СВЕТОВОЗВРАЩАЮЩЕЕ ИЗДЕЛИЕ, СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ И НОМЕРНОЙ ЗНАК
RETRO-REFLECTING ITEM, METHOD OF ITS MANUFACTURING AND NUMBER PLATE

Область, к которой относится изобретение
Данное изобретение относится, в общем, к пленке и, более конкретно, к световозвращающей пленке, применимой в изделиях (например, номерных знаках машин), основа которых имеет неровный рельеф, получаемый штамповкой, прессованием, выдавливанием или иными способами.
Уровень техники
Световозвращающая пленка применима во многих изделиях, таких как номерные знаки автомобилей, дорожные знаки, предупредительные знаки и другие световозвращающие объекты. Для многих из таких применений важно, чтобы пленка не только обладала световозвращающими свойствами, но и могла быть нанесена на основу, которая имеет неровный рельеф, получаемый штамповкой, прессованием, выдавливанием или иными способами. Например, номерной знак обычно имеет плоскую, в целом, основу (такую как алюминиевая пластина), которая подвергается штамповке, прессованию, выдавливанию рельефа или другой операции деформации в холодном состоянии, в результате которой образуются возвышающиеся над фоном области, соответствующие алфавитно-цифровым символам и/или другим знакам. Когда световозвращающая пленка применяется при изготовлении номерного знака, она с помощью ламинирования прикрепляется к основе, когда основа еще является плоской (то есть до штамповки, прессования или выдавливания рельефа), а это означает, что световозвращающая пленка должна быть приспособлена к операциям деформации в холодном состоянии.
Раскрытие изобретения
Данное изобретение предлагает световозвращающую пленку, способную выдерживать операции деформации в холодном состоянии (например, штамповку, прессование или выдавливание рельефа), будучи уже прочно прикрепленной к основе. Если пленка обладает такими свойствами, то она может применяться в световозвращающих изделиях (например, номерных знаках), при изготовлении которых основа подвергается операции деформации в холодном состоянии, в результате которой образуются возвышающиеся над фоном области, соответствующие алфавитно-цифровым символам и/или другим знакам. Световозвращающая пленка включает призматический слой, который должен, в силу сказанного, обеспечивать значительную свободу при проектировании конкретных световозвращающих изделий и/или реализации широких возможностей применения такой пленки.
Данное изобретение предлагает также световозвращающее изделие (например, номерной знак), в котором основа имеет коэффициент светопропускания для видимого света, меньший 30%, и/или в котором слой световозвращающей пленки имеет коэффициент светопропускания для видимого света, меньший 30%. Например, основа может представлять собой алюминиевую пластину, которая является фактически непрозрачной. Пленка может также (дополнительно или альтернативно) включать отражающий слой (например, металлизированный слой), расположенный за призматическим слоем пленки, обладающий низким коэффициентом светопропускания для видимого света. В обоих случаях предотвращаются обусловленные прохождением света через изделие потери отраженного света, что способствует улучшению световозвращающих свойств.
Эти и другие особенности изобретения полностью описаны и особо подчеркнуты в формуле изобретения. В следующем далее описании, сопровождаемом чертежами, подробно описывается одно воплощение изобретения, взятое в качестве иллюстрации. Оно показывает лишь один из многих возможных способов, реализующих принципы использования изобретения.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 представлен вид спереди световозвращающего изделия (например, номерного знака), соответствующего данному изобретению.
На фиг.2 представлен вид в разрезе по линии 1А-1А (см. фиг.1) световозвращающего изделия; здесь показана плоская область, образующая фон.
На фиг.3 представлен вид в разрезе по линии 1В-1В (см. фиг.1) световозвращающего изделия; здесь показана одна из возвышающихся над фоном выпуклых областей, образующих рельефный символ или знак.
На фиг.4 показан увеличеный вид в разрезе световозвращающей пленки, соответствующей данному изобретению.
На фиг.5 представлен вид сзади призматического слоя световозвращающей пленки.
На фиг.6 представлен вид сзади покрывающего слоя и/или вид спереди призматического слоя световозвращающей пленки.
На фиг.7 представлен (при увеличении) вид сбоку призматического слоя.
Фиг.8 схематически показывает падение на номерной знак и отражение от него светового луча.
Осуществление изобретения
Обратимся теперь к чертежам, - прежде всего к фиг.1, - на которых представлено соответствующее изобретению световозвращающее изделие 10. Взятое в качестве примера изделие представляет собой номерной знак 10, который может быть установлен, например, на транспортном средстве, таком как автомобиль. На номерном знаке 10 имеются плоская область 12, образующая фон, и возвышающиеся над фоном выпуклые области 14, образующие алфавитно-цифровые символы и/или другие знаки.
Лицевая (то есть обращенная к наблюдателю) поверхность образующей фон плоской области 12 является световозвращающей, что способствует повышению видимости (различимости) номерного знака 10. Красочное покрытие 16 (и/или другое покрытие) может быть нанесено на возвышающиеся над фоном выпуклые области 14, образующие знаки, для того чтобы эти области не отражали свет. Фоновая область и знаки (на которые нанесено, например, красочное покрытие 16) могут иметь одинаковый цвет, но в большинстве случаев эти цвета выбираются различными, чтобы увеличить различимость знаков.
Как лучше всего видно, если обратиться далее к фиг.2 и 3, изделие 10 включает основу 20 и световозвращающую пленку 30, прикрепленную ламинированием или другим способом к лицевой поверхности основы 20. На основе 20 имеются плоская область 22, соответствующая плоской области 12 номерного знака 10, и выпуклые области 24, соответствующие выпуклым областям 14 номерного знака 10. Световозвращающая пленка 30 имеет плоскую область 32, соответствующую плоской области 12 номерного знака 10, и выпуклые области 34, соответствующие выпуклым областям 14 номерного знака 10. Выпуклые области 24/34 обычно имеют высоту, лежащую в диапазоне от примерно 0,3 мм до примерно 3 мм относительно плоских областей 22/32.
Выпуклые области 24 и 34 могут быть сформированы одновременно, и при этом формируются области 14, образующие символы номерного знака 10. Например, основа 20 (не имеющая пока выпуклых областей 24) и световозвращающая пленка 30 (не имеющая пока выпуклых областей 34) могут быть соединены так, чтобы лицевая поверхность основы 20 была прочно прикреплена к тыльной поверхности световозвращающей пленки. Составная заготовка 20/30 (основа/пленка) может быть далее подвергнута операциям штамповки, выдавливания рельефа, прессования или другим операциям деформации в холодном состоянии с целью формирования выпуклых областей 24/34.
Основа 20 должна быть изготовлена их такого материала и должна иметь такие толщину и/или предел прочности, которые соответствуют выбранному способу деформации (то есть способу формирования выпуклых знаков). Например, основа 20 может быть изготовлена из металла или пластмассы; обычно предпочтительными являются пластичные металлы (например, алюминий, медь, серебро, золото), хорошо подходящие для формирования рельефных изображений. Толщина основы 20 может находиться в диапазоне от 0,05 мм до 5 мм, если основа состоит из металла. Основа 20 может быть изготовлена из фактически непрозрачного материала, который не является ни прозрачным, ни полупрозрачным, и/или материала, который имеет коэффициент светопропускания для видимого света, меньший 30%, меньший 25%, меньший 20% и/или меньший 10%. В воплощении, приводимом в качестве иллюстрации, основа 20 может представлять собой тонкую (например, имеющую толщину 2 мм или менее) алюминиевую пластину, которая, по существу, совершенно непрозрачна.
Согласно данному изобретению, структура световозвращающей пленки 30 может быть выбрана такой, что пленка будет приспособлена для формирования выпуклых областей 34 (например, образующих символы). Особенно важно, чтобы пленка 30 была способна выдерживать деформацию выбранным способом (таким как штамповка, выдавливание рельефа, прессование). Чтобы обеспечить указанное свойство, величина растяжимости световозвращающей пленки 30 должна составлять по крайней мере 20%, предпочтительно - по крайней мере 40%, более предпочтительно - по крайней мере 50%, по крайней мере 60% и/или по крайней мере 70%. Фактически можно создать световозвращающую пленку 30, соответствующую данному изобретению, такую, что ее растяжимость превзойдет 100%. Характеристика "растяжимость" выражает, насколько пленка может быть растянута в одном (или более чем одном) направлении без ее разрыва; под растяжимостью здесь и далее понимается относительное удлинение при разрыве.
Структура световозвращающей пленки 30 более подробно показана на фиг.4. Взятая в качестве иллюстрации пленка 30 включает (порядок перечисления соответствует направлению сверху вниз на чертеже) покрывающий слой 40, призматический слой 42, отражающий слой 44, адгезивный слой 46 и удаляемую подложку 48. Покрывающий слой 40 является передним (то есть обращенным к наблюдателю) в воплощении, приведенным в качестве иллюстрации, и, во всяком случае, он расположен перед призматическим слоем 42. Следовательно, чтобы свет достигал призматического слоя 42, покрывающий слой 40 должен быть прозрачным и/или полупрозрачным, а предпочтительно - обладать высокой прозрачностью.
Покрывающий слой 40 предназначен для защиты целостности остальных слоев (особенно - призматического слоя 42) от воздействий атмосферных условий, истирания, отслаивания, повышенной температуры и/или действия кислотных осадков. В воплощении, приведенном в качестве иллюстрации, краска 16 наносится на покрывающий слой 40, а поэтому при выборе покрывающего слоя 40 и/или краски 16 должна учитываться их совместимость. Покрывающий слой 40 может быть изготовлен из термопластичной смолы и/или термопластичного полимера, например винила или полиуретана. Если покрывающий слой 40 изготовлен, например, из каландрированного винила, то он может иметь толщину, большую 150 микрон (примерно 6 мил), большую 180 микрон (примерно 7 мил), большую 200 микрон (примерно 8 мил), большую 230 микрон (примерно 9 мил), большую 250 микрон (примерно 10 мил), или, по крайней мере, 300 микрон (примерно 12 мил). Если покрывающий слой 40 представляет собой полученную способом полива виниловую пленку, то он может иметь столь малую толщину, как 30 микрон (примерно 1,2 мил). Поверх покрывающего слоя 40 может быть нанесено защитное покрытие, здесь не показанное, служащее для защиты и других целей. Покрывающий слой 40 может содержать красящий пигмент, позволяющий получить прозрачную окраску (например, желтого, красного, синего, зеленого, коричневого, оранжевого и других цветов).
2
Призматический слой 42 содержит множество световозвращающих элементов 60, полученных выдавливанием, литьем, прессованием или другими способами. Как хорошо видно при беглом взгляде на фиг.3, световозвращающие элементы 60 могут включать решетку кубических уголковых отражателей (т.е. призматических элементов). Полная площадь каждого световозвращающего элемента 60 может составлять примерно 1 ммили менее; в таком случае элементы 60 могут рассматриваться как микрооптические элементы, называемые также микрокубами. Данное изобретение предусматривает применение микрокубов и/или уголковых отражателей большего размера.
Призматический слой 42 может содержать красящий пигмент, благодаря которому создается прозрачная окраска. Присутствие пигмента в призматическом слое может дополнять или быть альтернативой присутствию пигмента в покрывающем слое 40. Если как слой 40, так и слой 42 содержат красящий пигмент, то обычно это пигменты одного цвета, хотя, конечно, возможно применение пигментов разного цвета.
слоя
элементов
подслоя
Обычно призматический слой 42 сформирован из листового материала, имеющего первую и вторую плоские поверхности. Световозвращающие элементы 60 формируются на первой поверхности листа выдавливанием, штамповкой, литьем, прессованием или другими способами; они занимают некоторую часть толщины листа. Следовательно, призматический слой 42 должен состоять из материала, подходящего для выбранного способа формирования элементов (например, выдавливания рельефа, литья, прессования) и являющегося прозрачным/полупрозрачным (а предпочтительно - высокопрозрачным). Подходящие материалы могут быть, например, акриловыми или поликарбонатными. Как хорошо видно при беглом взгляде на фиг.7, часть материала между элементами 60 и верхней поверхностью 62 слоя 42 образует основной, или корпусный, подслой 64. Можно считать, что призматический слой 42 имеет толщину t, измеряемую от верхней поверхности 62 слоя до нижних вершин световозвращающих элементов 60. Можно считать, что световозвращающие элементы 60 имеют высоту h, измеряемую от нижних вершин элементов до нижней поверхности подслоя 64. Можно считать, что подслой 64 имеет толщину t, измеряемую от нижней поверхности этого подслоя до верхней поверхности 62.
подслоя
элементов
элементов
подслоя
элементов
подслоя
Подслой 64 призматического слоя 42 может иметь толщину t, меньшую 55 микрон (примерно 2,17 мил), меньшую 50 микрон (примерно 1,97 мил), меньшую 45 микрон (примерно 1,77 мил), меньшую 40 микрон (примерно 1,57 мил), меньшую 35 микрон (примерно 1,37 мил), меньшую 30 микрон (примерно 1,18 мил) и/или меньшую 25 микрон (примерно 0,97 мил). Световозвращающие элементы 60 могут иметь высоту h, большую 35 микрон (примерно 1,4 мил), большую 75 микрон (примерно 3 мил), большую 100 микрон (примерно 4 мил), большую 150 микрон (примерно 6 мил), большую 200 микрон (примерно 8 мил), и/или большую 250 микрон (примерно 10 мил). Если световозвращающие элементы 60 имеют высоту h, меньшую чем 115 микрон (примерно 4,5 мил), то наилучшие характеристики растяжимости могут быть получены при толщине t, находящейся в диапазоне между 50 микрон (примерно 2 мил) и 25 микрон (примерно 1 мил). Если световозвращающие элементы 60 имеют высоту h, большую чем 115 микрон (примерно 4,5 мил), то наилучшие характеристики растяжимости могут быть получены при толщине t, меньшей чем 25 микрон (примерно 1 мил).
Как хорошо видно при беглом взгляде на фиг.6, на нижнюю поверхность покрывающего слоя 40 и/или верхнюю сторону призматического слоя 42 может быть, по желанию, предварительно нанесен печатью непрозрачный (то есть полупрозрачный или непрозрачный) повторяющийся узор 70, - например, узор из "раковин", приведенный в качестве примера. В этом узоре диаметр каждого элемента ("раковины") равен примерно 3-4 мм (если аппроксимировать элемент окружностью). Цель нанесения такого повторяющегося узора 70 состоит в том, чтобы увеличить яркость при дневном свете без существенного ослабления светопропускания для видимого света.
Отражающий слой 44 может включать слой отражающего металла (например, серебра, алюминия, золота, меди), полученный осаждением из газовой фазы или другим способом, нанесенный поверх поверхностей призматических элементов 60 (на этапе, когда эти поверхности доступны). Альтернативно, слой 44 может включать состоящий из связующего вещества слой, в который внедрены отражающие металлические блестки. Если металл является бесцветным, а покрывающий слой 40 и призматический слой 42 также бесцветны, - например, одинаково прозрачны для всех волн видимого света, - то пленка 30 будет иногда называться "бесцветной".
Толщина отражающего слоя 44 обычно существенно меньше, чем толщина призматического слоя 42 (хотя на чертежах это различие несколько преувеличенно с иллюстративной целью). Например, слой 44 может иметь толщину в диапазоне от 0,02 микрон (примерно 0,0008 мил) до 0,125 микрон (примерно 0,005 мил). Отражающий слой 44 может быть фактически непрозрачным (то есть не быть прозрачным или полупрозрачным) и/или он может иметь коэффициент светопропускания для видимого света, меньший 30%, меньший 25%, меньший 20% и/или меньший 10%.
Адгезивный слой 46 может содержать адгезив на акриловой основе или адгезив на эмульсионной основе. Адгезив может быть адгезивом, активируемым при нагревании, активируемым растворителем или активируемым давлением, то есть контактным адгезивом (который часто является предпочтительным). Адгезив может быть перманентным (иначе говоря, прикрепляемый носитель информации не может быть удален без заметного повреждения) и/или удаляемым (но обычно он должен быть перманентным, например, для тех условий, в которых может оказаться номерной знак). В любом случае функциональная роль слоя 46 состоит в обеспечении прочного сцепление пленки 30 с основой 20. Возможны, конечно, и другие способы прикрепления к основе, подходящие для данного изобретения. Например, основа 20 может быть снабжена адгезивным слоем на своей передней поверхности с целью прикрепления пленки; адгезив также может наноситься там, где выполняется операция прикрепления пленки к основе. Кроме того, для прикрепления пленки 30 к основе 20 могут применяться способы прикрепления, не использующие адгезив, такие как термическое соединение или механическое прикрепление. В таких случаях пленка 30 не обязательно включает адгезивный слой 46 (хотя для заполнения соответствующего пространства может потребоваться какой-либо другой материал).
Удаляемая подложка 48 может представлять собой рулонный носитель (например, бумагу или полиэфирную пленку), покрытый слабо удерживающим, или разделительным, агентом (например, на основе полиэтилена или силикона). Функция удаляемой подложки 48 состоит в защите адгезивного слоя 46 до прикрепления пленки к основе, выполняемого при изготовлении изделия 10, и/или в качестве носителя при формировании адгезивного слоя 46. В любом случае, если пленка 30 не имеет адгезивного слоя 46, то, вероятно, что для нее не нужна удаляемая подложка 48. Кроме того, если адгезивный слой 46 таков, что нет необходимости защищать его до изготовления изделия, и/или отсутствует необходимость в носителе, то удаляемая подложка 48 может не входить в структуру пленки. В любом случае, если пленка 30 имеет удаляемую подложку 48, эта подожка обычно удаляется до включения пленки в световозвращающее изделие 10.
2
2
2
2
2
2
2
Световозвращающее изделие 10 и/или световозвращающая пленка 30, соответствующие данному изобретению, могут обладать высоким показателем отражения света в обратном направлении (далее этот показатель называется "ретрорефлективностью"), - измеряемым, например, в единицах кд/(лк·м), то есть "кандела на люкс на квадратный метр", - по сравнению с пленками, в состав которых входит слой микролинз или микросфер, а не призматический слой. В частности, например, для угла наблюдения, равного 0,1°, и угла падения, равного -4°, может быть достигнуто значение ретрорефлективности в диапазоне 250 кд/(лк·м); для угла наблюдения, равного 30°, и угла падения, равного 30°, может быть достигнуто значение ретрорефлективности в диапазоне 180 кд/(лк·м). Для угла наблюдения, равного 0,2°, и углов падения, равных -4° и 30°, может быть достигнуто значение ретрорефлективности в диапазоне 200 кд/(лк·м) и 150 кд/(лк·м) соответственно. Для угла наблюдения, равного 0,5°, и углов падения, равных -4° и 30°, может быть достигнуто значение ретрорефлективности в диапазоне 95 кд/(лк·м) и 65 кд/(лк·м) соответственно. Как схематично показано на фиг.8, угол падения y является углом между направлением падения света и прямой, перпендикулярной (на чертеже, соответствующем воплощению, эта прямая горизонтальна) к отражающей плоскости изделия 10. Угол наблюдения α является углом между направлениями падающего света и отраженного света (этот угол несколько преувеличен на фиг.8, так как малый угол трудно изобразить).
Можно теперь оценить значение данного изобретения, которое предлагает световозвращающую пленку 30, которая способна выдерживать операции деформации в холодном состоянии, будучи уже прикрепленной к основе 20. Обладая таким свойством, пленка 30 может, в частности, быть особенно полезной для номерных знаков. Отметив это, укажем, что световозвращающая пленка 30, соответствующая данному изобретению, может применяться при изготовлении изделий, основы которых имеют другие размеры и форму, например, при изготовлении знаков (например, дорожных знаков, предупреждающих знаков, регулирующих знаков, указателей адресов и мест расположения сервисных пунктов, идентификационных знаков общего назначения), обеспечивающих безопасность объектов (например, дорожных сигнальных конусов, полос движения, разметки полос, указателей сужения проезжей части) и других объектов. Фактически световозвращающая пленка 30 может найти применение и в случаях, когда какая-либо специальная основа отсутствует, особенно если поверхность, на которую необходимо нанести пленку, имеет неправильный рельеф (как, например, дорожное покрытие, стена, полоса наката на проезжей части, область на поверхности транспортного средства и т.д.).
Хотя изобретение было описано и объяснено применительно к некоторому предпочтительному воплощению, понятно, что специалистам в данной области после знакомства с данным описанием могут представиться различные эквивалентные по охвату и очевидные варианты и модификации изобретения. Данное изобретение охватывает все такие варианты и модификации и ограничено только следующей далее формулой изобретения.