一种大尺寸微棱镜型反光材料模具制造技术

一种大尺寸微棱镜型反光材料模具，包括模具基板和模具基板镀覆的金属薄膜，所述的模具基板正面压制有紧密均匀排布的凹陷的棱镜阵列结构，所述的模具基板镀覆的金属薄膜依次为铜金属薄膜、镍金属薄膜，所述的模具基板材料为聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯或聚酰亚胺。本实用新型专利技术提供的大尺寸微棱镜型反光材料模具，可使用价格低廉的通用ＰＶＣ材料，一次加工成型大尺寸微棱镜型反光材料和制品，降低了反光材料和制品的生产流程复杂度和生产成本。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种大尺寸微棱镜型反光材料模具，适用于制造个人和道路交通安全反光材料和制品。(二)
技术介绍
近年来， 一方面由于社会的飞速发展，汽车越来越成为人们不可或缺的交通工具， 另一方面随着机动车辆的增加，交通事故也大幅度上升。有统计数字表明，行人着装及道路 标识与事故的相关概率为70 % ，鲜明的行人着装和道路标识可以给司机良好的条件反射。 行人穿戴装饰有反光材料的服装，使用反光材料设置醒目的交通标识、车辆牌照，可使交通 事故率下降30 % 40 % 。目前，反光材料已被广泛应用于个人交通安全产品和道路交通安 全产品中。事实上，随着政府对安全工作力度的加大和人们安全意识的提高，反光材料的应 用已不再仅局限在交通安全中，在矿山、消防、抢险、建筑等其它行业也开始了广泛使用。 用于个人交通安全的反光材料(如反光带、反光布和反光膜)主要用来制作反光 衣物，如交警和保洁工人穿着的反光衣。反光材料利用了光学的逆反射原理，其反光单元可 分为玻璃微珠和微棱镜两种类型，如微棱镜型反光带(膜)和玻璃微珠型的反光布(膜)。 从几何光学的角度，微棱镜阵列的极限反射率可达66%，而微珠阵列仅为50%。微棱镜型反光材料及制品的逆反射效率的高低，主要由制造反光材料和制品的微棱镜模具决定，而 大尺寸微棱镜型反光材料模具又是批量生产高质量反光材料的关键，因此研发性能良好、 成本低廉的大尺寸微棱镜型反光材料模具及其制作工艺，已成为目前交通安全用反光材料 技术和生产领域中关注的焦点。 与本技术最接近的现有技术是一种由定向反光层、微气室层、附着层、粘胶层 和保护层紧贴构成的一种微棱镜型反光材料(中国专利CN 1271102A，2000)。其中定向反 光层为聚碳酸酯薄膜，其表面为微米级正方角锥棱镜阵列，微气室层和附着层为PVC材料， 粘胶层采用压印胶，保护层为纸质材料、使用时需揭掉。其制作工艺采用光刻技术和干法 刻蚀技术，因此不可能制作大尺寸模具。这种技术存在以下缺点1、结构复杂，由多层材料 构成，因此生产流程复杂；2、采用微细加工技术制作，一次成型的反光材料和制品的尺寸很 小，不利于产业化；3、采用光刻和干法刻蚀为主体的制造技术，导致生产成本高。
技术实现思路
为了克服已有技术结构复杂、生产流程复杂、一次成型的反光材料和制品的尺寸小、生产成本高等缺点，本技术提出一种可使用价格低廉的通用PVC材料，一次加工成型的大尺寸微棱镜型反光材料模具，达到大幅度增加一次成型的反光材料和制品的尺寸、降低生产成本、降低生产流程复杂度的目的。 本技术解决上述技术问题所采用的技术方案是 —种大尺寸微棱镜型反光材料模具，包括模具基板和模具基板镀覆的金属薄膜， 所述的模具基板正面压制有紧密均匀排布的凹陷的棱镜阵列结构，所述的模具基板镀覆的金属薄膜依次为铜金属薄膜、镍金属薄膜，所述的模具基板材料为聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸 甲酯或聚酰亚胺。 所述的棱镜阵列结构为本领域技术人员所熟知的都可以，可有多种形式；所述的棱镜阵列结构的独立单元为正三棱锥体结构。正三棱锥体结构的高度，即正三棱锥顶点到 底面的垂直高度，即棱镜阵列结构的凹陷最低点的深度通常通过控制正三棱锥体底面与侧面的夹角来实现，正三棱锥体侧面与底面的夹角为17. 47度 21. 47度，理论上正三棱锥体侧面与底面的夹角成19. 47度最佳，为了确保最佳的反射效果，本技术实施例均采用这个角度。正三棱锥体结构中的底面边长为90 350微米，如附图1所示，本技术所述的独立单元正三棱锥体结构的底面是正三角形，顶点在底面的射影是底面三角形的中心，即除底面外，另三个三角形是相同的等腰三角形。 所述的正三棱锥体结构中的底面边长优选为100 200微米。 本技术的制备方法可按如下步骤进行 (A)取铝合金为小尺寸金属模板基材，在小尺寸金属模板基材上刻制凸起的棱镜 阵列结构，形成若干个独立单元组成的微棱镜阵列结构，制成小尺寸金属阳模板，所述的小 尺寸金属阳模板连续布置可连接成紧密排布的棱镜阵列结构；这里所指的小尺寸金属阳模 板，是指刻纹内凹的模板，小尺寸金属阳模板在以下的步骤中要作为翻制大模板使用； (B)将步骤(A)制成的小尺寸金属阳模板进行清洗；通常清洗液为乙醇和丙酮按 体积比为1:1配制而成的溶液； (C)在经步骤(B)处理后的小尺寸金属阳模板上镀覆一层厚度为100-250纳米的 铜金属薄膜；采用的方法为电子束蒸发、离子束溅射或磁控溅射，其中最常用的是电子束蒸 发；镀膜厚度的控制可采用本领域技术人员所熟知的石英晶振法或时间控制法，通常采用 时间控制法； (D)以经步骤(C)处理后小尺寸金属阳模板作为电铸阴极材料，以电铸的方法生 长出厚度为4 5毫米的镍金属薄膜，制成小尺寸镍金属阳模板。 (E)利用步骤(D)制成的小尺寸镍金属阳模板，选大尺寸模具基板，在模具基板正 面上依次压制小尺寸镍金属阳模板，并使其连续紧密排列，形成大尺寸模板，所述的模具基 板材料为聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯或聚酰亚胺；所述的连续紧密排列是指小尺寸镍金 属阳模板在大尺寸模具基板连续依次压模，在大尺寸模具基板形成连续的微棱镜阵列结构 阴模； (F)在经步骤(E)制成的大尺寸模板上镀覆一层厚度为100 250纳米的铜金属 薄膜，作为电铸阴极材料；采用的方法为电子束蒸发或离子束溅射或磁控溅射，其中最常用的是电子束蒸发；镀膜厚度的控制可采用本领域技术人员所熟知的石英晶振法或时间控制 法，通常采用时间控制法； (G)以经步骤(F)处理后大尺寸模板作为电铸阴极材料，以电铸的方法生长出厚 度为2 3毫米的镍金属薄膜，制成大尺寸镍金属模板，完成所述大尺寸微棱镜型反光材料 模具的制作。 所述步骤(B)中清洗是指用清洗液为乙醇和丙酮按体积比为l : l配制的溶液清 洗。 所述的模具基板材料优选为聚碳酸酯。 所述的步骤(A)在小尺寸金属模板基材上刻制所用的工具为金刚石刀具，所述的 金刚石刀具是根据所述棱镜阵列结构的独立单元结构经金刚石刀具磨床制作而成。理论上 独立单元的个数越多越好，受机器条件限制所述的小尺寸金属阳模板由120000 1500000 个并列的且排成若干排的独立单元组成。 所述的步骤(A)棱镜阵列结构的独立单元是正三棱锥体结构，用金刚石刀具磨床 根据所述的正三棱锥体结构制作的金刚石刀具在铝合金模板基材上刻制，每次刀刻深度为 0. 8 1. 2微米，推进行程结束后刀头抬起，回到起始位置，然后再重复此操作，一条刻槽刨 削完成后，工作台沿垂直于刨削路线的方向平移，金刚石刀具再刨削与前一刻槽平行的第 二条刻槽；当此方向上所有刻槽刨削好后，工作台旋转120° ，再依次刨削出另一组平行的 刻槽；最后再旋转120° ，依次刨削出第三组平行的刻槽，每一组平行刻槽之间相距78微米 至303微米，形成所述的棱镜阵列结构。 所述步骤(D)以经步骤(C)处理后小尺寸金属阳模板作为电铸阴极材料，以电铸 的方法生长出厚度为4-5毫米镍金属薄膜，制成小尺寸镍金属阳模板。所述电铸方法是本 领域技术人员所熟知的，电铸镍的电铸液类型主要为硫酸盐电铸液或氨基磺酸盐电铸液或 硫酸盐/氯化物电铸液，其中最常用的是硫酸盐电铸液。硫酸盐电铸液的质量配比为每升 电镀液含本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大尺寸微棱镜型反光材料模具，包括模具基板和模具基板镀覆的金属薄膜，所述的模具基板正面压制有紧密均匀排布的凹陷的棱镜阵列结构，其特征在于所述的模具基板镀覆的金属薄膜依次为铜金属薄膜、镍金属薄膜，所述的模具基板材料为聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯或聚酰亚胺。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：乐孜纯，张明，刘恺，全必胜，维切斯拉夫彼得罗夫，香诺伊罗赛门，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：实用新型
国别省市：86[中国|杭州]