带图案薄片的系统、方法和设备技术方案

一种压花辊，包括一个或多个构成整个圆筒形图案的图案圆环。压花辊还可以包括一个或多个间隔圆环，用以在表面形成凹槽或沟道。压花辊可以包括在轧辊叠加组件中，成为图案薄膜制造系统的一部分。这种压花辊能够以连续的方式沿不带接缝的反射薄片的长度和宽度形成具有许多不同尺寸和／或几何形状的全角棱镜。制造方法包括将压花辊的圆筒形图案滚压到挤出薄片的表面。使用这种制造方法可以制造包括牌照、鞋子、高速公路标牌、衣服、人行道标识、汽车反光体和自行车反光体等制品。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总的来说涉及带图案的薄片。具体地，本专利技术涉及反射薄片和后反射薄片。附图说明图1是在根据本专利技术实施例的压花辊和另一个辊子之间挤压的薄膜的透视图；图2是图1压花辊中的图案圆环或垫片和一对间隔圆环或垫片的分解图；图3是图2中一部分的放大视图；图4A是部分装配的压花辊的另一个实施例的透视图；图4B是图4A中压花辊的透视图，带有装配好的全部图案圆环或垫片和/或间隔圆环或垫片；图4C是图4A中压花辊一部分的放大视图；图5是图4A中压花辊的图案圆环或垫片的透视图；图6是图4A中压花辊一部分的放大视图；图7是图6中一部分的放大视图； 图8A-8B示出了反射薄膜的一部分，这种反射薄膜具有反射入射光线的全角棱镜；图9A-9B是其它层的分解侧视图，示出了这些层在与反射薄膜层压到一起之前的取向；图10是说明性制造系统的示意图，这种制造系统带有包含压花辊的轧辊叠加组件；图11是包括压花辊的压花辊设备的前视图；图12是一卷示例性反射薄膜的透视图；图13A-13G示出了反射薄膜的应用。附图中相同的标号和符号表示具有类似功能的相同部件。具体实施例方式在下面对本专利技术的详细说明中，阐述了许多细节以便彻底地理解本专利技术。但是，应当认识到如果没有这些细节，本专利技术仍然可以实施。在其它情况下，并没有详细介绍众所周知的方法、步骤、元件、部件和装置以免无谓地使本专利技术的特征变得模糊不清。反射体可以使用一系列用光学材料制成的球形或球面透镜来反射光线。在其它情况下，反射体可以使用一系列用光学材料制成的半角棱镜来反射光线。有时候，半角棱镜可以与球形或球面透镜结合来反射光线。在其它一些情况下，反射体可以使用一系列用光学材料制成的全角棱镜来反射光线。本专利技术涉及用来制造反光薄片或薄膜的方法和设备，反光薄片或薄膜可以用作反射体或反射体的元件。反光薄片或薄膜可以具有由一系列微结构半角棱镜或全角棱镜形成的光学材料表面以反射光线。在一实施例中，本专利技术的反光薄片或薄膜可以利用压花辊通过挤压工艺制成。半角棱镜具有两个分界面，其中入射光线被反射两次而重新返回入射光源。全角棱镜采用三个分界面，其中入射光线被反射三次而重新返回入射光源。全角棱镜一般来说可提供较大范围的角度使入射光线可以被接收并重新返回光源。如果光学材料中的损耗很低，全角棱镜能够比半角棱镜更加有效地进行反射。然而，全角棱镜较难制造。一般来说，反射薄膜由压印有半角棱镜图案的薄膜制成，所述半角棱镜图案以预定角度自然地反射入射光线。在反光薄片或薄膜中制造一系列半角棱镜的典型方法是通过模塑、机械切割和冲压工艺。模制加工通常需要有一个对于给定图案来说是确定的模具。将液体形式的熔融塑料或其它类似的光学材料浇注到模具中。光学材料在模具中需要有一段固化时间以形成具有反光特性的形状。固化时间会相当长。而且，模具并不适合于光学材料形成全角棱镜。机械切割加工通常需要用机床将图案逐一刻画到塑料或其它光学材料。逐一刻画图案十分费时，因而并不是制造反射材料连续薄片的一种经济合算的方法。冲压过程一般来说需要有具有固定图案的矩形冲模。柔软的半固体或半液体的光学材料如塑料由冲模冲压成具有反光特性的形状。用矩形冲模冲压有限的区域也很慢而且不太经济合算。这些典型工艺常常会在反光薄片或薄膜的反光图案之间加入接缝以提供足够的尺寸。接缝破坏反光图案并且是不反光的，因而会降低反射率或光强效率。这些典型工艺可以在有限区域上形成连续的半角棱镜图案，比如不大于九英寸乘九英寸的连续图案(即“九英寸图案块”)，在一块四十八英寸乘四十八英寸的薄片中有三十六个九英寸图案方块。在某些情况下，九英寸图案块可能使实际应用限于这一尺寸，否则需要仔细拼接以形成较大的图案。本专利技术能够形成没有接缝的微结构薄膜连续卷，从而为顾客提供几乎可以是任何长度的无缝反射薄膜。通过在制造反光薄片时消除接缝，能够提高反射效率，而且由于反光图案密度的增大可以降低成本。为了提供连续的反射薄膜卷，需要有一种表面上刻有光学图案的微结构圆筒形模。这种微结构圆筒形模在此称作压花辊。通过连续不断地将图案印刻到热的光学材料如热塑料中，这种微结构圆筒形模将其图案压印到塑料薄膜中。利用普通的工艺难以将半角或全角棱镜图案刻入圆筒形模。压花辊提供了用于制造过程的工具，使得能够连续制造带有半角棱镜和/或全角棱镜的微结构反射薄膜。精确的角隅棱镜凹槽可以在三维表面上形成。与实心的圆柱体或轧辊不同，压花辊的圆筒形图案由多片子图案构成。压花辊使用一个或多个紧密叠在一起的窄环圈或垫片来形成整个圆筒形图案。每个圆环或垫片被逐一切割以构成图案的一部分。在实施例中，圆环的宽度小于一毫米。通过使用各种不同数目的并排紧密布置的圆环或垫片，可以形成带有所要求图案的不同宽度的圆筒。压花辊能够提供大的带有全角棱镜的连续反射面。即，反射薄膜或薄片的表面能够形成宽的无限长的连续反射面。通过使用一个或多个圆环或垫片来形成压花辊的整个圆筒形图案，可以对全角棱镜表面的角度进行调节，包括使每个圆环具有不同的角度。通过交替变换从圆环到圆环的子图案对齐方式可以形成全角棱镜。结果，可以在光学材料的表面中形成很多反射角度和反射效果以反射或后反射入射光线。通过改变整个圆筒形图案的圆环或垫片能够容易地调整棱镜的立方角(即变宽或变窄)和深度(即变浅或变深)以改变其正交性，从而改变反射薄膜和最终产品的反射特性。较大较深的棱镜能够在表面中形成而不会使反射质量受到损失。压花辊的适应性很强，因为利用同一工具的不同构造方式能够制造不同的反射薄片或薄膜。只须通过改变圆环或垫片的构造方式就能修改整个圆筒形图案。在一个压花辊上，可以有许多尺寸和种类的角隅棱镜同时共存于压花辊圆柱面的范围内以形成整个圆筒形图案。压花辊包括底部圆筒，作为圆环或垫片的保持架。底部圆筒含有一个或多个纵向导轨，用来使圆环适当地对准并牢固地保持相互连接。底部圆筒的外径和形状与圆环的内径和形状类似，以保持圆环/垫片的位置并避免图案产生移动。现在参考图1，图中示出了压花辊100A的第一个实施例。压花辊100A还可以被称作压花滚筒或带有图案的回转圆筒。压花辊100A包括一种圆筒形图案。在优选实施例中，圆筒形图案用来在材料层的表面中形成微结构。可以将光学薄膜或层夹在压花辊100A与另一个辊104之间。在优选实施例中，压花辊100A的图案在光学薄膜或层的表面形成以产生反射薄膜片层102的连续图案。在一实施例中，光学薄膜或层是一种加热到处于液态和固态之间柔软状态的塑胶材料，因此压花辊100A的圆筒形图案印刻到光学薄膜的表面中。在另一实施例中，压花辊100A的图案足够尖锐以刻入处于固态的光学薄膜的表面。如图1所示，压花辊100A可以包括一个或多个可转动的轴杆、转轴或辊颈112；N个(一个或多个)图案垫片/圆环114；M个间隔垫片/圆环(未在图1中示出)；一对端部法兰116；一对连杆118；一个中心圆筒形套管120；以及一个或多个在端部法兰116上的紧固件122。中心圆筒形套管120还可以称作圆筒形芯部120。一个或多个图案圆环和间隔垫片/圆环的相应数目N和M取决于所要求的压花辊和光学薄膜的圆筒形图案。在一实施例中，M＝N+1。在另一实施例中，M＝0，因而没有使用间隔垫片/圆环。图案垫片/圆环114的宽度随所要本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造工艺的压花辊，所述压花辊包括：轴杆；围绕所述轴杆的圆筒形套管，所述圆筒形套管与所述轴杆同轴；一个或多个图案圆环，可与所述圆筒形套管可滑动地接合，并与之正交，所述一个或多个图案圆环的外缘都具有所述压花辊图案 的子图案，所述一个或多个图案圆环的内缘形状设计成可滑动地与所述圆筒形套管接合，所述一个或多个图案圆环与所述轴杆同轴；把所述圆筒形套管和所述一个或多个图案圆环夹在中间的第一端部法兰和第二端部法兰，所述第一端部法兰和第二端部法兰正交连接 到所述轴杆并与所述轴杆同轴；和一个或多个紧固件，连接在所述第一端部法兰和第二端部法兰之间，所述一个或多个紧固件可保持所述第一端部法兰和第二端部法兰夹紧所述圆筒形套管和所述一个或多个图案圆环。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：D里德，
申请(专利权)人：RPM光电子公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]