包括立体角单元的薄片及逆向反射片制造技术

本发明专利技术涉及包括立体角单元的单层薄片或多层薄片、包括薄片组件的工具及其复制品。本发明专利技术还涉及逆向反射片。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及包括立体角单元的薄片、包括薄片组件的工具及其复制品，特别是包括逆向反射片的所述工具的复制品。
技术介绍
逆向反射材料的特征在于它能够使入射到材料上的光朝其起始光源返回。这种性质已经导致逆向反射片广泛地应用于各种交通和个人安全方面。逆向反射片通常应用于各种制品中，例如路标、路障、执照牌、路面标志、斑马胶带以及用于车辆和衣服的逆向反射胶带。两种已知类型的逆向反射片是微球型片材和立体角片材。基于微球的片材有时称为“珠状的”片材，其采用大量的微球体，所述的微球体通常至少部分嵌入粘合剂层中，并且具有相关的镜面反射或漫反射材料(例如颜料颗粒、金属小薄片或蒸镀层等)，从而使入射光发生逆向反射。由于珠状逆向反射器的对称性几何结构，所以不管什么取向，即当绕与所述片材的表面垂直的轴旋转时，基于微球的片材都表现出相同的全光返回现象。因此，这种基于微球的片材对片材放置于表面上的取向具有比较低的敏感性。然而，一般而言，这种片材的逆向反射率低于立体角片材的逆向反射率。立体角片材通常包括薄的透明层，所述的透明层具有基本平坦的前表面和包括多个几何结构的后结构表面，一些或所有的几何结构包括构成一个立体角单元的三个反射面。通常，通过首先制造具有结构表面的标准模具来制造立体角逆向反射片，所述结构表面对应于成型的片材中所需的立体角部分或者其阴(反向)模复制品，这取决于成型的片材要具有立体角锥体还是具有立体角腔(或者二者都具有)。然后，使用任何适合的技术例如传统的镍电铸来复制模具，以通过如压花、挤压或浇铸和固化等工艺来产生形成立体角逆向反射片的工具。对于形成用于制造立体角逆向反射片的工具的方法，美国专利第5,156,863号(Pricone等人)给出了示例性的概述。用于制造标准模具的已知的方法包括针形元件束(pin-bundling)技术、直接机加工技术和层压技术。在针形元件束技术中，将多个小模块组合在一起，以形成母模，所述多个小模块中的每一个在其一端上都具有几何形状例如立体角单元。美国专利第1,591,572号(Stimson)和第3,926,402号(Heenan)给出了示例性例子。因为每个小模块是独立地加工的，所以针形元件束技术使得在单一一个模具中能够制造许多种立体角几何结构。然而，因为大量的小模块需要精确地加工，并且这些小模块的尺寸也要逐渐缩小，然后又要将它们按捆排列以形成模具，所以对于制造小的立体角单元(例如那些立方体高度低于大约1毫米的立体角单元)，这种技术是不能实施的。在直接机加工技术中，一系列凹槽形成在平坦的基底(例如金属板)的表面上，以形成包括截角的立体角单元的母模。在一项众所周知的技术中，三组平行的凹槽以60度的夹角彼此相交形成立体角单元的阵列，每个立体角单元具有等边三角形底面(参见美国专利第3,712,706号(Stamm))。在另一项技术中，两组凹槽以大于60度的角彼此相交，第三组凹槽以小于60度的角与其它两组中的每一组相交，从而形成斜置的立体角单元配对的阵列(参见美国专利第4,588,258号(Hoopman))。在直接机加工中，大量的独立面通常沿同一凹槽形成，所述的凹槽通过切削刀具的连续运动而形成。因此，这样的独立面在模具制造的整个过程中保持它们的排列。由此，直接机加工技术使得能够精确地加工非常小的立体角单元。然而，直接机加工的缺点在于，可制造的立体角几何形状类型中的设计灵活性已经降低了，相应地，这种灵活性的降低又影响全光返回。在层压技术中，将被称为薄片的多个片材(即板材)组合在一起，以形成标准模具，所述薄片具有在一个纵向边上形成的几何形状。因为在层压技术中独立地加工较少的部件，所以它通常比针形元件束技术耗费的劳动量少。例如，每个小模块仅有一个立体角单元，与之相比，一个薄片通常包括400-1000个独立的立体角单元。然而与针形元件束技术可达到的设计灵活性相比，层压技术的设计灵活性较低。在下列文献中可找到层压技术的示例性例子EP 0 844 056 A1(Mimura等人)；美国专利第6,015,214号(Heeman等人)；美国专利第5,981,032号(Smith)；以及美国专利第6,257,860号(Luttrell)。通常，截角的立体角阵列的相邻立体角单元的底边是共面的。其它被描述为“全立方体”或“优选几何(PG)立体角单元”的立体角单元结构通常包括至少两个非共面的非二面边。与截角的立体角单元相比，这样的结构通常表现出较高的全光返回。某些PG立体角单元可通过对一系列基底进行直接机加工来制造，如WO 00/60385中所述。然而，在该多步骤的制造工艺中，很难保持几何精确度。在得到的PG立体角单元和/或这些立体角单元的排列中，还可能显然存在设计限制。相反，针形元件束技术和层压技术允许形成各种形状和排列的PG立体角单元。然而，与针形元件束技术不同，层压技术还有这样的优点，能够形成相对较小的PG立体角单元。立体角的对称轴是将结构分成三等份并与所有的三个立方体面成相等的角的矢量。在上述的Stamm专利技术的截角的立方体中，对称轴与等边三角形底面垂直，从而这些立方体被认为是没有斜面或斜坡。在立体角领域中已经使用术语“向前倾斜”或“正倾斜”来描述按一定的方式倾斜的截角的立体角单元，即用来描述仅一个底面三角形夹角相对于60°增大的情形。相反，在立体角领域中已经使用术语“向后倾斜”或“负倾斜”来描述按一定的方式倾斜的截角的立体角单元，即用来描述底面三角形的两个夹角相对于60°增大的情形。参见美国专利第5,565,151号(Nilsen)和美国专利第4,588,258号(Hoopman)。在美国专利第6,015,214号(Heenan等人)中描述了PG立体角单元的倾斜。倾斜的立体角向后或向前地增强入射的倾斜度(angularity)。对于给定的倾斜量，全立体角单元比截角的立体角单元具有更高的全光返回，但是，在较高的入射角，全立方体的全光返回消逝得更快。全立体角单元的一个好处是，在低入射角，具有较高的全光返回，并且在较高的入射角，其性能没有很大的损失。用于提高某一方向的全光返回(TLR)的均匀性的通用方法是砌瓦(tiling)，即将多个小的工具部分沿一个以上的方向放置在最终制品上，例如美国专利第4,243,618号(Van Arnam)、美国专利第4,202,600号和美国专利第5,936,770号(Nestegard等人)所述。砌瓦可能在视觉上令人不愉快。而且，该砌瓦法使制作用于所述逆向反射片制造的工具的加工步骤增多。除了与TLR有关外，逆向反射片的性能还与该片的发散外形(divergence profile)或观察倾斜度有关。这与相对于光源即通常的车头灯的逆向反射的光的展宽有关。从立体角逆向反射的光的展宽主要由包括衍射、偏振和非正交性在内的这些因素决定。为此，通常引入角误差，例如美国专利第5,138,488号(Szczech)的第5栏中的表1所述。同样，EP 0 844 056 A1(Mimura)中的例1描述了快速切削过程，其中，用金刚石切削刀具形成的V形凹槽的底角按规则的次序稍微发生变化，在与所述片材的主表面垂直的方向上，以141.4μm的重复间距连续重复地切削深度为70.6μm、70.7μm和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种薄片，该薄片包括立体角单元，所述立体角单元具有由侧凹槽组形成的面，其中，所述组中至少两个凹槽不平行，该不平行的程度在从大于名义上平行至约１°的范围内。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：肯尼思L史密斯，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]