具有聚合物多层反射涂层的逆向反射制品制造技术

逆向反射制品（１０）包括光学元件层（１６）和置于光学元件上的多层反射涂层（１４）。反射涂层把光线反射回光学元件中，从而可将光线返回光源。多层反射涂层具有多个聚合物层和具有折射率不同的层。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及具有多层反射涂层的逆向反射制品。这些反射涂层包括置于与光学元件层光学结合的多层聚合物层。背景逆向反射制品具有使入射光返回光源的能力。这种独特的能力使逆向反射制品广泛应用于各种基材。例如，逆向反射制品可用于平的非柔性基材(如路牌和路障)、不规则的表面(如波纹金属货运拖车、牌照和交通隔离物)和柔性基材(如道路工人安全马甲、跑鞋、卷起标志和帆布蓬卡车)。主要有两类逆向反射制品。球形制品和立方角型制品。球形制品通常使用许多玻璃或陶瓷微球来逆向反射入射光。这些微球一般部分嵌入支承膜中，并在微球层和支承膜之间提供镜面反射材料。这种反射材料可以是金属层(如美国专利3,700,478和4,648,932中所述的铝镀层)或由多层折射率不同的无机材料制成的无机介质反射镜(如美国专利3,700,305和4,763,985所述)。球形制品的类型包括暴露透镜型、封闭透镜型和包封透镜型。暴露透镜型球形制品具有一层暴露在环境中的微球。封闭透镜型球形制品具有接触和包围微球前侧的保护层(如透明聚合物树脂)。包封透镜型制品具有包围微球前侧的气隙和密封到支承膜上的透明薄膜，以保护微球免受水、污垢或其它环境因素的影响。立方角型逆向反射片一般用许多立方角元件代替微球逆向反射入射光。立方角元件从主体层的后表面突起。在这种结构中，入射光从前表面进入逆向反射片，通过主体层被立方角元件的各面内反射，然后从前表面射出，返回光源。当立方角元件置于低折射率介质(如空气)中或由镜面反射镀层(如气相淀积铝膜)反射时，立方角面上的反射按全内反射的方式进行。立方角逆向反射片的说明性实例揭示于美国专利3,712,706；4,025,159；4,202,600；4,243,618；4,349,598；4,576,850；4,588,258；4,775,219和4,895,428。专利技术概述本专利技术提供一种在逆向反射制品上涂反射涂层的新方法。简要地说，本专利技术提供一种逆向反射制品，它包括(a)光学元件层；和(b)与光学元件光学结合的反射涂层，上述的反射涂层包含多层，其中(i)至少两个折射率不同的相邻层，和(ii)上述的反射涂层包含多个聚合物层，每层的平均厚度小于光学元件平均大小的10％。本专利技术的逆向反射制品与已知的逆向反射制品的不同之处在于光学元件具有包含多个聚合物层的有关反射涂层。上述的聚合物层可具有选择的折射率和厚度，以使整个多层反射涂层能反射所需波长范围内的光线。已知的逆向反射制品使用金属反射层。这种金属反射层在某些情况下能被空气或湿气氧化。氧化后，反射层的反射能力受到很大损失。逆向反射制品也使用多层无机介质反射镜。这种介质反射镜也易受到空气或湿气引起的腐蚀，从而降低反射性和/或导致脱层。本专利技术的聚合物多层反射涂层的优点是它既能使所需波长范围内的光线高度反射，也能耐不合需要的环境影响，如空气和/或湿气引起的已知无机反射涂层易受影响的腐蚀。本专利技术的多层反射涂层也可包括邻接于或放在多层聚合物层之间的无机和/或非聚合物层，例如通过使已知无机反射涂层更耐水、酸、碱、腐蚀或其它环境损害而有助于克服已知无机反射涂层的限制。本专利技术的上述和其它优点更完整地记载在本专利技术的附图和详细描述部分中。然而，应当理解，这些说明和附图仅是解释性的，不应看作对本专利技术范围的不适当限制。术语表本文件中所用的如下术语具有如下定义“折射率”是一种表示电磁波在真空中的相速度与材料中的相速度之比的材料性质。“光学结合”是指相对于光学元件放置反射涂层，使透射通过光学元件的大部分光线可照射到反射涂层，并能反射回光学元件中。“光学元件”是能改变进入光学元件中光线的方向并最终使至少一部分光线逆向反射到光源的透光元件。光学元件的“大小”是指它的特征宽度、深度、高度或长度。“聚合物层”是指包含按规则排列或非规则排列连接的具有多个含碳单体单元的有机分子的材料层。“反射涂层”是指能反射入射光并由一层或多层材料构成的涂层。“逆向反射”是指具有如下特性，即以入射方向反平行或接近于反平行的方向反射斜向入射光，从而使光源处或光源附近的观察者或检测器能检测到反射光。附图简介附图说明图1是本专利技术立方角型逆向反射制品10的部分背面的俯视示意图。图2是图1所示的立方角型逆向反射制品沿线2-2所作的截面图。图3是从图2中第3区所取的部分立方角元件16的放大倒图(invertedview)。图4是本专利技术的部分球形逆向反射制品的截面图。图5是从图4中第5区所取的部分微球元件30的放大图。图6是本专利技术中所用的多层反射涂层34中相邻层的示意图。图7是可用于本专利技术的涂布方法的示意图。详细描述图1表示一部分逆向反射制品10。它包含许多光学元件。在本实施方式中，这些光学元件表示为立方角元件16。每个立方角元件由排列成锥形的三个面18确定。立方角光学元件16排列成有序的阵列，并表示为从附图纸面上突起。立方角元件16配对地排列在上述片材一个侧面的阵列中。每个立方角元件16的形状是具有三个暴露平面18的三面棱镜。平面18可基本上相互垂直(如室内的一个角落)，且该棱镜的顶点20与基底中心垂直对齐。对于阵列中每个立方角元件来说，平面18间的角度是相同，且约为90°。然而，众所周知，这种角度也偏离90°；例如参见美国专利4,775,219。虽然每个立方角元件16的顶点20可与立方角元件基底中心垂直对齐(例如参见美国专利3,684,348)，但该顶点也可偏移该基底中心(如美国专利4,588,258所述)。因此，本专利技术并不局限于许多已知立方角结构的任何特定立方角几何形状(例如参见美国专利4,938,563；4,775,219；4,243,618；4,202,600；和3,712,706)，但美国专利4,588,258中所述的立方角型片材是优选的，因为它在多个观察面中提供了宽角度的逆向反射。图2表示沿图1中线2-2所取的逆向反射制品10的截面图。逆向反射制品10有立方角元件16突起的主体层12。主体层12具有前表面13。入射光通过该前表面进入主体层。涂在制品10上的反射涂层14与立方角元件16光学结合。入射光I被立方角面18反射，并沿入射光束的总方向逆向反射，如反射光束R所示。在某些情况下，反射涂层14可增加立方角面18的反射效率。主体层12和光学元件16可基本上由任何合适的透光材料制成。主体层和立方角元件较好含有透光聚合物。这就是说这种聚合物可以让光线(特别是光化射线或可见光)通过。该聚合物较好能透过至少70％以一定波长照在上面的光强。用于本专利技术逆向反射片中的聚合物更好具有大于80％，更好大于90％的透光率。图3表示图2中用圆圈3所示的立方角元件部分的放大图。反射涂层14包括多个聚合物层。为了说明起见，图3表示了由六层交替排列的两种不同材料构成的反射涂层14。至少一种材料是聚合物。这些材料具有不同的折射率n1和n2。虽然图3中表示了六层交替的两种不同材料，但这种反射涂层可包括两层或更多的层以及两种或更多种聚合物层的任何适当组合。这种反射涂层较好具有2-200层，更好具有2-50层。为了贴合(conform)立方角光学元件的外形，每一层应相对于立方角元件的高度很薄(从基底到顶点测得的立方角高度)。多层涂层中各层的厚度约小于立方角元件高度的10％本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种逆向反射制品，它包括： （ａ）光学元件层；和 （ｂ）与光学元件光学结合的反射涂层，所述的反射涂层包含多层，其中（ｉ）至少两个相邻层有不同的折射率，和（ｉｉ）所述的反射涂层包含多个聚合物层，每层的平均厚度小于光学元件平均大小的１０％。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：RJ弗莱明，JM麦格拉思，CS莱昂斯，
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]