包括低折射率涂层的回射片材制造技术

本发明专利技术公开了回射制品和构造。一种示例性回射制品或构造包括回射层和低折射率层。在一个示例性实施例中，所述低折射率层与所述回射层的回射的结构化第一主表面的至少一部分相邻。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及包括低折射率涂层的回射制品和制备这种制品的方法。本专利技术还涉及显示具有低折射率类性质的回射制品和制备这种制品的方法。
技术介绍
回射材料的特征在于能够将入射到材料上的光重新导向使其反射回初始光源。该性能已使回射片材广泛用于多种交通和个人安全应用。回射片材常用于多种制品，例如交通标志、路障、牌照、路面标记和标志带，以及车辆和衣物的反光带。两种已知类型的回射片材为立体角片材和微球基片材。微球基片材(有时称为 “微珠”片材)采用大量微球，所述微球通常至少部分地嵌入粘合剂层中，并具有相关的镜面反射或漫反射材料(例如，颜料粒子、金属薄片或蒸镀层等)以回射入射光。立体角回射片材(有时称为“棱柱”片材)通常包括薄的透明层，该透明层具有基本上平的第一表面和结构化第二表面，该结构化第二表面包括多个几何结构，这些几何结构的一些或全部包括构成立体角元件的三个反射表面。通常，立体角元件包括在单个顶点相交的三个相互垂直的光学面。通常，从光源入射至立体角元件的光从三个垂直的立体角光学面的每一个发生全内反射，并被重新导向返回光源。在光学面上的例如灰尘、水和粘合剂的存在可抑制全内反射(TIR)并导致回射光强度的降低。这样，空气界面通常被密封膜所保护。金属化立体角不依赖于回射光的TIR， 但它们对于例如标记应用的日间观察通常不足够白。此外，金属涂层的耐久性也可能是不充分的。
技术实现思路
本专利技术一般涉及一种回射制品，其包括回射层，所述回射层包括结构化的第一主表面和与所述第一主表面相对的第二主表面；以及与结构化的第一主表面的至少一部分相邻的低折射率材料，所述低折射率材料具有小于约1. 3的有效折射率。本专利技术还一般涉及一种回射制品，其包括回射层，所述回射层包括结构化的第一主表面和与所述第一主表面相对的第二主表面；以及在结构化的第一主表面的至少一部分上的低折射率层，所述低折射率层包括粘合剂、多个粒子、和多个空隙。本专利技术还一般涉及一种回射制品，其包括回射层，所述回射层包括结构化的第一主表面和与所述第一主表面相对的第二主表面；以及在结构化的第一主表面的至少一部分上的低折射率层，所述低折射率层包括粘合剂和多个空隙。附图说明结合附图并参照下文中多个实施例的具体实施方式，可以更全面地理解和领会本专利技术，其中图IA为回射光学构造的示意性侧视图IB为回射层的示意性俯视图；图2为另一回射光学构造的示意性侧视图；图3为另一回射光学构造的示意性侧视图；图4为另一回射光学构造的示意性侧视图；图5为另一回射光学构造的示意性侧视图；图6为另一回射光学构造的示意性侧视图；图7A和7B分别为在棱柱回射层中的单个棱柱的示意性俯视图和侧视图；图8A和8B分别为在另一棱柱回射层中的单个棱柱的示意性俯视图和侧视图；以及图9为另一回射光学构造的示意性侧视图。在说明书中，多个附图中使用的相同附图标号是指具有相同或类似特性和功能的相同或类似元件。具体实施例方式本专利技术一般涉及回射制品和构造，其包括至少一个具有低折射率或显示具有一些低折射率类光学性质的层。为了本专利技术的目的，低折射率为1.3或更低的折射率。这种回射制品或构造的一些实施例包括一种或多种低折射率层或材料。在一些实施例中，低折射率层或材料具有低光学雾度或漫反射率。一些实施例包括有效折射率小于约1. 3的低折射率层或材料。包括低折射率层或材料的回射制品和构造和/或光学层或膜可有效支持或保持全内反射。此外，本专利技术的低折射率层或材料有效支持或保持全内反射。本专利技术的回射制品或构造的一些实施例包括一个或多个光学膜或低折射率层，所述一个或多个光学膜或低折射率层具有高光学雾度或漫反射率而同时显示一些低折射率类光学性质，例如，支持全内反射或增强内反射的能力。包括漫射光学膜的回射制品或构造可具有白色外观(一种潜在理想的属性，尤其是在日间观察中)而同时高效地回射入射光。本专利技术的回射制品或构造的一些实施例包括一个或多个光学膜或低折射率层，所述一个或多个光学膜或低折射率层通过包括多个空隙而支持全内反射(TIR)或增强的内反射(EIR)。当在光学透明的非多孔介质中行进的光在具有高孔隙率的层上入射时，倾斜角度的入射光的反射率比垂直入射的入射光的反射率高得多。在无雾度或低雾度的空隙膜的情况中，在大于临界角度的倾斜角度下的反射率接近约100%。在这种实施例中，入射光发生TIR。在高雾度的空隙膜的情况中，即使光可能不发生TIR，在入射角度的类似范围内的倾斜角度反射率可接近100%。高雾度膜的这种增强的反射率类似于TIR，并指定为EIR。 本文所用的多孔或有空隙的光学膜或低折射率层MR是指对于在膜或膜层合物或层的空隙层和非空隙层的边界处的反射率来说，具有空隙的比无空隙的大。本专利技术的回射制品或构造的一些实施例包括一个或多个光学膜或低折射率层，所述一个或多个光学膜或低折射率层包括分散于粘合剂中的多个空隙。空隙具有折射率1^ 和介电常数εν，其中ην2= ε v，且粘合剂具有折射率nb和介电常数￡)3，其中％2= ε b。通常，光学膜或低折射率层与光(如在光学膜或低折射率层上入射或在光学膜或低折射率层内传播的光)的相互作用取决于多个膜或层特性，例如，膜或层厚度、粘合剂折射率、空隙或孔穴折射率、孔穴形状和尺寸、孔穴的空间分布、和光的波长。在一些实施例中，在光学膜或低折射率层上入射或在光学膜或低折射率层内传播的光“看见”或“经历”有效介电常数 ε eff和有效折射率nrff，其中Iirff可以以空隙折射率nv、粘合剂折射率nb、和空隙孔隙率或体积分数“f”表示。在这种实施例中，光学膜或低折射率层足够厚且空隙足够小，使得光不能分辨单个或分开的空隙的形状和特征。在这种实施例中，至少大部分空隙(如至少60%或 70%或80%或90%的空隙)的尺寸不大于约λ/5，或不大于约λ/6，或不大于约λ/8，或不大于约λ/10，或不大于约λ/20，其中λ为光的波长。在一些实施例中，一些空隙可为足够小，使得它们的主要光学作用为降低有效折射率，而其他一些空隙可降低有效折射率和散射光，而其他另一些空隙可为足够大，使得它们的主要光学作用为散射光。在一些实施例中，在光学膜或低折射率层上入射的光为可见光，意味着光的波长在电磁光谱的可见范围内。在这种实施例中，可见光具有在约380nm至约750nm、或约400nm 至约700nm、或约420nm至约680nm范围内的波长。在这种实施例中，光学膜或低折射率层具有有效折射率，并包括多个空隙，如果至少大多数空隙(如至少60%或70%或80%或90% 的空隙)的尺寸不大于约70nm，或不大于约60nm，或不大于约50nm，或不大于约40nm，或不大于约30nm，或不大于约20nm，或不大于约10nm。在一些实施例中，光学膜或低折射率层足够厚，使得光学膜或低折射率层具有有效折射率，所述有效折射率可以以空隙和粘合剂的折射率和空隙或孔穴体积分数或孔隙率表示。在这种实施例中，光学膜或低折射率层的厚度不小于约lOOnm，或不小于约200nm，或不小于约500nm，或不小于约700nm，或不小于约1，OOOnm0当在所公开的光学膜或低折射率层中的空隙足够小且光学膜或低折射率层足够厚时，光学膜或低折射率层具有可如下表示的有效介电常数ε eff eeff =本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.04.15 US 61/169,532;2009.04.15 US 61/169,549;1.一种回射制品，其包括回射层，所述回射层包括结构化的第一主表面和与所述第一主表面相对的第二主表面；以及与所述结构化的第一主表面的至少一部分相邻的低折射率材料，所述低折射率材料具有小于约1. 3的有效折射率。2.根据权利要求1所述的回射制品，其中所述结构化的第一主表面包括多个光学元件，每个所述光学元件具有光学元件顶端，并且所述低折射率材料与至少一些所述光学元件顶端相邻。3.根据权利要求1所述的回射制品，其中所述低折射率材料包括多个空隙。4.根据权利要求3所述的回射制品，其中所述低折射率层还包括粘合剂和多个粒子。5.根据权利要求4所述的回射制品，其中所述粒子为金属氧化物粒子并且所述粘合剂与所述金属氧化物粒子的比率小于1 1。6.根据权利要求5所述的回射制品，其中所述粘合剂与所述金属氧化物粒子的比率介于约1 2和约1 8之间。7.根据权利要求4所述的回射制品，其中所述粒子与所述粘合剂的比率大于1 1。8.根据权利要求1所述的回射制品，其中所述低折射率材料贴合所述结构化的第一主表面的至少一部分。9.根据权利要求1所述的回射制品，其中所述低折射率材料将所述结构化的第一主表面平面化。10.根据权利要求1所述的回射制品，其中所述低折射率材料与所述结构化的第一主表面相邻以形成图案。11.根据权利要求1所述的回射制品，其中对于入射角为-4度的入射可见光，所述回射的结构化的第一主表面显示具有不小于约5%的全光返回。12.根据权利要求1所述的回射制品，其中对于0.2度的观察角和-4度的入射角，所述回射的结构化的第一主表面显示具有不小于约40cd/(lux· m2)的回射系数IV13.根据权利要求1所述的回射制品，其中所述低折射率材料包括气相二氧化硅。14.根据权利要求1所述的回射制品，其中所述低折射率材料具有介于约40%和约 80%之间的BET孔隙率。15.根据权利要求1所述的回射制品，所述回射制品进一步包括与所述回...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏曼·K·帕特尔，威廉·D·科焦，米哈伊尔·L·佩库洛夫斯基，肯尼思·L·史密斯，迈克尔·本顿·弗里，威廉·布雷克·科尔布，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：