[发明专利]生产无缝的逆反应薄膜的设备和方法

说明书

本发明的技术背景

存在对于逆反射材料的需求，该材料能够将入射光线的主要部分以基本平行的路径朝光源方向反射。逆反射单元特别有效的类型是使用模塑的立方体角元件形成逆反射结构。

用玻璃模塑的立方体角反射器和最近用丙烯酸树脂模塑的立方体角反射器都已经被广泛地用作自行车、汽车和其它交通工具上的安全设备。

Rowland在美国专利第3,689,346号中介绍了一种在连续基膜上生产逆反射薄膜的工艺，该工艺将透明的薄膜加到事先沉积在运动着的模具表面上的能硬化的模塑物料上，然后，模塑物料固化并粘接到薄膜上，形成复合结构。在模具表面上有邻接的微小立方体角槽的阵列，以致薄膜上相应地有大量的紧密排列的立方体角形成且从作为逆反射薄膜本体部分的薄膜的光滑表面上凸起。

当前，母模是利用机械快速切削成形的，母模的的全部尺寸必须精确到百万分之一英寸。这种类型的机器能够用于加工12英寸×12英寸那样大的母模，但是不能加工再大的母模。机器的尺寸越大，价格就越高。能够快速切削12英寸×12英寸母模的机器，价格大约是500,000美元，而快速切削18英寸×18英寸的母模的机器，价格大约是1,000,000美元。由于精度要求高，价格随机器尺寸呈指数增长。通常，制作母模的电成形复制品，然后采用两个步骤将这些复制品组装成较大的模具。

第一步是利用非常精密的边缘精加工工艺(如研磨和抛光或快速切削)完成模片(12英寸×12英寸)的精加工。然后，将三块12英寸×12英寸的模片拼装成12英寸×36英寸的模具。制成的模具有12英寸长的缝，其宽度低于0.001英寸，这对于大多数应用而言是能够接受的，组合件的复制品也是一个连续的电成形复制品。因为各个组合件都是连续的金属性电成形复制品，所以，接缝处的强度不是问题。下一个步骤是将12英寸×36英寸的模具与另一个这样的模具组装起来，形成一条模具带。这个步骤需要边缘精加工设备，该设备必须能够在模具完整的36英寸的宽度上完成极精密的加工。就这点上看，有可能组装更大的模具，例如24英寸×36英寸的模具或36英寸×36英寸的模具，但是，边缘精加工需要的设备以及电成形更大的零件需要的设备将变得更复杂并且要昂贵得多。

所以，通常优选将12英寸×36英寸的模具焊接到一起，并且为了达到精加工的模具带需要的强度，组合件从缝的正面和背面进行两面焊接。在缝的正面出现的轻焊缝大约是0.015英寸至0.25英寸宽，它不逆反射，并且在日光和逆反射光中比期望的焊缝更容易看见。缝的变形表面引起反射光线的散射，并且使缝非常容易看见，如果用这样的模具制作(逆反射)材料并进行金属化处理，那么特别容易看见缝。

本发明概述

依据本发明制作了无缝的逆反射薄膜。“无缝”的意思是在基本连续的长达数千英尺的薄膜材料上的逆反射薄膜没有大于0.010英寸宽的缝，所以，如果人的肉眼在大约10英尺的距离上，“缝”基本上是不可见的。

借助提供至少两个模具表面完成了上述要求。最好让模具表面安装在转鼓上。每段模具表面包含交替的棱镜凹槽区和空白间隔区。最好各区面积彼此相等或者棱镜凹槽区略大于间隔区。将能够硬化的形成棱镜的液体物料涂到第一模具表面上，填充棱镜凹槽区，然后将基膜加到填充了所述液体物料的凹槽区上。给该液体物料加热，或者用其它办法处理，使该物料固化，借此形成交替排列的棱镜阵列区和空白间隔区，其中棱镜粘接在膜上。

这样形成的膜被输送到第二模具表面，在那里用能够硬化的形成棱镜的液体物料填充第二模具表面上的棱镜凹槽阵列区，然后再将它加到膜上保留的空白区上。然后，该物料固化，形成连续的“无缝”逆反射片和逆反射薄膜。

附图简要说明

图1是实施本发明的设备的示意图。

图2是在给定的瞬间图1中A站鼓10的示意平面图。

图3是在较后的瞬间图1中B站鼓10’的示意平面图。

图4是图1中的模板16部分的放大平面图。

图5是图1所示装置的局部放大示意图。

图6是按照本方法的替代实施方案生产的反射薄膜的局部侧视图。

图7A-C是依据本发明制作逆反射薄膜的方法中各阶段一系列的局部侧视图。

图8A-C是依据本发明制作逆反射薄膜的替代方法中各阶段一系列的局部侧视图。

图9是控制系统的方框图，该系统控制两组独立形成的又彼此相关的棱镜阵列的对位。

本发明的详细叙述

现在将轮流参照图1至图3详细介绍一种在连续基材上生产无缝逆反射薄膜的设备。