DE60007172T2

DE60007172T2 - Retroreflektierende gegenstände mit mehrlagigen folien und verfahren zu ihrer herstellung

Info

Publication number: DE60007172T2
Application number: DE60007172T
Authority: DE
Inventors: E. James LASCH; J. Paul WANG; L. Raymond LUCKING; R. Terry BAILEY; Kanta Kumar; A. Michael ESSIEN; D. Jeffrey JANOVEC; R. Jaime OJEDA; D. Michael CURRENS
Original assignee: 3M Innovative Properties Co
Current assignee: 3M Innovative Properties Co
Priority date: 1999-09-10
Filing date: 2000-09-01
Publication date: 2004-09-09
Anticipated expiration: 2020-09-02
Also published as: WO2001017773A1; CN1283456C; TW536469B; JP2003508273A; AU7475000A; EP1230084B1; MXPA02002540A; CN1373709A; CA2381989A1; EP1230084A1; DE60007172D1

Description

Die Erfindung betrifft retroreflektierende Gegenstände und andere Gegenstände, die für verschiedene Anwendungen, wie zum Beispiel Graphikgestaltungen und retroreflektierende Produkte, nützlich sind.
Gegenstände, die Polymerfolien enthalten, sind in großem Maße für Anwendungen, wie Werbegraphiken zur Reklame und retroreflektierende Produkte, nützlich. Insbesondere wurden retroreflektierende Produkte (z. B. auf Kügelchen basierendes und prismatisches (z. B. winkeliges) retroreflektierendes flächenförmiges Material) entwickelt, um eine erhöhte Sicherheit, insbesondere in Zeiten verminderter Sicht, zur Verfügung zu stellen. Diese Gegenstände können anspruchsvollen Umgebungen ausgesetzt sein, wie zum Beispiel Temperaturextremen, chemischen Beanspruchungen durch Luftverschmutzung und Streusalz und Photoreaktion im Zusammenhang mit Infrarot-, sichtbarer und Ultraviolettstrahlung durch Sonnenlicht.
Für diese Gegenstände verwendete Polymere sollten vorzugsweise eine hohe Leistung erreichen, um solche Bedingungen zu überstehen. Beispiele für bisherige Polymere, die normalerweise zur Herstellung von verschiedenen Gegenständen verwendet werden, sind Polyvinylchlorid (PVC), Fluorpolymere, Acryle und Polyurethan.
Mehrschichtige Folien, die die bisherigen Polymere enthalten, wurden auch in verschiedenen Gegenständen verwendet. Derartige bisherige mehrschichtige Folien hatten auch Nachteile. Zum Beispiel können bestimmte bisherige mehrschichtige Folien (die normalerweise nur zwei Schichten aufwiesen) nicht ausreichend flexibel sein, aufblättern oder zur handelsüblichen Verwendung zu teuer sein.
US-A-5,480,705 beschreibt einen mehrschichtigen Gegenstand, aufweisend (i) einen Stoff mit einer ersten und einer zweiten Seite und (ii) eine erste dünne Lage, die auf der ersten Seite des Stoffs angeordnet ist, und eine zweite dünne Lage, die auf der zweiten Seite des Stoffs angeordnet ist, wobei die erste dünne Lage Polymerschichten A und B aufweist und die zweite dünne Lage Polymerschichten A' und B' aufweist, wobei die Polymerschichten A und A' jeweils ein nicht chloriertes Copolymer umfassen, das Ethyleneinheiten enthält und eine Shore-A-Härte von weniger als 85 aufweist, die Polymerschichten B und B' jeweils ein nicht chloriertes Polymer mit einer Shore-A-Härte größer als 85 umfassen und die Polymerschichten A und A' zwischen dem Stoff und den Schichten B bzw. B' angeordnet sind. Die Polymerschichten B und B' können eine Vielfalt von Polymeren und Copolymeren umfassen. Ein Beispiel hierfür sind Polyurethane, wie zum Beispiel NEOREZ, von dem angenommen wird, dass es wasserhaltiges aliphatisches Urethan aufweist.
US-A-4,025,159 beschreibt ein zellförmiges retroreflektierendes flächenförmiges Material, das eine Grundschicht aus retroreflektierenden Elementen und einen transparenten Deckfilm aufweist, der beabstandet von der Grundschicht durch ein Netzwerk von schmalen, sich kreuzenden Verbindungen getragen wird, die hermetisch versiegelte Zellen bilden, innerhalb derer retroreflektierende Elemente von retroreflektierenden Elementen verschiedener Zellen isoliert sind, wodurch Verbindungen verwendet werden, die in situ gehärtet werden, nachdem sie zu einem versiegelnden Kontakt zwischen dem Deckfilm und der Grundschicht warmgeformt wurden.
Ein Ersatz für diese bisherigen Polymere oder mehrschichtigen Folien wäre wünschenswert, um die obigen Nachteile zu vermeiden. Somit besteht ein unerfüllter Bedarf an kostengünstigen Polymerfolien, die eine hohe Leistung aufweisen (wie zum Beispiel Flexibilität), einfach in der Herstellung und umweltfreundlich sind.
Die vorliegende Erfindung stellt retroreflektierende Gegenstände, die eine Vielzahl von retroreflektierenden Elementen aufweisen, und eine kontinuierliche, aneinanderliegende, mehrschichtige Folie mit mindestens einer Schicht aus einem thermoplastischen Urethan-Polymer und einer Kernschicht aus einem Copolymer aus Alkylen (z. B. Ethylen) und mindestens einem nicht-sauren polaren Comonomer zur Verfügung. Die retroreflektierenden Elemente können transparente Kügelchen in Zusammenwirkung mit einer reflektierenden Beschichtung oder mikrostrukturierten Prismaelementen aufweisen.
Die vorliegende Erfindung stellt auch neuartige mehrschichtige Folien aus aneinanderliegenden Schichten zur Verfügung, umfassend mindestens eine Schicht aus einem thermoplastischen Urethan-Polymer und eine Kernschicht aus einem Copolymer aus Alkylen und mindestens einem nicht-sauren polaren Comonomer. Neue Verfahren zur Herstellung von derartigen Folien werden auch offenbart.
In einer Ausführungsform wird die Kernschicht aus einem Alkylen-Copolymer aus Ethylenmonomer und mindestens einem nicht-sauren Comonomer, ausgewählt aus mindestens Vinylacetat, Acrylat und Kohlenstoff, gebildet. Typischerweise umfasst das Ethylen-Copolymer zwischen 55 und 95 Gewichtsprozent Ethylen und zwischen 5 und 40 Gewichtsprozent nicht-saures Comonomer. Gegebenenfalls kann das Alkylen-Copolymer ferner ein auf Säure oder Anhydrid basierendes Comonomer umfassen, und zwar typischerweise weniger als 10 Gewichtsprozent eines sauren Comonomers.
Besonders bevorzugte Ethylen-Copolymere zur Verwendung in den mehrschichtigen Folien der vorliegenden Erfindung umfassen: Ethylenvinylacetat ("EVA"), Säure-modifiziertes EVA, Anhydrid-modifiziertes EVA, Säure-Acrylat-modifiziertes EVA, Anyhdrid-Acrylat-modifiziertes EVA, Ethylenethylacetat ("EEA"), Ethylenmethylacetat ("EMA"), Säure- oder Anhydrid-modifiziertes Ethylenacrylat ("AEA"), Ethylen-/Vinylacetat-/Kohlenmonoxid-Copolymer ("EVACO"), Ethylen-/n-Butyl-Acrylat/Kohlenmonoxid-Copolymer ("EBACO") und Ethylen/n-Butyl-Acrylat-Copolymer ("EnBA").
Die Erfindung wird weiter anhand der Zeichnungen erklärt. Es zeigen:
Die 1a–d Querschnittsansichten von mehrschichtigen Folien;
2 eine Querschnittsansicht eines retroreflektierenden Gegenstands mit offenen Linsen;
die 3a–b Querschnittsansichten eines retroreflektierenden Gegenstands mit eingeschlossenen Linsen;
4 eine Querschnittsansicht eines retroreflektierenden Gegenstands mit eingekapselten Linsen;
5a eine Querschnittsansicht eines retroreflektierenden Gegenstands mit offenen Prismen;
5b eine Querschnittsansicht eines retroreflektierenden Gegenstands mit eingeschlossenen Prismen;
6 eine Querschnittsansicht eines retroreflektierenden Gegenstands mit eingekapselten Prismen;
7 eine Querschnittsansicht eines retroreflektierenden Gegenstands mit eingekapselten Prismen und erhöhten Stegen;
8 eine auseinandergezogene Querschnittsansicht eines zusammenrollbaren Schildgegenstands;
9a eine Querschnittsansicht eines Trägerbestandteils eines zusammenrollbaren Schildgegenstands;
9b eine Perspektivansicht eines Gitterstoffes des Trägerbestandteils aus 8;
10 eine Querschnittsansicht von eng gepackten Fasern in einem Strang eines Gitterstoffes;
11 eine Querschnittsansicht eines flexiblen retroreflektierenden Gegenstands, hergestellt durch Binden des Trägerbestandteils aus 8 an den retroreflektierenden Gegenstand mit eingekapselten Prismen aus 6;
12 eine Querschnittsansicht einer bevorzugten Ausführungsform eines flexiblen retroreflektierenden Gegenstands;
13 eine Seitenansicht eines Laminierungsverfahrens, das zur Herstellung eines retroreflektierenden Gegenstands mit eingekapselten Prismen nützlich ist; und
14 eine Querschnittsansicht eines weiteren retroreflektierenden Gegenstands mit offenen Linsen.
Diese Figuren, die idealisiert sind, entsprechen nicht dem Maßstab und sollen nur erläuternd, nicht jedoch einschränkend sein.
Die in der Erfindung verwendeten mehrschichtigen Folien sind "im Wesentlichen kontinuierlich". Derartige im Wesentlichen kontinuierliche mehrschichtige Folien können unwesentliche Unstetigkeiten aufweisen, sie sollen jedoch über einen wesentlichen Bereich kontinuierlich sein, das heißt, über einen Bereich von hundert oder mehr angrenzenden retroreflektierenden Elementen, wenn die Folie in einen retroreflektierenden Gegenstand eingebracht ist, der eine Vielzahl von typischen retroreflektierenden Elementen aufweist. Die mehrschichtigen Folien sind auch "im Wesentlichen aneinanderliegend". Derartige im Wesentlichen aneinanderliegende mehrschichtige Folien können unwesentliche Stellen aufweisen, an denen angrenzende Schichten der mehrschichtigen Folie nicht aneinanderliegend sind, aber derartige unwesentliche nicht zusammenhängende Stellen sollen relativ unbeträchtlich sein. Wenn die mehrschichtige Folie in einen retroreflektierenden Gegenstand mit einer Vielzahl von typischen retroreflektierenden Elementen eingebracht wird, haben derartige nicht aneinanderliegende Stellen vorzugsweise einen durchschnittlichen Bereich pro Stelle, der kleiner ist als der Bereich eines durchschnittlichen einzelnen retroreflektierenden Elements. Wie der Begriff hier in diesem Absatz verwendet wird, bezieht sich "Bereich" auf Messungen, die normal zu den Hauptoberflächen der mehrschichtigen Folie vorgenommen wurden.
Wie sie hier verwendet werden, beziehen sich die Ausdrücke "Kernschicht eines Alkylen-Copolymers" oder "Alkylenkernschicht" auf eine Schicht in einer mehrschichtigen Folie, umfassend ein Copolymer von Alkylen und mindestens ein nicht-saures polares Comonomer. Der Begriff "Alkylen-Copolymer" bezieht sich auf Copolymere mit Alkylen und einem anderen Comonomer, sowie auf Copolymere mit Alkylen und zwei oder mehr verschiedenen Comonomeren. Folglich ist ein "Terpolymer" von Alkylen, Vinylacetat und einem weiteren Comonomer in der Definition eines Alkylen-Copolymers enthalten.
Wie sie hier verwendet werden, beziehen sich die Ausdrücke "Kernschicht eines Ethylen-Copolymers" oder "Ethylenkernschicht" auf eine Schicht in einer mehrschichtigen Folie, umfassend ein Copolymer von Ethylen und mindestens ein nicht-saures polares Comonomer. Der Begriff "Ethylen-Copolymer" bezieht sich auf Copolymere mit Ethylen und einem anderen Comonomer, sowie auf Copolymere mit Ethylen und zwei oder mehr verschiedenen Comonomeren. Folglich ist ein "Terpolymer" von Ethylen, Vinylacetat und einem weiteren Comonomer in der Definition eines Ethylen-Copolymers enthalten.
Wie er hier verwendet wird, bezieht sich der Ausdruck "Schicht eines Urethan-Polymers" auf eine Schicht in einer mehrschichtigen Folie, umfassend ein urethanhaltiges Polymer oder Copolymer. Derartige Materialien können alternativ als Polyurethan bezeichnet werden. Der Begriff "Polyurethan" umfasst typischerweise Polymere mit Urethan- oder Harnstoffverknüpfungen, und dies ist hier auch die beabsichtigte Bedeutung.
Wie er hier verwendet wird, bezieht sich der Ausdruck "Haftverbindungsschicht" auf eine Schicht, die zwei oder mehr andere Polymerschichten miteinander verbindet, und zwar normalerweise, wenn die anderen Polymerschichten nicht ausreichend aneinander haften würden, wenn die Haftverbindungsschicht zwischen ihnen nicht vorhanden wäre.
Wie sie hier verwendet werden, beziehen sich die Ausdrücke "wetterecht" oder "Haltbarkeit im Außenbereich" auf die Fähigkeit des Materials, der Umgebung zu widerstehen, wenn es für seinen beabsichtigten Zweck verwendet wird.
Wie er hier verwendet wird, soll der Ausdruck "Bewitterung" das Aussetzen eines Gegenstands entweder an natürliche oder künstliche Umgebungen bedeuten, die Wärme, Licht, Feuchtigkeit und Ultraviolettbestrahlung sowie Kombinationen davon umfassen.
Die vorliegende Erfindung stellt mehrschichtige Folien (und mit mehrschichtigen Folien hergestellte Gegenstände) zur Verfügung, die ein oder mehrere der oben genannten unerfüllten Bedürfnisse erfüllen.
Wir haben entdeckt, dass mehrschichtige Folien, die mindestens eine Schicht aus einem Urethan-Polymer (z. B. Polyurethan) und mindestens eine Kernschicht aus einem Alkylen-Copolymer, d. h. einem Copolymer aus Alkylen und mindestens einem nicht-sauren, polaren Comonomer (z. B. einem Ethylen-Vinylacetat-Copolymer (EVA)) enthalten, verschiedene bisherige Polymerfolien (z. B. Einschicht-Urethanfolien) ersetzen können und doch die gleiche oder eine verbesserte Leistung bei geringeren Kosten erreichen kann. Wie oben angegeben, können die mehrschichtigen Folien die Urethan-Polymerschicht(en) und die Kernschicht aufweisen. Die mehrschichtigen Folien können auch aus solchen Schichten bestehen oder im Wesentlichen bestehen. Die mehrschichtigen Folien können unter bestimmten Umständen ferner Polymere oder Schichten aus Polymeren (z. B. kostengünstige Polymere) aufweisen, die im Allgemeinen für bestimmte Anwendungen ungeeignet wären, wenn sie alleine verwendet würden. Zum Beispiel sind Polyethylene niedriger Dichte (LDPE), Polyolefine und Ethylen-Acryl-Säure-Copolymere (EAA) relativ kostengünstig, wobei ihnen die Leistung von Polyurethan fehlt. Somit ermöglicht die Verwendung der mehrschichtigen Folien der Erfindung die Einbringung von anderen kostengünstigen Polymeren und Schichten von kostengünstigen Polymeren, wie zum Beispiel Polyethylen niedriger Dichte, Polyolefinen, EAA, Ethylen-Methacryl-Säure-Copolymeren (EMAA) und Ionomerharzen.
Die neuen Folien der vorliegenden Erfindung nutzen vorzugsweise Polymere und Verfahren, die es ermöglichen, dass die Folien kontinuierlich gemacht werden, zum Beispiel durch wirkungsvolle Co-Extrusions-Herstellungsverfahren. Insbesondere ist entdeckt worden, dass mehrschichtige Folien mit mindestens einer Schicht aus Urethan-Polymer und mindestens einer Kernschicht aus Alkylen-Copolymer die Leistung von bisherigen Polymerfolien zur Verfügung stellen und doch einen Gegenstand ergeben, der wirtschaftlicher ist. Dies ist überraschend, da viele Copolymere von Alkylen und einem nicht-sauren, polaren Comonomer, wenn sie alleine verwendet werden, dazu neigen, zu weich oder zu klebrig zu sein oder nicht die Haltbarkeit, den Schmutzwiderstand, die Lösungsmittelbeständigkeit oder die Temperaturstabilität aufweisen, die für Hochleistungsfolien, die für viele Gegenstände verwendet werden, erforderlich sind. Es wurde jedoch überraschenderweise entdeckt, dass durch Verwendung der Kombination einer Schicht aus einem Urethan-Polymer und einer Kernschicht aus einem Copolymer von Alkylen und mindestens einem nicht-sauren, polaren Comonomer in einer mehrschichtigen Folie verbesserte Gegenstände hergestellt werden können, und zwar insbesondere diejenigen, die für retroreflektierende Produkte verwendet werden.
I. Ausführungsformen von mehrschichtigen Folien
Die 1a–d veranschaulichen mehrschichtige Folien, die zum Ausbauen eines Gegenstands verwendet werden können. Diese erfindungsgemäßen mehrschichtigen Folien haben vorzugsweise verbesserte Eigenschaften im Vergleich zu bisherigen Folien, die für Gegenstände verwendet wurden. Die Eigenschaften der Folien werden durch die Auswahl der Schichten der mehrschichtigen Folien gestaltet. Eigenschaften, die durch die Polymerauswahl und Schichtdicke gesteuert werden können, umfassen Haltbarkeit, Flexibilität, Dehnbarkeit, Haftung an anderen Polymeren und Kosten. Zum Beispiel kann eine geeignete Auswahl der ausgesetzten Oberflächen (z. B. Oberflächenschichten) der mehrschichtigen Folie als ein Mittel zum Anbringen von unähnlichen oder anderweitig nicht kompatiblen Polymeren verwendet werden. Außerdem kann jede Schicht in der mehrschichtigen Folie nach Wunsch der gleichen oder unterschiedlichen Funktionen dienen. Zum Beispiel können einige der Funktionen jeder einzelnen Schicht zu Folgendem dienen: (1) verbesserte Bindung zwischen Schichten; (2) Schaffen einer Wetterechtheit oder Haltbarkeit; (3) Kostensenkung; (4) verbesserte Verarbeitbarkeit; (5) Vorsehen von Lösungsmittelbeständigkeit; (6) Vorsehen von Farbe oder Undurchsichtigkeit; (7) Vorsehen von Flexibilität; (8) Vorsehen einer Kontrolle der Einkapselung des Gitterstoffs; (9) Vorsehen einer Graffitiresistenz; (10) Vorsehen von Wärmewiderstand; (11) Vorsehen von Transparenz; (12) Vorsehen von Formbarkeit; (13) Vorsehen von Sichtbarkeit durch Fluoreszenz oder andere Mittel; (14) Vorsehen von Transparenz für Retroreflektivität; (15) Vorsehen einer Bildaufnahmefähigkeit; (16) Vorsehen von Verschleißwiderstand und (17) Vorsehen einer Beständigkeit gegenüber Wasserdampf. Die mehrschichtigen Folien dieser Erfindung werden typischerweise sorgfältig ausgewählt, um die gewünschte Funktion zur Verfügung zu stellen, die für jeden Gegenstand erforderlich ist.
Geeignete mehrschichtige Folien der vorliegenden Erfindung haben eine Anzahl von Polymerschichten "n", die von 2 bis mehreren Hundert (z. B. 500 oder mehr) reichen können. Vorzugsweise reicht n von 2 bis 7, stärker bevorzugt reicht n von 2 bis 5, am meisten bevorzugt reicht n von 2 bis 4, und optimalerweise ist n 3.
Eine zweischichtige Folie 10a (d. h. wo n = 2) ist in 1a veranschaulicht. Diese Folie kann "unverändert" oder als eine Baueinheit für Gegenstände oder andere mehrschichtige Folien verwendet werden. Die zweischichtige Folie 10a hat eine erste Schicht 12a, eine Kernschicht 14a, eine erste Hauptoberfläche 13a und eine zweite Hauptoberfläche 17a.
Die erste Schicht 12a umfasst ein Urethan-Polymer oder -Copolymer (z. B. Polyurethan). Je nach dem besonderen Gegenstand, in dem die Folie verwendet wird, kann die Polyurethanschicht als eine Bindeschicht oder eine wetterechte Schicht dienen oder eine andere Funktion haben. Die Fachleute werden erkennen, dass der Begriff "Polyurethan" typischerweise Polymere umfasst, die Urethan- oder Harnstoffverknüpfungen haben, und dies ist hier die beabsichtigte Bedeutung.
Geeignete Urethan-Polymere oder Copolymere zur Verwendung in dieser Schicht umfassen Polyetherpolyurethane, Polyesterpolyurethane, Polycarbonatpolyurethane und Gemische davon. Geeignete Urethane umfassen aliphatische oder aromatische Urethane oder Gemische davon. Typischerweise umfassen viele geeignete thermoplastische Polyurethane drei Hauptkomponenten: ein aliphatisches oder aromatisches Diisocyanat; einen Kettenverlängerer (wie zum Beispiel ein Ethylen-, Propylen- oder Butandiol); und ein Weichsegmentpolyol (wie zum Beispiel Polyether oder Polyester, z. B. Polyethylenoxid, Polyadipat oder Polycaprolacton).
Bevorzugte Urethan-Polymere sind unter Verwendung von typischer Extrusionsausrüstung extrudierbar. Es können jedoch gegebenenfalls auf Lösungsmittel oder Wasser basierende Urethane verwendet werden, z. B. durch Beschichten.
Ein Beispiel für ein geeignetes Gemisch umfasst etwa 50 bis etwa 99 Gewichtsprozent aliphatisches Polyesterpolyurethan mit 1 bis 50 Gewichtsprozent eines pigmentierten aromatischen Polyetherpolyurethans. Insbesondere ist ein geeignetes Gemisch dasjenige von 60 Gewichtsprozent des aliphatischen Polyesterpolyurethans, das unter der Handelsbezeichnung MORTHANE PN03.214 von Rohm and Haas, Seabrook, NH, erhältlich ist, und 40 Gewichtsprozent eines pigmentierten aromatischen Polyetherpolyurethans. Das pigmentierte aromatische Polyetherpolyurethan umfasst 50 Gewichtsprozent aromatisches Polyetherpolyurethan, das unter der Handelsbezeichnung ESTANE Nr. 58810 von B. F. Goodrich Co., Cleveland, OH erhältlich ist, und 50 Gewichtsprozent Titandioxid, die zuvor durch geeignete Mittel, wie zum Beispiel in einem Doppelschneckenextruder, verbunden und anschließend pelletisiert wurden.
Geeignete Urethan-Polymere umfassen thermoplastische Polyurethan-Polymere von Morton, erhältlich unter der Handelsbezeichnung MORTHANE, umfassend auf Polycaprolacton basierende aliphatische thermoplastische Polyurethane, wie zum Beispiel MORTHANE PN03.214, und auf Polyester basierende aliphatische thermoplastische Polyurethane, wie zum Beispiel MORTHANE PN343-101, PN343-201, PN343-203 und PN3429-105. Geeignete thermoplastische Urethan-Polymere umfassen auch die folgenden, die unter den Handelsbezeichnungen ELASTOLLAN 1100-Series Ether TPU, ELASTOLLAN 600-Series Ester TPU, ELASTOLLAN C-Series Ester TPU und ELASTOLLAN S-Series Ester TPU von BASF Corporation erhältlich sind, und die unter den Handelsbezeichnungen DESMOPON und TEXIN von Bayer Corporation erhältlich sind. Andere geeignete thermoplastische Urethane umfassen aliphatisches und aromatisches Polyurethan, wie zum Beispiel im US-Patent Nr. 5,117,304 (Huang) offenbart, auf Wasser basierende thermoplastische Urethane, wie zum Beispiel das Polyurethan, das von Avecia Limited unter der Handelsbezeichnung NEOTAC erhältlich ist, und auf Lösungsmittel basierende thermoplastische Polyurethane, wie zum Beispiel das Polyurethan, das unter der Handelsbezeichnung Q-THANE QC4820 (eine Lösung mit 12 Gewichtsprozent Feststoffen) von K. J. Quinn and Co., Inc., Seabrook, NH, erhältlich ist.
Typischerweise wird die Dicke der ersten Schicht 12a so dünn wie möglich gehalten, um die gewünschten Eigenschaften zu erhalten. In vielen Ausführungsformen ist die mehrschichtige Folie der vorliegenden Erfindung in Gegenständen als ein Ersatz für eine einschichtige Folie von Polyurethan nützlich. Während die Schicht 12a dick genug sein sollte, um die gewünschten Eigenschaften, z. B. gewünschte Oberflächeneigenschaften, der bisherigen einschichtigen Folie zur Verfügung zu stellen, können anschließende Schichten der mehrschichtigen Folie (z. B. einschließlich der Kernschicht 14a) aus einer dünneren oder dickeren Schicht eines wesentlich kostengünstigeren Materials gefertigt werden, und somit werden die Vorteile der Minimierung der Dicke der Schicht 12a offenbar. Wenn zum Beispiel in dem Gegenstand eine einschichtige Folie aus Polyurethan mit einer Dicke von 0,075 mm (z. B. die Überzugsfolie für ein zusammenrollbares Schild) oder 0,033 mm (z. B. die obere Folie für das flächenförmige Material eines Nummernschilds) verwendet wird, werden die mehrschichtigen Folien der vorliegenden Erfindung häufig etwa die gleiche Gesamtdicke aufweisen. Die Dicke der ersten Schicht 12a beträgt jedoch vorzugsweise weniger als 50%, stärker bevorzugt weniger als 30%, und am meisten bevorzugt weniger als 15% der gesamten Dicke der mehrschichtigen Folie.
Geeignete Urethan-Polymere haben einen Schmelzindex von im Allgemeinen zwischen 10 und 100, stärker bevorzugt zwischen 20 und 60 dg/min., wenn dieser gemäß ASTM D1238 bei 190°C und mit einem Gewicht von 8,7 kg geprüft wird.
Bevorzugte thermoplastische Urethan-Polymere haben ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts zwischen 30.000 und 200.000, stärker bevorzugt zwischen 60.000 und 120.000, wenn dieses durch Gelchromatographie unter Verwendung von Polystyrol als Eichnorm gemessen wird.
Bevorzugte Urethan-Polymere bieten, wenn sie als eine Oberflächenschicht einer mehrschichtigen Folie verwendet werden, eine gute Lösungsmittelbeständigkeit, Schmutzresistenz, gute Flexibilität bei kalten Temperaturen, gute Bildaufnahmefähigkeit und ein angemessene Verschleißfestigkeit.
Die Kernschicht 14a umfasst ein Copolymer von Alkylen (z. B. Ethylen oder Propylen) und mindestens ein nicht-saures polares Comonomer. Einige bevorzugte Comonomere umfassen: Vinylacetat, Acrylat (z. B. Ethylacrylat, Methylacrylat, n-Butylacrylat, usw.) und Kohlenmonoxid. Gegebenenfalls können auch kleine Mengen von Comonomeren auf Säure- oder Anhydridbasis verwendet werden (z. B. Acrylsäure, Methacrylsäure, Maleinanhydrid, usw.).
Bevorzugte Alkylen-Copolymere umfassen zwischen 55 und 95 Gewichtsprozent Alkylen. Stärker bevorzugte Alkylen-Copolymere umfassen zwischen 60 und 85 Gewichtsprozent Alkylen. Am meisten bevorzugte Alkylen-Copolymere umfassen zwischen 67 und 80 Gewichtsprozent Alkylen. Bevorzugte Ethylen-Copolymere umfassen zwischen 55 und 95 Gewichtsprozent Ethylen. Stärker bevorzugte Ethylen-Copolymere umfassen zwischen 60 und 85 Gewichtsprozent Ethylen. Am meisten bevorzugte Ethylen-Copolymere umfassen zwischen 67 und 80 Gewichtsprozent Ethylen. Im Allgemeinen erhöht sich die Flexibilität des Copolymers in dem Maße, in dem sich der Prozentsatz an Alkylen verringert (d. h. der Prozentsatz von nicht-saurem, polarem Comonomer wird erhöht). Die Verwendung von geringen Mengen an sauren oder Anhydrid-Comonomeren können diese allgemeine Tendenz ändern. Wenn geringe Mengen von derartigen Comonomeren verwendet werden, nimmt die Flexibilität im Allgemeinen im Vergleich zu Copolymeren ohne das saure oder Anhydrid-Comonomer ab.
Geeignete Alkylen-Copolymere umfassen weniger als 10 Gewichtsprozent saures Comonomer; bevorzugte Ethylen-Copolymere weniger als 5 Gewichtsprozent saures Comonomer; stärker bevorzugt weniger als 3 Gewichtsprozent saures Comonomer, am meisten bevorzugt weniger als 2 Gewichtsprozent saures Comonomer und optimalerweise weniger als 1 Gewichtsprozent saures Comonomer.
Je nach der besonderen Ausführungsform, in der die Folie verwendet wird, kann die Kernschicht als eine Haftverbindungsschicht an anderen Polymerschichten oder Substraten wirken oder der Senkung der Gesamtkosten der mehrschichtigen Folie dienen.
Geeignete Copolymere zur Verwendung in der Kernschicht oder in anderen Schichten der mehrschichtigen Folie umfassen: Copolymere von Ethylen mit Vinylacetat (EVA); Säure- oder Anhydrid-modifizierte EVAs; andere modifizierte EVAs, wie zum Beispiel Säure- oder Anhydrid-/Acrylat-modifizierte EVAs; Ethylenethylacrylat-Copolymere (EEA); Ethylenmethylacrylat-Copolymere (EMA); Säure- oder Anhydrid-modifizierte Ethylenacrylat-Materialien (AEA); Ethylenvinylacetat, Kohlenmonoxidterpolymere (EVACO); Ethylen-n-Butylacrylat, Kohlenmonoxidterpolymere (EBACO) und Ethylen-n-Butylacrylat-Copolymere (EnBA).
Geeignete EVAs (Copolymere von Ethylen mit Vinylacetat) zur Verwendung in Folien der vorliegenden Erfindung umfassen Harze von DuPont, erhältlich unter der Handelsbezeichnung ELVAX. ELVAX-Harze sind Copolymere von Ethylen und Vinylacetat. Typische Klassen reichen in Bezug auf den Vinylacetatgehalt von 9 bis 40 Gewichtsprozent und in Bezug auf den Schmelzindex von 0,3 bis 500 dg/min (gemäß ASTM D1238). Geeignete ELVAX-Harze umfassen die Klassen 770, 760, 750, 670, 660, 650, 565, 560, 550, 470, 460, 450, 360, 350, 310, 265, 260, 250, 240, 220, 210, 205, 150, und 40. Geeignete EVAs umfassen auch Ethylen-Copolymere mit hohem Vinylacetatgehalt von Quantum/Equistar, erhältlich unter der Handelsbezeichnung ULTRATHENE. ULTRATHENE-Materialien sind Copolymere von Ethylen und Vinylacetat. Typische Klassen in Bezug auf den Vinylacetatgehalt reichen von 7 bis 29 Gewichtsprozent. Geeignete ULTRATHENE-Klassen umfassen UE 630, 632, 634, 635, 637, 646-04, 648, 652, 655, 656, 657, 662, 685-009, 688, 672 und 757-026. Geeignete EVAs umfassen auch EVA-Copolymere von AT Plastics, erhältlich unter der Handelsbezeichnung ATEVA. Typische Klassen in Bezug auf den Vinylacetatgehalt reichen von 7 bis 23 Gewichtsprozent. Geeignete ATEVA-Klassen umfassen 1030, 1081, 1070, 1211, 1221, 1231, 1240A, 1609, 1615, 1641, 1645, 1711, 1807, 1815, 1821, 1825A, 1841, 1941C, 2306E, 2911M und 3211.
Fachleute können (z. B. durch Z-Abschälversuche) bestimmen, dass sich Alkylen-Copolymere mit höherem Comonomergehalt und Schmelzindizes im Allgemeinen leichter schmelzverbinden lassen. Die Schmelzhaftfestigkeit kann jedoch bei sehr hohen Schmelzindizes oder Comonomergehalten abnehmen.
Die Flexibilität von EVAs kann nach Wunsch variiert werden. Im Allgemeinen nimmt die Flexibilität mit dem Anstieg des Prozentsatzes an Vinylacetat zu. Zum Beispiel sind ELVAX-Harze der Reihen 700 und 600 (die einen Vinylacetatgehalt von 9 bzw. 12 Gewichtsprozent aufweisen), doppelt so flexibel wie LDPE. ELVAX-Harze der Reihen 500 und 400 (die einen Vinylacetatgehalt von 15 bzw. 18 Gewichtsprozent aufweisen), sind dreimal so flexibel wie LDPE; Harze der Reihen 300 und 200 (die einen Vinylacetatgehalt von 25 bzw. 28 Gewichtsprozent aufweisen) sind siebenmal so flexibel wie LDPE.
Geeignete modifizierte EVAs zur Verwendung in Folien der vorliegenden Erfindung umfassen ELVAX-Säureterpolymerharze von DuPont und modifizierte ULTRATHENE- Materialien von Quantum/Equistar und Harze von DuPont, die unter der Handelsbezeichnung BYNEL erhältlich sind. Diese Materialien leiten sich von Ethylen, Vinylacetat und einer organischen Säure oder einem organischen Anhydrid ab. Typische handelsübliche Klassen haben einen Vinylacetatgehalt von 25 oder 28 Prozent und eine Säurezahl von 4 bis 8 Milligramm Kaliumhydroxid pro Gramm Polymer. Geeignete ELVAX-Säureterpolymerharze umfassen die Klassen 4310, 4320, 4355 und 4260. Geeignete ULTRATHENE-Klassen umfassen UE SP011. Geeignete BYNEL-Klassen umfassen Säure-modifiziertes EVA der Reihe 1100 (z. B. die Klassen 11E554, 11E573, 1123, 1124), und Anhydrid-modifiziertes EVA der Reihen 3000, 3800 und 3900 (z. B. die Klassen 3030, 3048, 3062, 3080, 3095, 3810, 3859, 3860, 3861, E418, 3930, 3933).
Geeignete andere modifizierte EVAs zur Verwendung in Folien der vorliegenden Erfindung umfassen die BYNEL-Harze der Reihe 3100 von DuPont. Diese Materialien leiten sich von Ethylen, Vinylacetat, einem Acrylat und einer organischen Säure oder einem organischen Anhydrid ab. Geeignete Materialien dieser Art umfassen die modifizierten EVAs der BYNEL-Reihen 3101, 3120 und E326.
Bevorzugte modifizierte EVAs haben einen Säuregehalt von im Allgemeinen weniger als 3 Gewichtsprozent als saures Comonomer. Stärker bevorzugte modifizierte EVAs haben einen Säuregehalt von weniger als 1 Gewichtsprozent.
Bevorzugte EVAs und modifizierte EVAs haben einen Vinylacetatgehalt zwischen 5 und 45 Gewichtsprozent, stärker bevorzugt zwischen 15 und 40 Gewichtsprozent und am meisten bevorzugt zwischen 20 und 33 Gewichtsprozent.
Geeignete EEAs (Ethylenethylacrylat-Copolymere) zur Verwendung in Folien der vorliegenden Erfindung umfassen Harze von DuPont, die unter der Handelsbezeichnung ALATHON erhältlich sind, und Copolymere der Union Carbide Corporation, die unter der Handelsbezeichnung UNION CARBIDE DPD erhältlich sind. ALATHON EEA ist ein statistisches Copolymer von Ethylen und Ethylacrylat. Im Allgemeinen hat EEA ziemlich ähnliche Kennzeichen wie EVA, es kann jedoch bei einem gleichen Gewichtsprozentanteil an Comonomer leicht flexibler sein. Bevorzugte EEAs haben einen Comonomergehalt zwischen 5 und 45 Gewichtsprozent, stärker bevorzugt zwischen 9 und 40 Gewichtsprozent und am meisten bevorzugt zwischen 20 und 33 Gewichtsprozent. Typischerweise liegt der EA-Comonomergehalt zwischen 9 und 35 Prozent. Auch hat EEA eine sehr erwünschte Flexibilität bei niedriger Temperatur. Geeignete Klassen von ALATHON-Harzen umfassen A-701, A-702, A-703, A-704, A-707, A-709 und A-710. Geeignete Klassen von DPD-Copolymer umfassen DPD-6169 EEA.
Geeignete EMAs (Ethylenmethylacrylat-Copolymer) zur Verwendung in Folien der vorliegenden Erfindung umfassen Harze von Chevron, erhältlich unter den Handelsbezeichnungen EMAC und EMAC+, und Harze von Atofina Chemicals, Inc., erhältlich unter der Handelsbezeichnung LOTADER. EMA ist ein statistisches Copolymer von Ethylen und Methylacrylat. Im Allgemeinen hat EMA Kennzeichen, die denen von EEA ziemlich ähnlich sind. Geeignete Klassen von EMAC-Harzen umfassen PE 2205, 2207, 2255, 2260 und 2268. Geeignete Klassen von EMAC+-Harzen umfassen SP1305 und 2305T. LOTADER-Harze sind EMA-Copolymere, die mit Glycidylmethacrylat modifiziert sind. Geeignete Klassen von LOTADER-Harzen umfassen AX8900 und AX8930. Bevorzugte EMAs haben einen Comonomergehalt zwischen 5 und 45 Gewichtsprozent, stärker bevorzugt zwischen 15 und 33 Gewichtsprozent und am meisten bevorzugt zwischen 20 und 28 Gewichtsprozent.
Geeignete AEAs (Säure- oder Anhydrid-modifizierte Ethylenacrylat-Materialien) zur Verwendung in Folien der vorliegenden Erfindung umfassen die Harze der BYNEL-Reihe 2000 (z. B. die Klassen 20E482, 2002, 2014, 2022 und E403) und der Reihe 2100 (z. B. die Klassen 2169 und 2174) von DuPont. Bevorzugte AEAs haben einen Säuregehalt, der im Allgemeinen unter 3% liegt (Gewichtsprozent von saurem Comonomer), stärker bevorzugt haben AEAs einen Säuregehalt von weniger als 1 Gewichtsprozent. Bevorzugte AEAs haben einen Comonomergehalt zwischen 5 und 45 Gewichtsprozent, stärker bevorzugt zwischen 15 und 33 Gewichtsprozent und am meisten bevorzugt zwischen 20 und 28 Gewichtsprozent.
Geeignete EVACOs (Ethylen-/Vinylacetat-/Kohlenmonoxid-Copolymere) zur Verwendung in Folien der vorliegenden Erfindung umfassen Harze von DuPont, erhältlich unter der Handelsbezeichnung ELVALOY. EVACO ist ein Terpolymer von Ethylen und Vinylacetat und Kohlenmonoxid. Geeignete Klassen von ELVALOY-Harzen umfassen 741, 742 und 4924. Andere geeignete ELVALOY-Materialien umfassen EBACOs(Ethylen/n- Butylacrylat/Kohlenmonoxidterpolymere), wie zum Beispiel die ELVALOY-Klassen HP441, HP551, HP661, HP662, HP771 und 4051. Bevorzugte EVACOs und EBACOs haben einen Comonomergehalt zwischen 5 und 45 Gewichtsprozent, stärker bevorzugt zwischen 15 und 33 Gewichtsprozent und am meisten bevorzugt zwischen 20 und 28 Gewichtsprozent.
Geeignete EnBAs (Ethylen/n-Butylacrylat-Copolymere) zur Verwendung in Folien der vorliegenden Erfindung umfassen Harze von Quantum/Equistar, erhältlich unter den Handelsbezeichnungen ENATHENE und VYNATHENE. ENATHENE-Harze sind Copolymere von Ethylen und n-Butylacrylat. Geeignete Klassen von ENATHENE-Harzen umfassen EA720-009, EA80808 und EA89822. Typischerweise liegt der nBA-Comonomergehalt zwischen 20 und 35 Prozent. VYNATHENE-Harze sind auch Copolymere von Ethylen und n-Butylacrylat. Geeignete Klassen von VYNATHENE-Harzen umfassen PE 4771 und 4774. Typischerweise liegt der nBA-Comonomergehalt zwischen 5 und 19 Prozent. Bevorzugte EnBAs haben einen Comonomergehalt zwischen 5 und 45 Gewichtsprozent, stärker bevorzugt zwischen 20 und 35 Gewichtsprozent und am meisten bevorzugt zwischen 20 und 28 Gewichtsprozent.
Bevorzugte Ethylen-Copolymere zur Verwendung in den mehrschichtigen Folien der vorliegenden Erfindung haben einen Schmelzindex von im Allgemeinen zwischen 0,8 und 800, stärker bevorzugt zwischen 1 und 100 und am meisten bevorzugt zwischen 3 und 20 dg/min., wenn sie gemäß ASTM D1238 bei 190°C mit einem Gewicht von 8,7 kg geprüft werden. Wenn die mehrschichtige Folie unter Verwendung eines Blasfolienverfahrens verarbeitet wird, liegt der Bereich von bevorzugten Schmelzindizes etwas niedriger.
Eine dreischichtige Folie 10b (d. h. wo n = 3) ist in 1b veranschaulicht. Diese Folie hat eine erste Schicht 12b und eine Kernschicht 14b, wie oben in Bezug auf die Schichten 12a bzw. 14a besprochen. Die Folie 10b umfasst eine dritte Schicht 16b. In der in 1b veranschaulichten Ausführungsform ist die erste Hauptoberfläche 13b eine Oberfläche der Schicht 12b und die zweite Hauptoberfläche 17b ist eine Oberfläche der dritten Schicht 16b.
Als Beispiel kann eine dreischichtige Folie 10b aus einer ersten Schicht 12b mit einer ersten Hauptoberfläche 13b, einer Kernschicht 14b und einer dritten Schicht 16b mit einer zweiten Hauptoberfläche 17b, die eine wetterechte Schicht bilden oder eine andere geeignete Funktion bieten kann, gebildet werden. Zum Beispiel kann die erste Schicht ein Polyurethan sein, die Kernschicht kann ein Alkylen-Copolymer (z. B. EVA oder modifiziertes EVA) sein und die dritte Schicht kann EAA, EMAA oder ein Ionomerharz sein. Bemerkenswerterweise löst die Kernschicht 14b die Probleme (1) der schlechten Haftung des Polyurethans an der dritten Schicht (z. B. EAA) und (2) der Verwendung einer dicken Schicht von relativ teurem Polyurethan. Unter bestimmten Umständen kann eine Kernschicht weich und klebrig sein, was beim Freilegen dieser Schicht Schwierigkeiten in der Verarbeitung, wie zum Beispiel die Handhabung der Bahn, Blockierung der Walze oder Kleben an einer Heißwalze, bereiten würde. Durch die dritte Schicht 16b (z. B. eine EAA-Schicht) werden diese Probleme vermieden.
Eine weitere bevorzugte dreischichtige Folie 10b ist eine Folie mit einer ersten Hauptoberfläche aus Polyurethan, einer Kernschicht von einem Alkylen-Copolymer (z. B. EVA oder modifiziertes EVA), und einer zweiten Hauptoberfläche aus Polyurethan.
Vorzugsweise werden die Urethanschicht und die Kernschicht derart ausgewählt, dass sie eine für die gewünschte Leistung ausreichende Haftung aneinander aufweisen. Es kann jedoch wünschenswert sein, eine Haftverbindungsschicht (nicht gezeigt) zwischen der Urethanschicht und der Kernschicht (z. B. zwischen den Schichten 12a und 14a aus 1a oder zwischen den Schichten 12b und 14b aus 1b, usw.) vorzusehen, um solche Eigenschaften weiter zu verbessern. Geeignete derartige Haftverbindungsschichten umfassen Mischungen der vorgenannten Polyurethane und Alkylen-Copolymere. Eine Haftverbindungsschicht, die solche Mischungen aufweist, kann Eigenschaften aufweisen, die zum Verbinden der Urethanschicht und der Kernschicht günstig sind. Diese Mischungen als Polymerschichten und ihre Verwendung in mehrschichtigen Folien liegen im Rahmen dieser Erfindung.
Eine bevorzugte vierschichtige Folie 10c (d. h. wo n = 4) ist in 1c veranschaulicht. Diese Folie hat eine erste Schicht 12c, eine Kernschicht 14c und eine Schicht 16c, wie oben in Bezug auf die Schichten 12b, 14b bzw. 16b besprochen. Die Folie 10c umfasst eine zusätzliche Schicht 15c. Wie in 1c veranschaulicht, hat dieses Beispiel für eine vierschichtige Folie eine erste Hauptoberfläche 13c und eine zweite Hauptoberfläche 17c aus Polyurethan oder EAA, eine Kernschicht 14c aus einem Alkylen-Copolymer (z. B. ein modifiziertes EVA) und eine Schicht 15c aus einem anderen Alkylen-Copolymer (z. B. ein anderes modifiziertes EVA).
Eine bevorzugte fünfschichtige Folie 10d (d. h. wo n = 5) ist in 1d veranschaulicht. Diese Folie hat eine erste Schicht 12d, eine Kernschicht 14d, eine Schicht 15d und eine Schicht 16d, wie zuvor in Bezug auf die Schichten 12c, 14c, 15c bzw. 16c besprochen. Die Folie 10d umfasst eine zusätzliche Mittelschicht 11d. Wie in 1d veranschaulicht, hat dieses Beispiel für eine fünfschichtige Folie eine Polyurethanschicht 12d mit einer ersten Hauptoberfläche 13d und eine gegenüberliegende Polyurethanschicht 16d mit einer zweiten Hauptoberfläche 17d, eine Kernschicht 14d aus Alkylen-Copolymer (z. B. EVA), eine Mittelschicht 11d entweder aus einem Polyethylen niedriger Dichte oder aus EAA, und eine Schicht 15d aus Alkylen-Copolymer (z. B. EVA). Die Schichten 14d und 15d dienen der Verankerung der Schichten 12d und 16d in der Folie. Wenn die Weichheit von EVA ein Problem darstellt, kann die Kernschicht aus EVA (z. B. 14b aus 1b) durch eine mehrschichtige Konstruktion mit einer Mittelschicht aus zum Beispiel einer härteren Polyolefinschicht, die zwischen Schichten aus EVA sandwichartig eingefasst wird, ersetzt werden. Diese dreischichtige Konstruktion kann dann zum Beispiel als Ersatz für die Schicht 14b aus 1b verwendet werden, um eine fünfschichtige Folie zu bilden. Im Allgemeinen haben mehrschichtige Folien, die Schichten aus relativ kostengünstigen Polymeren umfassen, wie zum Beispiel Polyethylen niedriger Dichte, EAA, EMAA oder Ionomerharz, den Vorteil, dass sie kostengünstiger sind als eine einzelne Folie der gleichen Dicke aus Polyurethan.
Gegebenenfalls können mehrschichtige Folien mit 6 Schichten, 7 Schichten, und bis zu "n" Schichten (wobei, wie oben angegeben, n mehrere Hundert sein kann) unter Verwendung von verschiedenen Kombinationen von Schichten, je nach Anforderung der Folien, die für den Gegenstand verwendet werden, hergestellt werden. Wenn eine Kombination von Schichten ausgewählt wird, werden im Allgemeinen die günstigsten Polymere oder Adjuvantien an die Stelle gesetzt, die funktionell die geringsten Ansprüche stellt, was normalerweise die Schichten innerhalb der mehrschichtigen Folie sind. Zum Beispiel wird Polyethylen niedriger Dichte vorzugsweise in einer nicht ausgesetzten Schicht angeordnet. Die Kernschicht ist vorzugsweise ein Ethylen-Copolymer, wie zum Beispiel EVA. Die ausgesetzten Hauptoberflächen der Folie sind vorzugsweise Hochleistungspolymere, wie zum Beispiel Polyurethan.
Mehrschichtige Folien, die Polymerschichten aufweisen, die eine schlechte Bindung aneinander haben, wie zum Beispiel (1) eine Schicht aus Polyurethan an einer Schicht aus EAA, oder (2) eine Schicht aus EAA an Polycarbonat, können bei Gebrauch in einem Gegenstand abblättern. Dieser Mangel konnte durch Verwendung einer Haftverbindungsschicht, wie zum Beispiel einer Schicht aus modifiziertem EVA, zwischen den schlecht haftenden Schichten vermieden werden.
Viele andere geeignete Polymere können verwendet werden, um die mehrschichtigen Folien der vorliegenden Erfindung zu bilden. Am meisten bevorzugt sind diese anderen möglichen Polymere und Schichten aus Polymeren mit den Urethan- und Alkylen-Copolymer-Schichten zusammen extrudierbar. Anschauungsbeispiele für andere Polymere, die in den mehrschichtigen Folien der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, umfassen Acrylpolymere (z. B. Polymethylmethacrylat (PMMA)); Polycarbonate (PC); Weich-PVC und Polysulfon (PS).
Obwohl mehrschichtige Folien hergestellt werden können, indem vorgeformte Schichten unter Wärme- oder Druckbedingungen oder durch Beschichtungsverfahren laminiert werden, wird ein Co-Extrusionsverfahren wegen der geringeren Kosten, einer verbesserten Haftung der Schichten aneinander und der Möglichkeit, anschließend die mehrschichtige Folie zu ziehen, um ihre Dicke zu verringern, im Allgemeinen bevorzugt. In einem derzeit besonders bevorzugten Co-Extrusionsverfahren wird eine Mehrschichtdüse mit einem Verteilerblock oder eine Coextrusionsdüse mit getrennten Zuführkanälen verwendet, die die Polymere bis kurz vor dem Austreten aus der Düse getrennt hält. Vorzugsweise wird für jedes Polymer ein gesteuertes Temperaturprofil von dem Fülltrichterende bis zu dem Extruderende aufrechterhalten. Anschauungsbeispiele für geeignete Extrusionsverfahren finden sich in den US-Patenten Nr. 4,082,877 (Shadle); 4,444,826 (Sasaki); 4,505,967 (Bailey); 4,663,213 (Bailey); 4,664,966 (Bailey); 4,897,136 (Bailey); 4,908,278 (Bland); 5,480,705 (Tolliver) und 5,656,121 (Fukushi).
Obwohl ausgesagt wird, dass mehrschichtige Folien verschiedene Schichten aufweisen, ist es ersichtlich, dass sowohl eine physikalische als auch eine chemische Wechselwirkung zwischen den Schichten bestehen kann und dies noch im Rahmen dieser Erfindung liegt. Zum Beispiel können die Schichten durch eine Nachbearbeitung der mehrschichtigen Folien, wie zum Beispiel eine Wärmenachbehandlung oder Wärmeverschmelzung je nach den verwendeten Bedingungen weniger verschieden werden.
Der Fachmann ist in der Lage, anhand der obigen Beschreibung geeignete mehrschichtige Folien zu entwickeln.
II. Ausführungsformen von retroreflektierenden Gegenständen, die mehrschichtige Folien aufweisen
Die Arten von retroreflektierendem flächenförmigem Material sind in "Standard Specification for Retroreflective Sheeting for Traffic Control" ASTM D4956-94 beschrieben. Die Helligkeit oder Retroreflektivität des flächenförmigen Materials kann als Retroreflektivitätskoeffizient, R_A, ausgedrückt werden. Dieser wird in Einheiten von Candela/Lux/Quadratmeter gemessen und unter Verwendung des standardisierten Tests ASTM E810-94 bestimmt.
Die retroreflektierenden Elemente in retroreflektierendem flächenförmigem Material umfassen typischerweise (1) Kügelchen, z. B. Kügelchen in einer mit einer reflektierenden Beschichtung zusammenwirkenden Position, oder (2) mikrostrukturierte Elemente, insbesondere Prismen, obwohl auch andere Begriffe verwendet werden können, wie später besprochen wird. In dieser Anmeldung wird der Begriff "Prismen" verwendet, um die letzteren retroreflektierenden Elemente zu beschreiben.
Anschauungsbeispiele für retroreflektierendes flächenförmiges Material mit offenen Linsen sind in den US-Patenten Nr. 2,326,634 (Gebhard); 2,354,018 (Heltzer); 2,354,048 (Palmquist); 2,354,049 (Palmquist); 2,379,702 (Gebhard) und 2,379,741 (Palmquist) offenbart.
Anschauungsbeispiele für retroreflektierendes flächenförmiges Material mit eingeschlossenen Linsen sind in den US-Patenten Nr. 2,407,680 (Palmquist); 3,551,025 (Bingham); 3,795,435 (Schwab); 4,530,859 (Grunzinger, Jr.); 4,664,966 (Bailey); 4,950,525 (Bailey); 5,064,272 (Bailey) und 5,882,771 (Klein) offenbart.
Anschauungsbeispiele für retroreflektierendes flächenförmiges Material mit eingekapselten Linsen sind in den US-Patenten Nr. 3,190,178 (McKenzie); 4,025,159 (McGrath); 4,663,213 (Bailey); 5,069,964 (Tolliver); 5,714,223 (Araki); 5,812,316 (Ochi) und 5,784,198 (Nagaoka) offenbart Anschauungsbeispiele für retroreflektierendes flächenförmiges Material mit eingekapselten Prismen sind in den US-Patenten Nr. 5,138,488 (Szczech); 5,450,235 (Smith); 5,614,286 (Bacon); 5,706,132 (Nestegard); 5714,223 (Araki) und 5,754,338 (Wilson) offenbart.
Anschauungsbeispiele für retroreflektierendes flächenförmiges Material vom prismatischen Typ mit erhöhten Stegen sind in dem US-Patent Nr. 5,914,812 (Benson) offenbart.
2 veranschaulicht einen retroreflektierenden Gegenstand 20 mit offenen Linsen mit einer Kügelchenbindeschicht 26 mit einer ersten Hauptsichtfläche 13 und einer gegenüberliegenden Hauptoberfläche 17. In einer Ausführungsform kann die Kügelchenbindeschicht 26 eine mehrschichtige Folie (mit mindestens einer Schicht aus Polyurethan und mindestens einer Kernschicht aus Alkylen-Copolymer) sein, und die mehrschichtige Folie kann eine Vielzahl von retroreflektierenden Elementen 22 halten. Die Polyurethanschicht dient zum Zusammenhalten der retroreflektierenden Elemente (welche transparente Kügelchen sind) und sie kann auch als wetterechte Schicht dienen. Die Kügelchen haben einen der Luft ausgesetzten Teil und einen gegenüberliegenden halbkugeligen Teil mit einer reflektierenden Beschichtung 24. Es gibt eine erste Hauptsichtfläche 13. In alternativen Ausführungsformen kann die Kügelchenbindeschicht durch andere Arten von mehrschichtigen Folien ersetzt werden. Derartige Gegenstände mit offener Linse können zum Beispiel als reflektierendes flächenförmiges Material. auf Leitkegeln nützlich sein.
Die 3a und 3b veranschaulichen alternative retroreflektierende Gegenstände 30 mit eingeschlossenen Linsen mit einem Vorderseiten-Bestandteil (33 in 3a und 31 in 3b) mit Sichtfläche 13, einem retroreflektierenden Bestandteil, der transparente Kügelchen 22 aufweist, und einer reflektierenden Schicht 24, die durch eine Abstandsbelagsschicht 35 in zusammenwirkender Position in Bezug auf die Kügelchen gehalten wird. In 3a haben die transparenten Kügelchen einen ersten halbkugeligen Teil, der durch den Vorderseiten-Bestandteil eingeschlossen ist, und einen zweiten halbkugeligen Teil, der an der zusammenwirkenden Position von der reflektierenden Beschichtung beabstandet ist. In 3b sind die Kügelchen durch die Kügelchenbindung 32 eingeschlossen. Eine Klebstoffschicht 37 hat eine Hauptoberfläche 17 gegenüber der Sichtfläche.
Die erste Hauptsichtfläche 13 des retroreflektierenden Gegenstands ist die Oberfläche auf einer Schicht, die auch als Vorderseiten-Bestandteil, Auflage, Deckfilm, Außenfilm, Stirnfläche, Außenschichten oder Außenbeschichtung bezeichnet werden kann, welches für die Zwecke dieser Anmeldung alles äquivalente Begriffe sind. In dieser Anmeldung wird jedoch "Vorderseiten-Bestandteil" als der allgemeine Begriff verwendet. Geeignete Vorderseiten-Bestandteile schaffen eine im Wesentlichen transparente Sichtfläche, die die optischen Elemente vor einer Vielfalt von möglichen zerstörenden Wirkungen schützt, wie zum Beispiel Schmutz, Wasser und das Aussetzen an Witterungs- und Außenbedingungen. Polymere, die für den Vorderseiten-Bestandteil ausgewählt werden, sind vorzugsweise formstabil, haltbar, wetterecht und leicht in eine gewünschte Konfiguration verformbar. Der Vorderseiten-Bestandteil ist vorzugsweise ausreichend dick, um die obigen wünschenswerten Eigenschaften zur Verfügung zu stellen. Die Dicke des Vorderseiten-Bestandteils reicht vorzugsweise von 0,01 mm bis 0,25 mm und stärker bevorzugt von 0,02 mm bis 0,1 mm.
Der Vorderseiten-Bestandteil (33 in 3a und 31 in 3b) umfasst vorzugsweise eine transparente mehrschichtige Folie. Eine derartige mehrschichtige Folie hat eine der Luft ausgesetzte Polyurethanschicht, die wetterbeständig ist, eine Kernschicht (z. B. ein Alkylen-Copolymer, wie zum Beispiel EVA) und eine Unterlagsschicht (z. B. EAA), die an dem retroreflektierenden Bestandteil haften kann.
4 veranschaulicht einen retroreflektierenden Gegenstand 40 mit eingekapselten Linsen, dessen Vorderseiten-Bestandteil 48 eine Sichtfläche 13 aufweist. Ein retroreflektierender Bestandteil umfasst transparente Kügelchen 22 mit einem ersten halbkugeligen, der Luft ausgesetzten Teil und einem zweiten gegenüberliegenden halbkugeligen Teil, auf dem sich die reflektierende Beschichtung 24 befindet. Ein Versiegelungsbestandteil 46 mit einer zweiten Hauptoberfläche 17 gegenüber der Sichtfläche ist an Teile des Vorderseiten-Bestandteils 48 gebunden, um ein Muster von Versiegelungsstegen zu bilden (wie zum Beispiel diejenigen, die in 4 als 42 gezeigt sind), wobei der Vorderseiten-Bestandteil, der retroreflektierende Bestandteil und die Versiegelungsstege eine Vielzahl von eingekapselten Luftzellen 47 bilden, wobei der Vorderseiten-Bestandteil von dem retroreflektierenden Bestandteil beabstandet ist und die der Luft ausgesetzten Teile der Kügelchen innerhalb der Zellen liegen.
Der Vorderseiten-Bestandteil 48 umfasst vorzugsweise eine transparente mehrschichtige Folie. Eine derartige mehrschichtige Folie hat eine der Luft ausgesetzte Schicht 43, die wetterbeständig ist, eine kostengünstige Kernschicht 44 und eine Unterlagsschicht 45, die an dem retroreflektierenden Bestandteil haften kann. Zum Beispiel kann die der Luft ausgesetzte Schicht ein EAA oder ein Polyurethan sein, die Kernschicht kann ein Alkylen-Copolymer (z. B. EVA oder modifiziertes EVA) sein, und die Unterlagsschicht kann ein Polyurethan sein.
Die Dicke des Vorderseiten-Bestandteils 48 liegt vorzugsweise zwischen 0,025 mm und 0,1 mm.
Die Verbindungsteile zwischen dem Vorderseiten-Bestandteil und dem Versiegelungsbestandteil bilden Versiegelungsstege. Diese Stege haben eine Höhe, die ausreicht, um eine Luftgrenzfläche für den nicht gebundenen Teil des Vorderseiten-Bestandteils zu schaffen. Die Versiegelungsstege können zum Beispiel durch Anwendung von Wärme und Druck an dem retroreflektierenden Bestandteil und dem Vorderseiten-Bestandteil gebildet werden, wie in dem US-Patent Nr. 3,190,178 (McKenzie) offenbart ist. In dieser Ausführungsform können die Versiegelungsstege ein Dichtungsmuster aus einzelnen luftdichten Zellen bilden, die jeweils einen kleinen Bereich auf der Sichtfläche 13 aufweisen.
Die Versiegelungsstege können auch als Dichtungswände, Bindungen, Bindungslinien, Zwischenwände oder Versiegelungsstegbestandteile bezeichnet werden, welches für die Zwecke dieser Anmeldung alles äquivalente Begriffe sind. Vorzugsweise schafft der Versiegelungsbestandteil eine Bindung an den retroreflektierenden Bestandteil, die durch eine durchschnittliche Z-Abschäl-Spitzenlast, gemessen gemäß dem Testverfahren, das in den folgenden Beispielen beschrieben ist, von mindestens 20 Kilogramm, stärker bevorzugt mindestens 30 Kilogramm und am meisten bevorzugt mehr als 40 Kilogramm, gekennzeichnet ist.
5a veranschaulicht einen mit einem Reflektor beschichteten, prismatischen retroreflektierenden Gegenstand 50 mit einem Vorderseiten-Bestandteil 52 mit einer Hauptsichtfläche 13 und einem retroreflektierenden Bestandteil 54. Der retroreflektierende Bestandteil 54 hat eine erste Hauptfläche in Berührung mit dem Vorderseiten-Bestandteil und eine zweite gegenüberliegende mikrostrukturierte Oberfläche mit retroreflektierenden Elementen 56, wie zum Beispiel Prismen, mit einer reflektierenden Beschichtung.
Der Vorderseiten-Bestandteil 52 umfasst vorzugsweise eine transparente mehrschichtige Folie. Eine derartige mehrschichtige Folie hat eine der Luft ausgesetzte Schicht 55, die wetterbeständig ist, eine kostengünstige Kernschicht 57 und eine Unterlagsschicht 59, die an dem retroreflektierenden Bestandteil haften kann. Zum Beispiel kann die der Luft ausgesetzte Schicht ein Polyurethan oder EAA sein, die Kernschicht kann ein Alkylen-Copolymer (z. B. EVA oder modifiziertes EVA) sein, wie zum Beispiel BYNEL 3860, welches ein Anhydrid-modifiziertes EVA-Polymer ist, das von DuPont erhältlich ist, und die Unterlagsschicht kann ein Polyurethan sein (z. B. ein aliphatisches Polyester-Polyurethan, das laminiert oder anderweitig zum Beispiel an eine mikrostrukturierte Polycarbonatfläche gebunden sein kann.
Die Gesamtdicke von retroreflektierenden Bestandteilen mit retroreflektierenden Winkelelementen liegt typischerweise zwischen 0,2 mm und 0,7 mm, sie kann jedoch mehr oder weniger von den verwendeten Polymeren abhängen. Mit Abnahme der Dicke des retroreflektierenden Bestandteils kann auch von einer Erhöhung der Flexibilität des Bestandteils ausgegangen werden.
Polymere werden für den retroreflektierenden Bestandteil angesichts der gewünschten Eigenschaften des resultierenden Gegenstands, der zum Bilden der retroreflektierenden Oberfläche verwendeten Verfahren, der gewünschten Bindefähigkeit an dem Versiegelungsbestandteil und der Art der anderen Bestandteile des retroreflektierenden Gegenstands ausgewählt. Polymere, die für die mikrostrukturierte Schicht ausgewählt werden, sollten vorzugsweise Winkelelemente bilden, die formstabil sind, so dass die präzise Geometrie, die für die Retroreflektivität gewünscht ist, erhalten bleibt. Die polymeren Materialien, die für die mikrostrukturierte Oberfläche ausgewählt werden, sind in der Regel relativ unflexible, harte und steife Materialien mit einer hohen Vicat-Erweichungstemperatur im Vergleich zu anderen Polymeren. Somit können diese Polymere bei Raumtemperatur oder niedrigeren Temperaturen spröde sein oder leicht brechen. Bemerkenswerterweise behalten viele dieser Polymere jedoch unter negativen Bedingungen ihre Transparenz und Form. Geeignete Polymere umfassen gegebenenfalls thermoplastische oder aushärtbare Materialien. Das Polymer, das die retroreflektierende Oberfläche bildet, ist vorzugsweise im Wesentlichen klar, obwohl es nach Bedarf gefärbt sein kann. Diese Polymere werden häufig aus einem oder mehreren der folgenden Gründe gewählt: Wärmebeständigkeit, Formstabilität, Umweltbeständigkeit, Klarheit, ausgezeichnetes Ablösen von dem Werkzeug oder Formwerkzeug und Fähigkeit, eine reflektierende Beschichtung aufzunehmen.
Geeignete mikrostrukturierte Oberflächen umfassen zum Beispiel Winkelelemente, die verschiedene geometrische Gestaltungen haben können. Die retroreflektierenden Elemente können auch als Winkel, Prismen, Mikroprismen oder Dreifachspiegel bezeichnet werden, welches für die Zwecke dieser Anmeldung alles äquivalente Begriffe sind. Das grundlegende retroreflektierende Winkelelement hat im Allgemeinen eine Tetraederstruktur mit zum Beispiel einem Basisdreieck und drei zueinander im Wesentlichen senkrechten optischen Flächen, die zusammenwirken, um einfallendes Licht zu retroreflektieren. Die optischen Flächen schneiden sich vorzugsweise an einem Scheitel, wobei das Basisdreieck gegenüber dem Scheitel liegt. Jedes Winkelelement hat auch eine optische Achse, welches die Achse ist, die sich durch den Winkelscheitel erstreckt und den Innenraum des Winkelements dreiteilt. Auf die erste Hauptsichtfläche einfallendes Licht tritt in das Basisdreieck ein und wird in den Innenraum des Würfels geleitet, von jeder der drei optischen Flächen reflektiert und in die gleiche allgemeine Richtung wie das hereinkommende einfallende Licht zurückgeleitet. Es ist offen, ob die Flächen der Würfel einer Luftgrenzfläche ausgesetzt sind oder mit einer reflektierenden Beschichtung, wie zum Beispiel Aluminium, beschichtet sind. 5a veranschaulicht eine mikrostrukturierte Oberfläche, die spektral mit Metall oder anderen geeigneten reflektierenden Beschichtungen als ein Mittel zum Ändern der optischen Leistung des retroreflektierenden Bestandteils beschichtet ist. In dieser Ausführungsform kann ein möglicher Versiegelungsbestandteil (nicht gezeigt) völlig mit der mikrostrukturierten Oberfläche in Berührung stehen, ohne an Retroreflektivität zu verlieren.
Die Höhe der Winkelelemente, definiert als die Länge der optischen Achse, ist vorzugsweise so gering wie es in der Herstellung möglich ist, um das Versiegeln zu erleichtern, sie kann jedoch so groß wie nötig sein, wenn man den Wunsch berücksichtigt, eine Materialverschwendung zu vermeiden und die Dicke des Gegenstands zu vergrößern. Die Mindesthöhe ist vorzugsweise 0,01 mm und die maximale Höhe ist vorzugsweise weniger als 1 mm. Die Höhe der Würfelelemente ist stärker bevorzugt 0,02 mm bis 0,5 mm. Die mikrostrukturierte Oberfläche wird geformt, um eine Würfelschicht unter Verwendung einer Vielzahl von den Fachleuten bekannten Techniken zu ergeben.
5b veranschaulicht einen retroreflektierenden Gegenstand mit eingeschlossenen Prismen 50 mit einem Vorderseiten-Bestandteil 52 mit einer Hauptsichtfläche 13 und einem retroreflektierenden Bestandteil 54. Der retroreflektierende Bestandteil hat eine erste Hauptfläche in Berührung mit dem Vorderseiten-Bestandteil und eine zweite gegenüberliegende mikrostrukturierte Oberfläche mit retroreflektierenden Elemente 56, wie zum Beispiel Prismen, mit einer reflektierenden Beschichtung. Eine Unterlagsschicht 53 liegt an der reflektierenden Beschichtung an und schließt so die Prismen ein. Der Vorderseiten-Bestandteil umfasst vorzugsweise eine transparente mehrschichtige Folie, wie oben bei 5a besprochen.
6 veranschaulicht eine Querschnittsansicht eines retroreflektierenden Gegenstands 60 mit eingekapselten Prismen mit einem Vorderseiten-Bestandteil 62 mit einer Hauptsichtfläche 13, einem retroreflektierenden Bestandteil 64 mit retroreflektierenden Elementen 56, die eine mikrostrukturierte Oberfläche bilden, und einem Versiegelungsbestandteil 66 mit einer Hauptfläche 17. Der Versiegelungsbestandteil 66 ist an die mikrostrukturierte Oberfläche oder den retroreflektierenden Bestandteil 64 gebunden, um Versiegelungsstege zu bilden (42 in 6). Die mikrostrukturierte Oberfläche, der Versiegelungsbestandteil und die Versiegelungsstege bilden eine Vielzahl von eingekapselten Luftzellen 65.
Mehrschichtige Folien der vorliegenden Erfindung können für den Vorderseiten-Bestandteil oder den Versiegelungsbestandteil verwendet werden. Geeignete mehrschichtige Folien für den Vorderseiten-Bestandteil wurden oben bei 5 besprochen.
Typischerweise haben die Versiegelungsstege eine Höhe, die ausreicht, um eine Luftgrenzfläche für den nicht gebundenen Teil der mikrostrukturierten Oberfläche zur Verfügung zu stellen. Die Breite der Versiegelungsstege kann geeigneterweise zwischen 0,2 mm bis 4 mm, vorzugsweise zwischen 0,4 mm bis 1 mm, variieren und ist am meisten bevorzugt eine ausreichend enge Breite, um die Retroreflektivität zu maximieren, während eine zufriedenstellende Haftfestigkeit des Versiegelungsbestandteils an der mikrostrukturierten Oberfläche erhalten bleibt. Die Versiegelungsbestandteile können durch Anwendung von Wärme und Druck an dem retroreflektierenden Bestandteil und dem Versiegelungsbestandteil gebildet werden, wie in dem US-Patent Nr. 3,190,178 (McKenzie) offenbart ist.
Die Dicke des Versiegelungsbestandteils ist ausreichend, um die mikrostrukturierte Oberfläche vor dem Aussetzen an Faktoren, wie zum Beispiel Schmutz und Wasser, die ihren optischen Wirkungsgrad mindern, zu schützen und um den Gegenstand an ein Substrat zu binden. Die Dicke des Versiegelungsbestandteils beträgt vorzugsweise mindestens 0,02 mm, stärker bevorzugt mindestens 0,06 mm, aber im Allgemeinen übersteigt die Dicke nicht 0,3 mm.
Die Versiegelungsstege bilden typischerweise ein Versiegelungsmuster auf der Sichtfläche des Vorderseiten-Bestandteils. Muster, wie zum Beispiel hexagonal, rechteckig, quadratisch, kreisförmig, hexagonal oder Kettenglieder, können nach Wunsch verwendet werden. Die Versiegelungsstege retroreflektieren nicht so viel Licht wie der Bereich innerhalb der Zellen, was zu dem Muster auf der Sichtfläche führt. Typischerweise hat jede einzeln versiegelte Luftzelle Längen- und Breitenabmessungen A und B. Die Abmessungen A und B reichen vorzugsweise von 4 mm bis 50 mm. Die Abmessungen A und B bestimmen den Bereich jeder Zelle auf der Sichtfläche. Der Bereich der Zellen ist vorzugsweise klein. Zum Beispiel beträgt der Oberflächenbereich jeder Zelle weniger als 5 Quadratzentimeter, vorzugsweise weniger als 4 Zentimeter, stärker bevorzugt weniger als 1 Quadratzentimeter, und am meisten bevorzugt weniger als 0,5 Quadratzentimeter, obwohl der Bereich von Zelle zu Zelle variieren kann. Abmessungen einer Zelle können unter Verwendung eines Maßstabs gemessen werden und der Bereich einer Zelle kann durch den Fachleuten bekannte Formeln berechnet werden.
Einige Anschauungsbeispiele für Materialien für den Versiegelungsbestandteil umfassen thermoplastische, Wärme-aktivierte, durch UV-Strahlung ausgehärtete und durch Elektrocure-Verfahren bearbeitete Polymersysteme. Vorzugsweise beträgt die Vicat- Erweichungstemperatur des Versiegelungsbestandteils mindestens 30°C weniger als die der mikrostrukturierten Oberfläche.
Gegebenenfalls kann der Versiegelungsbestandteil eine mehrschichtige Folie umfassen. Ein Anschauungsbeispiel umfasst eine erste Schicht, die an der mikrostrukturierten Schicht des retroreflektierenden Bestandteils haften kann; eine zweite kostengünstige Kernschicht und eine dritte Schicht, die an einem Trägerbestandteil oder einem geeigneten Substrat haften kann. Die erste Schicht der Versiegelungsfolie kann Polyurethan sein, die Kernschicht kann ein Alkylen-Copolymer (z. B. EVA oder modifiziertes EVA), wie zum Beispiel Bynel 3860, sein, und die dritte Schicht kann Polyurethan oder ein Ethylen-Acrylsäure-Copolymer sein (EAA). Am meisten bevorzugt umfasst der Versiegelungsbestandteil ein Trübungsmittel (z. B. Titandioxid-Trübungsmittel).
7 veranschaulicht eine Querschnittsansicht eines prismatischen retroreflektierenden Gegenstands 70 mit erhöhten Stegen mit einem Muster aus erhöhten Stegen 78 mit retroreflektierenden Elementen 56, die eine mikrostrukturierte Oberfläche auf dem retroreflektierenden Bestandteil 74 bilden. Ein Vorderseiten-Bestandteil 72 hat eine Hauptsichtfläche 13. Ein Versiegelungsbestandteil 76 ist an die erhöhten Stege 78 auf dem retroreflektierenden Bestandteil gebunden. Die mikrostrukturierte Oberfläche, der Versiegelungsbestandteil und die erhöhten Stege bilden eine Vielzahl von eingekapselten Luftzellen 75, wobei der retroreflektierende Bestandteil mit einem Zwischenraum zum Versiegelungsbestandteil angeordnet ist. Die Prismen haben der Luft ausgesetzte Flächen innerhalb der Vielzahl von Zellen. Die erhöhten Stege auf der mikrostrukturierten Schicht können auf den Versiegelungsbestandteil flammbondiert oder durch Ultraschall laminiert werden, um ein Versiegelungsmuster zu bilden. Das Versiegelungsmuster kann einzelne Zellen aufweisen, die jeweils einen kleinen Bereich auf der Sichtfläche aufweisen.
Mehrschichtige Folien der vorliegenden Erfindung können für den Vorderseiten-Bestandteil oder den Versiegelungsbestandteil verwendet werden. Geeignete mehrschichtige Folien für den Vorderseiten-Bestandteil wurden oben bei 5 besprochen. Der Versiegelungsbestandteil 76 umfasst vorzugsweise eine mehrschichtige Folie (z. B. eine Folie mit mindestens einer Polyurethanschicht 77 und mindestens einer Alkylen-Copolymer-Schicht (z. B. eine EVA-Schicht) 79. Gegebenenfalls kann die mehrschichtige Folie ein mögliches relativ dickes (z. B. 1 bis 10 mm) Polymersubstrat 73 umfassen oder an diesem angebracht sein. Bevorzugte derartige Substrate sind relativ starr und haben eine hohe Schlagfestigkeit (z. B. hochdichtes Polyethylen, Acrylnitril-Butadien-Styrol, Polycarbonat (PC), schlagzähgemachtes PMMA, oder PP). Das Substrat kann gefüllt werden, z. B. mit Titandioxid. Dieser Gegenstand ist insbesondere für Nummernschilder und Autobahnschilder nützlich. In einer anderen Ausführungsform kann die mehrschichtige Folie mindestens eine Polyurethanschicht 77, mindestens eine Ethylen-Copolymer-Schicht (z. B. eine EVA-Schicht) 79, und eine Schicht aus einem geeigneten Klebstoffmaterial (z. B. Haftklebstoff oder eine Schicht aus EAA) umfassen. Der retroreflektierende Gegenstand dieser Ausführungsform kann dann an einem geeigneten Substrat (z. B. einer Aluminiumbahn) befestigt werden.
In vielen Anwendungen wird der retroreflektierende Gegenstand mit (einer) mehrschichtige(n) Folie(n) mit einem Klebstoff auf einem starren Substrat, wie zum Beispiel einer Aluminiumplatte für ein Autobahnschild oder für ein Nummernschild, oder auf einer Autobahnfläche, wie zum Beispiel Beton oder Asphalt, befestigt. Eine besonders nützliche andere Anwendung für einen retroreflektierenden Gegenstand mit (einer) mehrschichtigen Folie(n) ist ein zusammenrollbares Schild.
Wie in 8 veranschaulicht, wird der flexible retroreflektierende Gegenstand 80 mit (einer) mehrschichtigen Folie(n) auf einem flexiblen, durch einen Gitterstoff verstärkten Trägerbestandteil 88 angebracht. Es können bei dem Versuch, ein retroreflektierendes flächenförmiges Material an einen flexiblen, durch einen Gitterstoff verstärkten Trägerbestandteil zu binden, Defekte auftreten. Ein Defekt, der sowohl die Erscheinung als auch die Helligkeit des retroreflektierenden Gegenstands beeinträchtigt, ist ein "Gitterstoffmuster" oder Linien auf der Sichtfläche des retroreflektierenden flächenförmigen Materials, da der Gitterstoff in dem Träger in das flächenförmige Material hereinragt. Ein weiterer Defekt ist eine schlechte Festigkeit, da der Gitterstoff von dem Träger vorsteht und somit der Witterung und einer falschen Benutzung ausgesetzt ist. Ein weiterer Defekt ist ein Abblättern, da das retroreflektierende flächenförmige Material nur an einen Teil des Trägerbestandteils gebunden ist. Es werden flexible retroreflektierende Gegenstände ohne diese Defekte benötigt. Somit besteht ein nicht erfüllter Bedarf an flexiblen retroreflektierenden Gegenständen, die vorzugsweise ohne das unerwünschte Gitterstoffmuster auf ihrer Sichtfläche hergestellt werden können, deren Retroreflektivität bei normalem Gebrauch nicht beeinträchtigt wird und die im Laufe der Zeit eine Flexibilität und Haftung des retroreflektierenden flächenförmigen Materials an dem Trägerbestandteil behalten.
Wie in 8 veranschaulicht, umfasst ein flexibler retroreflektierender Gegenstand 80 (z. B. ein zusammenrollbares Schild) einen Vorderseiten-Bestandteil 81, einen retroreflektierenden Bestandteil 82, einen Versiegelungsbestandteil 83 und einen Trägerbestandteil 88. In einer bevorzugten Ausführungsform bildet der Versiegelungsbestandteil 83 Versiegelungsstege 84 mit einem retroreflektierenden Bestandteil 82 und definiert Luftzellen 89. Der Trägerbestandteil 88 umfasst einen Gitterstoff 85 (umfassend vielfaserige Stränge 86) und eine Trägerschicht 87. Geeigneterweise kapseln die Trägerschicht 87 und der Versiegelungsbestandteil 83 den Gitterstoff 85 ein.
Es ist entdeckt worden, dass verbesserte flexible retroreflektierende Gegenstände (z. B. zusammenrollbare Schilder) mit den mehrschichtigen Folien der vorliegenden Erfindung hergestellt werden können. Die mehrschichtigen Folien können zum Beispiel verwendet werden, um einen oder mehrere des Vorderseiten-Bestandteils, des Versiegelungsbestandteils und der Trägerschicht zu bilden.
Zum Beispiel umfasst eine geeignete mehrschichtige Folie zur Verwendung als ein Vorderseiten-Bestandteil die Vorderseiten-Bestandteilfolien, die in Verbindung mit den 5 und 6 beschrieben wurden. Eine geeignete mehrschichtige Folie zur Verwendung als ein Versiegelungsbestandteil umfasst die Versiegelungsbestandteilfolien, die in Verbindung mit 6 beschrieben wurden.
Die Trägerschicht wird vorzugsweise so ausgewählt, dass sie mit dem Versiegelungsbestandteil, an den sie gebunden ist, die gewünschte Leistung erreicht. In dieser Hinsicht umfasst eine bevorzugte Kombination von Versiegelungsbestandteil und Trägerschicht die folgenden Schichten: Der Versiegelungsbestandteil kann eine mehrschichtige Folie aufweisen, umfassend eine erste Schicht aus Polyurethan, eine Kernschicht aus einem Alkylen-Copolymer und eine mögliche Unterlagsschicht aus EAA. Vorzugsweise ist der Versiegelungsbestandteil weiß pigmentiert oder ansonsten undurchsichtig. Die Trägerschicht kann eine mehrschichtige Folie aufweisen, umfassend eine Urethan-Schicht, eine Kernschicht aus einem Alkylen-Copolymer und eine Unterlagsschicht aus einem geeigneten Polymer (z. B. EAA oder Polyurethan). Wenn der Versiegelungsbestandteil und die Trägerschicht zusammen laminiert werden (wie noch weiter beschrieben wird), dienen sie dazu, den Gitterstoff einzukapseln.
Wie in 9 veranschaulicht, besteht eine bevorzugte Ausführungsform darin, eine mehrschichtige Folie in dem Trägerbestandteil zu verwenden. Ein geeigneter Trägerbestandteil 88 hat (1) einen verstärkenden Gitterstoff mit einer Vielzahl von vielfasrigen Strängen 86, und (2) eine mehrschichtige Folie 95 mit einer Bindeschicht 96 aus einem Polymer, die an einem Versiegelungsbestandteil (nicht gezeigt) haften kann, eine Kernschicht 97 aus einem Polymer, die die Stränge einkapseln oder teilweise einkapseln kann, und gegebenenfalls eine Unterlagsschicht 98 aus einem Polymer, die eine wetterechte Schicht bilden kann. Die Dicke der mehrschichtigen Folie ist vorzugsweise gleich oder größer als diejenige des Gitterstoffs, um ein Freilegen des Gitterstoffs zu vermeiden.
Die mehrschichtigen Folien ermöglichen niedrigere Laminiertemperaturen oder -drücke, wodurch vorzugsweise das unerwünschte Gitterstoffinuster auf manchen retroreflektierenden Gegenständen vermieden und so der Gitterstoff vor einer Beeinträchtigung bei der Handhabung oder durch Aussetzen an Witterung geschützt wird. Die mehrschichtigen Folien können auch Verarbeitungsbedingungen ermöglichen, die vorzugsweise eine teilweise Einkapselung der Stränge schaffen, ohne jede der einzelnen Fasern in dem Strang separat zu verbinden, wodurch die Flexibilität mancher retroreflektierender Gegenstände verbessert wird.
Ohne sich an die Theorie binden zu wollen, dient die Bindeschicht vorzugsweise dazu, bei einer niedrigen Laminiertemperatur und einem geringen Anpressdruck den Trägerbestandteil an den Versiegelungsbestandteil zu binden. Die niedrige Temperatur und der geringe Anpressdruck führen vorzugsweise dazu, dass die Stränge des Gitterstoffs teilweise eher eingekapselt sind als durch die mehrschichtige Folie imprägniert zu werden. Außerdem vermeiden die niedrige Temperatur und der geringe Anpressdruck vorzugsweise, dass Polymer in die mikrostrukturierte Oberfläche gezwängt wird, um die Helligkeit zu erhalten und um ein unerwünschtes Gitterstoffinuster auf der Sichtfläche des retroreflektierenden Gegenstands zu vermeiden.
Die Bindeschicht umfasst vorzugsweise ein Urethan-Polymer. Geeignete derartige Materialien wurden in Bezug auf Schicht 12a in 1a besprochen. Eine besonders nützliche Bindeschicht umfasst Polyurethan. Eine spezifische, für diese Erfindung für nützlich befundene Bindeschicht ist das oben erwähnte Polyurethan Q-THANE QC4820. Viele andere Polyurethane (zum Beispiel diejenigen, die oben in Bezug auf die 1a und 1b besprochen wurden) können auch verwendet werden. Die Dicke der Bindeschicht wird vorzugsweise gering gehalten (siehe z. B. die Besprechung hinsichtlich der Dicke der Schicht 12a aus 1a). Typischerweise beträgt die Bindeschicht 0,003 mm, sie kann jedoch nach Bedarf größer oder kleiner sein, um diese Funktion zu erreichen.
Die Kernschicht umfasst vorzugsweise ein Alkylen-Copolymer. Geeignete derartige Materialien wurden in Bezug auf Schicht 14a in 1a besprochen. Die Auswahl eines geeigneten Polymers für die Kernschicht erfordert im Allgemeinen eine Balance zwischen dem Erreichen einer Haftung zwischen Schichten und dem Erhalten von Flexibilität, insbesondere bei kalter Witterung. Die Kernschicht dient auch als eine leicht fließende Schicht, um den Gitterstoff teilweise durch Schmelzen einzukapseln. In einer Ausführungsform dient die Kernschicht auch als eine Barriere gegen die Migration von Weichmacher aus Weich-PVC-Beschichtungen. Die Kernschicht bindet auch die Bindeschicht an eine mögliche wetterechte Schicht. Die Kernschicht kann auch eine Flexibilität bei kalter Temperatur zur Verfügung stellen.
In einer spezifischen Ausführungsform einer Kernschicht werden BYNEL-Klebstoffharze, z. B. Reihe 3100, verwendet, welches Säure- und Acrylat-modifizierte EVA-Harze sind. Im Allgemeinen kann die Flexibilität durch Erhöhen des Vinylacetatgehalts erhöht werden, während die Laminierung-Abschälfestigkeit durch Senken des Säuregehalts erhöht werden kann, vorzugsweise durch Senken des Säuregehalts auf weniger als ein Prozent. Eine teilweise Einkapselung des Gitterstoffs durch die mehrschichtige Folie kann schwierig sein, wenn die Kernschicht einen Vinylacetatgehalt von mehr als etwa 30 Prozent aufweist. Für diese Verwendung haben bevorzugte Kernschichten einen Schmelzindex in einem Bereich zwischen 3 und 10, wobei die kleinere Zahl den Polymeren mit höherem Molekulargewicht entspricht.
Ein Beispiel für ein geeignetes Polymer, das die Stränge eines typischen Gitterstoffs teilweise einkapseln kann, ist BYNEL 3101, ein Säure-/Acrylat-modifiziertes EVA. Andere geeignete Polymere umfassen Anhydrid-modifizierte EVA-Polymere der BYNEL-Serie 3800, die vorzugsweise einen Säuregehalt von weniger als 1 Prozent aufweisen. Zum Beispiel ist Anhydrid-modifiziertes EVA BYNEL 3860 eine geeignete Kernschicht.
Es wird bevorzugt, dass die Kernschicht durch Extrusion gebildet werden kann, da dies das bevorzugte Verfahren zur Herstellung mehrschichtiger Folien ist. Als Beispiele sind die oben erwähnten BYNEL-Harze extrudierbar.
Geeignete Materialien für die mögliche wetterechte Schicht umfassen Polymere, die bei Aussetzen im Außenbereich beständig sind. Bevorzugte Polymere schaffen auch eine Lichtundurchlässigkeit und eine Beständigkeit gegenüber Schmutz und Lösungsmitteln, wie zum Beispiel Benzin. Ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung des Trägerbestandteils umfasst die Verwendung eines Heißzylinders oder einer Heißwalze. Bei derartigen Verfahren sollte die wetterechte Schicht wärmebeständig sein, wenn sie auf die. Heißzylinderwalzenoberfläche gegeben wird. Zusätzlich kann eine gewisse Wärmebeständigkeit der wetterechten Schicht auch für spezifische Anwendungen erforderlich sein, wie zum Beispiel beim Zusammenrollen in der heißen Sommersonne.
Ein Anschauungsbeispiel für ein geeignetes Polymer, das als eine mögliche wetterechte Schicht nützlich ist, ist EAA, das unter der Handelsbezeichnung PRIMACOR 3440 von Dow Chemical Company, Midland MI erhältlich ist. Es umfasst 9 Prozent Acrylsäure als einen Prozentsatz des Gesamtgewichts von Ethylen und Acrylsäuremonomer. Dieses Copolymer hat einen Schmelzindex von 10.
Der Gitterstoff verleiht dem retroreflektierenden Gegenstand gemäß der Erfindung eine große Reißfestigkeit und Zugfestigkeit, während eine Flexibilität des retroreflektierenden Gegenstands erhalten bleibt. Ohne sich an die Theorie binden zu wollen, wird angenommen, dass sich diese Flexibilität daraus ergibt, dass der Gitterstoff nicht fest innerhalb des Trägerbestandteils gebunden ist. Der Gitterstoff kann derart sein, dass er an dem Versiegelungsbestandteil oder einer mehrschichtigen Folie haftet. Bevorzugte Gitterstoffe werden jedoch höchstens nur leicht an diese schmelzgebunden oder im Wesentlichen nicht schmelzgebunden.
Wie in den 9b und 10 zu sehen ist, besteht der Gitterstoff 85 in dem Trägerbestandteil aus einer Vielzahl von vielfasrigen Strängen 86. Jeder Strang umfasst eine Vielzahl von Fasern 104, die gegebenenfalls verschlungen oder verzwirnt sein können oder nicht. Die Fasern 104 in einem Strang 86 können gegebenenfalls einen im Wesentlichen gleichen Querschnittsdurchmesser oder einen variierenden Durchmesser aufweisen. Die verschiedenen Stränge in einem gegebenen Gitterstoff können nach Wunsch im Wesentlichen gleich oder unterschiedlich bezüglich des Durchmessers, der Anzahl an Fasern, der Länge und der Zusammensetzung der Fasern sein. Die Durchmesser der Stränge können von 0,1 mm bis 0,5 mm variieren. Somit kann die Dicke des Gitterstoffs etwa 0,25 mm betragen, aber die Dicke des Gitterstoffs kann je nach Verwendung variieren. Im Allgemeinen führt das Erhöhen der Dicke des Gitterstoffs zu einer Erhöhung der Festigkeit des Trägerbestandteils, obwohl auch die Flexibilität des Trägerbestandteils abnehmen kann.
10 zeigt einen Querschnitt eines Strangs 86 mit einer kreisförmigen Form mit Fasern 104. Die Stränge 86 umfassen vorzugsweise mindestens 7 Fasern, stärker bevorzugt 15 oder mehr Fasern, und noch stärker bevorzugt 30 oder mehr Fasern.
Vorzugsweise sind die Stränge teilweise eingekapselt, eingekapselt oder von Polymer umgeben. Der Begriff "teilweise Einkapselung" bezieht sich auf die Fähigkeit eines Polymers, Teile der Stränge zu umgeben und dabei auch angrenzend an die Stränge Lufträume zu belassen. Am meisten bevorzugt können sich mindestens einige der Fasern in einem Strang frei zueinander bewegen. Vorzugsweise sind die Fasern nicht eng miteinander verschlungen oder miteinander verbunden, und die Lücken innerhalb der Stränge sind nicht mit Polymer gesättigt. Somit kann es eine unabhängige Bewegung jeder Faser innerhalb eines Strangs geben, und es wird angenommen, dass diese Bewegung eine verbesserte Flexibilität zur Verfügung stellt. Das Erhalten der kreisförmigen Form des Strangs in dem Gegenstand zeigt, dass angemessene Laminierungs-Temperatur/-Druck-Bedingungen beim Bilden des Trägerbestandteils verwendet werden (z. B. unerwünschtes Verbinden von Fasern mit Polymer wurde vermieden).
Anschauungsbeispiele für geeignete Gitterstoffe zur Verwendung in oder als Trägerbestandteile(n) umfassen Webstoffe, Vliesstoffe und Gewirke und Gewebe von losen Fasern, von denen alle verschiedene Polymere umfassen können, wie zum Beispiel ein oder mehrere von Polyamid, Polyester und Cellulose. Anschauungsbeispiele für Gitterstoffe sind in den US-Patenten Nr. 3,403,862 (Dworjanyn); 5,405,643 (Scholz) und 5,498,232 (Scholz) offenbart. Gitterstoffe sind von Herstellern, wie zum Beispiel DuPont Nonwovens (z. B. unter der Bezeichnung SONTARA); Milliken Co. und Apex Mills Corporation erhältlich.
11 veranschaulicht eine Querschnittsansicht eines retroreflektierenden Gegenstands 110, der durch Laminieren des retroreflektierenden Gegenstands, der in 6 dargestellt ist, an den Trägerbestandteil, der in 9a dargestellt ist, hergestellt werden kann. Wie in 11 gezeigt, hat der Gegenstand 110 einen Vorderseiten-Bestandteil 112 und einen retroreflektierenden Bestandteil 114. Ein Versiegelungsbestandteil 116 ist an Teile des retroreflektierenden Bestandteils 114 und an Teile des Trägerbestandteils mit Strängen 86, die teilweise von einer mehrschichtigen Folie 118 eingekapselt sind, gebunden.
12 ist eine Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform eines retroreflektierenden Gegenstands 120. Der Vorderseiten-Bestandteil hat eine mehrschichtige Folie 122 mit einer der Luft ausgesetzten Schicht 212, einer Kernschicht 214 und einer Unterlagsschicht 215. Der retroreflektierende Bestandteil hat eine mikrostrukturierte Schicht 216. Die Unterlagsschicht des retroreflektierenden Bestandteils haftet an der Kernschicht des Vorderseiten-Bestandteils. Ein Versiegelungsbestandteil 124 hat eine mehrschichtige Folie mit einer Bindeschicht 312, die an der mikrostrukturierten Schicht haften kann, und eine Kernschicht 314, die an dem Trägerbestandteil haften kann. Der Trägerbestandteil hat einen Gitterstoff mit Strängen 86 und eine mehrschichtige Folienschicht 126. Die mehrschichtige Folie 126 hat eine Kernschicht 414 mit einer wetterechten Schicht 416, die auf diese laminiert ist. Die Kernschicht des Versiegelungsbestandteils kann das gleiche Polymer aufweisen, wie die Kernschicht der mehrschichtigen Folie 126.
13 veranschaulicht ein Verfahren zur Herstellung von flexiblen retroreflektierenden Gegenständen mit der mehrschichtigen Folie 139 durch Flammbondierung. In einem typischen Wärme-/mechanischen Verfahren zum Bilden der in 6 gezeigten Versiegelungsstege ist die Temperatur einer Prägewalze 132 vorzugsweise warm genug, um den Versiegelungsbestandteil durch Wärme mit dem retroreflektierenden Bestandteil zu verbinden. Die gemusterten Überhänge 134 auf der Prägewalze zwängen den Versiegelungsbestandteil in Vertiefungen 136 auf der mikrostrukturierten Oberfläche des retroreflektierenden Bestandteils 133, um die Versiegelungsstege zu bilden. Die gegenüberliegende Walze 138 kann glatt sein und etwa Umgebungstemperatur aufweisen. Zusätzlich zu den Warmformtechniken können andere Techniken, wie zum Beispiel Ultraschallschweißen, Hochfrequenzschweißen, Warmschmelzen und Reaktionsschweißen verwendet werden.
14 zeigt einen retroreflektierenden Gegenstand 450 mit offenen Linsen mit einem retroreflektierenden Bestandteil 452, der von einer mehrschichtigen Folie 454 getragen wird. Die relativen Dicken der einzelnen in der Figur gezeigten Schichten sind nicht maßstabsgerecht. Ferner liegen die Glaskügelchen 456 – die mit einer kontinuierlichen reflektierenden Beschichtung 458 zusammenwirken, um retroreflektierende Elemente zu bilden – typischerweise näher aneinander als in 14 dargestellt. Der Gegenstand 450 hat eine Vorderfläche 460 zum Betrachten und eine Rückfläche 462, die zum Anbringen an anderen Gegenständen nach Wunsch verwendet werden kann. Eine lösbare Schicht 464, die vorübergehend an der Rückfläche 462 angebracht ist, ist gezeigt.
Eine ähnliche Einrichtung (aber ohne die gemusterten Überhänge) kann verwendet werden, um das retroreflektierende flächenförmige Material an einen Trägerbestandteil zu laminieren, um einen flexiblen retroreflektierenden Gegenstand, wie zum Beispiel ein zusammenrollbares Schild, herzustellen. Mehrere bevorzugte Verfahren mit aufeinanderfolgenden Laminierungsschritten zur Herstellung derartiger Schilder werden nun beschrieben, wobei zu verstehen ist, dass diese Verfahren (mit geeigneten Modifikationen nach Bedarf) auch verwendet werden können, um andere Gegenstände der Erfindung herzustellen.
In einem ersten bevorzugten Verfahren zur Herstellung eines zusammenrollbaren Schildes wird ein retroreflektierender Gegenstand mit einem Versiegelungsbestandteil (z. B. Gegenstand 60 mit Versiegelungsbestandteil 66, wie in 6 dargestellt) in einem ersten Laminierungsschritt durch Wärme an eine mehrschichtige Zwischenfolie (z. B. die zweischichtige Folie 10a, wie in 1a dargestellt) gebunden, wobei ein Gitterstoff (z. B.
der Gitterstoff 86, wie in 9a dargestellt) sandwichartig dazwischen eingefasst wird. Die mehrschichtige Zwischenfolie hat eine Bindeschicht auf einer Kernschicht. In diesem ersten Laminierungsschritt haftet die Bindeschicht der Zwischenfolie an dem Versiegelungsbestandteil und platziert die Kernschicht der Zwischenfolie für einen zweiten Laminierungsschritt in einer ausgesetzten Position. In dem zweiten Laminierungsschritt wird die ausgesetzte Kernschicht der Zwischenfolie an eine wetterechte Schicht (z. B. die in 1b dargestellte Folie 16b) gebunden, um das zusammenrollbare Schild (z. B. der in 11 dargestellte Gegenstand 110) zu bilden. Wie zuvor erwähnt, verwendet eine An, die entdeckt wurde, um das fertige zusammenrollbare Schild flexibler zu halten, eine minimale Temperatur und einen minimalen Druck im ersten Laminierungsschritt, so dass der Gitterstoff an dem Versiegelungsbestandteil nur haftet und nicht in ihm versinkt. Es ist auch entdeckt worden, dass eine Temperatur- und Drucküberwachung in dem zweiten Laminierungsschritt nützlich sind. Übermäßige Temperatur und übermäßiger Druck im zweiten Laminierungsschritt können dazu führen, dass der Gitterstoff das Polymer in die mikrostrukturierte Oberfläche drückt. Wenn Polymer die mikrostrukturierte Oberfläche berührt, führt dieser Zustand zu einer Erscheinung aufgehellter Bereiche, einer verringerten Helligkeit des Schildes und einem Gitterstoffinuster, das durch die Sichtfläche des Schildes sichtbar ist. Bevorzugte Laminierungsbedingungen, wie zum Beispiel Temperaturen und Drücke, sind in gewissem Maße spezifisch für die Materialien, die für den retroreflektierenden Gegenstand ausgewählt wurden. Geeignete Laminierungsbedingungen können jedoch gemäß den Lehren dieser Patentschrift von Fachleuten leicht bestimmt werden. Einige nützliche Laminierungsbedingungen werden später in den Beispielen beschrieben.
In einem zweiten bevorzugten Verfahren zur Herstellung eines zusammenrollbaren Schildes werden die im obigen Absatz erwähnten Bestandteile unter Verwendung von drei Laminierungsschritten an Stelle von zwei Schritten zusammengesetzt. Die mehrschichtige Folie wird in einem ersten Laminierungsschritt an den Gitterstoff laminiert. In diesem ersten Laminierungsschritt kapseln die Kernschicht und ihre Bindeschicht vorzugsweise teilweise den Gitterstoff ein und lassen einen wesentlichen Teil der Bindeschicht zwischen den Strängen des Gitterstoffes frei. In einem zweiten Laminierungsschritt wird der retroreflektierende Gegenstand durch Wärme auf den ausgesetzten Verbindungsbereich der mehrschichtigen Folie gebunden. Die Trägerfolie wird dann von der mehrschichtigen Folienseite des fertigen Ausbaus entfernt, um die Kernschicht freizulegen. In einem dritten Laminierungsschritt wird die gerade freigelegte Kernschicht an die wetterechte Schicht gebunden. Wie bei dem im vorigen Absatz beschriebenen Verfahren sollten die Überwachung der Laminierungstemperatur und des Laminierungsdrucks insbesondere in dem zweiten und dritten Laminierungsschritt beibehalten werden, so dass das Gitterstoffinuster nicht durch die Sichtfläche des fertigen zusammenrollbaren Schildes sichtbar ist.
In einem dritten bevorzugten Verfahren zur Herstellung eines zusammenrollbaren Schildes werden die gleichen Bestandteile unter Verwendung von drei Laminierungsschritten zusammengesetzt, diese werden jedoch in einer anderen Reihenfolge als in dem zweiten bevorzugten Verfahren durchgeführt. In einem ersten Laminierungsschritt wird die mehrschichtige Folie an den Gitterstoff laminiert. Die Kernschicht und ihre Bindeschicht kapseln den Gitterstoff vorzugsweise teilweise ein und lassen dabei einen wesentlichen Teil der Bindeschicht zwischen den Strängen des Gitterstoffes frei. Die Trägerfolie wird dann entfernt, um die Kernschicht freizulegen. In einem zweiten Laminierungsschritt wird die gerade freigelegte Kernschicht an die wetterechte Schicht gebunden. In einem dritten Laminierungsschritt wird der retroreflektierende Gegenstand durch Wärme auf den ausgesetzten Verbindungsbereich der mehrschichtigen Folie gebunden, um das zusammenrollbare Schild zu bilden. Wieder sollte die Überwachung der Temperatur und des Drucks beibehalten werden, so dass das Gitterstoffinuster nicht durch die Sichtfläche des fertigen zusammenrollbaren Schildes sichtbar ist.
Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, dass der retroreflektierende Gegenstand einen Versiegelungsbestandteil aufweist, der zunächst in einem gewünschten Versiegelungsmuster an den retroreflektierenden Bestandteil gebunden werden kann, wobei mögliche Wirkungen des Versiegelungsmusters auf die gewünschte Erscheinung des Bestandteils von der Vorderfläche und auf die gewünschte retroreflektierende Leistung des resultierenden Gegenstands berücksichtigt werden. Dann kann der Gegenstand an den Trägerbestandteil gebunden werden, ohne im Wesentlichen das Versiegelungsmuster auf der Sichtfläche des Gegenstands zu stören. Der resultierende retroreflektierende Gegenstand kann ein Versiegelungsmuster aufweisen, bei dem jede Zelle einen kleinen Flächenbereich aufweist. Dieses Verfahren ermöglicht eine separate Optimierung jeder Grenzfläche und des fertigen Produktes, während der Versiegelungsbestandteil im Wesentlichen vollständig über im Wesentlichen seine gesamte Oberfläche an den Trägerbestandteil gebunden ist, um eine starke Bindung zwischen den Flächen zur Verfügung zu stellen. Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass Gegenstände der Erfindung so hergestellt werden können, dass sie ein ausgezeichnetes Maß an Flexibilität bewahren, ohne zu reißen oder mechanisch zu versagen. Zum Beispiel können die Gegenstände um gebogene oder anderweitig unebene Oberflächen gewickelt werden, ohne beschädigt zu werden. In einem Test wurde diese Flexibilität gemessen, indem der retroreflektierende Gegenstand um einen zylindrischen Dorn mit einem Durchmesser von 3,2 mm gewickelt wurde, wobei der Test bei 0°C durchgeführt wurde.
Die Fachleute werden die Laufgeschwindigkeit, die Anpresskraft und andere Laminierbedingungen (z. B. Heißzylindertemperatur) optimieren, um die gewünschten Eigenschaften in fertigen laminierten retroreflektierenden Gegenständen der Erfindung zu erhalten. Üblicherweise gehört dazu das Halten der Balance zwischen der Haftfestigkeit zwischen den Schichten, der Sichtbarkeit des Gitterstoffmusters von der retroreflektierenden Sichtseite des fertigen retroreflektierenden Gegenstands und die Flexibilität des fertigen Gegenstands.
Gegenstände, die die mehrschichtigen Folien der vorliegenden Erfindung aufweisen, sind für zahlreiche Anwendungen nützlich, wie zum Beispiel einen Teil eines Straßenschildes, ein zusammenrollbares Schild, ein Nummernschild, ein flächenförmiges Material für ein Fahrzeugwarnkennzeichen, einen Kleidungsgegenstand (z. B. eine Warnweste), Fußbekleidung (z. B. Laufschuhe), eine Handtasche, einen Rucksack, eine Schutzhülle, ein Flächengebilde, eine Plane, (z. B. eine Abdeckung für einen LKW-Anhänger), ein Warnklebeband, einen Straßenmarkierungsgegenstand, ein Ziergewebe, ein Strukturgewebe oder Bänder, Paspeln bzw. Biesen, Patches und Embleme zur Anbringung an solchen Teilen.
Die Polymere, der Gitterstoff sowie verschiedene Bestandteile des retroreflektierenden Gegenstands können alle Adjuvantien für verschiedene Zwecke umfassen. Farbgebende Stoffe, UV-Absorber, fluoreszente Verbindungen, Lichtstabilisatoren, Freie Radikalenfänger oder Antioxidationsmittel, Verarbeitungshilfen, wie zum Beispiel Antiblockmittel, Formtrennmittel, Schmiermittel, Zusatzstoffe zur Verbesserung der Wetterechtheit und Wärmestabilität und andere Zusatzstoffe können den verschiedenen Polymeren oder Materialien gegebenenfalls zugegeben werden.
Der besondere ausgewählte farbgebende Stoff (z. B. Farben und Pigmente, gegebenenfalls fluoreszent) hängt natürlich von der gewünschten Farbe ab. Farbgebende Stoffe werden typischerweise in einer Menge von 0,01 bis 1 Gewichtsprozent zugegeben.
UV-Absorber werden typischerweise in einer Menge von 0,5 bis 2 Gewichtsprozent zugegeben. Anschauungsbeispiele für UV-Absorber umfassen Derivate von Benzotriazol, wie zum Beispiel diejenigen, die unter den Handelsbezeichnungen TINUVIN 327, 328, 900, 1130 und TINUVIN-P von Ciba Geigy Corp. erhältlich sind; chemische Derivate von Benzophenon, wie zum Beispiel diejenigen, die unter den Handelsbezeichnungen UVINUL M40, 408 und D-50 von BASF Corp. erhältlich sind; diejenigen die unter den Handelsbezeichnungen SYNTASE 230, 800 und 1200 von Neville-Synthese Organics, Inc. erhältlich sind; oder chemische Derivate von Diphenylacrylat, wie zum Beispiel diejenigen, die unter den Handelsbezeichnungen UVINUL N35 und 539 von BASF Corp. erhältlich sind.
Lichtstabilisatoren, die verwendet werden können, umfassen gehinderte Amine, die typischerweise in einer Menge von 0,1 bis 2 Gewichtsprozent verwendet werden. Anschauungsbeispiele für Lichtstabilisatoren aus gehindertem Amin umfassen diejenigen, die unter den Handelsbezeichnungen TINUVIN-144, 292, 622, 770 und CHIMASSORB 944 von Ciba-Geigy Corp. erhältlich sind.
Freie Radikalenfänger oder Antioxidationsmittel können verwendet werden, und zwar typischerweise in einer Menge von 0,01 bis 0,5 Gewichtsprozent. Anschauungsbeispiele für geeignete Antioxidationsmittel umfassen gehinderte Phenolharze, wie zum Beispiel diejenigen, die unter den Handelsbezeichnungen IRGANOX 1010, 1076, 1035 und MD-1024 und IRGAFOS 168 von Ciba-Geigy Corp. erhältlich sind.
Kleine Mengen von anderen Verarbeitungshilfen, typischerweise nicht mehr als ein Gewichtsprozent der Polymerharze, können zugesetzt werden, um die Verarbeitbarkeit der Harze zu verbessern. Nützliche Verarbeitungshilfen umfassen Fettsäureester oder Fettsäureamide, erhältlich von Glyco Inc.; metallische Stearate, erhältlich von Henkel Corp.; und die Verarbeitungshilfe, die unter der Handelsbezeichnung WAX E von Hoechst Celanese Corp. erhältlich ist. Bevorzugte Polyurethan-Polymere können bereits Verarbeitungshilfen enthalten, wie zum Beispiel Wachse, Öle und Trennmittel zur Verwendung in Extrusionsverfahren. Antihaftpulver, wie zum Beispiel Talk, pyrogene Kieselsäure, Ton und Kalziumcarbonat können auch verwendet werden, um die Extrusionsverfahren zu unterstützen.
Beispiele
Merkmale und Vorteile dieser Erfindung werden in den folgenden Anschauungsbeispielen genauer erläutert. Alle hier angegebenen Teile und Prozentsätze sind auf das Gewicht bezogen, wenn es nicht anders angegeben ist; "gsm" bedeutet Gramm pro Quadratmeter. Die angegebenen Konstruktionen wurden wie folgt durch Tests bewertet:
Retroreflektierendler Helligkeitstest
Der Retroreflektivitätskoeffizient R_A wird gemäß dem Normtest ASTM D4956-95 und ASTM E810-94 gemessen. R_A-Werte sind in Candela pro Lux pro Quadratmeter (cd/lux/m²) angegeben. Der Eintrittswinkel ist der Winkel zwischen einer Beleuchtungsachse von einer Lichtquelle und einer Retroreflektorachse, die senkrecht zur Oberfläche des retroreflektierenden Gegenstands ist. Für den Eintrittswinkel wurden –4 Grad gewählt. Der Betrachtungswinkel ist der Winkel zwischen der Beleuchtungsachse von der Lichtquelle und der Betrachtungsachse. Für den Betrachtungswinkel wurden 0,2 Grad gewählt. Der angegebene Retroreflektivitätskoeffizient ist ein Durchschnitt der Werte, die in Musterausrichtungen von 0 und 90 Grad gemessen wurden.
Flexibilitätstest
Die Flexibilität wurde gemessen, indem der retroreflektierende Gegenstand um einen zylindrischen Dorn mit einem Durchmesser von 3,2 mm gewickelt wurde. Der Test wurde bei 0°C durchgeführt.
X-Schnitt-Bandabschälltest
Die Laminierungsfestigkeit zwischen den Schichten der mehrschichtigen Folie wurde unter Verwendung des Testverfahrens A von ASTM D3359 gemessen.
Z-Abschältest
Der Z-Abschältest der Zugbindung basiert auf ASTM D952-95. Die zu testende Probe wird zwischen zwei Metallhalterungen angebracht. Der Test wurde unter Verwendung einer oberen Halterung, die ein kubischer Stahlblock mit einer Länge von 25,4 mm an jeder Kante und einer Oberfläche von 6,5 Quadratzentimetern war, und einer unteren Halterung, die eine 1,6 mm dicke Aluminiumplatte von 5 × 30,5 cm war, durchgeführt. Ein 30 mm großes quadratisches Stück von retroreflektierendem flächenförmigem Material wurde oben mit einer Schicht eines geeigneten Haftbandes, wie zum Beispiel SCOTCH^TM Klebstoffband Nr. 419, erhältlich von 3M, bedeckt, und unten mit einem Haftklebstoff mit einem Verhältnis von Isooctylacrylat zu Acrylsäurecopolymer von 93 : 7, vernetzt mit einem Bisamid-Vernetzer, wie zum Beispiel in dem US-Patent Nr. 4,418,120 (Kealy) offenbart, mit einer Eigenviskosität von 1,5 bis 1,7, gemessen mit dem modifizierten Ostwald 50 Viskosimeter bei 20°C unter Verwendung des Testverfahrens ASTM D446-97 (der "93 : 7-Klebstoff"), bedeckt. Das Klebeband Nr. 419 wurde aufbereitet, indem es mindestens 24 Stunden vor der Verwendung in einem Exsikkator, der Kalziumcarbonat enthielt, gelagert wurde. Das flächenförmige Material wurde mit der Rückseite nach unten auf die Mitte der Aluminiumplatte gelegt, wobei der Stahlblock auf der Oberseite des flächenförmigen Materials war. Das flächenförmige Material wurde um die Kanten des oberen Stahlblocks derart beschnitten, dass ein 25,4 mal 25,4 großes Quadrat der Probe getestet wurde. Das zusammengesetzte Laminat wurde mit einer Kraft von 1900 Newton eine Minute lang zusammengedrückt. Der Stahlwürfel wurde in der oberen Backe eines genormten Zugtestgeräts sicher befestigt und die Aluminiumplatte wurde entlang zwei Seiten in einer unteren Greifhalterung des Testers sicher befestigt. Die Backen wurden mit 50 cm/Minute schnell getrennt und es wurde die Kurve von Kraft gegenüber Verschiebung aufgezeichnet und die Spitzenlast in Kilogramm angegeben.
Erweichungspunktversuch nach Vicat
Der Erweichungspunktversuch nach Vicat der angegebenen Materialien wird gemäß ASTM D1525-97 bestimmt.
SCHMELZINDEXTEST
Der Schmelzindex der angegebenen Materialien wird gemäß der Bedingung 190/2.16 und dem in ASTM D1238-95 angegebenen Verfahren bestimmt.
SLS-TEST (ABSCHÄLTEST NACH TRÄNKEN IN EINER NATRIUMLAURYLSULFAT-WASSERLÖSUNG)
Eine Testprobe wird hergestellt, indem ein 5,1 Zentimeter breites mal 7,6 Zentimeter langes Stück von retroreflektierendem flächenförmigem Material auf ein 7 Zentimeter breites mal 28 Zentimeter langes Stück Aluminium geheftet wird. Die Probe wird in einer Lösung von einem Gewichtsprozent Natriumsulfat in Wasser bei 55°C 24 Stunden lang getränkt. Die Probe wird dann durch Wischen gesäubert und mit einem Papiertaschentuch getrocknet und auf Haftung zwischen den verschiedenen Schichten des flächenförmigen Materials getestet. Hierfür wird ein horizontaler Schnitt quer über das flächenförmige Material etwa 2,5 Zentimeter von einem Ende der Probe vorgenommen. Ein scharfes Instrument wird dann verwendet, um auf das flächenförmige Material einzustechen, bis sich eine der Schichten von einer anderen Schicht trennt. Dann wird die Leichtigkeit der Trennung einer Schicht auf einer Skala von 1 = OK bis 4 = nicht annehmbar bewertet. Wenn zum Beispiel der Vorderseiten-Bestandteil nicht von dem retroreflektierenden Bestandteil getrennt werden kann, ist die Bewertung 1. Wenn andererseits der Vorderseiten-Bestandteil völlig von dem retroreflektierenden Bestandteil getrennt werden kann, ist die Bewertung 4.
Beispiel 1
Eine dreischichtige Folie
Extruder A, B und C wurden verwendet, um gleichzeitig jeweils eine 0,005 mm dicke Schicht von thermoplastischem Polyurethan, eine 0,005 mm dicke Schicht von EVA (BYNEL 3860, erhältlich von DuPont) und eine 0,025 mm dicke Schicht von EAA zu coextrudieren. Diese drei Polymere waren in Pelletform, als sie in den Zuführtrichter zugeführt wurden, wobei die Polyurethanpellets zuvor getrocknet worden waren. In allen drei Extrudern wurde eine Schraube mit einem Kompressionsverhältnis von 3 : 1 verwendet. Die Temperaturprofile vom Trichterende zum Austragdüsenende betrugen 170 bis 195°C bei Extruder A, 170 bis 205°C bei Extruder B und 170 bis 215°C bei Extruder C. Die 40 cm breite Düse des Verteilerblocks wurde verwendet, um eine gleichmäßige Stegbreite von 29 cm herzustellen, wobei eine annehmbare dreischichtige Folie bei Laufgeschwindigkeiten zwischen 6 und 9 Metern pro Minute hergestellt wurde.
Ein Abblättern der Schichten wurde unter Verwendung des X-Schnitt-Bandversuchs nicht festgestellt.
Beispiel 2
Eine dreischichtige Folie für einen retroreflektierenden Straßenmarkierungsgegenstand
Ein retroreflektierendes flächenförmiges Material mit eingeschlossenen Linsen in Kügelchenform, wie in dem US-Patent Nr. 4,663,213 (Bailey) offenbart, wird mit einem Vorderseiten-Bestandteil der dreischichtigen Folie, wie in Beispiel 1 beschrieben, hergestellt, außer, dass die der Luft ausgesetzte Schicht 0,006 mm dickes thermoplastisches Polyurethan, die Kernschicht 0,06 mm dickes EVA (BYNEL 3860, erhältlich von DuPont), und die Unterlagsschicht 0,006 mm dickes thermoplastisches Polyurethan ist. Dieser retroreflektierende Gegenstand mit einem dreischichtigen Vorderseiten-Bestandteil wird mittels eines Klebstoffs mit einer Straßenoberfläche verbunden, um eine Straßenmarkierung zu bilden.
Beispiel 3
Eine dreischichtige Folie in einer reflektierenden Graphik auf retroreflektierender Leinwand
Ein elastomeres retroreflektierendes flächenförmiges Material mit eingeschlossenen Linsen in Kügelchenform, wie im US-Patent Nr. 4,950,525 (Bailey) offenbart, wird mit einer mehrschichtigen Folie, wie in Beispiel 1 vorbereitet, hergestellt, mit folgenden Ausnahmen: Glaskügelchen werden in eine 0,04 mm dicke Schicht von EAA gepresst oder versenkt und eine reflektierende Beschichtung wird in zusammenwirkender Position in Bezug auf die Kügelchen platziert, um einen retroreflektierenden Bestandteil zu bilden. Der Vorderseiten-Bestandteil ist eine dreischichtige Folie mit einer der Luft ausgesetzten Schicht von 0,005 mm dickem thermoplastischem Polyurethan, einer Kernschicht von 0,005 mm dickem EVA (BYNEL 3860, erhältlich von DuPont), und einer Unterlagsschicht von 0,04 mm dickem EVA. Dieser retroreflektierende Gegenstand mit einer dreischichtigen Folie kann durch Klebstoff mit einer Leinwandabdeckung zur Verwendung auf LKWs und anderen Fahrzeugen verbunden werden.
Beispiel 4
Eine mehrschichtige Folie als ein Vorderseiten-Bestandteil für ein Nummernschild
Ein retroreflektierendes flächenförmiges Material mit eingeschlossenen Linsen in Kügelchenform wurde als SCOTCHLITE^TM License Plate Sheeting Series 3750, erhältlich von 3M, vorgesehen. Die erste Hauptfläche des flächenförmigen Materials kann gegebenenfalls mit einer etwa 0,003 mm dicken Schicht eines wasserhaltigen aliphatischen Polyurethans, erhältlich von ICI RESINS unter der Handelsbezeichnung NEOREZ R-960, grundiert werden.
Es wurde eine mehrschichtige Folie hergestellt, indem gleichzeitig ein Vorderseiten-Bestandteil mit einer der Luft ausgesetzten Schicht von thermoplastischem Polyurethan, eine Kernschicht von EVA und eine Bindeschicht von EAA auf einen Polyethylenterephthalat("PET")-Träger extrudiert wurde, wobei die Polyurethanschicht mit dem Träger in Berührung war. Die Polyurethanschicht war eine 0,005 mm dicke Schicht von auf Polyester basierendem aliphatischem Urethan mit der Bezeichnung L430.77, erhältlich von Rohm and Haas. Die EVA-Kernschicht war eine 0,005 mm dicke Schicht von BYNEL 3860 Harz, erhältlich von DuPont. Die EAA-Bindeschicht war eine 0,025 mm dicke Schicht von PRIMACOR 3440 Copolymer von Ethylen mit 9 Gewichtsprozent Acrylsäure und mit einem Schmelzindex von 10, erhältlich von Dow Chemical Company. Die EAA-Seite der mehrschichtigen Folie wurde als ein Vorderseiten-Bestandteil auf die Unterlagsschicht auf dem flächenförmigen 3750-Material flammbondiert. Dann wurde der PET-Träger entfernt.
Ein Abblättern des mehrschichtigen Vorderseiten-Bestandteils von dem retroreflektierenden Gegenstand als Nummernschild wurde in dem SLS-Versuch oder in dem X-Schnitt-Bandversuch nicht festgestellt.
Vergleichsbeispiel A
Wie Beispiel 4, außer dass die EVA-Kerschicht nicht vorlag
Ein retroreflektierendes flächenförmiges Material wurde als SCOTCHLITE^TM License Plate Sheeting Series 3750, grundiert, erhältlich von 3M, vorgesehen. Das flächenförmige Material kann gegebenenfalls mit einer etwa 0,0025 mm dicken Schicht von wasserhaltigem aliphatischem Polyurethan NEOREZ R-960 grundiert sein.
Es wurde eine zweischichtige Folie als ein Vorderseiten-Bestandteil hergestellt, indem gleichzeitig eine der Luft ausgesetzte Schicht von thermoplastischem Polyurethan und eine Bindeschicht von EAA auf einen PET-Träger extrudiert wurde, wobei die Polyurethanschicht mit dem Träger in Berührung war. Die Polyurethanschicht war eine 0,005 mm dicke Schicht von auf Polyester basierendem aliphatischem Urethan L430.77. Die EAA-Bindeschicht war eine 0,025 mm dicke Schicht von PRIMACOR 3440 Copolymer. Die EAA-Seite der mehrschichtigen Folie wurde als ein Vorderseiten-Bestandteil auf die Unterlagsschicht auf dem flächenförmigen 3750-Material flammbondiert. Dann wurde der PET-Träger entfernt.
Es wurde ein Abblättern des Vorderseiten-Bestandteils, insbesondere der oberen Polyurethan-Schicht von der EAA-Schicht, im SLS-Test festgestellt.
Beispiel 5
Eine mehrschichtige Folie für einen retroreflektierenden Gegenstand, der einen Thermodruck aufnehmen kann
Ein Gegenstand, wie er in 3a gezeigt ist, kann für einen Thermodruck aufnahmefähig gemacht werden, indem die Vorderschicht 33 durch eine dreischichtige Folie ersetzt wird. Eine geeignete mehrschichtige Folie hat eine 0,005 mm dicke thermoplastische Polyurethanschicht, eine 0,005 mm dicke Kernschicht aus EVA (BYNEL 3860) und eine 0,025 mm (1 mil) dicke EAA-Schicht. Diese mehrschichtige Folie wird mit der EAA-Schicht als eine Bindeschicht an den retroreflektierenden Bestandteil flammbondiert. Diese dreischichtige Folie des vorliegenden erfinderischen Gegenstands schafft eine glatte Oberfläche zum Bedrucken oder Heißprägen und die Druckqualität wird verbessert.
Beispiel 6
Ein mehrschichtiger Versiegelungsbestandteil für einen prismatischen retroreflektierenden Gegenstand mit erhöhten Stegen
Ein prismatischer retroreflektierender Gegenstand mit erhöhten Stegen, wie in 7 veranschaulicht, wurde vorgesehen. Der Vorderseiten-Bestandteil war ein 0,05 mm dicker einzelner Überzug eines schlagzäh gemachten PMMAs. Der retroreflektierende Bestandteil war eine 0,36 mm dicke (einschließlich der Steghöhe) einzelne Schicht von Polycarbonat mit einer mikrostrukturierten Schicht, enthaltend sowohl Prismen als auch ein Muster von erhöhten Stegen. Das Muster von Stegen war rechteckig, wobei die Seiten eine Länge von etwa 2 mm mal 5 mm hatten. Jeder Steg hatte eine Höhe von etwa 0,18 mm und eine Breite von etwa 0,5 mm.
Eine mehrschichtige Folie wurde für den Versiegelungsbestandteil verwendet. Die mehrschichtige Folie hatte eine Bindeschicht von 0,01 mm dickem thermoplastischem Polyurethan, eine 0,005 mm dicke Kernschicht aus EVA (BYNEL 3860) und eine 0,04 mm dicke Schicht aus EAA, die 40 Gewichtsprozent Titandioxid als ein Weißungs-/Trübungsmittel enthielt. Der mehrschichtige Versiegelungsbestandteil wurde an die erhöhten Stege der mikrostrukturierten Schicht des retroreflektierenden Bestandteils flammbondiert, so dass die Polyurethan-Bindeschicht das Muster von erhöhten Stegen berührte, und die EAA-Schicht stand zur Verfügung, um an einem geeigneten Substrat zu haften. Das Laminierverfahren erfolgte wie in 13 veranschaulicht, außer dass beide Walzen glatt waren, wobei eine Walze auf etwa 175°C erwärmt wurde und die andere Walze Umgebungstemperatur hatte. Der Laminierungsdruck betrug etwa 1,1 Kilogramm pro Quadratzentimeter und die Bahngeschwindigkeit betrug etwa 1,5 Meter pro Minute.
Das Ergebnis war eine annehmbare Laminierfestigkeit des Versiegelungsbestandteils am retroreflektierenden Bestandteil. Im Z-Abschältest reichte die Spitzenlast von etwa 29 bis 34 Kilogramm.
Beispiel 7
Ein mehrschichtiger Versiegelungsbestandteil für einen prismatischen retroreflektierenden Gegenstand mit erhöhten Stegen
Ein prismatischer retroreflektierender Gegenstand mit erhöhten Stegen, wie in 7 veranschaulicht, wurde vorgesehen. Der Vorderseiten-Bestandteil war ein 0,05 mm dicker einzelner Überzug eines schlagzäh gemachten PMMAs. Der retroreflektierende Bestandteil war eine 0,36 mm dicke (einschließlich der Steghöhe) einzelne Schicht von Polycarbonat mit einer mikrostrukturierten Schicht, enthaltend sowohl Prismen als auch ein Muster von erhöhten Stegen. Das Muster von Stegen war rechteckig, wobei die Seiten eine Länge von etwa 2 mm mal 5 mm hatten. Jeder Steg hatte eine Höhe von etwa 0,18 mm und eine Breite von etwa 0,5 mm.
Eine mehrschichtige Folie wurde für den Versiegelungsbestandteil verwendet. Die mehrschichtige Folie umfasste eine Bindeschicht von 0,01 mm dickem thermoplastischem Polyurethan und eine 0,005 mm dicke Kernschicht aus EVA (BYNEL 3860). Der mehrschichtige Versiegelungsbestandteil wurde an die erhöhten Stege der mikrostrukturierten Schicht des retroreflektierenden Bestandteils flammbondiert, so dass die Polyurethan-Bindeschicht das Muster von erhöhten Stegen berührte, und die EVA-Schicht stand zur Verfügung, um durch Wärme an einem HDPE-Substrat zu haften.
Beispiel 8
Mehrschichtiger Versiegelungsbestandteil für einen prismatischen retroreflektierenden Gegenstand mit erhöhten Stegen – Verbesserte Verfahrensbedingungen
Es wurden Proben hergestellt wie in Beispiel 6, außer dass die Laminierungsbedingungen so geändert wurden, dass die Heißwalzentemperatur etwa 130°C betrug und die Bahngeschwindigkeit etwa 6 Meter pro Minute war.
Das Ergebnis war eine annehmbare Laminierfestigkeit des Versiegelungsbestandteils am retroreflektierenden Bestandteil. Im Z-Abschälversuch reichte die Spitzenlast von etwa 40 bis 42 Kilogramm.
Beispiel 9
Eine mehrschichtige Folie als ein Vorderseiten-Bestandteil für einen eingekapselten retroreflektierenden Gegenstand
Eine mehrschichtige Folie wird als ein Vorderseiten-Bestandteil für einen retroreflektierenden Gegenstand mit eingekapselter Linse, wie in 4 veranschaulicht, verwendet. Die mehrschichtige Folie hatte eine 0,076 mm dicke EAA-PRIMALORE-3440-Schicht, die der Luft ausgesetzt war, eine 0,005 mm dicke EVA-Kernschicht (BYNEL 3860) und eine 0,01 mm dicke thermoplastische Polyurethan-Unterlagsschicht, die an dem retroreflektierenden Bestandteil haften konnte. Der retroreflektierende Bestandteil war eine weiße, mit Titandioxid getrübte Vinyl/Urethan-Polsterlage, die teilweise metallisierte Glaskügelchen trug.
Beispiel 10
Zusammenrollbares Schild mit einem mehrschichtigen Trägerbestandteil und einem Gitterstoff – Laminierung in 2 Schritten
Es wurde ein prismatisches retroreflektierendes flächenförmiges Material vorgesehen, das die Bezeichnung SCOTCHLITE DIAMOND GRADE^TM Drum Wrap 3910 weiß hatte und von 3M erhältlich war. Das flächenförmige Material hatte eine 0,09 mm dicke transparente Polyurethan-Oberschicht; einen 0,18 mm dicken retroreflektierenden Polycarbonatbestandteil mit einer mikrostrukturierten Oberfläche, wie von US-Patent Nr. 4,588,258 (Hoopman) beschrieben; und eine 0,06 mm dicke Polyurethan-Versiegelungsschicht, die mit Titandioxid getrübt war. Obwohl das weiße flächenförmige 3910-Material normalerweise auch eine Klebstoffschicht auf dem Versiegelungsbestandteil und ein Überzugspapier auf dem Klebstoff aufweist, wurden für dieses Beispiel sowohl Klebstoffschicht als auch Überzugspapier weggelassen.
Ein mehrschichtiger Trägerbestandteil wurde wie folgt hergestellt: Eine 0,075 mm dicke Kernschicht aus modifiziertem EVA-Copolymer (BYNEL 3101) wurde aus einer Düse bei einer Düsentemperatur von etwa 190°C auf einen 0,06 mm dicken PET-Träger extrudiert. Eine 0,001 mm dicke Bindeschicht aus thermoplastischer Polyurethan-Lösung (QC4820) wurde dann auf die modifizierte EVA-Kernschicht aufgetragen und trocknen gelassen, um eine Urethan-Primerschicht auf der Kernschicht zu bilden.
Ein zusammenrollbares Schild, das einen mehrschichtigen Trägerbestandteil und einen Gitterstoff enthielt, wurde in zwei Laminierungsschritten zusammengesetzt. Der Gitterstoff war ein faseriges Polyestermaterial als offenes Gewebe mit einer Dicke von etwa 0,25 mm, enthaltend 1000-Denier Fasern in einem Strang und 3,5 Stränge pro cm in jeder Richtung, erhältlich von Milliken Co. Im ersten Laminierungsschritt wurde der Gitterstoff an die Polyurethan-Versiegelungsschicht des retroreflektierenden flächenförmigen Materials und die Urethan-Primerschicht des mehrschichtigen Trägerbestandteils flammbondiert, um den Gitterstoff teilweise einzukapseln. Die Laminierung wurde durch Führen des mehrschichtigen Trägerbestandteils, des Gitterstoffs und des retroreflektierenden flächenförmigen Materials zwischen zwei Walzen mit 1,5 Metern/Minute durchgeführt, wobei eine Walze eine Metall-Heißzylinderwalze und die andere Walze eine Gummiwalze mit nahezu Umgebungstemperatur war. Der PET-Träger für den mehrschichtigen Trägerbestandteil wurde an die Metall-Heißzylinderwalze gelegt. Der transparente Polyurethanüberzug für das retroreflektierende flächenförmige Material wurde an die Gummiwalze gelegt. Der Gitterstoff wurde in den Laminierspalt zwischen diesen beiden Bahnen zugeführt. Für diesen ersten Laminierungsschritt betrug die Laminierungstemperatur etwa 115°C und die Laminierungsanpresskraft oder der Druck betrug etwa 280 Newton/cm der Laminierspaltbreite. Während der Laminierung floss die Urethan-Primerschicht des mehrschichtigen Trägerbestandteils durch die Öffnungen in dem Gitterstoff und berührte die Polyurethan-Versiegelungsschicht des retroreflektierenden flächenförmigen Materials, wodurch eine feste Bindung gebildet wurde, die den Gitterstoff teilweise einkapselte. Der PET-Träger wurde von der mehrschichtigen Trägerbestandteilseite des resultierenden laminierten Aufbaus entfernt, wodurch eine Schicht von modifiziertem EVA freigelegt wurde, die einem zusätzlichen Laminierungsschritt unterworfen werden konnte.
Eine wetterechte EAA-Schicht wurde wie folgt separat auf einen Polyester-Träger extrudiert: Klares EAA-Copolymer (PRIMACOR 3440) wurde mit 4 Gewichtsprozent eines graufarbigen Konzentrats, enthaltend 40 Gewichtsprozent TiO2 und 5 Gewichtsprozent Russschwarz in Polyethylen (erhalten von Ampacet Corporation, Tarrytown NY, unter der Handelsbezeichnung SPECTRATECH CM22160) gemischt und auf das Polyester extrudiert, um eine 0,1 mm dicke Schicht der grauen wetterechten EAA-Schicht herzustellen.
In einem zweiten Laminierungsschritt wurde die graue wetterechte EAA-Schicht durch Wärme an die ausgesetzte modifizierte EVA-Schicht des laminierten Aufbaus, der in dem ersten Laminierungsschritt hergestellt wurde, gebunden. Die Laminierausrüstung, Laufgeschwindigkeit, Temperatur und Anpresskraft oder -druck ähnelten denjenigen im ersten Laminierungsschritt. Für diesen zweiten Laminierungsschritt wurde der Polyesterträger für die graue wetterechte EAA-Schicht an die Oberfläche der Metall-Heißzylinderwalze gelegt und der transparente Polyurethanüberzug des laminierten Aufbaus wurde an die Gummiwalze gelegt. Nach Vollendung des zweiten Laminierungsschritts wurde der Polyesterträger von der grauen EAA-Seite des fertigen laminierten Aufbaus abgezogen.
Das resultierende Material für das zusammenrollbare Schild hatte eine ausgezeichnete Bindung zwischen allen Schichten und blätterte nicht ab. Das Gitterstoffinuster war von der retroreflektierenden Sichtseite des Schildmaterials nur minimal sichtbar. Die Flexibilität wurde gemessen, indem das Schild um einen zylindrischen Dorn mit einem Durchmesser von 3,2 mm gewickelt wurde. Der Test wurde bei 0°C mit guten Ergebnissen und keinem sichtbaren Reißen durchgeführt.
Vergleichsbeispiel B
Die gleichen Bedingungen wie in Beispiel 10 wurden verwendet, mit folgenden Ausnahmen: Es wurde eine 0,12 mm dicke graue wetterechte Schicht von EAA auf den PET-Träger extrudiert. In einem ersten Laminierungsschritt wurde die wetterechte Schicht von EAA unter Verwendung einer Laufgeschwindigkeit von 3 Metern/Minute, einer Laminiertemperatur von 122°C und einer Anpresskraft oder einem Anpressdruck von 180 Newton/cm auf den Gitterstoff laminiert. Die einschichtige Folie in dem so gebildeten Trägerbestandteil hatte keine Kernschicht und keine grundierte Polyurethanschicht. In einem zweiten Laminierungsschritt zum Binden des retroreflektierenden Gegenstands an den Trägerbestandteil betrug die Laufgeschwindigkeit 1,5 Meter/Minute, die Laminiertemperatur betrug 122°C und die Anpresskraft oder der Anpressdruck betrug 180 Newton/cm. Der resultierende retroreflektierende Gegenstand hatte eine mangelhafte Bindung zwischen dem Trägerbestandteil und dem retroreflektierenden Bestandteil. Die wetterechte EAA-Schicht des Trägerbestandteils haftete nicht gut an dem Polyurethan-Versiegelungsbestandteil des retroreflektierenden Gegenstands. Wenn die Anpresskraft oder der Anpressdruck in dem zweiten Laminierungsschritt auf 600 Newton/cm erhöht wurde, wurde das gleiche Ergebnis der schlechten Bindung in dem retroreflektierenden Gegenstand beobachtet. Das Fehlen der erfinderischen mehrschichtigen Folien führte zu einer nicht akzeptablen geringen Laminierfestigkeit.
Beispiel 11
Zusammenrollbares Schild mit einem Trägerbestandteil mit mehrschichtiger Folie und einem Gitterstoff – Laminierung in 3 Schritten
Ein zusammenrollbares Schild wurde unter Verwendung der Materialien aus Beispiel 10 und drei Laminierungsschritten hergestellt. Im ersten Laminierungsschritt wurde der mehrschichtige Trägerbestandteil an den Gitterstoff laminiert. Die Laminierausrüstung, Laufgeschwindigkeit, Temperatur und Anpresskraft oder -druck waren wie in Beispiel 10. Der PET-Träger für den mehrschichtigen Trägerbestandteil wurde an die Metall-Heißzylinderwalze gelegt und der Gitterstoff wurde an die Gummiwalze gelegt. Während der Laminierung floss die Urethan-Grundierungsschicht des mehrschichtigen Trägerbestandteils in die Öffnungen zwischen den Strängen des Gitterstoffs.
Im zweiten Laminierungsschritt wurde das retroreflektierende flächenförmige Material an die Urethan-Grundierungsschicht des laminierten Ausbaus, der im ersten Laminierungsschritt gebildet wurde, flammbondiert. Die Laminierausrüstung, Laufgeschwindigkeit, Temperatur und Anpresskraft oder -druck waren wie diejenigen im ersten Laminierungsschritt. Der PET-Träger des laminierten Ausbaus wurde an die Metall-Heißzylinderwalze gelegt, und der transparente Polyurethanüberzug für das retroreflektierende flächenförmige Material wurde an die Gummiwalze gelegt.
Im dritten Laminierungsschritt wurde die graue wetterechte EAA-Schicht auf den laminierten Ausbau, der in dem zweiten Laminierungsschritt gebildet worden war, flammbondiert. Die Laminierausrüstung, Laufgeschwindigkeit und Anpresskraft oder -druck waren wie diejenigen im ersten und zweiten Laminierungsschritt, und die Laminierungstemperatur betrug 127°C. Der Polyesterträger für die graue wetterechte EAA-Schicht wurde an die Oberfläche der Metall-Heißzylinderwalze gelegt und der transparente Polyurethanüberzug des laminierten Ausbaus wurde an die Gummiwalze gelegt.
Das resultierende Material für das zusammenrollbare Schild hatte eine ausgezeichnete Bindung zwischen allen Schichten und blätterte nicht ab. Die Flexibilität wurde gemessen, indem das Schildmaterial um einen zylindrischen Dorn mit einem Durchmesser von 3,2 mm gewickelt wurde. Der Test wurde bei 0°C mit guten Ergebnissen und keinem sichtbaren Reißen durchgeführt.
Beispiel 12
Zusammenrollbares Schild mit einem Trägerbestandteil mit mehrschichtiger Folie und einem Gitterstoff – Laminierung in 3 Schritten
Ein zusammenrollbares Schild wurde unter Verwendung der Materialien aus Beispiel 10 und drei Laminierungsschritten hergestellt. Im ersten Laminierungsschritt wurde der mehrschichtige Trägerbestandteil an den Gitterstoff laminiert, wie in dem ersten Laminierungsschritt aus Beispiel 11. Der PET-Träger wurde von der mehrschichtigen Trägerbestandteilseite des resultierenden laminierten Aufbaus entfernt, wodurch eine Schicht von modifiziertem EVA freigelegt wurde, die dem zweiten Laminierungsschritt unterworfen werden konnte.
Im zweiten Laminierungsschritt wurde die graue wetterechte EAA-Schicht auf die Schicht aus modifiziertem EVA flammbondiert. Die Laminierausrüstung, Laufgeschwindigkeit, Temperatur und Anpresskraft oder -druck waren wie in Beispiel 10. Der Polyesterträger für die graue wetterechte EAA-Schicht wurde an die Oberfläche der Metall-Heißzylinderwalze gelegt und die Gitterstoffseite des laminierten Aufbaus wurde an die Gummiwalze gelegt.
Im dritten Laminierungsschritt wurde das retroreflektierende flächenförmige Material an die Urethan-Grundierungsschicht des laminierten Aufbaus, der im zweiten Laminierungsschritt gebildet wurde, flammbondiert. Die Laminierausrüstung, Laufgeschwindigkeit, Temperatur und Anpresskraft oder -druck waren wie diejenigen im dritten Laminierungsschritt aus Beispiel 11. Der PET-Träger für die wetterechte Schicht wurde an die Metall-Heißzylinderwalze gelegt, und der transparente Polyurethanüberzug für das retroreflektierende flächenförmige Material wurde an die Gummiwalze gelegt.
Das resultierende Material für das zusammenrollbare Schild hatte eine ausgezeichnete Bindung zwischen allen Schichten und blätterte nicht ab. Die Flexibilität wurde gemessen, indem das Schildmaterial um einen zylindrischen Dorn mit einem Durchmesser von 3,2 mm gewickelt wurde. Der Versuch wurde bei 0°C mit guten Ergebnissen und keinem sichtbaren Reißen durchgeführt.
Beispiel 13
Retroreflektierender Gegenstand mit offenen Linsen mit einem Substrat mit mehrschichtiger Folie
Verschiedene Beispiele von retroreflektierenden Gegenständen mit offenen Linsen mit einer Konstruktion gleich oder ähnlich dem in 14 gezeigten Gegenstand wurden hergestellt. Der retroreflektierende Bestandteil 452 war ein Teil eines herkömmlichen flächenförmigen Materials mit offenen Linsen, erhältlich von 3M unter der Bezeichnung Scotchlite^TM Reflective Material 8710 Silver Transfer Film. Das herkömmliche 8710-Produkt hatte typischerweise eine lösbare Papierlage, die an der Vorderfläche 460 angebracht war; Glaskügelchen 456 mit einem Brechungsindex von 1,9 und einem Durchmesser von 0,06 mm; eine reflektierende Aluminiumbeschichtung 458; eine Kügelchenbindeschicht 466 mit einer Dicke von 0,09 mm und bestehend aus ABS, das mit Phenol gehärtet war; eine 0,025 mm dicke Schicht von Polyurethanklebstoff der die Rückseite der Kügelchenbindeschicht 466 berührte, und ein lösbares Überzugspapier mit einer Dicke von 0,05 mm und bestehend aus Polyethylen, das die Rückseite der Polyurethan-Klebstoffschicht berührte. (Bei derzeitiger Praxis laminieren die Bearbeiter derartiges flächenförmiges 8710-Material, nachdem die Polyethylenlage entfernt wurde, wegen der mechanischen Unversehrtheit auf ein relativ dickes Substrat von PVC, wobei das resultierende Produkt dann in Athletikschuhen und anderen Endverwendungen nutzbar ist.) Für Zwecke dieses Beispiels wurde eine erste Art von retroreflektierendem Bestandteil 452 vorgesehen, indem die Polyurethan-Klebstoffschicht und die Polyethylenlage vom herkömmlichen 8710-Produkt weggelassen wurden. Eine zweite Art von retroreflektierendem Bestandteil 452 wurde vorgesehen, indem die Polyethylenlage vom herkömmlichen 8710-Produkt weggelassen wurde.
Jedes dieser beiden retroreflektierenden Bestandteile wurde dann auf sechs verschiedene mehrschichtige Folien 454 flammbondiert. Jede dieser sechs Folien 454 hatte einen dreischichtigen Aufbau mit einer ersten Urethanschicht 454a, einer Kernschicht 454b aus einem Alkylen-Copolymer und einer zweiten Urethanschicht 454c. Die Schichten 454a–c wurden durch Co-Extrudieren auf einen 0,05 mm dicken PET-Träger hergestellt. Die Schichten 454a und 454c waren aus einem Polyurethan, erhältlich von Rohm and Haas unter der Handelsbezeichnung MORTHANE L430.77, zusammengesetzt. Gegebenenfalls können die Schichten 454a und 454c verschiedene Polyurethanzusammensetzungen aufweisen, die auf eine optimale Leistung zugeschnitten sind. Die Schicht 454b bestand aus einem Anhydrid-modifizierten EVA (BYNEL 3860). Die verschiedenen Folien 454 (gekennzeichnet mit 454-1 bis 454-6) unterschieden sich in den für jede der Schichten verwendeten Dicke wie folgt:
Während der Laminierung blieb die lösbare PET-Schicht (Teil 464 in 14) an der mehrschichtigen Folie 454 befestigt und die herkömmliche lösbare Papierlage blieb an der Vorderfläche 460 der retroreflektierenden Schicht 452 befestigt. Die Laminierung erfolgte unter Verwendung eines Nip-Walzen-Laminators mit einer Laufgeschwindigkeit von 3 Metern/Minute, einer Temperatur von etwa 120°C und einer Anpresskraft oder einem Anpressdruck von etwa 300 Newton/cm.
In jedem Fall wurde festgestellt, dass die mehrschichtige Folie 454 ein geeigneter Ersatz für das einzelne PVC-Substrat war, das derzeit mit retroreflektierenden flächenförmigen Materialien mit offenen Linsen verwendet wird. Es wurde festgestellt, dass die mehrschichtigen Folien 454 die gewünschten Oberflächeneigenschaften von Polyurethan zeigten und diese mit den Stoffeigenschaften einer EVA-Folie vereinigen. Insbesondere hatten die Folien 454 nach der Laminierung eine gute Haftung an retroreflektierenden Bestandteilen 452 und zeigten auch eine gute Haftung an der Rückseite 462 an Stoffen. Eine massive Polyurethanfolie wäre kostspieliger, während eine massive EVA-Folie nicht die gewünschten Oberflächeneigenschaften hätte. Um bei wenig bis keiner Leistungseinbuße die Kosten zu senken, beträgt die Dicke jeder Schicht 454a, 454c wünschenswerterweise etwa 10% oder weniger der Gesamtdicke der mehrschichtigen Folie 454.
Die in diesem Beispiel hergestellten Proben können flammbondiert, durch Hochfrequenz (RF) oder Ultraschall geschweißt oder anderweitig auf zusätzliche Stoffe oder Folien an der Rückfläche 462 aufgebracht werden. Die PET-Schicht 464 wird vor einer derartigen Laminierung entfernt. Die Papierlage wird von der Vorderfläche 460 entfernt, um die retroreflektierenden Elemente freizulegen.
Verschiedene Modifikationen und Abänderungen dieser Erfindung werden den Fachleuten klar werden, ohne vom Rahmen dieser Erfindung abzuweichen.

Claims

Im Wesentlichen kontinuierliche, im Wesentlichen aneinanderliegende mehrschichtige Folie, umfassend: mindestens eine Schicht aus einem thermoplastischen Urethan-Polymer, und eine Kernschicht aus einem Copolymer aus Alkylen und mindestens einem nicht-sauren, polaren Comonomer.
Mehrschichtige Folie nach Anspruch 1, wobei das Copolymer ein Ethylen-Copolymer ist, umfassend zwischen 55 und 95 Gewichtsprozent Ethylen.
Mehrschichtige Folie nach Anspruch 2, wobei das Ethylen-Copolymer einen Schmelzindex zwischen 0,8 und 800 dg/min hat, wenn dieser gemäß ASTM-1238 bei 190°C und mit einem 8,7 kg Gewicht geprüft wird.
Mehrschichtige Folie nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Copolymer ein Ethylen-Copolymer ist, umfassend zwischen 5 und 40 Gewichtsprozent nicht-saures Comonomer.
Mehrschichtige Folie nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Copolymer weniger als 10 Gewichtsprozent saures Comonomer oder Comonomer-Anhydrid umfasst.
Mehrschichtige Folie nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Copolymer aus Ethylen und mindestens einem aus Vinylacetat, Acrylat und Kohlenmonoxid ausgewählten, nicht-sauren Comonomer gebildet ist.
Mehrschichtige Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Copolymer aus EVA, Säure-modifiziertem EVA, Anhydrid-modifiziertem EVA, Säure-Acrylat-modifiziertem EVA, Anhydrid-Acrylat-modifiziertem EVA, EEA, EMA, AEA, EVACO, EBACO und EnBA ausgewählt ist.
Mehrschichtige Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Copolymer aus EVA und modifiziertem EVA ausgewählt ist, und wobei der Vinylacetatgehalt zwischen 7 und 40 Gewichtsprozent liegt.
Mehrschichtige Folie nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Dicke der Schicht aus einem thermoplastischen Urethan-Polymer weniger als 30% der Gesamtdicke der mehrschichtigen Folie umfasst.
Mehrschichtige Folie nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die mehrschichtige Folie ferner eine dritte Schicht eines aus Urethan-Polymeren, EAA, EMAA und Ionomerharzen ausgewählten Polymers umfasst.
Mehrschichtige Folie nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei eine Schicht, umfassend ein Gemisch aus einem Polyurethan und einem Alkylen-Copolymer, zwischen der Schicht aus einem Urethan-Polymer und der Kernschicht aus Copolymer vorhanden ist.
Mehrschichtige Folie nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die mehrschichtige Folie durch Co-Extrudieren der Schicht aus einem thermoplastischen Urethan-Polymer und der Kernschicht aus Copolymer hergestellt ist.
Retroreflektierender Gegenstand, umfassend: eine Vielzahl retroreflektierender Elemente; und eine mehrschichtige Folie nach einem der vorstehenden Ansprüche.
Gegenstand nach Anspruch 13, wobei der Gegenstand ein retroreflektierendes flächenförmiges Material mit eingeschlossenen Linsen oder mit eingekapselten Linsen mit einem Vorderseiten-Bestandteil umfasst, das die mehrschichtige Folie umfasst.
Gegenstand nach Anspruch 13, wobei die retroreflektierenden Elemente Kügelchen mit einem der Luft ausgesetzten Teil haben, und wobei die mehrschichtige Folie hinter dem der Luft ausgesetzten Teil liegt.
Gegenstand nach Anspruch 13, wobei die retroreflektierenden Elemente mikrostukturierte Prismaelemente umfassen, und der Gegenstand des weiteren umfasst: einen Vorderseiten-Bestandteil mit einer ersten Hauptsichtfläche; einen retroreflektierenden Bestandteil, der eine erste Hauptoberfläche mit dem Vorderseiten-Bestandteil darauf und eine zweite, gegenüberliegende, mikrostrukturierte, die Prismaelemente umfassende Hauptoberfläche hat; und einen Versiegelungsbestandteil, der an Teile des retroreflektierenden Bestandteils gebunden ist, um ein Muster aus Versiegelungsstegen und eingeschlossenen Luftzellen zu bilden, wobei der retroreflektierende Bestandteil mit einem Zwischenraum zum Versiegelungsbestandteil und den Prismaelementen mit einen der Luft ausgesetzten Teil innerhalb der Zellen angeordnet ist, wobei mindestens einer von dem Vorderseiten-Bestandteil und dem Versiegelungsbestandteil die mehrschichtige Folie umfasst.
Gegenstand nach Anspruch 13, wobei die retroreflektierenden Elemente in einem retroreflektierenden Bestandteil mit einem Muster aus erhöhten Stegen auf einer mikrostrukturierten Oberfläche des retroreflektierenden Bestandteils vorliegen; und wobei ein Versiegelungsbestandteil an die erhöhten Stege des retroreflektierenden Bestandteils gebunden ist und die mehrschichtige Folie umfasst.
Gegenstand nach Anspruch 13, wobei der Gegenstand aus einem Straßenschild, einem zusammenrollbaren Schild, einem Nummernschild, einem Fahrzeugwarnkennzeichen, einem Kleidungsgegenstand, Fußbekleidung, einer Handtasche, einem Rucksack, einer Schutzhülle, einem Flächengebilde, einer Plane, einem Warnklebeband, einem Straßenmarkierungsgegenstand, einem Ziergewebe, einem Strukturgewebe und einem Tape, Rohrleitung, Emblem oder Patch zur Anbringung an einen solchen Gegenstand ausgewählt ist.
Flexibler, retroreflektierender Gegenstand nach Anspruch 13, umfassend: eine Vielzahl retroreflektierender Elemente; einen Vorderseiten-Bestandteil; einen Versiegelungsbestandteil; und einen Trägerbestandteil mit einem Gitterstoff, umfassend eine Vielzahl von vielfasrigen Strängen, wobei mindestens einer von dem Vorderseiten-Bestandteil, dem Versiegelungsbestandteil und dem Trägerbestandteil eine mehrschichtige Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 12 umfasst.
Gegenstand nach Anspruch 19, wobei der Gegenstand eine Hauptsichtfläche auf der Seite des Vorderseiten-Bestandteils des Gegenstands umfasst und ein Gitterstoffinuster nicht durch die Sichtfläche gesehen werden kann.
Verfahren zur Herstellung eines retroreflektierenden Gegenstands, umfassend die Schritte: Bereitstellen eines retroreflektierenden Bestandteils mit einer Mehrzahl retroreflektierender Elemente; Co-Extrudieren einer mehrschichtigen Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 12; und Anbringen der mehrschichtigen Folie an den retroreflektierenden Bestandteil.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei der Gegenstand eine Hauptsichtfläche auf der Seite des retroreflektierenden Bestandteils des Gegenstands und ein durch die Sichtfläche sichtbares Muster versiegelter Zellen hat; wobei das Verfahren außerdem den Schritt des Anbringens eines Trägerbestandteils an die mehrschichtige Folie umfasst; und wobei der Schritt des Anbringens des Trägerbestandteils ohne wesentliches Stören der Erscheinung des Musters der versiegelten Zellen im fertiggestellten Gegenstand ausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 22, wobei der Gegenstand ein zusammenrollbares Schild mit einem verstärkenden Gitterstoff umfasst, und wobei ein Gitterstoffmuster nicht durch die Sichtfläche gesehen werden kann.
Mehrschichtige Folie nach Anspruch 1, wobei das thermoplastische Urethan-Polymer einen Schmelzindex zwischen 10 und 100 dg/min hat, wenn dieser gemäß ASTM D1238 bei 190°C und mit einem 8,7 kg Gewicht geprüft wird.
Mehrschichtige Folie nach Anspruch 1, wobei das thermoplastische Urethan-Polymer einen Schmelzindex zwischen 20 und 60 dg/min hat, wenn dieser gemäß ASTM D1238 bei 190°C und mit einem 8,7 kg Gewicht geprüft wird.