DE2753253A1 - Verbessertes rueckstrahlendes bogenmaterial mit rueckstrahlenden markierungen - Google Patents

Verbessertes rueckstrahlendes bogenmaterial mit rueckstrahlenden markierungen

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Description

2753263
Minnesota Mining and Manufacturing Company, St0 Paul, Minnesota, Vo Stο A0
Verbessertes rückstrahlendes Bogenmaterial mit rückstrahlenden Markierungen
Die vorliegende Erfindung betrifft rückstrahlendes Blatt-, Folien- bzw«, Bogenmateri&l bekannter Art (US-PS 3o154.872) mit Beschriftung oder Markierung Innerhalb des Bogens, die dem Material eine kennzeichnende Identität erteilte
Die vorliegende Erfindung stellt einen Fortschritt gegenüber diesen Blatt- bzw. Bogenmaterialien dar, da sie eine neuartige Art einer Markierung mit bisher nicht gekannten Rückstrahleigenschaften schafft, die es ermöglichen, dieses Material von anderen ohne umständliche oder destruktive Prüfverfahren schnell und leicht zu unterscheiden. Diese Reflexionseigenschaften erschweren es außerdem, die Markierung unbefugt nachzuarbeiten oder zu fälschen»
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Das reflektierende Blattmaterial nach der vorliegenden Erfindung ist allgemein dem bekannten Blattmaterial dahingehend ähnlich, daß es eine Einzelschicht aus Mikrokugellinsen, die auf die Vorderfläche des Blattmaterials auffallendes Licht aufnehmen können, eine Abstandsschicht aus Polymerisatmaterial, daß auf die Mikrokugellinsen aufgetragen ist und so konturiert ist, daß sie den gekrümmten rückseitigen Flächen der Mikrokugellinsen folgt, eine spiegelnd reflextierende, auf die Abstandssohioht aufgetragene Schicht sowie eine Bildschicht aufweist, die bildmäßig zwischen die Abstands- und die spiegelnd reflektierende Schicht eingefügt ist«,
Blattmaterial nach der Erfindung unterscheidet sieh von dem bekannten Material in den Eigenschaften der Bildsohichto Während in der bekannten Konstruktion die Bildschicht halbspiegelnd -bspwo durch Einschluß von Metallpigment - ist, ist die Bildschicht in dem reflektierenden Blattmaterial naoh der vorliegenden Erfindung im wesentlichen transparent· Lichtstrahlen können also zu der spiegelnd reflektierenden Schicht hinter der BiIdsohioht hindurchtreten und von dieser reflektiert werden« Zusätzlich zu ihrer Transparenz ist die Bildsohicht mit eich verändernder Dicke ausgeführt, die in den Tälern der Abstandssohioht zwisohen den Mikrokugellinsen größer ist als in den gekrümmten Bereichen unmittelbar hinter den Mikrekugellinsen·
Das Vorliegen der unterschiedlichen dicken transparenten BiIdschioht ändert die Heflektionseigeniohaften de* reflektierendem
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Blattaatexlale nach der vorliegenden Erfindung, da auf diese Veise der Abstand «wischen der spiegelnd reflektierenden Schicht und den Mikrokugellinsen sich ändert. Eine hauptsächliche Änderung betrifft dabei die Reflektion von Licht, das auf das Bogenmaterial unter einen großen Winkel einfällt (Winkel zwischen der auf das Bogenmaterial auftreffenden Licht und der Lotrechten auf dem Bogenmaterial)· Derartige Lichtstrahlen werden von den Mikrokugellinsen in die Talbereiche fokussiert, wo die BiId-Bohioht am dicksten ist· Die erhöhte Dicke der Bildschioht in den Talbereichen verschiebt die spiegelnd reflektierende Schicht aus dem Brennpunkt der Lichtstrahlen mit großem Einfallswinkel; diese Verschiebung bewirkt eine Verringerung der Rückstrahlung dieser Lichtstrahlen. Im Ergebnis können die Markierungen in dem Bogenmaterial nach der Erfindung unsichtbar sein(und sind es vorzugsweise), wenn man das Material unter Rückstrahlbetraohtungsbedingungen aus einer sum Bogenmaterial rechtwinkligen Position betraohtet; sie werden aber sichtbar, wenn man das Bogenmaterial unter Rtiokstrahlbetraohtungsbedingungen winklig betrachtet. Die Sichtbarkeit der Markierung unter einem Winkel ist ein ausgezeichneter Effekt und erlaubt dem Betrachter, der das Bogenmaterial anschaut, dessen Identität zu ermitteln.
Um die gewünschte Sichtbarkeit der Markierungen in reflektierendem Bogenmaterial nach der Erfindung su erreichen, sollte die Rückstrahlung in den Bildbereichen ausreichend stark reduziert sein, um einen guten Kontrast zu der spiegelnden Reflektion in
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den Nichtbild- bzw«, Hintergrundbereichen zu erzeugen«, Für die vorliegenden Zwecke läßt sich Kontrast als der Unterschied der Sückstrahlhelligkeit zwischen den Bild- und den Nichtbildbereichen bei einem Einfallswinkel von 45° (Licht fällt auf das Bogenmaterial unter einem Winkel von 45° zu einer Lotrechten auf dem Bogenmaterial ein) beschreiben«. Im allgemeinen sind Bilder unter Rückstrahlbetrachtungsbedingungen unter einem Winkel von 45° sichtbar, wenn die Rückstrahlung von unter 45° einfallendem Licht aus den Bildbereichen des Bogenmaterials mindestens 30 % geringer ist als die Rückstrahlung von mit 45° einfallendem Licht aus den Nichtbildbereiohen (wegen der begrenzten Empfindliohtkeit der Meßgeräte sollten Messungen an Bild- bzwo Nioht-
bildbereichen erfolgen, deren Größe mindestens 6 om beträgt)ο Um eine gute Lesbarkeit zu erreichen, sollte die Rückstrahlung aus den Bildbereichen mindestens 35 % und vorzugsweise mindestens 40 % schwächer sein als aus den Nichtbildbereichen·
Transparente Schichten sind in der Vergangenheit in bildmäßigen Mustern in reflektierende Bogenmaterialien aufgenommen worden, um deren Rückstrahleigenschaften zu öndern - verglo bspw«, die US-PS 3.810o183o
Die Verwendung einer Bildschicht, die in den Talbereiohen dicker als an den gekrümmten Spitzen der Abstandsschicht ist, führt jedoch zu speziellen zusätzlichen Effekten, wie beschrieben, die dem Bogenmaterial weiteren Nutzen erschließen.
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Figo 1 der Zeichnung ist ein Schnitt durch ein idealisiertes repräsentatiTes reflektierendes Bogenmaterial nach der vorliegenden Erfindung;
Figo 2 ist ein Schnitt durch einen Teil des Bogenmaterials der Fig» 1 und weiter vergrößert, um die Erläuterung der Besonderheiten der Erfindung weiter zu unterstützen;
Fig. 3 ist ein Schnitt durch ein weiteres beispielhaftes reflektierendes Bogenmaterial nach der vorliegenden Erfindung«,
Das repräsentative reflektierende Bogenmaterial 10 nach der vorliegenden Erfindung, wie es in Fig· 1 gezeigt ist, weist eine Deckschicht 11, eine Einzelschicht aus transparenten Mikrokugellinsen 12, typischerweise Glaskügelohen auf, die in eine Schicht 13 aus transparentem Bindemittel eingebettet sind, eine Abstandssohioht 14 auf den rückwärtigen Flächen der Mikrokugellinsen 12, die so kontuiert ist, daß sie den gekrümmten Rückseiten der Mikrokugeln folgt, eine auf die Abstandeeohicht aufgetragene Bildsohioht 15, eine auf die Abstandsschicht und die Bildschicht aufgetragene reflektierende Schicht 16 so wie eine Rückschicht 17, auf, wobei letztere bspw. eine Schicht eines Klebers oder eines anderen Polymerisats sein kann« Unter anderem schützt die Schicht 17 die spiegelnd reflektierende Schicht, bietet ein Mittel, um das Bogenmaterial auf einem Substrat zu befestigen und erteilt dem Bogenmaterial zusätzliche Festigkeit.
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Mit Ausnahme der Bildschicht 15 ist der in Figo 1 gezeigte Aufbau herkömmlich und Verfahren zu seiner Herstellung sind bekannt» Die Zeichnung der Figo 1 ist dahingehend vereinfacht bzwo idealisiert, daß die Mikrokugellinsen 12 alle in der gleichen Größe und gleichbeabstandet zu einer perfekten Einzelschicht angeordnet dargestellt sindo Tatsächlich variiert die Größe der Mikrokugellinsen innerhalb eines bestimmten Bereiches und die Mikrokugeln liegen auch nicht mit gleichmäßigem Abstand zu einer perfekten Einzelschicht angeordnete
Nachdem die Abstandsschicht 14 ausgebildet worden ist, bringt man die Bildschicht 15 in einem Bildmuster - typischerv/eise nach herkömmlichen Druckverfahren - euf o Ein Beschichtungsmaterial bzw. eine Druckfarbe wird hierbei benutzt, dessen bzwo deren Viskositätseigenschaften ein Fließen der Druckfarbe von den gekrümmten Spitzen 19 der Abstandsschicht unmittelbar hinter den Mikrokugellinsen abwärts in die Täler 20 zwischen den Mikrokugellinsen bewirkt, so daß die Bildschicht in den Tälern dicker wird als über den gekrümmten Spitzen, wie in Figo 1 gezeigt.
Die Folge dieser unterschiedlichen Dicke der Bildschicht ist in der Figo 2 gezeigte Achsparallele Lichtstrahlen 22, die rechtwinklig zu« reflektierenden Bogenmaterial laufen, werden von den Mikrokugellinsen 12 zu einem Fleck 25 fokussiert (da die Kugeln keine perfekten Linsen darstellen, wird auf einen Fleck, nicht auf einen Punkt fokussiert), der nahe der Kante der Abstandsschicht 14 liegt„ Die spiegelnd reflektierende
η η π ?,; y; ii <j.: 7
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Schicht 16 liegt nahe genug an der Kante der Abs tend 3 schicht und der Brenn-'^leck11 groß genug, daß die Verschiebung der spiegelnd reflektierenden Schicht nur eine sehr geringe Verringerung der Helligkeit der Rückstrahlung der rechtwinkligen Lichtstrahlen bewirkt» Treffen Lichtstrahlen 24 unter einem Winkel von 45° auf das Bogenmaterial, addieren sich die Dicke der Abstandsschicht 14 und der Bildschicht 15 in den Tälern zwischen dem Mikrokugellinsen so, daß die spiegelnd reflektierende Schicht 16 vom Brennfleck 23 der Strahlen 24 entfernt liegt; diese 45°-Strahlen 24 werden also nicht mit der gleichen Stärke reflektiert wie die rechtwinkligen Lichtstrahlen 22«,
Sie Bildschicht 15 sollte transparent sein, läßt sich aber mit transparenten Farbsteffen oder Pigmenten sum Rest des Bogenmaterial s passend oder mit diesem kontrastierend einfärben· Die Färbung kann so gewählt werden, daß sie die Markierung entweder verdeckt oder sie unter gewöhnlichen Tageslichtbedingungen sieht· bar macht (bei letzterem ist auch an eine Betrachtung unter Außenumlicht während der Tageslichtstunden gedacht, im Gegensatz zu einer Rückstrahlbetrachtung, bei der ein konzentrierter Lichtstrahl auf das reflektierende Bogenmaterial gerichtet wird und der Betrachter sich nur geringfügig außerhalb der Achse des Lichtstrahls befindet). Geeignete Färbemittel sind bspw. transparente organische Pigmente wie Phthalcyaningrün, Phthalcyaninblau- und Perylenrot sowie transparente Farbstoffe wie "Marrolex Blue RRn der Fa0 Verrona.
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Die Trägersubstanz der Beschichtungsmittel bzw. der Druckfarbe, aus dem bzw· der die Bildschicht 15 gebildet wird, ist typischerweise eine Lösung eines Polymerisatmaterials in einem löslichen Lösungsmittel; Zusammensetzungen der richtigen Viskosität lassen sich jedoch auch mit lösungsmittelfreien Systemen erreichen« Die Viskosität der Flüssigkeit, die erforderlich ist, damit diese in der gewünschten Weise von den gekrümmten Rückseiten 19 der Abstandsschicht 14 in die Täler 20 fließt, läßt sich nach Maßgabe des Druckverfahrens empirisch ermitteln,. Derzeit werden Tiefdruckverfahren bevorzugt, eingesetzt, um die gewünschte Dickenänderungen zwischen den Rückseiten und den Tälern darzustellen, und für diese Verfahren liegt die Viskosität im allgemeinen mit einem Zahnbecher Nr0 2 gemessen bei weniger als 100 seco Die erforderliche Viskosität kann auch von Druckpresse zu Druckpresse unterschiedlich sein; ist die Farbe zu zäh, kann man «in Verdünnungsmittel zugeben.
Geeignete polymere filmbildende Bindemittel zur Ausbildung der Bildschicht sind bspw„ Vinylacetat, Vinylchlorid, Acrylstoffe und zahlreiche andere Polymerisate, mit denen sich geeignete Strömungseigenschaften erreichen lassen. Diese Bindemittel kann man in verschiedenen Flüssigkeiten lösen bzw. dispergieren, bei denen es sich typischerweise um organische Lösungsmittel wie bspwo Ketone, Ester, aromatische Kohlenwasserstoffe und Alcohol· handelte
Die Dicke der Bild- und der Abstandsechicht hängt vom Brechung·-
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index der Mikrokugelllnsen und deren Durchmesser ab· Ein typisches Bogenmaterial, wie es die Figo 1 und 2 zeigen, enthält Mikrokugellinsen mit einem Brechungsindex von etwa 2,25 und einem durchschnittlichen Durchmesser Von etwa 6OyUm, wobei die Abstand s schicht im allgemeinen etwa 12/um dick isto In einem solchen Bogenmaterial sollte die Bildschicht eine Dicke auf den gekrümmten Rückseiten 19 von 0 bis etwa 0,5 ,um und in den Talbereichen (Abmessung 27 in Pig. 2) von etwa 1 ,um oder mehr, gewöhnlich bis zu etwa 3/um aufweisen. Vie diese Werte zeigen, ist die Bildschicht in den Talbereichen im allgemeinen mindestens doppelt so dick wie auf den gekrümmten Rückseiten.
Ein Vorteil, den die vorliegende Erfindung gegenüber bekannten Bogenmaterialien erbringt, ist die größere Freiheit hinsichtlich der Abmessungen der Bilder, die die Bildschicht darstellt» Die halbspiegelnden Zeichenbeschriftungen in den bekannten Bogenmaterialien durften nicht breiter als 0,4 mm sein, damit sie bei Betrachtung unter rechtwinkliger Rückstrahlung nicht sichtbar waren und um die Schwächung der Nutzrückstrahlung aus dem Bogenmaterial so gering wie möglich zu haltenβ Die Bildschicht in dem Bogenmaterial nach der vorliegenden Erfindung ist Jedoch transparent und bewirkt nur eine geringe,vorliegende Erfindung, Schwächung der Rückstrahlung von rechtwinklig einfallenden Lichtstrahlen. Folglich können die Bilder in dem Bogenmaterial nach der vorliegenden Erfindung sehr breit sein, ohne daß sie bei rechtwinkliger Rückstrahlbetrachtung sichtbar werden und
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ohne Nutzrückstrahlung wesenblich zu beeinträchtigen,, Das Ergebnis ist eine größere Freiheit bei der Auslegung von identifizierenden Symbolen für das Bogenmaterial nach der vorliegenden Erfindungo Im allgemeinen ist die Bildschicht in dem Bogenmaterial nach der vorliegenden Erfindung (auch wenn sie farbig, nicht klar ist) ausreichend transparent, daß die Rückstrahlung aus einem Bildbereich von 6 cm bei Betrachtung der Rückstrahlung unter rechtem Winkel mindestens 85 % und vorzugsweise 90 % (mindestens) so hell wie aus den Nichtbildbereichen ist«,
Ein Vorteil des reflektierenden Blattmaterials nach der vorliegenden Erfindung ist, daß die Kennzeichnung der Markierungen der Erfindung sich visuell und ohne andere Prüfungen bestimmen läßt» Druckt man bspwo Marken auf die Oberfläche des reflektierenden Bogenmaterials auf, erhält man visuelle Effekte ähnlich denen, die mit dem bekannten Bogenmaterial erreichbar sindo Will man mutmaßlich gefälschtes Material dieser Art prüfen, muß es destruktiv geprüft, do h. abgetragen werden, um zu ermitteln, ob eine Falschmarkierung auf die Bogenoberflache aufgedruckt ist ο
Der hauptsächliche Aufbau des reflektierenden Bogenmaterials nach der Erfindung läßt sich nach aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren herstellen. Ein typisches Verfahren zur Herstellung eines Produktes entsprechend der Figo 1 verlangt, daß man die Schicht 11 auf eine Ablöseschicht mit glatter Oberfläche aufträgt, die Tragschicht 1$ auf die Schicht 11 aufbringt, Mikrokugellinsen 12 auf die Schicht 13 aufschüttet, wobei die Mikro-
kugeln vorzugsweise mit oberflächenaktiven Mitteln behandelt sind, so daß sie angenähert an ihren Halbkugel- oder Mittelpunktelinien schweben, dann die Tragschicht 13 trocknet, die Abstandsschicht 14 auf die Mikrokugeln 12 und die Tragschicht aufträgt und die Schicht trocknet, die Bildschicht 1> aufdruckt und trokknet, die spiegelnd reflektierende Schicht 16 aufträgt, d. h. typischerweise aufdampft, und dann die Rückschicht 17 aufträgt und trocknetο
Die Erfindung ist auch mit anderen Arten Bogenmaterial als der in Figo 1 gezeigten nützlich· Bspw. kann es die in Fig. 1 gezeigte Form annehmen, in der das Bindemittel und die Abstandsschicht für die Mikrokugellinsen zu einem Material bmw„, einer Schicht 30 vereint sind. Eine solcher Aufbau läßt sich bspw. erstellen, indem man die Mikrokugellinsen im Material für die Schicht 30 dispergiert und diese Mischung auf eine Deckfolie 31 aufträgt. Bei einem solchen Aufbau zeigen die Mikrokugellinsen 32 die Neigung, sich auf der Deckfolie 31 abzusetzen.
Das folgende Beispiel erläutert die Erfindung zusätzlich. Bogenmaterial entsprechend der Fig. 1 - außer der Bild-, spiegelnd reflektierenden und Rückschicht - wurde nach bekannten Verfahren hergestellt. Danach wurde die folgende Zusammensetzung bildmustermäßig auf die Oberfläche der Abstendsschient mit einer Tiefdruckmaschine aufgedruckt, die so eingestellt war» daß sich bei auf eine flache Oberfläche aufgetragenem Beschichtungsmaterial eine Beschichtungsdicke von 1,2yum ergab. Die Zusammens3tzung hatte
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eine Viskosität von 60 see (Zahnbecher Nr. 2) und floß in die Talbereiche, um die Bildschicht der Figo 1 auszubilden»
-Teile
Harz aus 9Λ Gewo-% Vinylchlorid und
7 Gewo-% Vinylacetat 23,3
Methyläthylketon 26,2
Cyclohexanor 33»3
Toluol 11,7
Weichmacher 3 »8
Wärmestabilieator 0,7
Wärmestabiliaator 0,5
Sie aufgedruckte Schicht wurde durch Erwärmen des Bogenmaterials in einem Konvektionsofen getrocknet und danach eine dünn· Aluminiumschicht auf die offenliegenden Bereiche der Abstande- und der Bildschicht aufgedampft, um die spiegelnd reflektierende Schicht 16 der Fig. 1 auszubilden (andere spiegelnd reflektierende Stoffe wir Gold, Silber oder dielektrische Stoffe lassen sich ebenfalls verwenden). Dann wurde eine Schicht eines Acrylklebers auf eine Abziehfolie aufgetragen und auf die Aluminiumschicht aufgedrückt o
Bei Betrachtung des oben beschriebenen reflektierenden Bogenmaterials unter gewöhnlichen Tageslicht war kein Bild zu erkennen ο Wenn weiterhin das Bogenmaterial unter Rückstrahlbedingungen be-
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leuchtet und betrachtet wurde, wobei das Licht auf das Bogenmaterial unter 0° (d. ho rechtwinklig zum Bogenmaterial) einfiel, war ebenfalls ein Bild nicht zu erkennen« Bei Rückstrahlbetrachtung unter einem Einfallswinkel von 45° jedoch war das Bild voll zu erkennen.
In einem zweiten Beispiel, indem das erzeugte Bogenmaterial unter gewöhnlichen Tageslichtbedingungen sichtbare Markierungen aufweisen, wurden 2Λ Teile eines Rotpigments (in einem Vinylchlorid-Vinylacetat-Harz dispergiertes Perylenrot) zusammen mit 39 Teilen Cyclohexanon zu 40 Teilen der oben beschriebenen klaren Lösung gegebene Die resultierende Mischung wurde durch Zugeben von 92,5 Teilen der oben beschriebenen klaren Beschichtungslösung zu 7,5 Teilen der Mischung verdünnt und die endgültige Mischung dann zum Aufdrucken der Bildschicht verwendete
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Leerseit

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  1. BERLIN 33 β MÜNCHEN SO
    Augittta-Viktoria-Strae·K p* QIIO^LJI^C · DADTKICD
    P.t.-Am,. Dr. Ina. Ru«hk· Ui. ΚϋΟυΠΛί ft ΙΆΚΙΙΝΙΐΚ P,t.-Anw. Dipl.-Ing.
    ^Αΐ.ρ|Γηβ" PATENTANWÄLTE """""""u**
    Telefon: 030/* »»g BERLIN - MÖNCHEN ο»/·«5οβ
    Tolegramm-AdrMM: UnrmM-Adr·«·«·
    TELEX: 18371« ΪβΪΕΓι MBIW
    M 3868 Pat ent anspräche
    Reflektierendes Bogenmaterial mit einer Einzellage Mikrokugellinsen, die auf die Vorderfläche des Bogenmaterials auftreffende Lichtstrahlen aufnehmen und fokussieren können, einer Abstandsschicht aus Polymerisatmaterial, die die Rückseiten der Mikrokugellinsen bedeckt und so konturiert ist, daß sie diesen Rückseiten allgemein folgt, einer spiegelnd reflektierenden Schicht über der Abstandsschicht und einer BiIdschicht, die bildmustermäßig zwischen der Abstände- und der spiegelnd reflektierenden Schicht angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet. daß die Bildschicht transparent und in den Tälern der Abstandsschicht zwischen den Mikrokugeln dicker als auf den gekrümmten Flächen unmittelbar hinter den Mikrokugellinsen ist, wobei die 4-5o-Rück8trahlung aus den Bildbereichen des Bogenmaterials mindestens 30 % schwächer ist als die Rückstrahlung aus den Niohtbildbereichenο
  2. 2. Bogenmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildschicht eine von der der lbstandssohicht unterschiedliche Farbe aufweist, so daß Bilder bei Betrachtung unter gewöhnlichen Tageslichtbedingungen sichtbar sind»
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    ORIGINAL INSPECTED
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    Bogenmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildschicht die gleiche Farbe wie die Abstandaschicht hat, so daß Bilder bei Betrachtung unter gewöhnlichem Tageslicht nicht wahrnehmbar sind«.
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DE2753253A 1976-11-26 1977-11-25 Verbessertes rückstrahlendes Bogenmaterial mit rückstrahlenden Markierungen Expired DE2753253C3 (de)

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