Patentschrift 3 456 359 (Hubin u.a·) und aus Diglycidyläther von Bisphenol A«, Bei der Aushärtung bildet dieses Material eine sehr kräftige Verbindung mit teilweise eingebetteten Glasmikroperlen, die mit einem Silber- oder Aluminiumbelag versehen sind. Weitere verwendbare Bindemittel sind Naturgummi, akrylische Harze und Polyvinylbutyralharze.

lichtdurchlässige und retroreflektierende Gewebe nach der ' Erfindung können auch für andere Zwecke verwendet werden als für ein Verkerszeichenschild mit Innenbeleuchtung. Das Material kann beispielsweise für ein perforierten und retroreflektierendes Verkehrs- oder Reklamezeichen in denjenigen Fällen verwendet werden, in denen Betrachter des Zeichens ein Hindurchblicken durch das Zeichen ermöglicht werden soll, oder der Wind soll durch das Zeichen hindurchwehen können, ohne das Zeichen umzuwerfen, oder das Material kann bei einem kühlen retroreflektierenden

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Überkleidungsstück verwendet werden, ζ·Β· bei einer Weste oder einer Jacke, die von Straßenarbeitern getragen wird*

Die Fig«3 zeigt eine andere Ausführung eines lichtdurchlässigen und retroreflektierenden Materials in Form einer Folie 19, die kleine Flecke 20 aus retroreflektierenden Mikroperlen trägt. Eine solche Folie wird beispielsweise in der Weise hergestellt, dass auf die Folie ein Muster in Form von Flecken aus einem klebri-

auf gen Bindemittel aufgetragen wird, wonach die Folie mit einem Metallüberzug versehene Mikroperlen aufgestreut werden. Hiernach wird das Bindematerial in einen trockenen haftenden Zustand versetzt, und das Metall wird von den nicht eingebetteten Teilen der Mikroperlen weggeätzt. Aus dem Material können ferner lichtdurchlässige Stellen ausgestanzt werden, und ferner können Bänder aus d em retroreflektierenden Material zu einem Netzwerk angeordnet werden, dessen retroreflektierende Teile durch lichtdurchlässige Teile von einander getrennt sind. Ss können ferner auch Gewebe hergestellt werden, die mit retroreflektierenden Pünktchen beschichtet worden sind.

Das in der Fig«4 dargestellte Material 21 besteht aus einem offenen Gewebe 22 aus Fäden 23, die von einer Monoschicht winzig kleiner retroreflektierender Mikroperlen 24 eingehüllt sind. Über eine erste Seite des Gewebes 22 erstreckt sich eine Schicht 25 eines Materials auf Polymerbasis, das die Öffnungen zwischen den eingehüllten Fäden des Gewebes sehließt und teilweise ausfüllt. Bei der in der Fig#4 dargestellten Ausführungsform ist die Polymerbasisschicht 25 mit einem Pigment versetzt, so dass die Schicht lichtzerstreuend 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 darstellt, das für die Herstellung des retroreflektierenden flächigen Materials von Mutzen sein kann, einen Schutz. für die Schicht 25 bildet und das gesamte flächige Material abstützt.

Die Fig·5 zeigt ein Verkehrszeichenschild 27, das mit einem Material nach der Fig.4 ausgestattet ist. Dieses Verkehrszeichen besteht aus einem an d en Seiten offenen kastenförmigen Gehäuse 28, aus e,iner transpareiten Frontplatte 29, die die offene Seite des

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Gehäuses abdeckt und ein Abbild des Verkehrszeichens trägt (30), aus einem lichtdurchlässigen, lichtzerstreuenden und retroreflektierenden flächigen Material 31 nach der Erfindung sowie aus einem Satz rohrförmiger Lampen 32, ζ*Β· Heonlampen oder Leuchtstofflampen· Erhalten die Lampen Strom, so fällt deren Licht durch das das lichtzerstreuende und retroreflektierende Material

31 und durch die transparente Irontplatte 29» so dass das Abbild des Verkehrszeichens 30 auf der Prontplatte für Betrachter des Zeichens sichtbar wird. Pällt bei !facht auf die Frontplatte 29 Licht aus einer Lichtquelle, so wird das durch die Prontplatte einfallende Licht vom Material 31 retroreflektiert und kehrt im wesentlichen über denselben Strahlungspfad zurück, über den das Licht zum Verkehrszeichen gewandert ist, wodurch die Helligkeit des Verkehrszeichens wesentlich erhöht wird, und wenn die Lampen

32 aus irgend einem Grunde nicht in Betrieb sind, so wird das Abbild des Verkehrszeichens 30 für Personen sichtbar, die sich innerhalb des Bereiches des reflektierten Lichtes befinden·

Nach einem Verfahren zum Einfügen eines Gewebes aus mit Mikroperlen umhüllten Eäden in das retroreflektierende Material nach der Erfindung wird das Gewebe in eine vorgeformte Schicht aus einem Polymerbasismaterial eingepresst, entweder bei Raumtemperatur oder bei einer höheren Temperatur fließfähig ist und mit dem Gewebe eine Klebverbindung herstellt. Während dieses Vorganges wird die Polymerbasisschicht erwünschtermaßen von einer Unterlage gleich der Unterlage nach der 3?ig«4 getragen oder von einem ablösbaren Beschichtungsmaterial, während die zur Polymerbasisschicht entgegengesetzte Seite des Gewebes mit einem flächigen Material bedeckt wird, das entweder einen Teil des fertigen Produktes bildet oder entfernbar ist.

Durch Ändern der Verfahrensparameter, ζ·Β· der Stärke des ausgeübten Druckes, der Dicke der Schicht des Polymerbaeismaterials bevor das Gewebe aus den mit Mikroperlen eingehüllten Säden an das Material angepresst wird* der iließfähigkeit des Materials oder der Temperatur beim Anpressten, kann das Ausmaß verändert werden, in dem das Polymerbasismaterial die Öffnung ia Gewebe ausfüllt· Bei der in der Fig.4 dargestellten Aueführungeform füllt das Polymerbasismaterial ungefähr die Hafte einer jeden

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öffnung zwischen den eingehüllten fäden aus, welches Ausmaß ein erwünschtes KomjEromiß zwischen zwei Faktoren darstellt. Je mehr die öffnungen zwischen den Fäden ausge füllt sind, umso besser ist die Färbung des retroreflektierenden Materials, das mit einer mit einem Pigment versetzten Polymerbasisschicht versehen ist. Bei einer stärkeren Ausfüllung der Öffnungen mit dem ein Pigment enthaltenden Material erfolgt andererseits eine weniger helle Eetroreflexion des Lichtes, das auf das Material nicht senkrecht auffällt.

Die Fig»6 zeigt ein retroreflektierendes flächiges Material 34 nach der Erfindung, bei dem das Polymerbasismaterial 35 durch die öffnungen 36 eines Gewebes aus umhüllten Fäden 37 sehr weit eindringt, welche Fäden aus einem Basisfaden 38, der eine Bindemittelschicht 39 trägt, und aus einer Monoschicht aus Mikroperlen 4-0 besteht, die zum Teil in die Bindemittelschicht eingebettet sind. Unter jeder Mikroperle befindet sich eine Schicht 41 aus einem reflektierenden Material«, line ausreichende Menge eines Polymerbasismaterials tritt durch die Öffnungen hindurch und bleibt-an einer transparenten Folie 42 an derjenigen Seite des Gewebes haften, die entgegengesetzt zu derjenigen Seite gelegen ist, die die Polymerbasisschicht trägt, die ihrerseits von einer Unterlagefolie 43 abgestützt wird* Das eine Zusammensetzung nach der Fig·6 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 Fig.6 dargestellt, so dass die Mikroperlen 40 der Luft ausgesetzt sind, wobei die Lichtstrahlen in dem Ausmaß gebrochen werden, das erforderlich ist, damit die Mikroperlen reflektierend sind. Der Abstand der Mikroperlen von der Folie 42 kann sehr klein sein und etwa eine Molekularschicht Luft betragen«

Die Polymerbasisschicht kann mit einem Pigment versetzt sein wie die Ausführungsform nach der Fig.4, oder die Schicht kanu Pigmentfrei bleiben, wie bei der Ausführungsform nach der Fig,6 oder wie bei dem retroreflektierenden Material,, bei dem

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eine Unterlage nach den Figuren 4 oder 6 selbst lichtζerstreuend wirkt» 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 Lichtζerstreuung und Lichtdurchlässigkeit zu erreichen, kann in einem lichtzerstreuenden und retroreflektierenden flächigen Material nach der Fig_f4 in die Polymerbasisschicht eine ausreichende Menge eines Pigmentes eingetragen werden* Die bei beleuchteten Verkehrszeichen verwendeten lichtzerstreuenden Platten leiten ungefähr 50$ des auffallenden Lichten weiter. Das Ausmaß der Lichtdurchlässigkeit kann auch bestimmt werden durch Ändern der Dicke der mit einem Pigment versetzten Polymerbasisschicht. Um das Polymerbasismaterial lichtζerstreuend 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 US-Patentaschrift 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 Fig»4 zu ersehen ist. Es können auch andere Polymere verwendet werden, beispielsweise bei Erhitzen erweichende 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 d em 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 beisüieleweise die Frontseite (auf die das zu reflektierende Licht fällt) eines retroreflek-

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tierenden Materials nach, der Erfindung, das bei einem Verkehrszeichenschild benutzt werden soll» das beleuchtet ist, mit transparentem Polymerbasismaterial nach einem Muster beschichtet, das eine graphische Information darstellt, so ist diese bei Tageslicht nicht sichtbar jedoch bei Hacht, 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 laden 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 Hasse von Nutzen ist· Glasmikroperlen mit diesen unterschiedlichen Brechzahlen weisen auch eine unterschiedliche Dichte auf, welcher Umstand das Beschichten bei der Herstellung eines retroreflektierenden Materials ersehwert, das einen Belag aus beiden Arten von Mikroperlen trägt. Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens können Materialien mit beiden Arten von Mikroperlen hergestellt werden. Bei anderen Ausführungsformen der Erfindung können auf das Polymerbasismaterial verschiedene Materialien aufgetragen werden, um unterschiedliche 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«der 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 Ausführungeformen 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

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Gewebes als retr©reflektierend anzusehen sind). TJm 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 Eeflexion kann auch mit einem Material erhalten werden, bei dem der Prozentsatz des offenen BeziriB 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.

!fach dem Zusammenbau des Verkehrszeichenschildes steht das lichtdurchlässige und retroreflektierende flächige Material im allgemeinen mit der Vorderseite des Verkehrszeichens nicht in Berührung und soll einen ausreichenden Abstand aufweisen, so dass das durch das flächige Material fallende Licht aus der Lichtquelle genügend zerstreut wird, so dass das Abbild des Verkehrszeichens keinen Schatten wirft.

Ein lichtdurchlässiges und retroreflektierenden flächiges Material ist mindestens in einem Verkehrszeichenschild mit Innenbeleuchtung 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 kleiner als 250 Mikron ist, und wenn die kleinste Abmessung der Zwischenräume zwischen den einheüllten Fäden weniger als 1 mm beträgt und vorzugsweise weniger als 500 Mikron. Sie Glasmikroperlen sind so groß bemessen, dass die Fäden mit einer dichten Monosehicht aus diesen Ferien 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

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Abstand von einander 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 JNylonfäden 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 Gew*$ 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
4-9*500 Zentipoise bei 65 C, welches
Material nach den im US-Patent
3 436 359 (Hubin u_oa.) in den Beispielen 1-4 angegebenen Verfahren
zubereitet wurde 100

2_?4f6-tris-dimethylaminomethyl-

phenylkatalysator (DMP-30( . 2,5

Diglycidyläther von BisphenolA

mit einem Epoxid-lquivalenzgewicht

von 180-195 (Epon 828) 50

zinnhaltiger Oktoatkatalysator 5

Dieser Grundierungsbelag wurde 30 Minuten lang bei einer Temperatur von 66⁰O ausgehärtet. Nachdem das Gewebe sich auf die Raumtemperatur abgekühlt hatte, wurde auf das Gewebe eim Bindematerial aus den oben angeführten gleichen Bestandteilen, jedoch bei einer 30^-igen Auflösung (gewichtsmäßig) der Feststoffe in Toluen, aufgetragen, wonach das beschichtete Gewebe der Einwirkung

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von Pressluftströmen ausgesetzt wurde, um überschüssiges Bindematerial zu entfernen und die Zwischenräume zwischen den IPäden 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 - 88 Mikron hindurchgeführt (wobei das Gewebe über 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 d er 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°Ö ausgehärtet, wonach das Aluminium auf den freiliegenden Teile der Mikroperlen durch Ätzen mit einer Alkalilösung entfernt wurde.

Das resultierende lichtdurchlässige und retroreflektierende flächige Material weist einen Offenbezirk von ungefähr 50$ auf (bestimmt durch Messung des Lichtes in Photovolveinheiten - PY 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 PY-Wert von 57, wobei ein Photometer benutzt wurde, das mit dem normalen 57-PV-Material geeicht wurde. Die Messung ergab einen PV_Eert von 30, so dass der Prozentsatz des offenen Bezirkes des lichtdurchlässigen Materials bei diesem Beispiel 30/57 mal 100$ betrug oder ungefähr 50$)· Das Material wurde in ein Verkehrszeichen mitden Abmessungen 63»5 x 63»5 cm eingesetzt, dessen durchsichtige Glasplatte kein Abbild eines Verkehrszeichens trug. Das Verkehrszeichen wurde von vier 40-Watt-lluoreszenzlampen durch eine Lichtzerstreuumgsplatte 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»

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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·

Das licht wurde mittels einer Photozelle und einem Galvanometer in einer Entfernung von 15,2 m von dem Verkehrszeichen gemessen, wobei der Scheinwerfer neben der Photozelle angeordnet war» Das Verkehrszeichen wurde so gedreht, dass der Einfallswinkel des Lichtes, aus dem Scheinwerfer zwischen 0° und 60° in bezug auf die Senkrechte zum Verkehrszeichen betrug. Ss wurden die nachstehend angeführten Ergebnisse erhalten als Anzeige des Galvanometers:

Einfallswinkel . 0° .10° .20° .30° .40° .50° .

Γβ	Innen beleuch tung	Schein-' werfer	Material
1	ein	aus	aus
2	ein	aus	ein
3	aus	ein	ein
4	ein	ein	ein
5	aus	ein	aus

29.5 29,1 27,7 25,0 21,5 17,2 14,8 13,5 12,6 11,1 9,0 6,8 53,0 52,2 50,3 46,3 39,4 29,8

67.6 66,3 63,5 57,8 48,1 36,0 2,83 0,1 0,1 0,1 0,1 0,09

Einfallswinkel 60°

ent spre chend

12,1
4,1
19,4
22,2
0,09

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- 17 - Beispiel 2

Titandioxidpigment wurde dispergiert in Isopropanal im Verhältnis 50 Gew_e# zu 50 Gew»#· In einem Hochleistungsmischer wurde dann eine 20-Gew»?£-ige 3?eststofflösung in Heptan eines Kopolymers von Isooktylakrylat und Akrylsäure der Pigmentdispersion in einem Verhältnis von 20 Gew»# Dispersion zu 80 Gew.ji lösung beigemischt.

Das resultierende Gemisch wurde auf eine 25 Mikron dicke Polyäthylenterephthalatfolie in einer Menge auftragen, dass ein 150 Mikron dicker nasser Belag erzeugt wurde, wonach der Belag 15 Minuten lang bei einer Temperatur von 66⁰G getrocknet wurde, oder bis das lösungsmittel verdampft war. Das mit Mikroperlen besetzte Gewebe nachdem 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 QS erzeugt, während die Anordnung eine Minute lang auf 121⁰O erhitzt wurde· Danach wurde die Anordnung aus dem Applikator entfernt sowie die Abdeckfolie, wobei das in der Fig.1 dargestellte retroreflektierende Material zurückblied.

Beispiel 3

Das oben beschriebene Verfahren wurde wiederholt mit der Ausnahme, das der Lösung des Akrylatpolymers kein Pigment zugesetzt wurde. Ee 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 Gummime*- bran angelegt wurde. Nach der Durchführung des Verfahrene wurde

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ein retroreflektierendes Material nach, der Fig«6 erzeugt mit der Ausnahme, dass die obere transparente Folie sich an die umhüllten Fäden anschmiegte, obwohl von diesen Ein Abstand bestand»

Patentansprüche

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Claims

- 19 Patentansprüche

1· Retr©reflektierendes flächiges Material, gekennzeichnet durch ein offenes Gewebe aus mit winzig kleinen xetroreflektierenden 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 βΟγό der vom Material bedeckten Fläche einnehmen.

3» Flächiges Material nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die bedeckten Fäden einen 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 ein Millimeter beträgt.

5· Flächiges Material nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewebe aus mit einander verwebten Fäden besteht.

6· Flächige-s Material nach Anspruch 1, 2, 3» 4 oder 5,

dadurch gekennzeichnet, dass die Mikroperlen an den Fäden

von einer Schicht eines elastomeren Materials festgehalten werden.

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.

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8* Flächiges Material nach Anspruch 1,2, 3, 4» 5, 6 oder 7, gekennzeichnet durch eine Material schicht 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 retroreflektierende Mikroperlen eingebettet sind.

13» Verkehrs- oder Informationazeichen mit Innenbeleuchtung,, das eine Lichtquelle und ein Abbild des Zeichens vor der Lichtquelle aufweist, so dass das Zeichen von vorn b_ei einer Beleuchtung von der Rückseite aus erkennbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Zeichen weiterhin ein retroreflektierendes und lichtdurchlässiges flächiges Material zwischen dem Abbild des Zeichens und der Lichtquelle enthält, dass das 'genannte flächige Material aus einer Anordnung von retroreflektierenden Mikroperlen auf einer Unterlage in Form eines unregelmäßigen Musters besteht, das auf mit Mikroperlen dicht besetzten Bezirken besteht, die durch lichtdurchlässige Bezirke von einander getrennt sind, durch die

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- 21 hindurch die Lichtquelle das Abbild des Zeichens beleuchtet·

Verkehrs- oder Informationszeichen mit Innenbeleuchtung, das eine Lichtquelle und ein vor dieser angeordnetes Abbild des Zeichens aufweist, so dass das Zeichen an der Vorderseite bei einer Beleuchtung von der Bückseite durch die Lichtquelle erkennbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Zeichen weiterhin mit einem retroreflektierenden und lichtdurchlässigen flächigen Material nach einem der Ansprüche 1-9 oder 11 zwischen dem Abbild des Zeichens und der Lichtquelle ausgestattet ist·

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