带有含与聚合物共价键合的染料的着色层的逆向反射制品制造技术

一种露出透镜型逆向反射制品（１０），它包括：一层部分嵌入粘合剂层（１４）的光学元件（１２），在功能上位于光学元件（１２）后面的反射层（１６）；和一层着色层（１８），它位于所述光学元件（１２）和反射层（１６）之间。着色层（１８）由与聚合物共价键相连的染料着色。经多次工业洗涤循环后该露出透镜型逆向反射制品能保持其颜色和逆向反射性能，因此该制品尤其适用于衣物，如消防员夹克。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种露出透镜的逆向反射制品，它包括含有与聚合物共价键合的染料的着色层。专利技术的背景在靠近机动车道工作或锻炼的人员通过穿着能向过路机动车突出其存在的衣物可使之变得更安全。为促进道路工人和行人的安全，衣物制造商常制造鲜艳的服装使穿着者更醒目。衣物制造商还将逆向反射制品固定在衣物的外表面上以便进一步突出穿着者。逆向反射制品是无源器件，它将入射光向光源回射。在晚上该制品将机动车前灯的光线朝机动车驾驶员回射而突出人员的存在。逆向反射制品展示的鲜艳图像最终使机动车驾驶员具有更多的反应时间。有时出于美观的原因或者为了增加对比度以便在白天具有更佳的可见度，对逆向反射制品进行着色。通常将荧光颜料与逆向反射片一起使用，使之在日光条件下更突出(例如参见美国专利申请08/587,339或相应的专利国际申请WO95/31739和美国专利3,830,682、5,387,458和5,695,853)。由于逆向反射制品通常由于衣物上，因此它们必须能承受洗涤条件，否则经多次洗涤后该制品不能持续地发挥其安全功能。设计用于衣物的逆向反射制品的美国3M公司的研究人员意识到这个问题，他们开发了耐洗涤的逆向反射制品，从而使逆向反射衣物经多次洗涤后其穿着者仍能保持醒目。美国专利5,200,262、5,283,101、5,474,827、5,645,938、5,738,746和5,812,317公开了美国3M公司开发的耐洗涤逆向反射制品的例子。这些产品一般都包括部分嵌入特殊配制的粘合剂层的光学元件。研究人员还认识到尤其需要开发耐洗涤的逆向反射制品用于在苛刻环境中穿着的衣物。这种衣物的例子包括消防员外套和建筑工人安全背心(例如参见Bingham的美国专利4,533,592)。这些外衣很快会很脏，因此频繁在工业洗涤条件下进行清洗。工业洗涤条件包括洗涤温度高至40-90℃(105-190°F)并且pH为10-13。上述部分3M专利公开的某些耐洗的逆向反射制品能承受更严酷的工业洗涤条件。在某些逆向反射制品中，通过在光学元件上方放置着色的聚合物层而得到有色的外观。含有部分嵌入聚合物表层(也称为覆盖膜)的光学元件的逆向反射制品通常称为“包封透镜”型逆向反射制品。除了提供色彩以外，该聚合物表层膜使逆向反射制品容易擦洗，并且在湿润时该制品一般呈现良好的逆向反射性能。公开有色表层膜的专利的例子包括美国专利5,069,964和5,378,520。在这些逆向反射制品中，向表层膜加入染料或颜料。带有有色表层膜的市售产品包括3MScotchliteTM7960h 7987牌产品。与包封透镜型逆向反射制品不同的逆向反射制品是“露出透镜”型逆向反射制品，其光学元件露出于周围环境，也就是说，光学元件未被聚合物表层膜所覆盖。这些制品一般包括透明微球的露出层、聚合物粘合剂层和反射层。所述透明微球部分嵌入粘合剂层并且部分暴露在大气中，所述反射层一般置于微球和粘合剂层之间。另一种逆向反射制品是“密闭透镜”型逆向反射制品。这些制品与包封透镜制品的相似之处在于它们使用在微球层上方的表层膜。但是密闭透镜逆向反射制品与包封透镜制品的不同之处在于其表层膜包封一个在微球层上方的空气囊。McGrath的美国专利4,025,159、Tolliver等的美国专利4,896,943、Bailey等的美国专利4,897,136和Tolliver等的美国专利5,069,964公开了密闭透镜型产品的例子。在一种密闭透镜型逆向反射片(参见Tung等的美国专利4,678,695)中，透明微球部分嵌入粘合剂层，无色或有色的表层膜置于微球上方。粘合剂层可浸渍白色颜料，或者浸渍有色颜料以便片材在白天显示相应的色彩并在晚上呈现反射性。这三种体系(露出透镜、包封透镜和密闭透镜片)各自具有不同的优点和缺点，可用于一种体系的着色技术不一定适合另一种体系。露出透镜体系更具有挠性并且结构更简单，但是由于不具有表层膜而不能简单地将染料加入表层膜使之着色。包封透镜和密闭透镜制品尽管在某种程度上更容易着色，但是由于聚合物表层膜会熔融而一般具有不很适合在高温下使用的缺点。因此在考虑用于消防员背心时，包封透镜和密闭透镜制品的评分不如露出透镜制品那么高。但是，业已采用多种方法对露出透镜逆向反射片进行着色。例如Bingham的美国专利3,700,305公开了一种露出透镜逆向反射制品，它具有涂覆在玻璃微球上具有不同折射率的介电材料的交替层。在介电反射层的背面施加着色层(如荧光层)。由于在白天观察条件下该介电反射层基本是透明的，因此在白天该荧光层使制品具有荧光色彩。但是在晚上或者在逆向反射观察条件下，由于入射光不会触及该层，因此该制品基本不能展示下层着色层的色彩入射光首先被介电反射层朝光源方向回射。该专利未提到在家庭洗涤或工业洗涤条件下的耐洗涤性能。对露出透镜逆向反射片着色的其它方法简要描述在美国专利3,758,192、4,102,562和5,200,262中。在美国专利3,758,192中，Bingham描述了一种露出透镜逆向反射片，它包括部分嵌入粘合剂层中的透明微球，所述粘合剂层含有珠光颜料片和其它各种颜料和染料。尽管这种产品能提供有色的逆向反射图像，但是该专利中没有迹象表明所述产品具有工业洗涤耐久性。在Harper等的美国专利4,102,562中，公开了一种呈现有色图像图案的露出透镜逆向反射片。该制品具有透明的微球，上面涂覆一层如Bingham的美国专利3,700,305所述制得的透明介电镜面层。在反射层的背面施涂一层含颜料和蜜胺的油墨层(参见实施例2)。Harper等认为蜜胺与粘性促进硅烷的环氧基团发生反应(参见实施例2)。由于油墨层置于反射层的背面，因此尽管该制品在白天观察条件下能显示有色的图像，但是不能显示有色的逆向反射图像。该专利还未提到该逆向反射制品在工业洗涤条件下具有耐久性。在美国专利5,200,262中，Wu-Shyong Li将透明微球部分嵌入粘合剂层中，该粘合剂层可用颜料或染料，较好是黑色染料(如铬-偶氮染料)着色。Li建议使用金属层或介电材料作为反射层。该反射层位于透明微球的嵌入部分上。当使用金属反射层时，在白天或晚上观察条件下不能观察到下层粘合剂层的颜色。当使用介电反射层时，在晚上(即逆向反射)观察条件下不能观察到下层粘合剂层的颜色。但是Li的产品设计能承受工业洗涤条件。Ulf Olsen在美国专利5,344,705、5,503,906和5,620,613中公开的露出透镜逆向反射制品带有印刷在透明微球层嵌入部分上的着色层。该着色层通常含有基本均匀地分散在透明树脂中的透明颜料或染料。该着色层位于微球和反射层之间，所述反射层包括在透明树脂中的反射薄片。Olsen还公开了可使用包括在透明树脂中的着色剂和反射片的一层着色反射层来代替着色层和反射层。尽管这种产品在逆向反射条件下能够展示着色的图像，但是并不意味着在在工业条件下它具有良好的洗涤耐久性。在美国专利5,510,178、5,612,119、5,679,198和5,785,790中，Ulf Olsen描述了一种露出透镜逆向反射产品，它包括一层位于透明介电镜面层背面的有色图像涂层，所述介电镜面层涂覆在部分嵌入粘合剂层的微球背面。但是该产品中的着色图像本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种露出透镜型逆向反射制品，它包括：（ａ）一层粘合剂层；（ｂ）一层部分嵌入所述粘合剂层的光学元件；（ｃ）在功能上位于光学元件层后面的反射层；和（ｄ）一层着色层，它包含与聚合物共价相连的染料，该着色层位于所述光学元件层和反射层 之间。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：BG比林斯利，RJ弗莱明，
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]