用于光定向制品的丙烯酸聚乙烯醇缩醛膜制造技术

本发明专利技术公开一种光定向制品，光定向制品包括丙烯酸聚乙烯醇缩醛膜以保护光定向制品的光学元件。丙烯酸聚乙烯醇缩醛膜具有至少30℃的Tg并且包含(甲基)丙烯酸聚合物和聚乙烯醇缩醛聚合物。丙烯酸聚乙烯醇缩醛膜是柔性的且对于机械变形来说是耐久的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于光定向制品的丙烯酸聚乙烯醇缩醛膜
本公开涉及用于光定向制品的丙烯酸聚乙烯醇缩醛膜。
技术介绍
光定向制品能够调控入射光。光定向膜和片材通常包括可为微结构化棱镜或小珠的光学活性部分。光定向制品可允许部分光以受控的方式穿过基底，诸如光定向窗口膜。在这些类型的光定向制品中，光学活性部分通常为微结构化棱镜。光定向制品可朝其原始光源重新导向入射光，并且被称为回射制品。回射光的能力已使得回射片材广泛用于多种制品中。对于回射制品，光学活性部分通常为小珠或呈立体角的微结构化棱镜。珠状片材采用多个玻璃或陶瓷微球来回射入射光。另一方面，立体角片材通常采用多个刚性的立体角元件来回射入射光。美国专利2,407,680示出珠状回射片材的示例，并且美国专利5,450,235示出立体角回射片材的示例。可以将镜面反射涂层(例如金属涂层)置于立体角元件的背面，以促进回射。除了金属涂层之外或用于替代金属涂层的是，还可以将密封膜施加在立体角元件的背面。密封膜在立方体的背面保持空气界面，以增强回射性。适合与柔性回射片材一起使用的各种密封膜已有所描述。参见例如美国专利5,784,197；5,691,846；和6,318,867。光定向制品用于标牌、牌照和安全服。柔性光定向制品，诸如回射片材，非常适用于不规则表面或附接至柔性或不规则形状的基底。示例包括临时交通控制材料(像防撞圆筒和路锥)、压花牌照和个人衣物(安全背心)。在此类应用中，光定向制品对于耐机械变形来说应当是耐久的。保护光定向制品的外部暴露表面非常重要，因为下面的光学活性区域的损坏可降低或消除光学功能。传统上，用于保护光定向膜的光学活性部分的膜被限制到仅几种选项，通常为聚氯乙烯(PVC或乙烯)或聚(乙烯丙烯酸)共聚物或EAA。PVC通过大量使用通常是表面活性的并因此易于扩散通过材料的增塑剂来实现其柔性特性。因此，PVC的特性对于环境暴露来说可能不稳定。EAA可能难以印刷并且由于其结晶熔点而具有降低的高温稳定性。这些特性可能给棱镜回射制品的制造和使用条件带来挑战。
技术实现思路
本专利技术所公开的丙烯酸聚乙烯醇缩醛膜可基于宽泛范围的可共聚的(甲基)丙烯酸单体，以及这一范围的可用于与它们反应的聚乙烯醇缩醛单体。这种灵活性允许改变丙烯酸聚乙烯醇缩醛膜中的特性以用于与光定向制品一起应用。光定向制品包括光学活性部分。为了保护光学活性部分，在光定向制品上包括本专利技术所公开的丙烯酸聚乙烯醇缩醛膜，该膜是柔性的且对于机械变形来说是耐久的。在一个实施方案中，描述了光定向膜，其包括具有在30℃至60℃的范围内的Tg的主体层。该主体层包括(甲基)丙烯酸聚合物和包含具有下式的聚合单元的聚乙烯醇缩醛聚合物：其中R1为氢或C1-C7烷基基团。该光定向制品还包括邻近该主体层的第二层，其中该第二层包括光学元件。附图说明图1为立体角片材的一个实施方案的侧面剖视图。图2为立体角片材的另一个实施方案的侧面剖视图。图3为立体角片材的另一个实施方案的侧面剖视图。图4为珠状片材的一个实施方案的侧面剖视图。图5为立体角片材的另一个实施方案的侧面剖视图。图6为立体角片材的另一个实施方案的侧面剖视图。具体实施方式本专利技术所公开的光定向制品10包括主体层18和具有光学元件12的第二层以及与光学元件12相邻的主体层18。在一些实施方案中，光学元件12为多个小珠。在一些实施方案中，光学元件12为多个微结构。微结构可包括棱镜。在一个实施方案中，微结构可包括立体角。在一些实施方案中，光定向制品包括附加层，诸如与光学元件12或主体层18相邻或者位于光学元件12和主体层18之间的印刷层、保护层、底漆层或粘合剂层。本文所用的“微结构”如美国专利No.4,576,850中所定义和解释，该专利的公开内容以引用方式并入本文。微结构一般为一些间断结构，例如制品表面上的凸起和凹陷，它们在轮廓上偏离穿过微结构所绘的平均中线，使得中线上方表面轮廓所包围的面积总和等于线下方的面积总和，该线基本上平行于制品的标称表面(带有微结构)。使用光学或电子显微镜对表面上的代表性的特征长度(例如1-30cm)进行测定，偏离的高度通常为约+/-0.005至+/-750微米。平均中线可以是平型、凹型、凸型、非球面型、或它们的组合。偏离为低阶(例如从+/-0.005至+/-0.1，或优选地为+/-0.05微米)、并且偏离很少或极少出现(即表面没有任何明显的不连续体)的制品可被认为具有基本“平”或“平滑”的表面。其它制品具有较高偏离程度，例如从+/-0.1至+/-750微米，归因于微结构包括多个实用不连续体，这些不连续体是相同或不同的并且以无规或有序的方式间隔或邻接。主体层18包括丙烯酸聚乙烯醇缩醛层，这在下文有更详细的描述。在一些实施方案中，光定向制品10中包括的附加层中的一者或多者包括本专利技术所公开的丙烯酸聚乙烯醇缩醛层。包含本专利技术所公开的丙烯酸聚乙烯醇缩醛层的光定向制品构造的示例在下文有所描述。应当理解，说明可能是结合回射片材进行的，但是一般性说明适用于其它光定向制品。图1示出包括多个棱镜元件12和主体层18的微结构化光定向片材10的一个实施方案。主体层18也可称为覆膜或保护层。主体层18的厚度典型地为至少20微米，更典型地为至少50微米。主体层18的厚度通常小于1,000微米，典型地不大于250微米。棱镜元件12从主体层18的第一面(通常是背面)突出。棱镜元件12和主体层18通常是由透光聚合物材料形成，该材料在入射光处于给定波长时能够透射入射光的至少70％的强度。在一些实施方案中，光透射率大于80％，并且更优选大于90％。在一个实施方案中，主体层18为透明的。当光定向片材10用于除交通安全以外的用途时，例如广告显示，光透射率可低至5-10％。在一个实施方案中，主体层18为片材10正面上的最外层。如图1所示，对于回射片材，棱镜元件12为立体角并且光通过前表面21进入光定向片材10。然后，光穿过主体部分18，照射到立体角元件12的平面，然后如箭头23所示沿进入方向返回。主体层18起到保护片材免受室外环境因素影响的作用，并且/或者提供了片材的机械完整性。微结构化光定向片材可任选地包括基体层16，诸如美国专利5,450,235中所示以及图5所示。在一些实施方案中，基体层与微结构化元件整体构成，这意味着基体和立方体是由单一聚合材料形成，而不是随后结合在一起的两种不同聚合物层。尤其是对于其中片材是柔性的实施方案来说，基体层16的厚度典型地在约0至150微米范围内，优选地在约1微米至100微米的范围内。基体的厚度优选地不大于棱镜元件高度的10％，更优选地为棱镜元件高度的约1-5％。在具有较厚基体部分的片材中，要实现各个棱镜元件的分离通常更为困难。棱镜元件12的高度典型地在约20微米至500微米的范围内，更典型地在约35微米至100微米的范围内。尽管图1所示的本专利技术的实施方案具有单个主体层18，但是可存在多于一个主体层18。图2示出立体角元件表面的一个实施方案的透视图，该表面通常为回射制品的背面。如图所示，立体角元件12被设置为位于片材一侧的阵列中的配对的形式。每个立体角元件12具有三面体棱镜形状，具有三个裸露的平面22。平面22可基本上彼此垂直(就像在房间的角落中一样)，并且棱镜的顶点24本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光定向制品，包括：主体层，所述主体层具有至少30℃的Tg，其包含(甲基)丙烯酸聚合物以及包含具有下式的聚合单元的聚乙烯醇缩醛聚合物：

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.07 US 62/346,7881.一种光定向制品，包括：主体层，所述主体层具有至少30℃的Tg，其包含(甲基)丙烯酸聚合物以及包含具有下式的聚合单元的聚乙烯醇缩醛聚合物：其中R1为氢或C1-C7烷基基团；以及第二层，所述第二层邻近所述主体层，其中所述第二层包括光学元件。2.根据权利要求1所述的光定向制品，其中所述主体层具有不大于60℃的Tg。3.根据前述权利要求中任一项所述的光定向制品，其中所述主体层和/或所述第二层包含颜料、着色剂、装饰性添加剂、紫外线吸收剂或它们的组合。4.根据前述权利要求中任一项所述的光定向制品，其中所述主体层在25℃和1赫兹下具有至少1MPa的拉伸弹性模量。5.根据前述权利要求中任一项所述的光定向制品，其中所述主体层包含至少20重量％、25重量％、30重量％、35重量％、40重量％或50重量％的Tg小于0℃的单官能(甲基)丙烯酸烷基酯单体的聚合单元。6.根据前述权利要求中任一项所述的光定向制品，其中所述主体层包含不大于85重量％的Tg小于0℃的单官能(甲基)丙烯酸烷基酯单体的聚合单元。7.根据权利要求5或6所述的光定向制品，其中所述单官能(甲基)丙烯酸烷基酯单体的聚合单元具有小于-10℃、-20℃、-30℃、-40℃或-50℃的Tg。8.根据前述权利要求中任一项所述的光定向制品，其中所述主体层包含具有含八个碳原子的烷基基团的(甲基)丙烯酸烷基酯单体的聚合单元。9.根据前述权利要求中任一项所述的光定向制品，其中主体层包含5重量％至30重量％的聚乙烯醇缩醛聚合物。10.根据前述权利要求中任一项所述的光定向制品，其中所述主体层包含光引发剂。11.根据前述权利要求中任一项所述的光定向制品，其中所述主体层形成所述光定向制品的最外表面。12.根据前述权利要求中任一项所述的光定向制品，其中所述光学元件包括小珠或微结构化元件。13.根据权利要求12所述的光定向制品，其中所述微结构化元件为纵向延伸的棱镜或立体角元件...

【专利技术属性】
技术研发人员：托德·D·琼斯，比马尔·V·塔卡尔，杜安·D·范斯勒，安东尼·F·舒尔茨，乔纳森·E·亚诺斯基，戴维·C·吕内堡，卡拉·S·托马斯，蒂安·Y·H·怀廷，罗伯特·F·瓦特金斯，
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