DE212013000307U1

DE212013000307U1 - Kolorisiertes, retroreflektierendes Material

Info

Publication number: DE212013000307U1
Application number: DE212013000307.2U
Authority: DE
Original assignee: Safe Reflections Inc
Current assignee: Safe Reflections Inc
Priority date: 2013-08-29
Filing date: 2013-08-29
Publication date: 2016-08-10
Anticipated expiration: 2023-08-30
Also published as: WO2015030770A1

Abstract

Kolorisiertes, retroreflektierendes Material umfassend:
(a) ein waschbares, retroreflektierendes Material, das für das Kolorisieren geeignet ist, wobei das retroreflektierende Material eine äußere retroreflektierende Fläche aufweist; und
(b) eine lichtdurchlässige kolorisierende Überschicht auf der äußeren reflektierenden Fläche, deren Dicke für die erwünschte Farbsättigung und Reflektivität eingestellt ist, wobei die Überschicht im Wesentlichen transparent ist und durch die Licht reflektiert wird, wobei das retroreflektierende Material und die Überschicht eine Reflexivität nach dem Waschen von über 100 cd/lux/m² nach mehreren Waschvorgängen aufweist, wobei die Zusammensetzung Folgendes umfasst:
1) eine Menge eines geeigneten Pigments;
2) eine Menge mindestens einer Spezies von Polyurethanmaterial; und
3) eine Menge an Silanmaterial und
(c) wahlweise ein abtrennbares Trägermaterial enthaltend.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein kolorisierte, haltbare, hochretroreflektierende Materialien, insbesondere kolorisierte, retroreflektierende Materialien zur Anbringen an Kleidungsstücke, in denen sowohl die Farbe als auch die Retroreflektivität während vieler Waschzyklen beibehalten wird.
STAND DER TECHNIK
Retroreflektierende Materialien verschiedener Arten sind schon seit vielen Jahren im Gebrauch. Die Anwendungen haben Straßenmarkierungsfarben, Verkehrsschilder und verschiedene Arten persönlicher Schutzausrüstung, einschließlich Bekleidung, umfasst. Um die Sichtbarkeit bei Nacht und die Sicherheit von Fußgängern, Radfahrern, Straßenarbeitern, Joggern und anderen, die sonst eventuell schwierig zu identifizieren sind, sind sie mit Kleidern ausgestattet worden, an denen retroreflektierende Materialien angebracht worden sind, die zum Zurückreflektieren von Licht in der Einfallsrichtung konzipiert sind. Auf diese Weise wird einfallendes Licht, wie beispielsweise dasjenige aus Fahrzeugscheinwerfern, zurück zum Fahrzeug reflektiert, wodurch das Vorhandensein des Trägers für den Fahrzeugfahrer erkennbar wird. Dieselbe einfache Visualisierung kann durch Benutzen von Scheinwerfern, Suchscheinwerfern und sogar Strahllampen erreicht werden.
Die frühere Retroreflektionstechnologie für Textilien und Kleidungsstücke hat eine Reihe verschiedener transparenter, retroreflektierender Elemente, die teilweise mit einer reflektierenden Unterbeschichtung in einer Bindemittelschicht eingebettet waren, umfasst, die wiederum die eingebetteten Perlen an eine Materialschicht bindet, die an einem Kleidungsartikel befestigt werden kann. Die retroreflektierenden Elemente sind im Allgemeinen kugelförmige Glasmikroperlen. Die Technologie hat im Allgemeinen auf einer von mehreren Techniken basiert.
Eine Technik involviert Wärmeübertragungsfolien, in denen Glasperlen halbkugelförmig mit einem reflektierenden Material (Silber, Aluminium oder klarem Spiegellack, der auf weißen/klaren reflektierenden Folien verwendet wird) dampfbeschichtet werden. Diese Perlen werden dann auf einem Perlbondierklebstoff derart abgesetzt, dass die reflektierend beschichtete Seite sich in Kontakt mit dem Perlbondierklebstoff befindet und die nichtbeschichtete Seite bloßgelegt ist. Der Perlbondierklebstoff wird dann mit einem zweiten Klebstoff beschichtet, der Haftung an ein Kleidungsstück bietet. Dieser Klebstoff ist im Allgemeinen ein Heißschmelzklebstoff, der für das Heißlaminieren an einen Textilstoff konzipiert ist. Alternativ kann der zweite Klebstoff ein Haftklebstoff. Jedoch sind Haftklebstoffe im Allgemeinen für die Verwendung auf Textilstoffen, die mehreren Waschzyklen ausgesetzt werden, nicht zufriedenstellend.
Ein anderer Ansatz involviert retroreflektierende Textilstoffe. Diese Textilstoffe sind bezüglich der Konstruktion Wärmeübertragungsfolien ziemlich ähnlich, jedoch wird in diesem Fall eine Textilstoffschicht aufgebracht und an den zweiten Klebstoff direkt nach Beschichten und vor Aufbringen auf ein Kleidungsstück bondiert. Dadurch wird eine reflektierende Textilstoffkonstruktion hergestellt, die aufbewahrt und später auf Kleidungsstücke aufgenäht werden kann.
Ein dritter Ansatz ist in Form von reflektierendem Transferpapier anzutreffen. Bei diesem Ansatz werden Glasperlen an ein Transferpapier unter Anwendung einer dünnen Beschichtung aus Polyethylen bondiert. Eine Dampfauftragsschicht aus reflektierendem Material wird dann oben auf die Glasperlen aufgebracht. Das Kleidungsstück und die Perlbondierklebstoffe (im Allgemeinen Wärmetransferklebstoffe) werden dann über der beschichteten Seite der Glasperlen aufgedruckt. Dies kann unter Anwendung eines Siebdruckverfahrens erfolgen, wobei ein vorgeschriebenes Design in Klebstoff auf das Transferpapier gedruckt wird. Dieser Transfer wird dann auf ein Kleidungsstück durch Wärmekaschierung aufgebracht. Das Polyethylenfutter setzt nur Perlen frei, die durch die gedruckten Wärmetransferklebstoffe gehalten werden. Das Transferpapier wird dann entfernt, wobei reflektierende Glasperlen dem Muster der gedruckten Klebstoffe entsprechend zurückgelassen werden.
Es ist auch bekannt, retroreflektierende Artikel, die waschbar haltbare, bondierte retroreflektierende Elemente aufweisen, bereitzustellen. Ein derartiges Material ist beispielsweise in USPN 5976669 veranschaulicht und beschrieben, wobei eine Reihe von retroreflektierenden Elementen in einer Bindemittelschicht angeordnet und teilweise eingebettet sind, die eine feste Polyurethanmischung enthält.
Es ist auch bekannt, kolorisierte, retroreflektierende Materialien durch Bereitstellen einer kolorisierten Schicht auf der Unterseite teilweise eingebetteter retroreflektierender Elemente bereitzustellen, die von einer reflektierenden überlagert sind. Beispiele dieses Typs sind in den Patenten der Vereinigten Staaten Nr. 5344705 , 5503906 und 5620613 zu finden. Das bei weitem häufigste reflektierende Material, das in persönliche Schutzausrüstung integriert wird, ist jedoch, und war es immer schon, silberfarben.
Materialien auf Vinylbasis, die nicht mit glasperlenretroreflektierender Technologie hergestellt werden, sind ebenfalls verwendet worden. Materialien dieses Typs, die zurzeit verwendet werden, haben sich im Allgemeinen als ziemlich unbequem für den Träger erwiesen und sind daher weniger für die Verwendung bei Kleidung erwünscht.
Es sind zwar Fortschritte gemacht worden, die Nachfrage nach retroreflektierenden Kleidungsstücken, die nicht nur ein hohes Maß an Reflexivität bieten sondern auch für den Träger angenehm und ästhetisch ansprechend sind, steigt jedoch ständig. Dies umfasst beispielsweise eine starke Nachfrage nach reflektierendem Material, das beispielsweise zu den Farben von Uniformen passt. Viele Firmen beschäftigen auch hohe Anzahlen von Mitarbeitern, die in oder in der Nähe von Verkehr arbeiten und retroreflektierende Kleidungsstücke benötigen, die jedoch andere Farben als Silber, das eventuell nicht mit Unternehmenslogobildern oder dem Gesamtaussehen der Uniform harmoniert, reflektiert haben möchten.
Die gegenwärtig im Handel erhältlichen kolorisierten, retroreflektierenden Materialien haben sich als unzulänglich erwiesen. Sie stellen weder das Reflektivitätsniveau noch die Strapazierfähigkeit bereit, die zur Verwendung bei Uniformen oder anderen Kleidungsstücken, die auf täglicher Basis getragen werden, erforderlich sind. Derartige Kleidungsstücke werden im Allgemeinen stark strapaziert und insgesamt 50 oder mehr Male gewaschen, bevor sie ausrangiert werden. Daher besteht ein Bedarf für retroreflektierende Materialien, die in derartige Kleidungsstücke eingearbeitet sind und es ermöglichen, dass diese Artikel ein hohes Niveau an Reflexivität und Aussehen während der gesamten Gebrauchsdauer des Kleidungsstücks, die zahlreiche Waschzyklen umfassen würde, beibehalten.
Der bevorzugte Maßstab für das Reflexivitätsniveau, das das reflektierende Material anfänglich aufweisen sollte, ist eine Reflexivität von 330 cd/lux/m². Dieser Maßstab erfordert auch, dass das Material eine Reflexivität von mehr als 100 cd/lux/m² während der gesamten Gebrauchsdauer des Kleidungsstücks (ANSI/ISEA 107-2004, Niveau 3, in einem Beobachtungswinkel von 12° und einem Eintrittswinkel von 5° gemessene Reflektivität) beibehält.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung überwindet viele der Einschränkungen und löst viele der Probleme, die mit früheren kolorisierten retroreflektierenden Materialien verbunden sind. Die vorliegende Erfindung stellt kolorisierende Zusammensetzungen für retroreflektierende Materialien in Form von Folien oder Textilstoffen bereit, die es ermöglichen, dass sie sowohl farbecht sind als auch sowohl ein hohes Niveau an Reflexivität (≥ 100 cd/lux/m²) als auch Farbe während einer großen Anzahl von Waschzyklen beibehalten.
Erfindungsgemäßes kolorisiertes, retroreflektierendes Material wird beispielsweise in Form von Rollen, Bogen, als einzelnes grafisches Logos/Design, als Reihe verschiedener grafischer Logos/Designs, Paspel, Applikation oder Reihe verschiedener Applikationen bereitgestellt, wobei das Material ein waschbares retroreflektierendes Material ist, das für das Kolorisieren geeignet ist, das retroreflektierende Material eine äußere retroreflektierende Fläche aufweist und mit einer lichtdurchlässigen kolorisierenden Überschicht auf der äußeren reflektierenden Fläche beschichtet ist. Das erfindungsgemäße Material weist eine Reflexivität nach dem Waschen von über 100 cd/lux/m² und eine Dicke auf, die durch Entfernen von überschüssiger kolorisierender Überschichtzusammensetzung resultiert. Die Überschichtzusammensetzung umfasst: 1) eine Menge an geeignetem Pigment; 2) eine Menge mindestens einer Spezies von Polyurethanmaterial; und 3) eine Menge an Silanmaterial und enthält wahlweise ein abtrennbares Trägermaterial und/oder eine Klebstoffrückseite. Infolgedessen kann das kolorisierte, reflektierende Material auf ein Kleidungsstück oder einen Artikel aufgenäht oder wärmeübertragen werden.
Einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung gemäß werden die kolorisierenden Zusammensetzungen als Überschicht oder Überdruck auf eine Reihe verschiedener retroreflektierender Materialien aufgebracht, die retroreflektierende Elemente umfassen, die bevorzugt Glasperlen sein können, die mit einer reflektierenden, auf ihre Unterseiten aufgebrachten Beschichtung in einem Klebstoffbindemittelmaterial eingebettet sind. Die kolorisierende Zusammensetzungsschicht ist genügend dünn und transparent, um einen hohen Prozentsatz von einfallende Licht durch die reflektierende Oberfläche hindurchzulassen und durch die Perlen zurückzureflektieren, wodurch ein hoher Grad an Reflexivität beibehalten, jedoch ausreichend Farbe zum ästhetischen Ansprechen bereitgestellt wird.
Eine andere Ausgestaltung der Erfindung involviert die kolorisierenden Zusammensetzungsformulierungen selbst. Es sind kolorisierende Zusammensetzungen entwickelt worden, die eine gute Haftung an den Glasperlenoberflächen aufweisen, eine gute Waschhaltbarkeit bereitstellen und ein Lösungsmittel umfassen, das die Bindung zwischen den Perlen und dem Bindemittelklebstoff in dem reflektierenden Material während oder nach dem Drucken nicht stört. Diese Zusammensetzungen behalten ihre Farbe und Haftung an den reflektierenden Materialien unter gewöhnlichen Waschbedingungen unter Anwendung von Wasser einer Temperatur von bis zu 150°F (65,6°C) unter Anwendung gewöhnlicher Detergentien bei.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung involviert die Verwendung des kolorisierten, reflektierenden Materials für Kleidung, Schuhwerk, Arbeits- oder Sportausrüstung durch Anbringen, Befestigen, Nähen des erfindungsgemäßen kolorisierten Materials an diese Sachen.
Zur Verwendung an Kleidung, das industriellem Waschen unterworfen wird, sind kolorisierende Formulierungen entwickelt worden, die gegen Detergentien, die eine hohe Alkalinität und starke Basen enthalten, einschließlich Natriumhydroxid und Kaliumhydroxid in Wassertemperaturen von bis zu 170°F (76,7°C) chemisch widerstandsfähig und unter Trocknungstemperaturen beständig sind, bei denen der Textilstoff auf bis zu 140°F (60°C) erwärmt wird.
Die bevorzugten kolorisierenden Überschichtzusammensetzungen sind eine Mischung einer Mehrzahl von Materialien in einem im Wesentlichen wässrigen Medium. Diese Zusammensetzungen umfassen ein und beginnen mit einem geeigneten Pigment auf Wasserbasis einer erwünschten Farbe. Dieses Pigment kann als fertige Tinte bereitgestellt werden oder auch nicht. Bevorzugt wird dies mit einer Menge von einem oder mehreren Polyurethanmaterialien auf Wasserbasis in Form einer wässrigen Dispersion und einer geringeren Menge eines Zusatzmittels kombiniert, das während der Vernetzungsreaktionen Stabilität verleiht (z. B. Siloxanverbindungen).
Die Verwendung eines Systems auf Wasserbasis verhindert die Beeinträchtigung normaler Klebstoffbindungen, die im Allgemeinen für die retroreflektierenden Elemente verwendet werden, die bei Anwendung von Systemen auf Lösungsmittelbasis auftreten würden. Andere Lösungsmittel können verwendet werden, solange sie mit dem Perlbindungsklebstoff derart verträglich sind, dass weder die Perlbindung, noch die Haftung der Folie an den Textilstoff reduziert wird.
Die Farbe kann unter Anwendung zahlreicher Pigmente zugegeben werden, die mit Systemen auf Wasserbasis und/oder Polyurethanen verträglich sind. Eine bevorzugte Tintenkategorie ist wässrige pigmentierte Flexodruckfarbe, die sowohl ausbleichfest als auch so transparent wie möglich ist. Fertigtinten werden zur Leichtigkeit der Herstellung hauptsächlich verwendet; sie umfassen die für die Verarbeitbarkeit notwendigen Zusatzmittel. Beispielhafte Tinte dieser Klasse sind als „superausbleichfeste” Tinten von Environmental Inks, Inc, Morgantown, North Carolina, erhältlich. Diese Materialien können Antioxidationsmittel und/oder ein UV-Stabilisiermittel zum Unterstützen der Farbstabilität und verschiedene Zusatzmittel für die pH-Wertregulierung, Stabilität und Viskositätsregulierung umfassen. Tinten dieser Klasse haben sich als den erfindungsgemäßen retroreflektierenden Beschichtungen ausgezeichnete und stabilisierte Kolorisierung verleihend erwiesen.
Die Tinte wird mit einem oder mehreren zusätzlichen Materialien kombiniert, die Polyurethanmaterialien auf Wasserbasis umfassen. Bevorzugte Klassen dieser Polyurethane umfassen Polyurethane auf Polyesterbasis, Polyetherbasis und Polycarbonatbasis. Bei einer beispielhaften Ausführungsform wird eine Mischung oder Kombination von verträglichen halbkristallinen Polyurethanen auf Polyesterbasis und amorphen, kautschukartigen Polyurethanen auf Polyetherbasis verwendet. In dieser Hinsicht trägt die kristalline Komponente im Allgemeinen zur Steifigkeit zur Steifigkeit oder permanenten Stabilität bei dem aufgebrachten kolorisierenden Material bei, und das amorphe kautschukartige Material ergibt eine klare, flexible, plastische Qualität, wodurch es über seiner Glasübergangstemperatur äußerst elastisch ist. Bei einer äußerst erfolgreichen Kombination wird das halbkristalline Polyurethan auf Polyesterbasis Dispercoll U54 (Bayer) mit dem amorphen Polyurethan auf Polyesterbasis Wotcobond W-170 (Compton) in im Allgemein gleichen Verhältnissen als Wasserdispersionen sehr erfolgreich kombiniert. Diese Ausführungsform bietet ausgezeichnete Farbstabilität während des Waschens in heißem oder warmem Wasser unter Anwendung im Handel erhältlicher Haushaltdetergentien. Bei einer zweiten Ausführungsform wurde ein Polyurethan auf Polycarbonatbasis, Bayhydrol 124 (Bayer), das eine verbesserte Resistenz gegen Hydrolyse aufweist, verwendet. Dieses bietet eine verbesserte Leistung unter stark alkalischen Bedingungen, hoher Temperatur (170°F, 76,7°C) und hohen pH-Wert-Waschprofilen.
Der obigen pigmentierten Polyurethanmischung kann eine geringe Menge Silanmaterial zugegeben werden. Silanzusatzmittel haben sich als dahingehend erwiesen, die Haftung zu verbessern, und bringen die polymeren Komponenten zum Vernetzen, um so die Waschbeständigkeit des kolorisierten retroreflektierenden Materials noch weiter zu stabilisieren. Unter den Silanen, die zur Verwendung in Systemen auf Wasserbasis geeignet sind, werden epoxidfunktionelle Silane vorgezogen, da sie mit den bevorzugten kolorisierenden Zusammensetzungen verträglicher sind. Ein in den obigen Kombinationen äußerst erfolgreiches Silan, wird es in Mengen von 0,1%–15% (Gew.-%/Gew.-%) zugegeben, ist Gamma-Glycidoxypropyltrimethoxysilan, das als Silquest A-187 erhältlich ist.
Silane auf Aminbasis können ebenfalls in einigen Systemen auf Wasserbasis verwendet werden und Zusatzmittel dieser Art können mit anderen geeigneten Tintenformulierungen verträglich sein.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform werden im Allgemeinen gleiche Gewichtsteile einer wässrigen Lösung von superausbleichfester Tinte von Environmental Inks und einer gemischten Polyurethandispersionslösung, die im Allgemeinen gleiche Gewichtsteile einer wässrigen Dispersion von W-170 und U-54-Polyurethan enthält, verwendet. Diese Materialien können in Wasser auf 75–80% verdünnt werden. Dazu wird eine geringe Menge (etwa 2%) Silanzusatzmittel, Gamma-Glycidoxyproypyltrimethoxysilan (Silquest A-187) zugegeben.
Es hat sich ferner erwiesen, dass das Regulieren der Dicke der kolorisierenden Zusammensetzungsüberschicht zum Erreichen eines Gleichgewichts zwischen der Menge an Kolorisierung und der Beibehaltung hoher Retroreflektivität wichtig ist. Obwohl Toleranzen auf der Basis der spezifischen kolorisierenden Zusammensetzung variieren werden, hatte sich im Allgemeinen erwiesen, dass eine gleichförmige Dicke von weniger als 1 mil die höchste anfängliche Reflexivität des reflektierenden Materials ergibt. Verfahren, bei denen die kolorisierende Formulierung in Hohlräume zwischen den retroreflektierenden Elementen eingepresst wird, geben die besten Resultate. Annehmbare Resultate sind unter Anwendung eines modifizierten Druckers erhalten worden, der die Oberfläche der Materialien mit Tinte überflutet und den Überschuss mit einem Gummiwischer entfernt. Ähnliche Verfahren auf der Basis des Überflutungsbeschichtens der reflektierenden Fläche und Entfernens der überschüssigen Beschichtung, wie beispielsweise Verwenden einer Maschine vom Walze-zu-Walze-Typ, die zum Verleihen einer dünngepressten Beschichtung verwendet werden kann, können erfolgreich verwendet werden.
Es hat sich ferner erwiesen, dass die Waschhaltbarkeit erheblich steigt, wenn die kolorisierende Beschichtungszusammensetzung einen Erwärmungsschritt durchmacht. Dies kann während des Auftragens erfolgen, wenn das Material als Wärmeübertragungsfolie aufgebracht wird, die während des Laminierens auf ein Kleidungsstück einen Erwärmungsschritt durchmacht. Wird er auf einem kaschierten Textilstoff verwendet, so kann der Textilstoff einem Wärmebehandlungsschritt nach Aufbringen der kolorisierenden Überschicht unterworfen werden. Dies ergibt beispielsweise unter Verwendung der oben bevorzugten Formulierung, wird sie für eine Zeitspanne von 20 Sekunden bei 40 psig auf 350°F (176,7°C) erhitzt, eine Beschichtung mit verbesserter Haltbarkeit während des Waschens. Eine dünngepresste Schicht der kolorisierenden Formulierung ergibt eine anfängliche Reflexivität von über 330 cd/lux/m². Tuch, bei dem diese Beschichtung verwendet wird, hat sich als weich und nachgiebig anfühlend und sehr haltbar während 60 Waschzyklen erwiesen.
Es hat sich ferner erwiesen, dass die Waschhaltbarkeit durch Segmentieren des reflektierenden Materials in ein nichtfestes Muster, wie in der US-Patentschrift 6859941 beschrieben, erhöht wird. Dies verringert ferner ein Problem, auf das man bei kontinuierlich kolorisiertem reflektierendem Material stößt, wo im Falle großer fester Muster das Muster dazu neigt, zuerst heraus gewaschen zu werden, wobei ein nicht gleichförmig gefärbter, reflektierender Fleck zurückgelassen wird. Das Schneiden des Flecks in aufgeteilte Muster gestattet, dass er ästhetisch intakt bleibt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
In den Zeichnungen, in denen Zahlen innerhalb des Ganzen gleiche Teile angeben:
zeigen die 1a–1c das Kolorisieren einer retroreflektierenden Folie oder eines retroreflektierenden Textilstoffs der Erfindung gemäß;
zeigt die 2 die reflektierende Wärmeübertragungsfolie und ein erfindungsgemäßes Textilstoffmaterial in Rollenform;
zeigen die 3a und 3b das erfindungsgemäße, kolorisierte reflektierende Material, das als Paspel verwendet und in Rollenform bereitgestellt wird;
zeigt die 4 ein Beispiel farbreflektierender Bordüren-segmentierter Paspeln und Streifen.
GENAUE BESCHREIBUNG
Die folgende genaue Beschreibung präsentiert gewisse Ausführungsformen zum Veranschaulichen der erfindungsgemäßen Konzepte, die jedoch nur ein Beispiel sein sollen und nicht zum Einschränken des Umfangs der Erfindung auf irgendeine Weise bestimmt sind. Der Erfindung gemäß hat man herausgefunden, dass reflektierende Folien oder Textilstoffe auf wirksame und dauerhafte Weise durch Aufbringen einer dünnen durchsichtigen, kolorisierten Beschichtung auf die ausgesetzten reflektierenden Elemente kolorisiert werden können. Es hat sich ferner erwiesen, dass Beschichtungszusammensetzungen geeigneter Haltbarkeit zum Kolorisieren reflektierender Materialien eine Kombination von Komponenten umfassen, die eine Menge an um Allgemeinen transparenter pigmentierten Tinte, eine Menge einer oder mehrerer Spezies von Polyurethanmaterialien und eine geringe Menge eines verträglichen Silanmaterials umfassen.
Es hat sich ferner erwiesen, dass die kolorisierende Beschichtungszusammensetzung die Verwendung von Materialien erfordert, die irgendwelche Lösungsmittel umfassen, die für die Bindung zwischen dem reflektierenden Element und Bindemittel der reflektierenden Folie oder des reflektierenden Textilstoffs, auf die/den die kolorisierende Zusammensetzung aufgebracht wird, relativ inert sind und diese nicht stören. Weil bei der großen Mehrheit dieser Textilstoffe Klebstoffe verwendet werden, die durch Systeme auf Wasserbasis nicht beeinträchtigt werden, werden diese bevorzugt. Jedoch werden Fachleute auf dem Gebiet der Technik sich im Klaren darüber sein, dass die Verträglichkeit zwischen dem Lösungsmittel der kolorisierenden Zusammensetzung und dem Klebstoff des reflektierenden Elements der wichtige Gesichtspunkt ist. Die kolorisierende Zusammensetzung muss derart sein, dass die Integrität der reflektierenden Elementschicht durch die Zugabe der kolorisierenden Überschicht nicht gestört wird. So ist ein verträgliches Lösungsmittel eines, das die Haftung der Bindemittelschicht nicht beeinträchtigt. Beispielsweise enthalten mehrere Polyurethandispersionen Aceton oder n-Methylpyrrolidon in geringen Mengen, die die Integrität der reflektierenden Elementschicht oder die Bindung zwischen dem Perlbindungsklebstoff und den reflektierenden Perlen nicht beeinträchtigen.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass die kolorisierenden Zusammensetzungen zum Aufbringen auf eine Reihe verschiedener Typen reflektierender Folien oder Textilstoffe konzipiert sind, die eine Schicht von im Allgemeinen enggepackten, sehr kleinen, bloßgelegten mikroreflektierenden Elementen aufweisen, die teilweise in einer Klebstoffschicht mit oder ohne zusätzliche Laminatschichten eingebettet sind. Besondere Anwendungen umfassen reflektierende Transfermaterialien, wie beispielsweise Flicken zum Aufbügeln oder mit Tuch kaschierte Materialien, die auf ein Kleidungsstück aufgenäht werden sollen. Diese reflektierenden Materialien sind allgemein bekannt und werden typischerweise durch eine der oben erwähnten Techniken hergestellt und können in einer Reihe verschiedener Formen, wie beispielsweise einzelnen grafischen Transfers, Applikationen, Bogen, Rollen von kontinuierlichem reflektierendem Material/Textilstoff mit oder ohne Trägermaterial bereitgestellt und auf Kleidung, Bekleidung, Fußbekleidung, Arbeits- oder Sportausrüstung verwendet werden.
Wie angegeben besteht das Hauptresultat des Verwendens der erfindungsgemäßen kolorisierenden Beschichtungszusammensetzungen aus der Zugabe und Retention ausreichender Farbe, um das resultierende retroreflektierende Material ästhetisch ansprechend ohne erhebliche Reduktion der Reflexivität zu machen. Außerdem ermöglichen die erfindungsgemäßen kolorisierenden Beschichtungszusammensetzungen, dass diese charakteristischen Eigenschaften während der normalen Waschgebrauchsdauer von Kleidungsstücken, auf die sie aufgebracht worden sind, andauern. Außerdem sind die erfindungsgemäßen kolorisierenden Beschichtungszusammensetzungen mit herkömmlichen retroreflektierenden Materialien verträglich und behalten eine ausreichende Aufbringzeit bei, um zu ermöglichen, dass herkömmliche Sättigungs-/Aufdruck-Druckverfahren unter Anwendung eines Gummiwischer oder anderer Vorrichtung zum Entfernen von überschüssiger kolorisierender Zusammensetzung erfolgen können.
Dies ist alles durch Aufbringen einer Klasse von kolorisierenden Überschichtmaterialien erreicht worden, die der vorliegenden Erfindung entsprechend die notwendige Kombination charakteristischer Eigenschaften bereitstellen, die man schon seit langem bei kolorisierten retroreflektierenden Kleidungsartikeln sucht. Die bevorzugte kolorisierende Überschicht umfasst im Allgemeinen die folgenden Komponenten:

1. eine Menge an pigmentierter Tinte eines erwünschten Farbtons ausgewählt aus einer Klasse von wässrigen, pigmentierten Flexodruckfarben auf Acrylbasis, die farbecht (ausbleichfest) und so transparent wie möglich und für gewisses Verdünnen geeignet sind;
2. eine Menge mindestens einer Spezies von Polyurethanmaterial einer Klasse, die Polyurethanemulsionen auf Wasserbasis umfasst, die der Zusammensetzung verbesserte Haftung und/oder Elastizität zufügen und die mit der pigmentierten Tinte verträglich sind; und
3. eine geringe Menge eines Silanzusatzmittels, um die Zusammensetzungsretention in dem Material noch weiter zu verbessern.

Die 1a–1c zeigen das Kolorisieren einer retroreflektierenden Folie oder eines retroreflektierenden Textilstoffs der Erfindung gemäß. Das Material umfasst eine Reihe von reflektierenden Glasperlenelementen 10, die teilweise in einer Klebstoffbindemittelschicht 12 eingebettet und mit einem reflektierenden Material 14 dampf- oder chemisch beschichtet sind. Ein entfernbares Futter oder eine entfernbare Trennschicht ist bei 16 gezeigt. In 1b ist die Trendschicht entfernt worden und der obere Teil der eingebetteten Mikroperlen 10 ist für das Beschichteten bloßgelegt. In 1a ist die kolorisierende Überschicht auf den bloßgelegten Bereich der Mikroperlen aufgebracht worden und eine wahlweise zusätzliche laminierte Schicht aus Tuchmaterial ist bei 18 gezeigt.
Beispiele
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele noch näher beschrieben, die die Erfindung veranschaulichen und den Umfang der Konzepte in keiner Weise einschränken sollen.
Es sei denn, es wird etwas anderes angegeben, so wurden die folgenden Testverfahren benutzt.
RETROREFLEKTIVITÄT
Die retroreflektierende Helligkeit wurde unter Anwendung eines Retroreflektometers in Beobachtungswinkeln von etwa 0,2° und Eintrittswinkeln von etwa –4,0° gemessen.
FARBE
Die Farbe während der Tageszeit der kolorisierten reflektierenden Materialien wurde unter Anwendung eines kolorimetrischen Spektrophotometers mit einer Optik von 45°/0°, einer Dichtestatuseinstellung T, einer Standardleuchtmittel D 65-Lichtquelleneinstellung und einer Standardbeobachtereinstellung von 2° gemessen.
BEISPIEL 1
Drei kolorisierende Zusammensetzungen, die eine pigmentierte Tinte auf Wasserbasis, eine wässrige Polyurethandispersion, ein Silan und Wasser enthielten, wurden zum Kolorisieren von retroreflektierender 3M Scotchlite^® 8711-Wärmeübertragungsfolie verwendet. Ein Aliquot von 13,94 g einer wässrigen Polyurethandispersion wurde mit 8,69 g Wasser verdünnt und in einer Glasphiole gemischt. Eine Mischung von 1:1, auf das Gewicht bezogen, von zwei verschiedenen Polyurethandispersionen, einem halbkristallinen Polyurethan auf Polyesterbasis (Bayer Dispercoll U-54) und einem kautschukartigen, amorphen Polyurethan auf Polyetherbasis (Witcobond W-170) wurde verwendet. Eine braun pigmentierte Tinte auf Wasserbasis wurde durch Zugeben gleicher Mengen von Wasser (23,50 g) und im Handel erhältlicher Tinte auf Wasserbasis (23,35 g, Environmental Inks and Coatings, Folie III, superausbleichfest, braun) hergestellt. Unter kräftigem Rühren mit einer mit Teflon beschichteten Magnetrührstange wurden 6,71 g verdünnter, braunpigmentierter Tinte auf Wasserbasis langsam der Polyurethandispersionsmischung zugegeben, bis sie homogen war. Zu diesem Zeitpunkt wurden 0,5 Gramm Gamma-Glycidoxypropytrimethoxysilan (Silquest A-187) unter Rühren zugegeben, bis sie homogen war.
Auf ähnliche Weise wurde eine goldpigmentierte kolorisierende Zusammensetzung unter Anwendung von 5,57 g Polyurethandispersion, 8,35 g Wasser, 6,10 g verdünnter, goldpigmentierter Tinte auf Wasserbasis (aus einem Masterbatch, der mit Wasser, 10,33 Gramm Goldtinte und 10,40 Gramm Wasser verdünnt war) und 0,41 g Gamma-Glycidoxypropytrimethoxysilan gemischt.
Jede der kolorisierenden Zusammensetzungen wurde auf eine Glasperlenfläche der retroreflektierenden Wärmeübertragungsfolien (3M Scotchlite^® 8711) unter Anwendung eines Gummiwischers zum gleichförmigen Ausbreiten der kolorisierenden Zusammensetzung über das retroreflektierende Material ausgebreitet. Auf ähnliche Weise wurde jeder der kolorisierenden Zusammensetzungen auf zwei andere retroreflektierende Wärmeübertagungsfolien (3M Scotchlite^® 8725 und 9720) aufgebracht. Die kolorisierten Folien wurden bei Raumtemperatur über Nacht getrocknet und daraufhin auf ein Hemd aus Polyesterstoff bei 350°F, 40 psi, für eine Aufenthaltszeit von 20 Sekunden laminiert. Nach dem Abkühlen wurden Retroreflexivitätsmesswerte abgenommen. Das Kleidungsstück wurde insgesamt 80 Zyklen in warmem Wasser (105–115°F) gewaschen, jeden fünften Zyklus getrocknet und die Retroreflexivitätsdaten wurden bestimmt. Die Resultate bezüglich der Reflexivitäts-(Ra) und der Farbe-(L*a*b*)Messbestimmungen sind in der folgenden Tabelle aufgeführt.
BEISPIEL 2:

Auf ähnliche Weise wie bei Beispiel 1 wurden eine Reihe von 9 verschiedenen Polyurethandispersionen zum Herstellen kolorisierter Zusammensetzungen verwendet. Jede Polyurethandispersion wurde mit Wasser auf einen Feststoffgehalt von 32 Gew.-%, auf die jeweiligen Konzentrationen, wie erhalten (siehe Tabelle unten) bezogen, verdünnt.

Polyurethandispersion		Polyurethanklasse	Gew.-% Feststoffe
A Dispercoll	U53	Polyester	40
B Dispercoll	U54	Polyester	50
C Bayhydrol	124	Polycarbonat	35
D Impranil	DLU	Polycarbonat	60
E Witcobond	W-170	Polyether	35
F Witcobond	W-240	Polyester	30
G Witcobond	W-244	Polyester	40
H Witcobond	W-281F	Polyester	40
I Witcobond	W-320	Polyether	40

150 Gramm einer blaupigmentierten Tinte (Environmental Inks and Coatings, Folie III, superausbleichfest, Process Blue) wurde durch Hinzugeben von 50 Gramm Wasser auf 75 Gew.-% verdünnt und gerührt, bis sie homogen war. 20 g Aliquote kolorisierter Zusammensetzungen wurden durch Zugeben von 10 Gramm Aliquoten von verdünnter blaupigmentierter Tinte zu 10 Gramm Aliquoten jeder Polyurethandispersion hergestellt. Die kolorisierten Zusammensetzungen wurden auf reflektierende Folie (3M Scotchlite^® 8725) unter Anwendung des in Beispiel 1 beschriebenen Verfahrens aufgebracht.
Zum Vergleich wurden 12,0 Gramm einer Mischung im Verhältnis von 1:1 von U 54 und W 170 mit 3,0 Gramm Wasser verdünnt. Rotpigmentierte Tinte (Environmental Inks and Coatings, Folie III, superausbleichfest, rot) wurde durch Hinzugeben von 50 Gramm Wasser zu 15,0 Gramm rot pigmentierte Tinte auf 75 Gew.-% verdünnt. Ein Aliquot von 15,0 Gramm der verdünnten rotpigmentierten Tinte wurde der Polyurethanmischung hinzugegeben und die Lösung wurde gerührt. Eine Menge von 0,6 Gramm des Gamma-Glycidoxypropytrimethoxysilans (Silquest A-187) wurde dann zugegeben und die Zusammensetzung wurde gerührt, bis sie homogen war. Diese rotpigmentierte Farbzusammensetzung wurde dann auf zwei verschiedene retroreflektierende Wärmeübertragungsfolien (3M Scotchlite^® 8725 und Unitica MR-3.5.2001) dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren entsprechend aufgebracht. Diese kolorisierten retroreflektierenden Folien wurden auf einen Polyestertextilstoff unter Anwendung des in Beispiel 1 beschriebenen Verfahrens laminiert. Der Textilstoff wurde insgesamt 25 Zyklen in heißem Wasser (145–155°F) gewaschen, alle 5 Zyklen getrocknet und die Retroreflexivitätsdaten und Farbdaten wurden aufgenommen.
BEISPIEL 3:
Ein Satz von 3 kolorisierenden Verbindungen wurde unter Anwendung der in Beispiel skizzierten Vorgehensweise hergestellt. Polyurethandispersionen wurden Wasser zugegeben, um Lösungen herzustellen, die aus etwa 32 Gew.-% Feststoffen bestanden.
Eine Lösung von 75 Gew.-% blaupigmentierter Tinte (Environmental Inks and Coatings, Folie III, ausbleichfest) wurde jeder Dispersion in einem Verhältnis von 1:1 unter Anwendung des in den vorherigen Beispielen beschriebenen Verfahrens zugegeben. Insgesamt 9 verschiedene Silanverbindungen wurden als Zusatzmittel zu jedem dieser drei Polyurethane unter Anwendung des oben beschriebenen Verfahrens verwendet, um insgesamt 27 verschiedene kolorisierende Zusammensetzungen herzustellen. Diese Silane sind in der Tabelle unten beschrieben. Die 27 Kombinationen sind durch den Buchstaben von Polyurethan gefolgt von der Zahl des Silans bezeichnet.
Jede der 27 Zusammensetzungen wurde auf industrielle waschbare reflektierende 3M Scotchlite^® 9720-Folie unter Anwendung des in Beispiel 1 beschriebenen Verfahrens aufgebracht. Die kolorisierten reflektierenden Folien wurde dann auf einen Polyestertextilstoff aufgebracht. Der Textilstoff wurde industriell bei Wassertemperaturen von bis zu 175°F unter Anwendung industrieller Detergentien 5 Zyklen gewaschen und getrocknet. Die Farb- und Reflexivitätsdaten wurden dann erhalten.
Das erfindungsgemäße kolorisierte reflektierende Material wird wie folgt bereitgestellt: als Farbwärmeübertragungsmaterial auf Großrollen (2); einem farbigen Wärmeübertragungsmaterial, das auf Textilstoff auflaminiert und auf eine Spule, z. B. eine Großrolle, aufgewickelt ist; einem reflektierenden Material mit farbigem Textilstoffträgermaterial, das auf eine Rolle aufgewickelt ist; einem reflektierenden farbigen Wärmeübertragungsmaterial, das auf schräggeschnittenen Textilstoff auflaminiert und dann zu Paspeln (3a und 3b) genäht und auf eine Rolle auf gewickelt ist; einem reflektierenden farbigen Wärmeübertragungsmaterial, das zu Logos und Bordüren geschnitten und als einzelne grafische Teile oder Applikationen bereitgestellt ist; einem reflektierenden Material mit farbigem Textilstoffträger mit Haftklebstoff, das auf Rollen mit oder ohne Trennschicht bereitgestellt wird; einem reflektierenden Material Textilstoffträger mit Haftklebstoff, das zu Logos und Bordüren geschnitten und als Einzelteile oder Applikationen bereitgestellt wird; und irgendeines der obigen in Bogenform bereitgestellt.
Diese Erfindung ist hier in beträchtlichen Einzelheiten beschrieben worden, um den Bestimmungen des Patentgesetzes zu entsprechen und die mit dem Stand der Technik vertrauten Fachleute mit Informationen zu beliefern, die zum Anwenden der neuartigen Prinzipien und Konstruieren und Verwenden von Ausführungsformen des Beispiels, wie erforderlich, notwendig sind. Jedoch sollte man sich im Klaren darüber sein, dass die Erfindung durch spezifisch andere Vorrichtungen ausgeführt werden kann und dass verschiedene Modifikationen angewendet werden können, ohne vom Umfang der Erfindung selbst abzuweichen.
Es wird folgendes beansprucht:
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 5976669 [0007]
US 5344705 [0008]
US 5503906 [0008]
US 5620613 [0008]
US 6859941 [0028]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

ANSI/ISEA 107-2004, Niveau 3 [0012]

Claims

Kolorisiertes, retroreflektierendes Material umfassend: (a) ein waschbares, retroreflektierendes Material, das für das Kolorisieren geeignet ist, wobei das retroreflektierende Material eine äußere retroreflektierende Fläche aufweist; und (b) eine lichtdurchlässige kolorisierende Überschicht auf der äußeren reflektierenden Fläche, deren Dicke für die erwünschte Farbsättigung und Reflektivität eingestellt ist, wobei die Überschicht im Wesentlichen transparent ist und durch die Licht reflektiert wird, wobei das retroreflektierende Material und die Überschicht eine Reflexivität nach dem Waschen von über 100 cd/lux/m² nach mehreren Waschvorgängen aufweist, wobei die Zusammensetzung Folgendes umfasst: 1) eine Menge eines geeigneten Pigments; 2) eine Menge mindestens einer Spezies von Polyurethanmaterial; und 3) eine Menge an Silanmaterial und (c) wahlweise ein abtrennbares Trägermaterial enthaltend.
Kolorisiertes, retroreflektierendes Material nach Anspruch 1, wobei die kolorisierende Überschichtzusammensetzung in das retroreflektierende Material gedrückt wird.
Kolorisiertes, retroreflektierendes Material nach Anspruch 1, wobei die Polyurethanmaterialien Materialien auf Wasserbasis ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyurethan auf Polyesterbasis, Polyetherbasis und Polycarbonatbasis sind.
Kolorisiertes, retroreflektierendes Material nach Anspruch 3, wobei die Polyurethanmaterialien mindestens ein kristallines Polyurethanmaterial auf Polyesterbasis und mindestens ein amorphes Polyurethanmaterial auf Polyetherbasis umfasst.
Kolorisiertes, retroreflektierendes Material nach Anspruch 4, wobei die kristallinen Polyurethane auf Polyesterbasis und die amorphen auf Polyetherbasis im Allgemeinen in gleichen Mengen bereitgestellt werden.
Kolorisiertes, retroreflektierendes Material nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Pigment in einer pigmentierten Tinte enthalten ist.
Kolorisiertes, retroreflektierendes Material nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die pigmentierte Tinte auf Wasser basiert.
Kolorisiertes, retroreflektierendes Material nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die pigmentierte Tinte ein Acrylharz enthält.
Kolorisiertes, retroreflektierendes Material nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die kolorisierende Überschicht auf eine retroreflektierende Wärmeübertragungsfolie aufgebracht wird.
Kolorisiertes, retroreflektierendes Material nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die kolorisierende Überschicht auf einen Haftkleberbelag aufgebracht werden kann.
Kolorisiertes, retroreflektierendes Material nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das kolorisierte, retroreflektierende Material segmentiert ist.
Kolorisiertes, retroreflektierendes Material nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das kolorisierte, retroreflektierende Material auf einen Textilstoff aufkaschiert ist.
Kolorisiertes, retroreflektierendes Material nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das kolorisierte, retroreflektierende Material einen Textilstoffträger aufweist.
Kolorisiertes, retroreflektierendes Material nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Haftkleberträger auf die kolorisierende Überschicht aufgebracht wird.
Kolorisiertes, retroreflektierendes Material nach Anspruch 14, wobei das kolorisierte, retroreflektierende Material in Grafikdesigns geschnitten wird.
Kolorisiertes, retroreflektierendes Material nach einem der Ansprüche 1–15, das in Form einer Rolle, eines Bogens, grafischen Logos/Designs, einer Anordnung einzelner grafischer Logos/Designs, Paspeln, einer Applikation oder einer Anordnung von Applikationen bereitgestellt wird.
Kolorisiertes, retroreflektierendes Material nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei das Silan aus der Gruppe ausgewählt ist bestehend aus einem epoxidfunktionellen, aminfunktionellen und glycidoxyfunktionellen Silan.
Kolorisiertes, retroreflektierendes Material nach Anspruch 17, wobei das Silan ein glycidoxyfunktionelles Silan ist.
Kolorisiertes, retroreflektierendes Material nach einem der Ansprüche 1 bis 18, wobei das Pigment UV-resistente Zusatzmittel enthält, die Farbechtheit bereitstellen.
Kolorisiertes, retroreflektierendes Material nach einem der Ansprüche 1 bis 19, wobei das Pigment ein Antioxidationsmittel umfasst.
Kolorisiertes, retroreflektierendes Material nach einem der Ansprüche 1 bis 20, wobei die kolorisierende Schicht eine gleichförmige Dicke von weniger als 1 mil aufweist.
Kolorisiertes, retroreflektierendes Material nach einem der Ansprüche 1 bis 21, wobei die kolorisierende Überschicht eine Wärmebehandlung durchgemacht hat.