Световозвращающий экран (варианты) и способ его изготовления (варианты)
Использование: при изготовлении псевдосветящихся экранов, изображений, в частности при изготовлении дорожных знаков и специальных элементов для обнаружения предметов в темноте. Сущность изобретения: в световозвращающем экране, содержащем подложку с укрепленной на ней тканью, выполненной в виде расположенных в продольном и поперечном направлениях переплетенных стеклянных нитей в ткани, и связующее, ткань выполнена с плоской рабочей поверхностью, разделяющей нити, выбранные из стеклянных, кварцевых, каолиновых, полистирольных или полиметилметакрилатных нитей, на отдельные чередующиеся участки целые по толщине, по крайней мере, в местах максимального прогиба участков, связующее выполнено с показателем преломления не менее чем на 3 процента меньше, чем показатель преломления соответствующей нити, при этом ячейки между нитями заполнены связующим. Участки могут быть выполнены в виде крученых нитей, содержащих 90-450 волокон из соответствующих нитям материалов диаметром 0,6-12 мкм и расположенных на подложке в одном направлении. Связующее может содержать 2,7-50,1 мас. частиц с отражающей поверхностью. Экран может быть выполнен с цветным прозрачным покрытием, нанесенным на рабочую поверхность. 3 c. и 9 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к области световозвращающих материалов и технических средств для регулирования дорожного движения и может быть использовано при изготовлении псевдосветящихся экранов, изображений, в частности, для изготовления дорожных знаков и специальных элементов для обнаружения предметов в темноте, например различного рода приборных табло, указателей, рекламных щитов и т.п.
В настоящее время проблема изготовления дешевых световозвращающих материалов для изготовления псевдосветящихся изображений встала достаточно остро в связи с резким удорожанием электрической энергии, используемой при искусственном освещении таких изображений, а также дефицитностью и высокой стоимостью различного рода светоусилительных устройств типа стеклянных шариков, диодов и светоприемников типа световодов и т.п. используемых в известных световозвращающих устройствах с псевдосветящимися изображениями. Известные способы изготовления световозвращающего материала являются технически сложными с использованием остродефицитных и дорогостоящих материалов. Известен световозвращающий дорожный знак, содержащий основание с установленной на нем информационной пластиной, на которой расположен светоусилительный стеклянный диск, по периметру которого размещен кольцевой усилитель, в торце которого установлены источники света, и периметрический светоприемник, выполненный из загнутых под углом к плоскости основания световодов, разделенных между собой непрозрачными экранами, на наружных торцах которых установлена периметрическая накладка со светоотражающим экраном, закрепленная перемычками на основании знака. Также известен способ изготовления световозвращающего дорожного знака, включающий укрепление изображения на основании, наложение стеклянной пленки, переходящей по периметру в кольцевой усилитель, на изображение, закрепление на кольцевом усилителе светоотражающего экрана, установление под углом к плоскости основания световодов, разделенных между собой непрозрачными экранами, и освещение знака естественным или искусственным светом или искусственным светом посредством световодов [1] Однако известный световозвращающий дорожный знак является конструкционно сложным и содержит дефицитные и дорогостоящие светоусилительные устройства в виде стеклянного диска с кольцевым усилителем и светоотражающим экраном и светоприемник в виде ветоводов специальной формы, а также искусственные источники света, потребляющие при эксплуатации дорогостоящую энергию. Известный способ изготовления световозвращающего дорожного знака является технологически сложным из-за значительного количества сложным образом взаимодействующих между собой остродефицитных и дорогостоящих специальных элементов. Наиболее близким техническим решением (прототипом) является световозвращающий экран, содержащий светоотражающую подложку с укрепленной на ней стеклотканью, выполненной в виде расположенных в продольном и поперечном направлениях переплетенных стеклянных нитей в соотношении 3/2, при этом толщина нити находится в пределах 0,06 0,07 мм, с поверхностью стеклоткани, пропитанной прозрачной смолой. Также известен способ изготовления световозвращающего экрана, включающий укрепление на светоотражающей подложке стеклоткани, выполненной в виде расположенных в продольной и поперечном направлениях переплетенных стеклянных нитей, пропитывание и покрытие поверхности ткани прозрачной смолой, отжимание экрана вальцем, отвердение смолы при соответствующем температурном режиме и освещение экрана светом [2] Однако возвращающийся от известного экрана свет является в значительной степени рассеянным и ослабленным в результате прохождения участков нитей, представляющих собой линзочки, что не позволяет его использовать в качестве дорожных знаков и т.п.из-за нечеткости исходящей от него информации при его освещении, особенно резко ухудшающейся с увеличением расстояния. Используемая в экране подложка должна иметь высокие светоотражающие свойства, что усложняет экран и удорожает его. Известный экран не предусматривает использование цветного изображения. Известный способ изготовления световозвращающего экрана является технологически сложным из-за необходимости придания высоких отражающих свойств довольно трудно полируемой металлической поверхности подложки либо подложке путем вакуумного напыления на нее соответствующего покрытия, что требует дорогостоящего специального оборудования. Достигаемым новым техническим результатом предполагаемого изобретения является повышение силы света экрана путем использования тканевых нитей в качестве световодов при улучшении технологичности изготовления. Для достижения нового технического результата по первому варианту в световозвращающем экране, содержащем подложку с укрепленной на ней тканью, выполненной в виде расположенных в продольном и поперечном направлениях переплетенных стеклянных нитей в ткани, и связующее, в отличие от прототипа, ткань выполнена с плоской рабочей поверхностью, разделяющей нити, выбранные из стеклянных, кварцевых, каолиновых, полистирольных или полиметилметакрилатных нитей, на отдельные чередующиеся участки целые по толщине, по крайней мере в местах максимального прогиба участков, связующее выполнено с показателем преломления не менее чем на 3% меньшим, чем показатель преломления материала соответствующей нити, при этом ячейки между нитями заполнены связующим. Связующее может содержать 2,7% 50,1% маc. частиц с отражающей поверхностью. Экран может быть выполнен с цветным прозрачным покрытием, нанесенным на рабочую поверхность. Покрытие может быть выполнено в виде изображения. Технический результат по первому варианту достигается также тем, что в способе изготовления световозвращающего экрана, включающем укрепление на подложке ткани, выполненной из расположенных в продольном и поперечном направлениях переплетенных стеклянных нитей, пропитывание поверхности ткани связующим, его отверждение при температурном режиме, соответствующем используемому связующему, и освещение экрана светом, в отличие от прототипа, укрепляют ткань из нитей, выбранных из стеклянных, кварцевых, каолиновых, полистирольных или полиметилметакрилатных нитей, пропитывание осуществляют связующим с показателем преломления не менее чем на 3% меньшим, чем показатель преломления материала соответствующей нити до заполнения ячеек между нитями, а после отвердения осуществляют полирование ткани на глубину до образования плоской рабочей поверхности, разделяющей нити на отдельные чередующиеся участки, целые по толщине по крайней мере в месте максимального прогиба участков. После полирования может быть осуществлено нанесение на рабочую поверхность цветного прозрачного покрытия в виде изображения. Освещение может осуществляться боковым светом. Для достижения нового технологического результата по второму варианту в световозвращающем экране, содержащем подложку с укрепленными на ней стеклянными нитями и связующее, в отличие от прототипа, нити выполнены в виде крученых нитей, выбранных из стеклянных, кварцевых, каолиновых, полистирольных или полиметилметакрилатных нитей, содержащих 90 450 волокон из соответствующего нитям материала диаметром 0,6 12 мкм и расположенных на подложке в одном направлении, при этом рабочая поверхность крученых нитей выполнена плоской и разделяющей волокна на отдельные чередующиеся участки, целые по толщине, по крайней мере в местах максимального прогиба волоков, связующее выполнено с показателем преломления не менее чем на 3% меньшим, чем показатель преломления материала соответствующей нити, при этом ячейки между волокнами заполнены связующим. Связующее может содержать 2,7% 50,1% мас. частиц с отражающей поверхностью. Экран может быть выполнен с цветным прозрачным покрытием, нанесенным на рабочую поверхность. Покрытие может быть выполнено в виде изображения. Технический результат по второму варианту достигается также тем, что в способе изготовления световозвращающего экрана, включающем укрепление на подложке стеклянных нитей, пропитывание поверхности нитей связующим, его отвердение при температурном режиме, соответствующем используемому связующему, и освещение экрана светом, в отличие от прототипа, укрепляют крученые нити, выбранные из стеклянных, кварцевых, каолиновых, полистирольных или полиметилметакрилатных нитей, содержащих 90 450 волокон из соответствующего нитям материала диаметром 0,6 12 мкм, на подложке в одном направлении, пропитывание осуществляют связующим с показателем преломления не менее чем на 3% меньшим, чем показатель преломления материала соответствующей нити, до заполнения ячеек между волокнами, а после отвердения осуществляют полирование крученых нитей на глубину до образования плоской рабочей поверхности, разделяющей волокна на отдельные чередующиеся участки, целые по толщине, по крайней мере в месте максимального прогиба волоков. После полирования может быть осуществлено нанесение на рабочую поверхность цветного прозрачного покрытия в виде изображения. Освещение может быть осуществлено боковым светом. Принципиальная схема световозвращающего экрана представлена на фиг. 1 (при продольном и поперечном расположении переплетенных нитей) по первому варианту и на фиг. 2 (при продольном расположении крученых нитей) по второму варианту, а также на фиг 3 (в виде освещаемого боковым светом дорожного знака). Световозвращающий экран по первому варианту содержит подложку 1 с укрепленной на ней тканью 2 (фиг. 1), выполненной с плоской рабочей поверхностью 3, разделяющей переплетенные стеклянные, кварцевые, каолиновые, полистирольные или полиметилметакрилатные нити 4 в продольном 5 и поперечном 6 направлениях в ткани 2, на отдельные равные чередующиеся участки 7, целые по толщине, по крайней мере в местах максимального прогиба 8 участков 7, ячейки между нитями заполнены связующим 9 с показателем преломления не менее чем на 3% меньшим, чем показатель преломления материала соответствующей нити 4, и содержащем 2,7% 50,1% маc. частиц с отражающей поверхностью, цветное прозрачное покрытие 10, выполненное в виде изображения и нанесенное на рабочую поверхность 3, и источник бокового освещения 11. Световозвращающий экран по второму варианту (фиг. 2) содержит подложку 1 с укрепленными на ней кручеными нитями 12, выбранными из стеклянных, кварцевых, каолиновых, полистирольных или полиметилметакрилатных нитей, содержащих 90 450 волокон из соответствующего нитям материала диаметром 0,6 12 мкм и расположенных на подложке 1 в одном направлении с плоской рабочей поверхностью 3, разделяющей волокна на отдельные равные чередующиеся участки 7, целые по толщине, по крайней мере, в местах максимального прогиба 8 волокон, ячейки между волокнами заполнены связующим 9 с показателем преломления не менее чем на 3% меньшим, чем показатель преломления материала соответствующей крученой нити 12, и содержащем 2,7% 50,1% мас. частиц с отражающей поверхностью, цветное прозрачное покрытие 10, выполненное в виде изображения и нанесенное на рабочую поверхность 3, и источник бокового освещения 11. Способ изготовления световозвращающего экрана по первому варианту реализуют следующим образом. На подложке 1, например, из лавсановой пленки, укрепляют, например, с помощью клея ГИПК-12-14 (ТУ 6-05-251-64-87; ТУ 6-05-251-48-88) или акриловой дисперсии АК-215-23 (ТУ 6-01-1141-88), например, стеклоткань 2, выполненную в виде расположенных в продольном 5 и поперечном 6 (фиг. 1) направлениях переплетенных стеклянных нитей 4 в ткани 2, например, стеклоткань марки НП-Г-750 шириной 1000 мм и толщиной 0,96





26,4% обеспечивающее высокие удельный коэффициент силы света и клеящие свойства (примеры N 4б г). Изменение угла освещающего потока от источника 11 (примеры N 4г, 8б, 9б, 3г, 5б, 6б, 7б) приводит к некоторому снижению удельного коэффициента силы света, обеспечивая выход основного потока под углом 60o к падающему световому потоку. Однако при этом светоотражающий экран эффективно работает с удельным коэффициентом силы света 23,0 25,6 кд/лм м2, причем часть светового потока может выходить также под углом 90o, как и падающий световой поток, несмотря на расположение участков 7 нитей 4 под углом, например, 30o к поверхности подложки 1, что обеспечивает видимость дорожного знака не только под углом 60o к падающему световоду потоку, но также и самим водителем транспортного средства. Использование связующего 9 с показателем преломления, меньшим показателя преломления нити 4 менее чем на 3% (пример N 3а), не позволяет использовать участки 7 нитей 4 в качестве световодов и приводит к сильному поглощению падающего на экран света материалом ткани и подложки, что в совокупности не позволяет практически использовать экран. В случае использования связующего 9 с показателем преломления меньшим, чем показатель преломления соответствующего материала нити на 3 и более процентов (примеры NN 3б-г, 4 10), все участки 7 нитей из материалов в соответствующих примерах работают в качестве световодов, обеспечивая эффективное использование экрана. Применение светоотражающих частиц (примеры NN 4б-д) позволяет повысить отражающие свойства как связующего 9, так и экрана в целом, и уменьшает коэффициент преломления связующего 9 относительно материала нитей 4, что повышает эффективность работы участков 7 нитей 4 в качестве световодов и повышает эффективность экрана в целом. При этом удельный коэффициент силы света повышается с 36,0 37,1 до 36,4 41,4 кд/лм м2. Использование цветного прозрачного покрытия (пример N 5а, б) в виде изображения предупреждающего знака, например "ОПАСНЫЙ ПОВОРОТ", позволяет использовать световозвращающий экран как в виде предупреждающего знака, так и в виде фонового световозвращающего щита, на который нанесено цветное покрытие в форме предупреждающего знака. В этом случае предупреждающий знак будет виден наблюдателю в цветном исполнении, отличном от фонового цвета экрана, сходного с цветом освещаемого светового потока при относительно высоком удельном коэффициенте силы света 25,0 29,9 кд/лм м2 (пример N 5а, б). Таким образом, предлагаемый световозвращающий экран имеет удельный коэффициент силы света не менее чем в 1,5 2,5 раза более высокий (примеры NN 3б, в, г, 4б е, 5а, б, 9а, б), чем по прототипу (пример N 10а), причем в случае освещения его боковым светом известный экран практически перестает работать (пример N 10б). На основании вышеизложенного достигаемым техническим результатом предлагаемого световозвращающего экрана и способа его получения является:
1. Повышение удельного коэффициента силы света световозвращающего экрана не менее чем в 1,5 раза за счет использования нитей стеклоткани в качестве световодов и связующего с частицами со светоотражающей поверхностью. 2. Улучшение технологичности изготовления экрана за счет возможности использования недефицитных вырабатываемых промышленностью тканей и за счет исключения необходимости изготовления подложки со светоотражающей поверхностью. 3. Снижается себестоимость изготовления световозвращающего экрана за счет замены операции получения светоотражающей поверхности подложки получением рабочей поверхности ткани. 4. Повышается безопасность использования плохо просматриваемых участков дорог в месте поворота за счет обеспечения возможности предупреждения о себе водителями встречных транспортных средств посредством световозвращающего экрана (дорожного знака, позволяющего передавать световой сигнал от источника света под необходимым углом в зависимости от угла поворота дороги. 5. Повышается эстетика благоустройства населенных мест и дорог. ТТТ1 ТТТ2 ТТТ3 ТТТ4
Формула изобретения
РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8