DE852969C - Flaechenfoermiger Rueckstrahler - Google Patents

Flaechenfoermiger Rueckstrahler

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DE852969C
DE852969C DEP30319A DEP0030319A DE852969C DE 852969 C DE852969 C DE 852969C DE P30319 A DEP30319 A DE P30319A DE P0030319 A DEP0030319 A DE P0030319A DE 852969 C DE852969 C DE 852969C
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DE
Germany
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layer
spheres
transparent
balls
reflector
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Expired
Application number
DEP30319A
Other languages
English (en)
Inventor
George Patton Netherly
Philip Victor Palmquist
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
3M Co
Original Assignee
Minnesota Mining and Manufacturing Co
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Publication date
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Publication of DE852969C publication Critical patent/DE852969C/de
Expired legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/12Reflex reflectors
    • G02B5/126Reflex reflectors including curved refracting surface
    • G02B5/128Reflex reflectors including curved refracting surface transparent spheres being embedded in matrix

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Illuminated Signs And Luminous Advertising (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)

Description

  • Flächenförmiger Rückstrahler Die Erfindtiiig betrifft einen flächenförmigen Rückstrahler mit' einer lichtzurückwerfenden Rückschicht, der sich gegenüher den bekannten Ausführungen ertiiidungsgem'iß durch eine über der Rückschicht angeordnete Schicht unterscheidet, welche aus einer -großen Anzahl sich berührender kleiner, durchsichtiger Kugeln besteht, deren Rückflächen optisch für den Durchgang von Lichtstrahlen nach hinten freiliegen und deren Vorderflächen durch eine durchsichtige. sich der Kugelform anpassende, eine glatte Vorderfläche aufweisende Deckschicht abgedeckt sind. die einen Brechungsindex hat. der wenigstens r, i jmal, vorzugsweise aber zwischen 1.j- bis =mal I<lciner ist als derjenige der Kugeln.
  • 111 weiterer =lusbildung der Erfindung ist ferner zN\,isclieti der Kugelschicht tind der Rückschicht eine Zwischenschicht aus durchsichtigem Material vorgesehen und sind die Kugeln mittels einer Bindemittelschicht auf der Unterlage befestigt.
  • Vorteilhaft @hab-en @die Kugeln durchschnittlich einen 0,254111m nicht übersteigenden Durchmesser. Weiterhin unterscheidet sich die Erfindung durch die Beschaffenheit der einzelnen Schichten oder Lagen von den bekannten Ausführungen. So wird vorteilhaft die Dicke der Zwischenschicht nicht stärker als der durchschnittliche Kugeldurchmesser genommen und können ferner die Bindemittelschicht, die Zwischenschicht und die Deckschicht gefärbt sein. Eine weitere mögliche Abänderung besteht in der Einbettung der Kugeln in einer gefärbten rückstrahlenden Bindemittelschicht. Außerdem kann eine gefärbte, besonders geformte, die Deckschicht nicht vollständig abdeckende Überzugsschicht vorgesehen sein. Die Kugeln selbst können mit einem durchsichtigen Überzug von geringerem Brechungsindex versehen sein. Eine weitere Ausführung sieht die Einbettung der Kugeln in einer gefärbten durchsichtigen oder undurchsichtigen Riegelschicht vor, die sie oben und unten frei läßt. Die einzelnen Schichten, aus denen sich der Rückstrahler zusammensetzt, bestehen vorteilhaft aus biegsamem Material. Zum Schutze gegen Witterungseinflüsse ist außerdem die Deckschicht witterungsbeständig.
  • Ein erfindungsgemäß ausgebildeter Rückstrahler eignet sich fiie die Herstellung von Schildern und Zeichen aller Art. Er hat den Vorteil der Wetterfestigkeit und einer großen konzentrierten Reflektionswirkung. Die Herstellung kann in Form durchgehender reflektierender Bahnen erfolgen, die in Rollen in den Verkehr gebracht werden und aus denen dann bei Bedarf jede gewünschte Form und Größe zur weiteren Verwendung herausgeschnitten werden kann. Es lassen sich ferner zähe, geschmeidige, membranartige Rückstrahlerplatten herstellen, die nicht einer besonderen Grund- oder Rückfläche bedürfen und infolge ihrer Eigenschaften die größten Verwendungsmöglichkeiten besitzen. Der Rückstrahleraufbau kann jedoch auch im Laufe der Herstellung eines Schildes od. dgl. durch Aufbringen der einzelnen Schichten auf die steife, als Grund-oder Rückfläche dienende Schildfläche erfolgen. Im allgemeinen ist dieses Verfahren jedoch weniger bequem als die Verwendung von vorgeformtem biegsamem Rücksirahlerplattenmaterial der oben beschriebenen Art. Ferner kann die optische, aus den Kugeln und den verschiedenen Lagen bestehende durchsichtige Schicht auch ohne die reflektierende Rückfläche hergestellt und in den Verkehr gebracht werden, wo sie dann auf geeignete reflektierende Flächen befestigt werden kann.
  • Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der in der Zeichnung dargestellten schematischen Ausführungsbeispiele. Es zeigt Fig. i bis 7 stark vergrößerte schematische Darstellungen von sieben verschiedenen Rückstrahlerausführungen nach der Erfindung und Fig. 8 schematisch einen Rückstrahler nebst dem zurückgestrahlten Lichtkegel, der zu der Lichtquelle zurückgeworfen wird.
  • Die in den Fig. i bis 7 schematisch wiedergegebenen Darstellungen sind keine genauen Querschnitte, da die Kugeln in größerer Entfernung voneinander liegen, als in der Praxis üblich ist, wo sie im allgemeinen infolge ihrer Überzahl dicht zusammengedrängt und auch nicht in Reihen ausgerichtet sind. Naturgemäß kann aber auch in manchen Fällen eine geringere Kugelmenge Verwendung finden und ein gewisser Abstand zwischen den einzelnen Kugeln vorhanden sein, was aber nicht die Regel ist.
  • Bei der Ausführung nach Fig. i ,besteht der Rückstrahler aus einer flachen reflektierenden Rückfläche io, auf der eine durchsichtige Abstands-Schicht i i sitzt, die von einer durchsichtigen Bindemittelschicht 12 überlagert ist, in der eine aus kleinen durchsichtigen Kugeln 13 bestehende lichtrückstrahlende Schicht so eingebettet ist, daß die rü@ekwärtigen Außenflächen der Kugeln 13 die darunter befindliche Abstandsschicht i i berühren oder ihr sehr nahe kommen, während die Vorderflächen der Kugeln über die Bindemittelschicht 12 hinausragen. Die Abstandsschicht i 1 und die Bindemittelschicht 12 bilden einen durchsichtigen Träger, durch den die Kugeln 13 in bestimmter gleichmäßiger Entfernung von der reflektierenden Rückfläche io gehalten werden. Die Kugelschicht ist von einer durchsichtigen Deckschicht 14 abgedeckt, die eine flache Außen- bzw. Vorderseite hat und sich mit ihrer Rückseite der Oberfläche der Kugeln 13 und der Bindemittelschicht 12 anpaßt und hiermit verbunden ist, so daß die Kugelschicht luftdicht abgeschlossen und demzufolge gegen atmosphärische Einwirkungen geschützt ist. Die Kugeln sind somit vorn und hinten von einer durchsichtigen festen Schicht umgeben. Die Vorderseite des so gebildeten Rückstrahlers ist flach und nicht linsenförmig.
  • Die Kugeln 13 haben einen Brechungsindex, der wesentlich höher als der der durchsichtigen Schichten ist, die im einfachsten Fall gleichen Brechungsindex haben. Diese Annahme liegt der Ausführung nach Fig. i zugrunde, bei der das Strahlenbündel a senkrecht auf die Außenseite der Deckschicht 1.4 auftrifft, diese ohne Brechung durchdringt und dann über die Kugeln und die anderen Schichten auf die reflektierende Rückfläche io trifft. Bei ihrem Durchgang durch die Kugeln werden die Strahlen zweimal abgelenkt, und zwar beim Eintritt in und beim Austritt aus den Kugeln. Wie die Zeichnung erkennen läßt, konvergieren sie beide Male nach der Mittelachse der Kugel zu. Der Durchmesser der Stelle, an der die Strahlen auf die reflektierende Rüickfläche io treffen, hängt von der Entfernung der Kugeln ab. Je weiter sie von der Rückfläche io entfernt sind, desto kleiner wird der Durchmesser, d. h. desto punktförmiger ist die den Brennpunkt bildende Fläche, von der dann die Strahlen als Strahlenkegel zurückgeworfen werden. Ist die reflektierende Fläche io stark spiegelnd und sind die Kugeln im geeigneten Abstand von ihr angeordnet, dann hat der reflektierte Strahlenkegel etwa denselben Umfang wie der einfallende, so daß praktisch jede Streuung vermieden ist. Die Strahlen des von der reflektierenden Fläche io zurückgeworfenen Lichtes treffen auf die Rückseite der Kugeln und werden hier gebrochen. Eine weitere Brechung erfahren sie beim Austritt an der Kugelvorderfläche, so daß sie nur mit einem kleinen Divergenzwinkel zur Achse aus der Vorderseite der Deckschicht 14 austreten und zur Lichtquelle als konzentrierter Lichtlkegel zurückgeworfen werden. Durch entsprechende Wahl des Abstandes der Kugeln 13 von der reflektierenden Rückfläche io hat man es in der Hand, die Divergenz gegenüber dem günstigsten Wert zu vergrößern, was unter Umständen wünschenswert sein kann, wenn die Beobachter weiter von der Achse des einfallenden Lichtkegels entfernt sind. selbst wenn dadurch, bezogen auf eine näher zur Achse liegende Stelle, eine Einlnzße an Leuchtkraft mit in Kauf genommen werden muß.
  • Bei unter einem schiefen Winkel einfallenden Strahlen, wie sie in Fig. i durch das Strahlenbündel b angedeutet sind, wird durch die eine doppelte Brechung der Strahlen, die beim Eintritt und beim Austritt aus den Kugeln erfolgt, eine Verringerung des Einfallwinkels bewirkt. Hat z. B. die durchsichtige Deckschicht 1.4 einen Brechungsindex von 1..48, dann werden unter einem Winkel von 30° einfallende Strahlen so gebrochen, daß sie auf die Kugeln 13 unter einem Winkel von 2o° treffen. Hier ist also derselbe Zustand erreicht, der bei direktem Auftreffen der Strahlen unter einem Winkel von 20° auf die Kugeln 13 vorliegt. Die Leuchtstärke des Rückstrahlers verringert sich in dem Maße, in dem der Einfallwinkel beim Eintritt der Strahlen in die Kugeln zunimmt. Der Rückstrahler nach der Erfindung arbeitet also infolge der durchsichtigen Deckschicht über einen größeren Einfallwinkelbereich.
  • Bei winkligem Einfall der Strahlen ist die Entfernung ihres Auftreffpunktes auf die reflektierende Rückfläche io vom Kugelmittelpunkt größer als bei senkrechtem Einfall. wie sich aus einem Vergleich der Strahlenbündel a und b (Fig. i) ergibt. Daraus folgt, @daß der für senkrecht einfallende Strahlen als optimal geltende Abstand zwischen den Kugeln und der Rückfläche io bei schrägem Einfall zu groß ist. Daher ist es praktisch empfehlenswert, die Kugeln in einem Abstand von der Rückfläche to anzuordnen, der für beide Strahlenrichtungen gleich gut ist, also nicht für eine die optimale, dafür aber für die andere eine schlechte Wirkung ergibt, sondern immer eine gute 1iittelwirkung gewährleistet.
  • Bei der Umwandlung der Konvergenz durch die reflektierende Fläche io in eine rückstrahlende Divergenz wird ein Teil der zurückgeworfenen Strahlen nicht innerhalb oder in der Nähe des einfallenden Strahlenkegels liegen und daher nicht zu der Lichtquelle zurückkehren. Das Verhältnis dieser Verluststrahlen zii den zurückkehrenden hängt von der Größe des Einfallwinkels zwischen den Strahlen und der reflektierenden Fläche io und von deren Beschaffenheit ab. Bei einem Rückstrahler, der eine spiegelnde oder halbspiegelnde Fläche io hat, nimmt die reflektierte Leuchtkraft in dem Maße schnell ab, in dem der Winkel der einfallenden Strahlen wächst. Durch die Ausbildung nach der Erfindung wird dieses Maß auf ein Minimum reduziert. Spiegelnde und halbspiegelnde Flächen io liefern die höchste Leuchtwirkung bei kleinem Einfallwinkel und sind daher immer dann erwünscht, wenn größte Sichtweite das Hauptziel ist. Die über alle Kugeln zurückgeworfenen Strahlen bilden zusammen einen Lichtkegel, der nur leicht gegenüber dem von der Lichtquelle ausgesandten divergiert, so daß abseits, aber in der Nähe der Achse des einfallenden Lichtes befindliche Stellen innerhalb des leuchtenden reflektierten Lichtkegels liegen. Selbst wenn also das einfallende Licht auf die reflektierende Fläche io unter einem Winkel trifft, wird einkonzentrierter Lichtkegel zur Lichtquelle zurückgesandt, ohne daß, wie es Fig.8 erkennen läßt, eine Streuung bzw. praktisch ins Gewicht fallende Streuung zu verzeichnen ist.
  • Das Optimum der Entfernung der Kugeln 13 von der reflektierenden Fläche io ist durch den Abstand bedingt, bei dem die Strahlen, die vor der Ablenkung durch die Kugeln parallel und in einem Abstand von o,575mal dem Kugelradius zur senkrechten Kugelachse verlaufen, beim Durchgang durch die Kugeln so gebrochen «-erden, daß sie die senkrechte Kugelmittelachse schneiden. Die tatsächliche Entfernung hängt von dem Brechungsindex der Kugeln ab, der wenigstens 1,1smal so groß sein soll wie derjenige der Verkleidung bzw. Deckschicht. Vorzuziehen ist ein Brechungsindexverhältnis von 1,3. Gute Ergebnisse lassen sich ohne jeden Zwischenraum erzielen, wenn das Verhältnis im Bereich von etwa 1,6 bis 2 liegt, wobei das Optimum etwa 1,9 ist. Weicht der Brechungsindex der zwischen der Rückseite der Kugeln 13 und der reflektierenden Fläche io liegenden durchsichtigen Schicht i i erheblich von demjenigen der durchsichtigen vorderen Deckschicht ab, dann ändert sich das Optimum des Abstandes der Kugeln von der Fläche io, weil die Konvergenz eine andere geworden ist. Eine Verringerung des Brechungsindexes der hinteren durchsichtigen Schicht i i ergibt eine Verkleinerung des Optimums der Entfernung zwischen den Kugeln 13 und der reflektierenden Fläche io. Im umgekehrten Falle findet eine Vergrößerung des Optimums statt.
  • Die reflektierende Rückfläche io kann jede geeignete Ausbildung und Beschaffenheit besitzen. Sie kann als starre oder steife Grundfläche mit reflektierender Oberfläche ausgebildet sein oder aus einer biegsamen Rücken- oder Grundschicht, wie z. B. Stoff, Papier usw., mit reflektierendem überzug bestehen. Ferner kann eine Metallfolie oder ein Blech mit rückstrahlender Oberfläche, z. B. Aluminiumfolie, Verwendung finden. Eine andere Ausführungsmöglichkeit besteht in der Aufbringung einer dünnen Bindemittelschicht, die ein rückstrahlendes Pigment enthält, auf einen Träger. Es sind überhaupt die verschiedensten Möglichkeiten denkbar. Die ganze Fläche braucht nicht die gleiche rückstrahlende Wirkung zu haben. Sie kann mit irgendwelchen Beschriftungen, Abbildungen usw. versehen sein. Bestimmte Stellen können schwarz oder nicht reflektierend sein.
  • Die durchsichtige i i kann eine vorgeformte Schicht von geeigneter Stärke sein oder aus flüssigem oder pastenförmigem Stoff mit anschließendem Trocknen gebildet werden.
  • Der durchsichtige Bindemitteliiberzug 12 wird auf die Abstandsschicht i i in Form eines flüssigen Überzugsmaterials aufgetragen. Anschließend werden die Kugeln 13 aufgebracht, die etwa zur Hälfte in dieser Schicht eingebettet werden. Nach der Trocknung des Bindemittelüberzuges 12 wird die durchsichtige Verkleidung oder Deckschicht 1.4 durch Überziehen der Kugeln und des Bindemittels mit einem geeigneten flüssigen Überzugsmaterial gebildet, wobei die Außenfläche geglättet wird, um eine flache Oberseite zu erhalten. Durch Färben der durchsichtigen Abstandsschicht i i oder der durchsichtigen Deckschicht 14 oder beider Schichten und Verwendung eines weißen oder silbrigen Reflektors io, läßt sich eine leuchtende farbige Rückstrahlung erzielen. Die Färbung kann mittels eines geeigneten Farbstoffes oder Farbpigmentes erfolgen.
  • Da die Kugeln 13 gegen atmosphärische Einwirkungen geschützt eingebettet liegen, können sie aus einem Material bestehen, das sonst nicht verwendbar ist, da es z. B. durch die Witterungseinflüsse leidet. So können durchsichtige organische Gemische von geeignet hohem Brechungsindex verwendet werden. Im allgemeinen sind anorganische Glasarten brauchbarer und lassen sich leichter so herstellen, daß sie einen großen Brechungsindex haben. Für farbige Rückstrahler können gefärbte durchsichtige Kugeln benutzt werden.
  • Die obere Grenze für die Kugelgröße liegt durchschnittlich bei einem Durchmesser von 1,27 mm. Bei der bevorzugten Größe übersteigt der Kugeldurchmesser durchschnittlich nicht 0,2.54 mm. Vorzügliche Ergebnisse werden mit einer Kugelgröße von 0,127 bis o, i 5 i mm erreicht, was eine Schicht mit tausenden von Kugeln pro Flächeneinheit ergibt. Vorzugsweise sollen die Kugeln so abgestuft sein, daß sie nicht zu kraß von der Durchschnittsgröße abweichen. Mit sehr kleinen Kugeln lassen sich ganz dünne und biegsame Rückstrahler herstellen. Es ist sogar die Verwendung ganz kleiner Kugeln von o,0254 mm Durchmesser möglich. In der Praxis lassen sich Rückstrahlerplatten herstellen, die eine Gesamtdicke von erheblich weniger als 0.i27 mm besitzen.
  • Die hintere reflektierende Fläche io kann fortgelassen werden, wodurch eine optische Platte entsteht, die aus den Teilen i i bis 14 besteht. Die Rückseite dieser Platte wird durch diejenige der durchsichtigen Abstandsplatte i i gebildet. Bei der Herstellung werden die oberen Schichten auf die Schicht i i aufgebracht. Die Abstandsschicht i i kann auch auf eine Grundfläche oder Platte gegossen werden, von der sie später abgezogen wird, nachdem die 'übrigen Schichten aufgebracht worden sind. Diese optische Platte, also ohne die reflektierende Fläche io, kann in Platten- oder Rollenform in den Verkehr gebracht und dann erst zu Schildern, Zeichen usw. durch Aufbringen auf eine reflektierende Grundfläche verarbeitet werden. Das Befestigen auf der Grundfläche kann dabei mittels eines dünnen durchsichtigen Kittes, durch Verwendung einer in der Wärme klebend wirkenden Abstandsschicht oder einer Abstandsschicht mit druckempfindlichem Klebemittel geschehen.
  • Die in Fig.2- dargestellte Ausführung unterscheidet sich gegenüber der nach Fig. i durch die Anordnung einer durchsichtigen Abdeckplatte 15, die auf die Außenseite der Deckplatte 14 aufgebracht ist. Die beiden Schichten 14, 15 stellen somit den oberen Abschluß dar. Statt zwei getrennter kann auch eine Schicht von der Gesamtstärke beider verwendet werden. Das Herstellen in getrennten Schichten dürfte aber leichter sein. Die Abdeckschicht 15 kann denselben Brechungsindex haben wie die Schicht 14, so daß die optische Wirkung gleich der einer verstärken Schicht 14 ist. Die Abdeckschicht 1.9 kann aber auch einen anderen Brechungsindex haben, der höher oder niedriger als der der Schicht 14 ist.
  • Die Abdeckschicht 15 kann durch Aufgießen oder als fertige Platte auf die Deckschicht 14 aufgebracht werden, welche mit besonderer Berücksichtigung der Verbindungsfähigkeit mit den Kugeln und mit Bezug auf deren Brechungsindex gewählt wird. Bei der Auswahl der Oberschicht 15 bilden diese Gesichtspunkte dagegen keine Rolle. Sie wird vielmehr unter Berücksichtigung der Wetterfestigkeit und der Möglichkeit des Ruftragens von Bildern, Schriftzeichen u, dgl. und des Bedruckens ausgewählt, da dieses für die Herstellung von Schildern usw. von Bedeutung ist. In manchen Fällen, wie z. B. bei der Herstellung von verhältnismäßig kleinen Zeichen oder Signalen, kann die Verwendung einer steifen oder verhältnismäßig steifen Oberschicht 1.5, die ein ungewöhnlich hartes und wetterfestes Äußeres ergibt, wie z. B. bei Verwendung einer Glasscheibe, erwünscht sein.
  • Die Ausführung nach Fig. 2 eignet sich gut zur Herstellung von Straßenreklameschildern. Die flache Vorderseite der Schicht 15 kann dabei mit der gewünschten Beschriftung usw. versehen werden, was durch Befestigen von durchsichtigen farbigen Membranen, die die gewünschte Form haben, oder durch Übermalen mit durchsichtiger Farbe geschehen kann, wodurch eine durchsichtige gefärbte Schicht 16 gemäß Fig. 2 entsteht, die als farbiger Lichtfilter «wirkt und eine farbige Lichtrückstrahlung der daraus gebildeten Flächen verursacht, die sich von der weißen oder silbrigen Rückstrahlung der freien Flächen abhebt. Zur Bildung solcher Schilder kann jede Farbenzusammenstellung verwendet «erden. Bei Nacht wirken die Flächen infolge. der großen Anzahl kleiner Kugeln pro Flächeneinheit so, als ob sie mit leuchtender Farbe überzogen wären. Es ist dem Beschauer dabei unmöglich, die aus den einzelnen Kugeln kommenden Lichtstrahlen zu unterscheiden. Ein so gebildetes Schild ist auch bei TaL- klar sichtbar. Undurchsichtige Flächen oder Überzüge heben sich nachts von den umgebenden rückstrahlenden Flächen ab. Um einen weiteren Schutz gegen Witterungseinflülsse zu erhalten, kann eine ungefärbte durchsichtige Filmschicht als Überzug benutzt werden.
  • Bei richtiger Wahl der durchsichtigen Oberschicht i_5 und der Farbe kann letztere bei Bedarf durch ein geeignetes Lösungsmittel entfernt werden, ohne daß die Oberschicht 15 beschädigt wird. Es kann dann irgendeine andere Beschriftung Reklame usw. aufgebracht werden. Ferner können durchsichtige farbige Schichten abgerissen und bei Änderung des Schildes oder der Anzeige bzw. Reklatne durch entsprechende neue ersetzt werden. Die Rückstrahlerplatte bleibt als ein fester Bestandteil des Schildes an ihrem Platz. Ein anderes Hilfsmittel zum Ändern der Schilder besteht in der .-Anwendung von Plakaten in Form durchsichtiger Membranplatten, die zur Erzielung der gewünschten Beschriftung usw. bedruckt und abnehmbar a:ii der Außenseite der Oberschicht 1,5 befestigt sind bzw. werden.
  • Die in Fig. 3 gezeigte :\usführung ähnelt in beäug auf die optische Durchbildung der nach Fig. i. Sie ist jedoch auf umgekehrtem Wege hergestellt. hierbei wird von einer durchsichtigen Platte oder Schicht ausgegangen, die durch die glattflächige durchsichtige Deckschicht 17 gebildet wird. _1uf diese Schicht wird die durchsichtige Bindemittelschicht 18 aufgebracht und in diese die kleinen durchsichtigen Kugeln ig teilweise eingebettet und so eingedrL;ckt, daß sie die Oberfläche der Deckschicht 17 berühren oder kurz davor enden. Nach der Trocknung des Bindetnittels wird darin die Abstandsschicht 2o aufgetragen und zum Abschluß eine geeignete reflektierende Fläche 21 vorgesehen.
  • Fig..I zeigt eine weitere Abweichung. Hiernach wird eine Grund- oder Rüükfläche 22, die als Träger dient und je nach Wunsch starr oder biegsam sein kann, auf ihrer Vorderseite mit einem pigmentierten rückstrahlenden Bindemittel 23 überzogen, in das eine Lage kleiner durchsichtiger Kugeln 24 von hohem Brechungsindex teilweise eingebettet ist, wobei jede Kugel einen durchsichtigen konzentrischen 25 von geringerem Brechungsindex hat. Die äußere Oberfläche dieses Überzuges hat Kugelform und ist in dein rückstrahlenden Bindemittel, wie die Zeichnung zeigt, eingebettet. Den Abschluß des Ganzen bildet die durchsichtige Deckplatte 26, deren Außenseite flach ist. Die Teile 25, 26 haben denselben Brechungsindex, so daß die Kugeln 24 von optisch gleichartigen Substanzen umgeben sind. Parallel einfallende Lichtstrahlen c konvergieren daher nicht, bis sie auf die Kugeln treffen, deren Brechungsindex mindestens i,i5ma1 so groß wie der der Teile 25, 26 ist. Der hintere Reflektor wird hier durch die Vorderfläche des rückstrahlenden Bindemittels 23 gebildet, und zwar an den Stellen, wo es die Rückseite der Kugelüberzüge 25 berührt. Der Reflektor befindet sich also für jede Kugel in einem der Überzugsdicke entsprechenden Allstand und hat, da er die Kugelüberzugrückseite einhüllt, eine konkave sphärische reflektierende Oberfläche. Die Stärke der Kugelumhüllung 25 richtet sich nach den vorstehend dargelegten Grundsätzen. Die Kugelumhüllung 25 und die durchsichtige Deckschicht 26 können unterschiedlichen Brechungsindex haben, wodurch eine Änderung der optimalen Dicke des Ül)erzuges 25 herbeigeführt werden kann.
  • Bei der :lushildung nach Fig..I ergibt sich noch der Vorteil, daß die Reflektoroberfläche in allen Fällen, d. lt. sowohl bei senkrecht als auch bei unter einem schiefen Winkel einfallenden Strahlen in derselben l,:ntfernutig vom Kugelmittelpunkt ist. Die wirksame Entfernung bleibt dieselbe, auch wenn der Einfallwinkel zunimmt, so daß kein Abfallen der reflektierten Leuchtstärke zu verzeichnen ist. Derartige Rückstrahler haben eine bessere Winkelcharakteristik als solche mit flacher reflektierender hinterer Oberfläche, wobei unter Winkel--':arakteristik der Lichteinfallwinkelbereich zu ver-"tühen ist, in dem noch eine gute Konzentration der I"'::ckstrahlung eintritt.
  • Bei der Ausführung nach Fig. 5 ist kein Abstand zwischen den Kugeln 29 und der rückstrahlenden l>berfläche des pigmentierten Bindemittels 29 vorhanden, das die Verbindung mit der Grund- oder Rückfläche 27 herstellt. Die Kugeln 29 sind nicht überzogen. Sie berühren das reflektierende Bindemittel 28 direkt. Über der Kugellage liegt eine durchsichtige Deckschicht 30, die mit dem Bindemittel 28 verklebt ist. Die parallelen, senkrecht auf die Deckschicht 3o treffenden Strahlen d werden, wie die Fig. 5 zeigt, durch die Kugeln so gebrochen, daß sie zu einem Punkt auf ihrer Rückseite konvergieren. Der optimale Brechungsindex der Kugeln liegt hier etwa bei i,9. Zur Erzielung leuchtender Rückstrahlung können etwas niedrigere oder höhere Brechungsindexe verwendet werden. Für hohe Leuchtkraft muß der Wert im Bereich von etwa 1,6 bis 2 liegen.
  • Fig. 6 zeigt eine Ausführung, die bei Tage eine andere Färbung aufzuweisen scheint als bei Nacht. Der Aufbau ist ähnlich dem nach Fig. i mit der Ausnahme, daß eine undurchsichtige Riegelschicht 3 5 vorgesehen ist, die das Aussehen bei Tage bestimmt, das nachts durch den hinteren Reflektor 31 bedingt ist, der mit einer durchsichtigen Abstandsschicht 32 bedeckt ist, auf der eine dünne durchsichtige Bindemittelschicht 33 liegt, in der eine Lage kleiner durchsichtiger Kugeln 3.4 teilweise eingebettet ist. Die Bindemittelschicht 33 reicht nicht bis zu dem mittleren Umfang der Kugeln. Über der Bindemittelschicht 33 liegt eine pigmentierte undurchsichtige Riegelschicht 35, die sich bis zwischen die Kugeln hinzieht, welche mit ihrer Vorderseite über die Schicht hinausragen. Den Abschluß bildet die durchsichtige Deckplatte 36, die mit den Kugeln und der Riegelschicht verbunden ist. Die einfallenden Strahlen e können nur durch die Kugeln auf die dahinterliegende reflektierende Fläche 31 gelangen und werden durch die Kugeln ähnlich wie bei der Ausführung nach Fig. i abgelenkt. Entsprechend werden die im Winkel einfallenden Strahlen abgelenkt. Die zwischen den Kugeln liegenden Strahlen f treffen auf die Riegelschicht 35 und werden entweder absorbiert oder, wenn sie reflektierend ausgeführt ist, zurÜckgeworfen. Diese Ausführung kann auch ohne den hinteren Teil 31 in den Verkehr gebracht und später auf einen geeigneten Reflektor aufgebracht werden. Bei zerstreutem Tageslicht erscheint die Rückstrahlerplatte nach Fig, 6 undurchsichtig und gleichmäßig mit dem Material der Riegelschicht überzogen. Ihre Reflektionswirkung wird dagegen von der hinter den Kugeln liegenden rückstrahlenden Fläche bestimmt. Fig. 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Rückstrahlerplatte mit unterschiedlichem Tag-Nacht-Aussehen, das durch eine an Stelle der Riegelschicht nach Fig. 6 angeordnete gefärbte durchsichtige Schicht 44 hervorgerufen wird. Hierbei ist der hintere Reflektor 40 mit einer durchsichtigen Abstandsschicht 41 bedeckt, auf der eine dünne durchsichtige Bindemittelschicht 42 liegt, in der eine Lage kleiner durchsichtiger Kugeln 43 teilweise eingebettet ist. Über der Bindemittelschicht 42 liegt eine gefärbte durchsichtige Schicht 44, die sich auch zwischen die Kugeln erstreckt, welche über diese Schicht nach oben hervorstehen, die in geeigneter Weise gefärbt sein kann. Den Abschluß bildet eine durchsichtige Deckschicht 45, die eine glatte Außenfläche hat und mit den Kugeln und der gefärbten Schicht 44 verbunden ist. Bei dieser Ausführung durchdringen zwischen die Kugeln fallende Lichtstrahlen die gefärbte Schicht 44 und gelangen auf den dahinterliegenden Reflektor 40, wie durch den Pfeil g angedeutet ist. Das austretende reflektierte Licht hat wegen der Farbfilterwirkung der gefärbten Schicht 44 unterschiedliches Aussehen. Ist z. B. die Schicht 44 rot und der Reflektor 40 silbrig, dann ergibt sich bei Tage eine rot und bei Nacht eine silbrig erscheinende Reflexion.
  • Die Ausbildung kann auch in anderer Weise als nach Fig. 6 und 7 erfolgen. Der Grundgedanke, der diesen Ausführungen zugrunde liegt, ist dabei der der Verwendung von gefärbtem Material, das zwischen den kleinen Kugeln gelegen ist, sie aber nicht bedeckt und dessen färbungsverleihende Eigenschaften von denen der hinteren rückstrahlenden Fläche verschieden sind, so daß ibei Tage eine andere reflektierte Fatbwfrkung entsteht als bei Nacht.
  • Fig. 8 zeigt schematisch einen Rülckstrahler 5o, der irgendeine der beschriebenen Formen haben kann und den zusammengefaßten Kegel zurückgestrahlten Lichtes erkennen läßt, der im gleichen Winkel, den der einfallende Strahl hat, zu der Lichtduelle zurückgeworfen wird.
  • Alle dargestellten Ausführungen können als zähe, selbsttragende, biegsame, filmartige Platten ausgeführt werden, die wasserdicht und wetterfest sind. Sie können in Rollenform in den Verkehr gebracht werden. Aus den betreffenden Bahnen kann dann jede gewünschte Form und Größe herausgeschnitten werden. Die Rückseite der Platten kann eine geeignete Klebeschicht haben, um das Verbinden mit anderen Gegenständen zu erleichtern. Da die Platten eine flache Vorderseite besitzen, können sie so hergerichtet werden, daß sie die Festigkeit und das Aussehen von künstlichem poliertem Leder haben. Solches Plattenmaterial kann z. B. außer für Schilder u. dgl. auch für Damenhandtaschen, Damenschuhe und Damenhüte Verwendung finden, um einen ungewöhnlichen Eindruck hervorzurufen: Weiterhin eignen sich die Platten nach der Erfindung für Kostüme, Filmaufbauten, Theaterdekorationen, Regenmäntel, Jacken usw. Im letzteren Falle ergibt sich der Vorteil, daß die Träger dieser Kleidungsstücke nachts für Kraftfahrer gut sichtbar sind, wenn sie von dem Scheinwerferlicht erfaßt oder gestreift werden. Der Tageseindruck kann dabei unauffällig sein, was z. B. bei Anwendung der Ausführung nach Fig. 6 erreichbar ist, bei der die Riegelschicht z. B. schwarz oder olivgrün sein kann, während die dähinterliegende reflektierende Schicht weiß, silbrig oder in einer lebhaften Farbe gehalten ist, um eine leuchtende Rückstrahlung zu erreichen. Für Verkehrspolizisten sind gemäß der Erfindung ausgebildete Regenmäntel von Vorteil, und zwar besonders in regnerischen Nächten. Weiterhin können Gürtel, an der Jacke oder dem Mantel zu tragende Leuchtscheiben, Knöpfe u. dgl. unter Verwendung des Plattenmaterials nach der Erfindung hergestellt werden, das überhaupt überall da anwendbar ist, wo entweder besondere Effekte oder aber Licht- bzw. Leuchtwirkungen erzielt werden sollen. Das Aussehen von Kleidungsstücken u. dgl. kann dabei so sein, daß sie am Tage nichts Auffälliges erkennen lassen, sondern die besondere Wirkung erst des Nachts bei Auftreffen auf Lichtstrahlen eintritt.
  • Da die Wirkung des erfindungsgemäß ausgebildeten Rückstrahlers nicht durch Regen oder Wassertropfen beeinflußt wird, eignet er sich auch gut für reflektierende Bojen, wie sie als Kennzeichen in der Schiffahrt Verwendung finden. Eine Behinderung der Reflexionseigenschaften kann außerdem mit Sicherheit durch Einbeziehung eines die Wassertropfen sofort zu einem Film ausbreitenden oder eines wasserabweisenden Mittels in die Deckschicht vermieden werden. Die Oberfläche des Rückstrahlers nach der Erfindung ist leicht mittels eines Putzlappens zu reinigen. Infolge der glatten Oberfläche der Deckschicht sammelt sich weniger Schmutz an als bei linsenförmiger oder perliger Ausbildung. Die Erfindung gestattet ferner die Herstellung einer sehr dünnen Membranschicht mit glatter glänzender Oberfläche, die infolge ihrer geringen Stärke bei Verbindung mit einer Grundplatte die Dicke derselben nur unwesentlich verändert und daher gut zu benachbarten gemalten oder lackierten Oberflächen paßt. Eine solche Rückstrahlerplatte kann mit der Wagenkastenrückseite von Überlandfahrzeugen und Eisenbahnwagen verbunden werden, ohne den Gesamteindruck zu beeinträchtigen, und dabei abgewaschen und poliert werden, wenn eine Säuberung erforderlich ist. Durch Verwendung der Ausführung nach Fig. 6 ist die Möglichkeit gegeben, das normale oder Tagesaussehen der betreffenden Fläche oder des Flächenteiles dem der umgebenden Wagenkastenfläche anzupassen, ohne die Leuchtwirkung bei Nacht zu stören. Demzufolge können also großflächige Warnzeichen an der Rückseite von Fahrzeugen angebracht werden, die bei Tage nicht, aber bei Nacht voll wirksam in Erscheinung treten. Diese Merkmale sind auch für die Herstellung' von Schildern von Bedeutung, bei denen nur ein Teil der Fläche mit einer Rückstrahlerplatte versehen sein soll. Die gesamte Schildoberfläche kann dabei mit einem durchsichtigen Lack überzogen werden, ohne .daß die optische Wirkung der Rückstrahlerfläche dadurch beeinträchtiet wird. Infolge der glatten Oberfläche der Rückstrahlerplatten nach der Erfindung kann leicht ein Bemalen, Bedrucken oder ein Bearbeiten mittels Raster stattfinden. Wenn gewünscht, kann auch Hallitondruck verwendet \\-erden. Wird beim Bemalen ein Fehler gemacht, dann kann er leicht wieder durch ein geeignetes Lösungsmittel entfernt werden, das mit einem Lappen od. dgl. verrieben oder aufgetragen wird. Alles (las ist bei perligen oder linsenförmigen Oberflächen nicht oder nur sehr schwierig auszuführen und ergibt keine einwandfreie Wirkung, wobei mit abnehmender Kugelgröße die Schwierigkeiten noch zunehmen.

Claims (17)

  1. PATEN TA:\ SPRL CHE: i. Flächenförmiger Rückstrahler mit einer lichtzurückwerfenden Rückschicht, gekennzeichnet durch eine über der Rückschicht (io) angeordnete Schicht, die aus einer großen Zahl sich berührender kleiner, durchsichtiger Kugeln (13) besteht, deren Rückflächen optisch für den Durchgang von Lichtstrahlen nach hinten freiliegen, und durch eine darüberliegende, durchsichtige, feste Deckschicht (14), die die Vorderflächen der Kugeln überdeckt und sich ihnen in der Form anpaßt und die eine glatte Vorderfläche hat, wobei die Kugeln einen Brechungsindex von wenigstens i,l5nial demjenigen der durchsichtigen Deckschicht haben.
  2. 2. Rückstrahler nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Kugelschicht (13) und der Rückschicht (to) eine Zwischenschicht (i i) aus durchsichtigem :Material vorgesehen ist.
  3. 3. Rückstrahler nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugeln mittels einer Bindemittelschicht (12) auf der Unterlage befestigt sind. .
  4. Rückstrahler nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugeln durchschnittlich einen 0,2.54 mm nicht übersteigenden Durchmesser haben.
  5. 5. Rückstrahler nach Anspruch i bis .t, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugeln einen zwi;clieii ungefähr 1.3- bis 2mal dem der durchsichtigen Deckschicht liegenden Brechungsindex haben.
  6. 6. Rückstrahler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtdicke der Zwischenschicht (i i) nicht stärker ist als der durchschnittliche Kugeldurchmesser.
  7. 7. Rückstrahler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die $indemittelschicht (12) gefärbt ist. B.
  8. Rückstrahler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Farbstoff vorwiegend lichtabsorbierend ist.
  9. 9. Rückstrahler nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht (i i) gefärbt ist. io.
  10. Rückstrahler nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet. daß die Deckschicht (14) gefärbt ist. i i.
  11. Rückstrahler nach Anspruch i bis io, gekennzeichnet durch eine gefärbte, besonders geformte, die Deckschicht (14) nicht vollständig abdeckende Überzugsschicht (16).
  12. 12. Rückstrahler nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugeln in eine gefärbte rückstrahlende Bindemittelschicht (23, 28) eingebettet sind.
  13. 13. Rückstrahler nach Anspruch 12, dadurch gekenzeichnet, daß jede Kugel mit einem durchsichtigen Überzug (25) von gegenüber den Kugeln geringerem Brechungsindex überzogen ist.
  14. 14. Rückstrahler nach Anspruch i bis 6, gekennzeichnet durch eine zwischen den Kugeln angeordnete, gefärbte undurchsichtige Riegelschicht (35), die die Kugeln oben und unten frei läßt.
  15. 15. Rückstrahler nach Anspruch i bis 6, gekennzeichnet durch eine zwischen den Kugeln angeordnete, gefärbte durchsichtige Schicht (44), die die Kugeln oben und unten frei läßt.
  16. 16. Rückstrahler nach Anspruch i bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das für die einzelnen Schichten zu verwendende Material biegsam ist.
  17. 17. Rückstrahler nach Anspruch i bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Deckschichtmaterial witterungsbeständig ist.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004025325A1 (de) * 2004-05-19 2005-12-08 Erich Utsch Ag Transparente retroreflektierende Folie und Verfahren zu Ihrer Herstellung

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