-
Allgemeiner
Stand der Technik
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zur Herstellung eines Schildes
unter Verwendung von rückreflektierendem
Würfeleckbahnenmaterial und
insbesondere die Verwendung eines derartigen Bahnenmaterials, das
eine spiegelnd reflektierende Schicht auf den Würfeleckflächen verwendet.
-
Der
Ausdruck „Schild", wie er hier verwendet wird,
bezieht sich auf einen selbstständigen
Gegenstand, der Informationen übermittelt, üblicherweise mit
Hilfe von alphanumerischen Zeichen, Symbolen, Graphiken oder anderen
Angaben, und der bei Verwendung an einem Objekt, wie etwa einem
Pfahl, einem Tragarm, einer Wand oder einem ähnlichen Körper, befestigt ist. Zu spezifischen
Beispielen zählen Schilder,
die zu Verkehrsregelungszwecken verwendet werden (STOP, VORFAHRT
BEACHTEN, Geschwindigkeitsbeschränkung,
Informationen, Markierungen am Straßenrand usw.), Straßenschilder
und Fahrzeugkennzeichen. Der Ausdruck „retro-reflektierend", wie er hier verwendet
wird, bezieht sich auf die Eigenschaft, daß ein schräg einfallender Lichtstrahl in
einer anti-parallel zu seiner Einfallsrichtung verlaufenden Richtung
oder fast so reflektiert wird, und zwar derart, daß er zur
Lichtquelle oder in deren unmittelbare Nähe zurückkehrt.
-
Zwei
bekannte Arten von retro-reflektierendem Bahnenmaterial sind Bahnenmaterial
auf Mikrokugelbasis und Würfeleckbahnenmaterial.
Bahnenmaterial auf Mikrokugelbasis, manchmal als „Perl"-Bahnenmaterial bezeichnet,
verwendet eine Vielzahl von Mikrokugeln, die in der Regel zumindest teilweise
in einer Bindemittelschicht eingebettet sind und assoziierte spiegelnd
oder diffus reflektierende Materialien (z.B. Pigmentteilchen, Metallflocken, Dampfbeschichtungen) aufweisen,
um einfallendes Licht zu retro-reflektieren. Veranschaulichende
Beispiele sind aus den US-Patenten Nr. 3,190,178 (McKenzie), 4,025,159
(McGrath) und 5,066,098 (Kult) bekannt. Im Gegensatz dazu weist
retro-reflektierendes Würfeleckbahnenmaterial
einen Körperabschnitt
mit einer strukturierten Oberfläche
auf, der eine Mehrzahl von Würfeleckelementen
aufweist. Jedes Würfeleckelement
weist drei ungefähr
zueinander senkrechte optische Flächen auf, die zusammen einfallendes
Licht retro-reflektieren. Der Körperabschnitt
weist üblicherweise,
aber nicht immer, eine im wesentlichen planare Vorderfläche und
eine Rückfläche auf,
die mit der strukturierten Oberfläche zusammenfällt. Zu
Beispielen zählen
die US-Patente Nr. 1,591,572 (Stimson), 4,588,258 (Hoopman), 4,775,219
(Appledorn et al.), 5,138,488 (Szczech), 5,213,872 (Pricone et al.),
5,691,846 (Benson, Jr. et al.), und 5,696,627 (Benson et al.).
-
Würfeleckbahnenmaterial
kann ferner durch den Mechanismus kategorisiert werden, durch den jede
Fläche
eines gegebenen Würfeleckelements Licht
reflektiert. Bei einer Kategorie erfolgt die Reflexion durch Totalreflexion
(„TR"). In diesem Fall
ist das Würfeleckelement
eine pyramidenförmige
Struktur, die ein transparentes Material aufweist, und die fragliche
reflektierende Fläche
ist die Grenze zwischen dem transparenten Material und einer umweltfreundlichen
Umgebung aus Luft (oder einem anderen Medium mit einem niedrigen
Brechungsindex). Die gleichzeitig anhängige US-Anmeldung mit der
laufenden Nummer 09/087,683 erörtert
diese Kategorie von Würfeleckbahnenmaterial.
-
Die
vorliegende Anmeldung betrifft die andere Kategorie des Würfeleckbahnenmaterials,
bei der die Reflexion durch eine dünne Schicht aus spiegelnd reflektierendem
Material erfolgt, das auf den Würfeleckelementflächen angeordnet
ist. Aluminium, Silber, Gold, Kupfer und dergleichen oder eine Kombination
davon und sogar Nichtmetalle wie etwa ein mehrschichtiger dielektrischer
Stapel können
durch Dampfabscheidung oder auf andere Weise auf die Würfeleckelementflächen aufgetragen
und als das spiegelnd reflektierende Material verwendet werden. Ungeachtet
der Art des verwendeten spiegelnd reflektierenden Materials wird
ein derartiges Bahnenmaterial hier selbst dann als metallisiertes
Würfeleckbahnenmaterial
bezeichnet, wenn das spiegelnd reflektierende Material kein Metall
aufweist.
-
Bei
der Herstellung von retro-reflektierenden Schildern unter Verwendung
von metallisiertem Würfeleckbahnenmaterial
wird derzeit ein Hinweisschild bereitgestellt, das eine starre Masse
aus Metall, Holz, Kunststoff oder dergleichen aufweist. Unter „Hinweisschild" wird hier ein starres
Substrat verstanden, das sich dafür eignet, in der beabsichtigten
Endverwendungsanwendung befestigt zu werden. Dann wird metallisiertes
Würfeleckbahnenmaterial
bereitgestellt, wobei derartiges Bahnenmaterial selbst in getrennten
Schritten hergestellt worden ist und folgendes enthält: mindestens
eine erste polymere Schicht mit einer glatten Vorderfläche und
einer hinteren strukturierten Oberfläche, pyramidenförmige Würfeleckelemente
definierend; eine auf die strukturierte Oberfläche aufgetragene dünne Schicht
aus Aluminium; eine auf die Aluminiumschicht aufgetragene Schicht
aus druckempfindlichem Kleber ("PSA") und eine Trennbeschichtung
auf der Rückseite
des Bahnenmaterials, die die PSA-Schicht bedeckt. Derartiges metallisiertes
Bahnenmaterial wird dann hergestellt, indem die Trennbeschichtung
entfernt wird, um die PSA-Schicht
freizulegen. Das Bahnenmaterial wird dann an einer glatten flachen
Vorderfläche
des Hinweisschildes angebracht, wobei die Klebeschicht diese Vorderfläche kontaktiert.
Buchstaben, Symbole oder andere Angaben können in Schichten über der ersten
polymeren Schicht hinzugefügt
werden, entweder bevor oder nachdem das Bahnenmaterial an dem Hinweisschild
angebracht worden ist.
-
Es
existiert ein anhaltender Bedarf, die Kosten von retro-reflektierenden
Schildern zu reduzieren und ihre Herstellung zu vereinfachen.
-
Kurze Zusammenfassung
-
Es
werden hier Verfahren offenbart, bei denen die getrennten Schritte
des Anbringens eines Klebers und einer Trennbeschichtung an dem
metallisierten Würfeleckbahnenmaterial
entfallen können. Stattdessen
wird ein retro-reflektierendes Schild hergestellt durch: Koextrudieren
einer starren Substratschicht und einer Klebeschicht, wobei sich
die starre Substratschicht zur Verwendung als ein Hinweisschild
eignet; Bereitstellen eines Würfeleckbahnenmaterials
mit einer strukturierten Oberfläche,
die eine Mehrzahl von Würfeleckelementen
aufweist, wobei sich auf den Würfeleckelementen
ein spiegelnd reflektierendes Material befindet; und Aufbringen
des retroreflektierenden Bahnenmaterials auf der Klebeschicht. Das
starre Substrat weist bevorzugt ein Polyolefin-Material auf und wird bei einer Ausführungsform
extrudiert, so daß es
Kanäle
darin aufweist zur verbesserten Steifigkeit bei reduziertem Gewicht
und reduzierten Kosten. Die Klebeschicht weist eine hohe Bindungsfestigkeit
zu dem Würfeleckbahnenmaterial und
zu der starren Substratschicht auf und kann eine oder mehrere individuelle
Schichten aufweisen. Die Klebeschicht kann einen wärmeaktivierten,
druckempfindlichen oder anderen geeigneten Kleber aufweisen.
-
Das
Verfahren läßt sich
mit metallisiertem Würfeleckbahnenmaterial
verwenden, bei dem die strukturierte Oberfläche in einer Rückfläche des
Bahnenmaterials ausgebildet ist, wobei die Würfeleckelementflächen pyramidenförmige Projektionen
in einer derartigen Rückfläche bilden.
Das Verfahren läßt sich auch
mit metallisiertem Würfeleckbahnenmaterial verwenden,
bei dem die strukturierte Oberfläche
in einer Vorderfläche
des Bahnenmaterials ausgebildet ist, wobei die Würfeleckelementflächen in
dieser Vorderfläche
einen Hohlraum bilden.
-
Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
-
1 zeigt einen Prozeß, wie er in der vorliegenden
Anmeldung beschrieben ist, der sich bei der Herstellung retro-reflektierender
Schilder verwenden läßt;
-
2 zeigt Teilschnittansichten der verschiedenen,
in 1 gezeigten Schichten;
-
3 zeigt eine vergrößerte Teilschnittansicht einer
Art metallisierten Würfeleckbahnenmaterials;
-
4 und 5 sind
Teilschnittansichten von mit einem modifizierten Prozeß hergestellten
alternativen retroreflektierenden Schildern;
-
6 zeigt einen derartigen modifizierten Prozeß;
-
7 ist eine Perspektivansicht eines gemäß einem
der offenbarten Prozesse hergestellten repräsentativen retro-reflektierenden
Schildes, wobei ein Abschnitt des metallisierten Würfeleckbahnenmaterials
vom Hinweisschild abgezogen gezeigt ist;
-
8 ist eine auseinandergezogene Ansicht eines
anderen, gemäß eines
offenbarten Prozesses hergestellten repräsentativen Schildes. In den
Zeichnungen wird der Zweckmäßigkeit
halber das gleiche Referenzsymbol verwendet, um Elemente zu bezeichnen,
die gleich sind oder die gleiche oder eine ähnliche Funktion aufweisen.
-
Ausführliche
Beschreibung der veranschaulichenden Ausführungsformen
-
In 1 führt
eine Anordnung 10 einen Prozeß zur Herstellung eines retro-reflektierenden
Schildes aus.
-
Geschmolzenes
Material, daß das
Hinweisschild aufweisen wird, wird von einem oder mehreren Extrudern 12 durch
einen Coextrusionsspritzkopf 14 zugeführt. Der Spritzkopf 14 erhält außerdem geschmolzenes
Material, das sich als ein Kleber eignet, von einem oder mehreren
Extrudern 16. Die Durchflussmengen der Extruder und der
Aufbau des Spritzkopfs 14 sind so ausgewählt, daß eine relativ
dicke starre Substratschicht 18 und eine relativ dünne Klebeschicht 20 hergestellt
werden. Diese Schichten werden durch Walzen 22a, 22b kalandriert.
Bei einer Ausführungsform
wird auch eine Rolle metallisierten Würfeleckbahnenmaterials 24 mit
einer Rückfläche 24a wie
gezeigt durch die Walzen 22a, 22b derart geschickt,
daß sich
das Bahnenmaterial 24 über
die Klebeschicht 20 mit der starren Substratschicht 18 verbindet.
Alternativ kann das Bahnenmaterial 24 separat nach dem
Kalandriervorgang aufgetragen werden. Mit Gebläsen, Wasserbädern oder
dergleichen kann die beschichtete Konstruktion gekühlt werden, während sie
sich zu einer Stanz- oder Schneidstation 26 vorbewegt.
Bei der Schneidstation 26 wird die Konstruktion in individuelle
Schilder 28 oder auf Standardlängen geschnitten, aus denen
später
Schilder geschnitten werden können.
Bei einer weniger wünschenswerten
Alternative kann das Bahnenmaterial 24 nach dem Schneiden
der Kombination starre Substratschicht 18/Klebeschicht 20 in
individuelle Hinweisschilder aufgetragen werden. In diesem Fall muß die Klebeschicht 20 möglicherweise
etwa durch erhitzen unmittelbar vor dem Auftragen des Würfeleckbahnenmaterials 24 hergestellt
werden. Wenn das Würfeleckbahnenmaterial 24 nicht
zu Anfang Angaben oder andere Graphiken enthält, kann eine zusätzliche
Schicht oder können
zusätzliche
Schichten vor oder nach dem Schneidvorgang laminiert oder auf andere
Weise auf das Bahnenmaterial 24 aufgetragen werden.
-
Durch
den Prozeß des
Herstellens von retroreflektierenden Würfeleckschildern wie oben beschrieben entfällt die
Notwendigkeit für
das Auftragen einer Schicht aus Kleber auf das Würfeleckbahnenmaterial in einem
getrennten Vorgang und die Notwendigkeit für unnütze Trennbeschichtungen.
-
Bei
dem Prozeß können eine
oder beide der starren Substratschicht 18 und der Klebeschicht 20 mehrere
Materialien und Schichten als Bestandteile aufweisen. Die Substratschicht 18 besteht
bevorzugt aus relativ preiswerten polymeren Materialien wie etwa
Polyolefinen und insbesondere Polyethylenen hoher Dichte. Zur Schonung
der Umwelt kann recycelter Kunststoff verwendet werden. Pellets
aus derartigen Materialien werden einfach in den Extruder 12 eingegeben.
-
Die
Klebeschicht 20 kann einen wärmeaktivierten oder druckempfindlichen
Kleber oder ein anderes geeignetes Material mit einer hohen Bindungsfestigkeit
zu der Rückfläche 24a des
Würfeleckbahnenmaterials
und zu der starren Substratschicht aufweisen. Polymere aus Ethylen-Acrylsäure (EAA) und/oder
Ethylen-Vinylacetat (EVA) sind im allgemeinen geeignet, selbst wenn
die Rückfläche des
zu verbindenden Würfeleckbahnenmaterials
mit einer Aluminiumdampfbeschichtung oder einer anderen Metallschicht
versehen ist. Harze der Marke BynelTM, die von
der Firma E.I. du Pont de Nemours and Company („DuPont") in Wilmington, Delaware, USA vertrieben
werden, funktionieren ebenfalls gut, insbesondere wenn die Rückfläche des
zu verbindenden Würfeleckbahnenmaterials
ein Polymer wie etwa Polycarbonat aufweist. Druckempfindliche Kleber,
die Mischungen aus Acrylsäure
und Isooctylacrylat („IOA") verwenden, werden
ebenfalls in Betracht gezogen. Die US-Patente Nr. Re. 24,906 (Ulrich)
und 5,660,922 (Herridge et al.) lehren noch weitere geeignete Kleber.
Weitere Kleberzusammensetzungen findet man in den US-Patenten Nr.
5,637,646 (Ellis) und 4,181,752 (Martens et al.). Es können auch
dreischichtige oder doppelschichtige oder andere mehrschichtige
Kleberkonstruktionen verwendet werden, die in der US-Patentanmeldung
mit der laufenden Nummer 09/393,369 („Retroreflective Articles
Having Multilayer Films and Methods of Manufacturing Same" von Lasch et al.)
offenbart werden. Die Klebeschicht 20 kann auch Polymerzwischenschichten aufweisen
(in der Technik als „tie
layers" bezeichnet), die
die Haftung fördern
oder die Coextrusion erleichtern.
-
2 zeigt Teilschnittansichten der verschiedenen
Schichten, die im Prozess von 1 verwendet
werden können.
Metallisiertes Würfeleckbahnenmaterial 30,
das eine Vorderfläche 32 und
eine Rückfläche 34 aufweist,
weist eine Körperschicht 36 auf,
die die Integrität
einer strukturierten Oberfläche von
Würfeleckelementen
auf einer Oberfläche
davon aufrechterhält,
die in diesem Fall mit der Rückfläche 34 identisch
ist. Eine in 2 nicht sichtbare Schicht aus
spiegelnd reflektierendem Material ist auf der strukturierten Oberfläche angeordnet.
Auf die Vorderfläche 32 auffallendes
Licht tritt durch die Körperschicht
des Bahnenmaterials hindurch, wird von den metallisierten Flächen der
Würfeleckelemente
wegreflektiert und tritt aus der Vorderfläche 32 in der allgemeinen
Richtung der Lichtquelle aus. Das Bahnenmaterial 30 kann
auch eine Deckschicht 38 aufweisen. Die Schicht 38 kann
herkömmliche
UV-absorbierende Materialien, gemusterte Druckfarbenschichten oder
andere gemusterte Schichten aufweisen, die Angaben wie etwa alphanumerische
Zeichen, Symbole oder Graphiken und Kombinationen davon bilden.
Die Deckschicht 38 kann auch ElectrocutTM-Film,
der von der Firma Minnesota Mining and Manufacturing Company („3M") vertrieben wird,
und derartige Filme, die Angaben bilden können, aufweisen. Eine vergrößerte Ansicht
des Bahnenmaterials 30 ist in 3 gezeigt,
wo eine Schicht aus spiegelnd reflektierendem Material 37 auf
der strukturierten Oberfläche
der Körperschicht 36 vorgesehen
ist.
-
Wieder
unter Betrachtung von 2 sind die starre Substratschicht 18 und
die Klebeschicht 20 anfänglich
von dem Würfeleckbahnenmaterial 24 getrennt
und dann mit ihm verbunden gezeigt. Die Klebeschicht 20 fließt um die
Vorsprünge
in der strukturierten Oberfläche
herum und weist eine hohe Bindungsfestigkeit zu der starren Schicht 18 und
zu der Metallisierungsschicht 37 auf.
-
Die 4 und 5 zeigen
Teilschnittansichten von mit einem etwas modifizierten Prozeß hergestellten
alternativen retro-reflektierenden Schildern. Diese Ansichten erfolgen
durch das Schild hindurch in einer Richtung, die der Bahnaufwärtsrichtung
des Prozesses entspricht, in 1 als
Schnitt A-A gezeigt. In beiden 4 und 5 wurde die starre Substratschicht 18 durch
eine andere starre Substratschicht 40 ersetzt. Die Schicht 40 wird
wie die Schicht 18 mit der Klebeschicht 20 coextrudiert
und bildet ein Hinweisschild, auf dem das Würfeleckbahnenmaterial angeordnet
wird. Im Gegensatz zu der Schicht 18 weist die Schicht 40 Hohlräume oder
Kanäle 42 auf, die
das Gewicht und den Materialverbrauch des Produkts unter gleichzeitiger
Beibehaltung einer guten Steifigkeit reduzieren. Das reduzierte
Gewicht eines Hinweisschildes entspricht im allgemeinen einer Reduzierung
der möglichen
Schäden,
die es auf Schnellstraßen
verursachen kann, wenn ein Fahrzeuge mit ihm zusammenstoßen. Reduzierter
Materialverbrauch entspricht einer Reduzierung bei den Herstellungskosten.
Die Kanäle 42 verlaufen
entlang der Länge
des Hinweisschildes in einer Richtung, die der Bewegungsrichtung
der coextrudierten Schichten entspricht. In den Teilansichten der 4 und 5 sind nur
zwei Kanäle 42 gezeigt,
aber es sollen sich solche Kanäle über die
Breite des Hinweisschildes hinweg wiederholen. Die Kanäle 42 können wie
gezeigt geschlossen sein, d.h. in der Schnittansicht von Material
der starren Substratschicht umgeben sein, oder sie können offen
sein, wenn sie beispielsweise in Schnittansicht eine umgekehrte „U"-Form aufweisen.
-
5 zeigt einen Schnitt durch ein Schild ähnlich dem
von 4, außer daß metallisiertes Würfeleckbahnenmaterial 30 durch
metallisertes Würfeleckbahnenmaterial 44 ersetzt
worden ist. Das Würfeleckbahnenmaterial 44 weist
eine Vorderfläche 46 und
eine Rückfläche 48 auf.
Das Bahnenmaterial weist jedoch eine Körperschicht 50 auf,
deren strukturierte Oberfläche 52,
in der die Würfeleckelemente ausgebildet
sind, nicht mit der Rückfläche 48 identisch
ist. Die Würfeleckelemente
in der strukturierten Oberfläche 52 weisen
drei ungefähr
zueinander senkrechte Flächen
auf, wie beim Bahnenmaterial 30, doch sind diese Flächen als
Hohlräume
im Bahnenmaterial 44 angeordnet denn als pyramidenförmige Projektionen
wie beim Bahnenmaterial 30. Beispiele für derartiges, auf Würfeleckhohlräumen basierendes
Bahnenmaterial, das sich für
das vorliegende Verfahren eignet, findet man in dem US-Patent 4,127,693
(Lemelson) und den anhängigen US-Anmeldungen mit den
laufenden Nummern 09/227,963 („Cube
Corner Cavity Based Retroreflectors and Methods For Making Same" von Smith et al.) und
09/228,367 („Cube
Corner Cavity Based Retroreflectors With Transparent Fill Material" von Smith et al.).
Eine kontinuierliche oder diskontinuierliche Schicht aus spiegelnd
reflektierendem Material wird derart auf die strukturierte Oberfläche 52 aufgebracht,
daß die
einzelnen Flächen
ausreichend reflektieren. Die Deckschicht 54 kann die gleichen Merkmale
aufweisen, die weiter oben in Verbindung mit Schicht 38 beschrieben
sind. Außerdem
kann die Deckschicht 54 (oder Abschnitte davon) wie in 5 gezeigt in die einzelnen Würfeleckhohlräume fließen oder
nicht. Alternativ ist es in einigen Fällen gestattet, die Deckschicht 54 einfach
wegzulassen, außer
in dem Ausmaß,
wie sie zum Ausbilden von Angaben benötigt wird.
-
6 zeigt eine Anordnung 60, die
einen alternativen Prozeß zu
dem von 1 ausführt. Der Prozeß von 6 stellt wie gezeigt das retro-reflektierende
Schild von 5 her. Extruder 12, 16 sind wie
in 1 vorgesehen. Der Coextrusionsspritzkopf 62 wurde
für den
Coextrusionsspritzkopf 14 substituiert. Der Spritzkopf 62 ist
so ausgelegt, daß er
Kanäle 42 in
der starren Substratschicht 40 bereitstellt. Das Kalandrieren
der Schichten 20, 40, während sie noch geschmolzen
sind, würde
nachteiligerweise zum Zusammenfallen der Kanäle 42 führen. Deshalb
wird ein herkömmlicher
Vakuumkühlapparat 64 für die Walzen 22a, 22b substituiert.
Der Vakuumkühlapparat 64 weist
Metallplatten 64a, 64b auf, auf deren Oberflächen Öffnungen
vorgesehen sind, die die sich bewegende Bahn kontaktieren, wobei
diese Öffnungen
an eine Pumpe 66 gekoppelt sind. Die Pumpe 66 liefert
einen ausreichenden Unterdruck derart, daß die sich dort hindurch bewegende
Bahn nicht unter ihrem eigenen Gewicht zusammenfällt, während sie noch geschmolzen
ist. Die Platten 64a, 64b werden durch ein dort
hindurch zirkulierendes Kühlmittel 68 aktiv
gekühlt.
Bei Austritt aus dem Kühlapparat 64 kann
das Produkt an der Schneidstation 26 zu einzelnen Schildern
geschnitten werden, wodurch Schilder 70 hergestellt werden.
-
Die 7 und 8 sind
Ansichten von repräsentativen
Schildern, die durch den vorliegenden Prozeß hergestellt werden können. In 7 weist ein Schild 72 ein Hinweisschild 74 wie
etwa oben beschriebene Schichten 40 oder 18 und
metallisiertes Würfeleckbahnenmaterial 76 wie
etwa oben beschriebene Bahnenmaterialien 44, 30 oder 24 auf, wobei
das Bahnenmaterial 76 zu Veranschaulichungszwecken teilweise
von dem Hinweisschild abgezogen gezeigt ist. Das Hinweisschild 74 weist
eine in der Figur nicht eigens gezeigte dünne coextrudierte Klebeschicht
auf. Durch das Schild 72 sind ein oder mehrere Löcher 78 vorgesehen,
durch die ein mechanisches Verbindungselement 80 wie etwa
ein Bolzen, ein Niet, eine Schraube, ein Nagel oder ein anderes
herkömmliches
Verbindungselement geführt werden
kann, um das Schild an einem Befestigungselement wie etwa einem
Pfosten 82 anzubringen. Angaben in Form des Wortes „STOP" sind in einer Deckschicht
des Bahnenmaterials 76 vorgesehen.
-
8 zeigt in einer Explosionsansicht ein dem
Schild 72 ähnliches
Schild 84. Das Schild 84 ist als ein Kraftfahrzeugkennzeichen
konfiguriert. Das metallisierte Würfeleckbahnenmaterial 86,
das dem Bahnenmaterial 76 ähnlich ist, weist eine in 8 nicht gezeigte Rückfläche auf, die eine Vorderfläche 88a eines
Hinweisschildes 88 kontaktiert. Die Vorderfläche 88a ist
mit einer coextrudierten Klebeschicht versehen. Angaben sind auf
einer Deckschicht des Würfeleckbahnenmaterials 86 vorgesehen.
Löcher 88b sind
im Hinweisschild 88 zu Befestigungszwecken vorgesehen,
wobei diese Löcher
auf entsprechende Löcher
im Bahnenmaterial 86 ausgerichtet sind. Die Löcher werden
bevorzugt nach dem Aufbringen des metallisierten Würfeleckbahnenmaterials
auf das Hinweisschild gestanzt.
-
Bei
der Herstellung des retro-reflektierenden Bahnenmaterials wird üblicherweise
eine Urform mit der gewünschten
strukturierten Oberfläche
erzeugt und dann unter Verwendung von Elektroformungstechniken oder
einer anderen herkömmlichen
duplizierenden Technologie vervielfältigt. Die strukturierte Oberfläche kann
im wesentlichen indentische Würfeleckelemente
oder Würfeleckelemente
unterschiedlicher Größen, Geometrien
oder Orientierungen aufweisen. Die strukturierte Oberfläche der
Nachbildung, die in der Technik als eine „Matrize" bezeichnet wird, enthält ein Negativbild
der Würfeleckelemente. Diese
Nachbildung kann als Form zum Ausbilden eines retro-Reflektors verwendet
werden. Häufiger
jedoch wird eine große
Anzahl positiver oder negativer Nachbildungen zusammengebaut, um
eine Form herzustellen, die groß genug
ist, um sich für
das Ausbilden retro-reflektierenden Bahnenmaterials zu eignen. Retro-reflektierendes
Bahnenmaterial kann dann als ein integriertes Material hergestellt
werden, z.B. durch prägen
einer vorgeformten Folie mit einem Array von Würfeleckelementen wie oben beschrieben
oder durch gießen
eines flüssigen
Materials in eine Form. Das retro-reflektierende Bahnenmaterial kann
aber auch als ein geschichtetes Produkt hergestellt werden, indem
die Würfeleckelemente
gegen einen vorgeformten Film gegossen werden, wie in der PCT-Anmeldung
Nr. WO 95/11464 (Benson, Jr., et al.) und US-Patent Nr. 3,684,348
(Rowland) gelehrt oder durch Laminieren eines vorgeformten Films
auf vorgeformte Würfeleckelemente.
Als Beispiel kann ein derartiges Bahnenmaterial hergestellt werden
durch den Einsatz einer durch elektrolytisches Abscheiden von Nickel
auf einer Urform ausgebildeten Nickelform. Die elektrogeformte Form kann
als eine Matrize verwendet werden, um das Muster der Form auf einen
etwa 500 μm
dicken Polycarbonat-Film mit einem Brechungsindex von etwa 1,59
zu prägen.
Die Form kann in einer Presse verwendet werden, wobei das Pressen
bei einer Temperatur von etwa 175 – 200°C ausgeführt wird.
-
Geeignete
Materialien zur Herstellung derartigen reflektierenden Bahnenmaterials
sind Materialien, die formbeständig,
dauerhaft und verwitterungsfest sind und sich ohne weiteres in die
gewünschte Konfiguration
formen lassen. Zu Beispielen für
geeignete Materialien zählen
Acryle, die im allgemeinen einen Brechungsindex von etwa 1,5 aufweisen,
wie etwa Plexiglas-Harz von Rohm und Haas; duroplastische Acrylate
und Epoxidacrylate bevorzugt strahlungsgehärtet, Polycarbonate mit einem
Brechungsindex von etwa 1,6, Ionomere auf Polyethylenbasis (unter
dem Namen „SURLYN" vermarktet); Polyester und
Zelluloseacetatbutyrate. Allgemein kann jedes lichtdurchlässige Material verwendet
werden, das in der Regel unter Wärme
und Druck verformt werden kann. Weitere geeignete Materialien zum
Ausbilden eines retro-reflektiven Bahnenmaterials sind aus US-Patent
Nr. 5,450,235 (Smith et al.) bekannt. Das Bahnenmaterial kann gegebenenfalls
auch Farbmittel, Farbstoffe, UV-Absorber und andere Additive aufweisen.
-
Mit
der Erfindung verwendbare Hinweisschilder können ein beliebiges polymeres
Material aufweisen, das für
eine spezifizierte Dicke die strukturelle Integrität des Schildes
bei Vorliegen von Wind, Regen, Sonnenlicht und ähnlichen Umweltkräften wie etwa
Hagel und dem Einschlag von Projektilen sogar bei Temperaturen unter
0°C beibehalten
kann. Zu solchen Materialien zählen
beispielsweise: Polycarbonat, Acrylnitrilbutadienstyrol, Polyethylen
hoher Dichte, glycolmodifiziertes Polyethylenterephthalat (PET-G)
und Polyamid.
-
Beispiel
-
Ein
Hinweisschild wurde hergestellt durch coextrudieren einer starren
Substratschicht mit einer Dicke von etwa 50 – 75 milli-inch (1,3 – 1,9 mm)
mit einer Klebeschicht mit einer Dicke von etwa 2 – 3 milli-inch
(0,05 – 0,08
mm). Es wurde ein Zweischicht-Coextrusionsspritzkopf
mit einer Breite von etwa 12 inch (300 mm) verwendet. Die starre
Substratschicht bestand aus hochdichtem Polyethylen, insbesondere
Polyethylen vom Typ HiD 9512, das von der Firma Chevron Chemical
Co. in Houston, Texas, USA, vertrieben wird. Die Klebeschicht bestand
aus EAA, insbesondere vom Typ Primacor Typ 3440 (9% Säure), vertrieben
von der Firma Dow Chemical Company of Midland, Michigan, USA. Der
Coextrusionsspritzkopf war so ausgerichtet, daß sich die dünne Klebeschicht
unten und die starre Substratschicht oben befand. Die Durchflussmenge
des Substrats (d.h. die Durchflussmenge sowohl des Materials der starren
Substratschicht als auch des Klebematerials) betrug etwa 50 lbs/h
(23 kg/h). Diese geschmolzenen Schichten wurden zwischen einem Paar
Walzen kalandriert, abkühlen
gelassen und in eine handhabbare Größe geschnitten.
-
Das
auf diese Weise hergestellte Hinweisschild wurde etwa 10 min. in
einem Ofen bei etwa 250SF (120SC)
plaziert, um die Klebeschicht zu erweichen. Dann wurde ein metallisiertes
Würfeleckbahnenmaterial
bereitgestellt. Das Bahnenmaterial bestand im wesentlichen aus einer
Körperschicht
mit einer strukturierten Vorderfläche, in der eine Vielzahl von
Würfeleckhohlräumen ausgebildet
waren und einer flachen Rückfläche. Sowohl
die Vorder- als auch die Rückfläche der
Körperschicht
wurde mit einer Aluminiumdampfbeschichtung versehen. Es lag keine
die Würfeleckhohlräume bedeckende
Deckschicht vor. Das erhitzte Hinweisschild wurde aus dem Ofen genommen,
und das metallisierte Würfeleckbahnenmaterial
wurde mit einer Handwalze auf das Hinweisschild aufgetragen. Die
Rückfläche des Würfeleckbahnenmaterials
wurde so gegen die ganze Vorderfläche der erweichten Klebeschicht
gepreßt,
außer
entlang einer Kante der Vorderfläche des
Hinweisschilds, wo zuvor zum Zweck eines späteren Schältests ein Bandstreifen aus
ScotchTM MagicTM aufgebracht
worden war. Diese Konstruktion wurde zwischen Umgebungsraumtemperatur
aufweisende Aluminiumplatten plaziert, um abzukühlen. Das Würfeleckbahnenmaterial verband
sich gut mit dem Hinweisschild mit Ausnahme der Lasche für das Bahnenmaterial
entlang der Kante, wo das Band aufgebracht worden war. Ein 1 Inch
breiter Streifen dieses Hinweisschildes wurde senkrecht zu der die
Lasche enthaltenden Kante geschnitten und einem 180°-Schältest unterzogen,
und zwar auf eine Weise, die der in dem Standardtestverfahren ASTM
D 903 beschriebenen ähnelt.
Die größte Kraft,
die mit dem verwendeten Schältestgerät gemessen
werden konnte, 4,4 lbs, reichte nicht aus, um ein Bindungsversagen
zwischen dem Würfeleckbahnenmaterial und
dem Hinweisschildsubstrat zu verursachen. Somit lag die Bindungsfestigkeit über 4,4
lbs/inch (7,7 Newton/cm).