RU2101779C1

RU2101779C1 - Light-reflecting material with sign pictures

Info

Publication number: RU2101779C1
Application number: RU96109693/09A
Authority: RU
Inventors: Константин Борисович Демидов; Владимир Владимирович Гайдученко; Самуил Ильич Гафт; Александр Яковлевич Киселев; к Александр Аркадьевич Кругл; Александр Аркадьевич Кругляк; Олег Васильевич Фалев
Original assignee: Константин Борисович Демидов; Владимир Владимирович Гайдученко; Самуил Ильич Гафт; Александр Яковлевич Киселев; Александр Аркадьевич Кругляк; Олег Васильевич Фалев
Priority date: 1996-04-26
Filing date: 1996-04-26
Publication date: 1998-01-10

Abstract

FIELD: information displays. SUBSTANCE: material has support layer 1 which has inner mirror surface, reflecting layer 2 with optical domain lenses 3, layer 7 which carries sign picture, and protection layer 8 which is made from transparent polymer material. Both support layer 1 and protection layer 8 are made from Dacron film (in case of support layer it is covered with metal plating). Reflecting layer 2 has single layer of domain lenses 3 which are designed as small-size balls immersed in transparent glue 4. Domain lenses 3 are covered with grid 5 which is made from transparent glue with cellular structure. Layer 7 which carries sign in flip image is applied on inner surface of protection layer 8. EFFECT: increased optical and functional capabilities. 2 dwg , 1 tbl

Description

Изобретение относится к области световозвращающих материалов, используемых преимущественно для изготовления информационных знаков, например, дорожных указателей. The invention relates to the field of retroreflective materials used primarily for the manufacture of information signs, for example, road signs.

В настоящее время широко используются световозвращающие материалы, несущие информационное изображение, в которых применены микролинзы, функционирующие как рефлектирующие отражатели. At present, retroreflective materials carrying an information image are widely used, in which microlenses that function as reflective reflectors are used.

Например, известен слоистый световозвращающий материал, несущий изображение [1]
Материал содержит фронтальный слой из синтетической пленки, на который слоями нанесены светопрозрачные микроскопические стеклянные шарики и синтетическую пленку, обволакивающую указанные микрошарики. Поверх обволакивающей пленки диспергирован окрашенный раствор, обладающий свойством текучести, с помощью которого создают желаемое изображение. При этом окрашиваются только углубления между частями микросфер. На тыльной стороне материала напылен металл, образующий зеркальный слой.For example, laminated retroreflective material carrying an image is known [1]
The material contains a front layer of synthetic film on which translucent microscopic glass balls and a synthetic film enveloping these microspheres are deposited. A colored solution with a flow property is dispersed over the enveloping film, with the help of which the desired image is created. In this case, only the recesses between the parts of the microspheres are painted. On the back side of the material is sprayed metal forming a mirror layer.

Недостатком указанного материала является то, что сформированное изображение не защищено от воздействия внешней среды, что ограничивает срок службы материала и изготовленных из него информационных знаков. The disadvantage of this material is that the generated image is not protected from the effects of the external environment, which limits the service life of the material and information signs made from it.

Известен слоистый световозвращающий материал с изображением [2]
Материал содержит слой красочной печати, несущий изображение, и находящиеся на этом слое стеклянные микрошарики, диспергированные в склеивающем веществе, а также верхний защитный слой.Known laminated retroreflective material with the image [2]
The material contains an ink-print layer carrying the image, and glass beads located on this layer dispersed in a bonding agent, as well as an upper protective layer.

В указанном материале печатное изображение защищено от воздействия внешней среды вышерасположенными слоями. In the specified material, the printed image is protected from the external environment by the upper layers.

Однако материал обладает недостаточно высокими оптическими характеристиками. However, the material has not enough high optical characteristics.

Кроме того, расположение слоя, несущего изображение знака, под слоем стеклянных микросфер предлагает осуществление каждый раз полного цикла технологических операций для получения материала с сформированным в нем изображением, что является нерациональным, так как не дает возможности использовать заранее изготовленные полуфабрикаты при изготовлении материала для информационных знаков. In addition, the location of the layer carrying the image of the sign under the layer of glass microspheres offers each time a complete cycle of technological operations to obtain material with the image formed in it, which is irrational, since it does not make it possible to use prefabricated semi-finished products in the manufacture of material for information signs .

Наиболее близким по технической сущности является световозвращающий материал с изображением знака [3]
Материал содержит последовательно расположенные друг над другом опорный слой с внутренней зеркальной поверхностью, рефлектирующий слой с оптическими микролинзами, слой, несущий изображение, и защитный слой из прозрачного полимерного материала. Рефлектирующий слой содержит слой микрошариков, полностью углубленных в прозрачном полимерном материале, под которым особый оптический слой и слой адгезива, с помощью которого рефлектирующий слой прикрепляется к опорному слою. Между защитным и рефлектирующим слоем размещен слой, несущий изображение, который образован путем напыления на полимерную основу твердых пигментов.The closest in technical essence is a retroreflective material with the image of the sign [3]
The material contains a support layer with an internal mirror surface, arranged in series, one above the other, a reflective layer with optical microlenses, an image-bearing layer, and a protective layer of transparent polymeric material. The reflective layer contains a layer of beads fully recessed in a transparent polymeric material, under which a special optical layer and an adhesive layer, with which the reflective layer is attached to the support layer. Between the protective and reflective layer there is a layer carrying an image, which is formed by spraying solid pigments onto a polymer base.

В данном материале слой, несущий изображение, защищен от воздействия внешней среды верхним защитным слоем, что улучшает эксплуатационные характеристики материала. In this material, the layer carrying the image is protected from the environment by the upper protective layer, which improves the operational characteristics of the material.

Однако наличие большого количества слоев в материале приводит к усложнению технологии его изготовления и удорожанию материала. However, the presence of a large number of layers in the material complicates the technology of its manufacture and the cost of the material.

Задачей предлагаемого изобретения является создание светоотражающего материала, несущего изображения знака, обладающего высокими оптическими и эксплуатационными характеристиками. The objective of the invention is the creation of reflective material carrying images of a sign with high optical and operational characteristics.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что световозвращающий материал с изображением знака содержит последовательно расположенные друг над другом опорный слой с внутренней зеркальной поверхностью, рефлектирующий слой с оптическими микролинзами, слой, несущий изображение, и защитный слой из прозрачного полимерного материала, причем в качестве опорного слоя использована металлизированная лавсановая пленка, рефлектирующий слой содержит монослой утопленных на часть их высоты в прозрачной клеевой композиции оптических микролинз, поверх которого расположена сетка из прозрачной клеевой композиции, в качестве защитного слоя использована лавсановая пленка, а слой, несущий изображение знака, нанесен на внутреннюю поверхность защитного слоя, при этом изображение знака нанесено в его зеркальном отражении. The essence of the invention lies in the fact that the retroreflective material with the image of the sign contains sequentially arranged one above the other a support layer with an internal mirror surface, a reflective layer with optical microlenses, a layer carrying an image, and a protective layer of transparent polymeric material, moreover, as a support layer a metallized mylar film was used, the reflecting layer contains a monolayer of recessed to a part of their height in a transparent adhesive optical composition ikrolinz over which the mesh is made of transparent adhesive composition as a protective layer used lavsanovaja film and the layer carrying the image of the mark applied to the inner surface of the protective layer, wherein the mark image is applied to its mirror image.

Новыми отличительными от прототипа признаками является следующие признаки. New distinctive features from the prototype features are the following features.

В качестве опорного слоя использована металлизированная лавсановая пленка, рефлектирующий слой содержит монослой утопленных на часть их высоты в прозрачной клеевой композиции оптических микролинз, поверх которого расположена сетка из прозрачной клеевой композиции, в качестве защитного слоя использована лавсановая пленка, а слой, несущий изображение знака, нанесен на внутреннюю поверхность защитного слоя, при этом изображение знака нанесено в его зеркальном отражении. A metallized lavsan film was used as a support layer, the reflecting layer contains a monolayer of optical microlens recessed to a part of their height in a transparent adhesive composition, on top of which there is a grid of transparent adhesive composition, a polyester film was used as a protective layer, and a layer bearing the image of the mark was applied on the inner surface of the protective layer, while the image of the sign is applied in its mirror image.

Наличие в материале последовательно расположенных друг над другом слоев, каждый из которых несет определенную функцию, обеспечивает требуемые оптико-механические свойства материала. The presence in the material of layers successively arranged one above the other, each of which has a certain function, provides the required optical-mechanical properties of the material.

Выполнение опорного слоя из металлизированной лавсановой пленки обеспечивает отражение подающего света от ее внутренней зеркальной поверхности и при этом улучшает прочностные свойства материала. The implementation of the support layer of a metallized lavsan film provides reflection of the supply light from its inner mirror surface and at the same time improves the strength properties of the material.

Рефлектирующий слой с оптическими микролинзами обеспечивает формирование оптической системы, при которой подающие на материал лучи света возвращаются в направлении источника света. The reflective layer with optical microlenses provides the formation of an optical system in which the light rays that feed the material return in the direction of the light source.

Заглубление микролинз на часть их высоты в прозрачной клеевой композиции обеспечивает их надежное закрепление на опорном слое и при этом оставляет часть поверхности микролинз свободной от покрытия их материалом другой природы, что положительно сказывается на оптических свойствах материала. Deepening of microlenses to a part of their height in a transparent adhesive composition ensures their reliable fixation on the support layer and at the same time leaves a part of the surface of microlenses free of coating with a material of a different nature, which positively affects the optical properties of the material.

Нанесение поверх монослоя микролинз прозрачной клеевой композиции в виде сетки обеспечивает адгезию последующих слоев к рефлектирующему слою и при этом уменьшает искажающее влияние материала указанной клеевой композиции на оптические свойства, а также образует воздушные прослойки между рефлектирующим и защитным слоями, что улучшает фотометрические характеристики материала. The application of a transparent adhesive composition in the form of a grid over the monolayer of microlenses ensures adhesion of subsequent layers to the reflecting layer and at the same time reduces the distorting effect of the material of the specified adhesive composition on the optical properties, and also forms air gaps between the reflecting and protective layers, which improves the photometric characteristics of the material.

Выполнение верхнего защитного слоя материала из лавсановой пленки и нанесение на внутреннюю поверхность указанной пленки слоя, несущего изображение знака в зеркальном его отражении, обеспечивает правильное восприятие наблюдателем сформированного в материале изображения, надежную защиту нанесенного изображения от воздействия внешней среды, а также повышает прочность материала. Кроме того, нанесение изображения на внутреннюю поверхность защитного слоя обеспечивает возможность сформировать в разделенных технологических циклах заготовку лавсановой пленки с изображением знаков и заготовку, содержащую слои, которые обеспечивают световозвращающие свойства материала. Тем самым выбранная структура материала обеспечивает его выпуск с использованием полуфабриката с заранее сформированной оптической системой, с помощью которого можно изготавливать световозвращающий материал с широким ассортиментом информационных изображений. The implementation of the upper protective layer of the material from the mylar film and the deposition on the inner surface of the specified film of a layer bearing the image of the sign in its mirror image, ensures the observer correctly perceives the image formed in the material, reliable protection of the applied image from the external environment, and also increases the strength of the material. In addition, the deposition of the image on the inner surface of the protective layer provides the opportunity to form in the separated technological cycles a blank of dacron film with the image of signs and a blank containing layers that provide retroreflective properties of the material. Thus, the selected structure of the material ensures its production using a semi-finished product with a preformed optical system, with which you can produce retroreflective material with a wide range of information images.

Таким образом, предлагаемый материал обладает высокими оптическими свойствами за счет выбранной структуры материала, обладает прочностью за счет использования лавсановой пленки в нижнем и верхнем слоях, стоек к разрушительному воздействию факторов внешней среды и к выцветанию за счет нанесения изображения на внутреннюю поверхность прочной лавсановой пленки, поглощающей УФ лучи, а кроме того достаточно прост по конструкции и технологичен. Thus, the proposed material has high optical properties due to the selected structure of the material, has strength due to the use of the lavsan film in the lower and upper layers, is resistant to the destructive effects of environmental factors and to fading due to the deposition of the image on the inner surface of the durable lavsan film, absorbing UV rays, and in addition, quite simple in design and technologically advanced.

На фиг. 1 представлена структура предлагаемого материала; на фиг. 2 вид материала с сформированным изображением (вид сверху). In FIG. 1 shows the structure of the proposed material; in FIG. 2 type of material with the formed image (top view).

Материал содержит опорный слой 1 с внутренней зеркальной поверхностью, выполненный из алюминированного лавсана. Поверх опорного слоя 1 расположен рефлектирующий слой 2, который включает оптические микролинзы 3, в частности, стеклянные микрошарики, утопленные на 1/2 часть их высоты в прозрачной клеевой композиции 4, в частности, в композиции на основе полиарилатов, до соприкосновения с опорным слоем 1. Диаметр микрошариков составляет 40-60 мкм, плотность их нанесения составляет около 200 г/м².The material contains a support layer 1 with an internal mirror surface made of aluminized lavsan. On top of the support layer 1 is a reflective layer 2, which includes optical microlenses 3, in particular glass beads, recessed 1/2 of their height in a transparent adhesive composition 4, in particular in a composition based on polyarylates, before contact with the support layer 1 The diameter of the microspheres is 40-60 microns, the density of their deposition is about 200 g / m ² .

Поверх монослоя микрошариков 3 расположена сетка из прозрачной клеевой композиции 5, в частности, из композиции на основе полиакрилатов, имеющая ячеистую структуру, например, ромбической формы (фиг. 2). Сетка из клеевой композиции 5 образует липкие перегородки, разделенные воздушными промежутками 6. Высота перегородок относительно поверхности монослоя микрошариков составляет около 100 мкм. On top of the monolayer of beads 3 is a grid of a transparent adhesive composition 5, in particular, of a composition based on polyacrylates, having a cellular structure, for example, of a rhombic shape (Fig. 2). The mesh of the adhesive composition 5 forms sticky partitions separated by air gaps 6. The height of the partitions relative to the surface of the monolayer of microspheres is about 100 microns.

Прозрачные клеевые композиции 4 и 5 отличаются по вязкости, прозрачности, поверхностному натяжению из-за их различного функционального назначения. В частности, композиция 4 должна быть более прозрачной, так как она должна обладать не только адгезионными свойствами, но и свойствами рефлектирующей поверхности. Transparent adhesive compositions 4 and 5 differ in viscosity, transparency, surface tension due to their different functional purpose. In particular, the composition 4 should be more transparent, since it must possess not only adhesive properties, but also the properties of a reflecting surface.

Поверх рефлектирующего слоя 2 находятся слой 7, несущий изображение знака, и прозрачный слой 8 из лавсановой пленки. Изображение знака нанесено в его зеркальном отражении на внутреннюю поверхность слоя 8. Изображение знака выполнено из прозрачных пигментных неорганических красок. On top of the reflecting layer 2 are a layer 7 carrying an image of the sign, and a transparent layer 8 of mylar film. The image of the sign is applied in its mirror image to the inner surface of layer 8. The image of the sign is made of transparent pigment inorganic paints.

Оптические характеристики веществ всех структурных элементов материала (коэффициенты преломления, отражения оптическая плотность, прозрачность и другие), диаметр микрошариков 3, высота перегородок из композиции 5 и форма сетчатой ее структуры, геометрические соотношения всех структурных элементов, толщины слоев выбраны на основании оптического расчета для обеспечения требуемых функциональных свойств световозвращающего материала. The optical characteristics of substances of all structural elements of the material (refractive index, reflection, optical density, transparency, etc.), diameter of microspheres 3, the height of the partitions from composition 5 and the shape of its mesh structure, geometric relationships of all structural elements, layer thicknesses are selected based on optical calculation to ensure the required functional properties of the retroreflective material.

Материал изготавливают следующим образом. The material is made as follows.

На лавсановую алюминированную пленку (слой 1) кюветным способом поливают слой прозрачной композиции 4, на которую наносят стеклянные микрошарики 3 и методом каландрирования обеспечивают их углубление до соприкосновения со слоем. 1. Поверх монослоя из микрошариков 3 наносят липкую сетку из клеевой композиции 5 в виде ромбических перегородок. A layer of a transparent composition 4 is poured onto the lavsan aluminized film (layer 1) with a cuvette method, onto which glass microspheres 3 are applied, and by calendering, they are deepened until they come into contact with the layer. 1. On top of the monolayer of beads 3 apply a sticky grid of adhesive composition 5 in the form of rhombic partitions.

На лавсановую пленку слоя 8 наносят методом трафаретной печати красочный слой 7, несущий изображение знака в его зеркальном отражении. On the mylar film of layer 8, a colorful layer 7 is applied by screen printing, bearing the image of the sign in its mirror image.

Затем прикатывают слой 8 из пленки с нанесенным на него изображением знака к сетке из композиции 5 красочным слоем внутрь. Then a layer 8 of a film is rolled with the image of a sign applied to it on the grid of composition 5 with a colorful layer inside.

Материал функционирует следующим образом. The material operates as follows.

Лучи от источника света, направленные на материал со стороны наружной поверхности защитного слоя 8, попадают на зеркальную внутреннюю поверхность опорного слоя 1 из алюминированного лавсана. Микрошарики 3 фокусируют световые лучи на зеркальной поверхности опорного слоя 1 таким образом, чтобы отраженный свет возвращался в направлении источника света. Тем самым обеспечивается четкое зрительное восприятие изображения знака, сформированного на внутренней поверхности защитного слоя 8, в лучах отраженного материала света в светлое и темное время суток. Проведенные испытания подтвердили высокие оптические характеристики предлагаемого материала. The rays from the light source directed to the material from the side of the outer surface of the protective layer 8 fall on the mirror inner surface of the support layer 1 of aluminized lavsan. The beads 3 focus the light rays on the mirror surface of the support layer 1 so that the reflected light returns in the direction of the light source. This ensures a clear visual perception of the image of the sign formed on the inner surface of the protective layer 8 in the rays of the reflected light material in the light and dark time of the day. The tests confirmed the high optical characteristics of the proposed material.

Удельный коэффициент силы света (коэффициент световозвращения) дорожных знаков, изготовленных из предлагаемого материала, в сравнении с требованиями ГОСТ, приведены в табл. The specific luminous intensity coefficient (retroreflectivity) of road signs made of the proposed material, in comparison with the requirements of GOST, are given in table.

Claims

Retroreflective material with the image of the sign, containing in succession a support layer with an internal mirror surface, a reflective layer with optical microlenses, a layer carrying the image of the sign, and a protective layer of transparent polymeric material, characterized in that a metallized lavsan is used as the support layer the film, the reflective layer contains a monolayer of optical microlens recessed to a part of their height in a transparent adhesive composition, over which are located on a mesh of a transparent adhesive composition, a polyester film was used as a protective layer, and a layer bearing the image of the mark was deposited on the inner surface of the protective layer, while the image of the mark was applied in its mirror image.