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Diese
Anmeldung beansprucht Priorität
aus der vorläufigen
Anmeldung Serial-No. 60/106,359, angemeldet am 30. Oktober 1998,
deren gesamte Offenbarung hiermit unter Bezugnahme in die vorliegende
Beschreibung einbezogen wird.
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein rückstrahlendes Bogenmaterial
mit einem Bild, spezieller mit einem Echtheitsbild.
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Hintergrund der Erfindung
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Gültigkeits-
oder Echtheitsbilder wurden jahrelang zu Identifizierungs- und Sicherheitszwecken verwendet.
Ein Wasserzeichen ist ein Identifizierungsmuster oder eine Aussage
entweder auf oder in einem Material zur Echtheitsbestätigung des
Materials. Rückstrahlende
Bögen mit
gerichteten und ungerichteten Wasserzeichen wurden als Bild für Echtheitsprüfung von
Dokumenten, Phonographien, Kassettenbändern, Compact-Disk-Behältern, Verkehrssignalen
und Lizenzplatten verwendet. Beispielhalber beschreibt die WO 98/26313
(Minnesota Mining and Manufacturing Company) eine eingeschlossene rückstrahlende
Linsenfolie, die besonders gut geeignet für dekorative Zwecke sowohl
während
Tageszeit als auch während
der Nachtzeit ist.
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Ein
Problem mit Wasserzeichen auf rückstrahlendem
Material ist jenes, das Wasserzeichen in einer Weise vorzusehen,
die die benötigte
Identifizierung liefert, die aber einige Feinheiten oder Undeutlichkeiten
liefert, so daß diese
nur in bestimmten Betrachtungswinkeln feststellbar sind. Beispielsweise beschreibt
die
EP 0 171 252 (Minnesota
Mining and Manufacturing Company) eine transparente Folie, die ein
Identifzierungsbild enthält,
welches nur über einen
Kegel von etwa 10 bis 20° sichtbar
ist. Oftmals sind teure Bearbeitungsstufen und – gerätschaften erforderlich, um
ein solches Wasserzeichen zu bekommen. Zusätzlich gibt es allgemein wenig
Verarbeitungskontrolle über
die Deutlichkeit oder Intensität des
Wasserzeichens.
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Es
ist erwünscht,
ein Bild zu haben, welches deutlich und sichtbar für Identifizierungszwecke
ist. Außerdem
ist es erwünscht,
ein Bearbeitungsmittel zu haben, um die erwünschte Intensität des Bildes
zu liefern. Schließlich
ist es auch erwünscht,
ein Bild zu haben, welches subtil und richtungsabhängig ist.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Diese
Erfindung betrifft retroreflektierendes Bogenmaterial, welches ein
Bild, wie ein Gültigkeitsbild,
aufweist. Bei einer Ausführungsform
ist das Bild richtungsabhängig
mit variierendem Aussehen bei unterschiedlichen Blickwinkeln. Das
retroreflektierende Bogenmaterial hat eine Schicht von transparenten Mikrokugellinsen
mit einer ersten Oberfläche
und einer zweiten Oberfläche,
einer einzelnen transparenten Polymerabstandshalterschicht mit einer
ersten und einer zweiten Oberfläche,
wobei die erste Oberfläche
die zweite Oberfläche
der Linsen berührt
und die zweite Oberfläche
wenigstens einen Teil hat, der nicht konform ist und wenigstens
einen Teil hat, der konform mit der zweiten Oberfläche der
Linsen ist, wobei der Abstandshalter und dessen Konformität kritisch
für die
optimale Leistung des retroreflektierenden Gegenstandes sind, eine
reflektierende Schicht eine erste Oberfläche in Berührung mit der zweiten Oberfläche der
Abstandshalterschicht hat und ein Topcoat und/oder eine Deckschicht über den Linsen
liegt und eine erste Oberfläche,
die eben ist, und eine zweite Oberfläche, die die erste Oberfläche der
Linsen berührt
und mit ihr konform ist. Bei einer anderen Ausführungsform schließt das retroreflektierende
Bogenmaterial einen druckempfindlichen oder wärmeaktivierbaren Klebstoff
ein, der unter der reflektierenden Schicht und in Berührung mit
ihr vorliegt. Das retroreflektierende Bogenmaterial hat ein Bild,
dessen Proportionen durch eine Nichtkonformität der reflektierenden und Abstand
haltenden Schicht zum Boden der Linsen bestimmt werden. Das Bild
der vorliegenden Erfindung kann im Bereich von deutlich bis undeutlich
und von ausgerichtet bis nicht ausgerichtet sein.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnung
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1 ist
eine Querschnittsdarstellung eines retroreflektierenden Bogens.
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2 ist
eine Querschnittsdarstellung eines retroreflektierenden Bogens.
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3 ist
eine Querschnittsdarstellung eines retroreflektierenden Bogens.
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4 ist
eine Erläuterung
des Verfahrens zur Erzeugung des Bildes.
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5 ist eine Erläuterung einer Alternativmethode
zur Bilderzeugung.
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Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsformen
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Wie
hier beschrieben, betrifft die Erfindung ein retroreflektierendes
Bogenmaterial, das ein Bild besitzt. Das Bild ist ein Teil der reflektierenden Schicht,
die nicht konform oder weniger konform mit der Rückenoberfläche der Mikrokugellinsen ist.
Der Teil der reflektierenden Schicht, der außerhalb der Konformität ist, ergibt
nicht die gleiche Größe von Retroreflektivität wie die
konformen Bereiche. Dieser nicht konforme Bereich kann im Bereich
von „tot" oder nichtreflek tierend
bis zu einem weniger reflektierenden Bereich bis zu einem größeren reflektierenden
Bereich des retroreflektierenden Bogenmaterials sein. Dieser Unterschied
in den reflektierenden Eigenschaften führt zu der Sichtbarkeit des
Bildes. Die offensichtliche Intensität des Bildes steht in Relation zu
dem Grad an Nichtkonformität
der Abstandshalter- und/oder der reflektierenden Schichten.
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Wie
oben beschrieben, hat das retroreflektierende Bogenmaterial eine
Schicht von transparenten Mikrokugellinsen. Die Mikrokugellinsen
können
einen Brechungsindex oder mittleren Durchmesser haben, der so ist,
daß die
Mikrokugellinsen einen Brechungsindex oder mittleren Durchmesser
haben, daß die
Mikrokugeln die erforderliche Brechung für die retroreflektierende Anwendung
ergeben. Typischerweise sind die Mikrokugeln gekennzeichnet, als
hätten sie
einen mittleren Brechungsindex im Bereich von etwa 1,8 bis etwa
2,5 oder von etwa 1,9 bis etwa 2,4 oder von etwa 2,1 bis etwa 2,3
sowie einen mittleren Durchmesser von etwa 35 bis etwa 100 oder
von etwa 45 bis etwa 90 oder von etwa 55 bis etwa 80 Mikrometer.
Hier und irgendwo sonst in der Beschreibung und den Ansprüchen können der
Bereich und die Verhältnisbegrenzungen
miteinander kombiniert werden. Die transparenten Mikrokugellinsen,
die in den retroreflektierenden Bögen nach der vorliegenden Erfindung
benutzt werden, können
gekennzeichnet werden, als hätten
sie mittlere Durchmesser im Bereich von etwa 25 bis etwa 300, 30
bis etwa 120 Mikrometern, und häufiger
in einem Bereich von etwa 40 bis etwa 80 Mikrometer. Der Brechungsindex
der Mikrokugellinsen liegt allgemein im Bereich von etwa 1,9 bis
etwa 2,5, typischer im Bereich von etwa 2,0 bis etwa 2,3 und am
häufigsten
zwischen etwa 2,10 und etwa 2,2.
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Glasmikrokugeln
werden typischerweise verwendet, obwohl keramische Mikrokugeln,
wie jene, die man durch Sol/Geltechniken herstellt, auch verwendet
werden können.
Der Brechungsindex und der durchschnittliche Durchmesser der Mikrokugeln
sowie der Brechungsindex der Topcoat- und/oder Deckschicht und die
Abstandshalterbeschichtung diktieren die Dicke des Abstandshalterfilmes.
Die Mikrokugeln können
chemischen oder physikalischen Behandlungen unterzogen werden, um
die Bindung der Mikrokugeln an die Polymerfilme zu verbessern. Beispielweise
können
die Mikrokugeln mit einem Fluorkohlenstoff- oder einem haftungsfördernden
Mittel, wie einem Aminosilan, behandelt werden, um die Bindung zu
verbessern, oder die Abstandsüberzugsschicht,
in welcher die Linsen eingebettet wurden, kann einer Flammenbehandlung
oder Koronaentladung ausgesetzt werden, um die Bindung zwischen der
Abstandsbeschichtung und den Linsen zu dem anschließend aufgebrachten
Topcoat und/oder der Deckschicht zu verbessern.
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Das
retroreflektierende Bogenmaterial hat auch eine Abstandshalterschicht,
die allgemein konform mit der Bodenoberfläche der Mikrokugellinsen ist.
Die Dicke der polymeren Abstandshalterschicht oder Abstandsbeschichtung
reicht von etwa 25% bis etwa 100% oder von 40% bis etwa 60% des
mittleren Durchmessers der Mikrokugellinsen. Verschiedene thermopla stische
Polymerharze wurden bisher bei der Bildung der Abstandshalterschicht
von retroreflektierendem Bogen mit eingebetteten Linsen benutzt,
und solche Harze können
in dem Bogenmaterial der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Die
Harze, die für
die Abstandshalterschicht benutzt werden können, schließen eine
Vielzahl von teilweise amorphen oder halbkristallinen thermoplastischen Polymeren
ein, die allgemein eine Erweichungsstufe haben, während welcher
die Linsen in die Filme eingebettet werden können. Das zur Bildung des Abstandshalterfilmes
oder der Abstandshalterschicht verwendete Material sollte mit dem
Topcoat-Material verträglich sein
und so ausgebildet sein, daß es
eine gute Bindung mit dem Topcoat erhält (und mit den Mikrokugellinsen).
Vorzugsweise ist die Haftung zwischen den Materialien größer als
die Reißfestigkeit der
Materialien. Acrylharze, Polyvinylbutyrale, aliphatische Urethane
und Polyester sind besonders brauchbare Polymermaterialien wegen
ihrer Beständigkeit
im Freien. Copolymere von Ethylen und einer Acrylsäure oder
Methacrylsäure,
Vinylharze, Fluorpolymere, Polyethylene, Celluloseacetatbutyrat,
Polycarbonate und Polyacrylate sind andere Beispiele von Polymeren,
die für
den Topcoat und die Abstandshalterschichten des Bogenmaterials nach
der Erfindung verwendet werden können.
Bei einer Ausführungsform
ist es erwünscht,
Materialien mit elastomeren Eigenschaften zu verwenden, um retroreflektierendes
Bogenmaterial zu bekommen, das wiederholt gedehnt oder gebogen werden
kann und bei Aufhören
des Streckens oder der Biegespannung ohne signifikanten Verlust
von Retroreflektivität
rasch in ihre ursprünglichen
Abmessungen zurückkehrt. Polyurethane
sind verfügbar
und besitzen solche elastomeren Eigenschaften, und diese Materialien können als
Abstandsbeschichtungsmaterialien verwendet werden.
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Bei
einer anderen Ausführungsform
ist es erwünscht,
zwei oder mehr Schichten zu verwenden, um einen Topcoat/Deckbogenschicht
zu bilden. Diese kann aus einem der oben erwähnten Materialien in Kombination
mit einem transparenten druckempfindlichen Klebstoff bestehen (wie
beispielsweise AS352RX)-Acrylklebstoff von Avery Chemical in Mill Hall,
Pennsylvania), der unter dem Deckbogen liegt und in innigem Kontakt
und konform mit den Mikrokugeln ist. Der Deckbogen oder druckempfindliche Klebstoff
können
mit einem transparenten Pigment oder Farbstoff gefärbt werden
oder sogar mit einer Grafik bedruckt werden, die auf dem Inneren
oder dem Äußeren des
Deckbogens angeordnet werden kann. Bei noch einer anderen Ausführungsform
kann der Druckkleber durch eine mit Hitze bindende Schicht, einen
durch Hitze aktivierten Klebstoff oder ein Material, welches chemische
Bindungen an den Deckbogen bindet, ausgetauscht werden.
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Das
retroreflektierende Bogenmaterial hat einen Topcoat oder einen Deckbogen,
der über
dem Topcoat liegt und konform mit der oberen Oberfläche der
Mikrokugellinsen ist. Das Beschichtungsgewicht des Topcoat kann
im Bereich von etwa 25 bis 175 g/m2 sein.
Vorzugsweise ist das Beschichtungsgewicht zwischen 50 bis 150 g/m2 und noch bevorzugter von etwa 60 bis 120
g/m2. Die Topcoat-Dicke kann im Bereich
von 25 bis etwa 125 Mikrometern liegen und liegt häufiger bei
etwa 50 bis 100 Mikrometern.
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Die
Deckschicht kann verschiedene thermoplastische Polymere einschließlich Acrylpolymer,
wie Polymethylmethacrylat, Vinylpolymyere, wie PVC und Vinylacrylcopolymere
oder Polyurethane, wie aliphatische Polyetherurethane, umfassen.
Deckbögen schließen ein
schlagfest modifiziertes Polymethylmethacrylat (PMMA) ein (z. B.
Plexiglas®-Acryl
DR, MI-7 (Rohm & Haas),
Perspex®-Acryl-HI-7
(ICl) oder Gemische hiervon), eine Vinylacrylformulierung (Methylmethacrylat/Butylmethacrylat)-Copolymer
und ein PVC-Homopolymer) oder ein Polyurethan. Der Deckbogen aus
aliphatischem Polyurethan wird hergestellt, indem man das Urethan
auf ein mit Polymer beschichtetes Papier zu einem Bogen oder auf
einen Polymergießbogen
gießt.
Gießbogenprodukte
sind in der Industrie bekannt und werden durch Firmen, wie Felix
Schneller Technical Papers, Pulaski, N.Y., S.D. Warren of Newton
Center, Massachusetts und Ivex Corporation in Troy, Ohio, geliefert.
Die Urethanbeschichtung wird als Überzug auf den Gießbogen nach
Standardbeschichtungsmethoden, wie Vorhangbeschichtung, Schlitzmundstückbeschichtung, Umkehrwalzenbeschichtung,
Beschichtung mit einem Rakel über
einer Walze, Luftrakelbeschichtung, Tiefdruckbeschichtung, Umkehrtiefdruckbeschichtung,
Offset-Tiefdruckbeschichtung, Meyer-Stabbeschichtung usw. aufgebracht.
Um eine geeignete Leistung und Beschichtungsgewichtdicke in jeder
der Beschichtungsoperationen zu erzielen, wird eine technische Expertise
aufgebracht, um die optimale Urethanlösungsviskosität zu bestimmen.
Die Aufbringung dieser Beschichtungstechnik ist in der Industrie wohlbekannt
und kann vom Fachmann ausgeführt werden.
Das Fachwissen und die Expertise der Herstellerfirma, die den Überzug aufbringt,
bestimmen die bevorzugte Methode. Weiterhin kann man Informationen über Beschichtungsmethoden
in „Modern Coating
and Drying Technology" von
Edward Cohen und Edgar Gutoff, VCH Publishers, Inc., 1992, finden. Extrudieren
oder Extrusionsbeschichten sind alternative Methoden zur Bildung
eines Urethanfilms.
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Der
retroreflektierende Bogen kann auch druckempfindlichen Klebstoff
und gegebenenfalls eine Trennschicht besitzen. Beispielsweise kann
eine Klebstoffschicht über
der reflektierenden Schicht aufgebracht sein, um die reflektierende
Schicht zu schützen
und zu funktionellen Zwecken, wie zum Anhaften des Bogens an einem
Substrat, zu dienen. Herkömmliche
druckempfindliche Klebstoffe, wie Klebstoffe auf Acrylbasis, oder
durch Wärme
oder Lösungsmittel
aktivierte Klebstoffe werden typischerweise mit herkömmlichen
Verfahren verwendet und können
nach solchen aufgebracht werden. Beispielsweise kann eine vorgeformte
Klebstoffschicht auf einem Trägerbogen
oder einer Trennschicht auflaminiert werden, um die reflektierende
Schicht zu ergeben. Herkömmliche
Trennschichten können
bei der Bildung der retroreflektierenden Bögen nach der vorliegenden Erfindung
benutzt werden.
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Das
retroreflektierende Bogenmaterial wird weiter unter Bezugnahme auf
die Zeichnung erläutert.
In 1 hat der retroreflektierende Bogen 10 einen
Deckbogen, z. B. aus einem Po lyurethan 11, worin eingebettete
Glasmikrokugeln 12 sich befinden. Die Glasmikrokugeln haften
auch an der Abstandsbeschichtung, z. B. Polyvinylbutyral 13.
Reflektierende Oberfläche
(aus der Dampfphase abgeschiedenes Aluminium) 14 wird an
der Abstandsbeschichtung 13 befestigt. Ein druckempfindlicher
Kleber 15 und eine Trennschicht 16 werden an der
reflektierenden Oberfläche 14 befestigt.
Bilder 17 und 18 sind Teile der reflektierenden
Schicht und der Abstandsbedeckungsschicht, die nicht konform mit
den Glasperlen 12 sind.
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2 erläutert ein
retroreflektierendes Bogenmaterial, welches keinen druckempfindlichen Klebstoff
hat. Ein retroreflektierender Bogen 20 hat darüber einen
Deckbogen 21, der an Glasmikrokugeln 22 befestigt
ist, welche letztere auch an der Abstandsbeschichtung 23 befestigt
sind. Eine reflektierende Oberfläche 24 ist
auf der Abstandsbeschichtung 23 befestigt. Bilder 25 und 26 sind
nicht konforme Abschnitte der refektierenden Schicht und der abstandsbedeckenden
Schicht 21 und 24.
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3 erläutert einen
retroreflektierenden Bogen, der einen mehrschichtigen Überzug hat.
Der retroreflektierende Bogen 30, der einen Überzugbogen 31 hat,
haftet mit diesem an druckempfindlichem Klebstoff 32. Der
Klebstoff 32 ist an Glasmikrokugeln 33 gebunden,
die auch an Abstandsbeschichtung 34 befestigt sind. Eine
reflektierende Oberfläche 35 ist auf
der Abstandsbeschichtung 34. Die reflektierende Oberfläche 35 haftet
an dem druckempfindlichen Klebstoff 36, der auch an der
Trennschicht 37 abtrennbar anhaftet. Der retroreflektierende
Bogen hat Bilder 38 und 39.
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Die
Bilder der vorliegenden Erfindung können durch Verwendung eines
Prägedruckverfahrens oder
eines Flexodruckverfahrens hergestellt werden. Die Bilder können durch
Pressen eines Musters in den retroreflektierenden Bogen bei dem
Druck und der Temperatur, die zur Erzielung des erwünschten Bildes
erforderlich sind, hergestellt werden.
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Das
retroreflektierende Bogenmaterial kann mit Verfahren hergestellt
werden, die normalerweise in der Industrie verwendet werden. Beispielsweise kann
das Bogenmaterial nach der Erfindung hergestellt werden, indem man
zunächst
eine Abstandsüberzugsschicht
erwünschter
Dicke auf einem polymerbeschichteten Gießbogen extrudiert oder gießt und gegebenenfalls
trocknet. Die Überzugsschicht des
Abstandsraumes wird erneut erhitzt, um eine klebrige Oberfläche zu bekommen,
auf der Mikrokugeln kaskadeförmig
als Überzug
aufgeschüttet
werden, um eine Monoschicht der Mikrokugeln zu bilden. Typischerweise
können
Wärme und/oder
Druck in dieser Stufe angewendet werden, um die Einbettung der Mikrokugeln
zu erleichtern. Die Mikrokugeln werden in die Schicht bis zu einer
Tiefe von etwa der Hälfte
des mittleren Durchmessers der Mikrokugeln eingebettet. Es ist wichtig,
daß der
Abstandsüberzug sich
an eine Umrißlinie
parallel zu der Mikrokugeloberfläche
anpaßt.
Der Topcoat wird dann über
der obersten Fläche
der freiliegenden und teilweise eingebetteten Mikrokugeln aufgebracht.
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Der
Topcoat wird nach Standardbeschichtungsmethoden aufgebracht, wie
mit jenen, die oben beschrieben sind. Es ist auch möglich, den
Topcoat als eine getrennte Einzelschicht unter Verwendung dieser
Beschichtungstechniken zu gießen.
Um eine geeignete Leistung und Beschichtungsgewicht-Dicke bei jeder
der Beschichtungsoperationen zu bekommen, muß ein technisches Gutachten
verwendet werden, um die optimale Lösungsviskosität zu bestimmen.
Die Anwendung dieser Beschichtungstechniken ist bekannt und oben
beschrieben. Das Extrudieren oder Extrudierbeschichten sind Alternativmethoden
der Bildung eines Topcoats. Wenn erforderlich, werden der Topcoat
und die Basisüberzugsschicht
dann einer erhöhten
Temperatur zum Trocknen oder Härten
ausgesetzt.
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Der
polymerbeschichtete Gießbogen
wird dann von der Abstandsüberzugsschicht
abgestreift, und eine reflektierende Schicht wird anschließend über der
Rückenfläche der
Abstandsbeschichtung aufgebracht. Die Dicke der reflektierenden
Schicht hängt
von dem speziell verwendeten Metall ab und liegt allgemein zwischen
etwa 500 und 1000 Nanometer. Die Topcoat-Schicht kann dann bedruckt werden (z.
B. mit UV-Strahlung härtbaren
Druckfarben), um Monocolor- oder Multicolorbilder mit der Option eines
transparenten Overcoat zu bekommen.
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Ein
alternatives Herstellungsverfahren für retroreflektierende Produkte
mit eingeschlossenen Kügelchen
kann verwendet werden, indem man zunächst ein Polyurethangemisch
auf einem Gießbogen
aufbringt und den frisch gegossenen Film erhitzt, um Lösungsmittel
zu verdampfen und Urethan zu härten.
Nachdem der Film gebildet wurde, wird eine Kügelchen bindende Schicht aufgebracht
und typischerweise erhöhten
Temperaturen für
das Härten und/oder
das Verdampfen eines Trägervehikels,
wie eines Lösungsmittels,
ausgesetzt. Obwohl viele Materialien für die Kügelchen bindende Schicht verwendet
werden können,
ist doch ein thermoplastisches Polymer bevorzugt. Die Kügelchen
bindende Schicht kann dann teilweise gehärtet oder wieder erweicht werden
durch Anwendung von Hitze, um es Mikrokügelchen mit Kaskadenbeschichtung
zu erlauben, eine Molekularschicht aus Mikrokugeln zu bilden. Die Mikrokugeln
sind allgemein eingebettet in eine Kügelchen bindende Schicht in
einem Verfahren, welches die Anwendung von Hitze und/oder Druck
verwendet. Die Abstandsüberzugsschicht
von erwünschter
Dicke wird dann über
den freiliegenden Mikrokugeln aufgebracht. Als nächstes werden die Abstandsbeschichtung
und die Basisüberzugsschicht
erhöhten
Temperaturen ausgesetzt, um die Lösungsmitteltrocknung und/oder
Härtung
zu vervollständigen
und geeignete Konformation des Abstandsbeschichtungsmittels zu der
Mikrokugeloberfläche
zu liefern.
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Wie
oben beschrieben, wird eine reflektierende Schicht anschließend über der
Rückenoberfläche der
Abstandsüberzugsschicht
aufgebracht. Nachdem der ursprüngliche
Gießbogen
von dem Produkt abgestreift ist, kann es bedruckt werden (z. B.
mit UV-strahlungshärtbaren
Druckfarben), um einfarbige oder mehrfarbige Bilder mit dem transparenten
Overcoat- oder Overlaminatfilm zu liefern.
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Nach
einer weiteren Ausführungsform
wird das retroreflektierende, in einem vorausgehenden Absatz beschriebene
Bogenmaterial mit einer druckempfindlichen Klebstoffkonstruktion
versehen. Bei dieser Ausführungsform
wird ein druckempfindlicher Klebstoff als Überzug auf einer Trennschicht
(Papier oder Polymer) aufgebracht und danach die mit Klebstoff beschichtete
Trennschicht unter Druck laminiert zu der exponierten Oberfläche der
reflektierenden Schicht. Diese Ausführungsform ist in 1 erläutert. Die überzogene
Trennschicht kann anschließend
entferntwerden, und der retroreflektierende Bogen kann auf anderen
Oberflächen
haftend aufgebracht werden.
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Das
Echtheitsbild hat wenigstens einen Teil, der nicht konform mit den
Linsen ist. Bei einer Ausführungsform
wird das Bild durch Pressen der Bildgestalt in die reflektierende
Oberfläche
des retroreflektierenden Bogens hergestellt. Die reflektierende Schicht
des retroreflektierenden Bogens wird gegen eine erhitzte Walze,
wie gegen eine erhitzte Stahlwalze, eine anderen Walze, wie eine
Gummiprägewalze oder
eine Flexodruckwalze, gepreßt,
die die Gestalt des Bildes tragen. Der Druck und die Temperatur
sowie die Geschwindigkeit der Walze beeinflussen die Flachheit der
Kronen der reflektierenden Schicht. Die Kraft ist typischerweise
etwa 0,89 bis etwa 13,4 oder von etwa 1,79 bis etwa 6,26 oder von
etwa 2,68 bis etwa 4,47 kg je linearer Zentimeter (5 bis etwa 75 oder
etwa 10 bis 35 oder etwa 15 bis etwa 25 Pound je lineares Inch (pli)).
Die Temperatur der erhitzten Walze liegt bei etwa 85 bis etwa 130
oder zwischen etwa 90 und etwa 120 oder von etwa 95 bis etwa 110°C. Die Geschwindigkeit
der Walze liegt typischerweise bei etwa 2,54 bis etwa 50,8 oder
von etwa 4,06 bis etwa 40,6 oder von etwa 5,08 bis etwa 30,5 cm/sec
(5 bis etwa 100 oder von etwa 8 bis etwa 80 oder von etwa 10 bis
etwa 60 Fuß/min).
Bei einer Ausführungsform
werden die mechanischen Stopps für
die Prägedruckanlage
und die Flexodruckanlage so eingestellt, daß die Tiefe der Einstellung
des Bildes erhalten bleibt. Die mechanischen Stopps werden so eingestellt,
daß die
Walze mit dem Bild nicht auf die erhitzte Walze gedrückt wird,
wenn dazwischen das erhabene Bild liegt. Die Walze mit dem Bild
berührt
oder küßt gerade
die Oberfläche
des retroreflektierenden Bogens und bildet so das Wasserzeichen.
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4 erläutert das
Verfahren, das Bild zu gewinnen. Eine erhitzte Stahlrolle 41 berührt die
reflektierende Seite eines retroreflektierenden Bogens 42.
Die Topcoat-Seite des Bogens 42 wird gegen eine Flexowalze 43 gepreßt, die
den erhabenen Aufdruck 44 des erwünschten Bildes trägt. Nachdem
der Bogen 42 der Erhitzungs- und Preßstufe unterzogen wurde, hat
der Bogen 42 Wasserzeichen.
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Die
für die
Bildgestalt verwendete Walze kann irgendeine Walze sein, die für Prägedruck
oder Flexodruck verwendet wird. Der Vorteil des vorliegenden Verfahrens
besteht darin, daß die
relativ billige Anlage zur Herstellung des retroreflektierenden Bogens
ohne das Bild verwendet werden kann. Mit der Verwendung der erhitzten
Walze liefert das vorliegende Verfahren ein einfaches Mittel zur
Herstellung eines retroreflektierenden Bogens mit einem Bild.
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Eine
alternative Methode zur Aufbringung eines Bildes kann so verlaufen,
daß man
zunächst
ein Bild in die Stirnfläche
der mit dem Polymer beschichteten Oberfläche eines Gießbogens
einprägt.
Dies kann leicht bei thermoplastischen Materialien unter Verwendung
der Tech niken für
holographische Bilder im Prägedruck
erfolgen. Beispielsweise kann das Bogenmaterial nach der Erfindung
hergestellt werden, indem man zunächst eine Abstand abdeckende
erste Schicht erwünschter
Dicke auf einen bildweise polymerbeschichteten Gießbogen aufbringt
und gegebenenfalls trocknet. Die Abstand abdeckende Schicht wird
wieder erhitzt, um eine klebrige Oberfläche zu bekommen, auf der Mikrokugeln
als Kaskadenbeschichtung aufgebracht werden, um eine Monoschicht
der Mikrokugeln zu bilden. Typischerweise können Wärme und/oder Druck ausgeübt werden, um
die Einbettung der Mikrokugeln zu erleichtern. Die Mikrokugeln werden
allgemein in die Schicht bis zu einer Tiefe von etwa der Hälfte des
mittleren Durchmessers der Mikrokugeln eingebettet. Es ist wichtig,
daß die
Abstandsabdeckung eine Umrißlinie parallel
zu der Oberfläche
der Mikrokugeln hat und daß das
Bild im wesentlichen intakt bleibt. Der Topcoat wird dann über den
freiliegenden und teilweise eingebetteten Mikrokugeln aufgebracht.
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Der
Topcoat wird mit Standardbeschichtungsmethoden, wie oben beschrieben,
aufgebracht. Extrudieren kann als eine Alternativmethode zur Bildung
eines Topcoat angesehen werden. Wenn erforderlich, wird der Topcoat
dann erhöhter
Temperatur ausgesetzt, um das Gemisch zu trocknen und/oder zu härten.
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Der
polymerbeschichete Gießbogen
wird dann von der Abstandsüberzugsschicht
mit Bild abgestreift, und eine reflektierende Schicht wird anschließend über der
Rückenoberfläche des
Abstandsüberzuges
aufgebracht, wie oben beschrieben ist. Die Topcoat-Schicht kann
dann, wie oben beschrieben, bedruckt werden.
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5 erläutert
eine Alternativmethode, die das Bild erzeugt. In 5a hat
der Artikel 50 ein Substrat 51, welches an Polymerfilm
(z. B. Polyethylen) 52 haftet. Hitze und Druck werden verwendet,
um ein Bild 53, wie ein holographisches Bild, in die Oberfläche eines
Polymerfilms 52 einzuprägen.
In 5b ist die Abstandsabdeckung (z. B. Polyvinylbutyral) 54 als Überzug auf
dem Polymerfilm 52 aufgebracht. Das Bild 53 in
dem Polymer 52 ist in der Bodenoberfläche der Abstandsabdeckung 54 kopiert.
In 5c sind Glasmikrokugeln 55 in Abstandsabdeckung 54 eingebettet,
die Abstandsabdeckung ist durch die Polymerschicht 52 zu
einer Umrißlinie
parallel zu der Mikrokugeloberfläche
geformt, und das Bild bleibt im wesentlichen intakt. In 5d ist
ein Topcoat 56 als Beschichtung auf der freien Oberfläche der
Glasmikrokugeln 55 aufgebracht. In 5e sind
das Substrat 51 und der Polymerfilm 52 von der
Konstruktion entfernt. Die Abstandsabdeckung 54 mit holographischen
Bildern 53 wird metallisiert, wie oben beschrieben ist,
um eine reflektierende Schicht 57 zu bilden.
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Eine
andere Alternativmethode zur Erzeugung eines Bildes kann darin bestehen,
daß man
zunächst
ein Bild unter Verwendung eines transparenten Polymers oder eines
durchscheinend gefärbten Polymers
auf der Stirnfläche
der mit Polymer abgedeckten Oberfläche eines Gießbogens
bedruckt. Das Bedrucken kann unter Verwendung üblicher Drucktechniken, wie
Flexodruck (Flexo) und Rotationstiefdruck (Gravur) erfolgen. Wärme und
Druck werden ver wendet, um das Bild in die Stirnfläche des
polymerbeschichteten Substrats zu pressen, so daß die Oberseite des Druckes
im wesentlichen den Level mit der polymerbeschichteten Oberfläche hat.
Beispielsweise kann der Bogen nach der Erfindung hergestellt werden,
indem man zunächst
eine Abstandsabdeckungsschicht erwünschter Dicke auf einem mit
Bild versehenen polymerbeschichteten Gießbogen extrudiert oder gießt und erforderlichenfalls
trocknet. Die Abstandsabdeckungsschicht wird erneut erhitzt, um
eine klebrige Oberfläche
zu bekommen, auf der Mikrokugeln kaskadeartig unter Bildung einer
Monoschicht der Mikrokugeln aufgeschüttet werden. Typischerweise
können
Hitze und/oder Druck in dieser Stufe angewendet werden, um die Einbettung
der Mikrokugeln zu erleichtern. Die Mikrokugeln werden allgemein
in die Schicht bis zu einer Tiefe von etwa der Hälfte des mittleren Durchmessers
der Mikrokugeln eingebettet. Es ist wichtig, daß die Abstandsabdeckung einer
Umrißlinie
parallel zu der Mikrokugeloberfläche
folgt und daß das
Bild im wesentlichen intakt bleibt. Der Topcoat wird dann über dem
oberen Ende der freiliegenden und teilweise eingebetteten Mikrokugeln
aufgebracht.
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Die
Aufbringung des Topcoat erfolgt mit Standardbeschichtungsmethoden,
wie oben beschrieben. Extrudieren kann als eine Alternativmethode
zur Bildung eines Topcoat angesehen werden. Wenn erforderlich, werden
der Topcoat und die Basisbeschichtung dann einer erhöhten Temperatur
bis zur Trockene ausgesetzt.
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Der
polymerbeschichtete Gießbogen
wird dann von der Abstandsabdeckungsschicht mit Bild abgezogen,
und eine reflektierende Schicht wird anschließend über der Rückenoberfläche der Rückenabstandsabdeckung durchgeführt, wie
oben beschrieben ist. Das gedruckte Bild ist nicht konform mit den
Mikrokugeln. Die Topcoat-Schicht kann dann bedruckt werden (z. B.
mit UV-strahlungshärtenden Druckfarben),
um einfarbige oder mehrfarbige Bilder zu liefern.
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Obwohl
die Erfindung in Verbindung mit ihren bevorzugten Ausführungsformen
erklärt
wurde, soll dies so verstanden werden, daß verschiedene Abwandlungen
derselben für
den Fachmann beim Lesen der Beschreibung offenbar werden. Daher
ist verständlich,
daß die
beschriebene Erfindung auch solche Abwandlungen als in den Erfindungsgedanken
und die beigefügten
Ansprüche
fallend angesehen werden soll.