具有干和湿逆向反射性的制品制造技术

提供一种在干燥和潮湿条件下呈现逆向反射性的露出透镜逆向反射制品（１０）。本发明专利技术制品包括第一组光学元件（１２），在其嵌入部分它带有第一反射层（１４）。该第一组光学元件主要用于干逆向反射。该制品还带有第二组光学元件（２２），在间隔层（２６）后面它带有第二反射层（２４）。第二组光学元件主要用于湿逆向反射。在一个实例中，第一和第二组光学元件具有基本相同的平均直径、折射率和密度。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在干燥和潮湿条件下呈现逆向反射光亮的逆向反射制品。具体地说，本专利技术涉及组合使用光学元件的路面标记，第一组光学元件主要提供干燥时的逆向反射性，第二组光学元件主要提供潮湿时的逆向反射性。专利技术的背景逆向反射制品能将大量的入射光朝光源方向回射(否则这些光线将会反射至其它方向)。这种性能使逆向反射制品广泛用于与交通和人生安全有关的各种用途。例如，在交通安全领域，已经使用逆向反射制品(如路面标记)帮助引导驾驶员。许多平面路面标记常依赖于露出透镜的逆向反射光学体系，它包括部分嵌入粘合剂层的透光微球，所述粘合剂层含有反光颜料颗粒(如二氧化钛TiO2或铬酸铅PbCrO4)。未嵌入粘合剂的部分微球通常暴露在空气中。使用时机动车前灯发出的光线进入微球，朝反射颜料折射，部分被颜料反射的光线大致沿光线的入射方向回射。本领域已知当微球潮湿时露出透镜平的路面标记的逆向反射性能下降。由于当光学元件潮湿或被水(如雨水)覆盖时，元件露出透镜表面的折射率之比发生变化，从而影响元件采集入射光的能力，因此造成逆向反射性能的下降。于是，本领域的普通技术人员采用了不同方法使制品在干燥和潮湿条件下呈现逆向反射性能。一种方法如Hedblom的美国专利4,988,555所述使用带图案的路面标记。在另一种方法中，Hedblom的美国专利5,777,791描述通过组合使用具有不同折射率的微球使带图案的露出透镜路面标记在干燥和潮湿条件下呈现逆向反射性。第一种微球的折射率约1.9-2.0，用于在干燥条件下提供逆向反射性(称为干逆向反射性)，第二种微球的折射率约2.2-2.3，用于在潮湿条件下提供逆向反射性(称为湿逆向反射性)。本领域的其它普通技术人员也通过组合使用不同折射率的微球以获得湿和干逆向反射性。参见美国专利3,043,196(Palmquist)、5,207,852(Lightle等)、5,316,838(Crandall等)和5,417,515(Hachey等)。受让人1998年10月20日提交的未审定的美国专利申请09/175,523公开了一种在潮湿条件下具有增强的逆向反射性的路面标记制品。所述路面标记具有带一个嵌入表面的单层露出透镜光学元件、具有两个主表面的间隔层，其第一主表面与光学元件的嵌入表面相接触、以及在间隔层第二主表面上的的一个反射层。其相关的申请是1998年10月20日提交的美国专利申请09/175,857,它公开了一种制造逆向反射元件的方法。Heltzer等的美国专利2,354,018公开了一种用于制造交通信号或标记的露出透镜光反射片。在一个实例中，该反射片包括部分嵌入带颜料的微球粘结涂层中的透明玻璃球以及带颜料的上胶膜，该上胶膜位于玻璃球大部分嵌入部分的旁边并与微球粘结剂相接触。在另一个实例中，所述反射片包括部分嵌入微球粘结剂涂层中的玻璃球、位于玻璃球大部分嵌入部分旁并与微球粘结剂相接触的透明间隔层以及位于间隔层旁反射(带颜料或铝箔)上胶涂层。如图3所示，所述间隔层基本是一层平坦的层。当来自汽车前灯的入射光以与该反射片表面基本垂直的方向入射时该制品是非常有用的。但是，当入射光以大入射角进入该制品时该制品不能发挥作用，因为间隔层未围绕玻璃球的嵌入部分。Billingsley等的美国专利5,812,317公开了一种呈现改进的洗涤耐久性的露出透镜逆向反射制品，在一种用途中它作为反射织物用于衣物。该制品依次包括一层微球、一层透光聚合物中间层、一层金属反射层和一层聚合物粘结剂层。在微球和反射层之间放置一层中间层获得了增强的洗涤耐久性，根据ASTM E 810-93b的测定，在干燥条件下对逆向反射制品的光学性能未产生明显不利的影响(参见第3栏第11-16行和第8栏第18-19行)。所述中间层最好是连续的，但是可以在一些很小的区域(尤其在微球的大部分嵌入部分)中间层可以是不连续的，即其厚度为0或接近于0(参见第4栏第64行)。尽管现有技术在应用方面非常适用，但是仍需要一种呈现干燥和潮湿逆向反射性的逆向反射制品，尤其是露出透镜的路面标记。专利技术的概述本专利技术提供一种新的和改进的逆向反射制品，适合在干燥和潮湿条件下进行逆向反射。与已知的逆向反射制品不同，本专利技术提供一种组合的露出透镜光学元件，其反射层的位置使得该制品呈现干和湿逆向反射性。概括地说，所述逆向反射制品(例如路面标记)包括或主要由下列组件组成(a)一层光学元件，它包括(i)第一组具有嵌入部分的露出透镜光学元件，和位于所述嵌入部分上的第一反射层；(ii)第二组具有嵌入部分的露出透镜光学元件；(b)具有第一和第二表面的透光间隔层，所述第一表面与所述第一和第二组光学元件的嵌入部分相邻；和(c)位于所述间隔层第二表面上的第二反射层。本专利技术的一个优点在于本专利技术制品能够在潮湿条件(例如雨天)和干燥条件下逆向反射入射的光线。选择第一组光学元件的折射率，从而当第一反射层几乎紧贴光学元件的嵌入部分(通常称为“背面”)时，该第一组光学元件主要提供干逆向反射性和少量的湿逆向反射性。第二组光学元件(其反射层位于间隔层背面)主要提供湿逆向反射性和少量干逆向反射性。本专利技术的另一个优点是光学元件容易处置。在本专利技术的一个实例中，光学元件具有相似的平均直径和比重，从而在加工过程中减少分门别类制造第一和第二组光学元件的要求，并在储存过程中减少光学元件的积压。术语“相似”并不意味着第一和第二组光学元件的平均直径和比重必须是相同的。这样，两种类型的光学元件可以均匀地分布在整个逆向反射制品中，从而减少一种光学元件局部占优的情形。要求不同的光学元件均匀分布，因为要求整个制品而非仅仅局部区域能在干或湿条件下逆向反射光线。本专利技术的另一方面要求具有一种光学元件占优的区域。例如，需要选择性地施加第一和/或第二组光学元件以便形成图案或字符。在潮湿条件下，图案或字符向驾驶员提供信息。如果间隔层是彩色的(例如着红色)，所述图案或字符将带色以警示驾驶员。本专利技术逆向反射制品具有许多有用的用途。例如，在路面标记用途中，可将制品附着在带图案的基片上。在另一个实例中，可将制品附着在芯材上形成逆向反射元件。附图简述下面参照附图进一步说明本专利技术，附图中附图说明图1是本专利技术逆向反射制品10的剖面图2是本专利技术路面标记40的顶视图；图3是沿图2路面标记的3-3线的剖面图；图4a-4c是本专利技术逆向反射制品制造方法各步骤的示意图；图5是本专利技术逆向反射元件60的剖面图。这些附图是示意性的，不是按比例绘制的，仅用于说明而非限定。定义在本专利技术的申请文本中，术语“主要提供干逆向反射性”是指光学元件较好至少提供50％，更好至少75％，最好至少90％的制品干逆向反射性。同样，“主要提供湿逆向反射性”是指光学元件较好至少提供50％，更好至少75％，最好至少90％的制品湿逆向反射性。“露出透镜光学元件”是指一种微球(如玻璃球或陶瓷球)，其总表面积的一部分暴露在环境条件(例如大气)中。所述露出部分采集入射光线。该光学元件总表面积中有一部分与一种材料(例如间隔层或反射层)接触，该部分称为嵌入部分。“逆向反射元件”是含芯层的元件，它将在下面详细描述。应区别与“光学元件”的差异，光学元件是作为透镜采集入射光的微球。逆向反射元件采用许多光学元件。当一种材料对所需波长的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种逆向反射制品（１０），它包括： （ａ）一层光学元件，它包括： （ｉ）第一组露出透镜光学元件（１２），它具有嵌入部分和位于所述嵌入部分上的第一反射层（１４）； （ｉｉ）第二组露出透镜光学元件（２２），它具有嵌入部分（２２ｂ）； （ｂ）具有第一和第二表面的透光间隔层（２６），所述第一表面（２６ａ）与所述第一和第二组光学元件的嵌入部分相邻；和 （ｃ）位于所述间隔层第二表面上的第二反射层（２４）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：GM布塞拉托，TP赫德布洛姆，JL范登堡，
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]