<Desc/Clms Page number 1>
Verfahren zur Herstellung einer rückstrahlenden Fläche
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Glasperlen enthaltenden,"hochbrillanten" rückstrahlenden Fläche, die als Reflektor für Licht unter allen Witterungsbedingungen wirksam ist, u. zw. unabhängig davon, ob die Reflektor-Oberfläche nass oder trocken ist.
Es wird vielfach verlangt, dass die rückstrahlenden Flächen die Fähigkeit besitzen, Licht in Richtung auf seine Quelle zurückzuwerfen, auch wenn die einfallenden Strahlen die reflektierende Fläche nicht in Richtung der Flächennormalen treffen. Besonders wirksame, mit Perlen versehene Reflektoren, die als"hochbrillant"bezeichnet werden, sind in der USA-Patentschrift Nr. 2, 326,634 beschrieben.
Diese Gebilde enthalten eine Schicht von Linsenelementen, die einer Zwischenschicht aus Luft gegen- über offen liegen, wobei der Brechungsindex der Linsenelemente (nD) bevorzugt zwischen etwa 1, 7 und 2, 0 liegt, um die grösstmögliche Lichtreflexion zu erreichen. Ein unangenehmer Nachteil dieser "hochbrillanten" Gebilde mit frei an der Luft liegenden Linsen liegt jedoch in der Tatsache begründet, dass das zurückgeworfene Licht ausserordentlich schwach ist, wenn die linsenförmige Oberfläche der freiliegenden Linsen mit Wasser bedeckt ist.
Die Herstellung von mit Perlen versehenen Reflektoren, die das Licht in Richtung auf seine Quelle zurückwerfen, auch wenn die einfallenden Strahlen die Oberfläche nicht in Richtung der Flächennormalen treffen, unabhängig davon, ob die Oberfläche des Gebildes nass oder trocken ist, wird in der USA-Patentschrift Nr. 2, 407,680 vorgeschlagen. Bei den nach diesem Verfahren hergestellten Reflektoren wird zwar eine brillante Reflexion des Lichtes in nassem und trockenem Zustand erreicht, doch ist die grösstmögliche Brillanz der Reflexion bei einem solchen Blatt nicht so gross als wenn die Gebilde gemäss der USA-Patentschrift Nr. 2, 326,634 mit freiliegenden Linsen verwendet werden.
Es ist auch schon bekannt, einen durchsichtigen Deckfilm oder eine Deckplatte über der linsenförmigen Oberfläche von mit Perlen versehenen Reflektoren mit freiliegenden Linsen anzubringen ; eine derartige Massnahme ist in der USA-Patentschrift Nr 2,407, 680 beschrieben. Ein durchsichtiger Deckfilm oder eine durchsichtige Deckplatte ändert nicht die Linsenwirkung der Perlen eines Gebildes mit freiliegenden Linsen, weil die Perlen immer noch an ihrer Vorderseite mit der Luft in Berührung stehen, so dass die Lichtbrechung an der Vorderseite jeder Perle nicht gestört wird.
Das Verschliessen der Ränder derartiger Gebilde liess sich bisher schwierig bewerkstelligen, ohne In unkontrollierbarer Weise die notwendigen Eigenschaften der freiliegenden Linsen zu stören. Selbst wenn es gelänge, die Ränder eines derartigen Gebildes befriedigend abzuschliessen, hat man immer noch ein Blatt, das später, nicht zu einer gewünschten Form zerschnitten werden kann, ohne dass der Randabschluss verlorengeht und erneuert werden muss.
Auch wenn ein befriedigender Randverschluss bei der Anwendung im Freien möglich wäre, werden die erhaltenen Reflektoren dennoch verhältnismässig schnell unbrauchbar, wenn sie nur ein kleines Loch
<Desc/Clms Page number 2>
erhalten oder wenn sie später beschädigt und undicht werden. Wie im folgenden weiter erläutert wird, wird durch Eindringen von Feuchtigkeit zwischen einen Deckfilm und eine darunterliegende Schicht von an der Luft freiliegenden Linsenelementen ein derartiger Reflektor rasch unbrauchbar.
In der USA-Patentschrift Nr. 2, 948, 191 wird vorgeschlagen, dass ein durchsichtiger Deckfilm über einer Schicht von freiliegenden Linsen oder Perlen eines Reflektors an dem reflektierenden Material des Reflektors befestigt und in einem gewissen Abstand von den Linsenelementen des Gebildes gehalten werden soll, indem eine Vielzahl von Befestigungspunkten über die gesamte Fläche des reflektierenden Materials verteilt wird.
Als eine Möglichkeit zur Durchführung dieses Vorschlages wird angegeben, dass eine Vielzahl von auseinanderliegenden Perlen verwendet wird, die etwas grösser als die die Linsen bildenden Perlen in dem Gebilde sind, und dass der Deckfilm auf diesen grösseren Perlen in der Schicht befestigt wird. Dies hatlediglich den Zweck, den Deckfilm etwas höher oberhalb der geperlten Linsenelemente des Gebildes auf verstreute Haltepunkte zu legen, ohne dass hiedurch die Linsenelemente vor der Verunreinigung durch Wasser geschützt werden, das nach Regen stets von den Rändern her zwischen dem Deckfilm und den Linsenelementen einsickert und durch die Kapillarwirkung verhältnismässig lange dazwischen festgehalten wird.
Feuchtigkeitsabscheidungen verschiedener Stärke erfolgen unterhalb des Deckfilms solcher Gebilde auch bei Änderung von hohen Tagestemperaturen zu tieferen Nachttemperaturen bei höherer Feuchtigkeit, wobei sich Wasser kondensieren kann ; und gerade zu dieser Zeit ist eine Reflexion von hoher Brillanz besonders wichtig.
Wenn sie einmal mit Wasser verunreinigtnnd. sind reflektierende Gebilde mit freiliegenden Linsen an einer Luftzwischenschicht praktisch unbrauchbar geworden, weil die Differenz der Brechungsindizes von Wasser und den Kugellinsen der Schicht für eine wirksame Lichtreflexion nicht ausreicht, wenn die Perlen der Schicht einen Brechungsindex haben, wie er bei Freiliegen an der Luft für eine brillante Lichtreflexion erforderlich ist.
(Perlen mit einem Brechungsindex von etwa 2,3 bis 2,7 sind für eine gute Reflexion erforderlich, wenn ihre Oberflächen mit Wasser bedeckt sind, während der Brechungsindex der Perlen zwischen etwa 1, 7 und 2,0 liegen muss, wenn die Perlen an der Luft liegen.) Als eine weitere Möglichkeit zur Herstellung einer Anzahl von Befestigungspunkten, um einen durchsichtigen Deckfilm gegenüber dem reflektierenden Material eines Reflektors in einem gewissen Abstand von den Linsenelementen desselben zu befestigen, wird in der genannten Patentschrift vorgeschlagen, Siebmaterial (z. B.
Vinylsieb, Nylonsieb, grob gewebte Gewebe} wie Tüllstoff, Metallsiebe u. dgl.) als Gitter-oder Maschenwerk zwischen dem reflektierenden Material und dem durchsichtigen Deckfilm zu verwenden und den durchsichtigen Deckfilm mit dem Sieb zu verbinden. indem er an den erhöhten Punkten des Netzes, die durch die Verwebung gebildet werden, festgeklebt wird. Eine derartige Befestigung führt wiebei der Verwendung grösserer Perlen zu einem Gebilde, dasleicht verunreinigtwerden kann, indem Feuchtigkeit zwischen den Deckfilm und die an der Luft liegenden Linsenelemente eindringt, wie durch Eintauchen des Gebildes in Wasser oder dadurch gezeigt werden kann, dass man es im Freien eine gewisse Zeit den wechselnden Feuchtigkeitsbedingungen am Tage und bei Nacht aussetzt.
Die im allgemeinen höheren Tagestemperaturen bewirken, dass sich die Luft zwischen dem Deckfilm und den freiliegenden Perlen ausdehnt und dann in benachbarte "Zellen" und schliesslich aus den Rändern des Gebildes entweicht, indem sie durch Poren oder Öffnungen zwischen überlappten Fasern des Netzwerks hindurchströmt, wobei sie gleichzeitig bestrebt ist, den Deckfilm von den Perlen des Gebildes fort nach aussen zu drücken.
Bei den kälteren Nachttemperaturen zieht sich die Luft in dem Gebilde zusammen und saugt dadurch (auf dem gleichen Wege, auf dem die Luft entwichen ist) Nachtluft an, die gewöhnlich stark mit Feuchtigkeit beladen ist. Bei jeder täglichen Wiederholung dieses Vorganges nimmt die Feuchtigkeit zwischen dem Deckfilm und den Perlen zu ; nach verhältnismässig kurzer Zeit kondensiert sich die Feuchtigkeit in trüber Form, so dass die Perlen mit einer Wasserschicht statt mit einer Luftschicht in Berührung stehen. Die normale Tageswärme reicht nicht aus, um alle diese Feuchtigkeit zu verdampfen und sie durch die kleinen Öffnungen in dem Netzwerk zu vertreiben. So tritt innerhalb verhältnismässig kurzer Zeit, z.
B. innerhalb weniger Wochen bis zu einem Monat oder möglicherweise innerhalb bis zu 6 Monaten - je nach den klimatischen Verhältnissen, unter denen der Reflektor verwendet wirdein Niederschlag von Feuchtigkeit auf, der den Reflektor verdunkelt.
Wenn man einen Deckfilm und ein Siebmaterial aus thermoplastischen Stoffen wählen und das oben beschriebene Verfahren derart variieren würde, dass man sowohl das Sieb als auch den Deckfilm bis zum thermoplastischen Zustand erwärmt, wobei man gleichzeitig an den Gitterlinien nur oberhalb des Netzwerks einen ausreichenden Druck ausübt, um zusammenhängende Verschmelzungen ohne kleine Öffnun-
<Desc/Clms Page number 3>
gen oder Poren zwischen Flächen von reflektierenden Komplexen mit freistehenden Linsen zu erhalten, würde man stets das Sieb (oder das Sieb und den Deckfilm) in unkontrollierbarer Weise zerdrücken, wo- bei die so entstandenen Flächen für die reflektierende Wirkung verlorengehen} ausserdem würde dabei das Prinzip der Befestigung durch Punkte verlorengehen.
Unter diesen Bedingungen wird der Reflektor unansehnlich und weist aue h nicht die erforderliche Brillanz auf.
Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung einer rückstrahlenden Fläche anzugeben, das die oben genannten Nachteile vermeidet und das die Herstellung eines gegen Feuchtigkeitsverunrei- nigungen unempfindlichen, zu beliebigen Formen zuschneidbaren Reflektors ermöglicht, dessen Gesamt- fläche zu einem möglichst grossen Prozentsatz für die Reflexion ausnutzbar ist.
Dies wird bei einem
Verfahren zur Herstellung einer rückstrahlenden Fläche, bestehend aus einer Grundschicht, einer reflek- tierenden Schicht, einer Bindemittelschicht mit eingebetteten Glasperlen und aus einem durchsichtigen
Deckfilm, der mit der Grundschicht gitterartig dicht verbunden ist, erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass unter Verwendung einer warmverformbaren Grundschicht auf die rückstrahlende Fläche mittels eines auf die Grundschicht wirkenden, mit einem Gittermuster versehenen Stempels ein Druck ausgeübt und gleichzeitig Wärme zugeführt wird, bis der Deckfilm sich mit der Grundschicht mittels des zwischen den Glasperlen hochgedrückten Bindemittels verbunden hat.
Durch Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens wird der Vorteil erzielt, dass Perlen in kon- trollierbarer bzw. kontrollierter Weise vom Kunststoff nur entlang feiner Linien bzw. Streifen"ver- schluckt"werden, ohne dass benachbarte Perlen in der Einperlenschicht überdeckt oder"verschluckt" werden. Bei der praktischen Ausführung des erfindungsgemässen Verfahrens bleiben die freiliegenden
Linsenelemente von der für die Reflexion erforderlichen Luft umgeben ; dennoch wird der durchsichtige
Deckfilm über der reflektierenden Oberfläche des Reflektors dauerhaft und luftdicht längs eines be- stimmten Gittermusters befestigt, wobei ein möglichst grosser Teil der Oberfläche des Reflektors für die reflektierende Wirkung erhalten bleibt.
Das erfindungsgemässe Verfahren führt somit zur Bildung von hermetisch abgeschlossenen getrennten einzelnen Teilen von freiliegenden Linsen, wobei die Perlen jedes abgetrennten Teiles optisch freiliegen und die Perlen zwischen jedem Teil durch einen fliess- fähigen Überzug aus einem organischen Harzbindemittel optisch verdunkelt oder maskiert sind. An den Gitterstreifen zwischen den Zellen wird unter lokaler Anwendung von Druck und Wärme eine Schweissverbindung zwischen dem durchsichtigen Deckfilm, der über den Perlen des Reflektors liegt, und der Grundschicht unterhalb der Perlen hergestellt, ohne dass Perlen an andern Stellen als den begrenzten Gitterstreifen der Schweissstellen überdeckt werden.
Unter Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens wird somit ein dauerhaftes, wetterfestes, biegsames Blatt erhalten, das als hochbrillanter Reflektor in nassem und trockenem Zustand wirkt und eine ausserordentlich hohe Lebensdauer hat. Über mehr als drei Jahre sich erstreckende Prüfversuche zeigten, dass die nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellte reflektierende Fläche eine ausserordentlich lange Lebensdauer besitzt.
Die Verschmutzung von biegsamen durchsichtigen Deckfilmen ist natürlich ebenso unangenehm wie die Verschmutzung von Glasperlen eines Gebildes mit freiliegenden Linsen (obgleich die Deckfilme sich leichter reinigen lassen). Es ist aber wesentlich, dass die Ansammlung von Wasser und Feuchtigkeit zwischen einem durchsichtigen Deckfilm und der Oberfläche eines linsenförmigen, mit Perlen versehenen Reflektors mit Sicherheit vermieden wird. Dies wird aber gerade bei Anwendung des erfindungsgemä- ssen Verfahrens in besonders einfacher und zuverlässiger Weise erreicht.
Das erfindungsgemässe Verfahren wird nun unter Zuhilfenahme der Zeichnungen näher beschrieben.
In diesen zeigen Fig. l einen schematischen Teil einer nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellten reflektierenden Fläche in Draufsicht ; Fig. 2 einen vergrösserten schematischen Querschnitt durch einen Teil einer solchen reflektierenden Fläche, der insbesondere Einzelheiten des luftdichten Abschlusses zeigt und Fig. 3 einen vergrösserten schematischen Querschnitt, der die allgemeine Anordnung von Teilen einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens und der reflektierenden Fläche in einer Lage zeigt, in der der luftdichte Abschluss hergestellt werden soll.
Betont sei, dass die Zeichnungen nur schematisch sind und die gegenseitige Lage von Teilen des Gebildes zeigen sollen. Selbstverständlich sind die Glasperlen in einer Schicht des Gebildes selten gleichmässig gross, und die Stärke von verschiedenen Schichten des Gebildes kann von einer zur andern Stelle schwanken. Der Deckfilm kann in tangentialer Berührung mit einigen darunterliegenden Perlen stehen oder diese nicht berühren, je nach der Lufttemperatur oder zahlreichen andern Faktoren.
Die reflektierende Fläche bzw. das Blatt in Fig. l zeigt auf seiner Oberseite zwei Gruppen sich kreuzender Gitterlinien-10-, die diese Seite des Blattes in einzelne "Taschen" -11- trennen. Jede
<Desc/Clms Page number 4>
Tasche-11-ist von den benachbarten Taschen isoliert und jede ist durch eine hochbrillante Reflexion für einfallendes Licht gekennzeichnet. Die Anwendung von parallelen, sich kreuzenden Gitterlinien zur Herstellung von hermetisch isolierten Taschen in dem Blattmaterial - wie hier demonstriert wirdist die bequemste und zweckmässigste Art der Ausführung, wobei ein grösstmöglicher Teil der Oberfläche für die Reflexion erhalten bleibt.
Die Linienführung des luftdichten Verschlusses kann aber auch geändert werden (d. h. der Abstand der Linien kann an verschiedenen Stellen verschieden sein), so dass eine Vielzahl von kreisförmigen Taschen an Stelle von rechteckigen oder quadratischen auf der Oberseite des Blattes gebildet wird.
Es können auch rechteckige oder dreieckige oder anders geformte Taschen verwendet werden, solange die hier angegebenen Voraussetzungen für die hermetische Isolierung jeder Tasche für die Reflexion erfüllt werden.
Gewöhnlich sollten die reflektierenden Flächen jeder Tasche eine grösste Abmessung in einer Richtung parallel zur Oberfläche des Blattes haben, die nicht grösser als etwa 0,95 cm ist, obwohl die erfindungsgemässen Vorteile auch dann noch erzielt werden, wenn die grösste Abmessung einer Tasche nicht grösser als etwa 2 cm ist. Der Hauptgrund für die Verwendung von Taschen mit nicht grösseren als den angegebenen Abmessungen ist darin zu sehen, dass es bei Verwendung grösserer Taschen unmöglich wird, das Blattmaterial in die erforderliche Grösse für die Verwendung für Markierungsflächen zu zerschneiden, wenn gleichzeitig praktisch die gesamte Fläche bei Wettereinwirkung das Reflexionsvermögen beibehalten soll.
Zu grosse Taschen ergeben beim Zerschneiden breite Randstreifen, die gegen Feuchtigkeit empfindlich sind, während kleinere Taschen beim Zerschneiden Ränder ergeben, die prak- tisch nicht auffallen.
Ein verhältnismässig kleiner Teil der gesamten Oberfläche des Blattmaterials ist von schmalen Verschmelzungslinien bedeckt. Mindestens 60 % (bevorzugt mindestens 75 oder 80 oder sogar 85 %) der Oberfläche des Blattes sind frei von Verschmelzungslinien und wirken als Reflektor für Licht. Die schmalsten Verschmelzungslinien, die noch als Luftabschluss wirken, sind etwa 0,04 cm breit. Sie sollen bevorzugt nicht breiter als etwa 114 der grössten Abmessung der Taschen sein.
Fig. 2 zeigt den Aufbau der blattförmigen, reflektierenden Fläche, bestehend aus einem durchsichtigen Deckfilm -12-, einer Schicht von durchsichtigen kleinen Glasperlen-13- (z. B. Mikrokügelchen) mit einer darunterliegenden reflektierenden Schicht-14-, einer Bindemittelschicht-15-, einer weiteren Bindemittelschicht oder Grundschicht -16-und einer ablösbaren Trägerschicht-17unter der Grundschicht-16-.
Ein weiterer wesentlicher Teil des Blattes ist die schmale Linie des luftdichten Verschlusses-18-, wo das Bindemittel der Schicht --15- für die Perlen an den andern Stellen des Blattes und damit ver-
EMI4.1
ten Verschlusses sind von dem Bindemittel, in das die Glasperlen an den andern Stellen des Blattes teilweise eingebettet sind, überdeckt und maskiert.
Gegebenenfalls kann eine Schicht aus einem druckempfindlichen oder einem andern geeigneten Klebstoff auf die Rückseite des Blattes zusammen mit einer entfembaren Zwischenschicht aufgebracht werden.
Der bevorzugte durchsichtige Deckfilm -12-- ist ein Film aus zweiachsig orientiertem Methylmethacrylat. Methylmethacrylat ist sehr beständig gegenüber Sonnenlicht, Regen, Schnee, Hagel, starken Temperaturschwankungen und Pilzwachstum. Durch die zweiachsige Orientierung werden dünne Filme aus diesem Material aus einem spröden,"eierschalenartigen"Zustand in einen biegsamen Zustand mit guter Festigkeit und Bearbeitbarkeit übergeführt. Das zweiachsig orientierte Material ist insbesondere in einer Stärke von etwa 0,0025 bis 0,005 bis zu 0, 15 cm brauchbar, während seine mittlere Festigkeit, seine Bearbeitbarkeit und Biegsamkeit insbesondere in Verbindung mit seiner Beständigkeit gegen Splittern, Spalten und Verfärbung wertvoll sind.
Ein geeignetes Verfahren zur Herstellung von dünnen, zweiachsig orientierten Methylmethacrylatfilmen besteht darin, dass man ein 0,03 bis 0,04 cm starkes Blatt aus Methylmethacrylat bei etwa 2600C auspresst und dann den Film zweiachsig in einem Spannrahmen bei etwa 1300C derart verstreckt, dass der fertige Film etwa 0,0075 cm stark und etwa 2 1/2 mal so lang und 2 1/2 mal so breit wie das ursprünglich ausgepresste Material ist.
Gegebenenfalls können andere glatte, im wesentlichen gleichmässig starke, selbsttragende, durchsichtige Filme, z. B. aus Polyäthylenterephthalat (erhältlich von der E. I. du Pont de Nemours & Co. unter der Handelsbezeichnung"Mylar"), Celluloseacetat oder Celluloseacetatbutyrat, an Stelle des bevorzugten Films aus zweiachsig orientiertem Methylmethacrylat verwendet werden.
<Desc/Clms Page number 5>
Diese andern Filme sind aber bedeutend weniger haltbar als zweiachsig orientierte Methylmeth- acrylatfilme und ergeben daher Produkte mit einer verhältnismässig kurzen Lebensdauer im Vergleich zu denen, die mit der bevorzugten Deckschicht hergestellt werden.
Obwohl durchsichtige Deckfilme von nicht mehr als 0,015 cm Stärke bevorzugt werden, bleiben die Vorteile der mit dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellten Produkte, insbesondere die Biegsamkeit, weitgehend gewahrt, wenn durchsichtige Deckfüme oder -blätter bis zu 0,025 cm oder sogar bis zu 0,05 cm Stärke verwendet werden. Die brauchbarste Stärke für die Deckfilme liegt zwischen etwa 0,0025 und 0, 015 cm. Derartige Filme besitzen die grösstmögliche Biegsamkeit in Verbindung mit einer ausreichenden Festigkeit und Bearbeitbarkeit.
Die durchsichtigen Deckfilme können gefärbt sein oder sogar aus verschiedenen Schichten bestehen, von denen gegebenenfalls eine eine durchsichtige Farbpigmentierung enthält.
Die kleinen Glasperlen -13- sollen nicht mehr als etwa 200 M, bevorzugt nicht mehr als etwa 75 li Durchmesser haben. Sie brauchen nur etwa 10 oder 15 u Durchmesser zu haben, obgleich solche sehr kleinen Glasperlen oder Mikrokügelchen sich schwierig herstellen lassen. Durchmesser zwischen etwa 25 und 75 u ergeben die grössten Vorteile. Der Brechungsindex der Perlen soll zwischen etwa 1, 7 und 2, 0 liegen, weil die kompakte Einzelschicht von Perlen - abgesehen von den luftdichten Verschlussstreifen-in dem fertigen Gebilde an der Luft liegt.
Wie Fig 2. zeigt, liegt die innere lichtreflektierende Schicht-14-unterhalb der Perlen In optischer Verbindung mit der Rückseite. Geeignete reflektierende Schichten, die bevorzugt spiegelartig sind, können aus gleichmässig starken Metallabscheidungen, wie Silberaluminium, bestehen.
Wie die USA-Patentschrift Nr. 2, 326,634 lehrt, sind die Perlen des Gebildes an allen reflektieren-
EMI5.1
-15- eingebettet,harzartige Substanz sein kann. Obwohl in der Bindemittelschicht -15- in der Wärme härtbare Bestandteile verwendet werden können, muss die Schicht als Ganzes eine thermoplastische oder In der Wärme klebende Phase aufweisen, so dass sie durch Wärme in einen viskosen fliessfähigen oder beweglichen Zustand während des Verschmelzens umgewandelt werden kann. Die Bindemittelschicht15-- und die Grundschicht -16- des Endproduktes sollten bei Temperaturen unterhalb etwa 660C nicht fliessen, wenn das Endprodukt der Sonnenwärme ausgesetzt werden soll. Wenn den Bindemittel- bzw.
Grundschichten Farbpigmente zugesetzt werden, insbesondere der optisch freiliegenden Bindemittelschicht - 15-, kann das Aussehen der äusseren Oberfläche des Reflektors verbessert werden.
Der Hauptzweck der Grundschicht-16-, die hier auch bisweilen als "Polsterschicht" bezeichnet wird, ist der, dass eine ausreichende Materialmenge in Verbindung mit der Bindemittelschicht-15bereitgestellt wird, um die Glasperlen an jedem begrenzten Streifen bzw. Linienmuster einzuhüllen,
EMI5.2
bevorzugt, das bei der verwendeten Stärke eine ausreichende Biegsamkeit hat, so dass es in den fertigen biegsamen Blättern nicht bricht oder splittert. Durch Erwärmen von begrenzten Teilen der Bindemittelbzw.
Grundschichten während der Herstellung der luftdichten Verschmelzungen werden diese Schichten in einen viskosen fliessfähigen Zustand umgewandelt, so dass durch den darauf ausgeübten Druck das Material zwischen die Glasperlen an den begrenzten Stellen der hermetischen Verschmelzungen und in Berührung mit der inneren Oberfläche des durchsichtigen Deckfilmes gepresst wird, wodurch eine gegen Beschädigung sichere, feste und dauerhafte luftdichte Bindung gebildet wird.
Da die Trägerschicht -17-- im wesentlichen als wenig klebende, die Ablösung fördernde Oberfläche wirkt, an der die Oberfläche des erwärmten, zur Herstellung des Blattes verwendeten Prägestockes nicht festklebt, kann eine ganze Reihe von Materialien mit Vorteil als Trägerfilm verwendet werden. So sind z. B. Polyäthylenterephthalat ("Mylar"), Celhloseacetatbutyrat, Polycarbonat und Vinylbutyrat geeignet. Gegebenenfalls kann sogar die Trägerschicht -17-- fortfallen, und das Festkleben des Prägestockes kann verhindert werden, indem die mit der Polsterschicht in Berührung kommenden Flächen mit einem wenig haftenden Silikonüberzug versehen werden.
Eine wesentliche Massnahme bei dem erfindungsgemässen Herstellungsverfahren ist das Verschmelzen des durchsichtigen Deckfilms mit dem reflektierenden Gebilde zu einem Netz von schmalen Streifen von unter Druck gebildeten luftdichten Verschmelzungen.
Wie aus Fig. 3 ersichtlich, wird die Prägevorrichtung, die einen mit einem Gittermuster versehenen Stempel -19- umfasst, mit einem schmalen hervorragenden Streifen des Gittermusters (in den Zeichnungen im Querschnitt angegeben) gegen die verformbaren Schichten des Schichtgebildes unterhalb der Glasperlenschicht gepresst, wenn die luftdichte Verschmelzung (bzw. der Verschluss) hergestellt wird.
<Desc/Clms Page number 6>
Bei dieser Massnahme wird die Seite des Schichtgebildes, an der der Deckfilm-12-liegt, durch den Stempel-19-gegen eine Sache Oberfläche-20-gepresst, die bevorzugt nicht erwärmt und zweck- mässig mit Kautschuk überzogen ist, so dass die Verformung unter dem mässigen Druck möglich ist, der für die luftdichte Verschmelzung an den durch die Prägevorrichtung vorbestimmten Stellen erforderlich ist.
Der Stempel wird ausreichend erwärmt und lange genug gegen die Rückseite des Schichtgebildes ge- presst, um das Erweichen und die viskose Verformung des Bindemittels in Richtung auf den Deckfilm - zu bewirken. Die Temperatur, auf die der Stempel erwärmt wird, und die Zeit, die er gegen das Bindemittel gepresst wird, können stark schwanken. Sie werden durch die Temperatur bestimmt, bei der das Bindemittel ausreichend fliessfähig wird, um sich gegen den Deckfilm pressen und mit die- sem verschmelzen zu lassen, sowie durch die Zeit, die nach der ersten Berührung bis zur Erreichung dieses Zustandes erforderlich ist.
Gewöhnlich soll die Stärke der Bindemittel-bzw. Grundschichten-15 und 16-mindestens etwa dem mittleren Durchmesser der Glasperlen entsprechen ; sie kann das 11/2-oder 2-fache oder sogar das 3-fache des Durchmessers der Perlen betragen.
Wenn der durchsichtige Deckfilm sich bei den Temperaturen, die für die luftdichte Verschmel- zung erforderlich sind, nicht verformt oder verwirft oder zersetzt, kann die Verschmelzung bzw. der Verschluss an den Gitterlinien erfolgen, ohne dass besondere Vorkehrungen getroffen werden, um zu verhindern, dass der durchsichtige Deckfilm selbst die Temperaturen erreicht, die für die luftdichte Ver- schmelzung erforderlich sind. Wenn aber der durchsichtige Deckfilm in unkontrollierter Weise erwärmt wird, besteht auch Gefahr, dass Teile des Bindemittels oder des die Perlen verbindenden Überzuges neben den Verschmelzungsstreifen so weit fliessfähig werden, dass sie verlaufen und die gewünschte Reflexionswirkung der Perlen an diesen Stellen zunichte machen.
Die günstigsten Ergebnisse werden also erzielt, wenn die netzartige Verschmelzung des Deckfilms mit dem darunterliegenden reflektierenden Gebilde bewirkt wird, indem ein erwärmter Stempel gegen die verformbaren Schichten des Gebildes unterhalb der Glasperlenschicht gepresst wird, während der durchsichtige Deckfilm an diesen Stellen in Berührung mit einer nicht-erwärmten oder sogar gekühlten Oberfläche gehalten wird.
Ferner ist zu beachten, dass Deckfilme bevorzugt werden, die wenigstens eine gewisse Thermoplastizität an der Seite aufweisen, die mit dem die Perlen verbindenden Material während des Verschmelzens in Berührung kommt, weil dadurch eine festere Verschmelzung zwischen dem Deckfilm und dem fliessfähig gemachten, die Perlen verbindenden Material erzielt wird. Wenn aber Deckfilme mit einer gewissen Thermoplastizität bei erhöhten Temperaturen verwendet werden, verliert die Vorderseite des Gebildes ihre Glätte, wenn nicht die Temperatur der äusseren Oberflächenteile des Films unterhalb derjenigen gehalten wird, bei der sie fliessen oder runzelig werden.
Es ist wichtig, dass das Blatt eine glatte Vorderseite behält ; dies gilt insbesondere, weil dieses Merkmal verschiedene Vorteile im Zusammenhang mit andern Eigenschaften des Gebildes hat. Ein feiner Seidensiebdruck kann auf eine glatte Vorderseite des Blattes aufgebracht werden, wodurch die Geschmeidigkeit bzw. Biegsamkeit bei der Verwendung zu Markierungszeichen erhöht wird. Eine glatte Oberfläche lässt sich leicht sauber wischen, während sich eine rauhe sehr schwierig reinigen lässt.
Es folgt ein Beispiel für eine nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellte rückstrahlende Fläche :
Durchsichtige Glasperlen mit einem ungefähren Durchmesser von 35 bis 65 u und dem Brechungsindex 1, 92 werden vorübergehend in einem Polyäthylenüberzug auf Kraftpapier gebunden (der Polyäthylenüberzug auf dem Papier hatte eine Stärke von etwa 8, 15 kg je 516 Bogen von 27,2 kg nassfestem Kraftpapier).
Zur Herstellung dieser vorübergehenden Bindung wird das mit Polyäthylen überzogene Papier mit der überzogenen Seite nach aussen über die Oberfläche einer Trommel geschickt, die ausreichend erwärmt wird, damit das Polyäthylen klebrig wird. Gleichzeitig wird der in der Wärme klebrig gemachte Polyäthylenüberzug in Berührung mit einer Masse der Glasperlen in einer Wanne unterhalb der hei- ssen Trommel gebracht. Der klebrige Kunststoffüberzug nimmt eine zusammenhängende dichtgepackte Einzelschicht von Glasperlen auf. Dann wird der Polyäthylenüberzug ausreichend erwärmt, so dass das Polyäthylen erweicht und die zusammenhängende Einzelschicht von Perlen teilweise bis zu ungefähr 40 bis 45 % ihres Durchmessers (z. B. etwa 40 bis 45 % der gesamten Perlenoberfläche) in sich hineinzieht.
Das Gebilde wird dann abgekühlt, zweckmässig, indem Luft von Raumtemperatur darübergeblasen wird.
Über die aus der Polyäthylenschicht herausragenden Perlen wird dann mittels Quetschwalzen ein
<Desc/Clms Page number 7>
die Perlen verbindender Überzug aufgetragen, der aus einer Lösung von 3 Gew.-Teilen eines festen thermoplastischen filmbildenden Methylmethacrylatpolymerisats (von der Rohm & Haas Co. unter der Handelsbezeichnung "Acryloid B-72" erhältlich) und 3 Teilen Rutil als Pigment in 3 Teilen Toluol und ausreichend Xylol besteht, um die Viskosität auf etwa 400 Centipoise zu bringen. Dieser Überzug wird zu einer feuchten Stärke von etwa 1, 7 mg je cm aufgebracht, worauf das Lösungsmittel verdun- stet wird, indem Pressluft von 490C über die Oberfläche geblasen wird.
Dann wird der die Perlen verbindende Überzug mit einem Filz aus 100 % Wolle von etwa 0,25 cm
Stärke poliert, um die Überzugsmasse von den äusseren Teilen der Kugeln zu entfernen (d. h. ungefähr die äusseren 20 % der Oberfläche der Kugeln,).
Dann wird Aluminium auf die freiliegende Oberfläche des Gebildes aufgedampft, bis ein spiegel- artiger, sichtbar ununterbrochener Überzug gebildet ist. Die freiliegenden ungefähr 20 % der Perlenober- fläche und die freiliegende Oberfläche des die Perlen verbindenden Überzuges werden in dieser Weise reflektierend gemacht.
Dann wirdüberden Aluminiumüberzug ein"Polster"-Bindemittelüberzug der folgenden Zusammensetzung aufgebracht : Etwa 25 Gew.-Teile des festen thermoplastischen filmblldenden Methylmeth- acrylatpolymerisats, das für den die Perlen verbindenden Überzug verwendet wurde, 25 Teile Rutil als Pigment, 6 Teile eines festen thermoplastischen filmbildenden Äthylacrylatpolymerisats (von der Rohm & Haas Co. unter der Handelsbezeichnung"CIOLV"erhältlich), 6 Teile epoxydiertes Sojaöl als Weichmacher (erhältlich von der Rohm & Haas Co. unter der Handelsbezeichnung"Paraplex G-62") und 34 Teile Toluol.
Diese Masse wird mit so einem ausreichenden Überzugsgewicht aufgebracht, dass ein trockener Film von etwa 0,005 bis 0,01 cm Stärke über dem Aluminiumüberzug gebildet wird, worauf das Lösungsmittel aus dem Überzug durch Pressluft von 820C verdampft wird.
Ein streckbeständiger Film, der bei den Temperaturen, bei denen der"Polster"-Überzug thermoplastisch wird, nicht klebrig wird, wird dann darüber aufgebracht. Der Film besteht zweckmässig aus Polyäthylenterephthalat, das mit einer etwa 0, 0013 cm starken Schicht aus Methylisoamylacrylat (druckempfindliches Klebmittel) zum Verkleben mit dem Polsterüberzug überzogen ist.
Das gesamte, derart hergestellte Gebilde wird von dem mit Polyäthylen überzogenen Papierträger abgezogen und dann mit der Oberfläche mit den freiliegenden Perlen in lose Berührung mit einem 0, 0075 cm starken, zweiachsig orientierten Methylmethacrylatfilm gebracht. Die beiden Schichten des gesamten Gebildes werden mit einer Geschwindigkeit von etwa 3 m je min zwischen einer Metallpräge- walze, die auf etwa 132 bis 1490C erwärmt worden ist, und einer nicht-erwärmten Kautschukwalze hindurchgeschickt, wobei der zweiachsig orientierte Methylmethacrylatfilm mit der nicht-erwärmten Kautschukwalze in Berührung kommt.
Die Prägung der Metallwalze besteht zweckmässig aus sich kreu- zendenLinienineinem Gittermuster mit 0, 32 cm langen, quadratischen offenen Vertiefungen, die durch die sich kreuzenden, 0, 04 cm breiten Streifen des Gitters begrenzt werden. Der Spielraum zwischen den Walzen wird so eingestellt, dass die beiden Schichten des zusammengesetzten Gegenstandes gerade unter so ausreichendem Druck stehen, dass sich das Material der Bindemittelschichten bei der angewendeten Temperatur und Zeit an den Prägestellen fest und luftdicht mit dem Deckfilm verbindet.
EMI7.1
der Streifen des Gittermusters vermischen sich offenbar der Polsterüberzug-16-und die verträgliche Substanz der Perlenbindeschicht-15-homogen auf dem Weg zu dem durchsichtigen Deckfilm.
Der die Perlen enthaltende Anteil des Schichtgebildes reisst nicht ; die Perlen bleiben an den Stellen, wo das Bindemittel verschoben wird, anscheinend praktisch in der gleichen Ebene wie die Perlen an den andern Stellen. Sie werden natürlich von dem fliessenden Bindemittel an den Verschmelzungsstellen überdeckt oder "verschluckt", so dass an diesen begrenzten Stellen die reflektierende Wirkung verlorengeht. Es ist aber wesentlich, dass ein Verschmieren oder Verlaufen des Perlenbindemittels an andere Stellen des Gebildes als die Verschmelzungsstreifen durch die Massnahmen bei dem Verschmelzen in der Wärme in Verbindung mit dem Aufbau des verschmolzenen Produktes verhindert wird.
Es ist zu beobachten, dass das auf der die Perlen verbindenden Schicht-15-zwischen den Gasperlen abgeschiedene Aluminium -14-- an den Verschmelzungsstreifen --19- während der Herstellung der luftdichten Verschmelzungen zerrissen wird. Dies ist aber nicht gefährlich.
(Wenn natürlich halbkugelig metallisierte Perlen in dem Reflex-Reflektor orientiert sind, ohne dass unter den Teilen der Bin- demittelschicht--15--zwischen den Perlen Metallabscheidungen liegen, kann eine derartige Verschiebung der Metallabscheidungen wie in dem bevorzugten Beispiel nicht erfolgen.)
<Desc/Clms Page number 8>
Während des Durchganges des Gebildes mit den freiliegenden Perlen und des Deckfilms zwischen den Walzen wird der die Perlen verbindende Überzug ausreichend erwärmt, dass er in der Wärme mit dem zweiachsig orientierten Methylmethacrylatdeckfilm verschmilzt ; die äussere Oberfläche des zwei-
EMI8.1
wird, ist es wichtig, dass der Film bei einer Temperatur unterhalb seiner Umkehrtemperatur bleibt, d. h. im allgemeinen, dass die Temperatur der äusseren Oberfläche des Films nicht über 930C steigt.
Oberhalb etwa 1040C beginnt zweiachsig orientierter Methylmethacrylatfilm zu schrumpfen und unansehnlich zu werden. Deshalb soll der zweiachsig orientierte Methylmethacrylatfilm während des Verschmelzens in Berührung mit einer verhältnismässig kühleren Oberfläche gehalten werden. Erforderlichenfalls muss die Oberfläche künstlich gekühlt werden, damit ihre Temperatur nicht den Punkt überschreitet, wo die Wärme der erwärmten Metallprägewalze in Verbindung mit der restlichen Wärme der Kautschukwalze ausreicht, um die Temperatur des zweiachsig orientierten Methylmethacrylats so weit zu erhöhen, dass es schrumpft oder runzelig wird.
Das wie hier beschrieben hergestellte Produkt hat eine Gesamtstärke von etwa 0,028 cm und hat an seiner Vorderseite das in Fig. l angegebene Aussehen, besteht also aus einem sich kreuzenden Netzwerk von luftdicht abschliessenden Streifen zwischen dem durchsichtigen Deckfilm und dem netzartig ver- schobenen, die Perlen verbindenden Überzug. Wenn das Ganze in Wasser gelegt und abwechselnd 15 min einem Unterdruck von 635 mm Hg und 15 min einem Überdruck von 1, 34 kg/cmz ausgesetzt wird, dringt kein Wasser in die hermetisch isolierten Taschen mit den an der Luft liegenden reflektierenden
Perlen ein. Nach 25 mal abwechselndem Eintauchen von 15 min bei 600C und 15 min bei 00C dringt ebenfalls kein Wasser in die hermetisch abgeschlossenen Taschen ein.
Das Produkt wurde längere Zeit erhöhten Temperaturen, tropischen Bedingungen von hoher relativer Feuchtigkeit und schwankenden
Temperaturen, Kerbschlagprüfungen und arktischer Kälte unterworfen ; es vertrug diese extremen Be- dingungen ohne erkennbare Feuchtigkeitsansammlung in den hermetisch abgeschlossenen Taschen und ohne dass der Deckfilm splitterte, brach oder sich verfärbte.
Eininteressantes Merkmal des nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellten Blattes ist darin zu sehen, dass es leicht an den Schnitträndem (beim Schneiden von Buchstaben oder andern Zeichen) verschlossen werden kann, wenn es auf eine starre Zeichenunterlage der gleichen Form geklebt wird, indem es gemäss USA-Patentschrift Nr. 2, 620,289 evakuiert und erwärmt wird.
Ein weiterer Vorteil des nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellten Blattes ist der, dass es bei Tage ansprechend aussieht und bei Nacht eine brillante Reflexion aufweist. Zwischen den in den
Zeichnungen angegebenen "freiliegenden" Perlen des Gebildes befindet sich ein pigmentiertes Binde- mittel, das optisch mit den Perlen verbunden ist, ausgenommen eine kleine spiegelartige reflektierende
Kappe unter jeder Perle der Schicht. Das Sonnenlicht, das die Seite des Gebildes trifft, wird daher in seiner Reflexion etwas gestreut, so dass ein Beobachter aus einer andern Richtung als der des Lichtein- falls mindestens einen Teil dieses Lichtes wahrnimmt und damit einen deutlichen Eindruck einer Färbung erhält. Gleichzeitig kann ein Beobachter aus der Richtung des Lichteinfalls die gewünschte brillante
Reflexion erkennen.
Wenn die Perlen einer Schicht sämtlich mit halbkugeligen spiegelartig reflektieren- den Kappen versehen sind, zwischen denen das Bindemittel pigmentiert ist, wird das einfallende Licht brillant reflektiert, aber die reflektierenden Bereiche der Schicht wirken mehr als Lichtfallen, weil sie nicht die Fähigkeit haben, das einfallende Sonnenlicht zu streuen, wie es bei dem beschriebenen Gebilde der Fall ist.
Ausser den angegebenen Vorteilen hat das Produkt eine reflektierende Lichtwiedergabe, die im wesentlichen derjenigen eines sonst gleichen Blattes gleichkommt, das keinen Deckfilm und keine gitterförmigüberdeckten und eingebetteten Perlen enthält. Die reflektierende Lichtwiedergabe des nach dem erfindungsgemässenVerfahrenhergestelltenProduktesbeträgtmindestens 2/3 derjenigen eines sonst gleichen Blattes, das keinen Deckfilm und keine luftdichten Abschlussstreifen hat ; aber das nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellte Produkt wird unter Bedingungen, die das andere Blattmaterial unbrauchbar machen, nicht verdunkelt.