專利名稱：帶背襯膜的反光片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及反光片，具體地說涉及帶有一層背襯膜的反光片。這層背襯膜能夠增強(qiáng)，或者換句話說能夠改善反光片的物理性能。
利用微透鏡的反光片技術(shù)為現(xiàn)有技術(shù)。這種反光片的形式之一是嵌有透鏡的反光片，其中有一層基本為單層排列的透明小球，小球的球體至少有一部分嵌在透明粘合層或間隔層中，而在嵌入到間隔層下的球體后面則有一層鏡面反射層。美國專利№.2，407，680(Palmquist等)與№.4，511，210(Tung等)中介紹了嵌入透鏡型反光片的一些實(shí)例。在小球的上部通常還要形成一層或多層透明覆蓋層。如果小球球體只是部分地嵌在粘合層中，則球體的上部就將嵌在覆蓋層中。這些覆蓋層既能完成反光所需的光學(xué)作用，又能進(jìn)而給反光片的正面提供保護(hù)，如象堅(jiān)韌的，能經(jīng)受各種氣候條件的，不怕刻劃的聚合物覆蓋膜所提供的保護(hù)作用那樣。另有一種不用覆蓋膜的方法，這就是在小球的上部加一層充分透明的粘性層，其作用之一是確保反光片能粘在汽車窗的里面，使得在汽車外面能看到反光片。
由于嵌有透鏡的反光片的小球嵌在反光片里面，所以它的優(yōu)點(diǎn)是不管反光片的前面是潮濕的還是干燥的，都能將入射光聚焦到鏡面反射層上。這樣，這種反光片就可用在許多方面，比如提高交通信號(hào)的可見度，用作汽車牌照等。出售的這種反光片通常帶有一層粘性層，附在鏡面反射層的后面，粘性層外蓋有一層可除掉的防粘條。使用時(shí)，去掉防粘條，反光片就可粘在所需的襯體上。
為達(dá)到很高的亮度或獲得有效的反射，有時(shí)需使反光片中嵌入有很高密度的小球。往往還需在間隔層中采用形狀穩(wěn)定、并且通常是很脆很硬的材料，以便在制作某一帶有反光片的成品(比如制作汽車牌照)，以及使之長(zhǎng)期暴露在戶外的情況下，小球，間隔層與鏡面反射層之間的尺寸關(guān)系也能保持不變。此外，這類反光片可能很薄，因而易碎。由于這些原因，使用這種反光片時(shí)必須格外小心，不能很好地進(jìn)行模壓加工，因?yàn)槟杭?如字母符號(hào)或其它標(biāo)記)的邊緣會(huì)出現(xiàn)裂紋。這類裂紋既不美觀，又削弱了反光片的強(qiáng)度，使反光片更容易受環(huán)境的影響而損壞。
美國專利№.3，176，584(Devries等)介紹，可附加一增強(qiáng)層到反光片中去。增強(qiáng)層在成分上可與嵌入小球的粘合材料或間隔層涂敷材料相似，并可通過噴涂工藝，即溶劑涂敷技術(shù)涂到鏡面反射層的背面。該專利中披露的這種材料的例子有異丁烯酸甲酯、軟環(huán)氧樹脂、氯磺化聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、乙基纖維素與乙酸丁酸纖維素。該專利沒有討論這一層材料的優(yōu)點(diǎn)與功效，只是指出在成形的反射層上形成增強(qiáng)層時(shí)，它能提供一個(gè)平整的表面。反光片的鏡面反射層通常很薄，即為0.06微米的數(shù)量級(jí)，它必須依照與小球的特定關(guān)系來形成，以便給反光片提供有效的反射。由于鏡面反射層一般非常薄，以致它們自身很易碎而不能給間隔層以足夠的保護(hù)。這樣，反光片的性能就容易受到反射能力惡化的影響，這種惡化是制作增強(qiáng)層時(shí)使鏡面反射層與間隔層受到破壞引起的，這種破壞作用在用高濃度溶劑或在高溫下制作增強(qiáng)層時(shí)可能特別嚴(yán)重，因?yàn)檫@時(shí)可能使得間隔層變形。
美國專利№.3，936，567(Vesley)介紹了一種嵌透鏡的反光片，片中有一稱作內(nèi)支撐層的部分，它由一個(gè)中間粘性層粘在鏡面反射層的背面上。該專利介紹這種內(nèi)支撐層由一層塑料膜組成，如聚氯乙烯膜，聚對(duì)苯二甲酸乙酯(Poly-ethylene，terephthalate)膜，聚乙烯膜，尼龍膜，聚丙烯膜與諸如此類材料的膜等，該層的厚度一般為5-15密耳的數(shù)量級(jí)。象該專利中介紹的那樣用一個(gè)中間粘性層將支撐層粘到鏡面反射層上去時(shí)，會(huì)產(chǎn)生因采用粘性層而使成本增加的缺點(diǎn)。同時(shí)也增加了反光片的體積，使反光片變厚，從而使它更難輾平。
美國專利№.3，877，786(Booras等)介紹了一種反光片，它帶有一個(gè)旨在支撐與硬化整個(gè)反光片的背襯部分或增強(qiáng)部分。所披露的背襯材料的例子包括皺紋紙板，用玻璃纖維強(qiáng)化的塑料多層板以及金屬板。增加反射膜硬度可使在它的反射表面上加一層或多層彩色涂層時(shí)容易套準(zhǔn)，這顯然是所希望的。但是硬度增加后，對(duì)于許多應(yīng)用場(chǎng)合來說，也可能是不希望的，比如需將反光片模壓或粘貼到象交通信號(hào)聚光錐那樣的表面不平直的襯咨鮮?。此外，尽管该专利没直解櫟闽崿这种澡幙部分想必荫g媒柚承災(zāi)屑洳閼辰擁驕得娣瓷洳閔先ァ 本發(fā)明提供的反光片，可具有很高的柔軟性、改進(jìn)的模壓能力、很高的抗碰撞能力、耐磨能力與增強(qiáng)了的抗拉強(qiáng)度。本發(fā)明的反光片可有很強(qiáng)的粘接適應(yīng)能力，能廣泛用于各種特殊目的的使用場(chǎng)合，比如制作可揭除反光片的實(shí)施例;而在某些實(shí)施例中，還可用加熱的辦法使反光片自粘接到金屬之類的襯底上，而勿需利用附加的對(duì)壓力敏感的粘接劑，這就可省去防粘襯條所需的成本費(fèi)。此外，這種反光片具有足夠的硬度與穩(wěn)定性，這樣，使用就不必格外小心，而且它通常還可被施行濃筒式或壓板式印刷，比如苯胺印刷法、透印或絲網(wǎng)印刷法;它還可被精確地、界線整齊地切割成所希望的圖形，比如用沖切的辦法。
簡(jiǎn)而言之，本發(fā)明的這種新穎的反光片，是一種以小球?yàn)榛A(chǔ)的反光片，其組成為1)透明小球，它們基本上排列成一單層;2)透明粘合劑或間隔層，它用來支撐小球，而且小球的球體至少有一部分嵌入它的里面;3)鏡面反射層，它位于小球后面的間隔層之下;4)背襯膜。透明小球通常是玻璃物質(zhì)。間隔層可為基本熱固性的材料，以使它的外形輪廓保持不變，這就可使鏡面反射層與小球保持反光要求所需的位置關(guān)系。典型的反光片還包括一層或多層位于小球上部的覆蓋層，小球的部分球體可嵌在該覆蓋層里面。這種覆蓋層能起到反光所需的光學(xué)作用，還可進(jìn)一步作為保護(hù)層保護(hù)反光片。適合的覆蓋層的例子包括能承受各種氣候條件和(或)能經(jīng)受刻劃的聚合物覆蓋膜，或者是一層充分透明的粘性層，用它來把反光片粘到所需地方，比如作為張貼物粘到窗上，這種張貼物可從窗的另一邊清楚看到。按本發(fā)明，這種背襯膜能自身直接粘到鏡面反射層后面。因此，本發(fā)明具有這樣的優(yōu)點(diǎn)，而不存在與反光片的光學(xué)性質(zhì)或光學(xué)關(guān)系發(fā)生沖突的問題，也就是說，背襯膜是不起光學(xué)作用的。背襯膜可以預(yù)制，即它可在粘到鏡面反射層之前就預(yù)先制好，也可直接擠壓到鏡面反射層上。
背襯膜至少包括一層這里提到的那種物質(zhì)作為自粘接層。這種能直接粘到鏡面反射層上(即不借助附加粘接體)的自粘接層由一種聚合物組成，它應(yīng)是可熱塑的，非彈性的，最好是可熱壓的，其組成為聚乙烯;或者最好是一種或多種由單體物質(zhì)組成的共聚物，按重量比來看，該共聚物組分的主要部分至少應(yīng)有一種是乙烯或丙烯，次要部分至少有一種極性共聚單體;或者是由以下材料組成的混合物;a)一種或多種其它聚合物，b)一種或多種這類共聚物或聚乙烯，或這類共聚物與聚乙烯的復(fù)合物。這種混合物的組成，按重量比，主要部分應(yīng)為乙烯和/或丙烯。由于是“非彈性”的，這意味著自粘接層在室溫下被擴(kuò)張后并且擴(kuò)張力已消除時(shí)，本質(zhì)上不存在恢復(fù)或返回到原來尺寸的傾向。自粘接層的典型熔體指數(shù)(meltindex)小于500，而所用聚合物的熔體指數(shù)典型值最好小于150，小于20則更好。熔體指數(shù)較低的聚合物一般更容易熱壓，溫度升高時(shí)更能防止變軟。
如果需要，背襯膜至少還可再包含一層附加層，比如一個(gè)增強(qiáng)層，使它位于自粘接層的背面，即粘接到鏡面反射層上的那一面的反面。用作增強(qiáng)層的材料的實(shí)例包括尼龍與聚酯，可用它們使反光片具有優(yōu)良的耐磨能力與抗拉強(qiáng)度。
本發(fā)明的反光片通常比那些不附有背襯膜的類似反光片更便于使用。由于本發(fā)明本質(zhì)上可提供更高的抗拉強(qiáng)度與更強(qiáng)的耐磨能力，使得使用這種反光片時(shí)不必格外小心。背襯膜使反光片更堅(jiān)實(shí)，但仍能卷曲，這就同樣給使用這種反光片帶來更多的方便。本發(fā)明的反光片一般具有足夠的堅(jiān)實(shí)性，可在它上面印刷，印刷方式為滾動(dòng)式或壓板式均可，比如可用苯胺印刷法、絲網(wǎng)印刷法、或者透印法。這種反光片還可采用象沖切法那樣的方法，精確地切割成界線齊整的所需形狀，比如切成字母符號(hào)。
使用按本發(fā)明的背襯膜，可增加反光片的抗碰撞能力，特別是增加低溫下的這種能力;并可改善反光片的模壓性能。此外，在本發(fā)明的某些實(shí)施例中，反光片還可直接加熱層壓到象金屬表面那樣的襯底材料上，不必借助其它粘性媒介，即可制成象牌照或交通信號(hào)那樣的成品。在這樣的實(shí)施例中，背襯膜的作用如同粘性媒質(zhì)，使反光片具有自粘接能力，能固定在襯底物上，從而可省去對(duì)粘性層與防粘襯條的需要以及由此引來的成本費(fèi)用。另一方面，背襯膜可提供一個(gè)適于粘接的表面，這樣就能采用那些與鏡面反射層沒有足夠粘接強(qiáng)度的粘性物質(zhì)。
據(jù)此，本發(fā)明的背襯膜不同于現(xiàn)有技術(shù)之處在于，它能有效地自粘接到通常作鏡面反射層用的材料上去。這樣本發(fā)明就可省去中間粘接層和該層所需的以及采用該層而引起的那部分成本費(fèi)，而仍具有所需的物理性能例如抗拉強(qiáng)度、很高的耐磨能力與抗碰撞能力，以及低溫(即，-40℃)下的性能維持能力。
本發(fā)明將通過附圖作進(jìn)一步的解釋。


圖1是本發(fā)明的嵌入透鏡型反光片的部分截面，圖中畫出了直接位于鏡面反射層背面的那一層背襯膜。
圖2是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的截面圖，圖中背襯膜的背面還有一層粘接層和一層可揭掉的防粘襯條。
圖3是本發(fā)明另一實(shí)施例的截面圖，圖中反光片已用背襯膜作為粘接媒介粘接在金屬襯底上。
圖4是本發(fā)明一種實(shí)施例的部分截面圖，圖中反光片被作為可從外面看到的張貼物粘貼在擋風(fēng)板的里邊，該反光片的小球上部有一層透明粘性物質(zhì)。
這些圖不是按比例繪制的，它們只是用來作具體說明，并不對(duì)本發(fā)明有限制作用。
通過將一層背襯膜直接附加在一個(gè)反光片的鏡面反射層的背面而得到了本發(fā)明的有利結(jié)果。該背襯膜至少包含一層自粘接層，在某些實(shí)施例中還包含有一層或多層附加層，比如一層增強(qiáng)層，該增強(qiáng)層位于自粘接層的后面，也就是位于自粘接層與鏡面反射層相接的那一面的反面。
自粘接層由一種聚合物組成，這種聚合物基本上是熱塑型的和非彈性的，最好是可熱壓的;其組成為聚乙烯，或者最好是一種或多種由單體物質(zhì)組成的共聚物;該共聚物的組分，按重量比主要部分應(yīng)至少有一種是乙烯或丙烯，次要部分至少有一種極性共聚單體。該共聚單體最好是自然呈極性的，比如含有一個(gè)O(氧原子)，或一個(gè)N(氮原子)，或它們的復(fù)合物，以便能改善所得共聚物對(duì)鏡面反射層的粘接能力，這種鏡面反射層通常是鋁之類的金屬。極性共聚單體的例子有丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸乙酯、乙烯基乙酸酯(Vinylacetate)。另一方面，自粘接層可由以下成分的混合物組成a)一種或多種其它聚合物，b)一種或多種前述共聚物或聚乙烯，或這類共聚物與聚乙烯的復(fù)合物，這種混合物的主要成分，按重量比，為乙烯和/或丙烯。自粘接層的熔體指數(shù)通常小于500，最好小于150，小于20則更好。熔體指數(shù)較低的聚合物通常更容易熱壓，溫度升高時(shí)更能防止變軟。
一些價(jià)格合理，市場(chǎng)上容易買到的適合的聚合物為生產(chǎn)廠家牌號(hào)共聚單體(重量%)熔體指數(shù)pow化學(xué)公司PRIMACOR3440丙烯酸(9)10E.I.dupont NUCREL035 甲基丙烯酸(20＊) 35ELVAX230乙烯基乙酸酯(28)110SURLYN1706甲基丙烯酸(＊＊)0.7＊全部為共聚單體(據(jù)信也含有少量的乙烯基乙酸酯)＊＊精確成分未查明這些聚合物的每一種，在溫度低至-40℃時(shí)都具有很好的柔軟性，有廣泛的粘接適應(yīng)能力，能自粘接到鏡面反射層上，在這樣低的溫度下也有所需的強(qiáng)度與韌性。所以用這些聚合物制成的背襯膜能夠合并到反光片中去，以供戶外使用，比如作牌照用或作公路標(biāo)志。
自粘接層最好由一種共聚物組成，這種共聚物應(yīng)能用例如鋅、鈉或鉀的陽離子使之交聯(lián)化。這種交聯(lián)化的聚合物有時(shí)在這里也稱作“離子鍵共聚物”(ionomericCopolymer)。這種離子鍵共聚物能提供很好的與金屬(例如鏡面反射層所用金屬)相粘接的性能，而且抗拉強(qiáng)度也確信得到改善。用鋅使之交聯(lián)的離子鍵共聚物是更優(yōu)先采用的，因?yàn)樗鼈儽淮_信有更好的氣候適應(yīng)性與防潮能力，與金屬的粘接能力也比其它類型的離子鍵共聚物好。一種優(yōu)先選用的可從市場(chǎng)上買到的離子鍵聚乙烯共聚物是牌號(hào)為SURLYN的1706樹脂，這種共聚物按重量比的主要成分是乙烯，次要成分是與鋅離子進(jìn)行離子鍵交聯(lián)的甲基丙烯酸。這種聚合物特別優(yōu)先用作可模壓的反光片，因?yàn)樗苁狗垂馄泻芎玫捻g性。
下述組分的混合物可作為低成本的粘接物質(zhì)使用，可提供有不同物理性能的背襯膜，比如更大的抗拉強(qiáng)度或更強(qiáng)的抗碰撞能力。這些組分是a)一種或多種聚合物，b)一種或多種上述共聚物，或聚乙烯，或所說共聚物與聚乙烯的復(fù)合物，混合物中按重量比的主要部分是乙烯和/或丙烯。在混合物含有聚乙烯時(shí)，其它聚合物最好是自然呈極性的，以便改善自粘接到鏡面反射層的能力。
自粘接層還可進(jìn)一步包含這樣一些附加物，比如著色劑(如顏料)、填充劑(如作增強(qiáng)媒質(zhì)用的玻璃纖維)，或者穩(wěn)定劑，只要這些附加物對(duì)用以與鏡面反射層相粘接的自粘接層不產(chǎn)生不希望的光干涉即可。
本發(fā)明(即一種具有所需物理性能的反光片)的效果可通過采用由許多辦法形成的背襯膜來實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的一種背襯膜可以預(yù)制，比如用熱壓法或溶解鑄造法(SolventCasting)，然后再用一定的辦法粘接到鏡面反射層背面，比如用加熱層壓法。背襯膜也可直接形成在鏡面反射層上，這樣就可省去一道中間加工步驟。背襯膜最好預(yù)先制成后再粘到鏡面反射層上，因?yàn)檫@樣做與直接形成在易脆的鏡面反射層相比要省些勁。如果背襯膜同時(shí)包含有自粘接層與增強(qiáng)層，則它通常是預(yù)先制成。然后用加熱層壓的辦法粘到鏡面反射層上的;雖然某些復(fù)合物(如由一層乙烯/丙烯共聚物自粘接層與一層聚丙烯增強(qiáng)層組成的背襯膜)可用復(fù)合擠壓等方法直接制作在鏡面反射層上。
背襯膜最好用熱壓工藝而不用溶液澆鑄法，這樣做可避免溶劑的無益消耗和防止分離溶劑時(shí)可能造成的污染。此外，熱壓通常有更快的生產(chǎn)速度，因?yàn)樗槐叵鬂茶T法那樣花費(fèi)時(shí)間等待溶液澆鑄膜變干。另外，如果背襯膜是直接形成在鏡面反射層上的，它最好用熱壓工藝而不用溶液澆鑄法，以便減少溶劑通過鏡面反射層泄漏出去的危險(xiǎn)，這會(huì)造成間隔層變形，從而破壞所得反光片的反光性能。
在某些例子中，背襯膜對(duì)鏡面反射層的粘接能力可被提高，辦法是采用電暈放電之類的已經(jīng)知道的表面加工處理技術(shù)。聚乙烯背襯膜通常需要進(jìn)行這樣的處理來獲得對(duì)于鏡面反射層的足夠的粘接能力，所以聚乙烯材料與前面提到的乙烯和/或丙烯的共聚物材料相比，較少被優(yōu)先采用，因?yàn)楹竺孢@種材料一般不需要進(jìn)行這樣的表面處理，而且強(qiáng)度更高，韌性更好。
如上所述，背襯膜中除自粘接層外至少還可再包含一層。這一層可為增強(qiáng)層，其組成比如為尼龍，聚丙烯，丙烯腈丁(即丙烯腈/J二烯/苯乙烯)，聚碳酸酯，或填充玻璃的聚合物。如果進(jìn)行某種處理，比如按美國專利№.3，188，266(Charbonneau等)中介紹的方法處理，使得自粘接層與聚酯型增強(qiáng)層之間發(fā)生有效的鍵合的話，也可采用雙軸取向的聚合物。這種背襯膜可用來使反光片具有所希望的性質(zhì)，比如所希望的抗拉強(qiáng)度與耐磨能力，或用以得到基本上不可被延伸的反光片。在某些實(shí)施例中，背襯膜除自粘接層外還可包含兩層。比如這樣一種背襯膜，其組成依次為自粘接層、位于自粘接層背面的尼龍?jiān)鰪?qiáng)層與其性質(zhì)與位于增強(qiáng)層背面的自粘接層一樣的第三層。這種背襯膜既具有尼龍?jiān)鰪?qiáng)層賦予的特殊的強(qiáng)度。又具有第三層賦予的特殊表面特性，比如能自粘接到金屬材料上。
減少背襯膜與整個(gè)反光片的厚度通常是所希望的，因?yàn)檫@能降低成本，反光片體積小了更容易自身卷成卷曲形，還因?yàn)樵诖蠖鄶?shù)使用場(chǎng)合中，反光片越薄就越便于使用。本發(fā)明的背襯膜總厚度最好低于125微米(5密耳)，低于75微米(3密耳)則更好。
背襯膜與最終得到的反光片的最佳耐磨能力和抗拉強(qiáng)度等，將部分地取決于決定采用的最終結(jié)構(gòu)。比如在某些實(shí)施例中，有用的背襯膜應(yīng)能提供所需的延伸率，以保證在將這種復(fù)合反光片用于交通信號(hào)聚光錐或其它不規(guī)則的表面上時(shí)能有足夠的伸展。當(dāng)這種新穎的反光片需要被模壓，比如需要模壓到牌照上時(shí)，也要求它有很好的延伸率。為了允許按標(biāo)準(zhǔn)條件在陰/陽模中模壓至2.5毫米的深度時(shí)，只產(chǎn)生很小的或者最好是不產(chǎn)生裂紋，包括背襯膜部分在內(nèi)的反光片的延伸率應(yīng)至少為15%，更好至少為50%，至少為200%則最好。與這相反，反光片的抗拉強(qiáng)度不應(yīng)太高，以免鼓Ｑ骨耙顏辰擁僥騁晃鍰灞礱嫻姆垂餛懈叢那閬潁幽Ｑ鉤齙姆諾木繁囈 處回縮，也就是出現(xiàn)“帳蓬”化圖案。所以，當(dāng)反光片用標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)壓力敏感的粘接劑粘接到物體表面上時(shí)，反光片就應(yīng)該有足夠低的受拉釋放力，也就是要具有這樣的受拉釋放力在延伸率為50%的情況下，5分鐘后的釋放力小于2300牛頓/每米寬度，小于1000牛牛頓/每米寬度較好，小于700牛頓/每米寬度則更好。這樣，經(jīng)模壓后反光片仍將保持模壓出的圖形尺寸。這樣的反光片在這里就認(rèn)為是非彈性的。本發(fā)明的背襯膜可用到反光片上，以便使反光片能模壓出的深度比沒有用背襯膜的同類反光片深許多。在某些例子中，那些小球密度很高或間隔層很脆弱的反光片以往是不可能模壓后不產(chǎn)生裂紋的，如果按本發(fā)明的辦法將背襯膜用上去，它們就可滿意地模壓了。
如果反光片作為一種可除去的部分來使用，即反光片只是暫時(shí)貼到襯底物上，之后將除去，比如臨時(shí)把它貼到交通工具的邊上，這時(shí)背襯膜應(yīng)提供更高的抗拉強(qiáng)度與耐磨能力，以便能超過反光片與所粘接襯底之間的粘接強(qiáng)度，使得反光片能方便地揭掉，而不被磨損或撕成碎條。然而整個(gè)反光片最好有至少為50%的延伸率，而且保持柔軟，特別是把它用到復(fù)雜的表面上時(shí)，比如貼到由波紋材料和鉚釘作成的拖車(frailer)邊上時(shí)。這種背襯膜提供的優(yōu)良的粘接適應(yīng)性，使得能夠采用多種形式的粘接方式。只要給反光片提供一個(gè)粘接物，反光片將牢固地粘接到接受粘接的表面，用上述多種形式的粘接方法，都可將它可拆除地粘接到金屬材料與某些油漆上，比如粘到交通工具的邊上。
圖1是將背襯膜10直接層壓在這里所說的嵌入透鏡的反光片14的鏡面反射層12上的情況。鏡面反射層12通常為一薄層，是厚約100毫微米的蒸鍍鋁、銀等。背襯膜10的自粘接層16使它直接自粘接到鏡面反射層12上，而不必借助中間粘接煤介，比如對(duì)壓力敏感的粘接劑，進(jìn)行層壓前，可能需要采用電暈處理自粘接層16的上表面或鏡面反射層的下表面，以提高它們之間的粘接強(qiáng)度。該背襯膜10還可再包括一個(gè)增強(qiáng)層18，比如用一層尼龍。圖示的反光片還有一層球體部分地嵌在透明間隔層22中的小球以及由層24與層26組成的雙層覆蓋膜。
這里介紹的背襯膜可典型地用來提供一個(gè)適合于粘接的表面，該表面可用許多種粘接劑中的任意一種來涂覆，比如用熱活化粘接劑、壓力敏感粘接劑、溶劑活化粘接劑等。如果特殊粘接劑屬于不能按要求與鏡面反射層粘接的一種，或者換句話說，屬于與鏡面反射層的粘接特性不匹配的一種的話，這就是一條特殊優(yōu)點(diǎn)。這樣的一種實(shí)施例示于圖2。圖中的反光片30由嵌在透明間隔層32中的單層小球?qū)?0、透明覆蓋膜34與鏡面反射層12組成。層壓到鏡面反射層12背面上的是本發(fā)明的背襯膜，它由自粘接層36組成。一層粘接物38已加到自粘接層36的背面，緊挨著的是一層防粘襯條40。在把粘接物加到背襯膜背面之前，可能需要對(duì)該表面進(jìn)行電暈處理，以提高粘接物38與背襯膜的粘接強(qiáng)度。
本發(fā)明的可除去的反光片的實(shí)施例可以通過在背襯膜的背面涂一層可除去的粘接物來實(shí)現(xiàn)，這種粘接物使反光片既能牢固地粘到襯底物上，又可從襯底物撕掉，要用多長(zhǎng)時(shí)間都行，也就是說具有所需的粘接壽命。本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，可把反光片作得有足夠的耐磨能力與超過它粘接到襯底物上的粘接強(qiáng)度的抗拉強(qiáng)度，這樣反光片就可完整地從襯底物上的粘接強(qiáng)度的抗拉強(qiáng)度，這樣反光片就可完整地從襯底物上除去;同時(shí)還可把反光片作得有足夠的柔軟性和延伸率，使反光片能應(yīng)用于復(fù)雜的表面。此外還發(fā)現(xiàn)，在某些例子中，將反光片粘到鋁，鋼或油漆表面這樣的襯底物上時(shí)，最好將粘接劑粘在背襯膜上，這樣利用剝離力就可使粘接劑隨反光片一起除掉。
本發(fā)明的更進(jìn)一步的意想不到的優(yōu)點(diǎn)是，帶有這里介紹的這種背襯膜的反光片，不借助于附加粘接媒介，即可粘接到許多襯底上。圖3所示的就是這種實(shí)施例。圖中反光片41已直接用背襯膜粘接在金屬襯底42上，組成該背襯膜的是自粘接層36。反光片41可用熱壓的辦法直接壓到襯底物上，比如壓到一個(gè)鋁質(zhì)牌照或標(biāo)志牌半成品(Singblank)上，這就省去了一個(gè)粘接層，也不必貼上/揭下防粘襯條，這種防粘條只用一次就得報(bào)廢。將組成為乙烯/丙烯酸共聚物的背襯膜粘接到鋁表面上時(shí)，剝離強(qiáng)度高達(dá)5000牛頓/米寬，所以如進(jìn)行模壓，這種反光片通常更能防止出現(xiàn)帳蓬狀圖形。
圖4是本發(fā)明的一種實(shí)施例44，用來作為反光式窗戶的粘貼物。窗戶粘貼物44的組成包括嵌在透明間隔層32中的單層小球20、鏡面反射層12、一層充分透明的粘接物質(zhì)48，與背襯膜46。背襯膜又包括一個(gè)自粘接層36和一個(gè)增強(qiáng)層49。一個(gè)圖案符號(hào)50(比如說一個(gè)用苯膜印刷法印上的圖形)在加上粘接層48之前就印到了小球?qū)?0與間隔層32的上表面上。該粘貼物用粘接物質(zhì)48貼到窗戶表面上，比如貼到汽車(圖中未畫出)的擋風(fēng)玻璃里邊，這樣從窗戶的外面就能看到該粘貼物了。在這個(gè)實(shí)施例中，背襯膜46的作用是1)給反光片44提供足夠的抗拉強(qiáng)度、耐磨能力與殼體，使得使用反光片時(shí)不必格外小心，并使反光片有足夠的堅(jiān)實(shí)性以承受對(duì)它進(jìn)行的加工改裝，即能夠在上面印刷圖形，如果采用了防粘襯條的話，能夠粘上和撕下防襯條，并能夠切割成要求的尺寸;2)一旦將粘貼物貼在擋風(fēng)玻璃上之后，背襯膜就可保護(hù)其鏡面反射層12不受粘貼過程與清除擋風(fēng)玻璃所用的清除物的損害。這種構(gòu)造的反光片可粘在透明襯底物上，透明襯底物的例子有玻璃、聚碳酸酯、有機(jī)玻璃與硬式的或增塑過的聚氯乙烯。
現(xiàn)在將用下面的實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步解釋。
用下面的方法來估價(jià)實(shí)例中討論的反光片。
抗拉強(qiáng)度與延伸率這些實(shí)例中的某些反光片的抗拉強(qiáng)度與總的延伸率，按測(cè)試規(guī)范ASTMTestMethodD882-809進(jìn)行了測(cè)試。
模壓能力如上所述用壓力敏感粘接劑或直接用自粘接層將反光片粘接到厚度為0.8毫米的典型汽車牌照用的軟鋁板上，然后用陽模/陰模模具對(duì)鋁板進(jìn)行模壓，得到六個(gè)O形圖形，這六個(gè)圖形的模壓深度分別為1.3、1.5、1.8、2.0、2.3與2.5毫米。O形圖形高度為7.7厘米，橫跨寬3.1厘米，線條寬度0.7厘米。壓出的符號(hào)邊緣斜度從1.3毫米深度時(shí)的0.35變到2.5毫米深度時(shí)的0.7。
實(shí)例1SURLYN1706是一種可熱壓的熱塑型高分子量(HMW)離子鍵共聚物，熔體指數(shù)約0.7，主要部分據(jù)認(rèn)為是乙烯單體與用鋅鹽交聯(lián)的甲基丙烯酸單體。將一百份這種共聚物與由2.0份左右的紫外吸收劑，1.5份聚合受阻胺(Polymerichinderedamine)和0.1份抗氧化劑組成的適應(yīng)天氣變化的穩(wěn)定化成分合成在一起。這種穩(wěn)定化成分據(jù)信不影響該聚合物的物理特性，即不影響它的粘接能力或在它上面作成的膜的強(qiáng)度。用具有3∶1的壓縮比的單旋螺桿將該穩(wěn)定化共聚物從一個(gè)6.3厘米的壓管(extruder)中壓出，通過一個(gè)40.6厘米的壓模流到雙軸取向的聚對(duì)苯二甲酸乙酯(PET)襯網(wǎng)上。在壓管中從區(qū)域1到區(qū)域5的溫度分別為190°、260°、273°、264°與264℃，而頸部與壓模出口處則保持為270℃。壓管的螺桿旋轉(zhuǎn)速度為每分鐘30轉(zhuǎn)，出膜速度為每分鐘27.4米，以得到約50微米的膜厚。在這些壓管條件下，測(cè)得的穩(wěn)定化共聚物的熔化溫度為282℃。
將擠壓成的膜用熱層壓的辦法直接壓在嵌有透鏡型反光片的鏡面反射層的背面。這種反光片的組成為一層玻璃小球、一個(gè)用聚乙烯醇縮丁醛，脲甲醛(Ureaformaldehyde)硬化劑與聚脂增塑劑作成的間隔層、一個(gè)蒸鍍有鋁涂層的鏡面反射層，以及一層覆蓋在襯紙上的飽和聚脂黑色素透明膜，該襯紙附有光滑的可去掉的涂層。層壓在鋼滾和硬橡皮壓輥之間進(jìn)行，鋼滾加熱到140℃，壓力為28，000牛頓/米寬，壓出速度為9.1米/分鐘。背襯膜與鋼滾接觸，基礎(chǔ)反光片與橡皮壓輥接觸。
去掉襯紙與PET襯網(wǎng)后，對(duì)背襯膜的背面，即對(duì)暴露出的那一面用電暈放電法進(jìn)行表面處理，工藝參數(shù)為235瓦/米2/分鐘，然后把一層涂在可撕掉的防粘襯條上的粘性物層壓在背襯膜的背面上。
這之后就將這樣得到的反光片卷成園筒形以便貯存。反光片要卷得很好，使不致折損，起皺或脫層。這種反光片在這里稱作反光片A。
反光片A的模壓能力、抗拉強(qiáng)度與延伸率都按上面說明的方法作了測(cè)試，并與按同樣方法制作的，只是沒有背襯膜的反光片B作了比較。
經(jīng)測(cè)量，反光片A抗拉強(qiáng)度為2，600牛頓/米寬，延伸率為55%;模壓后用肉眼直觀檢查，既使模壓深度2.5毫米時(shí)也沒發(fā)現(xiàn)有裂紋。反光片B測(cè)得的抗拉強(qiáng)度為1，900牛頓/每米寬，延伸率8%，諛Ｑ股疃任 .5毫米時(shí)發(fā)現(xiàn)有實(shí)質(zhì)性的裂紋，所以反光片B可認(rèn)為是不能模壓的。
實(shí)例2反光片的制作方法與實(shí)例1同，只是不把粘性物附在背襯膜的背面。代之而采取的步驟是，把反光片直接加熱壓到鋁板牌上。層壓的條件與實(shí)例1同，鋁板與熱鋼滾接觸。
象實(shí)例1那樣對(duì)這種構(gòu)件進(jìn)行模壓。直觀檢查，即使模壓深度為2.5毫米也沒發(fā)現(xiàn)反光片有裂紋。
實(shí)例3PRIMACOR3440是一種可熱壓的熱塑型高分子量(HMW)共聚物，熔體指數(shù)約為10，一百份這種共聚物中，據(jù)認(rèn)為包含91份乙烯單體與9份丙烯酸單體。把這種共聚物與由2.0份左右紫外吸收劑、1.5份聚合受阻胺和0.1份抗氧化劑組成的適應(yīng)天氣變化的穩(wěn)定化成分化合在一起。這種穩(wěn)定化成分據(jù)信不影響該聚合物的物理特性，即不影響它的粘接特性或在它上面形成的膜的強(qiáng)度。在與實(shí)例1相同的條件下將這穩(wěn)定化的共聚物擠壓成背襯膜。
用熱層壓的辦法將背襯膜壓在一張嵌入透鏡型的廣角平頂反光片的鏡面反射片的背面。這種反光片的組成為一層乙烯基覆蓋膜、一層玻璃小球、一層實(shí)例1中采用的間隔層、一層蒸鍍有鋁的鏡面反射層。然后進(jìn)行層壓。層壓的方式和條件與實(shí)例1中介紹的一樣。這種反光片這里稱作反光片C。
在對(duì)背襯膜的背面進(jìn)行電暈處理后，將一層由丙烯酸酯和極性單體組成的低分子量壓力敏感粘性物加到背襯膜的背面。這種粘性物經(jīng)受下面介紹的那種處理?xiàng)l件后，將其剝離所需的力約為500-700牛頓/每米寬，因此可認(rèn)為是一種有用的可除掉的粘接劑。
用同樣的反光片制備了一個(gè)這里稱作反光片D的檢驗(yàn)用樣品，其中，省去了背襯膜，粘性物直接涂在鏡面反射層(背面)上。
兩種樣品都用來貼在干凈的、腐蝕過和清除過油脂的鋁板上。然后讓樣品在室溫下經(jīng)歷24小時(shí)，加熱到80℃并停留72小時(shí)以達(dá)到最大的增粘效果，再冷卻到室溫。
當(dāng)受到90°方向的剝離力時(shí)，反光片C輕易地從鋁板上揭下來了，揭下來的是一整片，粘接物基本上都與反光片一起揭掉了。而反光片D在受到90°方向的剝離力時(shí)，粘接物脫層，粘接物基本上一點(diǎn)也沒揭下來。
實(shí)例4把實(shí)例3的反光片樣品C和D都貼到鋁板上，并經(jīng)受與例3相同的條件，不同的是經(jīng)歷上述條件后，使用了一種以丙烯酸為基礎(chǔ)的壓力敏感粘接劑，這種粘接劑從90°方向剝離下來所需的剝離力約為1，400牛頓/米寬。
當(dāng)受到90°方向的剝離力時(shí)，反光片C整片地從鋁板上完整揭下了，反光片下面的粘接劑也基本上與它一起取下來了。但是除掉反光片D則極其困難，它傾向于被撕碎，分裂成小碎片。
實(shí)例5把一個(gè)由0.5密耳(12微米)厚的聚乙烯自粘接層和0.5密耳(12微米)厚的雙軸取向聚脂對(duì)苯二甲酯(polyesterterephthalate)增強(qiáng)層組成的背襯膜直接加到一個(gè)反光片的鏡面反射層上，該反光片的組成為一個(gè)嵌在聚乙烯醇縮丁醛間隔層中的玻璃小球?qū)雍鸵粋€(gè)位于間隔層背面的有蒸鍍鋁的鏡面反射層。用235瓦/米2/分鐘的電暈放電工藝對(duì)自粘接層的暴露表面進(jìn)行處理，處理后的表面層壓到鏡面反射層背面，層壓條件與實(shí)例1相同。
這種合成體有足夠的堅(jiān)實(shí)性、抗拉強(qiáng)度與耐磨能力，這樣它就可方便地操作而不致產(chǎn)生皺紋、折痕或裂痕。在合成體的正面用苯膜印刷工藝印上圖案。在反光片上的印刷是令人滿意的，圖案相當(dāng)清晰而未失真。在印刷過程中反光片完全未受損傷。圖案印好后，將一層涂在防粘襯條上的透明過渡粘接物蓋在該圖案上。再把這種結(jié)構(gòu)體接觸切割(Kiss-Cut)成2英吋(5厘米)見方左右的單個(gè)的有效粘貼物。
去掉防粘襯條，用手的力量把每一個(gè)這種粘貼物壓到干凈的玻璃片上。
顯然，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員還可提出各種與本發(fā)明的目標(biāo)和精神并無區(qū)別的修正方案與變化方案。
權(quán)利要求
1.一種反光片，其特征在于所述反光片包括A).基本上排列成一單層的透明小球；B).用來支撐小球的透明間隔層，小球的球體至少有一部分嵌入在它的里面；C).位于所謂間隔層下面的鏡面反射層；D).背襯膜；其中，所述背襯膜至少包括一直接自粘接到所述鏡面反射層背面上的自粘接層，所述自粘接層包括聚乙烯；或一種或多種共聚物，該共聚物按重量比的主要部分至少包括乙烯或丙烯中的一種，其次要部分至少有一種極性共聚單體；或由以下材料組成的混合物a)一種或多種其它聚合物，b)一種或多種所述共聚物或聚乙烯，或所述共聚物與聚乙烯的復(fù)合物，所述混合物按重量比的主要部分為乙烯和/或丙烯。
2.如權(quán)利要求1所述的反光片，其特征進(jìn)一步在于該反光片還包括一個(gè)或多個(gè)覆蓋膜，或一層基本透明的粘接物，這些覆蓋膜或粘接物置于所述小球的前面。
3.如權(quán)利要求1或2中任一項(xiàng)所述的反光片，其特征在于所述自粘接層由乙烯或丙烯中至少一種與至少一種極性共聚單體的共聚物組成。
4.如權(quán)利要求3所述的反光片，其特征在于所述極性單體由丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸乙酯或乙烯基乙酸酯組成。
5.如權(quán)利要求1或2中任一項(xiàng)所述的反光片，其特征在于所述自粘接層由一混合物組成，該混合物包括a)一種或多種其它的聚合物，以及b)一種或多種所述共聚物或聚乙烯，或所述共聚物和聚乙烯的復(fù)合物，所述混合物按重量比的主要部分為乙烯或丙烯。
6.如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的反光片，其特征在于所述自粘接層由一離子鍵共聚物組成。
7.如權(quán)利要求6所述的反光片，其特征在于所述自粘接層由鋅離子使之交聯(lián)化。
8.如權(quán)利要求1至7所述的反光片，其特征在于所述背襯膜厚度小于125微米。
9.如權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的反光片，其特征在于所述背襯膜是在直接自粘接或擠壓成形在所述鏡面反射層上之前預(yù)先加工好的。
10.如權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的反光片，其特征在于所述背襯膜進(jìn)一步包括至少下列附加物中的一種著色劑、填充劑或穩(wěn)定劑。
11.如權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的反光片，其特征在于所述背襯膜是沒有彈性的。
12.如權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的反光片，其特征在于所述背襯膜進(jìn)一步包括在所述自粘接層背面上的至少一層其它的層。
13.如權(quán)利要求12所述的反光片，其特征在于所述背襯膜進(jìn)一步包括在所述自粘接層背面上的一層增強(qiáng)層。
14.如權(quán)利要求13所述的反光片，其特征在于所述增強(qiáng)層至少包括尼龍、聚酯、聚丙烯、聚碳酸酯、丙烯腈丁或填充玻璃的聚合物。
15.如權(quán)利要求13或14中任一項(xiàng)所述的反光片，其特征在于在所述鏡面反射層上雙金屬擠壓上了所述自粘接層和所述增強(qiáng)層。
16.如權(quán)利要求13至15中任一項(xiàng)所述的反光片，其特征在于所述反光片在所述增強(qiáng)層的背面進(jìn)一步包括一附加層，所述附加層由聚乙烯、或一種或多種共聚物、或一種混合物組成所述共聚物按重量比的主要部分至少是乙烯和丙烯中的一種，其次要部分為一種極性單體;所述混合物包括(a)一種或多種聚合物，和(b)一種或多種所述共聚物或聚乙烯，或所述共聚物與聚乙烯的復(fù)合物，所述混合物按重量比的主要部分為乙烯和/或丙烯。
17.如權(quán)利要求1至16中任一項(xiàng)所述的反光片，其特征在于所述反光片進(jìn)一步包括粘接在所述背襯膜背面的一層粘接物質(zhì)。
18.如權(quán)利要求17所述的反光片，其特征在于所述背襯膜的背面在把所述粘接物質(zhì)加上去之前進(jìn)行了電暈處理。
19.如權(quán)利要求1至16中任一項(xiàng)所述的反光片，其特征在于所述反光片的所述背襯膜基本不用別的粘接媒介而自粘接固定到一個(gè)物體上。
全文摘要
具有無光學(xué)功能背襯膜的反光片，背襯膜至少包括一直接粘在反光片鏡面反射層背面的自粘接層，此層上可有一或多個(gè)物質(zhì)層，如增強(qiáng)層。背襯膜的物理特性可根據(jù)反光片所需的特性來選擇。自粘接層可由聚乙烯、一或多種共聚物(按重量比，主要部分至少包括乙烯或丙烯之一，次要部分為極性共聚單體)、或一種混合物(包括一或多種其它聚合物和一或多種這類共聚物或聚乙烯或它們的復(fù)合物，混合物按重量比主要成分為乙烯和/或丙烯)組成。
文檔編號(hào)G02B5/128GK1030142SQ8810208
公開日1989年1月4日 申請(qǐng)日期1988年4月14日 優(yōu)先權(quán)日1987年4月15日
發(fā)明者特里·R·貝利, 霍華德·R·托利弗, 多歌拉斯·C·德格勒, 丹妮斯·J·徹哈特 申請(qǐng)人:明尼蘇達(dá)州采礦制造公司