Ponad 70 lat temu w laboratoriach firmy 3M powstała pierwsza folia odblaskowa. Od tego czasu naukowcy kontynuują prace nad polepszeniem właściwości materiałów odblaskowych, które wykorzystywane są do oznakowania dróg i w dużej mierze decydują o naszym bezpieczeństwie. A wszystko zaczęło się od szklanej kulki…
W latach 30. ubiegłego wieku wraz z rozwojem motoryzacji wzrastała liczba wypadków drogowych w Stanach Zjednoczonych. Jednym z powodów niebezpiecznych sytuacji na drogach było ich niedostateczne oznakowanie. W ciągu dnia namalowane na jezdni znaki były dobrze widoczne, niestety nocą nie można było ich dostrzec. Władze Wydziału Dróg w Ramsey zwróciły o pomoc w rozwiązaniu tego problemu do firmy 3M.
Nietypowa „produkcja”
Prace nad skutecznym sposobem znakowania dróg rozpoczął Harry Heltzer, późniejszy prezes zarządu 3M. To on zaproponował nanoszenie szklanych kulek na taśmy, które później przyklejano na drogę. Do „produkcji” taśm używano szklanych kulek sprowadzonych z Czechosłowacji. Choć taśmy okazały się bardziej widoczne od farby, nie spełniały oczekiwań naukowca. Heltzer pustanowił wyprodukować własne szklane kulki. Wybrał dość nietypową metodę - stopione szkło zrzucał z VI piętra biurowca 3M. Podczas lotu część szkła przekształcała się w kuleczki o kształcie kropli. Harry Heltzer zbierał z ziemi uzyskane w ten sposób drobne perełki, które później przyklejał na taśmę. Niestety próby aplikacji taśm na jezdnię skończyły się nie przyniosły oczekiwanego rezultatu. Taśma po kilkunastu dniach odklejała się od powierzchni drogi. Pierwsze niepowodzenia nie zniechęciły jednak naukowców z 3M.
Pierwszy znak drogowy
Richard P. Carlton (późniejszy prezydent 3M) wpadł na pomysł, aby materiał odblaskowy zastosować na pionowych znakach drogowych. We współpracy z Philipem Palmquist’em opracował pierwszą folię odblaskową Scotchlite.Przy jej produkcji wykorzystano biały papier gazetowy. Pokryto go lakierem, laminowano pokostem, obsypano szklanymi kuleczkami i wysuszono w piecu.Pierwszy znak odblaskowy został zainstalowany na drodze w Minneapolis (USA) we wrześniu 1939 roku. Mimo że był 10 razy jaśniejszy niż malowane znaki, naukowcy nie zakończyli prac, nadal prowadzili badania nad poprawieniem wartości optycznych folii odblaskowej.
Co z tym kurzem?
W 1944 Dr Nelson Taylor oraz Warren Beck wynaleźli szklane kulki TALO, a rok później – kulki BECKO. Odbijały one więcej światła i były bardziej wodoodporne niż kulki używane przez Harrego Helzera. Kulki BECKO wciąż stosowane są w tkaninach odblaskowych, oponach rowerowych i w folii 3Mä ScotchliteäHigh Intensity. Pomimo bardzo dobrych współczynników odblaskowości wyprodukowana folia miała jedną podstawową wadę, jej powierzchnia była chropowata, a wykonane z niej znaki bardzo szybko ulegały zabrudzeniu. Zbierający się w mikroskopijnych zagłębieniach i wypukłościach brud pochłaniał do 80% padającego światła. Dalsze prace nad ulepszeniem folii zaowocowały opracowaniem przez Philipa Palmquist’a folii Flat-Top. Folia posiadała cienką transparentną plastikową warstwę, chroniącą szklane kulki przed działaniem czynników atmosferycznych, kurzu i wszelkich zabrudzeń. Obecnie folia ta jest znana pod nazwą 3Mä ScotchliteäEngineer Grade.
Innowacyjny aplikator i maksymalna widoczność
W kolejnych lata wprowadzono wiele innowacji do technologii produkcji znaków drogowych. Jednym z najbardziej znaczących wynalazków było opracowanie przez Donalda Douglasa aplikatora próżniowo-termicznego, używanego przez producentów znaków drogowych do dzisiaj. Urządzenie to znacząco ułatwiło aplikację folii 3M na lica znaków. W tym samym czasie 3M opracowało wszechstronny system testowania właściwości optycznych oraz trwałości materiałów odblaskowych. W latach 70-tych nastąpił dalszy rozwój technologii materiałów odblaskowych. W 1970 r. Dr Chi Fang Tung wynalazł nowe szklane kulki TUNGO. W 1971 r. wprowadzono folię II generacji – High Intensity Grade, której wartość współczynnika odblaskowości była 3 razy wyższa niż folii Engineer Grade. Efekt ten osiągnięto poprzez zamknięcie szklanych kulek w kapsułki, zapobiegające ich bezpośredniemu stykaniu się z transparentną powłoką. Dzięki temu maksymalnie zwiększono właściwości optyczne folii, podwyższono jej trwałość oraz odporność na niekorzystne warunki atmosferyczne.
Znakowanie poziome, mikropryzmaty i druk cyfrowy
W 1976 roku spełniło się marzenie Harrego Helzera - wprowadzono na rynek taśmy do poziomego oznakowania dróg Stamarkä. Od tego czasu naukowcy w laboratoriach 3M nieustannie pracują nad udoskonaleniem produktów do poziomego oznakowania dróg. W 1992 roku wprowadzono na rynek folię III generacji Diamond Gradeä. Jej nazwa pochodzi od mikropryzmatów, które przypominają diamenty.
W każdym cm2 tej folii znajduje się ich aż ok. 5 000. Dzięki nim folia charakteryzuje się wyjątkowo szerokokątną optyką, a jej współczynnik odblaskowości powierzchniowej jest ponad trzykrotnie wyższy niż folii High Intensity Grade. W 2007 roku 3M jako pierwsze wprowadziło technologię cyfrowego druku znaków drogowych. Ta przełomowa technologia pozwala na szybkie, wydajne i bardziej ekologiczne produkowanie znaków drogowych. Technologia zapewnia pełną kompatybilność folii, tuszu i drukarki użytej do produkcji znaku.
Mimo wielu innowacyjnych rozwiązań naukowcy nie powiedzieli jeszcze ostatniego słowa. W laboratoriach 3M wciąż trwają prace nad ulepszaniem materiałów odblaskowych i dalszym ciągiem historii „szklanej kulki”.
