световозвращающий материал с изображением знака

Формула изобретения

Световозвращающий материал с изображением знака, содержащий последовательно расположенные друг над другом опорный слой с внутренней зеркальной поверхностью, рефлектирующий слой с оптическими микролинзами, слой, несущий изображение знака, и защитный слой из прозрачного полимерного материала, отличающийся тем, что в качестве опорного слоя использована металлизированная лавсановая пленка, рефлектирующий слой содержит монослой утопленных на часть их высоты в прозрачной клеевой композиции оптических микролинз, поверх которых 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.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области световозвращающих материалов, используемых преимущественно для изготовления информационных знаков, например, дорожных указателей.

В настоящее время широко используются световозвращающие материалы, несущие информационное изображение, в которых применены микролинзы, функционирующие как рефлектирующие отражатели.

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.

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.

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.

В указанном материале печатное изображение защищено от воздействия внешней среды вышерасположенными слоями.

Однако материал обладает недостаточно высокими оптическими характеристиками.

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.

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.

В данном материале слой, несущий изображение, защищен от воздействия внешней среды верхним защитным слоем, что улучшает эксплуатационные характеристики материала.

Однако наличие большого количества слоев в материале приводит к усложнению технологии его изготовления и удорожанию материала.

Задачей предлагаемого изобретения является создание светоотражающего материала, несущего изображения знака, обладающего высокими оптическими и эксплуатационными характеристиками.

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.

Новыми отличительными от прототипа признаками является следующие признаки.

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.

Наличие в материале последовательно расположенных друг над другом слоев, каждый из которых несет определенную функцию, обеспечивает требуемые оптико-механические свойства материала.

Выполнение опорного слоя из металлизированной лавсановой пленки обеспечивает отражение подающего света от ее внутренней зеркальной поверхности и при этом улучшает прочностные свойства материала.

Рефлектирующий слой с оптическими микролинзами обеспечивает формирование оптической системы, при которой подающие на материал лучи света возвращаются в направлении источника света.

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.

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.

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.

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.

На фиг. 1 представлена структура предлагаемого материала; на фиг. 2 вид материала с сформированным изображением (вид сверху).

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.

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.

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.

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.

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.

Материал изготавливают следующим образом.

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.

На лавсановую пленку слоя 8 наносят методом трафаретной печати красочный слой 7, несущий изображение знака в его зеркальном отражении.

Затем прикатывают слой 8 из пленки с нанесенным на него изображением знака к сетке из композиции 5 красочным слоем внутрь.

Материал функционирует следующим образом.

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.

Удельный коэффициент силы света (коэффициент световозвращения) дорожных знаков, изготовленных из предлагаемого материала, в сравнении с требованиями ГОСТ, приведены в табл.