可热成型的三维后向反射制品及其制造方法技术

提供了具有反射率至少约２００勒克司的外表面的三维后向反射制品以及由可热成型层压材料制造这样的制品的方法。层压材料包括可热成型塑料片材的基底层；和以高密度排列配置并在其底侧镀银以增强后向反射率的微珠层。微珠通过可热成型垫层被附加至基底层的外表面，所述垫层可以包括磷光颜料以进一步增强反射率。透明可热成型片材的保护片置于微珠层之上并可以与微珠层接触。层压材料被加热并热成型为自支撑三维制品，该制品具有预先选定的形状和具有至少约２００勒克司的反射率的封装珠后向反射表面。所述热成型步骤使得得到的后向反射表面具有足够非平面性以使微珠和透明片材的保护片之间的接触产生的后向反射死点通过由微珠产生的后向反射率的重叠区有效地在光学上消除。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般地涉及由可热成型的后向反射片材制成的制品，特别地涉及由可热成型材料形成的三维后向反射制品，其包括反射率至少为大约200的外表面，以及由可热成型的层压材料制造这种制品的方法。
技术介绍
使用微珠外层的后向反射制品在现有技术中是已知的。在一个制造方法中，含珠涂料被施加在制品(例如其可以是保护性头盔)的外表面上。使涂料干燥，然后蚀刻以暴露出微珠。之后，氯乙烯或其它聚合物材料的透明片被模制成与制品相同的形状，安装在外表面上，这有利地封装它们，同时在透明材料和微珠顶部之间留下小的空气室。这样的封装同时保护微珠并防止可以妨碍其后向反射性能的微珠与周围潮气的直接接触。在另一制造方法中，柔性含微珠片材被施加至制品的外表面上。这样的片材已知具有足够的拉伸量，使其均勻地粘附至浮雕式牌照(embossed license plate)、路锥和路面划线机(road marker)的表面上。在仍有另一方法中，使用含微珠的无纺布织物为在夜间工作的公路工人制作后向反射服装和其它衣服。遗憾的是，相信没有已知的制造技术能够容易且快速地生产具有能够高强度后向反射(在本申请中被限定为介于约200至约300勒克司的反射率)的封装的珠外表面的刚性三维制品，而无需进一步的制造步骤或组装步骤。含珠涂料在这样的制品表面上的施加和处理相对麻烦和费时。此外，由于粘结材料中微珠的不规则高度和分布，难于获得微珠的高密度排列类型，这样的高密度排列对于获得约200勒克司或更高的高后向反射率是必要的。最后，这样的方法要求珠层上单独制作和施加保护透明片材以封装珠。虽然将柔性含珠后向反射片材施加在制品表面上对于具有简单形状的制品(如牌照、路锥和其它大体平坦的物品)来说可以是实用的，并且确实允许微珠的均勻高密度排列，但是，很明显，其更难于均勻地施加至完整的紧闭(tightly rounded)和复杂形状，如带有增强脊的保护性头盔、保护性衬垫或防护装置(例如护膝、护胫)或者高度起伏状的形状，如汽车缓冲器、车身面板(body panel)、格栅和反射镜外罩。当然，这样的方法可以被改进以使仅后向反射条被施加至制品。但是，这样的改进会削弱表面的可见度和总反射率。 此外，虽然许多这样的柔性后向反射片材在珠层上包括透明材料的保护性涂料，但它们不包括在珠层上提供空气室的封装保护性透明片材。在这样的片材中使用这样的“封闭珠结构”不期望地将制品的后向反射率限制为约180勒克司或更低。毫无疑问，需要比前述现有技术的方法更容易和较少费时的、用于生产具有高强度后向反射表面的自支撑三维制品。理想地，这样的方法可容易应用于几乎任何形状，并允许微珠以高密度结构排列在制品的整个外表面上以使后向反射率最大化。最后，这样的方法将在微珠层上提供透明片材以具有封装的优点而不需要额外的制作步骤。专利技术简述一般而言，本专利技术既是三维(基本上非平面)后向反射制品、层压材料，也是用于制备这样的制品的方法，该制品具有至少约200勒克司的反射率的外表面，克服了与现有技术相关的前述缺陷。本专利技术的原理方面源于申请人的观察封装的微珠后向反射片材的热成型在一些条件下可以产生具有约200至300勒克司的高反射率的几乎任何形状的三维制品。在申请人的专利技术之前，据认为，置于可热成型微珠层压材料上的任何透明封装层的必要软化将导致封装层熔合在微珠顶部之上，从而严重地破坏微珠和封装层之间的空气室并且在微珠顶部上产生反射降低的“死点”，这不可能获得高强度后向反射率。与传统观点相反，申请人通过实验观察到，通过使用变化直径的微珠(非均勻大小的微珠)和使用所选类型的用于封装层的聚合物——所述封装层因在热成型后冷却而“拉回(pull-back) ”从而再产生必要的空气室，“死点”现象可以远小于所预期的。由于大部分三维制品的曲面所引起的后向反射率的重叠区，与死点相关的问题明显地被进一步地隐蔽或很大程度地消除。因此，本专利技术的后向反射三维制品包括由可热成型塑料片材基底或第一层形成的层压材料，所述第一层具有第一和第二侧；通过可热成型垫层附加至所述基底材料的外表面或第一侧的后向反射微珠层；以及置于所述微珠层上的透明可热成型片材的保护片或第二层，其中所述微珠的直径有所变化。层压材料被热成型为自支撑三维制品，其大体是非平面的，具有预先选择的形状和具有至少约200勒克司的反射率的封装珠后向反射表面。 保护片可以接触一些微珠，并且可以是有色的。微珠以高密度排列被配置，并在其底部侧镀银以提供高强度后向反射。所述垫层可以包括磷光颜料以进一步增强反射率，并优选为含有聚乙烯共聚物、热塑性聚氨酯和氨基塑料树脂的粘结剂层。透明层优选地具有微珠平均直径的大约4至8倍之间的厚度，基底层优选地具有微珠平均直径的大约4至12倍之间的厚度。这样的比例有利于本专利技术的热成型方法，同时仍提供对于完成制品保持其形状所必要的完成制品的刚性量。保护透明层和基底层都可以由可热成型塑料材料如PETG(乙二醇改性的聚对苯二甲酸乙二酯)形成。使用PETG作为保护透明层在热成型后冷却时有利地产生一定程度的微珠“拉回”。使用变化直径的微珠限制了保护性透明层和仅最大直径微珠之间的熔融接触。三维制品的表面优选地是足够非平面的，以使微珠和透明片材的保护片之间的限制量的接触产生的后向反射死点通过由微珠产生的后向反射率的重叠区有效地在光学上消除。本专利技术的方法一般包括以下步骤经前述垫层，将多个后向反射、半镀银的微珠以高密度排列方式附加至可热成型塑料片材的基底层上；覆盖透明、可热成型片材的保护片与附加至基底层的后向反射微珠接触，以形成大体上平坦的组合层；施加足够的热至组合层使其可热成型；和使加热的组合层热成型为具有预先选择的形状和具有至少约200勒克司的反射率的封装珠后向反射表面的三维制品。优选地，所述热成型步骤使得得到的后向反射表面具有足够非平面性以使微珠和透明片材的保护片之间的接触产生的后向反射死点通过由微珠产生的后向反射率的重叠区有效地在光学上消除。附图简述附图说明图1图解组装本专利技术的可热成型层压材料的方法中的第一步，其中微珠以密集排列和随机分配地附加在由放置在聚对苯二甲酸乙二酯的支撑层上的粘合剂层构成的原料物质片(donor sheet)上；图2图解对原料物质片上微珠的下半部敷金属的步骤；图3图解在可移除基底上施加粘合剂垫层的步骤；图4图解将可热成型支撑片附加在垫层的暴露表面上并剥离所述可移除基底的步骤；图5图解将可热成型支撑片和粘合剂垫层的暴露表面压在原料物质片的上表面上的金属珠层上的步骤；图6图解粘合剂垫层如何从原料物质片移除金属珠层；图7图解从图6图解的步骤得到的层压材料；图8图解装配本专利技术的可热成型层压材料的最后步骤，其中可热成型、透明片材的保护片被定位在微珠上，所述微珠被附加在可热成型塑料材料的基底上；图9是图7阴影中环形区域的放大，并阐述微珠直径的自然变化如何使得仅有一些微珠在热成型前切向接触透明保护片材的下侧；图10图解层压材料热成型期间保护性透明片材的软化如何使得片下陷和熔融接触微珠的顶端；图11图解示于图10的透明、保护片材如何在冷却后从与许多微珠的接触中“拉回”，从而在透明保护片和微珠顶部之间留下大部分微珠和空气室；和图12图解由示于图11的层压材料热成型的三维头盔外壳如何本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．制造具有高强度后向反射外表面的三维制品的方法，其包括以下步骤：将多个后向反射微珠以高密度排列方式附加至可热成型塑料片材的基底层上；覆盖透明的可热成型片材的保护片与附加至所述基底层的所述后向反射微珠接触以形成组合层；施加足够的热至所述组合层使其可热成型；和使加热的组合层热成型为具有预先选定的形状和具有至少约２００勒克司的反射率的封装珠后向反射表面的三维制品。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·E·汉宁顿，
申请(专利权)人：艾利丹尼森公司，
类型：发明
国别省市：US