全反光微棱镜立体结构阵列及反光膜及制备方法技术

本发明专利技术就是要提供一种全反光微棱镜立体结构阵列及反光膜及制备方法，包括立体角单元，或叫立体角微棱镜单元，其由若干立体角微棱镜单元相互排列组合形成的复合立体角微棱镜单元组合构成，在满足大角度反光特性的同时，大幅度的提高了反光标志的有效反射距离，较好的满足驾乘人员预判预警要求，大幅提高了行车安全，且制备工艺简单。且制备工艺简单。

【技术实现步骤摘要】
全反光微棱镜立体结构阵列及反光膜及制备方法

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[0001]本专利技术涉及反光膜材料领域，主要是涉及一种微棱镜立体结构阵列及反光膜，特别是一种全反光微棱镜立体结构阵列及反光膜及制备方法。

技术介绍
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[0002]微棱镜立体结构是微棱镜型反光膜实现回归性反射的核心部分，不同的立体结构或叫微棱镜立体结构及组合在模具加工时有不同的难易程度，在反光膜中起反光作用的也是有不同的效率和方向均匀性。微棱镜型反光膜是一种具有高反光亮度和优异耐老化性能的反光材料，广泛用于各种道路交通安全标志、交通安全设施、车辆安全装置等领域，可起到明显的安全警示作用。
[0003]逆反射，又称回归性，反光材料的特征在于在于它能够使入射到材料上的光朝其起始光源返回。两种己知的具有逆向反功能的立体结构是微球体和微棱镜结构，目前所有的反光膜产品大都是使用这两种结构实现逆反射。使用微球体的逆反射材料熟称微珠型反光膜，通常使用玻璃微珠通过胶粘层布在透明薄膜表面，再在微珠后面真空镀镜面反光层或形成空气囊，利用材料界面全反射特性，使入射光发生逆反射。
[0004]使用具有三个相互垂直反射面的微棱镜几何体的逆反射材料熟称微棱镜型反光膜，通常首先制造表面有微棱镜结构的金属模具，通过层压技术将微棱镜结构复制成型在透明树脂表面，后面真空镀镜面反光层或形成空气囊(利用材料界面全反射特性)，使入射光发生逆反射。球体是任意方向几何对称结构，所以使用球体做逆反射功能，在各个方向上都表现出相同的逆反射率；三个相互垂直反射面的微棱镜几何体只有在三个面相交轴作为主观测方向时具有几轴方向逆反射率高，而其他方向有较大的降低。微球体实际制造过程无法控制好真圆度、大小一致性和球体表面的光泽性等，而微棱镜几何体可以做到角度、大小、表面光泽度均一，所以实际使用中微棱镜几何体逆反射率大于微球体产品。通常，微棱镜型反光膜通过首先制造具有结构表面的标准模具，然后通过如压花、挤压或浇铸和固化等工艺来产生形成微棱镜结构的逆向反射片。
[0005]全立方体微棱镜，即三个相互垂直的面组成的立方体，且三个面都是完整的正方型；三棱锥微棱镜几何体，即三个相互垂直的面组成的立方体，且三个面都直角三角形。对于全立方体微棱镜几何体的加工方法，美国相关专利的加工方法包括针形元件束(pin
· bundling)，根据全立方体微棱镜几何体逆反射特性，独立加工一个个具有不同方向的几何体单元，然后再排列形成模具，这样的几何体在观测轴与几何体轴重合的方向有全反光特性，即三个集合面100％反光；但实际中逆反射材料使用的几何体长L、宽w一般是小于0.5mm，所以这种一个个加工在组合的全立方体结构技术难以加工，且组合困难。
[0006]另一种三棱锥微棱镜几何体的加工方法为直接机加工技术，通常使用快速切削方法，使用金刚石切削刀具在平整的材料，比如金属，光学树脂等，表面切削三组平行的V槽，其中三组V槽以60度的夹角彼此相交时所形成的微棱镜立体几何单元具有底面是等边三角形，三个立体面为相互垂直且大小相同的等腰直角三角形的特征，此种几何体微棱镜三个
面约有50％
‑
55％的反光效率，且具有在小角度时逆反射率较高，大角度时快速衰减的特征；微棱反光膜的标准检测观测视角有0.2
°
，0.5
°
，1
°
；且以三个面相互垂直相交轴之一作为参照轴，因为结构的特性通常0.2
°
角逆反射亮度最高，0.5
°
角为0.2
°
角的40％
‑
60％， 1
°
角仅为10％
‑
25％。；如与参照轴相垂直的方向，即旋转90
°
观测，三个观测角所表现的反光亮度为前述的50％
‑
60％。不同于球体，微棱镜几何体型反光膜有明显的旋转方向特性。微棱镜反光膜做为交通安全的关键材料，随着车辆数量的增加和道路宽度的不断拓宽，0.5
°
和1
°
两个角度的观测亮度及旋转各个方向反光亮度的特性都成为反光膜功能的关键要素。
[0007]目前已有产业化技术中，三棱锥微棱镜几何体最为普遍，模具加工简单，但其在0.5
°
和1
°
亮度较低，判读距离100
‑
150m,在车辆速度70km/h以上时以不能较好的满足驾乘人员预判预警的要求。另一种全立方体微棱镜因其模具加工复杂，难度大，有个别企业使用，但生产升本高，产品应用较少。另一种立体角单元反射片，有美国3M公司公布，专利号 200480006052.4，《包括立体角单元的薄片及逆向反射片》，其设计相邻连续的屋企凹槽，通过相邻凹槽正向和侧向夹角的变化组合实现微棱镜几何体0.5
°
和1
°
两个角度的观测亮度的提高和旋转各个方向反光亮度均匀性，该方法通过精密计算反复测试，可以找到合适的夹角组合，使其实现近似全光回归性反射的特性；但其加工复杂性和难度同全立方体类似，复杂的模具结构在使用过程中的损耗和变化较快，所以该技术生产的全棱镜成本高，不利于广泛推广使用，故目前市场上均难以看到上述产品应用。
[0008]还有如中国专利公开号为CN103197363A，公开的《一种防划伤光学扩散膜及其制备方法》，其具体公开的包括透明片状光学基材及在光学基材两面形成的光学扩散层和扩散防粘接层；光学扩散层是由粘合剂、扩散粒子、交联剂、分散剂、稀释剂混合制成的涂布液，涂布固定于光学基材表面，干燥固化成膜。扩散防粘接层是由粘合剂、扩散粒子、抗静电剂、交联剂、稀释剂混合制成的涂布液，涂布固定于光学基材表面，干燥固化成膜。本专利技术通过使用不同粒径扩散粒子，利用其同粒径扩散粒子协同效应，以及通过使用不同挥发度稀释剂及采用合适的涂膜干燥工艺，来提高光学扩散膜的透过率和雾度的协调性，得到涂膜硬度、透明性与耐擦划性的协调性良好，具有充分的光学扩散性、其透过率和雾度协调性良好。
[0009]如中国专利公告号为、CN107364158A《一种微棱镜反光膜的生产制造方法》，微棱镜型反光膜包括基体，反光层，基材薄膜层，压敏胶层和可剥离层，包括以下步骤:将塑料颗粒进行加热拉丝，加热温度设定为60℃至150℃，拉丝速度设定为每分钟100米～1000米，拉丝后采用可控式风冷进行降温,将拉丝成型后的材料再经过有可加热的压辊进行挤压，压辊上雕刻有需求的微棱镜结构，压辊可在20℃至200℃范围内控制加热，压辊速度在每分钟100米～1000米之间可调，压辊的后方设置有控制宽度和厚度的测量、反馈、调整仪器。
[0010]中国专利公告号为CN106597587A，公开的《一种微棱镜型反光膜及其制作方法》，其公开了一种微棱镜型反光膜，包括反光层、胶黏剂层和离型材料层，反光层包括A界面、B 界面，A界面为光滑的表面，B界面上设有微棱镜阵列结构，B界面与胶黏剂层之间还阵列设有支撑柱，B界面、胶黏剂层、支撑柱之间形成空气囊。本专利技术通过直接在反光层B界面的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种全反光微棱镜立体结构阵列，包括立体角单元，其特征是所述全反光微棱镜立体结构阵列由若干立体角单元相互排列组合形成的复合立体角单元组合构成，所述复合立体角单元组合包括横向复合立体角单元组合和纵向复合立体角单元组合；所述立体角单元包括三个反射面和一条反射观测轴R，与三个反射面及反射观测轴R相对的一面设为底面； 所述三个反射面，其中一个为五边形反射面a'和两个四边形反射面b'、c'；由五边形反射面a'和两个四边形反射面b'、c'和与其相对的底面共同构成立体形状结构的立体角单元；控制五边形反射面a'和两个四边形反射面b'、c'及反射观测轴R相交连接有一个共同交点为P点，设定以P点为顶点；控制反射观测轴R与五边形反射面a'相垂直于P点，两个四边形反射面b'、c'以反射观测轴R为一共同边，相对称并对应的设于反射观测轴R的两侧。2.根据权利要求1所述的一种全反光微棱镜立体结构阵列，其特征是控制构成立体角单元的两个四边形反射面b'、c'的外形结构大小及长、宽尺寸分别对应相同；所述立体角单元从P点向底面方向投影于平面投影图形为长方形，控制长方形长度L为0.07
‑
0.37mm，宽度w为0.05
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0.2mm，控制立体角单元中三个反射面相交顶点P到顶点P相对边的底面之间的高h=宽度的0.6
‑
0.9倍。3.根据权利要求1所述的一种全反光微棱镜立体结构阵列，其特征是控制所述立体角单元的三个反射面的五边形反射面a'和两个四边形反射面b'、c'之间的相互夹角为a、b、c；四边形反射面b'、c'面相交线与底面之间夹角为d，五边形反射面a'、与底面之间夹角为e；控制a、b、c的角度范围为89
°
~91
°
，d的角度范围为30
°
~40
°
，e的角度范围为50
°
~60
°
。4.根据权利要求1所述的一种全反光微棱镜立体结构阵列，其特征是所述横向复合立体角单元组合是以立体角单元为基本构成元素，以该立体角单元的五边形反射面a'为基...

【专利技术属性】
技术研发人员：马展辉，陈鸥波，黄忠伟，章翟，
申请(专利权)人：江西盛汇光学科技协同创新有限公司，
类型：发明
国别省市：