DE2735170C3

DE2735170C3 - Retroreflektierendes Beschichtungsmaterial und seine Verwendung

Info

Publication number: DE2735170C3
Application number: DE2735170A
Authority: DE
Inventors: Terry R. Bailey; Randall L. Erickson
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1976-08-03
Filing date: 1977-08-02
Publication date: 1980-06-12
Also published as: CA1077786A; US4055377A; SE433062B; AT380744B; DE2735170B2; BE857396A; JPS5317643A; ATA569377A; FR2360344B1; GB1576248A; FR2360344A1; SE7708711L; JPS5521787B2; DE2735170A1

Description

Die Erfindung betrifft ein retroreflektierendes Beschichtungsmaterial nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wie es beispielsweise aus der US-PS 29 63 378 bekanntgeworden ist.

Seit rückstrahlende »retroreflektierende« Beschichtungsmaterialien gegen Ende der 50iger Jahre zum ersten Mal im Handel erhältlich waren, bestand der Wunsch, deren Rückstrahlhelligkeit zu erhöhen. Das Problem war dabei, daß die in diesen rückstrahlenden Beschichtungsmaterialien benutzten rückstrahlenden Elemente, d. h. mehlteilchengroße und halbkugelig metallisierte Glasmikrokügelchen in einem flüssigen Träger (vgl. die US-PS 29 63 378) sich regellos anordnen, wenn man das Beschichtungsmaterial auf ein Substrat aufbringt. Typischerweise richtet sich nur ein Drittel der Mikrokügelchen so aus, daß ihr unbeschichteter Teil nach außen weist, so daß die Helligkeit, mit ■~> der die Beschichtung einfallendes Licht rückstrahlt, erheblich leidet

Der gleiche Mangel besteht in geringerem Maße bei einem System zum Rückstrahlendmachen von Geweben und anderen Substraten mit winzigen Rückstrahlteilchen. Die in diesem System verwendeten Teilchen weisen ein oder mehr Mikrokügelchen auf, die zu einer dicht gepackten Monoschicht angeordnet und in einem Bindemittel gelagert und teilweise eingebettet sind, das erweicht werden kann, um die Teilchen auf das Gewebe aufzukleben. Die Teilchen werden typischerweise auf das Gewebe geschüttet und dort zu einer Anordnung geringer Dichte verteilt Diese Anordnung geringer Flächendichte macht die Beschichtung unter gewöhnlichem Tageslicht unauffällig; dennoch wird das Gewebe außergewöhnlich gut sichtbar, wenn nachts Licht aus Fahrzeugscheinwerfern auf es fällt

Nicht alle der auf das Gewebe in dem beschriebenen System aufgeschütteten Teilchen kleben jedoch in einer Lage fest, in der sie Licht rückstrahlen können. Das

Vi Ergebnis ist, daß mehr Teilchen aufgebracht werden müssen, als ansonsten erforderlich wären, und diese höhere Anzahl verhindert eine weitere Verringerung der Tageslichtauffälligkeit.

Aus dem Stand der Technik sind mehrere Versuche

«ι bekannt die Orientierung von rückstrahlenden Teilchen in rückstrahlenden Beschichtungen zu verbessern. Bei dem vermutlich erfolgreichsten Versuch wurde die gesamte Teilchenoberfläche metallisiert, dann eine Schicht solcher Mikroteilchen aufgebracht (entweder

Γι durch Aufschütten auf eine zuvor aufgebrachte und teilgetrocknete Bindemittelschicht oder vorzugsweise durch Aufbringen in einer Mischung mit einem Träger, der dann getrocknet wird — (vgl. US-PS 34 20 597) und schließlich das Metall von den oberen Teilchen der

-tu aufgebrachten Schicht aus Mikrokügelchen abgeätzt. Dieses Verfahren hat mehrere Nachteile; es erfordert das gegenwärtig teure ganzflächige Beschichten mit Mikrokügelchen und hinsichtlich einer Beschichtung geringer Dichte auf Geweben eine verschwenderische

4^r> und möglicherweise Schäden verursachende Anwendung eines Ätzmittels auf großen ungedeckten Teilen des Gewebes. Trotz seines Nutzens in einigen Fällen ist dieses Verfahren daher nicht umfassend angewandt worden.

^r><> Die US-PS39 71 692 beschreibt ein Blattmaterial, das keine unabhängigen, orientierbaren, retroreflektiven Teilchen aufweist. Das Blattmaterial dient als Unterlage für Glasmikrokügelchen, die mit einem reflektierenden Material überzogen werden, nachdem sie sich an Ort

γ-, und Stelle festgesetzt haben und so eine kontinuierliche Schicht ausbilden. Das so behandelte Blattmaterial wird zu einzelnen Stücken geeigneter Größe zugeschnitten und auf Oberflächen aufgetragen, die retroreflektierendgemacht werden sollen. Dabei wird man sich an die

to Größe und Form der retroreflektierendzumachenden Oberflächen halten.

Es besteht ein Bedarf an rückstrahlenden Beschichtungsmaterialien, mit denen sich rückstrahlende Beschichtungen in situ auf einem Substrat ausbilden lassen,

h^ri die einen hohen Ausrichtgrad der rückstrahlenden Elemente aufweisen, mit denen sich ein äußerst starker Rückstrahleffekt erzielen läßt.
Die Erfindung schafft neuartige, magnetisch orien-

tierbare rOckstrahlendmachende Teilchen, die unmittelbar auf ein Substrat aufgebracht werden können, um in im wesentlichen einem Schritt stark orientierte rückstrahlende Beschichtungen auszubilden. Diese neuartigen rückstrahlendmachenden Teilchen weisen jeweils mindestens ein transparente;. Mikrokügelchen, eine spiegelnd reflektierende Einrichtung, die in optischer Verbindung mit einem ersten Teil der Mikrokugel steht, um auf den gegenüberliegenden Teil des Mikrokügelchens auffallendes Licht rückzustrahlen, ι ο sowie eine magnetische Schicht unter der spiegelnd reflektierenden Einrichtung auf, deren magnetische Achse parallel zur optischen Achse der Rückstrahlteilchen liegt, entlang der der erste und der gegenüberliegende Teil des Mikrokügelchens ausgerichtet sind. ι ί

Die Rückstrahlteilchen wirken als Miniaturmagneten, wenn in einem externen bzw. angelegten Magnetfeld befindlich. Die Teilchen neigen dabei zu einer Ausrichtung in dem externen Feld, so daß ihre magnetischen Achsen und damit ihre optischen Achsen sich mit den magnetischen Kraftlinien des Feldes ausrichten. Das Magnetfeld wird gewöhnlich so aufgebracht, daß die Kraftlinien rechtwinklig zum zu beschichtenden Substrat verlaufen und die Feldpolung die Teilchen in die gewünschte »aufrechte« Lage auf dem Substrat bringt Das ist dann der Fall, wenn die Vorder- bzw. optisch offenliegende Seite der Mikrokügelchen aufwärts bzw. vom zu beschichtenden Substrat weggewandt und in der Lage ist, auf das Substrat fallendes Licht rückzustrahlen. Das Magnetfeld kann 3» durch ein selbst magnetisiertes Substrat oder — typischer — mit einem Magnet geeigneter Polung erzeugt werden, den man unter das Substrat legt.

Anhand der Zeichnungen werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung näher erläutert. Die π

Fig. 1 -4 sind vergrößerte Schnittdarstellungen von Teilen unterschiedlicher Zwischenprodukte aus der Herstellung von Rückstrahlteilchen nach der vorliegenden Erfindung;

Fig. 5 ist eine Perspektivansicht eines repräsentativen magnetischen Teilchens, das in den Rückstrahlteilchen der Erfindung verwendet wird;

Fi g. 6 ist eine Schnittdarstellung durch repräsentative Rückstrahlteilchen nach der vorliegenden Erfindung;

F i g. 7 ist eine schematisierte Ansicht, die Rüchstrahl- ·τ> teilchen nach der Erfindung auf ein Gewebe aufgebrachtzeigt;

F i g. 8 ist eine Schnittdarstellung durch eine repräsentative Vorrichtung zur Herstellung von Rückstrahlteilchen nach der vorliegenden Erfindung; ->ιι

Fig.9 ist eine schematisierte Darstellung einer repräsentativen Vorrichtung zum Aufbringen von Rückstrahlteilchen nach der vorliegenden E^rfindung auf ein Gewebe; und

Fig. 10 ist eine Schnittdarstellung durch ein Zwi- r> schenprodukt aus der Herstellung eines alternativen Rückstrahlteilchens nach der vorliegenden Erfindung.

Die Erfindung soll zunächst an den folgenden Beispielen erläutert werden, die unter Bezug auf die Zeichnungen — beginnend mit der F i g. 1 — diskutiert wi werden

Beispiel 1

Transparente Glasmikrokügelchen 10 mit einem Brechungsindex von 1,92 und einem mittleren Durch- t» messer von 50 μτη wurden auf ein vorgewärmtes, mit Polyäthylen beschichtetes hochfestes Papier 11 geschüttet und das Papier dann etwa 1,5 min durch einen auf 121°C geheizten Ofen geschickt Danach waren die Mikrokügelchen 10 zu etwa 30% ihres Durchmessers in die Polyäthylenbeschichtung 12 gesunken und es hatte sich das in F i g. 1 gezeigte Produkt gebildet

Auf die mit Mikrokügelchen bedeckte Oberfläche der Bahn wurde Aluminium etwa 25 nm dick aufgedampft so daß sich auf den Mikrokügelchen, wie in Fig 2 gezeigt eine angenähert halbkugelfömiige Aluminiumschicht 14 ausbildete.

Es wurde eine Lösung aus Bindemittel hergestellt, indem 50 Teile eines thermoplastischen Polyesterharzes (Reaktionsprodukt von Terephthalsäure, 1,2-Cyclohexandicarbonsäure, Äthylenglycol, Diäthylenglycol und 1,4-Cyclohexandimethanol) in 25 Teilen Toluol und 25 Teilen eines anderen handelsüblichen Lösungsmittels hergestellt und dann 0,15 Teile einer Lösung zugegeben wurden, die durch Mischen von 40 Teilen Para-Toluolsulfonsäure, 30 Teilen Xylol und 30 Teilen Isopropanol hergestellt worden war.

In 100 Teilen der Bindemittellösung (der Binder ist in den F i g. 3,4,6 und 7 der Zeichnung mit 15 bezeichnet) wurden 3 Teile magnetisierbare Pigmentteilchen 16 aus Bariumferrit gegeben.

Die Teilchen 16 hatten eine etwa sechseckige Plättchenform, wie in F i g. 5 gezeigt, wobei die mittlere Länge über die größere Fläche (Abmessung 17 in Fig.5) etwa 1 μιη betrug und die Achse der leichten Magnetisierbarkeit (mit dem Pfeil 18 dargestellt) rechtwinklig zur großflächigen Abmessung 17 lag. Die Teilchen wurden mit einem Luftmischer etwa 10 min lang in die Bindemittellösung eingemischt, das resultierende Beschichtungsmateriai auf die metallisierte Oberfläche der oben beschriebenen Bahn unter einem Spalt von 150μιτι mit einem Messer aufgestrichen. Hierbei lief die Bahn unter dem Aufstreichmesser mit etwa 3 m/min hindurch und dann etwa 1 min durch einen auf 93⁰C beheizten Ofen, wo daß das Produkt der Fig. 3 verblieb.

Am Ende des Ofens durchlief die Bahn eine Vorrichtung 19 zur magnetischen Orientierung, die in der F i g. 8 gezeigt ist und ein gleichmäßiges Magnetfeld mit zur Ebene der Bahn rechtwinkligen Flußlinien erzeugte. Diese Vorrichtung enthielt gestapelte Bögen 21 aus flexiblen Permanentmagneten aus Bariumferritplättchen in einer flexiblen bzw. elastischen Matrix, wobei sich ein Nordpol auf einer großen Fläche und ein Südpol auf der gegenüberliegenden Fläche befanden. Die Magnetbögen 21 auf Polymerisatbasis waren von einem Stahlring 22 umgeben, der den magnetischen Fluß schloß und das Rückfeld über die Kanten der Magnetbögen hinaus gering hielt. In diesem Beispiel erzeugte die Vorrichtung ein Magnetfeld von 677 A/cm in der Mitte der Vorrichtung sowie ein maximales Rückfeld von 16 A/cm.

Das Erwärmen der Bahn vor dem Durchlaufen der Magnetisierungsvorrichtung 19 hatte den Binder 15 stark viskos gemacht, so daß das Magnetfeld der Vorrichtung die Bariumferritplättchen drehen konnte, aber verhindert war, daß sie vom Rückfeld oder etwaigen Vibrationen der Bahn während der nachfolgenden Trocknungsschritte entorientiert wurden. Das Magnetfeld richtete die Teilchen dabei so aus, daß ihre Aohse leichter Magnetisierbarkeit 18 rechtwinklig zur Bahn lag. Nach dem Ausrichten der magnetisierbaren Teilchen wurde die Bahn durch eine Reihe aus drei weiteren hintereinandergeschalteten öfen geschickt, um die Bahn weiter zu trocknen und Lösungsmittel zu verdampfen; die Ofentemperaturen und Verweilzeiten

für die drei Öfen waren 53°C und 1 min, 88°C und 1 min bzw. 105,5° C und 5 min.

Das mit Polyäthylen beschichtete Papier 11 wurde von der getrockneten Bahn abgezogen und das resultierende Bogenmaterial 24, wie es die F i g. 4 zeigt, in einen Mischer mit einem Laufrad mit vier Flügeln eingebracht, der etwa 30 see eingeschaltet wurde und hierbei den Bogen zu kleinen Teilchen 25 zerschlug, wie sie in Fig.6 gezeigt sind. Sämtliche Teilchen /wischen den Meßsiebgrößen 74 und 180 μιτι wurden aufgefangen; die Nenndicke der Teilchen in der kleinsten Dimension lag zwischen 74 und 180 μηι.

Ein Gewebe 27 wurde mit den Teilchen 25 rückstrahlend gemacht, um ein Produkt herzustellen, wie es schematisch in der Fig.7 dargestellt ist. Dieses Rückstrahlendmachcn wurde erreicht, indem das Gewebe auf die in Fig.9 gezeigte Weise auf einen Blattmagneten 28 auf Polymerisatbasis gelegt und eine dünne Schicht der Teilchen auf die Gewebe aufgeschüttet wurde. Die aus dem Magneten 28 austretenden Flußlinien 29 waren parallel und der gleichen magnetischen Polarität wie die, die die Teilchen 25 zeigen, wenn sie in der gewünschten Weise auf dem Gewebe ausgerichtet sind. Wenn beispielsweise die Rückstrahlteilchen 25 auf der offenliegenden Glasfläche (Vorder- 2^r> seite) einen Nordpol haben, muß der Magnet 28 einen Nordpol auf der am Gewebe 27 in F i g. 9 anliegenden größenflächigen Seite aufweisen. Wenn umgekehrt die Teilchen 25 einen Südpol auf der offenliegenden Glasseite aufweisen, muß der Magnet 28 einen Südpol auf der am Gewebe 27 anliegenden großflächigen Seite haben. Die ausgerichteten Teilchen wurden auf das Gewebe durch Erwärmen des Gewebes und der Teilchen in einem Druckluftofen, während Gewebe und Teilchen dem Magnetfeld des Magneten 28 ausgesetzt waren, und nachfolgendes Abkühlen des Gewebes innerhalb oder außerhalb des Magnetfeldes aufgeklebt. Um das Ausmaß der Verbesserung der Rückstrahlwirkung durch die magnetische Ausrichtung der Teilchen zu bestimmen, wurde zwei Versuche durchgeführt.

Versuch 1

Rückstrahlteilchen 25, wie oben beschrieben, wurden auf ein Blatt Papier gestreut, das zuvor auf einen Blattmagneten auf Polymerisatbasis gelegt worden war. Die Polarität des Blattmagneten bewirkte, daß sich die Teilchen so ausrichteten, daß die offenliegenden Flächen der Mikroteilchen nach oben und das Bindemittel abwärts und zum Papier lagen. Teilchen entsprechend denen des Beispiels 1, aber ohne magnetische Teilchen im Bindemittel, wurden ebenfalls auf das Papierblatt gestreut. Die Anzahl der aufwärtsgewandten Teilchen wurde unter dem Mikroskop gezählt: die Ergebnisse waren wie folgt:

Aufwärts gewandt
Anzahl %

Andere Richtungen Anzahl %

Magnetisch ausrichtbare Rückstrahlteilehen 768 98,1 15 1,9

(Größenbereich 70... 180μιη)

Rückstrahlteilehen ohne magnetische 369 41 527 59

Eigenschaften

(Größenbereich 70...180μηι)

Wie ersichtlich, wurde etwa das 2,4fache an magnetisch ausrichtbaren Rückslrahlleilchen in der gewünschten Richtung orientiert.

Versuch 2

Zwei Stücke Drillichgewebe wurden mit magnetischen Rückstrahlteilchen nach Beispiel 1 rückstrahlend gemacht, wobei eines der Stoffstücke (Probe A in der folgenden Tabelle) unter einem Magnetfeld und das andere (Probe B) ohne Magnetfeld hergestellt wurden. Die Teilchen wurden in einer Menge von 0,6 g auf 387 cm² Tuch aufgebracht und die Tuchstücke nach dem Aufstreuen der Teilchen mit einer 600-W-Wärmelampc erwärmt, bis die Teilchen sich abgesetzt hatten, dann 25 s in einem auf 204° C erwärmten Ofen gehalten unc schließlich von Hand mit einer Gummirolle gerollt.

Die Proben wurden dann auf Rückstrahlhelligkeii geprüft, wobei sich folgende Resultate ergaben

50

A B

11,0
2,65

6,3

3,2 ( Zahlenangaben in

cd nr · Ix

Probe	Mittelwert	Mittelwert	Mittelwert
	vor dem	nach dem	nach dem
	Erwärmen	Erwärmen	Erwärmen im
	m. d. Lampe	m. d. Lampe	Ofen und
			Rollen

6,5
3,95

Die Änderung der gemessenen Helligkeitswerte nach dem Erwärmen wird hauptsächlich durch die Wärmeverzerrung der aufgetragenen Rückstrahlteilchen ver ursacht, die einige der magnetisch orientierten Rückstrahlteilchen in eine weniger als optimale Richtung bringt (da die Teilchen sich nach dem Erwärmen dei b5 ungleichmäßigen Oberfläche des Gewebes anpassei und die Teilchen infolge der Oberflächenspannung de: erwärmten Bindemittels in den Teilchen spheroidieren und weiterhin einige der nicht einwandfrei angeordne

Polyesterharz des Bsp. 1

Toluol

Handelsübliches Lösungsmittel Bariumferrit

20

ten Rückstrahlteilchen auf den ohne Magnetfeld hergestellten Proben in eine mindestens teilweise richtige Lage drehte.

Beispiel 2

Rückstrahlteilchen wurden zufriedenstellend auf die im Beispiel 1 beschriebene Weise hergestellt, wobei jedoch das Aufstreichmesser auf einen Spalt von 125 μΐη eingestellt und der Auftrag vor dem Durchlauf durch die magnetische Ausrichteinrichtung 10 min bei 65°C und 20 min bei 93⁰C getrocknet wurde. Weiterhin wurde als Ausrichtvorrichtung ein Elektromagnet mit einem Feld von etwa 11,9 kA/cm eingesetzt. Vor dem Anlegen des Magnetfeldes hatte das Bindemittel abgebunden, um die Bariumferritieiichen in regelloser Orientierung festzulegen. Das Sättigungsfeld magnetisierte die Teilchen in einer zur Bahnebene rechtwinkligen Richtung, obgleich diese für die meisten Teilchen nicht die Achse der leichten Magnetisierung war. Die Magnetisierung eines Teilchens war verringert und das Ausmaß, um das die Achse der leichten Magnetisierbarkeit einen geringen Winkel als 90⁰C zur Bahnebene einnahm. Das angelegte Feld war rechtwinklig zur Bahnebene gerichtet und die Bahn wurde ausreichend oft durch das Feld geführt, um zu gewährleisten, daß die gesamte Bahnfläche dem Magnetfeld mindestens einmal ausgesetzt wurde.

Beispiel 3

Rückstrahlteilchen wurden zufriedenstellend auf die im Beispiel 1 beschriebene Weise hergestellt, wobei jedoch anstelle der Bariumferriiteilchen 3 Teile Nadelteilchen von Gamma-Eisenoxid (im Mittel etwa 0,7 μπι lang und 0,2 μπι Durchmesser) eingesetzt, das Beschichtungsmaterial mit einem Rakelspalt von 125μηι aufgetragen wurde und die magnetische Ausrichtungsvorrichtung aus zwei 6,4 mm dicken Blattmagneten auf Polymerisatbasis bestand, die etwa 1,25 cm voneinander getrennt waren, so daß die beiden Blätter einander anzogen. Weiterhin wurde die beschichtete Bahn etwa 10 min bei 93°C getrocknet, während sie zwischen den beiden Blattmagneten gehalten wurde, und die Bahn nach dem Entfernen aus dem Zwischenraum zwischen den Magneten weitere 10 min bei 93° C getrocknet.

Beispiel 4

Rückstrahlteilchen wurden zufriedenstellend auf die im Beispiel 3 beschriebene Weise hergestellt, wobei jedoch thermoplastisches Acrylharz aus einem Mischpolymerisat aus Äthylacrylat und Methylmethacrylat in einem Gewichtsverhältnis von etwa 50 : 50 anstelle des Polyesterharzes und Bariumferritteilchen anstelle des Gamma-Eisenoxidteilchens verwendet wurden.

Beispiel 5

Es wurde eine Beschichtungsmasse hergestellt, indem die folgenden Bestandteile in einem Luftmischer vermischt wurden, bis das gesamte Harz gelöst und sämtliche Bariumferritteilchen dispergiert waren:

40

45

50 Gewichtsteile 25 Gewichtsteile 25 Gewichtsteile 3 Gewichtsteile

Diese Lösung wurde auf die Rückseite eines Blattmaterials aufgebracht, wie in Fig. 10 gezeigt, das allgemein nach der Lehre der US-PS 24 07 680 hergestellt wurde. Dieses Blattmaterial besteht aus einer Auflage 32, einer transparenten Deckschicht 33 aus Alkydharz, einer transparenten Bindeschicht 34 aus Alkydharz, Mikrokügelchen 35 mit einem Brechungsindex von 2,26, einer transparenten Abstandsschicht 36 aus Polyvinylbutyralharz und einer Schicht 37 aus aufgedampftem Aluminium. Das Beschichtungsmaterial 38 wurde mit einem Messer unter einer Spaltbreite von 125 μηι aufgetragen und die beschichtete Bahn dann in ein Magnetfeld eingebracht, das von Blattmagneten auf Polymerisatbasis erzeugt wurde, wie sie in Beispiel 3 beschrieben sind. Bei anliegendem Magnetfeld wurde das Beschichtungsmaterial dann 10 min bei 66°C und 10 min bei 93°C getrocknet, die beschichtete Bahn aus dem Magnetfeld herausgenommen und weitere 10 min bei 93°C getrocknet, dann die Auflage 32 entfernt und das resultierende Blatt in einen Mischer mit Trockeneis gefüllt und etwa 30 s gehackt. Die Teilchen innerhalb einer Maschenweite von 180 bis 850 μιη wurden aufgesammelt, auf einen Bogen Papier gestreut, über einen Blattmagneten gelegt und die Orientierung der Teilchen in einem Mikroskop geprüft. Es ergab sich eine zu 98% für die Rückstrahlung korrekte Ausrichtung.

Eine Hauptanwendung für die Rückstrahlteilchen, wie sie in den Beispielen beschrieben sind, ist das Rückstrahlendmachen von Geweben. Für diese Verwendung sollten die Rückstrahlteilchen so klein sein, wie praktisch möglich ist. Vorzugsweise enthalten die Rückstrahlteilchen nach der vorliegenden Erfindung im Mitte! nicht mehr als etwa 10 Mikrokügelchen, am besten nicht mehr als etwa 3 Mikrokügelchen. Rückstrahlteilchen aus mehr als 10 Mikrokügelchen lassen sich auch für das Rückstrahlendmachen von Geweben (beispielsweise durch Einfärben des Rückstrahlteilchens in einer Farbe, die zu der des Gewebes paßt) zufriedenstellend verwenden. Im allgemeinen weisen solche Teilchen im Mittel nicht mehr als etwa 50 Mikrokügelchen auf. Größere Teilchen haben mehrere Vorteile, beispielsweise erfordern sie eine geringere Zerkleinerung, was sie weniger teuer macht und auch die Rückstrahlstruktur der Teilchen weniger stark aufbricht.

Über die gesamte behandelte Oberfläche eines Gewebes nach der vorliegenden Erfindung sollten im Mittel weniger als etwa 2000 Mikrokügelchen pro Quadratzentimeter vorliegen, besser weniger als etwa 500 und vorzugsweise weniger als 300 Mikrokügelchen pro Quadratzentimeter vorliegen. Um einen gleichmäßigen Effekt zu erreichen, gelten diese Zahlen vorzugsweise auch für jedes einen Quadraizentimeter große behandelte Flächengebiet. Im allgemeinen liegen ausreichend viele Mikrokügelchen vor, um pro Quadratmeter behandelter Oberfläche mindestens 1 cd und vorzugsweise mindestens 2 cd reflektierte Lichtstärke pro Lux des auf die Fläche einfallenden Lichts zu erzeugen. Um andererseits die Tagessichtbarkeit zu verringern, ergibt die Behandlung gewöhnlich weniger als 20 lind öfter weniger als 20 cd pro Quadratmeter behandelter Oberfläche und Lux einfallendes Licht

Für die Rückstrahlteilchen läßt sich eine Vielzahi von Bindemitteln verwenden. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Bindemittel um einen wärmeaktivierbaren Kleber, der unter erhöhter Temperatur aufweicht, das Gewebe benetzt und eine Haftung auf diesem entwickelt Beispiele brauchbarer Bindemittel dieser Art sind Polyester, Acrylharze, Polyurethane und Polyami de. Das Bindemittel kann auch auf andere Weise

aktiviert oder erweicht werden — beispielsweise durch Auftragen eines Lösungsmittels.

Nach dem Auftragen der Teilchen auf ein Gewebe härtet das Bindemittel beispielsweise durch Kühlen, Verlust des Lösungsmittels oder eines anderen flüchtigen Stoffs oder durch eine chemische Reaktion unter Vernetzung oder Polymerisation aus. Beispiele für chemisch reaktionsfähige Stoffe sind wärmehärtende Harzzusammensetzungen wie mit Epoxyharzen, MeI-amin-Formaldehydharzen und Acrylharzen.

Die Bindemittelschicht in einem Rückstrahlteilchen kann eine oder mehr Teilschichten aufweisen. In einigen Ausführungsformen sind beispielsweise die Mikrokügelchen in eine Schicht aus Bindemittel eingebettet, während eine zweite Schicht aus mit magnetischen Teilchen gefülltem Bindemittel die Teilchen mit dem Gewebe verklebt. Weiterhin kann man eine Tcilschicht aus mit magnetischen Teilchen gefüllten Bindemittel vorher ausbilden und dann auf ein bereits aufgebautes, Mikrokügelchen tragendes Blatt auftragen. Oft ist auch vorteilhaft, ein Bindemittel aus der gleichen chemischen Klasse auszuwählen, zu der das zu behandelnde Gewebe gehört.

Die Mikrokügelchen sollten im Mittel weniger als etwa 200 μιη Durchmesser aufweisen, um das Gewebe am wenigsten auffällig zu machen; vorzugsweise sollte der Durchmesser im Mittel weniger als etwa 100 μίτι betragen. Es lassen sich jedoch größere Mikrokügelcben in Rückstrahlteilchen für andere Zwecke verwenden; auf jeden Fall ist der Durchmesser im Mittel mindestens 25 μιη oder größer.

Während Metallschichten brauchbare spiegelnd reflektierende Einrichtungen ergeben, sind auch dielektrische Spiegel, die auf die in der US-PS 37 00 305 beschriebene Art hergestellt werden, einsetzbar. Wie in dieser Patentschrift beschrieben, weisen diese dielektrischen Spiegel mindestens eine transparente dünne Schicht mit einem Brechungsindex nt auf, wobei die Flächen dieser transparenten Schicht in Berührung stehen mit Materialien mit dem Brechungsindex n₂ und /7j, die jeweils um mindestens 0,1 höher oder niedriger als Πι sind. Weiterhin hat die transparente Schicht eine optische Dicke entsprechend einem ungeraden Vielfachen etwa einer Viertelwellenlänge des Lichts im Bereich von etwa 380 bis 1000 nm. Derartige Beschichtungen, die bei der Betrachtung transparent wirken, aber Licht ausreichend stark reflektieren, um einen guten Rückstrahleffekt zu ergeben, können die Farbe oder Erscheinung einer Reflektionsbehandlung verbessern, indem sie eine unterliegende Farbe — beispielsweise die eines farbigen Bindemittels in Rückstrahlteilchen — oder die Farbe eines Bekleidungsstücks durch die Rückstrahlbehandlung hindurch sichtbar machen. Weiterhin kann man die spiegelnd reflektierende Einrichtung durch Verwendung eines spiegelnd reflektierenden Materials in dem Bindemittel unter den ·") Mikrokügelchen darstellen — beispielsweise eines reflektierenden Pigments wie beispielsweise Aluminiumflocken oder Perlmuttpigment (vgl. die US-PS 37 58 192), das man im Bindemittel dispergiert.

Für die Verwendung in den Rückstrahlteilchen nach

κι der vorliegenden Erfindung sind Bariumferriueilchen bevorzugt, da sie eine hohe Koerzitivkraft haben und ihrem Wesen nach anisotrop sind. Setzt man solche Teilchen ein und richtet sie körperlich so aus, daß ihre Achse leichter Magnetisierbarkeit parallel zur optischen

i-j Teilchenachse liegt, richten die Rückstrahlteilchen sich in einem Magnetfeld auch aus, wenn die Teilchen selbst wenig oder gar nicht magnetisiert sind. Da die Rückstrahlteilchen nicht magnetisiert sind, lassen sie sich leicht handhaben und fließen beim Auftragen auf ein Substrat frei. Andere brauchbare magnetisierbare Teilchen sind Strontiumferrit, nadeiförmiges Gamma-Eisenoxid sowie nadeiförmige Eisenteilchen. Die magnetisierbaren Teilchen können in recht geringen Mengen verwendet werden, da eine nur schwache

-'Ι magnetische Energie erforderlich ist, um die sehr kleinen und leichten Rückstrahlteilchen zu drehen. Im allgemeinen wird man sie jedoch in einer Menge von mindestens 0,5 Gew.-% des auf die Teilchen aufgebrachten Bindemittels einsetzen, vorzugsweise mindestens 1

so Gew.-°/o des Bindemittels.

Während die körperliche Ausrichtung magnetisierbarer Pigmente in den Rückstrahlteilchen gegebenenfalls auf magnetischem Wege erfolgt, lassen sich auch mechanische Mittel hierzu verwenden — vgl. die US-PS

η 29 99 275.

Zusätzlich zur Verwendung der Rückstrahlteilchen der Erfindung zum Rückstrahlendmachen von Geweben, kann man sie auch zum Rückstrahlendmachen anderen Blatt- oder Bogcnmaterials verwenden. Weiterhin kann man Rückstrahlteilchen nach der Erfindung in einen flüssigen Träger einmischen (der ein filmbildendes Bindemittel, das sich zu einer nichtklebrigen Schicht umbildet, wenn als dünne Schicht auf ein Substrat aufgetragen und einer geeignete Umgebung ausgesetzt,

■π sowie typischerweise einen flüchtigen Verdünner aufweist, in dem das Bindemittel gelöst oder dispergiert ist), um ein Beschichtungsmittel der in der US-PS 29 63 378 beschriebenen Art auszubilden. Ein solches Beschichtungsmittel kann man auf ein Substrat unter

κι einem angelegten Magnetfeld aufbringen, um einen hohen Ausrichtgrad der Rückstrahlteilchen zu erreichen.

llici/u 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Retroreflektierendes Beschichtungsmaterial mit transparenten Mikrokugeln, die zur Hälfte verspiegelt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die transparenten Mikrokugeln in Teilchen vorliegen, die eine magnetische, unter der halbkugelförmigen Spiegelschicht liegende Schicht einschließen, daß die magnetische Schicht eine zur optischen Achse der Mikrokugeln parallele magnetische Achse aufweist so daß sich die Teilchen in einem externen Magnetfeld, dessen Flußlinien rechtwinklig zu einem Beschichtungsträger verlaufen, auf diesem Träger in einer gemeinsamen Richtung ausrichten, in der sie auf die Beschichtung auftreffendes Licht rückstrahlen.

2. Beschichtungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen im Mittel bis zu 10 transparente Mikrokügelchen aufweisen, die zu einer dicht gepackten Monoschicht angeordnet und in einer Schicht aus Bindemittel gelagert sind.

3. Beschichtungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die magnetische Schicht magnetisches Pigment enthält, das in mindestens einem Teil des Bindemittels dispergiert ist.

4. Beschichtungsmaterial nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem magnetischen Pigment um Bariumferritteilchen handelt.

5. Beschichtungsmaterial nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet daß mindestens ein Teil des Bindemittels unter Wärme zu einem klebenden Zustand erweicht, so daß die Rückstrahlteilchen an einem Beschichtungsträger haften.

6. Beschichtungsmaterial nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die einzusetzenden Mikrokugeln eine transparente dünne Schicht mit einem Brechungsindex n\ aufweisen, deren Flächen in Berührung mit Stoffen der Brechungsindices n₂ und /?3 stehen, wobei sowohl /?2 als auch m um mindestens 0,1 höher oder niedriger als rt\ sind, und die transparente Schicht eine optische Dicke entsprechend einem ungeraden Vielfachen von etwa einer Viertelwellenlänge des Lichts im Wellenlängenbereich von 380 bis 1000 nm hat.

7. Verwendung eines Beschichtungsmaterials nach den Ansprüchen 1 bis 6 zum Rückstrahlendmachen von Geweben und Stoffen.