用于制备逆向反射制品的工具制造技术

本发明专利技术提供了用于制备逆向反射制品的工具，所述工具包括：(a)基底，所述基底包括图案化表面，所述图案化表面包括微结构化的逆向反射元件的阵列；和(b)焊缝，所述焊缝穿过所述阵列的至少一部分。在所述图案化表面上与所述焊缝相邻的光学劣化区域具有约400μm或更小的宽度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于制备逆向反射制品的工具
本专利技术涉及用于制备逆向反射制品的焊接工具、制备所述工具的方法以及从所述 工具复制的逆向反射制品。
技术介绍
逆向反射片材用在包括（例如）交通标志、路面标记、汽车牌照和衣服在内的各种 应用中。这些应用中的许多应用需要片材具有悦目或美观的外表。 -种可用类型的逆向反射片材是立体角逆向反射片材。立体角逆向反射片材通常 包括具有大致平坦的前表面的片材以及从背侧面突起的立体角反射元件阵列。在使用中， 逆向反射器被布置成前表面大致朝预期观察者的预期位置设置。在这种取向下，入射到前 表面的光进入片材，穿过片材的主体以被立体角反射元件的面内反射，以便在基本上朝光 源的方向上从前表面出射（即，逆向反射）。 逆向反射立体角元件阵列的制造通常采用模具或工具（可以是母模工具的多代 拷贝）来实现。母模工具主要通过诸如销集束、薄层组装和直接机加工的已知技术来制成。 通过销集束制造的工具是通过将各个销组装在一起而制成的，所述销各自具有形成有立体 角反射元件的特征的末端部分。通过薄层组装制造的工具是通过将各个薄层或叶片组装在 一起而制成的，所述薄层或叶片各自具有形成有立体角反射元件的特征的侧部。直接机加 工技术涉及切去部分基底以形成沟槽图案，所述沟槽图案相交以形成包括立体角元件的结 构。此沟槽状基底通常用作母模，从该母模可形成一系列印模、复制品或模具。然后这些模 具通常用作逆向反射片材的模具。 -旦制成模具或工具，就可通过任何合适的方法来制成逆向反射片材，包括（例 如）用工具基底对塑料片材热压印以形成模制表面，或者在将要微复制的模具上随后沉积 可交联的部分聚合的树脂，然后通常使其暴露于诸如（例如）光化光或热以使树脂固化。 这些制造工艺通常是连续工艺。对于逆向反射片材的连续制造，工具通常由分立 的模具元件形成，这些模具元件本质上是大致平坦的，利用横跨其宽度的一条或多条焊接 线来将它们接合在一起。第一分立模具元件（母模）通常如上所述形成，然后通过电镀来 制成包括多代拷贝的多个拷贝。然后将这些拷贝焊接在一起形成圆筒、带或套筒的形式，使 得一条或多条焊接线横跨圆筒、带或套筒的宽度。 当在这样的工具上制造逆向反射片材时，树脂流入焊线中，导致在所得片材中 复制出接缝线。通常可横跨逆向反射片材的宽度观察到接缝线。由于这些接缝线影 响片材的美观，已尝试使接缝线变窄或消除接缝线。例如，美国专利No. 5, 643, 400和 No. 5, 558, 740(均授予Bernard等人）描述了用于制造逆向反射片材的设备和方法，其中使 用至少两个模制表面来生成两个棱镜阵列，所述棱镜阵列在各个阵列的前缘和/或后缘处 交叠。美国专利No. 6, 709, 258 (Paulson等人）描述了用于逆向反射片材的模具，所述模具 通过将基本上平坦的模具的背侧面的相背对端焊接在一起以形成圆筒形状来制成。
技术实现思路
根据上述内容，我们认识到仍需要改进的方法来利用足够强的焊线制备逆向反射 制品的模具，所述模具能够在逆向反射制品（例如逆向反射片材）上生成窄的接缝线。 此外，我们认识到在任何此类方法中仍非常重要的是使工具上与受来自焊接工艺 的热的影响的焊缝相邻的区域最小化。在此区域中的加热和后续的重新冷却可改变工具材 料的微观结构。例如，在此区域中的立体角元件可变得畸变，并表现出减弱或劣化的逆向反 射性。 简而言之，在一个方面，本专利技术提供用于制备逆向反射制品的工具，包括：(a)基 底，所述基底包括图案化表面，所述图案化表面包括微结构化的逆向反射元件的阵列；和 (b)焊缝，所述焊缝穿过所述阵列的至少一部分。在所述图案化表面上与所述焊缝相邻的光 学劣化区域具有约400 y m或更小的宽度。 在另一方面，本专利技术提供逆向反射片材，包括图案化表面，所述图案化表面包括微 结构化的逆向反射元件的三维阵列和焊缝，所述焊缝穿过所述阵列的至少一部分。在所述 图案化表面上与所述焊缝相邻的光学劣化区域具有约400 i! m或更小的宽度。 在另一方面，本专利技术提供用于制备用于逆向反射制品的工具的方法。所述方法包 括利用单空间模激光器以连续波模式操作将基本上平坦的两个模具元件的末端焊接在一 起以形成焊缝。每个模具元件包括具有微结构化的逆向反射元件的阵列的图案化侧面和与 所述图案化侧面相背对的平坦背侧面。 如本文所用，模具或工具是指具有形成初始模板的至少一个图案化表面的基 底，可从所述初始模板复制其它制品，例如模或逆向反射制品（例如逆向反射片材）。 如本文所用，模是指通过模具形成的结构。在制造诸如逆向反射片材的制品的 进一步的复制工艺中通常使用的是模。 如本文所用，术语微结构化是指至少一个主表面具有侧向尺寸（例如，立体角 结构的沟槽顶点之间的距离）小于约300 i! m的逆向反射元件。 如本文所用，焊缝或焊接线是指用于制备逆向反射片材的工具中的实际焊缝 或者实际焊缝在工具的复制品（包括其多代拷贝）中的复制。 如本文所用，光学劣化区域是指用于制备逆向反射制品的工具的图案化表面上 或者从其复制的逆向反射制品的图案化表面上的与焊缝相邻的区域，其中逆向反射元件由 于畸变而表现出显著减弱的逆向反射性能。畸变可由焊接工艺期间产生的热引起。用于限 定光学劣化区域的一个可用方法使用具有合适的物镜镜头的相移干涉仪来测量各个立体 角元件的峰谷光程差，以确定畸变和未畸变的立体角元件之间的过渡处在哪里。当使用小 于约0. 5_，优选小于0. 25_的逆向反射元件时，合适的物镜镜头可（例如）包括缩束器。 在焊缝的每一侧畸变和未畸变的立体角元件的过渡处之间的距离（在垂直于焊缝且平行 于逆向反射立体角元件的大致平坦的表面的方向上测量）限定光学劣化区域的宽度。这种 测量通常在处于逆向反射工具或制品的可用区域中的光学劣化区域的最宽的点处进行。 本专利技术的工具和逆向反射制品具有非常窄的焊缝，并且在逆向反射元件中与焊缝 相邻的物理畸变区域非常小。此外，利用本专利技术的方法制成的工具中的焊缝对于其预期应 用而言足够强。 【附图说明】 图1是逆向反射片材的样本及其光学劣化区域宽度测量的示意图。 图2是实验激光器系统。 图3是比较例A的焊缝的数码照片。 图4是比较例B的焊缝的数码照片。 图5是比较例C的焊缝的数码照片。 图6是比较例D的焊缝的数码照片。 图7是比较例E的焊缝的数码照片。 图8是比较例F的焊缝的数码照片。 图9是用于制备如实例1-3中所述的逆向反射片材的工艺的示意图。 图10是实例1的焊缝的数码照片。 图11是实例2的焊缝的数码照片。 图12是实例3的焊缝的数码照片。 图13是用于计算实例1的光学劣化区域的代表性数据集。 图14是模制工具4的焊缝的数码照片。 图15是模制工具5的焊缝的数码照片。 图16是模制工具6的焊缝的数码照片。 图17是模制工具7的焊缝的数码照片。 图18是实例4的焊缝的数码照片。 图19是实例5的焊缝的数码照片。 图20是实例6的焊缝的数码照片。 图21是实例7的焊缝的数码照片。 图22是用于计本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制备逆向反射制品的工具，包括：(a)基底，所述基底包括图案化表面，所述图案化表面包括微结构化的逆向反射元件的阵列；和(b)焊缝，所述焊缝穿过所述阵列的至少一部分；其中在所述图案化表面上与所述焊缝相邻的光学劣化区域具有约400μm或更小的宽度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.04.06 US 61/621,4111. 一种用于制备逆向反射制品的工具，包括： (a) 基底，所述基底包括图案化表面，所述图案化表面包括微结构化的逆向反射元件的 阵列；和 (b) 焊缝，所述焊缝穿过所述阵列的至少一部分； 其中在所述图案化表面上与所述焊缝相邻的光学劣化区域具有约400ym或更小的宽 度。2. 根据权利要求1所述的工具，其中所述图案化表面包括立体角元件。3. 根据权利要求1或权利要求2所述的工具，其中所述光学劣化区域的宽度为介于约 50um和约400um之间。4. 根据权利要求1-3中任一项所述的工具，其中所述光学劣化区域的宽度为约300ym 或更小。5. 根据权利要求1-4中任一项所述的工具，其中所述光学劣化区域的宽度为约200ym 或更小。6. 根据权利要求1-5中任一项所述的工具，其中所述光学劣化区域的宽度为约100ym 或更小。7. 根据权利要求1-6中任一项所述的工具，其中所述焊缝的拉伸强度为约50kpsi或更 大。8. 根据权利要求1-7中任一项所述的工具，其中所述工具是圆筒、带或套筒。9. 根据权利要求1-8中任一项所述的工具，其中所述基底包括两个模具元件，所述两 个模具元件通过所述焊缝连接。10. -种由根据权利要求1-9中任一项所述的工具或其复制品复制的逆向反射制品。11. 一种逆向反射片材，包括图案化表面，所述图案化表面包括微结构化的逆向反射元 件的三维阵列和焊缝，所述焊缝穿过所述阵列的至少一部分；其中在所述图案化表面上与 所述焊缝相邻的光学劣化区域具有约400ym或更小的宽度。12. 根据权利要求11所述的逆向反射片材，其中所述图案化表面包括立体角元件。13. 根据权利要求11或权利要求12所述的逆向反射片材，其中所述光学劣化区域的宽 度为介于约50um和约400um之间。14. 根据权利要求11-13中任一项所述的逆向反射片材，其中所述光学劣化区域的宽 度为约300iim或更小。15. 根据权利要求1-14中任一项所述的逆向反...

【专利技术属性】
技术研发人员：普热梅斯瓦夫·P·马克维茨，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US