DE2735170B2 - Retroreflektierendes Beschichtungsmaterial und seine Verwendung - Google Patents
Retroreflektierendes Beschichtungsmaterial und seine VerwendungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein retroreflektierendes Beschichtungsmaterial
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wie es beispielsweise aus der US-PS 29 63 378
bekanntgeworden ist.
Seit rückstrahlende »retroreflektierende« Beschichtungsmaterialien
gegen Ende der 50iger Jahre zum ersten Mal im Handel erhältlich waren, bestand der
Wunsch, deren Rückstrahlhelligkeit zu erhöhen. Das Problem war dabei, daß die in diesen rückstrahlenden
Beschichtungsmaterialien benutzten rückstrahlenden Elemente, d. h. mehlteilchengroße und halbkugelig
metallisierte Glasmikrokügelchen in einem flüssigen Träger (vgl. die US-PS 29 63 378) sich regellos
anordnen, wenn man das Beschichtungsmaterial auf ein Substrat aufbringt Typischerweise richtet sich nur ein
Drittel der Mikrokügelchen so aus, daß ihr unbeschichteter Teil nach außen weist, so daß die Helligkeit, mit
■j der die Beschichtung einfallendes Licht rückstrahlt,
erheblich leidet.
Der gleiche Mangel besteht in geringerem Maße bei einem System zum Rückstrahlendmachen von Geweben
und anderen Substraten mit winzigen Rückstrahlteilchen. Die in diesem System verwendeten Teilchen
weisen ein oder mehr Mikrokügelchen auf, die zu einer dicht gepackten Monoschicht angeordnet und in einem
Bindemittel gelagert und teilweise eingebettet sind, das erweicht werden kann, um die Teilchen auf das Gewebe
aufzukleben. Die Teilchen werden typischerweise auf das Gewebe geschüttet und dort zu einer Anordnung
geringer Dichte verteiii. Diese Anordnung geringer Flächendichte macht die Beschichtung unter gewöhnlichem
Tageslicht unauffällig; dennoch wird das Gewebe außergewöhnlich gut sichtbar, wenn nachts Licht aus
Fahrzeugscheinwerfern auf es fällt.
Nicht alle der auf das Gewebe in dem beschriebenen System aufgeschütteten Teilchen kleben jedoch in einer
Lage fest, in der sie Licht rückstrahlen können. Das Ergebnis ist, daß mehr Teilchen aufgebracht werden
müssen, als ansonsten erforderlich wären, und diese höhere Anzahl verhindert eine weitere Verringerung
der Tageslichtauffälligkeit.
Aus dem Stand der Technik sind mehrere Versuche
W bekannt, die Orientierung von rückstrahlenden Teilchen
in rückstrahlenden Beschichtungen zu verbessern, Bei dem vermutlich erfolgreichsten Versuch wurde die
gesamte Teilchenoberfläche metallisiert, dann eine Schicht solcher Mikrotcilchen aufgebracht (entweder
r> durch Aufschütten auf eine zuvor aufgebrachte und teilgetrocknete Bindemittelschicht oder vorzugsweise
durch Aufbringen in einer Mischung mit einem Träger, der dann getrocknet wird — (vgl. US-PS 34 20 597) und
schließlich das Metall von den oberen Teilchen der aufgebrachten Schicht aus Mikrokügelchen abgeätzt.
Dieses Verfahren hat mehrere Nachteile; es erfordert das gegenwärtig teure ganzflächige Beschichten mit
Mikrokügelchen und hinsichtlich einer Beschichtung geringer Dichte auf Geweben eine verschwenderische
4r> und möglicherweise Schäden verursachende Anwendung
eines Ätzmittels auf großen ungedeckten Teilen des Gewebes. Trotz seines Nutzens in einigen Fällen ist
dieses Verfahren daher nicht umfassend angewandt worden.
ίο Die US-PS39 71 692 beschreibt ein Blattmaterial, das
keine unabhängigen, orientierbaren, retroreflektiven Teilchen aufweist. Das Blattmaterial dient als Unterlage
für Glasmikrokügelchen, die mit einem reflektierenden Material überzogen werden, nachdem sie sich an Ort
51) und Stelle festgesetzt haben und so eine kontinuierliche
Schicht ausbilden. Das so behandelte Blattmaterial wird zu einzelnen Stücken geeigneter Größe zugeschnitten
und auf Oberflächen aufgetragen, die retroreflektierendgemacht werden sollen. Dabei wird man sich an die
bo Größe und Form der retroreflektierendzumachenden
Oberflächen halten.
Es besteht ein Bedarf an rückstrahlenden Beschichtungsmaterialien,
mit denen sich rückstrahlende Beschichtungen in situ auf einem Substrat ausbilden lassen,
h5 die einen hohen Ausrichtgrad der rückstrahlenden Elemente aufweisen, mit denen sich ein äußerst starker
Rückstrahleffekt erzielen läßt.
Die Erfindung schafft neuartige, magnetisch orien-
Die Erfindung schafft neuartige, magnetisch orien-
tierbare rückstrahlendmachende Teilchen, die unmittelbar
auf ein Substrat aufgebracht werden können, um in im wesentlichen einem Schritt stark orientierte
rückstrahlende Beschichtungen auszubilder. Diese neuartigen rückstrahlendmachenden Teilchen weisen jeweils
mindestens ein transparentes Mikrokügelchen, eine spiegelnd reflektierende Einrichtung, die in
optischer Verbindung mit einem ersten Teil der Mikrokugel steht, um auf den gegenüberliegenden Teil
des Mikrokügelchens auffallendes Licht rückzustrahlen, sowie eine magnetische Schicht unter der spiegelnd
reflektierenden Einrichtung auf, deren magnetische Achse parallel zur optischen Achse der Rückstrahlteilchen
liegt, entlang der der erste und der gegenüberliegende
Teil des Mikrokügelchens ausgerichtet sind.
Die Rückstrahlteilchen wirken als Miniaturmagneten, wenn in einem externen bzw. angelegten Magnetfeld
befindlich. Die Teilchen neigen dabei zu einer Ausrichtung in dem externen Feld, se daß ihre
magnetischen Achsen und damit ihre optischen Achsen sich mit den magnetischen Kraftlinien des Feldes
ausrichten. Das Magnetfeld wird gewöhnlich so aufgebracht, daß die Kraftlinien rechtwinklig zum zu
beschichtenden Substrat verlaufen und die Feldpolung die Teilchen in die gewünschte »aufrechte« Lage auf
dem Substrat bringt. Das ist dann der Fall, wenn die Vorder- bzw. optisch offenliegende Seite der M:krokügelchen
aufwärts bzw. vom zu beschichtenden Substrat weggewandt und in der Lage ist, auf das Substrat
fallendes Licht rückzustrahlen. Das Magnetfeld kann durch ein selbst magnetisiertes Substrat oder —
typischer — mit einem Magnet geeigneter Polung erzeugt werden, den man unter das Substrat legt.
Anhand der Zeichnungen werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung näher erläutert. Die
Fig. 1 — 4 sind vergrößerte Schnittdarstellungen von
Teilen unterschiedlicher Zwischenprodukte aus der Herstellung von Rückstrahlteilchen nach der vorliegenden
Erfindung;
Fig. 5 ist eine Perspektivansicht eines repräsentativen
magnetischen Teilchens, das in den Rückstrahlteilchen der Erfindung verwendet wird;
Fig.6 ist eine Schnittdarstellung durch repräsentative
Rückstrahlteilchen nach der vorliegenden Erfindung;
F i g. 7 ist eine schematisierte Ansicht, die Rückstrahlteilchen nach der Erfindung auf ein Gewebe aufgebracht
zeigt;
Fig.8 ist eine Schnittdarstellung durch eine repräsentative
Vorrichtung zur Herstellung von Rückstrahlteilchen nach der vorliegenden Erfindung;
Fig.9 ist eine schematisierte Darstellung einer repräsentativen Vorrichtung zum Aufbringen von
Rückstrahlteilchen nach der vorliegenden Erfindung auf ein Gewebe; und
Fig. 10 ist eine Schnittdarstellung durch ein Zwischenprodukt
aus der Herstellung eines alternativen Rückstrahlteilchens nach der vorliegenden Erfindung.
Die Erfindung soll zunächst an den folgenden Beispielen erläutert werden, die unter Bezug auf die
Zeichnungen — beginnend mit der Fig. 1 — disku.iert
werden
Transparente Glasmikrokügelchen 10 mit einem Brechungsindex von 1,92 und einem mittleren Durchmesser
von 50 μηι wurden auf ein vorgewärmtes, mit Polyäthylen beschichtetes hochfestes Papier 11 geschüttet
und das Papier dann etwa 1.5 min durch einen auf 1210C geheizten Ofen geschickt Danach waren die
Mikrokügelchen 10 zu etwa 30% ihres Durchmessers in die Polyäthylenbeschichtung 12 gesunken und es hatte
sich das in F i g. 1 gezeigte Produkt gebildet
Au.' die mit Mikrokügelchen bedeckte Oberfläche der Bahn wurde Aluminium etwa 25 nm dick aufgedampft so daß sich auf den Mikrokügelchen, wie in Fig.2 gezeigt, eine angenähert halbkugelförmipe Aluminiumschicht 14 ausbildete.
Au.' die mit Mikrokügelchen bedeckte Oberfläche der Bahn wurde Aluminium etwa 25 nm dick aufgedampft so daß sich auf den Mikrokügelchen, wie in Fig.2 gezeigt, eine angenähert halbkugelförmipe Aluminiumschicht 14 ausbildete.
ίο Es wurde eine Lösung aus Bindemittel hergestellt,
indem 50 Teile eines thermoplastischen Polyesterharzes (Reaktionsprodukt von Terephthalsäure, 1,2-Cyclohexandicarbonsäure,
Äthylenglycol, Diäthylenglycol und M-Cyclohexandimethanol) in 25 Teilen Toluol und 25
Teilen eines anderen handelsüblichen Lösungsmittels hergestellt und dann 0,15 Teile einer Lösung zugegeben
wurden, die durch Mischen von 40 Teilen Para-Toluolsulfonsäure,
30 Teilen Xylol und 30 Teilen Isopropanol hergestellt worden war.
In 100 Teilen der Bindemittellösung (der Binder ist in den F i g. 3, 4, 6 und 7 der Zeichnung mit 15 bezeichnet)
wurden 3 Teile magnetisierbare Pigmentteilchen 16 aus Bariumferrit gegeben.
Die Teilchen 16 hatten eine etwa sechseckige
2) Plättchenform, wie in F i g. 5 gezeigt, wobei die mittlere
Länge über die größere Fläche (Abmessung 17 in Fig.5) etwa 1 μίτι betrug und die Achse der leichten
Magnetisierbarkeit (mit dem Pfeil 18 dargestellt) rechtwinklig zur großflächigen Abmessung 17 lag. Die
3d Teilchen wurden mit einem Luftmischer etwa 10 min
lang in die Bindemittellösung eingemischt, das resultierende Beschichtungsmaterial auf die metallisierte
Oberfläche der oben beschriebenen Bahn unter einem Spalt von 150 μπι mit einem Messer aufgestrichen.
j) Hierbei lief die Bahn unter dem Aufstreichmesser mit
etwa 3 m/min hindurch und dann etwa 1 min durch einen auf 930C beheizten Ofen, wo daß das Produkt der
Fi g. 3 verblieb.
Am Ende des Ofens durchlief die Bahn eine Vorrichtung 19 zur magnetischen Orientierung, die in
der F i g. 8 gezeigt ist und ein gleichmäßiges Magnetfeld mit zur Ebene der Bahn rechtwinkligen Flußlinien
erzeugte. Diese Vorrichtung enthielt gestapelte Bögen 21 aus flexiblen Permanentmagneten aus Bariumferrit-
•n plättchen in einer flexiblen bzw. elastischen Matrix,
wobei sich ein Nordpol auf einer großen Fläche und ein Südpol auf der gegenüberliegenden Fläche befanden.
Die Magnetbögen 21 auf Polymerisatbasis waren von einem Stahlring 22 umgeben, der den magnetischen
■j» Fluß schloß und das Rückfeld über die Kanten der
Magnetbögen hinaus gering hielt. In diesem Beispiel erzeugte die Vorrichtung ein Magnetfeld von 677 A/cm
in der Mitte der Vorrichtung sowie ein maximales Rückfeld von 16 A/cm.
·>"> Das Erwärmen der Bahn vor dem Durchlaufen der
Magnetisierungsvorrichtung 19 hatte den Binder 15 stark viskos gemacht, so daß das Magnetfeld der
Vorrichtung die Bariumferritplättchen drehen konnte, aber verhindert war, daß sie vom Rückfeld oder
w) etwaigen Vibrationen der Bahn während der nachfolgenden
Trocknungsschritte entorientiert wurden. Das Magnetfeld richtete die Teilchen dabei so aus, daß ihre
Ach:? leichter Magnetisierbarkeit 18 rechtwinklig zur Bahn lag. Nach dem Ausrichten der magnetisierbaren
b"> Teilchen wurde die Bahn durch eine Reihe aus drei weiteren hintereinandergeschalteten öfen geschickt,
um die Bahn weiter zu trocknen und Lösungsmittel zu verdampfen; die Ofentemperaturen und Verweilzeiten
für die drei öfen waren 53°C und 1 min, 880C und 1 min
bzw. 105,5° C und 5 min.
Das mit Polyäthylen beschichtete Papier 11 wurde
von der getrockneten Bahn abgezogen und das resultierende Bogenmaterial 24, wie es die F i g. 4 zeigt,
in einen Mischer mit einem Laufrad mit vier Flügeln eingebracht, der etwa 30 see eingeschaltet wurde und
hierbei den Bogen zu kleinen Teilchen 25 zerschlug, wie sie in F i g. 6 gezeigt sind. Sämtliche Teilchen /wischen
den Meßsiebgrößen 74 und 180 μιη wurden aufgefangen;
die Nenndicke der Teilchen in der kleinsten Dimension !ag zwischen 74 und 180 μηι.
Ein Gewebe 27 wurde mit den Teilchen 25 rückstrahlend gemacht, um ein Produkt herzustellen,
wie es schematisch in der Fig. 7 dargestellt isi. Dieses
Rückstrahlendmachen wurde erreicht, indem das Gewebe auf die in Fig.9 gezeigte Weise auf einen
Blattmagneten 28 auf Polymerisatbasis gelegt und eine dünne Schicht der Teilchen auf die Gewebe aufgeschüttet
wurde. Die aus dem Magneten 28 austretenden Flußlinien 29 waren parallel und der gleichen magnetischen
Polarität wie die, die die Teilchen 25 zeigen, wenn sie in der gewünschten Weise auf dem Gewebe
ausgerichtet sind. Wenn beispielsweise die Rückstrahlteilchen 25 auf der offenliegenden Glasfläche (Vorderseite)
einen Nordpol haben, muß der Magnet 28 einen Nordpol auf der am Gewebe 27 in F i g. 9 anliegenden
größenflächigen Seite aufweisen. Wenn umgekehrt die
Teilchen 25 einen Südpol auf der offenliegendet Glasseite aufweisen, muß der Magnet 28 einen Südpo
auf der am Gewebe 27 anliegenden großflächigen Seit( haben. Die ausgerichteten Teilchen wurden auf da:
Gewebe durch Erwärmen des Gewebes und dei Teilchen in einem Druckluftofen, während Gewebe unc
Teilchen dem Magnetfeld des Magneten 28 ausgesetz waren, und nachfolgendes Abkühlen des Gewebe:
innerhalb oder außerhalb des Magnetfeldes aufgeklebt. Um das Ausmaß der Verbesserung der Rückstrahl
wirkung durch die magnetische Ausrichtung dei Teilchen zu bestimmen, wurde zwei Versuche
durchgeführt.
Versuch 1
Rückstrahlteilchen 25, wie oben beschrieben, wurder auf ein Blatt Papier gestreut, das zuvor auf einer
Blattmagneten auf Polymerisatbasis gelegt worden war Die Polarität des Blattmagneten bewirkte, daß sich die
Teilchen so ausrichteten, daß die offenliegender Flächen der Mikroteilchen nach oben und da;
Bindemittel abwärts und zum Papier lagen. Teilcher entsprechend denen des Beispiels 1, aber ohne
magnetische Teilchen im Bindemittel, wurden ebenfall:
auf das Papierblatt gestreut. Die Anzahl der aufwärtsge
wandten Teilchen wurde unter dem Mikroskop gezählt die Ergebnisse waren wie folgt:
Aufwärts gewandt
Anzahl %
Anzahl %
Andere Richtungen
Anzahl %
Anzahl %
Magnetisch ausrichtbare Rückstrahlteilchen 768 98,1 15 1,9
(Größenbereich 70... 180μιη)
Rückstrahlteilchen ohne magnetische 369 41 527 59
Eigenschaften
(Größenbereich 70... 180,mm)
Wie ersichtlich, wurde .etwa das 2,4fache an magnetisch ausrichtbaren Rückstrahlteilchen in der
gewünschten Richtung orientiert.
Versuch 2
Zwei Stücke Drillichgewebe wurden mit magnetischen Rückstrahlteilchen nach Beispiel 1 rückstrahlend
gemacht, wobei eines der Stoffstücke (Probe A in der folgenden Tabelle) unter einem Magnetfeld und das
andere (Probe B) ohne Magnetfeld hergestellt wurden. Die Teilchen wurden in einer Menge von 0,6 g auf
387 cm2 Tuch aufgebracht und die Tuchstücke nach derr Aufstreuen der Teilchen mit einer 600-W-Wärmelampe
erwärmt, bis die Teilchen sich abgesetzt hatten, danr 25 s in einem auf 204° C erwärmten Ofen gehalten unc
schließlich von Hand mit einer Gummirolle gerollt.
Die Proben wurden dann auf Rückstrahlhelligkei geprüft, wobei sich folgende Resultate ergaben
A
B
11,0
2,65
2,65
ihlenangaben in
cd γ
rrr · Ix ) '
rrr · Ix ) '
Probe | Mittelwert | Mittelwert | Mittelwert |
vor dem | nach dem | nach dem | |
Erwärmen | Erwärmen | Erwärmen im | |
m. d. Lampe | m. d. Lampe | Ofen und | |
Rollen |
6,5
3,95
3,95
Die Änderung der gemessenen Helligkeitswerte nach dem Erwärmen wird hauptsächlich durch die Wärmeverzerrung
der aufgetragenen Rückstrahlteilchen verursacht, die einige der magnetisch orientierten Rückstrahlteilchen
in eine weniger als optimale Richtung bringt (da die Teilchen sich nach dem Erwärmen dei
b5 ungleichmäßigen Oberfläche des Gewebes anpasset und die Teilchen infolge der Oberflächenspannung da
erwärmten Bindemittels in den Teilchen spheroidieren
und weiterhin einige der nicht einwandfrei angeordne
ten Rückslrahlteilchen auf den ohne Magnetfeld hergestellten Proben in eine mindestens teilweise
richtige Lage drehte.
Et e i s ρ i e 1 2
Rückstrahlteilchen wurden zufriedenstellend auf die im Beispiel 1 beschriebene Weise hergestellt, wobei
jedoch das Aufstreichmesser auf einen Spalt von 125 μιτι
eingestellt und der Auftrag vor dem Durchlauf durch die magnetische Ausrichteinrichtung 10 min bei 65°C und
20 min bei 930C getrocknet wurde. Weiterhin wurde als
Ausrichtvorrichtung ein Elektromagnet mit einem Feld von etwa 11,9 kA/cm eingesetzt. Vor dem Anlegen des
Magnetfeldes hatte das Bindemittel abgebunden, um die Bariumferritteilchen in regellose1· Orientierung festzulegen.
Das Sättigungsfeid magnetisierte die Teilchen in einei zur Bahnebene rechtwinkligen Richtung, obgleich
diese für die meisten Teilchen nicht die Achse der leichten Magnetisierung war. Die Magnetisierung eines
Teilchens war verringert und das Ausmaß, um das die Achse der leichten Magnetisierbarkeit einen geringen
Winkel als 900C zur Bahnebene einnahm. Das angelegte Feld war rechtwinklig zur Bahnebene gerichtet und die
Bahn wurde ausreichend oft durch das Feld geführt, um zu gewährleisten, daß die gesamte Bahnfläche dem
Magnetfeld mindestens einmal ausgesetzt wurde.
Rückstrahiteilchen wurden zufriedenstellend auf die im Beispiel 1 beschriebene Weise hergestellt, wobei
jedoch anstelle der Bariumferritteilchen 3 Teile Nadelteilchen von Gamma-Eisenoxid (im Mittel etwa
0,7 μΐη lang und 0,2 μιτι Durchmesser) eingesetzt, das
Beschichtungsmaterial mit einem Rakelspalt von 125 μΐη aufgetragen wurde und die magnetische
Ausrichtungsvorrichtung aus zwei 6,4 mm dicken Blattmagneten auf Polymerisatbasis bestand, die etwa
1,25 cm voneinander getrennt waren, so daß die beiden Blätter einander anzogen. Weiterhin wurde die
beschichtete Bahn etwa 10 min bei 930C getrocknet, während sie zwischen den beiden Blattmagneten
gehalten wurde, und die Bahn nach dem Entfernen uus dem Zwischenraum zwischen den Magneten weitere
10 min bei 930C getrocknet.
Rückstrahlteilchen wurden zufriedenstellend auf die im Beispiel 3 beschriebene Weise hergestellt, wobei
jedoch thermoplastisches Acrylharz aus einem Mischpolymerisat aus Äthylacrylat und Methylmethacrylat in
einem Gewichtsverhältnis von etwa 50 :50 anstelle des Polyesterharzes und Bariumferritteilchen anstelle des
Gamma-Eisenoxidteilchens verwendet wurden.
Es wurde eine Beschichtungsmasse hergestellt, indem die folgenden Bestandteile in einem Luftmischer
vermischt wurden, bis das gesamte Harz gelöst und sämtliche Bariumferritteilchen dispergiert waren:
Toluol
Bariumferrit
50 Gewichtsteile
25 Gewichtsteile
25 Gewichtsteile
3 Gewichtsteile
Diese Lösung wurde auf die Rückseite eines Blattmaterials aufgebracht, wie in Fig. 10 gezeigt, das
allgemein nach der Lehre der US-PS 24 07 680 hergestellt wurde. Dieses Blattmaterial besteht aus einer
Auflage 32, einer transparenten Deckschicht 33 aus Alkydharz, einer transparenten Bindeschicht 34 aus
) Alkydharz, Mikrokügelchen 35 mit einem Brechungsindex von 2,26, einer transparenten Abstandsschicht 36
aus Polyvinylbutyralharz und einer Schicht 37 aus aufgedampftem Aluminium. Das Beschichtungsmaterial
38 wurde mit einem Messer unter einer Spaltbreite von
ίο 125 μιη aufgetragen und die beschichtete Bahn dann in
ein Magnetfeld eingebracht, das von Blattmagneten auf Polymerisatbasis erzeugt wurde, wie sie in Beispiel 3
beschrieben sind. Bei anliegendem Magnetfeld wurde das Beschichtungsmaterial dann 10 min bei 660C und
i) 10 min bei 93°C getrocknet, die beschichtete Bahn aus
dem Magnetfeld herausgenommen und weitere 10 min bei 93°C getrocknet, dann die Auflage 32 entfernt und
das resultierende Blatt in einen Mischer mit Trockeneis gefüllt und etwa 30 s gehackt. Die Teilchen innerhalb
einer Maschenweite von 180 bis 850 μιτι wurden
aufgesammelt, auf einen Bogen Papier gestreut, über einen Blattmagneten gelegt und die Orientierung der
Teilchen in einem Mikroskop geprüft. Es ergab sich eine zu 98% für die Rückstrahlung korrekte Ausrichtung.
> Eine Hauptanwendung für die Rückstrahlteilchen, wie
sie in den Beispielen beschrieben sind, ist das Rückstrahlendmachen von Geweben. Für diese Verwendung
sollten die Rückstrahlteilchen so klein sein, wie praktisch möglich ist. Vorzugsweise enthalten die
in Rückstrahlteilchen nach der vorliegenden Erfindung im
Mittel nicht mehr als etwa 10 Mikrokügelchen, am besten nicht mehr als etwa 3 Mikrokügelchen.
Rückstrahlteilchen aus mehr als 10 Mikrokügelchen lassen sich auch für das Rücksiiahlendmachen von
J5 Geweben (beispielsweise durch Einfärben des Rückstrahlteilchens
in einer Farbe, die zu der des Gewebes paßt) zufriedenstellend verwenden. Im allgemeinen
weisen solche Teilchen im Mittel nicht mehr als etwa 50 Mikrokügelchen auf. Größere Teilchen haben mehrere
4M Vorteile, beispielsweise erfordern sie eine geringere
Zerkleinerung, was sie weniger teuer macht und auch die Rückstrahlstruktur der Teilchen weniger stark
aufbricht.
Über die gesamte behandelte Oberfläche eines
4"> Gewebes nach der vorliegenden Erfindung sollten im Mittel weniger als etwa 2000 Mikrokügelchen pro
Quadratzentimeter vorliegen, besser weniger als etwa 500 und vorzugsweise weniger als 300 Mikrokügelchen
pro Quadratzentimeter vorliegen. Um einen gleichmä-
Vi ßigen Effekt zu erreichen, gelten diese Zahlen
vorzugsweise auch für jedes einen Quadratzentimeter große behandelte Flächengebiet. Im allgemeinen liegen
ausreichend viele Mikrokügelchen vor, urn pro Quadratmeter behandelter Oberfläche mindestens 1 cd und
vorzugsweise mindestens 2 cd reflektierte Lichtstärke pro Lux des auf die Fläche einfallenden Lichts zu
erzeugen. Um andererseits die Tagessichtbarkeit zu verringern, ergibt die Behandlung gewöhnlich weniger
als 20 und öfter weniger als 20 cd pro Quadratmeter behandelter Oberfläche und Lux einfallendes Licht.
Für die Rückstrahlteilchen läßt sich eine Vielzahl von
Bindemitteln verwenden. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Bindemittel um einen wärmeaktivierbaren
Kleber, der unter erhöhter Temperatur aufweicht, das
b5 Gewebe benetzt und eine Haftung auf diesem
entwickelt Beispiele brauchbarer Bindemittel dieser Art sind Polyester, Acrylharze, Polyurethane und Polyami
de. Das Bindemittel kann auch auf andere Weise
aktiviert oder erweicht werden — beispielsweise durch Auftragen eines Lösungsmittels.
Nach dem Auftragen der Teilchen auf ein Gewebe härtet das Bindemittel beispielsweise durch Kühlen,
Verlust des Lösungsmittels oder eines anderen flüchtigen Stoffs oder durch eine chemische Reaktion unter
Vernetzung oder Polymerisation aus. Beispiele für chemisch reaktionsfähige Stoffe sind wärmehärtende
Harzzusammensetzungen wie mit Epoxyharzen, MeI-amin-Formaldehydharzen
und Acrylharzen.
Die Bindemittelschicht in einem Rückstrahlteilchen kann eine oder mehr Teilschichten aufweisen. In einigen
Ausführungsformen sind beispielsweise die Mikrokügelchen in eine Schicht aus Bindemittel eingebettet,
während eine zweite Schicht aus mit magnetischen Teilchen gefülltem Bindemittel die Teilchen mit dem
Gewebe verklebt. Weiterhin kann man eine Teilschicht aus mit magnetischen Teilchen gefüllten Bindemittel
vorher ausbilden und dann auf ein bereits aufgebautes, Mikrokügelchen tragendes Blatt auftragen. Oft ist auch
vorteilhaft, ein Bindemittel aus der gleichen chemischen Klasse auszuwählen, zu der das zu behandelnde Gewebe
gehört.
Die Mikrokügelchen sollten im Mittel weniger als etwa 200 μΐη Durchmesser aufweisen, um das Gewebe
am wenigsten auffällig zu machen; vorzugsweise sollte der Durchmesser im Mittel weniger als etwa 100 μΐη
betragen. Es lassen sich jedoch größere Mikrokügelchen in Rückstrahlteilchen für andere Zwecke verwenden;
auf jeden Fall ist der Durchmesser im Mittel mindestens 25 μΐη oder größer.
Während Metallschichten brauchbare spiegelnd reflektierende Einrichtungen ergeben, sind auch dielektrische
Spiegel, die auf die in der US-PS 37 00 305 beschriebene Art hergestellt werden, einsetzbar. Wie in
dieser Patentschrift beschrieben, weisen diese dielektrischen Spiegel mindestens eine transparente dünne
Schicht mit einem Brechungsindex n\ auf, wobei die Flächen dieser transparenten Schicht in Berührung
stehen mit Materialien mit dem Brechungsindex πι und
ns, die jeweils um mindestens 0,1 höher oder niedriger
als Πι sind. Weiterhin hat die transparente Schicht eine
optische Dicke entsprechend einem ungeraden Vielfachen etwa einer Viertelwellenlänge des Lichts im
Bereich von etwa 380 bis 1000 nm. Derartige Beschichtungen,
die bei der Betrachtung transparent wirken, aber Licht ausreichend stark reflektieren, um einen
guten Rückstrahleffekt zu ergeben, können die Farbe oder Erscheinung einer Reflektionsbehandlung verbessern,
indem sie eine unterliegende Farbe — beispielsweise die eines farbigen Bindemittels in Rückstrahlteilchen
— oder die Farbe eines Bekleidungsstücks durch
die Rückstrahlbehandlung hindurch sichtbar machen. Weiterhin kann man die spiegelnd reflektierende
Einrichtung durch Verwendung eines spiegelnd reflektierenden Materials in dem Bindemittel unter den
Mikrokügelchen darstellen — beispielsweise eines reflektierenden Pigments wie beispielsweise Aluminiumflocken
oder Perlmuttpigment (vgl. die US-PS 37 58 192),dasmanim Bindemittel dispergiert.
Für die Verwendung in den Rückstrahlteilchen nach der vorliegenden Erfindung sind Bariumferritteilchen
bevorzugt, da sie eine hohe Koerzitivkraft haben und ihrem Wesen nach anisotrop sind. Setzt man solche
Teilchen ein und richtet sie körperlich so aus, daß ihre Achse leichter Magnetisierbarkeit parallel zur optischen
Teilchenachse liegt, richten die Rückstrahlteilchen sich in einem Magnetfeld auch aus, wenn die Teilchen selbst
wenig oder gar nicht magnetisiert sind. Da die Rückstrahlteilchen nicht magnetisiert sind, lassen sie
sich leicht handhaben und fließen beim Auftragen auf ein Substrat frei. Andere brauchbare magnetisierbare
Teilchen sind Strontiumferrit, nadeiförmiges Gamma-Eisenoxid sowie nadeiförmige Eisenteilchen. Die magnetisierbaren
Teilchen können in recht geringen Mengen verwendet werden, da eine nur schwache magnetische Energie erforderlich ist, um die sehr
kleinen und leichten Rückstrahlteilchen zu drehen. Im allgemeinen wird man sie jedoch in einer Menge von
mindestens 0,5 Gew.-% des auf die Teilchen aufgebrachten Bindemittels einsetzen, vorzugsweise mindestens 1
Gew.-% des Bindemittels.
Während die körperliche Ausrichtung magnetisierbarer Pigmente in den Rückstrahlteilchen gegebenenfalls
auf magnetischem Wege erfolgt, lassen sich auch mechanische Mittel hierzu verwenden — vgl. die US-PS
29 99 275.
Zusätzlich zur Verwendung der Rückstrahlteilchen der Erfindung zum Rückstrahlendmachen von Geweben,
kann man sie auch zum Rückstrahlendmachen anderen Blatt- oder Bogenmaterials verwenden. Weiterhin
kann man Rückstrahlteilchen nach der Erfindung in einen flüssigen Träger einmischen (der ein filmbildendes
Bindemittel, das sich zu einer nichtklebrigen Schicht umbildet, wenn als dünne Schicht auf ein Substrat
aufgetragen und einer geeignete Umgebung ausgesetzt, sowie typischerweise einen flüchtigen Verdünner
aufweist, in dem das Bindemittel gelöst oder dispergiert ist), um ein Beschichtungsmittel der in der US-PS
29 63 378 beschriebenen Art auszubilden. Ein solches Beschichtungsmittel kann man auf ein Substrat unter
einem angelegten Magnetfeld aufbringen, um einen hohen Ausrichtgrad der Rückstrahlteilchen zu erreichen.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (7)
1. Retroreflektierendes Beschichtungsmaterial mit
transparenten Mikrokugeln, die zur Hälfte verspiegelt
sind, dadurch gekennzeichnet, daß die transparenten Mikrokugeln in Teilchen vorliegen,
die eine magnetische, unter der halbkugelförmigen Spiegelschicht liegende Schicht einschließen,
daß die magnetische Schicht eine zur optischen Achse der Mikrokugeln parallele magnetische Achse
aufweist, so daß sich die Teilchen in einem externen Magnetfeld, dessen Flußlinien rechtwinklig zu einem
Beschichtungsträger verlaufen, auf diesem Träger in einer gemeinsamen Richtung ausrichten, in der sie
auf die Beschichtung auftreffendes Licht rückstrahlen.
2 Beschichtungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen im Mittel bis
zu 10 transparente Mikrokügelcheii aufweisen, die
zu einer dicht gepackten Monoschicht angeordnet und in einer Schicht aus Bindemittel gelagert sind.
3. Beschichtungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetische Schicht
magnetisches Pigment enthält, das in mindestens einem Teil des Bindemittels dispergiert ist.
4. Beschichtungsmaterial nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem
magnetischen Pigment um Bariumferritteilchen handelt.
5. Beschichtungsmaterial nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil des
Bindemittels unter Wärme zu einem klebenden Zustand erweicht, so daß die Rückstrahlteilchen an
einem Beschichtungsträger haften.
6. Beschichtungsmaterial nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die einzusetzenden
Mikrokugeln eine transparente dünne Schicht mit einem Brechungsindex n\ aufweisen, deren
Flächen in Berührung mit Stoffen der Brechungsindices Π2 und /Jj stehen, wobei sowohl ri2 als auch /Jj um
mindestens 0,1 höher oder niedriger als m sind, und die transparente Schicht eine optische Dicke
entsprechend einem ungeraden Vielfachen von etwa einer Viertelwellenlänge des Lichts im Wellenlängenbereich
von 380 bis 1000 nm hat.
7. Verwendung eines Beschichtungsmaterials nach den Ansprüchen 1 bis 6 zum Rückstrahlendmachen
von Geweben und Stoffen.
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