立方角空腔型逆向反射片及其制造方法技术

一种逆向反射片包括具有结构表面的主体层（１２），所述的结构表面包括凹面（２２）和顶表面（２０），所述的凹面形成立方角空腔。上述的凹面具有高的镜面反射率，而顶表面具有低的镜面反射率。在一些实施方式中，基本上连续的反射材料膜覆盖结构表面，并在顶表面处的反射材料上提供掩蔽材料。或者，使顶表面具有非光滑的表面精整面，从而使这些部分上的反射材料膜具有漫反射性。在另一些实施方式中，反射材料膜是不连续的，选择性地置于凹面上，但没有置于顶表面上。也设置可至少粘合到顶表面上的覆盖层（１６）。使顶表面上基本上没有反射材料可防止腐蚀，并提高粘合整体性。为了增强逆向反射片的日间白度，顶表面优选是平的和漫反射的。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
背景本专利技术一般地涉及逆向反射制品，如片材。更具体地说，本专利技术涉及逆向反射元件包含排列成空腔的反射面的制品即片材。读者请参见本说明书结尾处用于说明本文中所用一些术语的含义的术语汇编。立方角逆向反射片一般分成使用后表面主体层(body layer)和使用前表面主体层的逆向反射片。市售的立方角逆向反射片是前一种类型。其中薄的透明主体层具有基本上平的前表面和包含许多锥形几何结构的后结构表面。其中一些或所有的几何结构包括构成立方角元件的三反射面。光线照射在平的前表面上，通过主体层的厚度，然后被立方角元件逆向反射通过前表面。在一些情况下，把反射镀层(如铝)镀到后结构表面上，然后涂粘合层。这种粘合层覆盖，并在一定程度上适应结构表面的形状。然而，只要能在结构表面上能保持清洁的空气界面，一般不需要反射镀层，因为在这种情况下反射由总内反射产生。一些已知的立方角逆向反射片结构使用具有前结构表面的前表面主体层。例如参见美国专利3,712,706(Stamm)、4,127,693(Lemelson)和4,656,072(Coburn，Jr.等)和PCT公报WO 89/06811(Johnson等)。上述的前结构表面包括许多排列成立方角空腔的反射面。因此，本申请中将这种逆向反射片称之为立方角空腔型逆向反射片。为了提高反射面的反射率，一般在结构表面上镀金属薄膜。入射光不穿过主体层，而是被形成立方角腔的反射面反射。在一些实施方式中，为了保护这些空腔免受污染或其它变坏，在结构表面上放置能透过入射光的保护层，而且部分保护层伸入或并填充到结构表面的立方角空腔中。在另一些实施方式中，用着色压敏或热敏粘合剂把一层覆盖层密封或粘合到结构表面上。上述的着色压敏或热敏粘合剂会消除，除去或完全清除该结构表面的逆向反射性。一些结构表面的几何结构既确定了立方角锥体，也确定了立方角空腔。一个实例的结构表面有许多相邻的正方形面，每个面与相邻的面相互垂直取向，且每组三个相邻的面在俯视图上具有六边形轮廓。制造立方角型逆向反射片时通常先制造具有结构表面的母模。视成品片材是否具有立方角锥体和/或立方角空腔，上述的结构表面或者相应于成品片材中所需的立方角元件的几何结构，或者相当于上述立方角元件几何结构的阴模(反模)。然后用适当的技术复制上述的母模，如常规的镍电成形技术、化学气相淀积技术或物理气相淀积技术，以便用压花、挤出或铸塑一固化之类的方法制造用于形成立方角型逆向反射片的模具。美国专利5,156,863(Pricone等)举例综述了用于制造立方角型逆向反射片的模具的制造方法。制造这种母模的已知方法包括针形元件束(pin-bundling)技术、层合技术、直接切削加工技术。这些技术都有各自的优点和局限性。通过制造立方角空腔型逆向反射片，可认识到几个优点。一个优点是能比其它类型的逆向反射片使用更多类型的主体层材料组合物。这是因为与后表面主体层结构不同，它的主体层不需要光学透明的，事实上甚至可以是不透明的。它的另一个优点是与在后表面主体层结构中形成某些结构表面的阴模相比，能更快地在主体层中形成某些类型结构表面。这是因为用于形成前表面主体层结构表面的模具可以具有在槽向上基本上无界的槽。与之相反，用于形成后表面主体层结构表面的模具一般具有由许多倒槽(即脊)定界的密闭空腔阵列。与后一种模具上的密闭空腔阵列相比，前一种模具中无界的槽更易于被主体层材料填充。然而，立方角空腔型逆向反射片也有一些缺点。一个缺点是当将铝气相镀层用作空腔面上的反射膜时逆向反射片的浅灰色的外观，称为灰铸(graycast)。灰铸不利于标记用途，因为它会影响看到标记的颜色，最明显的是减少日间白度。这个问题已通过用高反射材料(如银)代替铝得到了一定的减轻。第二个缺点是对反射膜的腐蚀和其它变坏。不幸的是，银比铝更易于变坏。虽然覆盖层可提供一定程度的保护，逆向反射片外露边缘处存在的有害物质会沿反射膜渗透，从该边缘起不断地侵蚀到逆向反射片中。镀在立方角型片材的结构表面上的不连续气相镀层是已知的(例如参见美国专利5,734,501(Smith)和5,657,162(Nilsen等)。然而，现已揭示这些不连续的镀层仅与后表面主体层型片材有关，且用于解决本专利技术之外的问题。具有立方角空腔型片材的优点同时消除或减少上述的缺点的逆向反射片将得到广泛的应用。专利技术概述本专利技术的一个方面提供一种立方角型逆向反射片。该逆向反射片包含具有结构表面的主体层，该结构表面包括凹面(recessed faces)和顶表面，上述的凹面形成立方角空腔。上述的凹面具有高的镜面反射性，从而能有效地逆向反射入射光。然而，顶表面具有低或降低的镜面反射性，以提供所需的光学或机械性能。为了提供高的镜面反射性，至少在凹面上放置反射材料膜。结构表面上，反射膜可以是连续的，覆盖凹面和顶表面，也可以是不连续的，仅覆盖凹面，而在顶表面上基本上没有反射膜。在几个公开的实施方式中，反射膜选择性地暴露于凹面上。结构表面的顶表面较好包括平的区域。这些区域是漫反射的，有助于提高片材的白度，且限定整数的立方角空腔。顶表面的漫反射性可由主体层材料自身产生，也可由涂层之类的分离层提供，或由非光滑的表面精整面(surface finish)提供。也可设置覆盖层，以保护立方角空腔免遭污染和改善耐候性。另外揭示了一种立方角型制品的制造方法。该方法包括提供上述的具有结构表面的主体层和至少在凹面上形成反射膜。对于结构表面进行处理，以选择性地在顶表面上产生低的镜面反射性。在一些实施方式中，基本上连续地将反射膜镀覆在结构表面上。在这些情况下，处理步骤可包括除去结构表面的上部分及其上面的反射膜，形成没有任何反射材料的顶表面或改进顶表面；选择性地在顶表面上涂布涂料之类的掩蔽材料；或通过研磨主体层或研磨直接或间接用于制造主体层的模具使顶表面选择性变粗糙，以提供非光滑的表面精整。在另一些实施方式中，将反射膜不连续地镀覆在结构表面上。在这些情况下，处理步骤可包括在镀覆反射膜之前在顶表面上选择性地涂覆防粘材料。防粘材料(如油)使后镀的反射材料不会粘附在处理区域上。附图简介附图说明图1是逆向反射片的透视图。为了显示主体层中形成的立方角空腔，所示的上覆盖层仅部分层合在主体层上；图2是一部分如图1所示的逆向反射片沿线2-2所作的截面图；图3A-H是表示如何制造图1所示的逆向反射片的顺序的系列图。其中图3A-C依次表示能形成具有平顶表面的主体层的模具的制造方法，图3D-G依次表示这种主体层和涂覆在它上面的各种涂层，图3H表示带有保护覆盖层的成品主体层；图4A-C是表示制造图3H中所示的另一种实例的顺序的序列图，代替图3E-H。图5表明用磨轮制造具有平顶表面和不连续反射膜的立方角空腔型主体层的另一种方法。图6A、6B是表示连续反射层如何与结构表面的顶表面的非光滑表面精整面结合使用的截面图。图7是可用于本专利技术的部分主体层结构表面的俯视图。图8是用于测量立方角空腔型试样顶表面上镜面反射率的部分装置的示意图。在这些附图中，为方便起见，用相同的附图标号表示相同或起相同或相似功能的元件。说明性实施方式的详细描述在图1中放大表示了一部分逆向反射片10。逆向反射片10包括带有结构表面14的主体层12和透明覆盖层16。结构表本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种立方角型制品，它包括： 具有结构表面的主体层，所述的结构表面包括凹面和顶表面，所述的凹面确定立方角空腔；和 选择性暴露在所述结构表面的凹面上的反射材料膜。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：GM本森，KL史密斯，JC科德尔，PE汉帕尔，MD纳奇博尔，
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]