CH269841A - Lichtrückstrahler. - Google Patents

Lichtrückstrahler.

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CH269841A
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reflective
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Company Minnesot Manufacturing
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Minnesota Mining & Mfg
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    • G02—OPTICS
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    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/12—Reflex reflectors
    • G02B5/126—Reflex reflectors including curved refracting surface
    • G02B5/128—Reflex reflectors including curved refracting surface transparent spheres being embedded in matrix

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Description


      Lichtrückstrahler.       Die vorliegende Erfindung betrifft einen  Lichtrückstrahler, der auch geneigt zu seiner  Ebene einfallende Lichtstrahlen angenähert  gegen die Lichtquelle zurückwirft.  



  Der erfindungsgemässe Lichtrückstrahler ist  gekennzeichnet durch eine von einem reflek  tierenden Hintergrund getrennte Schicht von  kleinen, durchsichtigen Kugeln, ein dazwi  schenliegendes festes, durchsichtiges     lIedium     und ein über letzterem liegendes reflektie  rendes Bindemittel, in welchem die     Kugeln     teilweise eingebettet sind, so dass rund um  jede Kugel eine reflektierende Zone gebildet  wird, wobei die Kugeln das durchsichtige       yledium    derart berühren, dass die mit kleinem       h:

  ittfallswinkel    auf den     Liehtrüekstrahler    auf  treffenden und in die Kugeln eindringenden  Lichtstrahlen aus den Kugeln austreten und  durch das durchsichtige     Medium    bis auf den  reflektierenden Hintergrund hindurchgehen,  während Strahlen mit. grösserem Einfalls  winkel von der genannten Zone des reflektie  renden Bindemittels reflektiert werden.  



  In der einen Ausführungsform weist der  Lichtrückstrahler einen     semispiegelnden    me  tallisch reflektierenden Hintergrund und ein  diffus reflektierendes Bindemittel, in welchem  die Kugeln teilweise eingebettet. sind, auf,  derart, dass eine reflektierende Zone mit dif  fuser Reflexion rund um einen Teil einer  jeden Kugel gebildet wird, wobei der das  durchsichtige     lIedium    berührende Teil der  Kugeln klar ist, so dass Lichtstrahlen, die mit    kleinem Einfallswinkel auf     denLichtrückstrah-          ler    auftreffen, den metallisch reflektierenden  Hintergrund erreichen können.  



  Das durchsichtige feste Medium kann aus  mehr als einer Schicht zusammengesetzt sein.  Der     erfindungsgemässe    Lichtrückstrahler  kann als biegsames Blattmaterial ausgebildet  sein, welches für die Herstellung von im  Freien aufzustellenden Signalen verwendet:  werden kann.

   Dieses Blattmaterial kann zu  sammengesetzt sein aus einer biegsamen Un  terlage mit reflektierender Oberfläche, einer  Schicht von kleinen durchsichtigen Kugeln,  die von der reflektierenden Oberfläche der  Unterlage räumlich getrennt sind, einem  dazwischenliegenden, festen durchsichtigen       Medium,    welches von den Kugeln     berührt     wird und welches einen optischen Zugang zu  der reflektierenden Oberfläche schafft, und       einem    reflektierenden Bindemittel, welches  über dem durchsichtigen Medium liegt und  eine reflektierende Zone rund um einen Teil  der Kugeloberflächen bildet, wobei Strahlen,  die mit grossem Einfallswinkel auf den Licht  rückstrahler auftreffen und in die Kugeln  eindringen, an der genannten Zone reflek  tiert. werden.

   Die reflektierende Fläche der       Unterlage    und das reflektierende Bindemittel  können ein unterschiedliches     Farbreflexions-          vermögen    besitzen, so dass die Erscheinung  der Rückstrahlung gegen die Lichtquelle sieh  verändert, wenn der Einfallswinkel des Lich  tes von kleinen Werten zu grösseren Werten      übergeht, wobei die     Aussenfläche    des Binde  mittels durch aussen an dieser Fläche reflek  tiertes Licht sichtbar ist.  



  Der     erfindungsgemässe    Lichtrückstrahler  eignet sich für die Herstellung von Verkehrs  zeichen, Signalen     und        Markierungen.     



  Aus dem     erfindungsgemässen    Lichtrück  strahler hergestellte     Landstrassenverkehrszei-          chen    mit Rückstrahlung gegen die Lichtquelle  sind für die Insassen von sich nähernden  Fahrzeugen besser und auf grössere Entfer  nung sichtbar als gewöhnliche Verkehrszei  chen, da die zurückgeworfenen Lichtstrahlen  zu einem schmalen Kegel, der praktisch ko  axial mit den einfallenden Lichtstrahlen ist,  konzentriert werden kann und ein kleinerer  Teil des reflektierten Lichtes     aus    dem Ge  sichtsfeld zerstreut wird.  



  Der     Erfindtmgsgegenstand    wird     nun    an  Hand von Ausführungsbeispielen, die     in    den  beiliegenden Zeichnungen dargestellt sind, er  läutert.  



  Die     Fig.    1, 2 und 3 sind vergrösserte sche  matische Schnitte durch verschiedene Aus  führungsformen des erfindungsgemässen Licht  rückstrahlers. Diese Schnitte sollen das Prin  zip der Struktur zum Ausdruck     bringen    und  sind nicht als objektgetreue Querschnitte zu  werten. So sind die Kugeln weiter voneinan  der getrennt dargestellt, als dies normaler  weise der Fall ist,     und    jeder Kreis stellt einen  Vollen Umfang dar, was in einem echten  Schnitt nicht der Fall wäre, da die Kugeln  in Wahrheit nicht reihenweise angeordnet,  sondern angehäuft sind, so dass keine Schnitt  ebene durch die     Mittelpunkte        einer    Serie von  benachbarten Kugeln gelegt werden könnte.  



       Fig.1    stellt einen schematischen Schnitt  durch einen     mit    Glasperlen versehenen Licht  rückstrahler dar, der eine     mit    einer reflek  tierenden Oberfläche 11 versehene Unterlage  10 (welche starr oder     flexibel    sein kann) auf  weist. Die reflektierende Schicht kann die  Oberfläche der Unterlage selbst sein, wie da,  wo die letztere     aus    einem naturgemäss reflek  tierenden Material,     wie    z. B. Aluminiumfolie,  besteht, oder sie kann durch ein aufgetra  genes Blatt oder eine Deckschicht, welche re-    flektierend     sind,    gebildet werden.

   Die reflek  tierende Fläche ist mit einer durchsichtigen  Schicht 12 bedeckt, welche die Perlen in einer  vorbestimmten Entfernung von der genannten  reflektierenden Fläche hält, welche Schicht  ihrerseits mit einer reflektierenden Binde  schicht 13 bedeckt ist, in welcher eine Schicht  von durchsichtigen Kugeln 14 (wie z. B.  kleine Glasperlen) eingebettet ist. Die Ku  geln dringen in der Weise in die Binde  schicht, dass sie die durchsichtige Trennungs  schicht 12 berühren, wobei sie in ihr leicht  eingebettet sein können. Die äussern Teile  der Kugeln liegen frei und bilden eine Viel  zahl von     nebeneinanderliegenden    konvexen  Linsenelementen, in welche einfallende Licht  strahlen, die auf diese auftreffen,     eindringen     können.  



  Die äussere Reflexion von einfallendem  Licht findet an der     äussern,    frei zwischen  den Kugeln liegenden Oberfläche des reflek  tierenden Bindemittels statt., wie dies für den  Lichtstrahl a erläutert ist. Des weiteren wer  den Lichtstrahlen, die in einem beträchtlichen  Einfallswinkel auf die Kugeln auftreffen,  durch das reflektierende Bindemittel inner  lich reflektiert, da wo dieses unter Bildung  einer reflektierenden sphärischen Zone die  untern Teile der Kugeln berührt, wie dies  für den Lichtstrahl     b    erläutert ist. Wenn  dieses Bindemittel z. B. weiss ist, so erscheint  der Lichtrückstrahler bei Tag weiss und  gleicht einer gewöhnlichen     Markierungsfläehe,     die weiss bestrichen ist.

   Wenn das Bindemittel  gelb ist, so erscheint der Lichtrückstrahler  gelb usw. So bietet bei diffuser     Tagesbeleueh-          tung    die Oberfläche eines mittels des erfin  dungsgemässen Lichtrückstrahlers hergestell  ten Verkehrszeichens einen Anblick, der in  erster Linie durch die Farbe des reflektieren  den Bindemittels, in welchem die     Kugeln    ein  gebettet sind, bestimmt wird. Die Kugeln       l=aben    gewöhnlich einen Durchmesser von  einigen     Hundertstelmillimetern    und sind im  allgemeinen für den Beobachter einzeln nicht.

    wahrnehmbar, sogar aus     kurzer    Entfernung,  so dass die äussere Oberfläche den Anschein       erweckt,    als ob sie gleichförmig mit einem      Anstrich von der Farbe des Bindemittels be  deckt sei. Unter den Bedingungen der Sicht  bei Tag wird die Erscheinung nur wenig  durch die Anwesenheit und die Farbe der  reflektierenden Oberfläche 11 der Unterlage  beeinflusst, aus Gründen, die eben zur Dis  kussion standen.  



  Ungefähr senkrecht, auf den Lichtrück  strahler auftreffende Strahlen werden beim  Eindringen in die konvexe Oberfläche einer  jeden Kugel gebrochen, um auf der reflek  tierenden Oberfläche 11 der Unterlage zu  konvergieren, wobei sie durch die Kugel und  die durchsichtige Schicht 12 hindurchgehen.  Es tritt keine Brechung an der Hinterfläche  der Kugel ein, wenn die Kugel und die  Schicht 12 den gleichen Brechungsindex ha  ben, was aber nicht. notwendigerweise so sein  muss. Es gibt. keine der Dicke der Schicht 12  entsprechende Distanz, bei welcher alle ein  fallenden Strahlen in einem Punkt (vollkom  mener Brennpunkt) konvergieren würden,  sogar wenn die Kugeln vollkommen rund  wären, und zwar wegen der sphärischen Ab  erration, die sehr ausgeprägt ist.

   Es wurde  experimentell bestimmt, dass eine Distanz von       20        bis        50        %        des        Kugeldurehmessers        ein        Opti-          mum    an Leuchtkraft ergibt, wenn die Ku  geln den     Breehungsindex    von gewöhnlichem  Glas (etwa 1,50 bis 1,55) besitzen. Eine gute  Regel ist die, eine Distanz von etwa einem       Drittel    des mittleren Kugeldurchmessers zu  verwenden. Eine kleinere Distanz kann je  doch ebenfalls geeignet sein.  



  Die konvergierenden, auf der reflektie  renden Fläche 11 auftreffenden Strahlen  werden reflektiert und in Form eines Kegels  divergierender Strahlen durch die durchsich  tige Schicht 12 und die durchsichtige Kugel  zurückgeworfen und beim Austritt derart     ge-          broehen,    dass der Winkel, den die Strahlen  mit der optischen Achse bilden, verkleinert  wird.

   Die austretenden Strahlen sind gröss  tenteils zu einem schmalen Kegel konzen  triert und kehren in Form eines leicht. diver  gierenden Strahlenbündels zur Lichtquelle       zurüek,    wobei die Grösse der Divergenz von  der     Beschaffenheit.    des reflektierenden Hin-         tergrundes    und von der Grösse der Distanz  zwischen den Kugeln und dem reflektieren  den Hintergrund abhängt.  



  Dieses Phänomen würde sogar dann ein  treten, wenn die Strahlen in einem ziemlich  grossen Einfallswinkel auf den Lichtrück  strahler auftreffen würden. Die durch das  reflektierende Bindemittel an der Rückseite  der Kugel freigelassene Öffnung     lässt    jedoch  nur diejenigen einfallenden Strahlen durch,  die in einem relativ kleinen Einfallswinkel  auftreffen.  



  Im folgenden wird die Rückstrahlung  beschrieben, die dann auftritt, wenn der     Licht-          rüekstrahler    durch ein Lichtbündel beleuch  tet wird, wobei sich der Beobachter in der  Nähe der Achse des Lichtbündels befindet,  was bei Nacht. der Fall ist, wenn sich ein  Automobil einem     Landstrassensignal    nähert.  In diesem Fall ist die     Rüekstrahlung    selbst  dann für den Beobachter sichtbar, wenn er  sich in einer solchen Entfernung befindet,  dass er das an der     Aussenfläehe    des Binde  mittels reflektierte Licht nicht wahrnehmen  kann,     welehes    nach allen Richtungen zerstreut  wird, wie bei einem gewöhnlichen Signal.  



  Man nehme an, dass das Signal vertikal  neben der Strasse, im wesentlichen in einem  rechten Winkel zu ihr, aufgestellt ist, und  dass das sieh nähernde Fahrzeug weit ent  fernt ist, so dass das einfallende Licht im  wesentlichen normal oder in einem relativ  kleinen Einfallswinkel auf die Ebene des  Signals auftrifft..     Achsenparallele    Strahlen  eines solchen Strahlenbündels sind durch c in       Fig.    1 dargestellt.  



  In dem     Mass,    wie das Fahrzeug näher an  das Signal herankommt, wird der Einfalls  winkel grösser, bis nur noch wenige Strahlen  bis zur reflektierenden Oberfläche der Un  terlage dringen und von da nicht mehr zu  riickkehren können. Aber in dem Mass, wie       vier    Einfallswinkel relativ gross wird, werden  die Strahlen, die auf jede Kugel auftreffen,  auf der konkaven Oberfläche des reflektie  renden Bindemittels 13, welches in direkter  Berührung mit jeder Kugel steht und wel  ches dadurch eine sphärische Zone     bildet.         stark konvergieren     und    an der letzteren re  flektiert werden. Dies ist am einfallenden  Strahl     b    in     Fig.    1 gezeigt.

   Diese Strahlen  werden ebenfalls in Form eines in der Rich  tung auf     die    Lichtquelle gerichteten Kegels       zurückgeworfen,    der Kegel ist jedoch breiter,  da zwischen der Kugel und der reflektieren  den Fläche des Bindemittels kein Abstand  vorhanden ist. Dies ist ein Vorteil, denn je  näher dem Signal sich das Fahrzeug befin  det, desto grösser ist der Winkel, der von den  auf das Signal auftreffenden Lichtstrahlen  und jenen zurückgeworfenen Strahlen, die  das Auge des Beobachters im Fahrzeug er  reichen, gebildet wird und daher um so  grösser die Divergenz der Strahlen, welche  nötig ist, um     zu    verhindern, dass der Beob  achter sich ausserhalb des leuchtenden Licht  kegels befindet.

   Die Folge dieser grösseren  Divergenz,     nämlich    die Verringerung der       Konzentrierung    des Lichtes,     wird    dadurch  ausgeglichen, dass der Beobachter und die  Lichtquelle sich jetzt relativ viel näher am  Signal befinden, was an und für sich eine  Steigerung der Sichtbarkeit     bewirkt.     



  Der erfindungsgemässe Lichtrückstrahler  liefert also ein Maximum an Leuchtkraft       Lind    Sichtbarkeit, wenn dies am meisten nötig  ist, beispielsweise für den Fall, dass ein in  grosser     Entfernung    befindliches Fahrzeug  sich einem     Landstrassenverkehrszeichen    nä  hert, wobei die Lichtstrahlen der Scheinwer  fer in     einem    relativ kleinen     Einfallswinkel     auftreffen und das reflektierte Licht zu  einem engen Kegel konzentriert werden sollte.

    Der Lichtrückstrahler besitzt zugleich das  Vermögen, Licht, welches in einem relativ  grossen Einfallswinkel auftrifft, derart nach  der Lichtquelle zurückzuwerfen, dass das  reflektierte Licht als breiterer Kegel zurück  geworfen     wird,    in     Übereinstimmung    mit der  Forderung der grösseren Divergenz bei An  näherung des Fahrzeuges an das Signal.

   Wäh  rend der Zwischenphase der Annäherung des  Fahrzeuges wird Licht von jedem der reflektie  renden Flächentypen reflektiert, so     .dass    ein  allmählicher Wechsel eintritt, von vorwiegend    an der Fläche 11 der räumlich getrennten  Unterlage reflektiertem Licht zu     vorwiegend     an der konkaven Fläche des Bindemittels 13  reflektiertem Licht, wobei während des Über  ganges von der Weitsicht zur Nahsicht die  gewünschte Veränderung der Rückstrahlung  stattfindet.  



  Dieses Merkmal bleibt sogar dann erhal  ten, wenn die beiden reflektierenden Flächen  vom gleichen Typus sind, z. B.     wenn    die re  flektierende Fläche 11 und das reflektierende  Bindemittel 13 von der Art eines weissen An  striches sind (ein Beispiel dieser Art liegt in  einem mit     Titandioxyd    oder einem andern  weiss zerstreuenden Pigment pigmentierten  Deckgemisch vor).  



  Das Distanzmaximum der Sichtbarkeit  kann dadurch weiter erhöht werden, dass als  reflektierende Hintergrundschicht 11 eine  solche des     semispiegelnden    Typus verwendet  wird, indem eine metallische Oberfläche er  zeugt wird. So kann eine Schicht eines An  striches aus schuppenförmigem Aluminium  verwendet werden, welche so auf die Unter  lage aufgetragen wird, dass die Aluminium  schuppen ungefähr parallel zur flachen Ober  fläche liegen, wenn der Anstrich trocken ge  worden ist. Eine Aluminiumfolie, die ent  weder selbst als Unterlage oder als     Überzug     der Unterlage     verwendet    wird, gibt einen  stärker spiegelnden Reflektor ab. Das reflek  tierende Bindemittel 13 kann ebenfalls vom  metallischen oder     semispiegelnden    Typus sein,  z.

   B. wenn ein mit Aluminiumschuppen pig  mentiertes Bindemittel verwendet wird. So  können sowohl der reflektierende Hinter  grund als auch das Bindemittel     semispiegelnd     sein. Es ist jedoch wünschbar, eine Kombi  nation aus einem diffus reflektier enden Binde  mittel (z.

   B. einem mit     Titandioxyd    pigmen  tierten Bindemittel) und einem     semispiegeln-          den    Hintergrund zu     verwenden;    denn diese  ergibt eine allgemein wirksamere Art der Re  flexion für Strahlen mit kleinem Einfalls  winkel und bewirkt eine breite Divergenz der  reflektierten Strahlen mit grossem     Einfalls-          winkel,    wie dies gewöhnlich     erwünscht    ist.      Des weiteren wird mittels eines solchen  diffus reflektierenden     pigmentierten    Binde  mittels eine wirksamere Reflexion für Strah  len, die zwischen den Kugeln auftreffen, und  ein besseres     Siclitbarwerden    bei Tag erzielt..

    Unter den Bedingungen der Sieht. bei Nacht  gibt eine solche Kombination bei Betrach  tung aus Distanz einen silbrigen Schein (da  Gier hintere Reflektor aus einem Aluminium  anstrich oder einer Aluminiumfolie besteht)  und bei Betrachtung aus der Nähe (für  Strahlen mit einem grossen Einfallswinkel)  einen weissen Schein,     wenn    das Bindemittel  weiss ist, oder einen farbigen Schein, wenn  ein farbiges Bindemittel verwendet wurde  (z. B. ein solches, welches mit einem gelben  Pigment gefärbt ist).  



  Andere     Mehrfarbeneffekte    können erzielt  werden, wenn z. B. der     reflektierende    Hinter  grund 11 eine     weiss    pigmentierte Schicht ist,  während das Bindemittel 13 mit einem gelben  oder einem andern reflektierenden gefärbten  Pigment. pigmentiert ist. Bei Tag ist der  Schein gelb, ebenso bei Nacht, wenn das Licht  in relativ grossen Einfallswinkeln auftrifft.  Es wird weisses Licht zurückgeworfen, wenn  das einfallende Licht einen kleinen Einfalls  winkel hat.

   Wenn ein     Landstrassensignal    aus  grosser Distanz von einem sich     nähernden     Fahrzeug aus betrachtet wird, so erscheint  eine rückstrahlende Fläche dieser Art weiss;  und so wie das Fahrzeug sich nähert, ändert  der Schein nach     Hellgelb    und nach einem  immer tiefer werdenden Gelb, je mehr mit  ständig zunehmendem Einfallswinkel des auf  treffenden Lichtes Licht am Bindemittel re  flektiert wird. Dies erlaubt dem Fahrzeug  lenker auch, das Mass seiner Entfernung vom  Signal ungefähr zu schätzen, was im Fall von  Stoppsignalen wertvoll ist. Der Wechsel des  Scheines ist für Werbetafeln wertvoll als zu  sätzliches Mittel, um die Neugierde und die  Aufmerksamkeit zu wecken.

      Im allgemeinen ist es erwünscht, wenn der  reflektierende     Hintergrund    vom weissen oder  metallischen Typus ist, um eine maximale  Reflexion und eine minimale Absorption des    Lichtes und dadurch eine Sichtbarkeit auf  grösste Distanzen zu erhalten. Im Fall von  Werbetafeln jedoch, mit welchen man die  Wirkung des Neuartigen zu erzielen und das  Interesse zu wecken wünscht, kann ein ge  färbter reflektierender Hintergrund mit einem  Bindemittel von verschiedener Farbe kombi  niert werden. So kann der Hintergrund gelb  und das Bindemittel rot sein, so dass der  Schein stufenweise von gelb über orange nach  rot umschlägt, in dem Mass, als     Annäherung     an den Lichtrückstrahler erfolgt.

   Um die Re  flexion zu steigern, kann man helle Farbtöne  verwenden, indem man dem gefärbten Pig  ment etwas weisses Pigment zusetzt. Ein wei  teres Beispiel liegt in der Kombination eines  gelben reflektierenden Hintergrundes mit       einem    hellblauen Bindemittel (welch letzterem  weisses Pigment zugesetzt ist., um das Re  flexionsvermögen zu steigern) vor. Diese     Kom-          binierung    wirkt sich darin aus, dass der  Schein der Signalfläche von gelb über grün       raeh    blau umschlägt, in dem Mass als An  näherung an das Signal stattfindet.  



  Es ist erwähnt worden, dass beim Ge  brauch von Kugeln mit dem Brechungsindex  von gewöhnlichem Glas (etwa 1,50 bis 1,55l  der optimale Zwischenraum zwischen den Ku  geln und dem reflektierenden Hintergrund  20 bis 50     %    des Kugeldurchmessers beträgt.  Die Durchmesser der Kugeln schwanken  etwas, sogar nach feiner Sortierung; es wird  deshalb ein Mittelwert verwendet. In gewis  sen Fällen mag es wünschenswert sein, einen  kleineren Zwischenraum anzuwenden, - als  jenen, mit welchem ein Distanzmaximum der  Sichtbarkeit erzielt wird, um eine grössere  Divergenz des am Hintergrund reflektierten  Lichtkegels zu erhalten. So bietet. die Ein  stellung der der     Trennungsschichtdicke    ent  sprechenden Distanz eine Möglichkeit, die  Divergenz der Rückstrahlung zu variieren.

    Die Dicke der Schicht 12 für das Maximum  der Sichtbarkeit ist eine Funktion des Bre  chungsindexes der Kugeln. Unter der An  nahme, dass die durchsichtige Trennungs  schicht 12 im wesentlichen den gleichen     Bre-          chungsindex    wie die Kugeln besitzt, nimmt      die     optimale    Distanz ab, von z. B. 35      /o    des  Kugeldurchmessers für einen Index von 1,50  bis 1,55 nach dem Wert 0 für einen Index  von 1,85 bis 1,90 und nimmt mit fallendem  Brechungsindex in der andern     Richtung    zu.

    Der optimale Zwischenraum wird kleiner oder  grösser sein, je nachdem die durchsichtige  Trennungsschicht 12, welche die Kugeln be  rührt, einen kleineren oder grösseren Bre  chungsindex als die Kugeln besitzt, infolge  der Brechung an der Grenzfläche.  



  Die Kugeln können einen mittleren Durch  messer von<B>0,076</B> bis 1,27 mm aufweisen. Die  Grösse des Durchmessers kann durch die Not  wendigkeit bestimmt werden, eine möglichst  glatte Oberfläche des Lichtrückstrahlers und  eine bestimmte     Distänz    zwischen den Kugeln  und dem reflektierenden Hintergrund zu er  halten. Die Verwendung von kleinen Ku  geln mit einem mittleren Durchmesser von  einigen     Hundertstelmillimetern    ist nicht nur  für die Herabsetzung der Kosten und die  Verbesserung der strukturellen Festigkeit vor  teilhaft, sondern auch zur Erzielung einer  ebenen und möglichst glatten Oberfläche,  welche sich zum Bedrucken oder Bemalen  mit Schablonen eignet.

   So kann man bei der       Herstellung    eines Verkehrszeichens ein Blatt  des     erfindungsgemässen    Lichtrückstrahlers an  streichen oder bedrucken, um gewisse Flä  chenteile zu  verdunkeln  oder mit einem  gefärbten Überzug zu versehen, dessen Farbe  von derjenigen des     Bindemittels    verschieden  ist.  



       Fig.    2 stellt eine weitere Ausführungsform  des Erfindungsgegenstandes dar, die im  grossen     -und    ganzen gleich derjenigen von       Fig.    1 ist, mit der Ausnahme, dass das feste  durchsichtige Medium zwischen dem Binde  mittel und dem reflektierenden Hintergrund  aus zwei Schichten besteht, nämlich den  Schichten 17 und 18. Diese Ausführung weist  eine Unterlage 15     auf,    die mit einer reflek  tierenden Oberfläche 16 versehen ist, welche  mit einer durchsichtigen, einen Teil des ge  nannten Mediums bildenden Schicht 17 be  deckt ist.

   Bei der     Herstellung    des Lichtrück  strahlers wird über die feste Schicht 17 eine    flüssige oder plastische Substanz aufgetragen,  die dazu bestimmt ist, zu trocknen oder durch  Erstarren in einen festen Zustand überzu  gehen zwecks Bildung einer dünnen durch  sichtigen Schicht 18. Bevor die letztere fest  geworden ist, wird eine Bindemittelschicht 19  und über diese die Kugeln oder Glasperlen  20 aufgetragen, so dass die letzteren durch  das reflektierende Bindemittel und in oder  durch die durchsichtige Schicht 18 sinken.  Dadurch erhält man eine bessere     Apertur,     durch welche die Strahlen hindurchgehen, die  nach dem reflektierenden Hintergrund hin  gehen bzw. von diesem zurückkommen.

   Die  durchsichtige Schicht 18 ist relativ dünn, da  mit keine übermässige Einwirkung auf die ge  wünschte Reflexion an der Fläche des reflek  tierenden Bindemittels eintritt.  



       Fig.    3 stellt eine ähnliche Ausführungs  form dar, mit der Ausnahme, dass beim Auf  bringen des reflektierenden Bindemittels und  der Kugeln die Reihenfolge umgekehrt ist. Die  Unterlage 21, die einen     reflektierenden    Über  zug 22 aufweist, ist mit einer festen, durch  sichtigen Schicht 23 bedeckt.. Über der letz  teren ist eine dünne Schicht 24 angebracht, in  welche die Kugeln 25 hineingedrückt werden,  so dass einzelne Kugeln die durchsichtige  Schicht 23 sogar berühren. Die     Kugeln    wer  den angebracht, bevor die durchsichtige  Schicht 24 eintrocknet oder durch Erstarren  in einen festen Zustand übergeht.

   Infolge  der     Kapillarwirkung    steigt das durchsichtige  Schichtmaterial längs der sphärischen Flä  chen empor, wie dies in der Zeichnung ge  zeigt ist. Dadurch entsteht eine noch brei  tere     Apertilr,    so dass Strahlen mit einem be  trächtlichen Einfallswinkel den reflektieren  den Hintergrund erreichen können. Die  Schicht 24 ist aber noch dünn genug, um  eine Reflexion von Strahlen mit relativ  grossen Einfallswinkeln an dem reflektieren  den Bindemittel 26 zu erlauben. Das letztere  wird zu     allerletzt    in genügender Menge auf  die Kugeln aufgetragen, so dass die Zwischen  räume ausgefüllt werden und Hüllen zum  Festhalten der Kugeln und reflektierende  Zonen um die Kugeln entstehen.

   Das Binde-      material, das infolge dieser Methode des     Auf-          tragens    die äussern Teile der Kugeln bedeckt,  kann     nachträglich    entfernt werden, z. B. durch  einen     Schleifvorgang,    so     dass    die Kugeln  direkt dem einfallenden Licht ausgesetzt wer  den.    Es folgen nun beispielsweise Angaben über  die     IIerstellung    eines     Liehtrüekstrahlers,    wel  cher     bieg:5ain    und wasserfest ist und für die       lIerstellung    von im Freien brauchbaren Si  gnalen versendet werden kann.

   Dieser Licht  rückstrahler weist die in     Fig.        \?    beschriebene  Struktur auf.  



  Zuerst wird eine Unterlage verfertigt.  Diese kann eine Papierschicht sein, welche  zwecks Abdichtung und     Wasserdichtmachung     imprägniert wurde, und welche auf der einen  Seite mit einer reflektierenden Schicht be  deckt wird, z. B. durch Auftragen einer Deck  substanz, die ein weisses oder gelbes Pigment  oder einen Firnis enthält, welcher Aluminium  schuppen aufweist, zwecks Bildung einer     semi-          spiegelnd    reflektierenden Fläche mit einem   silbrigen  Schein. Es kann auch eine wasser  lichte,     flexible    und etwas streckbare, reflek  tierende Unterlage, die nicht faserig ist, ver  wendet werden, z.

   B. ein     Polyvinylbutyral-          film,    dessen eine Seite mit einer reflektie  renden Schicht bedeckt ist, welche z. B. durch  das Auftragen einer flüchtigen, ein Pigment  oder Aluminiumschuppen enthaltenden Lö  sung von     Poly        viny        lbutyral    und durch nach  trägliches Trocknen gebildet werden kann.  



  Man kann auch ein mit vulkanisiertem  Kautschuk imprägniertes Papier verwenden,  welches mit einer reflektierenden Oberfläche  vom     semispiegelnden,    silbrigen Typus ver  sehen wird, z. B. durch überziehen mit     Alu-          ininiumfirnis.    Dieses kann zu einer Rolle von  grosser Länge und dann wie folgt weiter ver  arbeitet werden.    Die     reflektierende    Oberfläche der Rolle  wird mit einem     durchsichtigen        -Material    be  leckt,     welch    letzteres dazu bestimmt ist., die  durchsichtige Schicht 17 von     Fig.    2     ztt    bilden.

    Die Dicke der Schicht kann etwa ein Drittel  des durchschnittlichen Durchmessers der ver-    wendeten Kugeln betragen, wenn gewöhnliche  Glasperlen verwendet werden (Brechungs  index etwa 1,50 bis 1,55), um ein Optimum  an Reflexion zu erhalten. Im Falle von Glas  perlen, die einen durchschnittlichen Durch  messer von etwa 0,15 bis 0,18 mm aufweisen,  bedeutet dies eine endgültige Dicke der  Schicht 17 von etwa. 0,05 bis 0,06 mm. Wenn  Perlen mit einem höheren Brechungsindex  verwendet werden, ist. die optimale Dicke klei  ner. Wenn z. B. Perlen mit einem     Breehungs-          index    von 1,65 verwendet werden, beträgt die  günstige Dicke 0,025 bis 0,038 mm.  



  Ein geeignetes Material zur Herstellung  der Schicht 17 ist eine 80prozentige Lösung  eines mit einem trocknenden Öl modifizierten       Alkydharzes.    Die Schicht kann durch Er  hitzen während 24 Stunden bei etwa 850 C  gehärtet werden. Ein     Alkcdharz    dieser Art  kann aus folgenden Bestandteilen erhalten  werden:

    
EMI0007.0034     
  
    Gewichtsteile
<tb>  Plithalsäureanhy <SEP> drill <SEP> 176
<tb>  Glyzerin <SEP> 93
<tb>  Leinöl-Fettsäure <SEP> 166
<tb>  wasserfreies <SEP> Rizinusöl <SEP> 63       Als Lösungsmittel des modifizierten     Al-          li.#ydharzes    kann eine flüchtige Fraktion von       Kohlenwasserstoffen    aromatischen Charakters  oder Benzol oder     Toluol    oder Mischungen  dieser beiden verwendet werden.  



  Nach erfolgtem     Härten    der Schicht<B>17</B> wer  den die dünne, durchsichtige Schicht 18 und  das reflektierende Bindemittel 19     (Fig.    2)  nacheinander aufgetragen und weder getrock  net noch behandelt, bis die Kugeln darin ein  gebettet sind.

   Das     -Material    für die durch  sichtige Schicht 18 kann folgende     Zusain-          mensetzung    aufweisen:  
EMI0007.0044     
  
    Flüssige <SEP> Alkydharzmischttng <SEP> 200
<tb>  50prozentige <SEP> Harnstoff  Formaldeliydharz-Lösung <SEP> 100
<tb>  Benzol <SEP> oder <SEP> Toluol <SEP> 15       Die flüssige     Allzvdharzmisclittng,    die zu  65<B>%</B> aus einem     Alkydharz    und zu 35 % aus  einem.     Plastifizierungsmittel    vom Typus eines      nichttrocknenden     Öls    oder einer nichttrock  nenden Fettsäure zusammengesetzt ist, kann  durch ein ähnliches Material ersetzt werden.

    Als     Beispiel    für ein     Alkydharz    sei jenes be  kannte Harz genannt, das aus     Phthalsäure-          anhydrid    und Glyzerin hergestellt wird. Ri  zinusöl ist     ein    Beispiel für ein nichttrock  nendes Öl, und     Rizinolsäure    ist die Säure,  welche daraus erhalten werden kann, z. B. da  durch, dass das Glyzerin und das Rizinusöl  zusammen erhitzt werden, bevor sie dem       Phthalsäureanhydrid    zugesetzt werden.  



  Das     Lösungsmittel    der 50prozentigen Lö  sung von     Harnstoff-Formaldehydharz    ist aus  60 Teilen     Butylalkohol    und 40 Teilen     Xylol          zusammengesetzt.     



  Die durchsichtige Schicht 18 wird in einer  solchen Menge aufgetragen, dass eine endgül  tige Schicht entsteht, deren Dicke nur einen  kleinen Bruchteil des Kugeldurchmessers be  trägt (siehe     Fig.2).    Die Schicht kann mit  tels     Walzen    aufgetragen werden.  



  Hierauf wird ohne weitere Behandlung  das reflektierende Bindemittel 19 aufgetragen.  Dies kann so erfolgen, dass der oben beschrie  bene Mischungstypus     verwendet    wird, der für  die durchsichtige Schicht 17 zur Anwendung  kommt, und ein Pigment mutvermahlen wird,  z. B.     Titandioxyd,    um ein weisses Bindemittel  zu bilden (das Gewicht an     Titandioxyd    ist  ungefähr gleich demjenigen des Harzes, und  es wird eine Spur von Ultramarineblau     als          Verstärker    für das Weiss zugefügt).

   Dieses  Bindemittel kann mittels eines     Abstreifmes-          sers    aufgetragen werden, um in der gewünsch  ten Dicke ausgebreitet zu werden, welche der  art sein sollte, dass die Kugeln in Hüllen fest  gehalten sind, dass aber die obern Teile aus  dem Produkt herausragen.  



  Die Kugeln, z. B. Glasperlen, werden hier  auf     auf    die weiche Oberfläche aufgebracht,  und der Überschuss entfernt, so dass eine ein  zige Kugelschicht zurückbleibt. Das Ganze       wird    zwischen     Walzen    gebracht, um die Per  len durch die Bindeschicht 19 und in die  durchsichtige Schicht 18, bis nahe an die  feste     Trennungsschicht    17,     hinunterzudrücken     (siehe     Fig.    2).

   Das Hineindrücken der Perlen    in die durchsichtige Schicht 18 bewirkt, dass  durch Reibung in der letzteren die untern  Teile der Perlen vom pigmentierten Binde  mittel im wesentlichen gesäubert werden, und  dass eine optische     Apertur    für Lichtstrahlen  entsteht, welche auf die weiter unten liegende  reflektierende Fläche 16 auffallen sollen.  



  Der fertige, mit Perlen bedeckte Licht  rückstrahler kann hierauf, zwecks Härtung  der zuletzt aufgetragenen Schichten, durch  Erhitzen auf Gestellen im Ofen während  24 Stunden bei<B>850</B> C behandelt werden.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH Lichtrückstrahler, der auch geneigt zu sei ner Ebene einfallende Lichtstrahlen angenä hert gegen die Lichtquelle zurückwirft, ge kennzeichnet durch eine von einem reflektie renden Hintergrund getrennte Schicht von kleinen durchsichtigen Kugeln, ein dazwischen liegendes festes, durchsichtiges Medium und ein über letzterem liegendes reflektierendes Bindemittel, in welchem die Kugeln teilweise eingebettet sind, so dass riuid um jede Kugel eine reflektierende Zone gebildet wird, wobei die Kugeln das durchsichtige Medium derart berühren,
    dass die mit kleinem Einfallswinkel auf den Lichtrückstrahler auftreffenden und in die Kugeln eindringenden Lichtstrahlen aus den Kugeln austreten und durch das durchsichtige Medium bis auf den reflektie renden Hintergrind hindurchgehen, während Strahlen mit grösserem Einfallswinkel an der genannten Zone des reflektierenden Binde mittels reflektiert werden. UNTERANSPRÜCHE 1. Lichtrückstrahler gemäss Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass der re flektierende Hintergrund metallisch ist und semispiegelnde Reflexion, das reflektierende Bindemittel aber diffuse Reflexion aufweist. 2.
    Lichtrückstrahler gemäss Patentan spruch und Unteranspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass der reflektierende Hintergrund eine metallische Oberfläche aus Aluminium aufweist, welche eine silbrige semispiegelnde Reflexion gibt, und dass das reflektierende Bindemittel pigmentiert ist und eine diffuse Reflexion aufweist.
    3. Lichtrüekstrahler gemäss Patentan- sprueli tuid Unteransprüchen 1 und 2, da- dureh gekennzeiehiiet, dass der reflektierende Hintergrund und das reflektierende Binde mittel in ihren farbreflektierenden Eigen schaften verschieden sind, so dass die Farbe der Rückstrahlun- in dein llass ändert, wie der Einfallswinkel des Lichtes von kleinen zu grösseren Werten übergeht.
    Lichtrückstrahler gemäss Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass er eine biegsame Unterlage aufweist, dessen eine Fläche den reflektierenden Hintergrund bil clet. 5. Lichtrückstrahler gemäss Patentan spruch und Unteranspruch 4, dadurch ge kennzeichnet, dass die reflektierende Fläche der Unterlage metallisch und semispiegelnd ist.
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