[发明专利]多层微棱镜回射板及其制造方法

说明书

一种多层微棱镜回射膜及其制造方法。在一个实施方案中,该膜包括:(1)含丙烯酸类聚合物材料且含有微棱镜的棱镜层,(2)含与丙烯酸类聚合物材料不同的聚合物材料的增强层,和(3)位于棱镜层的微棱镜和增强层之间的含丙烯酸类聚合物材料的缓冲部分。

相关申请的交叉参考

本申请要求Lu等人于2013年3月12日提交的标题为“Multi-LayerMicroprismatic Retroreflective Sheeting的”美国临时申请序列号No.61/777,608,于2014年3月7日提交的标题为“Multi-Layer Microprismatic Retroreflective Sheetingand Method of Manufacturing the Same”的美国专利申请No.14/200,373的权益,这两篇共同受让给本申请且在本文中通过参考全文引入。

技术领域

本发明的公开内容涉及回射(retroreflective)膜和制造这种膜的方法。

背景技术

正如本领域已知的,微棱镜回射膜(也称为回射板或反射膜)通常由含许多显微角棱镜回射元件(也称为或者微棱镜回射元件或者微棱镜)的塑料膜组成。这些回射元件具有在单一点或顶点相交的三个互相基本上垂直的侧面。操作这些立方角落回射元件,使碰撞的光朝其源头返回。光进入每一立方角落回射元件内,然后从三个侧面每一个中反射,朝其源头返回。这种微棱镜通常被成型为例如四面体,但还以截头变体形式存在,在本领域中被称为全立方体微棱镜。

来自三个侧面的反射或者通过镜面反射或者全内反射而发生。关于镜面反射,立方角落回射元件用反射材料,例如或者铝或者银涂布,这与金属化的微棱镜回射膜情况一样。关于全内反射,立方角落回射元件没有用反射材料涂布,相反受到Snell法则支配,其中在侧面之一上碰撞的任何光穿过该面,除非它以小于其临界角的角度撞击该面,在此情况下,光被反射。包封的微棱镜反射膜是一种这样的回射膜结构,其中微棱镜通过全内反射原理操作。与微棱镜通过全内反射还是镜面反射发挥作用无关,必须紧紧地控制在微棱镜上的公差,以确保侧面彼此基本上垂直。侧面之间的二面角离90°的甚至微小偏差可引起回射性能的显著变化。包封的微棱镜反射膜和金属化的微棱镜反射膜二者共同地供应有粘合剂衬背,以允许在标记面或其他基底上施加。

在图1中示出了熟知的微棱镜回射膜的截面图解。微棱镜回射膜10由光透射聚合物材料制造且由光滑的外表面11和微棱镜回射立方角落元件12组成。在外表面11上碰撞的光穿过被微棱镜12的侧面13反射的膜并朝光源返回,如箭头14所示。

尽管图1作为单层聚合物材料描绘了回射膜,但在实践中,当今在市场上可获得的大多数微棱镜反射板材料由两层或更多层聚合物材料组成。例如,图2示出了具有两层不同聚合物层的微棱镜回射膜20的截面。第一聚合物层被称为棱镜层25,它是含有微棱镜12的光透射聚合物层。第二聚合物层是主体层28。在这一实例中,外表面21是主体层28的一部分,和主体层28还充当回射膜结构的外表面层。尽管棱镜层25由单层聚合物材料制造,但它可进一步分类成两个不同的部分。在微棱镜的底座以上的部分棱镜层25(如虚线29所示)可定义为棱镜层25的陆地部分(land section)26。由微棱镜12组成的部分棱镜层25可定义为棱镜层25的棱镜部分27。正因为如此,微棱镜12的高度等于棱镜部分27的厚度。

在某些回射膜结构中多层的理由是每一层发挥不同的功能,以平衡最终的用途性能和应用性能与制造考虑因素和原材料成本。例如,可期望主体层提供紫外(UV)-光屏蔽功能,以提高微棱镜板的总的耐久性和耐候性。这种UV-光屏蔽层可保护底下的聚合物层,任何颜料或着色剂或可能在下部层上印刷的任何印刷的图形或其他印刷的图像。例如,Pavelka等人的美国专利No.5,387,458概述了使用防护性UV-光屏蔽层,以保护在下面的层内的荧光着色剂。作为另一实例,为了生成挠性的微棱镜回射结构,常常使用两层结构,其中主体层由挠性的聚合物材料制造,和棱镜层由硬质聚合物材料制造。Smith等人在美国专利No.5,450,235中讨论了这种微棱镜结构。