СВЕТОВОЗВРАЩАЮЩИЙ МАТЕРИАЛ Российский патент 1999 года по МПК G02B5/124 

Изобретение относится к области рекламы и получения световозвращающих материалов, обладающих высокой яркостью и функционирующих как рефлектирующие в широком диапазоне углов отражения в любых погодных условиях, и может быть использовано при изготовлении различных рекламных и демонстрационных средств, в которых осуществляется демонстрация разнообразных надписей в зависимости от места наблюдения; для различных целей безопасности, преимущественно, при изготовлении разнообразных "знаков безопасности" широкого диапазона углов видности, например, в технических средствах для регулирования дорожного движения типа дорожных, в том числе предупреждающих, знаков, указателей, экранов, разметки автомобильных дорог, номерных знаков машин и т. д., специальных значков и элементов одежды для обнаружения объектов в темноте, кредитных и идентификационных карточек, при создании световых эффектов в кино, на эстраде, дискотеках и т.д., а также для получения художественно- декоративных изделий, например, коврово-мозаичных покрытий, коврово- мозаичных и декоративных облицовочных плиток, листовых и рулонных материалов и покрытий, декоративных пленок, синтетических обоев, световозвращающего материала с орнаментом и т.п.

В настоящее время проблема изготовления дешевых световозвращающих материалов, обладающих высокой яркостью и функционирующих как рефлектирующие в широком диапазоне углов отражения в любых погодных условиях, в которых осуществляется демонстрация разнообразных надписей в зависимости от места наблюдения, особенно при получении предупреждающих знаков повышенной опасности, а также в рекламных целях, встала достаточно остро. Связано это с необходимостью обеспечения возможности быстрого восприятия и, как следствие, быстрого реагирования, на такие предупреждающие знаки при освещении их в диапазоне от углов, близких к 0, и до 90 с надежным световозвращением падающих лучей к источнику освещения. Особенно это важно, например, при реагировании, например, водителем транспортного средства на перемещение детей у обочины дороги, имеющих такие предупреждающие значки, элементы одежды и т.п., для обеспечения их безопасности и безопасности движения, благодаря возможности принятия водителем при наличии такого световозвращающего материала решения с возможно большим люфтом по времени. Кроме того, обеспечение возможности получения нескольких изображений и надписей, демонстрируемых на одном рекламном щите в зависимости от угла и места наблюдения, позволяет значительно удешевить рекламу, сделав ее более емкой за счет наличия сразу нескольких рекламных объявлений, из различных областей или дополняющих друг друга, и более компактной.

Известные в настоящее время световозвращающие материалы не позволяют обеспечивать равномерное и стабильное световозвращение падающего излучения высокой степени яркости в достаточно широком диапазоне углов при одновременном получении нескольких изображений и надписей, демонстрируемых на одном рекламном щите или щите знаков безопасности в зависимости от места и угла наблюдения.

Известно световозвращающее устройство для знаков, несущих различную информацию в зависимости от углов наблюдения, содержащее плоскую прямоугольную пластину из алюминия, на лицевой поверхности которой размещены параллельно и на равном заданном расстоянии относительно друг друга конструкции с остроконечной конькообразной формы вершиной каждая, имеющие две установленные бок о бок относительно друг друга боковые плоские грани, треугольник в поперечном сечении каждая и впадины между ними, при этом информация или изображение разделены на отдельные порции в виде полос, нанесенных одна за другой на боковые грани с одной из сторон конструкций, в то время как порции в виде полос другого сообщения или изображения нанесены на соответствующие боковые грани с другой стороны, таким образом, что при наблюдении с соответствующей стороны устройства их видно как непрерывные текст или изображение (МПК 6 G 09 F 19/14, патент Великобритании N 2017371, 1979).

Однако известное световозвращающее устройство позволяет обеспечивать равномерное и стабильное световозвращение падающего излучения высокой степени яркости обратно к наблюдателю только в диапазоне углов падения лучей, близких к 90^o. Кроме того, известное световозвращающее устройство позволяет получать не более двух различных изображений, демонстрируемых на одной и той же его лицевой площади в зависимости от места наблюдения.

Наиболее близким техническим решением является световозвращающий материал, содержащий основу, выполненную в виде последовательно соединенных между собой посредством прозрачного связующего защитного подслоя в виде армированного полимерного волокна и по крайней мере одного защитного слоя, множество жестких световозвращающих элементов из прозрачного материала, выполненных в виде кубических уголковых призм, основания которых размещены в одной плоскости, и укрепленных вершинами на защитном подслое (МПК 6 G 02 В 5/124, патент PCT N WO 95/07179, 1995).

Однако известный световозвращающий материал не позволяет обеспечивать равномерное и стабильное световозвращение падающего излучения высокой степени яркости обратно к наблюдателю в диапазоне углов падения лучей, близких к 0^o. Кроме того, известный световозвращающий материал не обеспечивает получение нескольких изображений, демонстрируемых на одной и той же его лицевой площади в зависимости от места и угла наблюдения.

Новым достигаемым техническим результатом предлагаемого изобретения является расширение диапазона углов падения излучения от источника света, при котором обеспечивается его световозвращение к источнику при обеспечении возможности получения изображений, демонстрируемых на одной и той же лицевой площади световозвращающего материала в зависимости от места и угла наблюдения.

Новый технический результат достигается тем, что в световозвращающем материале, содержащем основу, множество жестких световозвращающих элементов из прозрачного материала в виде световозвращающих конструкций, основания которых установлены в одной плоскости, и укрепленных вершинами на основе, световозвращающие элементы выполнены в виде по крайней мере одного типа световозвращающих конструкций с остроконечной или/и закругленной вершиной каждая, при этом в случае выполнения световозвращающих конструкций с остроконечной или закругленной вершиной одного типа по крайней мере часть боковой поверхности по крайней мере части световозвращающих конструкций расположена под углом к основанию, отличным от угла наклона к основанию остальной части боковой поверхности или боковой поверхности остальных световозвращающих элементов, при этом по крайней мере один тип световозвращающих конструкций с остроконечной или закругленной вершиной или световозвращающие конструкции с отличными углами наклона боковых поверхностей или их частей размещены с образованием изображения заданного объекта.

Материал по крайней мере части световозвращающих конструкций может быть выполнен цветонесущим.

Материал световозвращающих конструкций может быть выполнен люминесцирующим.

Наклон боковых поверхностей световозвращающих конструкций к их основаниям не должен превышать 16^o.

Световозвращающий материал может быть снабжен защитной прозрачной пленкой, нанесенной со стороны его лицевой поверхности на основания световозвращающих конструкций.

Защитная прозрачная пленка может быть выполнена из цветонесущего материала.

Защитная прозрачная пленка может быть выполнена люминесцирующей.

Защитная прозрачная пленка может быть выполнена из материала с показателем преломления или диэлектрической проницаемостью, превышающей показатель преломления или диэлектрическую проницаемость материала световозвращающих конструкций.

Защитная прозрачная пленка может быть выполнена таким образом, что ее контур образует контур изображения заданного объекта.

Основа может быть выполнена из материала с показателем преломления, по крайней мере на 3% меньшим, чем показатель преломления материала световозвращающих конструкций, и с формой поверхности, обращенной к световозвращающим конструкциям, ответной им.

Световозвращающий материал может быть снабжен отражающим покрытием, нанесенным на боковую поверхность световозвращающих конструкций.

По крайней мере одна часть отражающего покрытия, соответствующая изображению заданного объекта, может быть выполнена с цветом отражающей поверхности, отличным от цвета остальной поверхности отражающего покрытия.

Отражающее покрытие может быть выполнено в виде металлического высокоотражающего слоя или слоя частиц с высокоотражающей поверхностью, диспергированных в связующем.

Световозвращающий материал может быть снабжен дополнительным цветонесущим прозрачным покрытием, нанесенным по крайней мере на часть боковых поверхностей световозвращающих конструкций.

Дополнительное прозрачное покрытие может быть выполнено люминесцирующим.

Дополнительное цветонесущее покрытие может быть нанесено перед отражающим покрытием.

По крайней мере часть световозвращающих конструкций с остроконечной вершиной может быть выполнена в виде многогранных пирамид.

По крайней мере одна часть пирамид может быть выполнена с числом граней, отличным от числа граней остальных пирамид, и размещена с образованием изображения заданного объекта.

На фиг. 1, фиг. 2 (с защитной пленкой), фиг. 3, 4 (с отражающим покрытием на боковых поверхностях световозвращающих конструкций с остроконечными вершинами), фиг. 5 (световозвращающие конструкции с закругленными вершинами и с дополнительным цветонесущим покрытием) и на фиг. 6 (с пирамидами) представлены принципиальные схемы выполнения световозвращающего материала.

Световозвращающий материал 1 содержит множество жестких световозвращающих конструкций 2 с остроконечными вершинами 3 из прозрачного материала 4, основания 5 которых установлены в одной плоскости, и укрепленных вершинами 3 на основе 6, выполненной с формой поверхности, обращенной к световозвращающим конструкциям 2, ответной им, и из материала с показателем преломления n, по крайней мере на 3% меньшим, чем показатель преломления n материала световозвращающих конструкций 2, при этом по крайней мере часть боковой поверхности 7 или по крайней мере одна боковая поверхность 7 по крайней мере части световозвращающих конструкций 8 с остроконечными вершинами 3 расположена под углом к основанию 5, отличным от угла наклона к основанию 5 остальной части боковой поверхности 7 или остальных боковых поверхностей 7, а сами световозвращающие конструкции 8 размещены с образованием изображения заданного объекта 9, и могут быть выполнены из цветонесущего материала 10 (фиг. 1).

В световозвращающем материале 1 оптические элементы могут быть выполнены в виде по крайней мере одного типа световозвращающих конструкций 2 с остроконечными вершинами 3 и из люминесцирующего материала 11 и размещены с образованием изображения заданного объекта 9, а на основания 5 световозвращающих конструкций 2, 8 со стороны лицевой поверхности 12 может быть нанесена цветонесущая защитная прозрачная пленка 13 (фиг. 2).

Световозвращающий материал 1 может содержать люминесцирующую прозрачную защитную полимерную пленку 14, которая может быть выполнена из материала 15 с показателем преломления или/и диэлектрической проницаемостью, превышающей показатель преломления или диэлектрическую проницаемость материала 3, 10, 11 световозвращающих конструкций 2, 8 таким образом, что ее контур 16 образует контур изображения заданного объекта 9, а на боковую поверхность 7 световозвращающих конструкций 2, 8 может быть нанесено отражающее покрытие 17, выполненное в виде металлического высокоотражающего слоя (фиг. 3).

В световозвращающем материале 1 по крайней мере одна часть отражающего покрытия 17, соответствующая изображению заданного объекта 9, может быть выполнена с цветом отражающей поверхности 18, отличным от цвета остальной поверхности отражающего покрытия 17, которое может быть выполнено в виде слоя частиц 19 с высокоотражающей поверхностью, диспергированных в связующем (фиг. 4).

В световозвращающем материале 1 по крайней мере на часть боковых поверхностей 7 световозвращающих конструкций 20 с закругленными вершинами 21 может быть нанесено дополнительное цветонесущее прозрачное покрытие 22 (фиг. 5).

В световозвращащем материале 1 по крайней мере часть световозвращающих конструкций 2, 8 с остроконечной вершиной 3 может быть выполнена в виде пирамид 23, по крайней мере одна часть 24 которых выполнена с числом граней 25, отличным от числа граней 25 остальных пирамид 23, и размещена с образованием изображения заданного объекта 9, при этом на грани 2 может быть нанесено перед отражающим покрытием 17 дополнительное люминесцирующее покрытие 26 (фиг. 6).

Световозвращающий материал 1 получают следующим образом. Изготавливают, например, методом штамповки матрицу соответствующего типа, например роликового типа, плоскую и т.д. в зависимости от поставленной задачи, с применением нескольких инструментов, формирующих по заданной программе в матрице ответные по форме заданным типам конструкций 2,8,20 с остроконечными или закругленными вершинами 4,21 углубления, например пирамиды, конусы, полуэллипсоиды, в том числе полуэллипсоиды вращения, эллиптические полупараболоиды, в том числе эллиптические параболоиды вращения, и т.п., боковая поверхность 7 (или ее часть) которых может быть расположена под углом к основанию 5, отличным от угла наклона к основанию 5 остальной части боковой поверхности 7 или остальных боковых поверхностей 7, и размещенным с образованием изображения заданного объекта 9.

После чего заполняют материалом 4, 10, 11 (например, прозрачным связующим) углубления в матрице до получения плоской тыльной поверхности связующего (в виде оснований 5) и осуществляют затвердевание связующего.

В качестве прозрачного связующего используют, например, лак, может быть использован также цветонесущий прозрачный материал 10, заполняющий углубления в форме световозвращающих конструкций 2, 8, 20, размещенных, например, в виде изображения заданного объекта 9, или может быть использован люминесцирующий материал 11.

Для этого предварительно твердый раствор люминофорных частиц в связующем готовят с концентрацией, например, 0,4-20,5% об. посредством их равномерного перемешивания. При концентрации люминофорных частиц свыше 20,5% об. может происходить значительное снижение прозрачности связующего, что затрудняет прохождение лучей от источника излучения к отражающему покрытию 17 или основе 6. При концентрации люминофорных частиц менее 0,4% об. может снижаться равномерность свечения световозвращающего материала 1 в течение всего времени его облучения, например, импульсным источником излучения, в промежутках времени между импульсами.

После затвердевания материала 4, 10, 11, световозвращающих конструкций 2, 8, 20 осуществляют его извлечение, в том числе с контуром уже прямого изображения заданного объекта 9 из части световозвращающих конструкций 2, 8, 20, выполненных, например, из цветонесущего или люминесцирующего материалов 10, 11, на общем основании, представляющем собой совокупность оснований 5 световозвращающих конструкций 2, 8, 20 (фиг. 1, 2).

Или, в случае получения, например, световозвращающего материала 1 рулонного типа осуществляют прокатку полимерной пленки из соответствующего прозрачного материала 4, 10, 11 под давлением, например, между валками роликового типа с соответствующей рельефной матричной поверхностью при необходимой температуре, обеспечивая, тем самым, получение заданной рельефной поверхности в виде световозвращающих конструкций 2, 8, 20 на используемой полимерной пленке. Последняя может быть выполнена из прозрачных полимерных материалов - полистирола, поливинилхлорида, поликарбоната, полиэтилена, полиметилметакрилата, лавсана и т.д., в том числе цветонесущего материала 10, 11 в соответствии с раскраской создаваемых изображений заданного объекта 9. Могут быть использованы также, например, полимерные пленки с люминесцентными наполнителями.

После чего осуществляют укрепление основы 6 посредством заполнения материалом основы 6 с показателем преломления n, по крайней мере на 3% меньшим, чем показатель преломления n материала 4, 10, 11 световозвращающих конструкций 2, 8, 20, пустот между боковыми поверхностями 7 последних до получения плоской тыльной поверхности основы 6, представляющей собой тыльную поверхность световозвращающего материала 1 (фиг. 1). В качестве материала основы 6 можно использовать разнообразные типы связующих, например оптические клеи по ГОСТ 14887-80.

Использование основы 6 из материала с показателем преломления, например, оптического клея (n = 1,416), отличающимся от показателя преломления n материала световозвращающих конструкций 2, 8, 20 менее чем на 3%, не позволяет обеспечивать полное внутреннее отражение на боковых поверхностях 7, прилегающих к соответствующим опорным вершинам 3, 21 световозвращающих конструкций 2, 8, 20 при попадании на них излучения от источника, что приводит к прохождению части падающего от источника излучения сквозь боковые поверхности 7, и к их последующему рассеиванию и поглощению материалом основы 6, и, как следствие, к снижению световозвращающих свойств материала 1. В случае использования связующего с показателем преломления n_i на 3% и более меньшим, чем показатель преломления n материала 4, 10, 11 световозвращающих конструкций 2, 8, 20, например, у лака (n_i = 1,458) и у связующего (с n = 1,414 и меньшим), обеспечивается полное внутреннее отражение на боковых поверхностях 7 при попадании на них излучения от источника, что приводит к эффективному световозвращению с необходимой яркостью падающего излучения в заданном направлении.

Затем, при необходимости, осуществляют нанесение, например, посредством прозрачного связующего, защитной прозрачной пленки 13, в том числе цветонесущей, или люминесцирующей прозрачной защитной полимерной пленки 14 из аналогичных описанным выше материалов (фиг. 2).

Защитная полимерная пленка 13, 14 может быть выполнена из материала 15 с показателем преломления n_k или диэлектрической проницаемостью k, превышающей показатель преломления n или диэлектрическую проницаемость материала 4, 10, 11 световозвращающих конструкций 2, 8, 20. Необходимость использования материала 15 с более высокой по отношению к материалу 4, 10, 11 световозвращающих конструкций 2, 8, 20 показателем преломления n или диэлектрической проницаемостью вызвана тем, что в этом случае снижается величина угла (до величин близких к 0^o) падения излучения от источника (или угол наблюдения изображения заданного объекта 9 наблюдателем), при котором световозвращение к источнику света (или наблюдение изображения заданного объекта 9 наблюдателем) еще возможно (фиг. 3). В качестве такого материала 15 могут использоваться как прозрачные полимерные материалы с заданной более высокой относительно материала 4, 10, 11 световозвращающих конструкций 2, 8, 20 величиной показателя преломления или диэлектрической проницаемостью, так и перечисленные выше полимерные материалы и связующие с добавками материалов, обеспечивающих повышение величины диэлектрической проницаемости защитной полимерной пленки 13, 14.

Контур 16 наносимой защитной полимерной пленки 13, 14 может образовывать при этом контур изображения заданного объекта 9.

На боковую поверхность 7 световозвращающих конструкций 2, 8, 20 может быть нанесено отражающее покрытие 17, выполненное в виде металлического высокоотражающего слоя или слоя частиц 19, диспергированных в связующем, например, термическим вакуумным напылением соответствующего металла с высокоотражающими свойствами или распылением частиц 19 в связующем соответственно (фиг. 3, 4).

Выполнение части отражающего покрытия 17, соответствующей изображению заданного объекта 9, с цветом отражающей поверхности 18, отличным от цвета остальной поверхности отражающего покрытия 17, позволяет создавать изображение заданного объекта 9, окрашенным в цвета, соответствующие окрашенным частям соответствующей части отражающей поверхности 17 (фиг. 4).

Выполнение отражающего покрытия 17 в виде слоя частиц 19 с высокоотражающей поверхностью, диспергированного в связующем, позволяет широко варьировать цветом его отражающей поверхности за счет использования в качестве таких частиц 19 разнообразных материалов типа "блеска для глаз" белого, перламутрового, сиреневого и иных экзотических цветов, причем эти материалы могут быть выполнены как из металлов, так и из неметаллов или неметаллов с металлическим отражающим покрытием.

В случае нанесения отражающего покрытия 17 на боковые поверхности 7 световозвращающих конструкций 2, 8, 20 основу 6, например бумагу, покрытую лавсановой или полиэтиленовой пленкой, укрепляют на вершинах 3, 21 световозвращающих конструкций 2, 8, 20, например, посредством прозрачного связующего, и основа 6 при этом может не выполняться по форме, ответной световозвращающим конструкциям 2, 8, 20, а может быть, например, плоской.

В случае нанесения в световозвращающем материале 1 на часть боковых поверхностей 7 световозвращающих конструкций 2,8,20 дополнительного цветонесущего прозрачного покрытия 22 (фиг. 5) или дополнительного люминесцирующего покрытия 26 (фиг. 6), например, одним из методов, описанных для нанесения отражающего покрытия 17, и с использованием вышеописанных цветонесущих лаков или твердых растворов люминофорных частиц в связующем или только одних люминофорных частиц соответственно, наличие таких покрытий позволяет варьировать цветовой гаммой представленных на световозвращающем материале 1 изображений заданного объекта 9 даже в случае отсутствия отражающего покрытия 17 или в случае необходимости использования отражающего покрытия 17 только одного цвета. В последнем случае осуществляют последовательное нанесение на боковые поверхности 7 световозвращающих конструкций 2, 8, 20 одним из вышеперечисленных методов дополнительного цветонесущего прозрачного покрытия 22 или дополнительного люминесцирующего покрытия 26 и отражающего покрытия 17 (фиг. 6). Следует отметить, что при этом осуществляют оптический контроль толщины дополнительного покрытия 22, 26 в процессе его нанесения, имеющий целью обеспечить яркость световозвращаемого от отражающего покрытия 17 излучения при прохождении через дополнительное покрытие 22, 26 к наблюдателю, необходимую для цветового восприятия красной и синей компонент нормальным человеческим зрением. Так, для световозвращающих материалов 1 отражение красной и синей компонент относительно белого светового потока с яркостью ниже 16 % от последнего препятствует их визуализации нормальным человеческим зрением с достаточной контрастностью и цветовым восприятием.

В световозвращающем материале 1 часть остроконечных конструкций 2, 8 может быть выполнена в виде пирамид 23, часть 24 которых выполнена с числом граней 25, отличным от числа граней 25 остальных пирамид 23, например, четным и нечетным, и размещена с образованием изображения заданного объекта 9 (фиг. 6). В качестве пирамид 23 могут использоваться как прямые, так и наклонные трех-, четырех-, пяти- и т.д. многогранные пирамиды.

Световозвращающий материал 1 функционирует следующим образом.

Световой поток от источника излучения, попадая на лицевую поверхность 12 световозвращающего материала 1, проходит через защитную пленку 13, 14 (при ее наличии) и основания 5 световозвращающих конструкций 2, 8, 20, преломляясь на них в соответствии с их показателем преломления, претерпевает полное внутреннее отражение на боковых поверхностях 7 или гранях 25 световозвращающих конструкций 2, 8, 20 (при наличии основы 6 с показателем преломления n, по крайней мере на 3 % меньшим, чем показатель преломления n материала 4, 10, 11 световозвращающих конструкций 2, 8, 20) или отражается от отражающей поверхности покрытия 17. После чего отраженный световой поток в зависимости от угла наклона боковых поверхностей 7 или граней 25 либо после многократного переотражения на последних в объеме световозвращающих конструкций 2, 8, 20, либо сразу под заданным углом наклона боковых поверхностей 7 или граней 25 направляется после соответствующего преломления на границах раздела оснований 5 световозвращающих конструкций 2, 8, 20 и защитной пленки 13, 14 в обратном направлении к наблюдателю. При этом световозвращенный от световозвращающего материала 1 луч может идти в обратном направлении как параллельно падающему лучу (в случае, например, использования конструкций 2, 8 с остроконечными вершинами 3 в виде тетраэдров или конусов с углом наклона образующих к основанию 45^o) или под некоторым углом к падающему лучу (в случае использования световозвращающих конструкций 2, 8, 20 с другими углами наклона боковых поверхностей 7 или граней 25 к основаниям 5.

В случае использования световозвращающих конструкций 2, 8, 20 с углом наклона боковых поверхностей 7 (или их частей) или граней 25 к основанию 5 менее 16^o соответствующие боковые поверхности 7 (или их части) или грани 25 функционируют как наклонные зеркала, переотражая падающее на них от источника излучение через основание 5 сразу же в направлении наблюдателя под углом, задаваемым углом наклона боковых поверхностей 7 (или их частей) или граней 25 к основаниям 5.

В случае использования световозвращающих конструкций 2, 8, 20 с различными углами наклона их боковых поверхностей 7 (или ее части) или граней 25 к их основаниям 5 при облучении световозвращающего материала 1 монохроматическим излучением определенного цвета и при близости размеров отдельных световозвращающих конструкций 2, 8, 20 к длине волны падающего излучения последнее преломляется на боковых поверхностях 7 под углами, соответствующими длине волны. При этом красное, зеленое, желтое и т.д. монохроматическое излучение преломляется только на соответствующих им расположенных под определенным углом боковых поверхностях 7 (или их частях) или гранях 25 световозвращающих конструкций 2, 8, 20. И после переотражения на боковых поверхностях 7 (или их частях) или гранях 25 световозвращающих конструкций 2, 8, 20 все падающие лучи различных цветов также раздельно и заданным образом выходят в направлении наблюдателя (фиг. 1).

Выполнение части отражающего покрытия 17, соответствующей изображению заданного объекта 9, с цветом отражающей поверхности 18, отличным от цвета остальной поверхности отражающего покрытия 17, а защитной пленки 13, 14 и дополнительного покрытия 22, 26 цветными или люминесцирующими позволяет, как отмечалось выше, создавать изображение заданного объекта 9 окрашенным в цвета или люминесцирующим в соответствии с цветом окрашенных или люминесцирующих частей соответствующих отражающей поверхности 17, защитной пленки 13, 14 или дополнительного покрытия 22, 26 (фиг. 2-6) и, как следствие, видимое наблюдателем красочным или (и) люминесцирующим.

При наличии по крайней мере одного люминесцирующего слоя 14, 26 падающее излучение при его достижении возбуждает люминесцентные (люминофорные) частицы, вынуждая последние светиться с длиной волны их люминесценции, отличной от длины волны падающего света, что наблюдатель и видит в световозвращающемся пятне, например, в виде цветного изображения заданного объекта 9. Причем падающее излучение от источника, не поглощенное люминесцентными (люминофорными) частицами, и с цветом, отличным от цвета люминесценции, после световозвращения к наблюдателю обеспечивает наблюдение последним, например, различных изображений заданного объекта 9 или его частей не только люминесцирующим, но и окрашенным в отличный от цвета люминесценции цвет.

Преимуществом применения люминесцентной пленки 14 или (и) дополнительного люминесцентного покрытия 26 по крайней мере в одном из мест световозвращающего материала 1 является также случай, когда источник света является импульсным, например, автомобильная мигалка, импульсный CO₂ -лазер и т. п. При этом люминесцентные слои 14, 26, начиная светиться при очередном импульсе с длительностью, например, 3 мкс и с периодом повторения облучения 1 с, постепенно затухают после окончания облучения с длительностью послесвечения, задаваемой составом люминесцентных (люминофорных) частиц, и обеспечивающей равномерную светимость, например, изображения заданного объекта 9, в течение времени между периодами импульсов.

При этом создаются мягкие комфортные условия наблюдения как самой информации, которую несет световозвращающий материал 1, довольно равномерно распределенной по яркости во временные периоды между импульсами излучения, так и обеспечивается эффективное световозвращение к наблюдателю света, посланного от источника излучения на световозвращающий материал.

Люминесцентные (люминофорные) частицы обеспечивают не только непрерывное свечение световозвращающего материала 1 при его импульсном облучении, но также и необходимую цветовую гамму его свечения. Число компонентов люминофорных частиц в зависимости от создания необходимой цветовой гаммы свечения может быть и большей.

Причем цвет излучения от источника может быть как видимым и отличаться от свечения световозвращающего материала 1 (при наличии в последнем люминесцентных частиц), например, красный цвет от СО - лазера и зеленый от люминофора, так и быть невидимым (в случае облучения УФ или ИК-излучением.

В качестве импульсного источника излучения, кроме импульсного электрического источника света типа "автомобильной мигалки", может быть использован импульсный лазер, а также источник УФ-, ИК- или смешанного типа излучения. Причем воздействие на люминофорные частицы в световозвращающем материале может осуществляться как из одного, так и из нескольких источников излучения с различной длиной волны.

В то же время, цвет люминесценции и световозвращающей компоненты в зависимости от длины волны излучения от источника (источников) может быть различным, например радужным, что, в свою очередь, обеспечивает получение разнообразных оригинальных цветовых эффектов на эстраде, дискотеках, кино и т. д.

Как показали результаты испытаний, равномерность освещенности световозвращающего материала 1 при импульсном облучении различается не более чем на 30% в периоды между импульсами и при непосредственном облучении.

В случае, если по крайней мере одна боковая поверхность 7 (или ее часть (например, для конусов, полуэллипсоидов, эллиптических параболоидов и т.п.)) или по крайней мере одна грань 25 (например, для пирамид 23, 24) установлена под углом к основанию 5, отличным от угла наклона к основанию 5 остальных боковых поверхностей 7 (или остальной части боковой поверхности 7) или остальных граней 25, например под углами 35^o и 45^o соответственно (фиг. 1, 6), то при освещении световозвращающего материала 1, например по нормали к его лицевой поверхности 12, отраженный от указанных поверхностей 7 или граней 25 свет будет выходить под различными углами благодаря различию в наклонах боковых поверхностей 7 или граней 25 световозвращающих конструкций 2, 8, 20 к основанию 5. А это, в свою очередь, приведет к тому, что часть поверхностей 7 или граней 25 с отличными углами наклона или часть световозвращающих конструкций 2, 8, 20 (если они выполнены с боковыми поверхностями 7 или гранями 25 с отличным углом наклона боковых поверхностей 7 или граней 25 остальных световозвращающих конструкций 2, 8, 20), размещенных в виде изображения заданного объекта 9, наблюдатель увидит, именно в виде изображения заданного объекта 9 (рекламного текста, иллюстрации и т.д.) при рассмотрении световозвращающего материала 1 под соответствующим углом отражения (например, 35^o или 45^o) от указанных частей световозвращающих конструкций 2, 8, 20. А это, в свою очередь, и будет создавать эффект появления (или исчезновения) изображения заданного объекта 9 при рассмотрении световозвращающего материала 1 под различными углами, например, при прохождении наблюдателя вдоль рекламного щита с таким световозвращающим материалом 1 или при направлении к нему.

В случае, если в световозвращающем материале 1 оптические элементы выполнены в виде по крайней мере одного типа конструкций 2, 8, 20 с остроконечными (например, часть световозвращающих конструкций 2, 8 выполнена в виде тетраэдров, а другая - в виде конусов) или закругленными (например, часть световозвращающих конструкций 20 выполнена в виде полуэллипсоидов, а другая часть - в виде эллиптических параболоидов) вершинами 3 и размещены с образованием изображения заданного объекта 9 (фиг. 2), то при облучении световозвращающего материала 1, например по нормали, отраженное от указанных групп и типов световозвращающих конструкций 2, 8, 20 излучение будет выходить в различных направлениях в соответствии с величиной углов наклона боковых поверхностей 7 или граней 25 этих групп или отдельных типов световозвращающих конструкций 2, 8, 20. А это, в свою очередь, приведет к тому, что отдельные группы или типы световозвращающих конструкций 2, 8, 20 с одинаковым наклоном их боковых поверхностей 7 или граней 25, размещенных в виде изображения заданного объекта 9, наблюдатель увидит именно в виде изображения заданного объекта 9 (рекламного текста, иллюстрации и т.д.) при рассмотрении световозвращающего материала 1 под соответствующим углом отражения от указанных боковых поверхностей 7 или граней 25. А это, в свою очередь, и будет создавать эффект появления (или исчезновения) изображения заданного объекта 9 при рассмотрении световозвращающего материала 1 под различными углами, например, при прохождении наблюдателя вдоль рекламного щита с таким световозвращающим материалом 1 или при направлении к нему. То-есть, все рассуждения и все схемы построения световозвращающего материала 1, представленные на фиг. 1 - 4, 6 для световозвращающих конструкций 2, 8, 20 с различными углами наклона их боковых поверхностей 7 или граней 25 к основанию 4, применимы и в случае выполнения световозвращающего материала 1 с несколькими различными типами конструкций 2, 8, 20 с остроконечными или закругленными вершинами 3 (фиг. 5) и наоборот.

В случае, если по крайней мере одна часть пирамид 24 выполнена с числом граней 25, отличным от числа граней 25 остальных пирамид 23, например, с четным и нечетным числом граней 25 (например, четырьмя и тремя гранями), и размещена с образованием изображения заданного объекта 9 (фиг. 6), то при облучении световозвращающего материала 1, например по нормали, отраженное от указанных групп пирамид 23,24 излучение будет выходить в различных направлениях в соответствии с величиной двугранных углов, образуемых соответствующими гранями 25 этих пирамид 23, 24, которая, в свою очередь, варьирует в зависимости от числа граней 25 в пирамидах 23, 24. А это, в свою очередь, приведет к тому, что часть пирамид 23, 24 с четным или нечетным числом граней 25, размещенных в виде изображения заданного объекта 9, наблюдатель увидит именно в виде изображения заданного объекта 9 (рекламного текста, иллюстрации и т. д.) при рассмотрении световозвращающего материала 1 под соответствующим углом отражения от указанных граней 25. А это, в свою очередь, и будет создавать эффект появления (или исчезновения) изображения заданного объекта 9 при рассмотрении световозвращающего материала 1 под различными углами, например, при прохождении наблюдателя вдоль рекламного щита с таким световозвращающим материалом 1 или при направлении к нему.

Причем количество появляющихся (или исчезающих) изображений заданного объекта 9 зависит от числа типов используемых световозвращающих конструкций 2, 8, 20, числа боковых поверхностей 7 (или их частей) или граней 25 с отличными углами наклона к основанию 5, количества используемых групп световозвращающих конструкций 2, 8, 20 с отличными углами наклона их боковых поверхностей 7 или граней 25 или от количества используемых групп пирамид 23, 24 с различным числом граней 25.

Наличие защитной пленки 13, 14 в световозвращающем материале 1 повышает его надежность не менее чем на 15% от преждевременного разрушения под воздействием неблагоприятных климатических факторов и механических повреждений при эксплуатации, причем лицевую поверхность 12 световозвращающего материала 1 можно периодически чистить от загрязнений или заменять при необходимости, повышая тем самым яркость световозвращающего материала 1 и увеличивая ресурс его работы.

Принцип действия материала 15 с более высокой по отношению к материалу 4, 10, 11 световозвращающих конструкций 2, 8, 20 показателем преломления n или (и) диэлектрической проницаемостью для снижения величины угла (до величины, близкой к 0^o) падения излучения от источника (или угла наблюдения изображения заданного объекта 9 наблюдателем), при котором световозвращение к источнику света (или наблюдение изображения заданного объекта 9 наблюдателем) еще возможно (фиг. 3), заключается в том, что за счет более высокого показателя преломления n материала 15 защитной пленки 13, 14 при попадании излучения под острым углом на лицевую поверхность 12 световозвращающего материала 1 происходит преломление этого светового потока под большим углом к поверхности, чем при его падении, например, при отсутствии защитной пленки 13, 14, а это позволяет падающему излучению входить в объем световозвращающих конструкций 2, 8, 20 через соответствующие основания 5, что в случае, если бы материал 15 защитной пленки 13, 14 имел показатель преломления n, такой же или меньший, чем показатель преломления n материала 4, 10, 11 световозвращающих конструкций 2, 8, 20, или, если бы такой защитной пленки 13, 14 не было вообще, при определенном, близком к 0, угле падения излучения на световозвращающий материал 1 было бы просто невозможно. Эти же рассуждения относятся и к величине диэлектрической проницаемости защитной пленки 13, 14 по отношению к величине диэлектрической проницаемости материала 4, 10, 11 световозвращающих конструкций 2, 8, 20.

Изображение заданного объекта 9 может быть выполнено в виде орнамента.

На основании вышеизложенного новым достигаемым положительным техническим результатом предполагаемого изобретения является:
1. Расширение диапазона углов падения излучения от источника света, при котором обеспечивается его световозвращение к источнику за счет использования защитной пленки со специальными диэлектрическими свойствами или показателем преломления.

2. Обеспечение возможности получения изображений, демонстрируемых на одной и той же лицевой площади световозвращающего материала, в зависимости от места наблюдения при повышении наглядной эффективности единицы площади световозвращающего материала за счет использования множества типов световозвращающих конструкций с неограниченным числом боковых поверхностей и с различными углами их наклона к основанию.

3. Повышение эстетической привлекательности световозвращающего материала за счет обеспечения возможности приема излучения различных цветов, или невидимого (УФ- или ИК-) излучения, в том числе смешанного и из нескольких источников, и их направленного без смешения отображения, в том числе отображения цветного излучения при облучении световозвращающего материала невидимым излучением (за счет использования люминесцентных материалов).

4. Обеспечение возможности варьирования цветовой гаммой изображений заданных объектов на световозвращающем материале за свет использования в нем разноцветных, в том числе люминесцентных материалов, и отражающих покрытий.

5. Повышение равномерности свечения световозвращающего материала во времени при его импульсном облучении в диапазоне 30% от максимального за счет использования люминесцентных материалов.

Световозвращающий материал содержит основу и множество жестких световозвращающих элементов из прозрачного материала в виде по крайней мере одного типа световозвращающих конструкций с остроконечной или/и закругленной вершиной каждая. Основания конструкций установлены в одной плоскости, а вершины укреплены на основе. В случае выполнения световозвращающих конструкций с остроконечной или закругленной вершиной одного типа по крайней мере часть боковой поверхности по крайней мере части световозвращающих конструкций расположена под углом к основанию, отличным от угла наклона к основанию остальной части боковой поверхности или боковой поверхности остальных световозвращающих элементов. По крайней мере один тип световозвращающих конструкций с остроконечной или закругленной вершиной или световозвращающие конструкции с отличными углами наклона боковых поверхностей или их частей размещены с образованием изображения заданного объекта. Обеспечивается расширение диапазона углов падения для получения изображений. 17 з.п.ф-лы, 6 ил.

1. Световозвращающий материал, содержащий основу, множество жестких световозвращающих элементов из прозрачного материала в виде световозвращающих конструкций, основания которых установлены в одной плоскости и укрепленных вершинами на основе, отличающийся тем, что световозвращающие элементы выполнены в виде по крайней мере одного типа световозвращающих конструкций с остроконечной или/и закругленной вершиной каждая, при этом в случае выполнения световозвращающих конструкций с остроконечной или закругленной вершиной одного типа по крайней мере часть боковой поверхности по крайней мере части световозвращающих конструкций расположена под углом к основанию, отличным от угла наклона к основанию остальной части боковой поверхности или боковой поверхности остальных световозвращающих элементов, при этом по крайней мере один тип световозвращающих конструкций с остроконечной или закругленной вершиной или световозвращающие конструкции с отличными углами наклона боковых поверхностей или их частей размещены с образованием изображения заданного объекта. 2. Материал по п.1, отличающийся тем, что материал по крайней мере части световозвращающих конструкций выполнен цветонесущим. 3. Материал по п.2, отличающийся тем, что материал световозвращающих конструкций выполнен люминесцирующим. 4. Материал по п.1, отличающийся тем, что наклон боковых поверхностей световозвращающих конструкций к их основаниям не превышает 16^o. 5. Материал по любому из пп.1 - 4, отличающийся тем, что он снабжен защитной прозрачной пленкой, нанесенной со стороны его лицевой поверхности на основания световозвращающих конструкций. 6. Материал по п. 5, отличающийся тем, что защитная прозрачная пленка выполнена из цветонесущего материала. 7. Материал по п. 5 или 6, отличающийся тем, что защитная прозрачная пленка выполнена люминесцирующей. 8. Материал по любому из пп.5 - 7, отличающийся тем, что защитная прозрачная пленка выполнена из материала с показателем преломления или/и диэлектрической проницаемостью, превышающей показатель преломления или/и диэлектрическую проницаемость материала световозвращающих конструкций. 9. Материал по любому из пп. 5 - 8, отличающийся тем, что защитная прозрачная пленка выполнена таким образом, что ее контур образует контур изображения заданного объекта. 10. Материал по п.1, отличающийся тем, что основа выполнена из материала с показателем преломления, по крайней мере на 3% меньшим, чем показатель преломления материала световозвращающих конструкций, и с формой поверхности, обращенной к световозвращающим конструкциям, ответной им. 11. Материал по п.1 или 4, отличающийся тем, что он снабжен отражающим покрытием, нанесенным на боковую поверхность световозвращающих конструкций. 12. Материал по п.11, отличающийся тем, что по крайней мере одна часть отражающего покрытия, соответствующая изображению заданного объекта, выполнена с цветом отражающей поверхности, отличным от цвета остальной поверхности отражающего покрытия. 13. Материал по п.11 или 12, отличающийся тем, что отражающее покрытие выполнено в виде металлического высокоотражающего слоя или слоя частиц с высокоотражающей поверхностью, диспергированных в связующем. 14. Материал по п.1 или 4, отличающийся тем, что он снабжен дополнительным цветонесущим прозрачным покрытием, нанесенным по крайней мере на часть боковых поверхностей световозвращающих конструкций. 15. Материал по п.14, отличающийся тем, что дополнительное прозрачное покрытие выполнено люминесцирующим. 16. Материал по любому из пп.11 - 15, отличающийся тем, что дополнительное цветонесущее покрытие нанесено перед отражающим покрытием. 17. Материал по п.1, отличающийся тем, что по крайней мере часть световозвращающих конструкций с остроконечной вершиной выполнена в виде многогранных пирамид. 18. Материал по п.17, отличающийся тем, что по крайней мере одна часть пирамид выполнена с числом граней, отличным от числа граней остальных пирамид, и размещена с образованием изображения заданного объекта.