Знаки с внутренней подсветкой - RU2319220C2
Код документа: RU2319220C2
Чертежи
Описание
Область техники
Настоящее изобретение относится к знаку с внутренней подсветкой новой конструкции, который содержит информационную дисплейную секцию, имеющую поверхность, отражающую свет, приходящий с лицевой стороны знака, и пропускающую свет, приходящий изнутри знака, светильник, расположенный на обратной стороне дисплейной секции, и корпус, в котором размещены информационная дисплейная секция и светильник.
Более конкретно, изобретение относится к отражающему знаку с внутренней подсветкой, который содержит
информационную дисплейную секцию, имеющую по меньшей мере одну ровную или изогнутую поверхность, которая отражает свет, идущий с лицевой стороны знака, и пропускает свет изнутри знака, осветитель, расположенный с обратной стороны информационной дисплейной секции, корпус, в котором размещены информационная дисплейная секция и осветитель,
указанный знак характеризуется тем, что
отражающий элемент, используемый в информационной дисплейной секции, является призматическим отражающим элементом в соответствии с принципом полного внутреннего отражения,
множество призматических отражающих элементов расположены в ближайшем контакте друг с другом, формируя непрерывную отражающую плоскость,
по меньшей мере отражающая область с обратной стороны множества призматических отражающих элементов не имеет участка, связанного с другими слоями.
Предшествующий уровень техники
Знак с внутренней подсветкой, содержащий информационную дисплейную секцию, имеющую по меньшей мере одну плоскую или изогнутую поверхность, которая отражает свет, идущий с лицевой стороны знака, и пропускает свет, идущий изнутри знака. Светильник расположен с обратной стороны дисплейной секции. Корпус, вмещающий и удерживающий информационную дисплейную секцию и светильник, имеет известную конструкцию.
Например, в выкладке японской заявки l989-298395-A Bradshaw, раскрыт знак с внутренней подсветкой, содержащий вложение, пропускающее свет по меньшей мере с одной стороны, служащей лицевой стороной, и кубическое угловое отражающее покрытие, расположенное для отражения светового луча, падающего на лицевую сторону знака, причем кубическое угловое отражающее покрытие содержит слой покрытия, имеющий множество отражающих уголковых элементов, и базовый слой прозрачного материала, частично связанный со слоем покрытия, и имеет области, где базовый слой связан со слоем покрытия, которые:
a) оптически прозрачны к внутреннему свету с углом падения, равным нулю градусов или более, и менее чем 90 градусов,
b) распространены среди областей, занятых кубическими угловыми элементами, причем отношение таких прозрачных областей к общей области покрытия и их размещение относительно друг друга зафиксированы, чтобы обеспечить рассмотрение знака посредством либо внутренней подсветки, либо отраженного света, или одновременно.
В выкладке японской заявки 1990-285301-А, Benson, раскрыт знак с внутренней подсветкой, содержащий покрытие, прозрачное для света по меньшей мере с одной стороны, служащей лицевой стороной, покрытие для отражения светового луча на лицевую сторону знака и отражающее покрытие, расположенное так, чтобы отражать световой луч на лицевую сторону знака, который использует частично прозрачное отражающее соединение, образованное тремя пересекающимися комплектами параллельных канавок, содержащих основу, призматические элементы, имеющие боковые грани, пересекающиеся с основой на ее краях, и разделительные поверхности на основе, в которой:
a) каждый комплект канавок имеет боковой угол канавки, который постоянен для этого набора;
b) поверхности разделения прозрачны, связаны краями оснований боковых граней призматических элементов, лежат между призматическими элементами по меньшей мере в одной из канавок и имеют в любой точке вдоль любой канавки, в которой они лежат, изогнутое поперечное сечение.
Кроме того, до настоящего времени известно множество усовершенствований для улучшения видимости отражающих покрытий при дневном свете, например одно из них известно как использование флюоресцентного явления в покрытии путем введения флюоресцентного красящего агента в любой из слоев, формирующих отражающее покрытие.
Например, в патенте США 3830682 (Rowland) указано, что флюоресцентные отражающие экраны особого цветового оттенка могут быть изготовлены путем смешения флюоресцентного красящего агента, например Rhodamine В Extra, Rhodamine 6DGN, Fluorol 7GN или Amaplast Orange LFP, с призматическим слоем треугольно-пирамидального кубического углового отражающего покрытия.
В патенте США 5387458 Pavalka раскрыты флюоресцентные отражающие покрытия, имеющие особый цветовой оттенок, содержащие экранный слой, по существу прозрачный для видимого света и поглощающий ультрафиолетовые лучи, и слой с треугольно-пирамидальными кубическими угловыми отражающими элементами, в который добавлен краситель: тиоиндигоид, тиоксантен, бензоксазол кумарин или перилен имид.
В патенте США 5605761, Burns раскрыто флюоресцентное отражающее покрытие, имеющее особый цветовой оттенок, в его треугольно-пирамидальный кубический угловой отражающий слой добавлены флюоресцентный краситель тиксантон, перилен имид или тиоиндигоид и аминовый светоблокирующий стабилизатор.
В патенте США 5672643, Burns раскрыто флюоресцентное отражающее покрытие, имеющее цветовой оттенок в пределах специфического диапазона, в котором отражающий слой элементов кубически углового отражающего покрытия содержит, в сочетании, флюоресцентный красящий агент перилен имид, имеющий специфическую структуру, и специфический флюоресцентный красящий агент, выбранный из Lumogen F Yellow 083, CI Solvent Yellow 160:1, CI Solvent Green 4, CI Pigment Yellow 101, CI Solvent Yellow 131, CI Solvent Yellow 98, Oraset Yellow 8GF, CI Solvent Green 5 и Golden Yellow D-304.
Указанное кубическое угловое отражающее покрытие (соответствующее призматическому отражающему покрытию настоящего изобретения), описанное в патенте Bradshow, содержит слой покрытия, имеющий множество отражающих кубических угловых элементов, и базовый слой прозрачного материала, связанный со слоем покрытия. И, поскольку базовый слой имеет области, связанные со слоем покрытия, в связанных областях нарушена отражающая функция отражающих призматических элементов. Поэтому отражательная способность покрытия в целом существенно уменьшена.
Отражающие покрытия, имеющие такие связанные области, хорошо известны в настоящее время и обычно представляют собой отражающие покрытия формы, как указано в патенте США 4025159, McGrath, например, для сохранности изолирующей структуры, чтобы гарантировать обеспечение воздушного слоя за призматическими отражающими элементами. В патенте также раскрыты различные полимеры, способные формировать оптически прозрачные или непрозрачные связанные области, чтобы придавать изолирующую структуру отражающим покрытиям из стеклянных шариков или кубическим угловым отражающим покрытиям.
Призматические отражающие покрытия, подобные описанным выше, хорошо известны, (см., например, Scotchlite Diamond Grade, производимый Minnesota Mining and Manufacturing Company, U.S.A., или Nikkalite Crystal Grade, производимый Nippon Carbide Industries, Co., Inc.). Согласно проведенным измерениям уменьшение отражательной способности этих изделий из-за изолирующей структуры достигает от 30 до 40%. Также было обнаружено, что процент передачи света от светильника, установленного сзади, уменьшается в связанных областях.
Изделия, кроме того, имеют непрезентабельный внешний вид, или сравнительно небольшие буквы, отображенные на них, трудны для чтения, поскольку не может быть достигнут однородный внешний вид при указанных изолирующих структурах, когда отражающие области и связанные области отличаются по цвету и качественному впечатлению.
В отражающем покрытии, предложенном в 1990-285301 Benson, где используются призматические отражающие элементы, имеющие между собой разделяющие поверхности, призматические отражающие элементы отсутствуют в областях, где предусмотрены поверхности разделения, аналогично элементам, описанным в 1989-298395 Bradshaw, и, следовательно, покрытие имеет проблемы, заключающиеся в том, что отражательная способность в целом заметно уменьшена.
В знаке с внутренней подсветкой его источник света установлен внутри знака и недостаток пониженной видимости резко возрастает вне зависимости, с какого направления рассматривается знак. При отключении питания или поломке лампы, присутствие знака подтверждается только отражением света фары от него. В таких случаях, особенно, когда световой сигнал или входной угол значительны, видимость знака резко ухудшается. Следовательно, для знаков с внутренней подсветкой особенно важно использовать отражательные элементы с превосходными входными углами. Знаки с внутренней подсветкой, использующие отражательные элементы с такими превосходными входными углами, тем не менее, до настоящего времени неизвестны. Более того, известные в настоящее время знаки с внутренней подсветкой по-прежнему имеют проблемы, связанные с деградацией углов входа, и одновременно со снижением отражательной способности, вызываемой вышеописанными причинами.
С другой стороны, для многих знаков движения, оснащенных призматическими отражающими покрытиями, флюоресцентные цвета адаптированы для улучшения видимости в дневное время. Можно легко приспособить флюоресцентные цветные призматические отражающие элементы для тех знаков с внутренней подсветкой, которые раскрыты в патентах Bradshaw или Benson. Несмотря на то, что адаптированием флюоресцентных цветов можно улучшить дневную видимость знака, все еще сложно решить проблему уменьшения отражательной способности или достичь превосходных углов.
Задачей настоящего изобретения является создание знака с внутренней подсветкой, который может быть использован в качестве знаков движения, например дорожных знаков, регулирующих знаков, указательных знаков, строительных знаков и коммерческих знаков, и который демонстрирует улучшенную видимость не только в дневное, но и в ночное время, поскольку он снабжен информационной дисплейной секцией, имеющей поверхность, отражающую свет, идущий с лицевой стороны знака, и пропускающую свет изнутри знака.
Другой задачей настоящего изобретения является создание знака с внутренней подсветкой, имеющего отличную видимость в широком угловом диапазоне даже в случаях отказа питания или поломки лампы, благодаря наличию отражающих элементов, демонстрирующих превосходные отражательные способности в широком диапазоне угла входа.
Еще одной задачей настоящего изобретения является создание знака с внутренней подсветкой, в котором цвет, используемый в информационной дисплейной секции отражающего знака с внутренней подсветкой, является флюоресцентным в дневное время, и дополнительно улучшена видимость знака не только в дневном свете, но и ночью.
Сущность изобретения
Поставленная задача, согласно настоящему изобретению, решена путем создания знака с внутренней подсветкой, содержащего информационную дисплейную секцию, имеющую по меньшей мере одну плоскую или изогнутую поверхность, которая отражает свет с лицевой стороны знака и пропускает свет изнутри знака, осветитель, расположенный с обратной стороны информационной дисплейной секции, и корпус, в котором размещены информационная дисплейная секция и осветитель, при этом указанный знак характеризуется тем, что
отражающий элемент, используемый в информационной дисплейной секции, представляет собой призматический отражающий элемент в соответствии с принципом полного внутреннего отражения,
множество указанных призматических отражающих элементов размещены в ближайшем контакте друг с другом, образуя непрерывную отражающую плоскость,
по меньшей мере отражающая область на обратной стороне множества призматических отражающих элементов не имеет участка, связанного с другими слоями.
Указанная информационная дисплейная секция имеет по меньшей мере одну плоскую или изогнутую поверхность, отражающую свет, идущий с лицевой стороны знака, и пропускающую свет изнутри знака, и образована из защищающего поверхность слоя для защиты знака от воды, света и почвы снаружи, информационного дисплейного слоя для отображения информации с буквами или образами, отражающего слоя, светорассеивающего слоя для рассеивания света и поддерживающего слоя для удерживания предшествующих слоев. Эти слои могут быть установлены каждый самостоятельно или комбинированно.
Материал для изготовления указанного защищающего поверхность слоя для защиты знака от воды, ультрафиолетовых лучей, видимого света, почвы и подобных внешних воздействий не настолько важен, как светопроводящий, и является долговечным. Например, могут быть использован лист полимера, такого как акриловый полимер, поликарбонатный полимер, поливинилхлоридный полимер, или стеклянная пластина. Такой защищающий поверхность слой предпочтительно образует с корпусом изолированную структуру для предотвращения проникновения воды или влаги извне путем использования различных запечатывающих материалов или упаковки.
Указанный информационный дисплейный слой для отображения информации с буквами или образами сформирован путем печати из окрашенной, частично светопроводящей или не пропускающей свет области, причем предусмотрена область окрашенных и частично светопроводящих или не пропускающих свет листов пластика, или область не пропускающих свет листов металла.
Указанный отражающий слой отражает свет, идущий извне знака от своего источника, и пропускает свет, идущий изнутри знака. Отражающими элементами для отражающего слоя являются призматические отражающие элементы. Точнее говоря, может быть использован по меньшей мере один тип призматических отражающих элементов, выбранных из группы, состоящей из треугольно-пирамидальных кубических угловых элементов, полно-кубических угловых элементов, двускатных кубических угловых элементов и перекрестных призматических элементов.
Указанный светорассеивающий слой для рассеивания света рассеивает свет от источника света для однородной освещенности знака. В качестве светорассеивающего слоя могут быть использованы в отдельности или в комбинации: лист пластика из прозрачного полимера, в который добавлены светорассеивающие микрочастицы оксида титана, оксида цинка или подобного вещества, лист пластика из аналогичного прозрачного полимера, содержащго заключенные в нем частицы газа, и, следовательно, белого по внешнему виду, или лист пластика, на поверхности которого сформированы мелкие выступы и впадины, вследствие чего поверхность отражает рассеянный свет.
Указанные защищающий поверхность слой, информационный дисплейный слой, отражающий слой и светорассеивающий слой могут устанавливаться самостоятельно независимо друг от друга, или могут быть связаны с поддерживающим слоем, который удерживает эти слои, посредством склеивания, точного склеивания под давлением, точного теплового склеивания, термического слияния, или с помощью механических фиксирующих средств с использованием болтов, винтов, заклепок. Более того, для предотвращения снижения отражательной способности важно, чтобы поверхность, соединенная с множеством отражающих элементов, размещенных в контакте друг с другом, формирует непрерывную отражающую плоскость в отражающем слое, при этом обратные стороны призм не имеют связывающего участка с другими слоями по меньшей мере в отражающей области информационной дисплейной секции, причем указанная секция по существу свободна от любой изолирующей структуры, требующей связи. Там, где должны быть предусмотрены связывающие участки, желательно предусмотреть их на светлых участках покрытия, например на краях или на нижнем крае печатного текста, которые не участвуют в отражении.
Знак с внутренней подсветкой согласно настоящему изобретению имеет по меньшей мере одну плоскую или двухмерно или трехмерно изогнутую поверхность. Указанная плоская или изогнутая поверхность(сти) может быть использована как по отдельности, так и в комбинации. Более того, цилиндрический знак с внутренней подсветкой может быть образован объединением защищающего поверхность слоя, информационного дисплейного слоя, слоя с обратным отражением (отражающего слоя) и светорассеивающего слоя в цилиндрической форме. Такой цилиндрический знак с внутренней подсветкой может осуществлять обратное отражение внешнего света со всех направлений и выделяется своей видимостью. Он может быть использован как специфическая услуга для столбов безопасности, установленных на краях дороги или на встречной полосе.
Диаметр такого цилиндрического знака с внутренней подсветкой может колебаться, например, от 30 до 500 мм, предпочтительно от 50 до 200 мм, но не ограничивается этим интервалом.
В качестве призматических элементов с обратным отражением, предназначенных для настоящего изобретения, может быть использован по меньшей мере один тип призматических элементов с обратным отражением, выбранных из группы, состоящей из треугольно-пирамидальных кубически угловых элементов, полно-кубических кубически угловых элементов, кубически-угловых элементов в форме палатки и перекрестно-призматических элементов. Эти типы могут быть использованы как по отдельности, так и в комбинации.
Среди них предпочтительным является треугольно-пирамидальный уголковый отражательный элемент, поскольку он легко может быть произведен в виде элемента очень малого размера для облегчения формирования тонкого покрытия. Размер пригодного треугольно-пирамидального углового отражательного элемента (то есть высота от вершины призмы до плоскости его основания) предпочтительно составляет от 50 до 500 мкм, в частности от 80 до 150 мкм, для легкого изготовления гибкого покрытия. Элементы размером менее 50 мкм слишком малы и вызывают чрезмерное светорассеивание, вызванное дифракцией, что приводит к снижению отражающей способности. В то же время элементы, превышающие 500 мкм, приводят к чрезмерной толщине покрытия, что вызывает такие проблемы как падение в процентном отношении светопередачи, снижение отражательной способности покрытия, недостаточная гибкость, сложность формирования изогнутой поверхности, что является нежелательным.
Кроме того, для гарантирования идеальных углов входа оптические оси элементов предпочтительно наклонены каждая под углом от 0,5 до 20° и от -0,5 до -20° к поверхности основания соответствующих элементов. В особенности, наклон от 1 до 8° и от -1 до -8° предпочтителен для получения идеальных входных углов и отражательной способности. Там где оптические оси наклонены более чем на 20°, отражательная способность, особенно во фронтальном направлении, может значительно снизиться, что является нежелательным.
Использование треугольно-пирамидальных угловых отражательных элементов, описанных в патенте Японии 2954709 и в включенной заявке Японии 11 (1999)-149006-A, в котором одна из V-образных канавок, образующая элементы, более глубоко или неглубоко врезана, чем другие канавки, является предпочтительным для достижения идеальных входных углов.
Призматические элементы с обратным отражением, которые использованы в настоящем изобретении, основаны на эффекте полного внутреннего отражения, и плоскость сборки элементов с обратным отражением образована плотной сборкой множества указанных элементов, составляющих непрерывную отражательную плоскость. Следовательно, прозрачные связывающие участки, позволяющие пропускание света, или разделительные поверхности для отделения призм друг от друга по существу отсутствуют, и снижение отражательной способности, в частности, при широких входных углах может быть минимизировано. Для дополнительного улучшения входных углов может быть использовано отражающее устройство, в котором пары треугольно-пирамидальных угловых отражающих элементов размещены с максимальной плотностью на общей базовой плоскости (S-S'), выступая с одной стороны указанной базовой плоскости, причем каждый элемент определяется тремя боковыми гранями (a1, b1, c1, или a2, b2, c2), которые пересекаются друг с другом по существу под прямыми углами, и которые образованы взаимно пересекающимися V-образными канавками, имеющими по существу симметричные поперечные сечения, причем указанная пара треугольно-пирамидальных уголковых отражающих элементов образуется, поскольку их две противостоящие боковые грани (c1, c2) имеют одно общее основание (x), причем указанная общая базовая плоскость (S-S') является общей плоскостью, включающей оба основания (z, z) другой стороны боковых граней (a1, a2) указанной пары треугольно-пирамидальных уголковых отражающих элементов и основания (у, у) оставшейся стороны боковых граней (b1, b2), а другая V-образная канавка (w, w...), по существу такой же конфигурации поперечного сечения, параллельна указанному общему основанию (x), пересекая указанные боковые грани (a1, b1), образованные указанными канавками (y, z) треугольно-пирамидальных уголковых отражающих элементов, в этих местах не срезает вершины (H1, H2) треугольно-пирамидальных отражающих элементов, посредством чего разделяя указанные грани (a1, b1) на множество граней второго порядка (a11, b11, a12, b12 и a13, b13...), для формирования по меньшей мере двух наборов уголковых отражающих пар элементов, определяющихся тремя по существу перпендикулярно пересекающимися гранями второго порядка (a11, b11, a12, b12 и a13, b13...), и оптические оси этих уголковых отражающих пар элементов имеют по существу одинаковые углы (θ) наклона по отношению к указанному общему основанию (x), хотя направление наклона взаимно отличается на 180о. Такие пары элементов с обратным отражением, как описано выше, могут быть использованы в настоящем изобретении.
Такие элементы более полно описаны в заявке Японии 2001-241964 Mimura, в котором указанный элемент характеризуется превосходными входными углами при угле наклона его оптических осей от 0,5 до 20°, что является предпочтительным, поскольку применение указанного элемента позволяет легко подтвердить наличие знака с источником света в его головной лампе даже в случае прекращения внутреннего освещения из-за таких проблем как приостановление подачи энергии.
Фиг.8 показывает структуру покрытия с обратным отражением в поперечном сечении, известного из уровня техники (Bradshaw). Покрытие с обратным отражением, имеющее структуру согласно фиг.8, связано с нежелательным снижением отражательной способности, поскольку отражение не происходит на участках связи. Поскольку покрытие с обратным отражением, применяемое в настоящем изобретении, свободно от любого снижения отражательной способности, в частности, поскольку прозрачные связывающие зоны для пропускания света, раскрытые в патенте Bradshaw, или разделительные плоскости, помещенные между призмами, как раскрыто в патенте Benson, по существу отсутствуют, как показано на Фиг.9.
В качестве полимеров, пригодных для указанного слоя с обратным отражением, предпочтительны оптически прозрачные и имеющие сравнительно высокий показатель преломления полимеры, примеры которых включают поликарбонатный полимер, поливинилхлоридный полимер, (мета)акриловый полимер, эпоксидную смолу, полистирольный полимер, полимер на основе сложных полиэфиров, фтор-содержащий полимер, олефиновый полимер, такой как полиэтилен или полипропилен, и тому подобное; а также целлюлозный и уретановый полимер.
Указанные полимеры, пригодные для изготовления слоев с обратным отражением, также пригодны для изготовления защищающих поверхность слоев для защиты знаков согласно настоящему изобретению от воды, света и почвы извне, информационных дисплейных слоев для отображения информации с буквами, картинками и тому подобным, светорассеивающих слоев для рассеяния света и поддерживающих слоев для удерживания предшествующих слоев согласно настоящему изобретению.
Такие полимеры, используемые для указанных отражающих слоев, защищающих поверхность слоев, информационных дисплейных слоев, светорассеивающих слоев и поддерживающих слоев, могут быть объединены с УФ поглотителем, световым стабилизатором, антиоксидантом и тому подобным, как по отдельности, так и в комбинации для повышения их устойчивости к погодным условиям. Более того, предпочтительно иметь полимеры, содержащие различные органические пигменты, неорганические пигменты, флюоресцентные пигменты, краски и флюоресцентные краски, или подобное, в качестве красящих агентов.
В указанный отражающий слой или в любой из других слоев, составляющих информационную дисплейную секцию, для улучшения их устойчивости к погодным условиям может быть добавлен УФ-поглотитель. В качестве УФ-поглотителя могут быть использованы такие УФ-поглотители как бензотриазол, триазин или бензофенон. Примеры УФ- поглотителя - бензотриазола включают seesorb™ 701, 702, 703, 704, 706 и 709, произведенные Shipro Kasei Kaisha, Ltd.; Adeka stab™ LA 31, LA 32 от Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.; Sumi Sorb™ 250 от Sumitomo Chemical Co., Ltd.; и viosorb™ 590 от Kyodo Chemical Co., Ltd. В качестве УФ-поглотителя - триазина может быть использован Tinubin™ 1577 от Ciba Specialty Chemicals K.K. Примеры УФ-поглотителя - бензофенона включают Adeka stab™ 1413 и LA 51 от Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.; seesorb™ 1001 и 103 от Shipro Kasei Kaisha, Ltd.; и Sumi Sorb™ 110 S от Sumitomo Chemical Co., Ltd. Предпочтительная сумма такого УФ-поглотителя, который нужно добавить - 0,01 к 1 весовой доле.
К слою с обратным отражением или защищающему поверхность слою согласно изобретению может быть добавлен аминовый световой стабилизатор для улучшения их устойчивости к погодным условиям. В частности, предпочтительно добавление аминового светового стабилизатора типа пиперидина, имеющего третичную аминовую структуру с молекулярным весом по меньшей мере 600, поскольку она способна придавать длительную устойчивость к погодным условиям. Примеры пригодного аминового светового стабилизатора Tinubin™ 622 LD, 765, 144 и Chimassorb™ 119 FL от Ciba Specialty Chemicals K.K.; Adeka stab™ ЛА 52 и LA62 от Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.; и Sanol™ LS 2626 от Sankyo Lifetech Co., Ltd. и подобные. Эти аминовые световые стабилизаторы могут быть добавлены к слою полимера или слоям, к которым добавлен флуоресцентный краситель, либо отдельно, либо в комбинации с УФ-поглотителем или антиоксидантом. Предпочтительное количество добавки составляет от 0,1 до 1 весовой доли.
Вышеупомянутый световой стабилизатор может также быть кополимеризован с полимером, к которому добавлен флуоресцентный краситель, в форме, например, эфира метакриловой кислоты. В качестве химически активного светового стабилизатора могут быть названы 1, 2, 2, 6, 6-пентаметилпиперидил метакрилат, 2, 2, 6, 6-тетраметилпиперидил метакрилат или подобные, которые могут кополимеризоваться с другим химически активным мономером, образующим полимер, например акрилат, метакрилат, винилацетат, винилхлорид или подобные, входя в скелетную структуру указанного полимера.
Более того, для слоя или слоев, содержащих флуоресцентный краситель, как описано в настоящем изобретении, для улучшения устойчивости к погодным условиям может быть добавлен бензоатный световой стабилизатор. Примеры пригодного бензоатного светового стабилизатора включают Tinubin™ 120 от Ciba Specialty Chemicals K.K.
Примеры пригодного антиоксиданта включают как аминовый антиоксидант, нафтиламин-, дифениламин- и фениленедиаминовые- типы, так и фенольный антиоксидант, квинолин-, гидрохинон-, монофенол-, полифенол- и бисфенольные типы.
Слой с обратным отражением, а также другие слои, образующие информационную дисплейную секцию, то есть защищающий поверхность слой, информационный дисплейный слой, светорассеивающий слой и поддерживающий слой, могут содержать различные окрашивающие агенты. В качестве окрашивающих агентов могут использоваться различные неорганические или органические пигменты и красители.
В качестве примеров этих пигментов или красителей могут использоваться различные неорганические пигменты или различные органические пигменты и краски. Среди органических пигментов и красок между прочими предпочтительными являются органические краски из-за их высокой прозрачности.
Как окрашивающие средства, использующие эти пигменты или краски, они могут быть добавлены к полимерам, формирующим эти слои, или могут быть предусмотрены в качестве независимого напечатанного слоя такими средствами как обычная глубокая печать, трафаретная печать или струйная печать.
Особенно предпочтительным является использование флуоресцентных цветов как цвета для дневного времени (цвета дневного света), в цветной области, обеспеченных упомянутыми средствами окраски для отображения информации, чтобы улучшать видимость информации водителем автомобиля в дневное время. Кроме того, особенно предпочтительно приспосабливать флуоресцентные цвета для отражающей области, чтобы улучшать видимость для водителей также и ночью. Как примеры этих флуоресцентных пигментов или красок могут быть использованы прежде известные флуоресцентные красители, адаптированные для улучшения видимости при дневном свете, как было ранее описано.
Наиболее предпочтительным для отражающих слоев согласно изобретению, является использование бензимидазол кумариновых флуоресцентных красок, бензопирановых флуоресцентных красок, дикетопирролопироловых красок и кумариновых флуоресцентных красок, либо по отдельности, либо в комбинации по меньшей мере по две. Они могут также использоваться в комбинации с другими флуоресцентными красителями, или другими нефлуоресцентными красителями или пигментами. Детальное описание этих пригодных красок представлено в включенной патентной заявке Японии Mimura, et al., 2001-296413-A и приведено здесь и выше описания в качестве объяснения.
Патент США 3830682 (Rowland) описывает флуоресцентное отражающее покрытие с обратным отражением с прозрачным цветным тоном, который может быть приготовлен смешиванием флуоресцентного красящего агента типа Rhodamin В Extra, Rhodamine 6 DGN, Fluorol 7GN или Amaplast Orange LFP в призматических слоях треугольно-пирамидального уголкового отражающего покрытия.
Также могут использоваться те тиоиндигоидные, тиоксантеновые, бензоксазол кумариновые или перилен имидовые красители, которые описаны в патенте США 5387458 (Pavalka).
Так же могут быть использованы, аналогично, тиоксантоновые, перилен имидовые или тиоиндигоидные флуоресцентные агенты окраски, которые описаны в патенте США 5605761 (Burns).
Кроме того, также может быть использован перилен имидовый флуоресцентный красящий агент определенного состава в комбинации с определенным флуоресцентным красящим агентом, выбранном среди Lumogen F Yellow 083, CI Solvent Yellow 160-1, CI Solvent Green 4, CI Pigment Yellow 101, CI Solvent Yellow 131, CI Solvent Yellow 98, Oraset Yellow 8GF, CI Solvent Green 5 и Golden Yellow D-304, как описано в патенте США 5672643 (Burns).
Рабочими вариантами осуществления предпочтительных флуоресцентных цветов, цветами дневного света информационного раздела дисплея в упомянутом отражающем знаке с внутренней подсветкой являются флуоресцентные цвета, в частности те, что имеют флуоресцентный коэффициент яркости, YF, значение которого составляет по меньшей мере, 10, и, среди прочего, по меньшей мере 15.
Указанный флуоресцентный коэффициент яркости, YF, как упомянуто в настоящем изобретении, рассчитывается исходя из спектра отражения типового флуоресцентного вещества, измеренного биспектроскопическим способом, определенным стандартом США ASTM, E2153-01 и E2152-01. Согласно указанному способу, когда рассеянный свет одной длины волны падает на вещество, его отраженный свет наблюдается как еще более рассеянный отраженный спектр, так что обычный простой отраженный спектр и флуоресцентный спектр, длина волны которого изменена преобразованием энергии, могут быть измерены по отдельности. Флуоресцентный коэффициент яркости, "значение YF", в этом изобретении относится к компоненту флюоресценции спектра отражения.
В качестве устройства освещения, пригодного для настоящего изобретения, может использоваться устройство освещения либо типа рирпроектора, либо проектора с боковой подсветкой. В качестве источника света, предназначенного для любого типа устройства освещения, может использоваться флуоресцентная лампа, лампа с холодным катодом, галогеновая лампа, ксеноновая лампа, натриевая лампа или светодиод. Такие различные источники света предпочтительно объединяются с пластиной с обратным отражением или светопроводящей пластиной для достижения равномерного освещения. Пластина с обратным отражением, используемая в настоящем изобретении, имеет параболическую конфигурацию в поперечном сечении, сфокусированную на центр источника света, и наиболее предпочтительно устанавливается, чтобы позволить свету, излучаемому источником света, входить в призматические отражающие элементы с их задней стороны под входным углом от 0 до 30° к нормали поверхности(ей), составляющей информационную дисплейную секцию.
Из этих пригодных источников света предпочтен светодиод, в частности белый светодиод, как экономно потребляющий энергию, экзотермически непритязательный и все же хорошо освещающий источник света.
Комбинация такого источника света со светопроводящей пластиной является превосходным устройством освещения для производства тонкого знака с внутренней подсветкой. При этом может быть выбрана любая подходящая светопроводящая пластина, можно использовать, например, белое покрытие с высоким отражением, молочно-белое, полупрозрачное покрытие, призматическое покрытие с линейными канавками, вырезанными на поверхности, и призматическое покрытие с поверхностью, на которой образованы треугольно-пирамидальные или четырехугольно-пирамидальные призмы.
Использование плоского люминофора из электролюминесцентного материала (EL) как источника света также подходит для производства тонкого знака с внутренней подсветкой. Плоский светильник люминесцентного типа, основанный на эффекте электролюминесценции, дает знак с внутренней подсветкой, иллюстрирующий однородное распределение люминисценции, и, следовательно, является особенно предпочтительным.
Использование описанной выше светопроводящей пластины или плоского люминофора является предпочтительным, потому что это облегчает вход света, излучаемого источником света, используемым в отражающем знаке с внутренней подсветкой согласно настоящему изобретению, в призматические отражающие элементы с задней стороны, под входным углом от 0 до 30° к нормали поверхности(ей), составляющей информационную дисплейную секцию, для увеличения интенсивности светопередачи с задней стороны к фронтальной стороне знака. Если угол входа света превышает 30°, эффективная светопередача становится трудной, что нежелательно.
Вышеописанная информационная дисплейная секция и источник света объединены в корпусе, который вмещает их. Форма корпуса является не принципиальной и может быть соответственно выбрана среди прямоугольных параллелепипедов, колонок и тому подобного. Материал, из которого выполнен указанный корпус, так же является не принципиальным, различные материалы типа пластмасс, древесины, камня и подобные, могут использоваться либо по отдельности, либо в комбинации. Если для корпуса предпочтительно использовать изолирующую конструкцию, чтобы предотвратить проникновение воды и пыли снаружи, то может также быть использована конструкция, позволяющая удаление образовавшегося внутри пара, тепла или проникшей извне воды.
Кроме того, дополнительные устройства, такие как источник энергии, могут быть установлены внутри или снаружи корпуса. Источники включают обычную внешнюю подачу переменного тока, аккумуляторную батарею постоянного тока и солнечную батарею. В частности, светильник, образованный из комбинации солнечной батареи с маломощным источником света EL, является предпочтительным ввиду свободного обслуживания, долгой службы и низкого потребления энергии.
Описание чертежей
Фиг.1 - схематический вид, показывающий пример варианта осуществления знака с внутренней подсветкой согласно настоящему изобретению.
Фиг.2 - схематический вид, показывающий другой пример варианта осуществления знака с внутренней подсветкой согласно настоящему изобретению.
Фиг.3 - схематический вид еще одного примера варианта осуществления знака с внутренней подсветкой согласно настоящему изобретению.
Фиг.4 - вид в плане (Фиг.4 (A)) треугольно-пирамидального уголкового отражающего элемента, являющегося вариантом осуществления призматического отражающего элемента, основанного на принципе полного внутреннего отражения, пригодного для настоящего изобретения; и его же вид (Фиг.4 (B)) в сечении по линии X-X'.
Фиг.5 - вид в плане (Фиг.5 (A)) полнокубического типа уголкового отражающего элемента, являющегося другим вариантом осуществления призматического отражающего элемента, основанного на принципе полного внутреннего отражения, пригодного для настоящего изобретения; и его же вид (Фиг.5 (B)) в сечении по линии X-X'.
Фиг.6 - вид в плане (Фиг.6 (A)) уголкового отражающего элемента в виде палатки, являющегося другим вариантом осуществления призматического отражающего элемента, основанного на принципе полного внутреннего отражения, пригодного для настоящего изобретения; и его же вид (фиг.6 (B)) в сечении по линии X-X'.
Фиг.7 - вид в плане (Фиг.7 (A)) полнокубического типа уголкового отражающего элемента, являющегося вариантом осуществления призматического отражающего элемента, основанного на принципе полного внутреннего отражения, пригодного для настоящего изобретения; и его же вид в сечении (Фиг.7 (B)) по линии X-X'.
Фиг.8 - вид сечения призматического отражающего защитного покрытия согласно предшествующему уровню техники, в котором воздушный слой герметизирован связанными участками.
Фиг.9 - вид сечения призматического отражающего защитного покрытия согласно настоящему изобретению, которое не имеет связанной области.
Фиг.10 - вид в плане уголкового типа элемента с обратным отражением, имеющего три набора соединенных оптических осей, который является вариантом призматического отражающего элемента, основанного на принципе полного внутреннего отражения как показано в заявке Японии 2001-241964 (Miniura) и который может использоваться в настоящем изобретении.
Фиг.11 - показывает сечение уголкового типа элемента с обратным отражением, показанного на Фиг.10.
Фиг.12 - схематический вид, показывающий пример варианта осуществления знака с внутренней подсветкой согласно настоящему изобретению.
Предпочтительный вариант осуществления изобретения
Ниже изобретение объясняется в дополнительных деталях, со ссылкой на чертежи.
Фиг.1 - схематический вид, показывающий вариант осуществления знака с внутренней подсветкой согласно настоящему изобретению. Информационная дисплейная секция, имеющая поверхность, отражающую свет от лицевой поверхности знака и пропускающая свет изнутри знака, состоит из информационного дисплейного слоя (1), защищающего поверхность слоя (2), отражающего слоя (3) и светорассеивающего слоя (4). Светильник, расположенный позади информационной дисплейной секции, состоит из источника (5) света и заднего отражающего слоя (6). Кроме того, информационная дисплейная секция (1-4) и светильник (5, 6) размещены в корпусе (7).
В рабочем варианте осуществления, показанном на Фиг.1, информационный дисплейный слой (1) установлен перед защищающим поверхность слоем (2) как независимый слой, но он может быть установлен в любом положении, например впереди или позади любого из слоев: защищающего поверхность слоя (2), отражающего слоя (3) и светорассеивающего слоя (4). Упомянутый информационный дисплейный слой (1) может быть установлен в виде пластмассовой или металлической пластины как независимый слой, или он может быть прикреплен к любому из слоев (2-4) как напечатанный слой, или цветной пластмассовый адгезивный слой.
В варианте осуществления на Фиг.1 пластина с обратным отражением имеет параболическое сечение, имеющее фокус в центральной позиции источника света, и установлена, с возможностью прохождения света, излучаемого источником света, с задней стороны призматических отражающих элементов под входным углом от 0 до 30° к нормали поверхности(ей), составляющей информационную дисплейную секцию.
Фиг.2 - схематический вид, показывающий пример рабочего варианта осуществления знака с внутренней подсветкой согласно настоящему изобретению. Светильник, установленный с задней стороны информационной дисплейной секции, состоит из источника (5) света, светопроводящей пластины (8) и отражающего слоя (6). Свет, излучаемый источником (5) света, проходит, либо непосредственно, либо будучи отражен задним отражающим слоем (6) в светопроводящую пластину (8), и далее его направление меняется прямо на информационную дисплейную секцию. Такой вариант осуществления, использующий осветитель, с светопроводящей пластиной, обеспечивает внутренний осветитель равномерного освещения.
Фиг.3 - схематический вид, показывающий, кроме того, другой вариант осуществления знака с внутренней подсветкой согласно настоящему изобретению. В варианте осуществления Фиг.3 плоский люминофор (9), такой как комплект электролюминесцентного материала или светодиода, приспособлен как светильник, и такой вариант осуществления светильника, снабженного плоским люминофором, может также обеспечить внутренний светильник равномерного освещения. Энергоснабжение (10) может осуществляться с внешнего источника к плоскому люминофору (9), или от аккумуляторной батарее, которая хранит собранную извне энергию от солнечной батареи или аналогичного. Такие устройства энергоснабжения могут быть приспособлены и для вариантов осуществления Фиг.1 или Фиг.2.
На Фиг.4 показан вид (Фиг.4 (A)) в плане треугольно-пирамидального уголкового отражающего элемента, являющегося вариантом осуществления призматического отражающего элемента, основанного на принципе полного внутреннего отражения, пригодного для настоящего изобретения; и его же вид (фиг.4 (B)) в сечении по линии X-X'. Такие треугольно-пирамидальные уголковые отражающие элементы обычно скомпонованы как латерально симметричные пары элементов. Предпочтительно, оптические оси двух элементов попарно имеют одинаковый угол наклона в противоположных направлениях для благоприятного улучшения входных углов. Три грани, составляющие каждый элемент в паре (a, b, с или a', b', c'), по существу перпендикулярны друг другу, что может дать незначительное отклонение улучшения видимости для наблюдателя, который смотрит на отражение. Предпочтительно отклонения обычно составляет от 0,001° до 0,1°.
Фиг.5 показывает вид (фиг.5 (A)) в плане полнокубического типа уголкового отражающего элемента, являющегося другим вариантом осуществления призматического отражающего элемента, основанного на принципе полного внутреннего отражения, пригодного для настоящего изобретения; и вид (фиг.5 (B)) сечения его же по линии X-X'. Три грани (a, b, c), составляющие каждый элемент, по существу перпендикулярны друг другу, что может дать незначительное отклонение улучшения видимости для наблюдателя, который смотрит на отражение. Предпочтительны, отклонения обычно составляющие от 0,001° до 0,1°.
Фиг.6 показывает вид (фиг.6 (A)) в плане уголкового отражающего элемента в виде палатки, являющегося другим вариантом осуществления призматического отражающего элемента, основанного на принципе полного внутреннего отражения, пригодного для настоящего изобретения; и вид (фиг.6 (B)) сечения его же по линии X-X'. Подобно элементам, показанным на Фиг.4 и 5, три грани (a, b, c), составляющие каждый элемент, по существу перпендикулярны друг другу, что может дать незначительное отклонение улучшения видимости для наблюдателя, который смотрит на отражение. Предпочтительны, отклонения обычно составляющие от 0,001° до 0,1°.
Фиг.7 показывает вид (Фиг.7 (A)) в плане другого полнокубического типа уголкового отражающего элемента, являющегося вариантом осуществления призматического отражающего элемента, основанного на принципе полного внутреннего отражения, пригодного для настоящего изобретения; и вид (фиг.7 (B)) сечения его же по линии X-X'. Из четырех граней (a, b, c, и d), составляющих элемент, каждая из парных противоположных граней (a и b, с и d) по существу перпендикулярна другой, что может дать незначительное отклонение улучшения видимости для наблюдателя, который смотрит на отражение. Предпочтительны, отклонения обычно составляющие от 0, 001° до 0,1°.
На Фиг.8 - вид сечения призматического отражающего покрытия согласно предшествующему уровню техники, в котором воздушный слой (17) герметизирован связанными областями (18). Это отражающее покрытие образовано защищающим поверхность слоем (11), призматическим отражающим слоем (12), связующим слоем (13), поддерживающим слоем (14), адгезивным слоем (15) и разделительным слоем (16). Упомянутый разделительный слой (16) снимается, когда покрытие прикрепляется к другому поддерживающему элементу.
На Фиг.9 - вид сечения призматического отражающего покрытия согласно существующему изобретению, которое не герметизировано и свободно от любой связанной области. Это отражающее покрытие составлено из разделительного слоя (16), адгезивного слоя (15), защищающего поверхность слоя (11) и призматического отражающего слоя (12). Указанный разделительный слой (16) снимается, когда покрытие прикрепляется к другому поддерживающему элементу. Под призматическим отражающим слоем (12) необходим воздушный слой. В качестве информационного дисплейного слоя может быть предусмотрен цветной прозрачный или непрозрачный напечатанный слой поверх или ниже адгезивного слоя (15) или защищающего поверхность слоя. Указанный призматический отражающий слой (12) выполнен из призматических отражающих элементов согласно принципу полного внутреннего отражения, и поэтому призматический отражающий слой (12), как показано на Фиг.9, не имеет никакого металлического покрытия или тому подобного на поверхности своего основания и является прозрачным. В результате, отражающее покрытие согласно Фиг.9 является отражающим для света, падающего снаружи, и проводящим свет, идущий изнутри. Таким образом, отражающее покрытие согласно Фиг.9 передает свет от источника света, предусмотренного ниже в Фиг.9, а также пропускает свет от светильника, расположенного внутри знака.
Фиг.10 показывает вид в плане уголкового отражающего элемента, имеющего три пары оптических осей, который является вариантом осуществления призматических отражающих элементов согласно принципу полного внутреннего отражения, как описано в заявке Японии 2001-241964.
Фиг.11 показывает сечение уголкового отражающего элемента, показанного на фиг.10. Уголковый отражающий элемент, показанный на Фиг.10 и 11, содержит три пары кубически угловых элементов (H11, H12, H13 и H21, H22 и Н23), и три пары оптических осей соответствующих пар (t11, t12, t13 и t21, t22, t23), имеющих одинаковый угол наклона (θ) и противоположные направления наклона.
На Фиг.12 представлен схематический вид, показывающий пример рабочего варианта осуществления знака с внутренней подсветкой согласно настоящему изобретению. Информационная дисплейная секция, имеющая поверхность, отражающую свет, идущий с лицевой стороны знака, и пропускающая свет изнутри знака, образована из защищающего поверхность слоя (2) и отражающего слоя (3). Светильник, установленный во внутреннем пространстве указанной информационной дисплейной секции, представляет собой источник (5) света. Кроме того, это информационное дисплейное устройство (2, 3) и источник (5) света заключены и установлены в корпусе (7), который разделен на закрепленные верхнюю и нижнюю части. Информационный дисплейный слой (1) или светорассеивающий слой (4) могут далее быть установлены с верхней или нижней поверхности отражающего слоя (3) знака с внутренней подсветкой согласно Фиг.12.
Эффект настоящего изобретения состоит в следующем: знак с внутренней подсветкой согласно настоящему изобретению может быть использован в качестве знаков движения, таких как дорожные знаки, регулирующие знаки, информационные знаки, строительные знаки и подобные и коммерческие знаки, и имеет информационную дисплейную секцию, имеющую поверхность, отражающую свет, идущий с лицевой стороны знаков, и пропускающую свет, идущий изнутри знаков, посредством чего обеспечивается улучшенная видимость не только в дневное время, но также и ночью, плоскость, собранная из отражающих элементов, образованная плотной сборкой множества элементов, обеспечивает непрерывную отражающую плоскость, причем, по меньшей мере, в отражающей области информационной дисплейной секции призматическая обратная поверхность не имеет никакой связанной с другим слоем(ями) области и по существу свободна от изолирующей структуры, при этом знак с внутренней подсветкой характеризуется превосходной отражательной способностью и превосходной внутренней светопередачей.
Другой эффект изобретения состоит в том, что знаки с внутренней подсветкой демонстрируют превосходную видимость под широкими углами, в частности, даже в таких случаях как сбой электроснабжения или поломка лампы, потому, что в них используются отражающие элементы, имеющие превосходные характеристики отражения под широкими входными углами.
Кроме того, дополнительный эффект настоящего изобретения состоит в том, что отражающие знаки с внутренней подсветкой демонстрируют улучшенную видимость не только в дневное время, но и ночью, потому что дневной свет, использующийся в информационных дисплейных секциях, является флуоресцентным светом.
Реферат
Изобретение относится к ретроотражающему знаку с внутренней подсветкой. Знак содержит информационную дисплейную секцию, осветитель и корпус. Ретроотражающий элемент, используемый в упомянутой информационной дисплейной секции, является призматическим ретроотражающим элементом согласно эффекту полного внутреннего отражения. Информационная дисплейная секция имеет по меньшей мере одну плоскую или изогнутую поверхность, отражающую свет, приходящий с лицевой стороны знака, и пропускающую свет изнутри знака. Множество призматических отражающих элементов расположены в тесном контакте друг с другом, формируя непрерывную ретроотражающую плоскость. Множество ретроотражающих элементов не имеет области, связанной с другими слоями. Осветитель расположен сзади информационной дисплейной секции. Достигается обеспечение улучшенной видимости знака в любое время суток. 8 з.п. ф-лы, 12 ил.
