[发明专利]逆向反射元件的制备方法

说明书

发明的领域

本发明涉及逆向反射元件的制备方法，所述逆向反射元件能够放置在路面标志中，用于引导道路上行驶的车辆驾驶员们并为他们指向。

发明的背景

众所周知，人们使用路面标志(如涂料、粘合带和单独安装的制品)来引导沿道路驾驶的车辆驾驶员并为他们指向。在白天，路面标志在环境光线下足以看得见，能够有效地向汽车驾驶员显示信号为他们导向。但是在晚上，尤其当主要的照明源是车辆的前灯时，由于前灯所射出的光以非常小的入射角照射到路面和标志上且反射光大多偏离驾驶员，因此这样的路面标志一般不足以充分地对驾驶员起引导作用。出于这个原因，具有逆向反射性的改进的路面标志投入了应用。

逆向反射描述了这样一种机理：入射到表面上的光线被反射时，多数入射光束朝着入射光源直接反射回去。最普通的逆向反射路面标志(如道路上的车道线)是通过将透明的玻璃或陶瓷光学元件放在新漆的车道线上，使光学元件部分嵌入其中而制得的。每个透明的光学元件都起球形透镜的作用，因此入射光穿过光学元件射到嵌有颜料颗粒的路面油漆或片材上。颜料颗粒就散射光线，结果一部分光再重新射回光学元件中，使得一部分光继而向着光源射回去。

路面标志除了要提供所需的光学效果以外，还必须承受道路交通的负载状况和天候老化、不利的气候条件、以及成本上的限制。

与水平表面相比，多少垂直或向上放置的表面能够为逆向反射提供更好的方向性；因此人们采取了许多方法将垂直表面引入路面标志，通常是在标志表面上形成凸出物。另外，垂直表面可以防止下雨天气水层在逆向反射表面上的聚积，要不然它会妨碍逆向反射的机理。

形成垂直表面的一种方法是沿着路面标志线每隔一定间隔放置凸起的路面标志物体(如美国专利3，292，507；4，875，798)。这些路面标志物体(markers)的尺寸是较大的，通常宽数厘米，高5-20毫米。一般来说，这些标志物体需要由不同的部件组合在一起，其中有些部件要事先单独模制或浇铸成型。因此制造这种标志物体较昂贵。标志物体在尺寸上应能承受来自过往车辆的相当大的冲击力。为此，标志物体必须牢固地固定在路面上，这样又增加了其安装成本以及当它们磨损后的除去成本。而且，因为标志物体是间隔放置的，所以看到的是不连续的明亮光点，而不是所需的明亮的连续线。

形成垂直表面的第二种方法是采用压花的路面标志粘合带(如美国专利4，388，359、4，069，281和5，417，515)。它是有选择地将透明的光学元件放置在压花凸出的垂直面上，得到高度有效的标志材料。然而，这些粘合带比常规的涂漆标志要贵，因此它们的应用通常限于要求高的地区，如无照明的十字路口和道路的交叉路口。并且这些经压花的粘合带是由易于磨损的聚合物材料构成的。

形成用于逆向反射的垂直表面的第三种方法是采用复合的逆向反射元件或附聚物(如美国专利3，254，563、4，983，458)。已知这种逆向反射元件有许多变化方案，但主要都有一个芯子，其表面上嵌入了许多光学元件。一些已知的实施方案还包含光学元件分散在整个芯子中，当磨损时芯子会露在外面。这些芯子可以形状不规则，或者可以是球形、四面体形、圆盘形、正方瓦片形(square tiles)等。这种逆向反射元件是颇具优点的，因为它们能够嵌入便宜的涂漆标志中。

逆向反射元件大多包含聚合物芯子或粘合剂。着色的芯子或粘合剂通常用作漫反射体。这种结构使得球形光学元件可用在水平或垂直的表面上。其它结构具有包含镜面反射体(如金属银)的透明光学元件。金属表面能将光线直射回光源，所以不需着色的芯子。由于几何光学上的原因，经镜面涂覆的光学元件如果嵌入路面标志油漆(水平表面)中则并不是那样有效，但如果嵌入逆向反射元件的垂直表面中则会有效得多。

另一种逆向反射元件结构(美国专利3，252，376)是在球形聚合物芯子的表面上只具有镀银的玻璃片用作镜面反射体，而不使用球形光学元件。

另一已知的结构是这样的逆向反射元件，其中塑料球(透镜)将入射光折射到固定于塑料球底部的一层玻璃光学元件上。然后玻璃光学元件将光线聚焦到位于光学元件之下的镜面涂层或膜上，从那里光线沿着原来路径向着光源反射回去(如美国专利4，072，403；4，652，172；5，268，789)。

美国专利3，418，896中揭示了具有着色芯子和嵌入其垂直表面内玻璃光学元件的有一定形状的聚合物逆向反射元件。这些逆向反射元件的制法是先将着色的聚合物挤出成具有不同截面形状的棒，然后将玻璃光学元件趁聚合物硬化之前嵌入其表面，最后将棒切割形成所需元件。