Reflektierende Folie ist ein neuer funktioneller Verbundstoff, der in den letzten 50 Jahren entwickelt wurde. Der reflektierende Mikroprismenfilm wurde in den späten 1980er Jahren entwickelt. Aufgrund seiner hohen Helligkeit und guten Haltbarkeit überwindet es die Unzulänglichkeiten früherer prismatischer reflektierender Materialien, wie z. B. kleiner effektiver Einfallswinkel, kleiner Beobachtungswinkel und asymmetrischer reflektierter Strahl. Daher wird es immer häufiger im Straßenverkehr verwendet, der eine hohe Helligkeit erfordert.
1. Reflexionsprinzip und struktureller Aufbau
1.1 Prinzip
Das Reflexionsprinzip der Mikroprismen-Reflexionsfolie basiert darauf, dass das Licht aus einem bestimmten Winkel in den dreidimensionalen Raum einfällt, dreimal an drei zueinander senkrechten Ebenen reflektiert und dann entlang der ursprünglichen Einfallsrichtung zurückreflektiert wird, wie in Abbildung 1 gezeigt.
Je nach Herstellungsverfahren gibt es zwei Arten von Reflexionen an der Prismenoberfläche: Eine ist die (Total-)Reflektion der Luft-Harz-Grenzfläche und die andere ist die Reflexion der Aluminium-Harz-Grenzfläche.
1.2 Klassifizierung nach Struktur
Entsprechend den verschiedenen Reflexionstypen kann die Struktur von Mikroprismen-Reflexionsfolien in zwei Typen unterteilt werden (siehe Abb. 2 und Abb. 3): beschichtete Reflexionsfolie (in astm4956 Typ V-Folie genannt) und unbeschichtete Reflexionsfolie (als Typ IV-Folie bezeichnet). in astm4956). Aufgrund der grauen Farbe der beschichteten reflektierenden Folie sind die Marktaussichten düster.
Die strukturellen Unterschiede zwischen den beiden reflektierenden Folien sind:
(1) Hinter der Pyramide des unbeschichteten reflektierenden Films befindet sich Luft, daher ist die Reflexion hauptsächlich interne Totalreflexion, was erfordert, dass sich hinter der Pyramide eine stabile Luftschicht befinden muss. Daher befindet sich in der unbeschichteten reflektierenden Folie eine Versiegelungsschicht (siehe Abb. 2), um zu verhindern, dass Verunreinigungen wie Feuchtigkeit und Staub in die Luftschicht eindringen, was zu einer Verringerung des Retroreflexionskoeffizienten führt.
(2) Die beschichtete reflektierende Filmpyramide ist mit einer Metallschicht, normalerweise Aluminium, beschichtet. Reflexion tritt hauptsächlich an der Harz-Aluminium-Grenzfläche auf. Die beschichtete reflektierende Folie hat keine Siegelschicht.
(3) Da der unbeschichtete reflektierende Film geschlossen werden muss, gibt es eine Stützwand. Von vorne ist es ein Rauten- oder Sechseckgitter. Der beschichtete reflektierende Film tut dies nicht.
2. Leistung des reflektierenden Mikroprismafilms
2.1 optische Eigenschaften
Der reflektierende Mikroprismenfilm ist in Bezug auf die Reflexionsintensität und den Weitwinkel viel besser als der reflektierende Linsenfilm. Fig. 4 ist ein Vergleich der Anfangswerte der Reflexionsintensität von drei Arten von Produkten (0,2° Betrachtungswinkel).
Der reflektierende Lichtkegel des früheren reflektierenden Mikroprismenfilms ist asymmetrisch und der effektive Einfallswinkel ist klein, aber diese Probleme wurden grundsätzlich durch die Konstruktion der reflektierenden Einheit und ihrer Anordnung gelöst.
2.2 Witterungsbeständigkeit
Obwohl der Retroreflexionskoeffizient der Mikroprismen-Reflexionsfolie nach Erreichen der Lebensdauer um 50% abnimmt, kann ihr Retroreflexionskoeffizient immer noch bei 400 CD · lx-1 · m-2 gehalten werden, was viel höher ist als bei den anderen beiden Arten von Reflexionsfolien , wie in Abbildung 5 gezeigt (0,2° Beobachtungswinkel, - 4° Einfallswinkel).
3. Herstellungstechnologie des reflektierenden Mikroprismafilms
3.1 Schlüsseltechnologien
Obwohl das Grundprinzip der reflektierenden Mikroprismenfolie einfach ist, umfasst die Herstellungstechnologie multidisziplinäre und Hightech-Bereiche wie Materialwissenschaften, Optik, Präzisionsmaschinenbau usw. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass es vier Schlüsseltechnologien zur Herstellung von Mikroprismen-Reflexionsfolien gibt.
3.1.1 Zellstruktur und ihr Array-Design
Die traditionellen retroreflektierenden Prismenmaterialien haben hauptsächlich die folgenden Nachteile:
(1) Der effektive Einfallswinkel ist klein. Wenn der Einfallswinkel größer als 20° ist, verschwindet die Totalreflexion und die reflektierende Helligkeit geht fast verloren.
(2) Der Beobachtungswinkel ist klein, d. h. Menschen können das reflektierte Licht in der Ferne sehen, aber nicht in der Nähe.
(3) Aufgrund der drei Seiteneigenschaften der Reflexionseinheit hat der retroreflektierende Lichtkegel eine unbefriedigende asymmetrische Form. Als Ergebnis gibt es bei Betrachtung aus unterschiedlichen Scanwinkeln unterschiedliche retroreflektive Helligkeiten.
Das Verfahren zur Lösung dieser Probleme hängt hauptsächlich von der Gestaltung der retroreflektierenden Elementstruktur und des Arrays ab, wie z. B. das Ändern des eingeschlossenen Winkels von drei Ebenen, damit sie eine bestimmte Verteilung haben, oder das Anordnen des Elementarrays nach einem bestimmten Gesetz. Aufgrund der komplexen Struktur und des Array-Designs ist es jedoch sehr schwierig, das Motherboard zu erstellen, zu kopieren und zu entformen, sodass es nicht einfach zu implementieren ist.
3.1.2 Herstellung und Nachbau des Motherboards
Da die Höhe der Mikroprismenreflexionseinheit 0,003 ~ 0,015 Zoll (dh 0,078 2 ~ 0,381 mm) beträgt, ist die Form unregelmäßig, die Anordnung in der Ebene ist regelmäßig und die Anforderungen an die Glätte der Formoberfläche sind sehr hoch. Daher benötigt das Motherboard eine Präzisionsbearbeitung. Die Platte selbst ist nicht direkt an der Umformung beteiligt, der Bearbeitungspreis ist teuer, die Fläche ist begrenzt und die Nutzungsdauer des Werkzeugs ist nicht hoch. Die Duplikatform kann unter Verwendung der Masterplattenreplik hergestellt und in jede beliebige Größe gespleißt werden, um die industrielle Produktion zu erleichtern.
3.1.3 Bestimmung des Grundmaterials
Als reflektierende Mikroprismenfolie besteht ihr Hauptmaterial aus technischen Kunststoffen. Je nach den unterschiedlichen Anforderungen an seine Leistungsfähigkeit werden unterschiedliche Kunststoffplattenböden ausgewählt. Die wichtigsten berücksichtigten Indizes und gelösten Probleme sind: Wetterbeständigkeit der Materialien, Vorwärmleistung und rheologische Eigenschaften der Kunststoffplattenbasis usw. Derzeit verwendet TID hauptsächlich PVC, PC, PMMA und PET nach verschiedenen Produktserien.
3.1.4 Prägetechnologie
Da die Mikroprismen-Reflexionsfolie hohe Anforderungen an die optische Leistung stellt, ist auch ihre Prägegenauigkeit sehr hoch. Beim Prägeprozess sind Fehler wie schlechter Verlauf, Blasen und Kratzer nicht erlaubt und auch die Anforderungen an Prozessbedingungen wie Temperatur und Druck sind sehr hoch.
4 Bewerbungsaussichten
Aufgrund der extrem hohen Reflexionsintensität und der guten Weitwinkelleistung der Mikroprismen-Reflexionsfolie mit der kontinuierlichen Verbesserung der Motordrehzahl, dem kontinuierlichen Wachstum hochwertiger Autobahnen und der kontinuierlichen Komplexität der Straßenbedingungen, der Anwendungsmarkt der Mikroprismen-Reflexionsfolie Film wird immer breiter. Andere Probleme, die durch hohe Intensität verursacht werden, wie beispielsweise Blendung und die Kontrastanforderungen zwischen Muster und Hintergrund in der praktischen Anwendung, bestimmen jedoch, dass der reflektierende Mikroprismenfilm den reflektierenden Film mit Mikrokügelchen aus Glas nicht vollständig ersetzen kann.
