DE7713988U1 - Streifenmaterialbahn - Google Patents

Description

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1 BERLIN 33 Augudto-Vilctorla-StraBo Pot.-Anw. Dr. Ing. Ruschke Pat.-Anw. Dipl.-Ing. Olaf Ruschke Telefon: 030/ |» « Jf Telegramm-Adrosee:

Quadratur Berlin TELEX: 183786

Dr. RUSCHKE & PARTNER PATENTANWÄLTE

BERLIN - MÖNCHEN 8 MÜNCHEN

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Pat.-Anw. Dlpl.-Irtfl. Han· E. Ruichk·

Τ·Ι·Ιοη:0Η/ g| 069/649 2β0β

Ttltgtsmm-Adrasie: Quadratur München TELEX: 522787

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Minnesota Mining and Manufacturing Company, Saint Paul, Minnesota 551o1, V/.St./I Uerformbares retroreflektierendes Fahrbahn-markierendes Streifenmaterial

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Fahrbahn-markierEndes Streifenmaterial aus unvulkanisierten Elastamer-V/orläufermaterialien ergeben Markierungen zur Regelung des Uerkehrs ujegnn ihrer Verformbarkeit und verrinaerten Elastizität mit überragendsr ^altbarksit. Ein sDlchES StrEifsnmatErial vsrformt sich lsicht zu EinEm innigsn Kontakt mit dar unrEgelmäßigen Fahrbahnoberflache, absorbiert die Energie von Radstößen ohne Brechen und vermEidst aufgrund seinsr geringen Elastizität den Streck-Erholungs-l/organg, dar, die fsstgsstEllt uorden ist, zu Einem Lösen des Streifenmatsrials von einsr Fahrbahn führt.

Ein IMachtEil derartigsr vErformbarEr Markierungsmaterialien ist, daß sie nicht in befriedigenden retroreflektierEndEn FormEn zur Usrfugung stehen, undzüjar affenbar, ωεϋ die Uerformbarkeit traditionells Usrfahrensiueisen zur Schaffung von REtrDreflExion unmöglich macht. HonvEntionEllE FahrbahnmarkisrungEn Enthalten einen festen Trägertsil, uie z.B. eine Metallfolie oder eine trockne polymere Farbmatrix, auf der sich retroreflektierende Mikrokugein befinden. Die verformbaren Fahrbahn-markierenden StreifenmatErialien oder Bänder stellen nicht ein solches Trägermaterial dar, so daß auf die odete DbsrflächE solcher Markierungsmaterialien aufgebrachte MikrakugEln unter dem Druck des Straßenverkehrs in die Bänder gedrückt und in diese eingEbsttEt uierden.

Nach einer bisherigen Technik (US-Patentschrift 3 587 415) soll dieser Nachteil VErformbarsr Fahrbahn-Markierungsbänder durch Herstellung eines solchen Bands in zuiei waagerechte Ebenen vermieden ujerdEn, bsi dsm in der einen Ebene ein zusamniEnhängender UnterlagEstrsifEn, der an der Fahrbahn haftet, vorhanden ist und in der zweiten Ebene Querstreifen vorhandsn sind, die an dsr DbsrsEitE des

j Unterlagestreifens haften und mit Mikrokugein, geeigneterueise in einem Anteil

von Etua θα Geui.-% gefüllt sind. In den Querstreifen enthaltene MikrDkugeln

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sollen an den senkrechten Rändern der Streifen freiliegen, um Licht von den Scheinwerfern von Fahrzeugen, die die Fahrbahn befahren, zu reflektieren. Abgesehen davon, ob oder ob nicht eine geeignete Retrareflexion durch die offenbar in sehr geringem Anteil frEiliegenden Mikrakugeln erhalten wird, ist ein solcher Aufbau offensichtlich keine völlig wirksame Lösung des Bedarfs nach einem retrore](fektierenden verformbaren Fahrbahn-markierenden Streifen;ein solcher in zwei Ebenen vorliegender Streifen erfordert eine kostspielige Herstellung; der Unterlagestreifen bleibt verformbar, so daß die Querstreifen in ihn hineingepreßt werden können; und die beschriebenen senkrechten Ränder werden im allgemeinen durch angesammelten Schmutz abgedeckt.

Es ist außerdem vorgeschlagen worden, verformbare Fahrbahn-markierende Streifenmaterialien durch Verwendung van sehr großen retrareflektierenden Teilen mit Durchmessern über der Dicke des Fahrbahn-markierenden Streifenmaterials retroreflektierend zu machen. Eine ernsthafte Realisierung eines solchen Versuchs ist jedoch dadurch verhindert warden, daß retroreflektierende Teile mit der erforderlichEn Festigkeit, der erforderlichen Größe und den erforderlichen optischen Eigenschaften für den Gebrauch praktisch nicht zur Verfügung stehen.

Es ist auch versucht worden, verformbare Streifenmaterialien durch Verwendung steiferer, weniger verformbarer Bandformulierungen retroreflektierend zu machen, doch war bei solcher Beschaffenheit die überragende Haltbarkeit, die durch verminderte Elastizität und Verformbarkeit erzielt wurde, beeinträchtigt

Kurz gesagt, hat keiner der bisherigen Vorschläge zu einem verformbaren Fahrbahn-markierenden Streifenmaterial geführt, das die gewünschte Haltbarkeit und das gewünschte Reflexionsvermögen zeigt und mäßige Kosten verursacht. Bis jetz"

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ist Ein Streifenmaterial, das für verformbare Fahrbahn-markierende Streifenmaterialien für Verkehrsregelunqszwecke völlig geEignet ist, nicht realisiert worden.

Die Erfindung schlL' ■ iun sin neues Fahrbahn-markierEndES Streifenmaterial vor, das aus einem UnterlagestrEifen, der die geujünschtEn UerformbarkeitseigEnschaftEn zeigt, einem dünnen Trägsrfilm, der weniger dick, aber elastischer ist als der UnterlagestrEifen und an einer Oberfläche des Unterlagsstreifens haftet, und aus verstreuten transparenten Mikrakugeln besteht, die teilueisE in dem Trägerfilm eingebettet sind und teilwsisE aus dem Trägerfilm frei herausragen.

Mehrere überraschende Effekte werden durch diese kombinierte Ausführungsform erzielt. Zuei Gründe, uarum die Effekte überraschend sind, sind fülgendE: Erstsns ist der unterdem Trägerfilm lieoEnde Unterlagestreifen verformbar genug, so daß gegen den Untsrlagestreifen durch den Fahrverkehr gedruckte Mikrokugeln vollständig in dem UnterlagestrEifEn Eingebettet uerdEn würden. ZuEitens ist dEr TräoErfilm sehr dünn. Er ist so dünn, daß er nicht die erwünschten V/εγ-formbarkEitssigEnschaftEn ües Unterlagestreifens aufhebt, die für die überragende Haltbarkeit verantwortlich sind. Der TrägErfilm reißt im allgemeinen nach übermäßiger Verformung, d.h. von 5o bis 2oo %, des Streifenmaterials. Trotz der verformbaren IMatur des UnterlagEstreifens und trotz der sehr dünnen Beschaffenheit des Trägerfilms trägt der Trägerfilm dennoch die Mikrokugeln an der Oberssite des Streifenmaterials. Auch bei starkem Stoßen oder Stampfen des StraßenvErkehrs brechen die Mikrakugeln nicht durch den Trägerfilm hindurch, sondern werden weiter an der oberen Dberflache des Streifenmaterials getragen.

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Trotz der Unähnlichkeit des Unterlagestreifens und des Trägerfilms führt ferner die Belastung des Straßenvsrkehrs nicht zu einer Trennung der beiden Bestandteile. Diese Adhäsion ist ferner bei Ausführungsfarmen überraschend, bei denen der Trägerfilm ein mit Weichmachern weichgEmachter Vinylfilm ist, die erwartungsgemäß aus dem Uinylfilm zu der Bindungsstelle von Trägerfilm und LJnterlagestreifen herauswandern sollten.

j Der GEsamteffekt dieser Merkmale ist, daß das Strsifenmaterial der Erfindung, in dem in unüblicher Ueise ein dünner Trägerfilm über einer polymeren Matrix j angebracht ist, welche an sich normalerweise als geeignetes Bindemittel für

j retrcreljfektierende Teüe angesehen werden sollte, einen erheblichen Fortschritt auf dem Gebiet der verformbaren Fahrbahn-markierenden Streifenmaterialien darstellt.

Das beispielhaftE Streifenmaterial der Erfindung 1o, das in der vergrößerten Teilschnittdarstellung in der Zeichnung wiedergegebEn ist, Enthält ein Unterlagestreifen 11, einen Trägerfilm 12, der an einer Oberfläche des UnterlagestrEifens haftat, und Ein tEilchenförmigES MatErial, das in dsm Trägerfilm 12 teilwelsE Eingebettet ist und teilweise aus dem Trägrrfilm frei herausragt. Bei der dargestellten Ausführungsfarm enthält das teilchenförrnige Material irregulär geformte rutschfeste Teilchen 13 sowie transparente Mikrokugeln 1*t, die als retrorefJektierende Teile dienen. Klebstoffe werden im allgemeinen zum Befestigen des Streifenmaterials auf einer Fahrbahn verwsndet, und eine Schicht 15 aus druckempfindlichem oder anderem Klebstoff kann in dem Streifenmaterial der Erfindung für diesen Zweck enthalten sein; andererseits können die Klebstoffe auch auf eine Fahrbahn an der Stelle des Aufbringens aufgetragen werden.

_pEr_UnterlagEstreifen__11 enthält jim allgemEinen Elastomer-V/orläufermaterialien,

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d.h. BestandtEÜE, die zu einem Elastomer vulkanisiert oder gehärtet werdnn können. Besonders geeignete Materialien sind Acrylnitril-Butadien-Polymerisate, vermahlbare Urethanpolymerisate und Neoprene, die in dem Streifenmaterial nicht vulkanisiert werden und daher Ermöglichen, daß das Streifenmaterial die erwünschten VerfDrmungseigenschaftEn zsigt. Solche VerformungsEigenschaften werden außerdem durch das Vorhandensein von Füllstoffharzen, wie z.B. chlorierten Paraffinen, Kohlenwasserstoffharzen oder PolystyrolEn, gefördert. Die Elastomer-Vorläufermaterialien machen vorzugsweise mindestEns 5o Gew.-% polymeren Bestandteile in dem Unterlagestreifen aus.

Teilchenförmige Füllstoffe können außerdem in dem Unterlagestreifen enthalten sein, und zwar im allgemeinen in einer großen Menge, um die Kasten zu senken und modifizierte Eigenschaften zu erzielen. Dsr Unterlagsstreifen kann ausserdem Mikrokugeln, rutschfeste Teilchen, Pigmente und andere Zusätze enthalten. Im allgemeinen ist der Unterlagestreifen mindestens etwa 1A mm dick und vorzugsweise mindestens 1 mm dick, doch im allgemeinen weniger als etwa 2 oder 3 mm dick.

Der an dem Unterlagestreifen haftsnde Trsgerfilm ist elastischer als der Unterlagestreifen, woruntEr zu verstehen ist, daß dsr Trägerfilm nach Anlegung einer V/erformungsspannung und dann Entspannung stärker zu seiner ursprünglichen Form zurückkehrt. Das ErgEbnis ist, daß, wenn Mikrakugeln bei normaler Raumtemperatur in eine auf einer harten unnachgiebigen Oberfläche liegende Probe des Trägerfilms mit einem D_ruck gsdrückt werden, der die Mikrokugeln in den Unterlagestreifen einbetten würde, die Mikrokugeln nicht eingebettet werden, sondsrn auf der Dberflache das TrägErfilms nach Aufheben des Drucks verbleiben Außerdem hat der Trägerfilm ein gutes HaftVErmögen gegenüber re-

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trareflektierenden Teilen oder anderem teilchenförmigen Material, das in diesem eingebettet werden soll, was das Festhalten solcher Teilchen unterstützt und letztere var einem Eindringen in die Unterlageschicht bewahrt. Polymerisate auf Vinylbasis (d.h., Polymerisate, die mindestens 5a Gew.-% Vinylmanamere enthalten) sind besonders geeignete Materialien wegen ihrer Zähigkeit, Abriebfestigkeit und Haltbarkeit unter ^rahrdamsnbedingungen„ Zu anderen geeigneten Polymerisaten gehören Polyurethane, Epoxipolymerisate und Polyester. Auf Viny!polymerisaten basierende Trägerfilme werden im allgemeinen weichgemacht, um die erwünschte Biegsamkeit zu erzielen. Der Trägerfilm ist außerdem typischerweise pigmentiert, um dem Streifenmaterial Farbe zu verleihen, und der Unterlagestreifen wird typischerweise in der gleichen Farbe pigmentiert, um einen Bestand der Farbe zu erzielen, nachdem der Trägerfilm eventuell durch Verkehrsahi utzung entfernt worden ist.

Die Verformungseigenschaften von zur Zeit bevorzugten Unterlagestraifenmaterialien machen es schwierig, diese in einer herkömmlichen zum Überziehen und Dfentrocknen verwendeten Vorrichtung zu beschichten. Daher wird der Trägerfilm in geeigneter LJeise auf einem gesonderten Zwischenträgerfilm gebildet und dann auf dem Unterlagestreifen befestigt, wie z.B. durch Entfernen des Zwischenträgerfilms und Führen des Trägerfilms und des verformbaren Unterlagestreifens durch Druckwalzenο Eine dünne Klebstoffschicht kann auf der ^Trägerfilrn ader den Unterlagestreifen aufgetragen werden, oder der Unterlagestreifen kann mit Lösungsmittel bestrichen werden, um die Haftfestigkeit zu fördern. Die Mikrokugeln und irgendein anderer teilchenförmiger Zusatz werden typischerweise in dem Film während dessen Bildung teilweise eingebettet, wie z.B. durch kaskadenartiges Herauffallenlassen derselben auf die Zwischenträgerbahn, nachdem eine Lösung der Trägerfilmbestandteile auf die Zwischenträgerbahn als Schicht

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aufgetragsn und teilwsisE getrocknet worden ist. Bei weniger bevorzugten Ausführungsformen können jedoch dis Mikrakugeln auf dsm Trägerfilm mit Einem Über· zug aus Einem Klebstoff- oder BindEmittElmatErial befestigt werden.

Der Trägerfilm ist dünn genug um zu Ermöglichem daß ein Fahrbahn-markierendes Streifenmaterial der Erfindung sich noch permanent verformen und dEr Fahrbahnoberfläche anpassen kann. Im allgemeinen bedeutet ahn, daß der Trägerfilm sine geringere Dicke als der LJnterlagestreifen hat. Vorzugsweise ist der Trägerfilm weniger dick als der mittlere DurchrriEsser und am vorteilhaftesten weniger dick als der mittlere Radius der darin eingebetteten Mikrakugeln. Es ist von Bedeutung, daß der Trägerfilm dick genug ist, um einen geeigneten Kantakt idt den tEiluEisE eingebetteten Mikrakugeln zu crmöglichEn. Ein Film mit einer (MaßdickE in der Größenordnung des mittleren Radius der retroreflektierenden Teile und eines anderen teilchenförmigEn Materials ist im allgemeinen ausreichend und

! hält die Mikrokugsln vor Einem Durchbrechen durch den Trägerfilm in den ver-

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- formbaren UnterlagestrEifen zurück. Obwohl der Trägerfilm häufig bis zu einer ι Dicke unter dem Radius der mittleren retroreflektierenden Teile trocknet, wit? ! in der Zeichnung dargestellt ist, benötzt der Trägerfilm die Seiten c'er retroj reflektierenden Teile, wodurch die erwünschte gute Haftfestigkeit erzielt wird.

. Glasmikrokugeln sind die üblichsten retroreflektierenden Τεϋε, die in einem

! Fahrbahnmarkierenden StreifenmatErial verwendet werden, weil sie in großem Umfange erhältlich sind und in geeignster üJeise wirken. Andere retroreflEktierende Teile, wie z.B. die in dsn US-PatentschriftEn 3 zshi 196 -und 3 55fi F^3 beschriebenEn Aggregation von transparenten Mikrokugeln, kann für spezielle Zwecke ebEnfalls verwendet werden. Die Mikrakugeln können mit Fluorkahlenstoffbehandlunqsmitteln behandelt werden, wie z.B. in der US-Patentschrift 3 222-

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beschrieben ist, worauf sie im allgemeinen von dem polymeren Material des T_ränErfilms bis zu etuia der Hälfte ihres Durchmessers bEnstzt wsrden. Andere Behandlungen, wie z.B. Silanbeähandlunnen, können ebenfalls bei den Mikrakugeln angewendet werdsn, um dis HaftfEstigkeit zu verbessern, die Benetzbarkeit der Mikrokugeln EinzustsllEn und so weiter.

Die retroreflektierEndEn Teüe werden geeigneterweise in verstreutsr Weise auf der Oberfläche des Trägerfilms angebracht. Schmutz sammelt sich leicht um den Boden der Teile herum an, die aus einer auf eine Fahrbahn aufgebrachten Fahrbahnmarkierung herausragsn, so uaß eine dichte Monoschicht von Mikrakugeln zu einem größeren Verschmutzen der Markierung führen kann. Das in dem Trägerfilm teilweise eingebettets teilchenförmige Material besetzt etwa 5a % αύετ ωεηΐπΕΓ der Fläche des Trägerfilms. Obwohl größere Mikrakugeln eine stärkere Retrareflexion ergeben, ist es im allgemeinen am praktischten, Mikrakugeln zu verwenden, die einen mittlerEn Durchmesser nicht über etwa 15ao Mikrometer und vorzugsweise nicht über etwa 1ood Mikrometer haben. Zur Erzielung der erwünschten Reflexion haben die Mikrokugeln im allgemeinen einen mittleren Durchp messer von wenigstens 1do Mikrometer und bevorzugter einen mittleren Durchmesser über 15o Mikrometer; andere retroreflektierende Teile fallen ebenfalls im allgemeinen in diesen Größenbereich.

Die Mikrokuqeln können je nach den gewünschten Ergebnissen verschiedene Brechunqsindices haben. Um die beste Retroreflexion zu erzielen, sollen Mikrokugeln mit einem Brechungsindex von etwa 1,9 verwendet werden. Mikrokugeln mit einem Brechungsindex von 1,5 sind jedoch billiger und fester und können bequemer verwendet werden.

Die besten Nicht-Rutsch-Eiqenschaften werden bsi dem Fahrbahn-markierenden

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• ti β 1 II ft· *' t II·- r //	r	der Erfindung enthalten ein solches teilchenförmiges Material, und zwar typi	Gewichtsteile	f
- 12 -	scherweise Sand. Bei diesen bevorzugten Streifenmaterialien machen die rutsch	Acrylnitril-Butadien-Elastomer-Uorläufermaterial ("Hycar 1o22", erhältlich von B.F.Goodrich) 23
Streifenmaterial der Erfindung durch teilweises Einbetten irregulär geformter	festen Teilchen im allgemeinen etwa 3o bis 7o Gew.-% der teilchenförmigen Ma	chloriertes Paraffin (ein Gemisch von "Chlorowax 7o-S" und "Chlorowax 4o", von Diamond Shamrock in einem Ge wichtsverhältnis von 7,8 zu 2,2 erhältlich) 19,6
Teilchen in den Trägerfilm erzielt. Bevorzugte Streifenmaterialien oder Bänder	terialien aus, die teilweise in der Gberflache des Trägerfilms eingebettet	Asbest RG 144, von Union Carbide erhältlich 27,6
	sind.	Titandioxid ("TiPure R96g", von duPont erhältlich) 29,9
	Die Erfindung wird durch das folgende Beispiel weiter erläutert. Ein Gemisch	synthetische Kieselsäure ("Hi SiI 233", van PPG Industries erhältlich) 4,6
	von den folgenden Bestandteilen wurde kompoundiert und zu einem Streifen oder	Stearinsäure o,8
	Band mit einer Dicke von etwa 1,2 mm kalandriert.	Glasmikrokugeln mit einem mittleren Durchmesser von
	35o Mikrometer 64,5
	Ein Trägerfilm wurde dann hergestellt, indem eine Lösung der unten angegebe
	nen Bestandteile in einer genügenden Menge, sd daß eine Trockendicke von 75
	Mikrometer erhalten wurde, auf ein mit Silicon behandeltes Trennpapier als
	Schicht aufgetragen wurde.
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Geuiichtsteile

Zujei Copolymerisats von Vinylchlorid und Vinylacetat

(enthaltend etua S7 Gelj.-% Vinylchlorid und 13 Geiu.-%

Vinylacetat; hergestellt won Union Carbide) "Vinylite" VMCH 11

"Vinylite¹¹ VYHH 11

flüssiger Grgano-Zinn-SchiüEfEl-StabilisatDr (Advastab

TM-IBo von CarlislE ChEmical LJorks) o,6

Pigmentpaste 23,1

Xylol 15,5 MethylisobutylkEton 3,9

Isophoron 3,9

MEthyläthylkEton 31

Die in der obigEn FormuliErung Enthaltene Pigmentpaste uurde durch Vermischen der folgenden Bestandteile hergsstEllt:

Getjichtsteile

Bleiphromat 57,ο

Dioctylphthalat 9,5

linearer Polyester—UeichmachEr, hergestellt aus lang-

ksttigEr mEhrbasischer Säure und mehrojertigem Alkohol,

einschließlich Glycerin und Äthylenglykol ("Paraplex G4o" von

Rohm und Haas) 2B,5

Xylol 5,o

Wach teilueisem Verdampfen des Lösungsmittels uurde ein 1:1-Gemisch (bezogen auf das Gewicht) von Glasmikrokugeln mit einem mitäeren Durchmesser von und KieselsaurEteilchen (Sand) mit einem Durchmesser in dem Bereich von bis Goo Mikrometer auf die beschichtete Bahn besprüht bzuu kaskadenartig fallengelassen, und zwar in einer Msnge von etua d,35 kg/m (j_er Bahn. Die beschichtete Bahn tdurde durch Erwärmen ^-ⁿ Einem Dfen getrocknet.

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Da·? TrennpapiEr ujurdE abgEzoqen, und nach dEm BsnEtzEn dES nbEn bEschriEbsnEn LlntsrlagEstrEifEns mit MEthyläthylketDn wurden der Trägerfilm und dar Unterlagestreif sn durch Führen derselben durch Druckwalzen miteinander laminiert.

Dr.V/e/ho

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Claims (5)

Ill > t ti IJ it IJIt 1 , i * 4 ι : - -Z-Schutzansprüche

1. Fahrbahn-markisrendES StrEifEnmaterial, enthaltend einen Unterlagestreifen, der Verformbarkeit und eine verringerte Elastizität zeigt, so daß retrareflektierende Teile, die gegen den üntErlagestreifen mit dem Druck des fahrenden Straßenverkehrs gedruckt werden, vollständig in dem Unterlagestreifen eingebettet werden, dadurch gekennzeichnet, daß ein dünner Trägerfilm auf einer Dberflache des Unterlagestreifens haftet, uobei dieser Trägerfilm weniger dick, aber elastischer als der UnterlagEstreifen ist, und verstreute retroreflektierende Teile in einer Monaschicht angeordnet sind, welche teilweise und stark haftend in dem Trägerfilm eingebettet sind und teilweise aus dem Trägerfiim frei nerausragen, wabei cJie retrareflektierenden Teile einem Einbetten in den besagten Unterlagestreifen während des Fahrens von fahrendem Straßenverkehr über das Streifenmaterial widerstehen.

2. Streifenmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterlage streifen unvulkanisiertes Elastomer-Vorläufermaterial enthält.

3. Streifenmaterial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerfilm ein Polymerisat auf Vinylbasis enthält.

it. Streifenmateiial nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß es außerdem irreguläre rutschfeste Teilchen enthält, die teilweise in dem Trägerfilm eingebettet sind und teilweise aus dem Trägerfilm frei herausragen.

5. Streifenmaterial nach Anspruch 1, 2, 3 oder h, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterlagestreifen etwa 1 mm dick oder dicker ist und der Trägerfilm we-

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- 3 niger dick als der mittlere Durchmesser der retrnreflektierenden Teile 13t.

G. Streifenmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die retroreflektiarenden Teile transparente Mikrokugeln sind.

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