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Gegenstand
der vorliegenden Erfindung ist ein selbstleuchtendes Kfz-Kennzeichen mit einer Trägerplatte,
auf die vorderseitig eine retroreflektierende Folie auflaminiert
ist, die neben ihrer retroreflektierenden Eigenschaft auch selbstleuchtend
ist.
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Aus
dem Stand der Technik sind Kfz-Kennzeichenschilder mit einer Trägerplatte,
auf die vorderseitig eine retroreflektierende Folie auflaminiert
ist, seit langem bekannt. Die Verwendung retroreflektierender Folien
für Kfz-Kennzeichenschilder
in einer Vielzahl von Staaten durch ihre jeweiligen nationalen Zulassungsvorschriften
vorgeschrieben. Retroreflektierende Kfz-Kennzeichenschilder weisen aufgrund ihrer
Retroreflektivität
eine hohe Erkennbarkeit unter retroreflektierender Bedingungen auf.
Verbesserungswürdig
hingegen ist ihre Erkennbarkeit in Situationen, in denen dem Beobachter
keine externe Lichtquelle zur Verfügung steht, deren ausgesandtes
Licht vom retroreflektierenden Kfz-Kennzeichen zurückgeworfen
wird. Eine solche Situation ergibt sich beispielsweise für Fußgänger, die
keine eigene Lichtquelle mitführen
und versuchen, unter schlechten Lichtverhältnissen das Kennzeichen eines
vorbeifahrenden Kfz abzulesen.
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Um
die Erkennbarkeit für
solche Betrachter zu erhöhen,
sind i. d. Regel Be leuchtungseinrichtungen für Kfz-Kennzeichen vorgeschrieben,
die fest mit dem Kfz verbunden sind und das Kfz-Kennzeichenschild
so ausleuchten sollen, dass es auch unter nicht retroreflektierenden
Bedingungen gut ablesbar ist. Jedoch hat es sich als schwierig herausgestellt, praxistaugliche
konventionelle Beleuchtungssysteme für Kfz-Kennzeichenschilder bereitzustellen,
die eine homogene Ausleuchtung des beleuchteten Kfz-Kennzeichenschilds
realisieren, so dass eine gute Erkennbarkeit des Kfz-Kennzeichenschilds auch
unter nicht retroreflektierenden Bedingungen gewährleistet ist.
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Daneben
sind aus dem Stand der Technik selbstleuchtende Kfz-Kennzeichenschilder
bekannt, die zu Erhöhung
der Erkennbarkeit der Kennzeichenlegende unter nicht retroreflektierenden
Bedingungen die Trägerplatte
des Kfz-Kennzeichenschilds mit einer selbstleuchtenden Folie, die
beispielsweise unter Anwendung des Elektrolumineszen-Effekts zur Emission
von Licht angeregt werden können.
Auf diese selbstleuchtende Folie wird dann die Kennzeichenlegende
aufgedruckt, so dass sich diese dunkel vor dem hellen, selbstleuchtenden
Hintergrund der selbstleuchtenden Folie abhebt. Ein solches Kfz-Kennzeichenschild
ist beispielsweise bekannt von der unter der Modellbezeichnung „PHAETON" des Herstellers
Volkswagen AG angebotenen Kraftfahrzeugs, welches auf Wunsch an
seinem Heck mit einem solchen selbstleuchtenden Kfz-Kennzeichenschild
ausgestattet wird.
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Während solche
selbstleuchtenden Kfz-Kennzeichenschilder eine deutlich verbesserte Erkennbarkeit
unter nicht retroreflektierenden Bedingungen aufweisen, ist ihre
Erkennbarkeit in Situationen, in denen sie von einer externen starken
Lichtquelle bestrahlt werden, deutlich reduziert, da die bislang
verwendeten selbstleuchtenden Folien im Allgemeinen keinen oder
einen nur sehr schwach ausgeprägten
retroreflektierenden Effekt aufweisen. Insbesondere hat es sich
als schwierig herausgestellt, selbstleuchtende retroreflektierende
Folien herzustellen, die für
die Verwendung von Kfz-Kennzeichenschildern
mit geprägter
Kennzeichenlegende geeignet sind. So ist beispielsweise aus der
WO 98/58281 eine selbstleuchtende retroreflektierende Folie bekannt,
die grundsätzlich
zur Herstellung von Verkehrsschildern bzw-. Kfz-Kennzeichenschildern geeignet
erscheint. Diese Folie basiert auf stark retroreflektierenden prismatischen
Elementen, die rückseitig
auf einer Kunststofffolie angeordnet sind. Um einen retroreflektierenden
Effekt in den prismatischen Elementen zu erzielen, wird ein hoher
Brechungsindexsprung benötigt,
wie er typischerweise beim Übergang
von transparenten Polymermaterialien gegen Luft auftritt. Unterhalb
dieser mit prismatischen Elementen ausgestatteten Kunststoffschicht ist
ein elektrolumineszentes Schichtsystem angeordnet, welches die retroreflektierende
Kunststoffschicht von ihrer Rückseite
mit Licht durchstrahlt. Nachteilig an der genannten selbstleuchtenden
retroreflektierenden Folie ist einerseits ihr verhältnismäßig aufwendiger
Aufbau, der die Folie kostenintensiv in der Herstellung macht, andererseits
erweist sich die genannte Folie jedoch auch als empfindlich gegenüber mechanischen
Verformungen, wie sie typisch beim Einbringen einer geprägten Kennzeichenlegende
in ein Kfz-Kennzeichenschild auftreten.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Kfz-Kennzeichenschild
anzugeben, welches einerseits eine erhöhte Erkennbarkeit unter nicht
retroreflektierenden Bedingungen aufweist, ohne jedoch andererseits
eine wesentlich beeinträchtigte
Erkennbarkeit unter retroreflektierenden Bedingungen zu zeigen.
Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kfz-Kennzeichenschild
anzugeben, dessen Kennzeichenlegende weiterhin mechanisch geprägt werden
kann.
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Gelöst wird
diese Aufgabe durch ein Kfz-Kennzeichenschild mit den Merkmalen
des Anspruchs 1.
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Ein
erfindungsgemäßes selbstleuchtendes Kfz-Kennzeichen
weist eine Trägerplatte
beispielsweise aus Metall auf, auf deren Vorderseite eine Selbst leuchtende
Retroreflektierende Folie auflaminiert ist. Dabei umfasst die Folie
eine erste transparente polymere Binderschicht, die ihrerseits rückseitig
mit einer optischen Reflektionsschicht bedeckt ist. In dieser ersten
Binderschicht ist eine Vielzahl von im Wesentlichen in einer Ebene
angeordneten transparenten Kugeln teileingebettet, die beispielsweise
aus Glas oder einem transparenten Kunststoff bestehen können. Unter
teileingebettet ist in diesem Zusammenhang zu verstehen, dass die
Kugeln nicht vollständig
von der ersten Binderschicht umschlossen werden. Weiterhin ist oberseitig – das heißt auf der von
der Trägerplatte
abgewandten Seite der Selbstleuchtenden Retroreflektierenden Folie – eine zweite Binderschicht
aufgebracht, die die in der ersten Binderschicht teileingebetteten
Kugeln vollständig überdecken
kann, aber nicht muss. Dabei ist die zweite Binderschicht mit selbstleuchtenden
Partikeln dotiert.
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In
einer vorteilhaften Weiterbildung ist die Dicke der ersten Binderschicht
so gewählt,
dass mehr als 50 % der unterseitigen Querschnittsfläche der
Kugeln von der ersten Binderschicht bedeckt ist. Auf diese Weise
werden die transparenten Kugeln relativ stark von der ersten Binderschicht
eingeschlossen. Dies hat unmittelbar zur Folge, dass auf die retroreflektierende
Folie einfallendes Licht unter einer Vielzahl von Einfallswinkeln
zurückreflektiert
wird. Darüber
hinaus kann die Dicke der zweiten Binderschicht, die mit Selbstleuchtenden
Partikeln dotiert ist und eine erhöhte optische Absorption aufweist,
dadurch begrenzt werden.
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Besondere
Vorteile ergeben sich, wenn die zweite Binderschicht im Wesentlichen
nur in den Zwischenräumen
zwischen den in einer Ebene angeordneten Kugeln angeordnet ist,
so dass die zweite Binderschicht die Kugeln oberseitig nicht vollständig einschließt. Insbesondere
kann die zweite Binderschicht in Form eines dünnen Films in den Zwischenräumen zwischen
den Kugeln auf die erste Binderschicht aufgebracht sein.
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Eine
besonders niedrige Absorption der retroreflektierenden Folie unter
gleichzeitiger Maximierung des selbstleuchtenden Effekts ergibt
sich, wenn die zweite Binderschicht im Wesentlichen in der Äquatorialebene
der Kugeln angeordnet ist. Dabei muss die Dicke der zweiten Binderschicht
so bemessen werden, dass sich eine ausreichende Leuchtdichte der
selbstleuchtenden Partikel für
den gewünschten
Einsatzzweck ergibt. Die erforderliche Dicke der zweiten Binderschicht
hängt dabei
von den gewählten
selbstleuchtenden Partikeln und den sonstigen Gegebenheiten der
retroreflektierenden selbstleuchtenden Folie ab.
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Besondere
Vorteile für
die Retroreflektivität ergeben
sich, wenn die im Wesentlichen in der Äquatorialebene der Kugeln angeordnete
zweite Binderschicht eine solche Dicke aufweist, dass sowohl die oberseitige
als auch die unterseitige Querschnittsfläche der Kugeln in Aufsicht
auf die retroreflektierende Folie im Wesentlichen, zumindest jedoch
zu mindestens 50 %, von der zweiten Binderschicht unbedeckt bleibt.
Hierzu muss selbstverständlich
auch die Eiche der ersten Binderschicht angepasst gewählt werden. In
dieser Anordnung ist es möglich,
die retroreflektierenden Eigenschaften der Folie durch die Einbringung
der zweiten Binderschicht, die aufgrund ihrer Dotierung mit selbstleuchtenden
Partikeln absorbierend ist, nur unwesentlich nachteilig zu beeinflussen. So
bleibt die Retroreflektivität
der Folie durch die Einbringung der zweiten Binderschicht über einen
relativ großen
Winkelbereich der einfallenden Strahlung im Wesentlichen unverändert. Erst
ab einem solchen Einfallswinkel der einfallenden Strahlung, der
aufgrund der Foliengeometrie einen Durchtritt der zu reflektierenden
Strahlung durch die zweite Binderschicht zur Folge hat, tritt eine
Schwächung
der Retroreflektivität
auf.
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In
einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen selbstleuchtenden Kfz-Kennzeichens
wird die zweite Binderschicht, in der die teilweise witterungsempfindlichen
selbstleuchtenden Partikel angeordnet sind, mit einer dritten durchsichtigen
Binderschicht dergestalt überschichtet,
dass das aus erster, zweiter und dritter Binderschicht bestehende
Schichtsystem die Kugeln vollständig
einschließt.
Dabei ist es insbesondere von Vorteil, wenn für die erste und die dritte
Binderschicht identische Materialien verwendet werden. Hier kann
insbesondere auf geeignete polymere Werkstoffe zurückgegriffen
werden. Bei der Auswahl der Werkstoffe für die erste und die dritte
Binderschicht ist dabei insbesondere auf eine hohe Witterungsbeständigkeit
sowie eine hohe mechanische Belastbarkeit zu achten, so dass auch
unter den rauen Einsatzbedingungen von Kfz-Kennzeichenschildern
mit starker Bewitterung und häufiger
mechanischer Einwirkung die von erster und dritter Binderschicht
eingeschlossene zweite Binderschicht mit den darin angeordneten
selbstleuchtenden Partikeln sich er vor Umwelteinflüssen geschützt bleibt.
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In
einer ersten bevorzugten Ausprägung werden
als selbstleuchtende Partikel solche Partikel verwendet, die Elektrolumineszenz
zeigen. Das heißt,
sie werden durch Anlegen eines elektrischen (Wechsel-) Felds zum
Leuchten angeregt. Eine hohe Lichtausbeute zeigen beispielsweise
ZnS-Phosphor-Partikel,
bei denen bereits geringe elektrische Feldstärken und niedrige Frequenzen
im Polaritätswechsel
des elektrischen Felds eine hohe Lichtausbeute ermöglichen.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der erfindungsgemäßen Kfz-Kennzeichen werden als
selbstleuchtende Partikel fluoreszierende Partikel verwendet, d.h.,
Partikel, die nach der Einwirkung von Umgebungslicht einen Nachleuchteffekt
aufweisen. Hierbei können
je nach gewünschtem
Einsatzzweck des selbstleuchtenden Kfz-Kennzeichens fluoreszierende
Partikel mit kurzer Nachleuchtdauer verwendet werden, mit denen
beispielsweise ein Kfz-Kennzeichen realisiert werden kann, welches
bei kurzen Tunneldurchfahrten einen Selbstleuchteffekt aufweist,
ohne dass hierzu das Einschalten der Fahrzeugbeleuchtung erforderlich
wäre. Es
ist auch möglich, lumineszierende
Partikel zu verwenden, die einen lang anhaltenden Nachleuchteffekt
aufweisen (der im Folgenden als Lumineszenz bezeichnet wird), der über Stunden
andauern kann. Erfindungsgemäße Kfz-Kennzeichen,
die mit solchen lumineszierenden Partikeln in der zweiten Binderschicht
versehen sind, weisen beispielsweise den Vorteil auf, dass auch
die Kfz-Kennzeichenschilder
abgestellter Fahrzeuge im Dunkeln auf einfache Weise abgelesen werden
können,
ohne dass hierzu der Einsatz einer externen Lichtquelle erforderlich
wäre.
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Ein
erfindungsgemäßes selbstleuchtendes Kfz-Kennzeichen
ist in der Lage, im Rahmen der geltenden nationalen Zulassungsvorschriften
die zum heutigen Tage weit verbreiteten geprägten retroreflektierenden Kfz-Kennzeichenschilder
zu ersetzen, ohne dass eine Änderung
der Zulassungsvorschriften erforderlich wäre, wenn die auf der Vorderseite der
Trägerplatte
aufgebrachte Folie prägbar
ist. Hierzu ist im Wesentlichen auf die Auswahl geeigneter Werkstoffe
für die
erste, zweite und ggf. dritte Binderschicht zu achten, so dass diese
Schichten einen mechanischen Prägevorgang
ohne Beschädigung überstehen.
Geeignete Materialien für
die erste Binderschicht sowie die optische Reflektionsschicht und
die transparenten Kugeln sind aus dem Stand der Technik in großer Vielzahl
bekannt. Insbesondere ist es hier vorteilhaft, wenn als Werkstoff
für die
optional vorzusehende dritte Binderschicht der gleiche Werkstoff
wie für
die erste Binderschicht verwendet wird. Die zweite Binderschicht
kann beispielsweise auf einem polymeren Werkstoff basieren, in den
im Herstellungsprozess die selbstleuchtenden Partikel auf geeignete
Weise eingebracht sind. Dabei ist bei der Auswahl des Matrixmaterials
ebenfalls auf eine hohe mechanische Verformbarkeit zu achten. Insbesondere
sind auch hier wieder polymere Werkstoffe gut als Matrixmaterialien
geeignet.
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In
der bevorzugten Weiterbildung, in der als selbstleuchtende Partikel
solche Partikel verwendet werden, die Elektrolumineszenz zeigen,
weist das erfin dungsgemäße selbstleuchtende
Kfz-Kennzeichen bevorzugt eine elektrisch leitende optische Reflektionsschicht
auf. Darüber
hinaus ist oberhalb der zweiten Binderschicht oder ggf. der optionalen
dritten Binderschicht eine transparente, elektrisch leitende Deckelektrodenschicht
angeordnet. Die Deckelektrodenschicht bildet gemeinsam mit der Reflektionsschicht
einen Kondensator aus. Dieser Kondensator ist dazu vorgesehen, ein über die
gesamte Oberfläche
des selbstleuchtenden Kfz-Kennzeichenschildes weitgehend homogenes
elektrisches Feld zu erzeugen, in dem die zweite Binderschicht mit
ihren darin eingebetteten elektrolumineszierenden Partikeln angeordnet
ist. Aufgrund des erfindungsgemäßen Aufbaus
der Folie kann der Abstand zwischen rückseitiger optischer Reflektionsschicht
und oberseitiger elektrisch leitender Deckelektrodenschicht sehr
klein gehalten werden, was unmittelbar hohe Feldstärken im
Inneren des so gebildeten Kondensators zur Folge hat und sich damit
positiv auf die Lichtausbeute des selbstleuchtenden Kfz-Kennzeichenschildes
auswirkt.
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Besondere
Vorteile ergeben sich, wenn die Deckelektrodenschicht aus einem
elektrisch leitfähigen
polymeren Werkstoff besteht. Hier stehen dem Fachmann zum heutigen
Tage eine Reihe elektrisch leitender Polymere zur Verfügung, die
neben einer hohen elektrischen Leitfähigkeit eine hohe mechanische
Belastbarkeit und eine gute Witterungsbeständigkeit bei gleichzeitig niedrigsten
Herstellungskosten zeigen. Selbstverständlich ist es möglich, anstelle eines
polymeren Werkstoffs für
die Deckelektrodenschicht auch aus dem Stand bekannte Schichten
aus ITO (Indium Tin Oxide) einzusetzen. Diese ITO-Schichten weisen
jedoch den Nachteil einer hohen mechanischen Empfindlichkeit auf
und sind aufgrund ihres Herstellungsprozesses, der ein Aufsputtern
der Schicht erforderlich macht, relativ kostenintensiv in der Herstellung.
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Die
konsequente Verwendung von polymeren Werkstoffen für die erste,
zweite und ggf. dritte Binderschicht sowie die Deckelektrodenschicht
verbessert die mechanische Belastbarkeit der Folie des erfindungsgemäßen Kfz-Kennzeichenschilds
und erhöht
damit die Prägbarkeit
des erfindungsgemäßen Kfz-Kennzeichenschilds.
Dabei ist es insbesondere möglich,
dass die dritte Binderschicht, die in erster Linie einer Versiegelung
der zweiten Binderschicht dient, gleichzeitig als elektrisch leitende
transparente Deckelektrodenschicht ausgeführt ist. Dies weist wiederum
den Vorteil auf, dass der Abstand zwischen den Elektroden des elektrolumineszierenden Schichtsystems
außerordentlich
klein gehalten werden kann, was hohe elektrische Feldstärken und
damit eine hohe Lichtausbeute zur Folge hat.
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Eine
erhöhte
Betriebssicherheit des erfindungsgemäßen elektrolumineszierenden
Kfz-Kennzeichens ergibt sich, wenn zwischen der Reflektionsschicht
und der Trägerplatte
des Kfz-Kennzeichens eine elektrisch nicht leitende Isolationsschicht
angeordnet ist. Insbesondere kann die Isolationsschicht als Kleberschicht
ausgebildet sein, die zur Verbindung von Trägerplatte und Folie vorgesehen
ist. Diese Kleberschicht kann dabei vor Aufbringung der Folie auf
die Trägerplatte
von einer Schutzfolie bedeckt sein.
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Ein
weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Kfz-Kennzeichensystem,
welches aus einem erfindungemäßen elektrolumineszierenden
Kfz-Kennzeichenschild besteht, welches in einem Kennzeichenrahmen
angeordnet ist. Dabei ist im Kennzeichenrahmen eine elektrische
Hochspannungsquelle angeordnet, die zum Anschluss an den aus Deckelektrodenschicht
und Reflektionsschicht gebildeten Kondensator des elektrolumineszierenden
Schichtsytems vorgesehen ist. Ein solches Kfz-Kennzeichensystem kann auf einfache
Weise so ausgestaltet werden, dass es vom Benutzer des Kfz nicht
geöffnet
werden kann, so dass ein Kontakt des Benutzers mit der für den Betrieb
eines elektrolumineszierenden Kennzeichens im Allgemeinen erforderlichen
Hochspannung sicher ausgeschlossen werden kann. Darüber hinaus
macht ein solches Kfz-Kennzeichensystem elektrische Zuleitungen
größerer Länge für die Zuführung der
erforderlichen Hochspannung überflüssig, wodurch
Leitungsverluste minimiert werden können.
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In
einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Kfz-Kennzeichensystems
weist die Folie des Kfz-Kennzeichenschilds randseitig mindestens
zwei Elektroden auf, die zum Anschluss einer elektrischen Hochspannungsquelle
an die Deckelektrodenschicht und die Reflektionsschicht vorgesehen sind.
Weiterhin weist der Kennzeichenrahmen Kontakte auf, die zur elektrischen
Kontaktierung der Elektroden der Folie vorgesehen sind. Dabei ist
der Kennzeichenrahmen vorteilhaft so ausgestaltet, dass sich eine
elektrisch leitende Verbindung zwischen den Kontakten und den Elektroden
automatisch ausbildet, wenn der Kennzeichenrahmen mit darin eingelegtem
erfindungsgemäßem Kfz-Kennzeichenschild geschlossen
wird.
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Weitere
Vorteile und Merkmale des erfindungsgemäßen Kfz-Kennzeichenschilds, ein Verfahren zu
seiner Herstellung und weitere Vorteile und Merkmale des erfindungsgemäßen Kfz-Kennzeichensystems
ergeben sich aus den nun folgenden Ausführungsbeispielen. Diese sind
nicht einschränkend
zu verstehen und werden anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
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1: einen Querschnitt durch
ein erfindungsgemäßes Kfz-Kennzeichenschild,
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2: einen Querschnitt durch
eine Folie eines ersten Ausführungsbeispiels
eines erfindungsgemäßen Kfz-Kennzeichenschildes,
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3: einen Querschnitt durch
die Folie eines zweiten Ausführungsbeispiels
eines erfindungsgemäßen Kfz-Kennzeichenschilds,
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4a-4d: Verfahrensschritte
zum Herstellen der Folie eines dritten Aus führungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Kfz-Kennzeichenschilds,
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5a: einen vergrößerten Ausschnitt
aus 2, und
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5b: eine Aufsicht auf den
Ausschnitt aus 5a.
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1 zeigt einen Querschnitt
durch ein erstes Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen selbstleuchtenden
retroreflektierenden Kfz-Kennzeichenschilds.
Es besteht aus einer prägbaren
Trägerplatte 2,
die beispielsweise aus Aluminium bestehen kann. Auf die Vorderseite
der Trägerplatte 2 ist
eine Folie 3 mittels einer Kleberschicht 8 auflaminiert.
Die Kleberschicht 8 kann insbesondere eine Heißkleberschicht
sein, die durch Hitzeeinwirkung aktiviert wird und vor dem Auflaminieren
der Folie 3 durch eine in 1 nicht
gezeigte Schutzfolie abgedeckt sein kann.
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Ausgehend
vor ihrer von der Trägerplatte 2 abgewandten
Oberseite weist die Folie 3 folgenden Aufbau auf:
An
der Oberfläche
der Folie 3 ist eine Passivierungsschicht 16 angeordnet,
die transparent ist und eine hohe mechanische Beständigkeit
sowie eine hohe Beständigkeit
gegen Bewitterung aufweist. Sie besteht vorzugsweise aus einem weitgehend
inerten transparenten Kunststoffmaterial und dient dazu, die unter
der Passivierungsschicht 16 gelegenen Schichten und Bestandteile
der Folie 3 zu verkapseln. Unterhalb der Passivierungsschicht 16 ist
eine transparente Deckelektrodenschicht 7 angeordnet, die
eine hohe elektrische Leitfähigkeit
aufweist. Als Material für
die Deckelektrodenschicht 7 kommt insbesondere ein elektrisch
leitfähiger
polymerer Werkstoff mit hoher Transparenz in Frage. Darüber hinaus
kann die Deckelektrodenschicht 7 jedoch auch aus einer
aus dem Stand der Technik wohlbekannten Schicht aus ITO (Indium
Tin Oxide) bestehen, die im Allgemeinen aufgesputtert sein wird.
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Unterhalb
der transparenten Deckelektrodenschicht 7 ist eine dritte
Binderschicht 17 angeordnet, die ebenfalls eine hohe Transparenz
aufweist. Auch für
die dritte Binderschicht 17 kommt vorzugsweise ein polymerer
Werkstoff zum Einsatz.
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In
der dritten Binderschicht 17 sind transparente Kugeln 5,
die beispielsweise aus Glas bestehen können, teileingebettet. Die
Kugeln 5 weisen eine Größe von typisch
50 Mikrometern auf und sind im Wesentlichen in einer Ebene angeordnet.
Je nach Herstellungsverfahren der Folie 3 ergibt sich hier
eine mehr oder weniger regelmäßige Anordnung
der Kugeln 5 in einer dichten Kugelpackung.
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Im
Zwischenraum zwischen den Kugeln 5 und unterhalb der dritten
Binderschicht 17 ist die zweite Binderschicht 9 im
Wesentlichen in der Äquatorialebene
der Kugeln 5 angeordnet. Diese zweite Binderschicht 9 dient
als Matrix für
in sie eingebettete selbstleuchtende Partikel 10, wie sie
beispielsweise in der von der Durel Corporation, Chandler, Arizona, USA
unter der Bezeichnung Durehl 3 angebotenen elektrolumineszierenden
Folie zum Einsatz kommen. Diese selbstleuchtenden Partikel weisen
eine Mikroverkapselung auf, die die Witterungs-, insbesondere feuchtigkeitsempfindlichen
elektrolumineszierenden Phosphorpartikel in sich einschließen. Als
Werkstoff für
die Matrix der zweiten Binderschicht 9 kommen wiederum
polymere Materialien in Frage, die sowohl in fester als auch in
flüssiger
oder gelartiger Form vorliegen können,
oder auch in Form einer Polymerschmelze. Die Dicke dieser zweiten
Binderschicht kann relativ dünn
gewählt
sein, so dass sie im Bereich von einigen Mikrometern bis zu einigen
10 Mikrometern liegt.
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Unterseitig
sind die transparenten Kugeln 5 in eine erste Binderschicht 4 teileingebettet,
wobei das erste Material der Binderschicht 4 gleich dem Material
der dritten Binderschicht 17 gewählt sein kann. Unterseitig
auf die erste Binderschicht 4 ist eine metallische Reflektionsschicht 6 aufgebracht, die
beispielsweise aus thermisch aufgedampftem Silber oder Aluminium
von einigen 100 Nanometern bis zu einigen 10 bis 100 Mikrometern
Dicke bestehen kann. Wie aus 1 ersichtlich
ist, folgt die erste Binderschicht 4 sowie die Reflektionsschicht 6 dem
Verlauf der Kugeln 5, wobei die Reflektionsschicht 6 in einem
im Wesentlichen konstanten, definierten Abstand von der Oberfläche der
Kugeln 5 angeordnet ist. Die Werkstoffe der ersten Binderschicht 4 und
der dritten Binderschicht 17 sowie der transparenten Kugeln 5 weisen
unterschiedliche Brechungsindices im sichtbaren Spektralbereich
auf, so dass sie ein Linsensystem ausbilden. Dabei ist die Dicke
der ersten Binderschicht 4 so bemessen, dass der sich bei
einer Bestrahlung des erfindungsgemäßen Kfz-Kennzeichenschilds
mit parallelem Licht ausbildende Fokuspunkt im Wesentlichen auf
der Reflektionsschicht 6 liegt. Eine solche Anordnung von
erster und dritter Binderschicht 4, 17, den Kugeln 5 sowie
der Reflektionsschicht 6 ist aus dem Stand der Technik
bereits bekannt. Retroreflektierende Folien mit einem entsprechenden
Aufbau werden zum heutigen Tage vielfach zur Herstellung retroreflektierender
Kfz-Kennzeichenschilder
verwendet.
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Wie
bereits erwähnt,
ist rückseitig
auf der Reflektionsschicht 6 eine Isolationsschicht 8 in
Form einer Kleberschicht aufgebracht, mit deren Hilfe die Folie 3 in
einem Heißlaminiervorgang
auf die Vorderfläche
der Trägerplatte 2 auflaminiert
ist. Ein aus einer Kleberschicht und einer metallischen Reflektionsschicht 6 bestehende
Folie mit in der ersten Binderschicht teileingebetteten transparenten
Kungeln wird beispielsweise von der Firma Avery als „open bead" Retroreflektionsfolie
vertrieben.
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In
der Folie 3 des ersten Ausführungsbeispiels gemäß 1 bilden die metallische
und somit elektrisch leitfähige
Reflektionsschicht 6 und die elektrisch leitfähige Deckelektrodenschicht 7 einen Kondensator
aus, in dessen Innenraum durch Anlegen einer elektrischen Spannung
an die genannten Schichten ein hohes elektrisches Feld erzeugt werden
kann. Durch Anlegen einer elektrischen Wechselspannung von etwa
100 – 1000
Volt, deren Frequenz beispielsweise im Bereich von 100 – 1000 Hertz
liegen kann, entsteht im Innenraum des Kondensators, insbesondere
im Bereich der zweiten Binderschicht 9 ein schnell wechselndes
elektrisches Feld hoher Feldstärke,
welches die in der zweiten Binderschicht eingeschlossenen selbstleuchtenden Partikel 10 zum
intensiven Leuchten anregt. Die zu verwendenden Spannungen und Frequenzen
hängen
dabei ab von der Auswahl der verwendeten selbstleuchtenden Partikel
sowie von den geometrischen und die elektrischen Verhältnissen
im Innenraum des Kondensators.
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2 zeigt vergrößert einen
Ausschnitt aus der Folie 3 des ersten Ausführungsbeispiels
gemäß 1. Deutlich zu erkennen
ist die Anordnung der zweiten Binderschicht 9 in der Äquatorebene
der transparenten Kugeln 5, wobei die transparenten Kugeln 5 und
die zweite Binderschicht 9 vollständig von der ersten Binderschicht 4 und
der dritten Binderschicht 17 eingeschlossen sind. Durch
diesen Einschluss der zweiten Binderschicht 9 kann bereits
eine gute Verkapselung der empfindlich auf Umwelteinflüsse reagierenden
selbstleuchtenden Partikel 10 in der zweiten Binderschicht 9 erreicht
werden.
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3 zeigt einen Ausschnitt
aus der Folie 3 eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen selbstleuchtenden
Kfz-Kennzeichenschilds. In diesem zweiten Ausführungsbeispiel tritt an die
Stelle der dünnen
zweiten Binderschicht 9 sowie der dritten Binderschicht 17 eine
einzige zweite Binderschicht 9, die mit selbstleuchtenden
Partikel 10 dotiert ist. In diesem Ausführungsbeispiel werden die transparenten
Kugeln 5 vollständig
von der ersten Binderschicht 4 und der zweiten Binderschicht 9 umschlossen.
Der weitere Aufbau der Folie 3 stimmt mit dem Aufbau der
Folie 3 des ersten Ausführungsbeispiels überein.
Der Aufbau gemäß des zweiten
Ausführungsbeispiels
weist den Vorteil einer vereinfachten Herstellbarkeit auf, da ein
kommerziell erhältliches
Standard „open
bead"-Foliengrundmaterial
einfach mittels einer zweiten Binderschicht 9 überschichtet
werden kann, auf welche dann wiederum eine geeignete Deckelektrodenschicht 7 und
eine Passivierungsschicht 16 aufgebracht werden. Dieses Ausführungsbeispiel
eignet sich insbesondere für solche
Matrixmaterialien für
die zweite Binderschicht 9, die aufgrund ihrer physikalischen
Eigenschaften die eingebetteten selbstleuchtenden Partikel 10 zuverlässig abkapseln.
Darüber
hinaus eignet es sich insbesondere für Matrixmaterialien für die zweite
Binderschicht 9, die eine hohe Transparenz aufweisen, wobei
vorteilhaft die selbstleuchtenden Partikel 10 nur in einer
solchen Konzentration zugesetzt sind, dass das dotierte Matrixmaterial
ebenfalls nur eine schwache Absorption aufweist. Aufgrund dieser
unvermeidlich auftretenden Absorption ist es günstig, wenn der oberhalb der
transparenten Kugeln 5 gelegene Bereich der zweiten Binderschicht 9 nur
noch eine geringe Dicke aufweist, die vorzugsweise unter 100 Mikometern
betragen sollte.
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Aus
den 4a bis 4d ist ein Herstellungsverfahren
zur Herstellung einer Folie 3 für ein drittes Auführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Kfz-Kennzeichenschilds 1 zu
entnehmen. 4a zeigt
das Ausgangsmaterial des Herstellungsverfahrens, bei dem es sich
um ein bereits erwähntes „open bead"-Material handelt.
In einer ersten Binderschicht 4 sind transparente Kugeln 5 teileingebettet,
wobei unterseitig auf die erste Binderschicht 4 eine metallische
Reflektionsschicht aufgebracht ist. Diese wiederum ist unterseitig
mit einer isolierenden Heißkleberschicht
bedeckt, die als Isolationsschicht 8 dient.
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Im
aus 4b ersichtlichen
zweiten Verfahrensschritt wird das Folienmaterial wie gezeigt mit
einer dünnen
Schicht an flüssigem
und mit geeigneten selbstleuchtenden Partikeln 10 dotiertem
Matrixmaterial zur Ausbildung der zweiten Binderschicht 9 überschichtet.
Dabei ist die Viskosität
des Matrixmaterials so gewählt,
dass das überschichtete
Material in erster Linie in die Zwischenräume zwischen den transparenten
Kugeln 5 hineinläuft
und sich allenfalls ein dünner
Film auf der Oberseite der Kugeln 5 ausbildet. An dieser
Stelle kann das Verfahren verbessert werden, indem das Matrixmaterial
für die
zweite Binderschicht 9 so gewählt wird, dass es die transparenten
Kugeln 5 nicht oder nur schlecht benetzt. Hierzu kann auch
eine spezielle, die Benetzungseigenschaften der Kugeln 5 verändernde
Beschichtung auf die Oberfläche
der Kugeln 5 aufgebracht werden. Im gezeigten dritten Ausführungsbeispiel
wird als Matrixmaterial für
die zweite Binderschicht 9 ein UV-härtender Polymerwerkstoff verwendet,
der im zweiten Verfahrensschritt ausgehärtet wird.
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4c zeigt den nachfolgenden
dritten Verfahrensschritt, in dem die zweite Binderschicht 9 direkt
mit einer elektrisch leitenden, transparenten polymeren Deckelektrodenschicht 7 überschichtet
wird. Auch diese Deckelektrodenschicht 7 wird im flüssigen Zustand
aufgebracht und im dritten Verfahrensschritt ausgehärtet.
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Im
vierten Verfahrensschritt, der aus 4d ersichtlich
ist, wird schließlich
die Deckelektrodenschicht 7 mit einer Passivierungsschicht 16 bestehend
aus einem gegen Umwelteinflüsse
weitgehend unempfindlichen transparent an Kunststoff überschichtet.
Auch diese Passivierungsschicht 16 wird in flüssigem Zustand
aufgebracht und im vierten Verfahrensschritt ausgehärtet.
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Zum
Herstellen eines erfindungsgemäßen Kfz-Kennzeichenschilds
wird dann das aus 4d ersichtliche
Verbundsystem, welches die Folie 3 bildet, mittels eines
Heißlaminiervorgangs
auf eine Trägerplatte
auflaminiert. Ein solches Kfz-Kennzeichenschild weist einerseits
eine hohe Retroreflektivität und
andererseits eine hohe, durch Elektrolumineszenz der zweiten Binderschicht
hervorgerufene Selbstleuchtkraft auf. Darüber hinaus ist es aufgrund des
gezeigten Folienaufbaus mechanisch hoch belastbar, insbesondere
streckbar und ist daher gut zur Realisierung mechanisch prägbarer Kfz- Kennzeichenschilder
geeignet, die den derzeit gültigen
nationalen Zulassungsvorschriften genügen.
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Die 5a und 5d verdeutlichen nochmals die geometrischen
Verhältnisse
der zweiten Binderschicht 9 im ersten Ausführungsbeispiel.
Dabei zeigt 5a einen
vergrößerten Ausschnitt
aus dem Querschnitt gemäß 2.
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Wie 5a deutlich zu entnehmen
ist, ist die zweite Binderschicht 9 im Wesentlichen in
der Äquatorebene
der transparenten Kugeln 5 angeordnet und wird vollständig von
der ersten Binderschicht 4 (unterseitig) und der dritten
Binderschicht 17 (oberseitig) eingeschlossen. Dabei ist
die Dicke der zweiten Binderschicht 9 so bemessen, dass
in Aufsicht auf die Folie 3, wie sie aus 5b ersichtlich ist, nur ein geringer
Teil der Querschnittsfläche
der transparenten Kugeln 5 von der zweiten Binderschicht 9 überdeckt wird.
Wie 5b verdeutlicht,
wird in der gezeigten Blickrichtung, die mit senkrechtem Lichteinfall übereinstimmt,
nur ein kleiner Teil der Querschnittsfläche der Kugel 5 überdeckt,
der deutlich unterhalb von 50% der gesamten Querschnittsfläche ausmacht. Durch
die gezeigte Anordnung der zweiten Binderschicht 9 im Wesentlichen
in der Äquatorebene
der Kugeln 5 sowie die gewählte kleine Dicke der zweiten Binderschicht 9 ist
es möglich,
die Retroreflektivität der
Folie 3 gegenüber
einer vergleichbaren nicht selbstleuchtenden retroreflektierenden
Folie nicht wesentlich zu verringern.
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Der
in 4d gezeigte Schichtaufbau
kann auch den Aufbau einer Folie 3 für ein erfindungsgemäßes Kfz-Kennzeichenschild
wiedergeben, welches in seiner zweiten Binderschicht 9 mit
lumineszierenden selbstleuchtenden Partikeln 10 dotiert
ist. In diesem Fall besteht das Schichtsystem ausgehend von seiner
Oberfläche
aus einer transparenten Passivierungsschicht 16, einer
transparenten Binderschicht 17, einer zweiten Binderschicht 9,
die die transparenten Kugeln 5 teileinschließt, und
unterseitig einer ersten Binderschicht 4, die die transparenten Kugeln 5 ebenfalls
teileinschließt.
Auf diese erste Binderschicht 4 ist wiederum eine optische
Reflektionsschicht 6 aufgebracht, die nicht elektrisch
leitfähig sein
muss, im Allgemeinen jedoch sein wird. Unterhalb der Reflektionsschicht 6 ist
wiederum eine Heißkleberschicht
angeordnet. In diesem vierten Ausführungsbeispiel kann daher auf
die Aufbringung einer oberseitig angeordneten elektrisch leitfähigen transparenten
Deckelektrodenschicht 7 verzichtet werden.