带有球状折射元件的大入射角逆向反射制品制造技术

一种逆向反射制品，包括： （ａ）包括一系列逆向反射元件和覆盖层的逆向反射基片； （ｂ）粘合在所述基片前表面上的一系列球状折射元件，使得入射至所述一系列球状折射元件上的部分光线被折射，传入所述基片，被所述基片逆向反射，并被所述球状折射元件再次折射，从而使所述光线被所述制品逆向反射，所述球状折射元件的折射率高于１．３５并低于１．７５。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
带有球状折射元件的大入射角逆向反射制品专利技术的领域本专利技术涉及在大入射角和小入射角以及在潮湿条件下具有高逆向反射亮度的逆向反射制品，及这种制品的制造方法。所述制品很适合于用作路面标识，或用作垂直的障碍物或分界物的标识。专利技术的背景路面标识(如位于道路中线或边线上的标识)是重要的，以便向机动车驾驶员提供可见的导向。作为交通控制标识，路面标识材料具有各种用途，如短距离的车道划线、停车线、和在交叉路口的人行横道线路面标识。常用的路面标识是以要求的长度粘合在道路表面要求位置上的粘合剂背衬的粘合带；该粘合带的表面具有选定的颜色，它通常具有逆向反射特性。目前，许多扁平路面标识是基于露出透镜的光学体系的，它包括部分嵌入含有颜料颗粒(如二氧化钛(TiO2)或铬酸铅(PbCrO4))的粘合剂中的透明微球作为反射元件。在使用中，光由车辆的前灯射入微球并被折射落入反射性颜料颗粒上。所述光的一部分大致沿原来的入射光路径沿车辆的方向反射，以便驾驶员观察。这些微球对光的折射量和聚集量部分取决于在微球露出部分的空气界面中保持低的折射率。在雨天，微球被使光折射性下降的雨水所湿润，从而使逆向反射性能下降较大。所述问题的一种解决方法是凸起的路面标识，在这种标识中逆向反射元件稍微呈垂直排列。美国专利4,388,359(Ethen等)、4,988,555(Hedblom)和4,988,541(Hedblem)披露的路面标识带有突出物，露出透镜的逆向反射元件置于该突出物的侧面。还已知在路面标识中使用包封透镜的逆向反射结构。这些结构常用作导向点，这些导向点可用连续的油漆或粘合带标识强化其作用。例如参见美国专利5,277,513(Flanagan等)和5,340,231(Steere等)。作为一种改善湿逆向反射性的方法，制造了带有平坦覆盖膜(有时也称为覆盖片，表面片、表面膜等)的包封透镜的逆向反射片，例如，可参见披露包封透镜型逆向反射制品的美国专利4,025,159(Mcgrath)，以及披露嵌入透镜型逆向反射制品的美国专利-->4,505,967(Bailey)和4,664,966(Bailey等)。美国专利4,145,112(Crone)披露了一种制品，包括底层逆向反射层和光引导层，所述光引导层具有一系列沿纵向延伸的短的透明的突起，每个突起具有向上延伸的前侧面和后侧面(由要逆向反射的光源定义)。设定前侧面，使之与大入射角光线预期的光路相交(即相对垂直)，从而它们透过大部分来自驶近的机动车的入射光而非反射之。设定后侧面，使之将前侧面透过的光线反射至逆向反射元件能逆向反射的预定的角度范围内，同时使逆向反射元件逆向反射的光线穿过前侧面反射回其光源方向。必须使各个突起的向上延伸的前侧面和后侧面建立并保持精确的排列关系，以便保持适当的逆向反射性。另外，纵向延伸的突起会使这种片不具挠性。美国专利4,236,788(Wckoff)披露了一种相关类型的路面标识条，其中横向棱柱的两个侧面被调节成使光线从一个侧面向下内反射进入基片而从另一个侧面折射至相继的棱柱之间的空间而进入基片内。如美国专利4,145,112所披露的制品那样，保持棱柱两个朝上面之间的精确排列关系是关键的。美国专利3,920,346(Wyckoff)披露了一种锯齿状标识条，包括带有曲线状边缘的突出物并具有朝上放置并嵌入其中的逆向反射元件。据说朝上升起的突出物的曲线状边缘是为了减少入射光的损失，以便用宽入射角范围的入射光照射标识条时均能使标识明亮。另外，在突出物中嵌入朝上放置的逆向反射元件导致从驶近的机动车射出的光的入射角较窄，使制品能更有效地逆向反射。美国专利4,072,403(Eigenmann)披露了一种逆向反射组件，它特别适用于在下雨情况下需要逆向反射的情形。该专利披露的组件包括一个透明的小球，在该小球的适当部位具有一层单层微球，并且反射层置于微球的背面。有时称为“小球/微球逆向反射组件”的该逆向反射组件被置于路面标识的上表面，可在大入射角的情况下得到改进的光的逆向反射性。美国专利5,268,789(Bradshaw)报导了改进的小球/微球逆向反射组件和制造这种组件的改进的方法。欧洲专利385746 B1(Kobayashi等)报导了一种路面标识，包括一层嵌入逆向反射嵌入透镜型基片表面上的大玻璃微球。据说该逆向反射路面标识特别适用于下雨条件，因为所述较大的玻璃微球部分露出于空气中。但是，所披露的路面标识局限于使用微球作为光收集材料。另外，仅报导了在入射角为60-80°时该路面标识能增加其基片的逆向反射性。本领域中已知对于路面标识用途，大入射角(大于约85°)是更常见的。另外，该参考文献披露折射率小于1.75的大玻璃微球不适用于该专利技术。目前使用的路面标识仅在比要求的入射角范围更窄的范围内具有有效的逆-->向反射响应。另外，对于某些用途现有的路面标识不是所希望那样有效的逆向反射器。例如，在约80米或更短距离内，市售的微球部分嵌入含颜料颗粒层中的平面路面标识很容易被看见。在大于该距离时，由于入射光的入射角相对较大和有限的逆向反射效率，使得逆向反射亮度下降。在大入射角除了通常的低逆向反射性以外，在下雨条件下平面路面标识特别难以被看见。突起的路面标识有较好的湿反射性，因为雨水会从突起的部分流走。但是，从带有突起的路面标识的路面上除雪常会遇到困难，因为雪犁常会卡在突起的突出物上并从路面上除去标识。需要开发即使在大入射角下也能在连续的线上表现出高逆向反射亮度的低外形逆向反射制品，即使在湿润条件下在大入射角下它也能保持有效的逆向反射亮度。在本文中，术语“低外形”是指制品低得足以承受一个冬季的雪犁的碰撞，而不发生什么损伤。另外，需要开发逆向反射制品，当它用于垂直表面(如护栏、牛栏(Jersey barrier))上时在宽的入射角范围内具有有效的逆向反射响应。专利技术的概述本专利技术提供新型、较好是低外形的逆向反射制品，该制品具有非显而易见的性能组合：在很大入射角(88°或更大，例如观察路面标志的角度)具有改进的逆向反射性；在小入射角具有明亮的逆向反射性；在湿润情况下它比常用的路面标识具有更强的逆向反射性。本专利技术还提供制备这种逆向反射制品的新方法。概括地说，本专利技术制品包括一个包封透镜逆向反射基片和在所述基片前表面上的一系列球状折射元件。所述基片包括一系列在连续的透明覆盖层下的逆向反射元件。球状折射元件与逆向反射基片相对放置的方式使得以大入射角入射至所述一系列球状折射元件上的光被折射，使之传输至基片并被基片逆向反射。与美国专利4,145,112和4,236,788所披露制品中的折射元件不同，本专利技术制品的折射元件的前侧面和后侧面无需相互问精确排列以获得有效的逆向反射。与欧洲专利385746 B1不同，本专利技术折射元件不局限于折射率为1.75-2的玻璃微球。结果，可很容易地并便宜地制备本专利技术逆向反射制品。本专利技术逆向反射制品利用球状折射元件的前表面上的折射将以大入射角入射的光线引导至基片。结果，本专利技术制品具有令人惊奇的明亮的逆向反射性，并具有令人惊奇的寿命。本专利技术逆向反射制品特别适用于光线以大于约85°的大入射角(如路面标识结构)入射的用途。这种用途包括路面标识和入射光来自任何方向的用途，如水平标记。这种水平标本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种逆向反射制品，包括：(a)包括一系列逆向反射元件和覆盖层的逆向反射基片；(b)粘合在所述基片前表面上的一系列球状折射元件，使得入射至所述一系列球状折射元件上的部分光线被折射，传入所述基片，被所述基片逆向反射，并被所述球状折射元件再次折射，从而使所述光线被所述制品逆向反射，所述球状折射元件的折射率高于1.35并低于1.75。2.如权利要求1所述的制品，其特征在于所述基片包括选自嵌入透镜逆向反射片或密封透镜逆向反射片中的至少一种。3.如权利要求1所述的制品，其特征在于所述覆盖层包括热塑性聚合物。4.如权利要求1所述的制品，其特征在于在大于85°的入射角时所述制品的逆向反射亮度要高于没有所述一系列球状折射元件的所述制品的逆向反射亮度。5.如权利要求1所述的制品，其特征在于它还包括防滑颗粒。6.如权利要求1所述的制品，其特征在于至少部分所述球状折射元件包括选自玻璃、陶瓷和聚合物材料的材料。7.如权利要求1所述的制品，其特征在于至少部分所述折射元件包括选自含氟聚合物、聚碳酸酯、丙烯酸、聚酯、聚氨酯、聚氯乙烯、聚烯烃共聚物及其混合物的聚合物材料。8.如权利要求1所述的制品，其特征在于至少部分所述折射元件包括热塑性材料。9.如权利要求1所述的制品，其特征在于至少部分所述折射元件包括热固性材料。10.如权利要求1所述的制品，其特征在于所述球状折射元件的平均粒径约为0.5-4mm。11.如权利要求1所述的制品，其特征在于所述球状折射元件的平均粒径约为1-2mm。12.如权利要求1所述的制品，其特征在于所述球状折射元件的折射率约为1.4-1.7。13.如权利要求1所述的制品，其特征在于所述球状折射元件的一部分是嵌入所述覆盖层中的。-->14.如权利要求13所述的制品，其特征在于所述一部分是所述球状折射元件直径的约30-70％。15.如权利要求13所述的制品，其特征在于所述一部分是所述球状折射元件直径的约40-60％。16.如权利要求1所述的制品，其特征在于所述球状折射元件与小于50％的所述逆向反射基片的表面积相接触。17.如权利要求1所述的制品，其特征在于所述球状折射元件与小于25％的所述逆向反射基片的表面积相接触。18.如权利要求1所述的制品，其特征在于所述球状折射元件无规地排列在所述基片的所述前表面上。19.如权利要求1所述的制品，其特征在于所述球状折射元件均匀地排列在所述基片的所述前表面上。20.如权利要求1所述的制品，其特征在于所述球状折射元件以规则的图案放置于所述基片的所述前表面上。21.如权利要求1所述的制品，其特征在于所述基片包括含有单层透明微球的嵌入透镜逆向反射片，所述微球的前表面嵌入其中的透明基质，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·R·贝利，L·C·别利斯勒，L·K·斯顿普，G·F·雅各布斯，D·G·许勒尔，D·H·豪恩斯查尔德，
申请(专利权)人：美国三M公司，
类型：发明
国别省市：