具有目标光学性质和一定形状的极柔软的复合立方体角逆反射片及其制作方法技术

一种逆反射片，该逆反射片具有多重离散的立方体角单元在透明的聚合物覆盖膜上就地固化，变形成三维结构，以致众多立方体角单元的底边彼此不在同一平面内。逆反射制品优选具有至少一种目的光学性质。本发明专利技术还为了形成众多立方体角单元的底边彼此不在同一平面内的逆反射制品提供使逆反射片变形的方法。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种通过变形使之产生目标光学性质的柔软的逆反射片以及将逆反射片变形成为具有所述目标光学性质的三维制品的方法。本专利技术的现有技术立方体角逆反射器通常包括具有大致平坦的前表面和从背面凸起的立方体角单元阵列。立方体角反射单元通常包括三面体结构，该结构具有三个互相近似垂直的侧面，这三个侧面相交形成一个立体角，即立方体角。入射到前表面的光线进入薄片、通过片体、经单元各侧面的内反射，按基本朝向光源的方向射出前表面。光线通常是因全内反射(“T.I.R”)或反射涂层(如真空沉积的铝膜)在立方体的侧面反射。在立方体角单元上采用铝形成金属化涂层倾向于在环境光线或日间条件下使观察者感觉颜色灰暗，因此在美学角上被认为不符合某些应用的要求。非常通用的逆反射片利用立方体角单元逆反射光线。附图说明图1和图2说明这种逆反射片，并用数字10表示。立方体角单元12的阵列从片体部分14的第一侧面即背面凸起，该片体部分包括片体层18(在这项技术中也被称为覆盖层)和可能包括的接合层16。用箭头23表示的光线通过前表面21进入立方体角片10；然后通过片体部分14照射在立方体角单元12的平坦表面22上，最后按来的方向返回。图2展示立方体角单元12的背面，其中每个立方体角单元12都呈三面棱镜的形状，该棱镜有三个暴露的平面22。在已知的阵列中立方体角单元12通常是由三组平行的V形槽25、26和27定义的。在每条槽中毗邻立方体角单元12的毗邻平面22形成外二面角(二面角是由两个相交平面形成的角)。沿着阵列中的每条槽这个外二面角都是恒定的。对于过去生产的各种各样的立方体角阵列(包括在下面的段落中引证的专利所揭示的那些阵列)全是这种情况。定义每个独立的立方体角单元12的平面22本质上通常基本上是彼此垂直的，就象房间的一个角。内二面角(即在每个独立的立方体角单元12上的平面22之间的夹角)通常是90°。但是，正象在此项技术中已知的那样，这个内角可以稍微偏离90°，参阅授权给Appeldorn等人的美国专利第4,775,219号。尽管每个立方体角单元12的顶点24可以垂直地对准其底面中心(例如，参阅美国专利第3,684,348号)，但是该顶点也可以象在授权给Hoopman的美国专利第4,588,258号所揭示的那样偏离该中心。在美国专利第5,138,488、4,066,331、3,923,378、3,541,606号和Re29,396、3,712,706(Stamm)、4,025,159(McGrath)、4,202,600(Burke等人)、4,243,618(Van Arnam)、4,349,598(White)、4,576,850(Martens)、4,588,258(Hoopman)、4,775，219(Appeldorn等人)以及4,895,428(Nelson等人)中揭示了立方体角的其它构型。在立方体角可能在下述环境中使用时可以优选适当的密封膜密封立方体角单元，其中所述环境是指可能暴露在潮气或其它元素之下，例如在户外或在高湿度的环境中。上述的美国专利第4,025,159号揭示了利用密封膜密封立方体角单元。基本的立方体角单元具有如此低的成角性，以致该单元仅仅在以它的光轴为中心的狭窄的角度范围内明亮地逆反射照射到它的光线。光轴是由该单元表面定义的内空间的三分线。本质上偏离该单元的光轴入射的光线以小于它的临界角的角度照射在表面上，结果是通过该表面而不是反射。图3是在极坐标中基本立方体角逆反射片的光学曲线，它有间隔30°方位角的六个最大值和六个最小值。来自立方体角逆反射片的逆反射射束当入射射束具有0°入射角(垂直与薄片平面)时最大。当入射角比较大(近似大于30°)时逆反射射束的亮度是方位角的函数，其中方位角是环绕垂直于薄片的轴线的角度。当光线的入射角以某个偏离法线的值(例如60°)保持恒定，而入射射束的方位角从0°变化到360°时，逆反射射束的强度如图3所示变化。有许多适合具有非标准的或定做的光学曲线的立方体角逆反射片的应用。例如，往往需要比图3所示的更均匀的逆反射性或更宽的逆反射成角性。对于某些应用，符合需要的可能是针对某个狭窄的成角范围和/或沿着方位角的某个特殊区段限制逆反射性。改变立方体角单元的光学曲线的方法是将母模或成形模具剪碎，然后将这些碎片按照某种可在逆反射片上产生不同的取向区域的图案重新拼接。例如，在多个观察平面中逆反射成角性宽的光学曲线可以这样获得，即将模具或母模的毗邻碎片围绕着垂直于单元平面的轴线旋转30°或90°(旋转60°或它的任何倍数的结果是立方体角单元的方向没有变化)。但是，以必要的精确度将这些模具或母模的碎片重新拼起来是耗费时间的而且价格昂贵。在1996年1月19日申请的美国专利申请第08/587,719号中揭示了一种重新拼接母模模具的方法。另一种改变立方体角单元的光学曲线的方法是使立方体角单元的光轴彼此相对倾斜。图4说明具有三个相互垂直且相交于该立方体顶点34的面31a、31b、31c的立方体角单元30。该立方体的底边35通常是直线并且一般是在一个定义单元30的底面36的平面内。立方体角单元30还有一中心轴线即光轴37，该轴线是由侧面31a、31b和31c定义的内角的三等分线。光轴可以垂直于底面36配置，也可以象在授权给Hoopman的美国专利第4,588,258号和授权给Szczech的美国专利第5,138,488号中介绍的那样倾斜配置。实践Hoopman的专利技术所必需的创作模具成本比较高。此外，这项技术也无助于迅速获得定做的光学曲线或成角性的原型。所以，需要的是一种无需昂贵的模具创造原型或目标光学曲线的逆反射制品的方法。本专利技术的概述本专利技术涉及一种通过变形使之产生目标光学性质的柔软的逆反射片。本专利技术还将提供使逆反射片变形、使它变成具有这种光学性质的三维制品的方法。这种逆反射片包括在透明的聚合物覆盖膜上就地固化的多重离散的立方体角单元。这种逆反射片经过变形，已变成三维结构，致使众多的方体角单元的底边彼此都不在同一平面内，以便产生至少一种目标光学性质。目标光学性质可以是需要的光学曲线、成角性、三维的外观、白度、闪烁效果、或它们的组合。逆反射片优选单一的一元片。众多毗邻的立方体角单元的底边可以不在同一平面内或彼此相对倾斜。一个或多个立方体角单元的底边优选不平行于覆盖膜的前表面。立方体角单元在一部分逆反射制品上可以有不同的密度。在一部分逆反射制品上毗邻立方体角单元可以具有不同的间隔。覆盖膜的厚度可以在一部分逆反射制品上变化。本专利技术的逆反射制品可以用作母模，以生产形成增补的逆反射制品的模具。三维结构可以有一个或多个压花符号。逆反射片可以非必选地包括镀在立方体角单元上的镜面反射膜。逆反射片可以非必选地包括在覆盖膜对面横跨立方体角单元延伸的密封膜。金属化的立方体角单元可以非必选地用涂层(如聚合物材料、树脂或粘接剂)回填。在一个实施方案中，可以用一种或多种颜色均匀地或按照某种图案(如印刷字符)涂施涂层。聚合物覆盖膜优选具有第一弹性模量，而立方体角单元优选具有大于第一弹性模量的第二弹性模量。立方体角单元优选由热固性树脂构成。聚合物覆盖膜优选由可热成形的聚合物构成。覆盖膜可以选自离子交联的乙烯共聚物、塑化的卤乙烯聚本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种逆反射制品，包括逆反射片，其中所述逆反射片包括就地固化在透明的聚合物覆盖膜上的多重离散的立方体角单元，该逆反射片变形成三维结构，以致众多立方体角单元的底边彼此不在同一平面内。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：查瑞M福瑞，小奥斯特本森，约瑟夫R祖旺卡，保罗E马瑞克，吉尼奥M舒斯塔，麦斯欧R阿特金森，
申请(专利权)人：明尼苏达矿业和制造公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]