專利名稱：薄型反光傳輸元件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及了一種反光膜片，特別是適用于襯基的薄型反光傳輸元件的制品及其制造方法。
反光膜片特別是以微球體為基礎(chǔ)的方案已公知，并被廣泛地用于安全目的(例如車輛上的警告標(biāo)志或公路上危險(xiǎn)警告標(biāo)志)和信號目的(例如交通管理)。
同時(shí)，反光膜已經(jīng)用于輪胎的側(cè)壁、編織物這類制品中以及象衣物這類個(gè)人生活用品中。比如，美國專利3，382，908(palmquist等人)和3，449，201(palmquist等人)描述了用于輪胎側(cè)壁的帶條狀反光材料。這兩篇專利揭示了由單層反光元件嵌入彈性載體層構(gòu)成的反光膜片，其中，該載體層(或至少是其后層)是可與輪胎側(cè)壁彈性體相容的可硫化的彈性體。一般該載體層的功能是以所需的單層排列和所需的均勻線狀排列承載著微球體。在許多實(shí)例中，載體層如果不是全部，也是構(gòu)成膜片的主體部分或其強(qiáng)度的(如拉伸強(qiáng)度)的主要部分。該強(qiáng)度是使膜片至少在下幾步的制造和造材(例如切成所需尺寸的帶條)以及制成輪胎的裝配中所需要的。因此，一般該載體層的厚度要比僅使其在成品輪胎上以單層排列和線性排列所需的厚度厚，例如，膜片總厚度為8密耳至10密耳(200微米至250微米)，其中的載體層至少為6密耳至8密耳(150微米至200微米)。厚度的增加會(huì)使反光膜片的成本提高。在許多例子中，用于載體層的聚合材料是膜片中價(jià)格最貴的。更進(jìn)一步地說，當(dāng)這種膜片裝進(jìn)象前述的美國專利3，382，908和3，449，201描述的橡膠制品中時(shí)，增厚的膜片由于取代了相當(dāng)部分堅(jiān)實(shí)的彈性體，導(dǎo)致制品的強(qiáng)度下降，例如自行車輪胎的側(cè)壁，其橡膠的厚度可能僅為30密耳(750微米)。
其它一些例子中，當(dāng)載體層做得很薄時(shí)，反光膜片材料的破損強(qiáng)度會(huì)降低，以至當(dāng)受到制造過程中的或造材時(shí)的拉伸力時(shí)、或當(dāng)橡膠制品制造中的處理時(shí)，特別是在切成帶條形狀后，很容易破損。
本發(fā)明提供了一種薄型反光傳輸元件。它可以用于所需的襯基上(例如輪胎側(cè)壁、橡皮艇以及服裝)，使其具有反光特性。本發(fā)明同時(shí)提出了一種制造該反光傳輸元件的方法。
簡而論之，本發(fā)明的反光傳輸元件都含有(a)載體層和(b)單層反光元件(例如鍍有汽化滲鍍膜的微球體)，微球部分嵌于載體層中并從載體層前面突出，使得至少一些反光元件的前表面暴露以便射到上面的入射光被反射。該傳輸元件還包括(c)一種可粘揭地粘到反光元件前表面上尺寸穩(wěn)定的預(yù)制膜。“尺寸穩(wěn)定”的意思是當(dāng)受到15磅/英寸寬大小的拉力時(shí)，預(yù)制膜的延伸率僅為8%至12%，在一些例子中，僅為4%以下。在一些實(shí)例中，該預(yù)制膜在該條件下的延伸率最好在4%至10%之間以便使預(yù)制膜成為其組成部分的膜片能適應(yīng)襯基的非平面表面。用在上述拉力下具有高延伸率的預(yù)制膜制成的膜片一般可能很難造材(例如切成所需尺寸)，并在制造和用最后的襯基裝配時(shí)很難處理?？伞罢辰艺澈稀钡囊馑际穷A(yù)制膜要在反光元件的前表面和膜片中其它暴露的組件上達(dá)到50克/英寸寬至450克/英寸寬的粘結(jié)力。
載體層(或至少其背層)是可硫化或可熟化的彈性體。它與所需襯基(例如車輛的輪胎側(cè)壁)的彈性體是相容的。“相容”的意思是當(dāng)載體層可硫化部分與實(shí)際未熟化的襯基接觸(例如在胎模中)并施以適當(dāng)?shù)臒岷蛪菏蛊涫旎?，載體層可硫化部分便與同時(shí)熟化的襯基形成一種牢固的粘合。本發(fā)明一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于載體層可以做得很薄，因而整個(gè)傳輸元件的厚度亦很薄。
簡單概括地說，一種制造本發(fā)明反光傳輸元件的方法包括a)提供一種適于安放和保留單層反光元件的承載體;
b)在承載體上形成單層反光元件，該反光元件保留在承載體上并至少部分地突出承載體;
c)在反光元件突出的部分上復(fù)蓋載體層;
d)去除承載體，從而暴露反光元件的前表面;和e)把加強(qiáng)預(yù)制膜層可粘揭地粘合到反光元件的前表面上。
然后，可把做成的反光傳輸元件用在所需的襯基上。預(yù)制膜保證了以很薄形式制造傳輸元件產(chǎn)品的尺寸的穩(wěn)定性，例如用有效厚度不足3密耳(75微米)甚至不足2密耳(50微米)的載體層制造傳輸元件的制品，從而使實(shí)際的價(jià)格降低。在某些例子中，膜片是用1密耳(25微米)或更薄厚度的載體層制造的。這里使用的載體層的“有效厚度”指的是有關(guān)從反光元件的內(nèi)表面(即嵌入部分)到載體層后表面的距離。這樣，在由有效厚度約為2密耳(50微米)的載體層以及直徑為2密耳、且嵌入載體層中嵌入量約為其直徑50%的微球體組成的本發(fā)明膜片的情況中，膜片的總厚度將為4密耳(100微米)。制造和應(yīng)用如此薄反光膜片的能力也可以降低該傳輸元件對應(yīng)用產(chǎn)品強(qiáng)度的不利影響。因?yàn)榻档蛡鬏斣暮穸韧瑯右惨馕吨破返谋蝗〈糠植牧虾穸纫沧儽×?。而且，預(yù)制膜使傳輸元件在其制造和應(yīng)用中，僅用一般性注意去處理即可，而無需格外小心以及特殊處理。
預(yù)制膜在條件變化較大的情況下保護(hù)著反光元件的前表面。例如，它可以避免在反光傳輸元件的制造以及傳輸元件用于所需制品(例如輪胎或橡皮艇)期間弄臟或損傷反光元件的前表面。例如在制品的組裝期間，膜片可能沾上脫模劑、著色劑、制品上噴涂的透明涂層以及硫化過程中襯基的溢流等，都可能使膜片弄臟。預(yù)制膜還可以使反光膜片的尺寸穩(wěn)定性能提高，特別是膜片切斷以及切成窄條時(shí)尤為如此。預(yù)制膜可以根據(jù)所需的應(yīng)用對象在制造時(shí)對粘揭度和可延展性等特性加以控制。因?yàn)轭A(yù)制膜被粘在反光元件的前表面上，所以如果它在制品的硫化時(shí)就放在傳輸元件上，那么就可以避免制品的彈性體的硫化中流到傳輸元件的前側(cè)。
本發(fā)明用有關(guān)的圖進(jìn)一步加以說明。


圖1是制造中本發(fā)明反光傳輸元件部分中間結(jié)構(gòu)的剖面圖;
圖2是制造中繼圖1所示的結(jié)構(gòu)之后本發(fā)明反光傳輸元件部分中間結(jié)構(gòu)的剖面圖;
圖3是使用了尺寸穩(wěn)定的預(yù)制膜后，本發(fā)明完整的反光傳輸元件的部分剖面圖;
圖4是粘在襯基上并且將加強(qiáng)預(yù)制膜去除時(shí)本發(fā)明反光膜片的部分剖面圖;
圖5是本發(fā)明完整的反光傳輸元件另一實(shí)例的部分剖面圖;
圖6是硫化前粘到襯基上并把加強(qiáng)預(yù)制膜去除后本發(fā)明反光傳輸元件的部分剖面圖。
這些圖是理想化了的，不成比例。意圖是想達(dá)到闡明本發(fā)明的目的，而無限制之意。
如上所述，簡單地說，本發(fā)明的方法包括a)提供一種承載體，該承載體宜于在其上面安放和保留單層反光元件;
b)在承載體上形成單層反光元件(例如鍍有反射膜的玻璃微球體)、該反光元件被保留在承載體上并至少部分突出承載體;
c)在反光元件的突出部分上施以載體層;
d)去除承載體，從而暴露反光元件的前表面;
e)可粘揭地把加強(qiáng)預(yù)制膜粘在反光元件的表面。
本發(fā)明使用的承載體一般是至少有一側(cè)涂有聚乙烯層的紙板，例如從Schoeller技術(shù)紙張公司購買的RM-35526(一種定量為89磅/3000英尺2的MQ-1級紙)。其它說明例包括從Thilmany紙漿和紙張公司購到的一種定量為50磅/3000英尺2的RM-34533XKL-2型紙張和LDTL-226(定量為28.8磅/3000英尺2的聚乙烯)。
加熱聚乙烯涂層，該涂層變軟，反光元件漸
地部分沉入涂層中。然后冷卻，聚乙烯變硬。這樣承載體就將單層反光元件留在其中。
部分地依賴于承載體和反光元件的特性，需要考慮使承載體或反光元件具有所需的揭離特性。例如，可以考慮防粘劑或促粘劑。
最典型的反光元件是在其后表面上鍍有反射膜的透明微球體。一般，這種反光元件在寬范圍的入射角(即光線射在膜片上的角度，有時(shí)也稱此性質(zhì)為“斜度”)上都能提供滿意的反光強(qiáng)度。圖1顯示了包括紙襯12和聚合物層14的承載體。反光元件15包括在其后表面20上鍍有反射膜18的微球體16。微球體16部分地嵌入到聚合物層14中。
如果使用的是透明微球體，那么為了提供最均勻和最有效的反光，微球體的實(shí)際形狀最好是球形的。而且最好微球體是完全透明的以使微球體吸收的光量最小，并因此使本發(fā)明膜片所反射的光量最佳化。一般，微球體是完全無色的，但是如果需要的話，也可以制成帶色的，以產(chǎn)生出特殊的效果。
這里使用的微球體是用具有本文所述的光學(xué)性能和物理性能的玻璃或合成樹脂做成的。一般最好選用玻璃微球體，因?yàn)樗鼈兺ǔ１扔煤铣蓸渲龅奈⑶蝮w的價(jià)格低、質(zhì)地硬并且顯示出卓越的耐久性。
用于本發(fā)明的微球體一般具有的平均直徑約為40至200微米之間。直徑小于該區(qū)域的微球體由于衍射效應(yīng)可能反射的光線很弱。相反，比該區(qū)域大的微球體可能會(huì)導(dǎo)致膜片的表面變粗糙或由于摩擦力使它們?nèi)菀酌撀?。用于本發(fā)明微球體的折射率一般為1.7～2.0之間。通常這一區(qū)域在微球體為基礎(chǔ)、微球體前表面暴露(即完全入射)的反光制品中被認(rèn)為是最佳的。
如上所述，本發(fā)明是以微球體為基礎(chǔ)的反光傳輸元件的反光元件，在它的后表面上鍍有反射膜。一般，在微球體已部分地嵌入承載體以后，該反射膜才被鍍在微球體的后表面上，從而，很容易把微球體安排在完全均勻的反射方向上。此外，正如已知的那樣，反射膜的覆蓋尺寸(即覆蓋微球體的表面有多大)可以在鍍膜前部分地用控制微球體嵌入承載體的深度來控制。
對于反光膜來說，可采用多種金屬進(jìn)行真空沉積或汽化滲鍍的方法來完成，例如鍍鋁或鍍銀;可以用化學(xué)鍍的方法來完成，例如鍍銀;也可以用鍍有金屬的塑料膜、金屬箔，例如鋁箔或銀箔以及電介質(zhì)膜的方法來完成。一般最好選用鋁或銀的鍍膜，因?yàn)樗鼈兛梢蕴峁┳罡叩姆垂鈴?qiáng)度。鍍銀膜的反光顏色要比鍍鋁膜的要好。但是，通常最好是選用鍍鋁膜，因?yàn)殂y的反射鍍膜在戶外曝露時(shí)要比鍍鋁的反射膜老化得嚴(yán)重。美國專利3，700，305揭示了可用于本發(fā)明的反光制品中的介電鏡或電介質(zhì)膜作為反射膜。
接著，將載體層施于反光元件的突出部分上。一般載體層包括構(gòu)成一柔性、彈性層，并且最好能對反光元件(例如玻璃微球體和鋁膜)提供良好粘性的耐久聚合物。該載體層一般由液體或易流動(dòng)的涂料組分構(gòu)成，例如可用刀具將其涂覆在反光元件的突出部分并至少部分固化。
為了改善使用成品時(shí)反光傳輸元件對商品質(zhì)量的影響，載體層應(yīng)具有與裝配傳輸元件的制品相似的柔性、可延伸性和彈性，或至少要充分滿足制品可能遇到的應(yīng)力。例如，具有柔性并且可以延伸50%或更長的長度后仍能返回到原來尺寸的載體層一般可用于制做車輛的輪胎。
本發(fā)明許多應(yīng)用中使用的載體層材料的說明例是聚四亞甲基醚二胺，例如具有12，000到16，000左右分子量;可從B.F.Goodrich公司購買到的HYCARATBN，一種用胺封端的丁二烯丙烯腈橡膠;以及雙-(3-氨基丙基)-聚四氫呋喃，例如分子量約為5，000(可從BASF公司購買到)。一般，這些材料與硬化材料(例如環(huán)氧樹脂)一起使用。例如，剛才提到的示例材料可與EPON828(一種從殼牌石油公司購買到的環(huán)氧樹脂)一起使用。本發(fā)明載體層的橡膠和樹脂的重量比約為1∶1至4∶1，最好是2.5∶1。低于1∶1的比例可能生成構(gòu)成層的組合物太硬或太脆。高于4∶1的比例生成構(gòu)成層的組合物則太軟。其它可用于本發(fā)明反光膜片的載體層材料包括(但不局限于)熱塑，熱活化、紫外線熟化材料、電子束熟化的粘合劑或聚合物系。
載體層的厚度要足以在干燥和固化時(shí)把直徑在1.7至4密耳(40至200微米)微球體的后表面遮蓋到1至3密耳(25至75微米)的深度(即有效深度)。我們認(rèn)為該厚度區(qū)域表示的是最佳厚度。因?yàn)橥ǔＴ摵穸仁菨M足承載反光元件所需要的最薄的厚度，即以單層形式粘住反光元件而不讓其脫落并且以所需方式定位。傳輸元件在用于襯基上以及襯基的制造和隨后襯基的使用中可能經(jīng)受的環(huán)境下，載體層應(yīng)具有良好的熱穩(wěn)定性能，即能保持足夠的穩(wěn)定以按所需的排列和定向承載反光元件。載體層具有良好熱穩(wěn)定性的溫度將部分地依賴于反光傳輸元件準(zhǔn)備應(yīng)用的對象。例如，用于輪胎側(cè)壁上的反光傳輸元件的情況，一般最好是載體層至少在加熱到400°F(205℃)持續(xù)5分鐘仍然具有良好的熱穩(wěn)定性。該溫度一般是輪胎體硫化的溫度。
同樣，載體層所需的延伸率也部分地依賴于制品將要使用的標(biāo)的物以及傳輸元件在制造中所經(jīng)受的條件。這里使用的“延伸率”的意思是指標(biāo)的物拉伸到原始尺寸的倍率，然后恢復(fù)到其實(shí)際原來的尺寸。在將反光傳輸元件放在輪胎側(cè)壁上的情況中，粘合劑層的延伸率一般應(yīng)至少為100%，最好為200%，其目的是要使反光傳輸元件經(jīng)受住輪胎在使用中的承受的力。
載體層一般應(yīng)該用拉伸強(qiáng)度為2500至6000磅/英寸2(17×103至41×103KPa)的材料制成，最好用約3000磅/英寸2(20×103KPa)的材料。在硫化時(shí)，該傳輸膜片一般應(yīng)承受200磅/英寸2(14×103KPa)的壓力。具有比該區(qū)域的拉伸強(qiáng)度低的載體層在硫化時(shí)可能會(huì)塌陷，以至于反光元件沉于其中。用具有拉伸強(qiáng)度高于該區(qū)域的載體層做成的傳輸元件可能會(huì)使一致性和柔性降低。因此，當(dāng)使用時(shí)制品處于彎曲狀的話可能會(huì)導(dǎo)致斷裂，例如裂縫或從襯基上剝落下來。
載體層應(yīng)具有至少4磅/英寸寬(7牛頓/厘米寬)的斷裂強(qiáng)度。斷裂強(qiáng)度比該區(qū)域低的載體層一般可能太脆弱，在處理中或制品使用時(shí)反光元件可能會(huì)脫落。
如上所述以及如圖2所示，在本發(fā)明的一些實(shí)例中，載體層22可以是雙層的，包括反光元件15部分嵌入的粘合劑層24和粘合層26。在這樣的雙層載體層中，除了提供一層強(qiáng)力粘合(中間最好是完全分不開的粘合)以外，粘合劑層24和粘合層26還可以分別配方來選擇不同的最佳性能。例如粘合劑層24可以用配方來優(yōu)選其顏色和對反光元件15的粘合;而粘合層26可以用配方優(yōu)選傳輸元件放在襯基(未顯示)上的粘合力。
載體層或其粘合劑層可以含有增白劑(象顏料，如鈦白)，或染料以便增加制品的全白度?；蛘咚梢院幸环N或多種選擇的其它著色劑，以在它們的上面附以不同的色彩，例如附以綠色、藍(lán)色或紅色的顏料或染料。
一些用于本發(fā)明反光傳輸元件載體層中的粘合劑材料的示例包括熱塑、熱激活，紫外線熟化、電子束熟化的粘合劑。
另外，考慮到膜片最終應(yīng)用目的所需的特性，一般載體層還可含有一種或多種防老化劑、穩(wěn)定劑、紫外線吸收劑、抗氧化劑、能量淬滅劑、增塑劑和促粘劑等
。
粘合層或整個(gè)載體層(如果載體層是單層的話)的選擇將至少部分地依賴于傳輸元件所需襯基的特性以及預(yù)料成品所經(jīng)受的環(huán)境。在傳輸元件粘合到輪胎側(cè)壁的情況，粘合層通常含有一種可硫化或可熟化的彈性體。該彈性體與輪胎的彈性體是相容的。
被認(rèn)為適于本發(fā)明粘合層商品材料的示例包括A1638(可從B.F.Goodrich公司購買到的天然橡膠粘合劑);UNIROYL6287(可從Uniroyal輪胎公司購買到的天然橡膠粘合劑)以及CHEMLOCK252(可從HughesLord公司購買到)。一般，粘合層的選擇將部分地取決于傳輸元件將要施放的制品的性質(zhì)。例如，如果制品是天然橡膠產(chǎn)物，那么通常粘合層將選用相同的配方。如果實(shí)際的制品是合成橡膠產(chǎn)物，那么粘合層將相應(yīng)地選用相似的配方，例如HYpALON牌彈性體(從B.F.Goodrich公司購買到)和NEOpRENE牌彈性體(從E.I.dupontdeNemours公司購到)。
如圖2所示，在一些例子中，粘合層26將用防粘襯28復(fù)蓋。尤其是當(dāng)粘合層26有些粘或可能沾上灰塵或露于灰塵的時(shí)候。例如粘合層26通常是用象天然橡膠這樣未熟化的彈性體制成。
在載體層(或者載體層是雙層時(shí)至少是其粘合劑層)形成后，承載體去除，從而暴露反光元件的前表面。然后，按照本發(fā)明把尺寸穩(wěn)定的預(yù)制膜放在反光元件的前表面上。圖3表示的是在把包括背層32和粘結(jié)層34的預(yù)制膜30用在反光元件15的前表面17上后，示于圖2的反光傳輸元件。
本發(fā)明傳輸元件一般用于車輛的輪胎上，例如自行車或汽車輪胎。用于此用途的本發(fā)明傳輸元件造材后的形狀實(shí)際是矩形的帶條，例如3/16英寸(0.5厘米)寬、幾英寸長。在這樣的實(shí)例中，本發(fā)明傳輸元件的預(yù)制膜應(yīng)至少具有15磅/英寸寬(25牛頓/厘米寬)的拉伸強(qiáng)度以及在縱向上具有10%的延伸率。具有明顯低于該值拉伸強(qiáng)度的預(yù)制膜所提供的完整性強(qiáng)度不足以使傳輸元件進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚硪约坝糜谒璧囊r基上。如果預(yù)制膜材料的性能是方向性的(例如，在“縱向”和“橫向”之間是不同的)，那么通常要確定預(yù)制膜的方向以至在造材后最高拉伸強(qiáng)度和延伸性能將與帶條的縱向平行。
一般，期望預(yù)制膜具有柔性以便使傳輸元件容易貯存以及容易處理。例如，預(yù)制膜通常要具有足夠的柔性以使可以自身繞成1/8英寸(0.3厘米)的圓。
預(yù)制膜的厚度一般介于2密耳至5密耳之間?？梢允褂迷摵穸葏^(qū)域之外的預(yù)制膜。然而，一般比該區(qū)域薄的預(yù)制膜可能會(huì)導(dǎo)致強(qiáng)度不足。相反，比該區(qū)域厚的預(yù)制膜可能會(huì)太硬以致不能使傳輸元件與襯基一致或者很難處理。
預(yù)制膜通常應(yīng)對反光元件提供50克/英寸寬至450克/英寸寬(20至180克/厘米寬)的粘合力，選擇在該區(qū)域的低限值則有利于最后去除預(yù)制膜。提供該區(qū)域之外粘合力的預(yù)制膜可以用在某些實(shí)例中。然而，提供比該區(qū)域粘合力低的預(yù)制膜可能會(huì)導(dǎo)致過早地從傳輸元件的其它部位脫落下來。提供粘合力非常高的預(yù)制膜可能會(huì)導(dǎo)致在需要去除時(shí)很難去除的結(jié)果。
如果在最終制品的部分加工過程(例如制品的硫化)中使預(yù)制膜仍保留在傳輸元件上，那么應(yīng)對預(yù)制膜進(jìn)行選擇，使其在預(yù)期加工過程中的環(huán)境(例如，溫度、壓力、濕度等)下保留其所需的去除性能和強(qiáng)度特性。
可在本發(fā)明的膜片中作為預(yù)制層使用的一些材料示例包括SCpS-2presPacingTaPe，658Cover-UPTaPe，84018402以及8403聚酯薄膜硅烷粘膠帶，5480和5490Teflon硅烷膠帶以及5413KApTON硅烷粘膠帶。以上各種商品可以從3M公司買到。其它材料示例包括涂有低粘丙烯腈、聚酯、橡膠或硅烷基粘合劑或熱塑樹脂的50磅XKL-2原紙(可從Thilmany紙漿和紙張公司買到)。以紙或聚酯為背基的其上涂有熱塑粘結(jié)層的預(yù)制膜，熱壓到反光元件前表面上后通常在以后很容易去除。
熱塑材料(即在200°F(95℃)的溫度時(shí)變軟的熱塑材料)的一些示例包括低密度聚乙烯、乙烯-乙烯乙酸酯共聚物、乙烯甲基丙烯酸共聚物，例如可以從杜邦公司買到的系列NUCREL牌可塑聚氯乙烯等。
在一些例子中，可以按照需要對反光元件的前表面或預(yù)制膜的暴露表面進(jìn)行處理以便控制它們之間的粘合力。處理可能包括某種結(jié)構(gòu)的最初涂層、促粘劑、防粘劑等等。例如，在加熱之前提供強(qiáng)粘合，而冷卻后其粘合力降低的處理，對預(yù)制膜在硫化過程中被留在上面，以后去除的情況是非常有用的。
用于輪胎的本發(fā)明反光傳輸元件可以用將尺寸適宜的傳輸元件放在未硫化輪胎或生胎的合適位置上，然后把該要加工的元件放在模中。也可以將尺寸適宜的傳輸元件在生胎放入胎模前就放在模中的合適位置上。當(dāng)胎模中施以足夠的溫度和壓力硫化膜片的可硫化部分和輪胎時(shí)，隨著載體層可硫化部分與輪胎側(cè)壁的彈性體一起硫化，傳輸元件就嵌入在輪胎的外殼上以致傳輸元件完全成為輪胎側(cè)壁的組成部分。
圖4顯示的是帶有施加了本發(fā)明傳輸元件構(gòu)成的輪胎側(cè)壁的某一部分50。如圖所示，預(yù)制層30被部分去除。因?yàn)轭A(yù)制層30在硫化中放在適當(dāng)?shù)奈恢蒙?，目的是保護(hù)反光元件15的前表面17，所以傳輸元件部分地凹進(jìn)側(cè)壁50的表面以下。
圖5顯示的是本發(fā)明傳輸元件的另一實(shí)例。其中傳輸元件40包含單層反光元件15。該單層反光元件15是由后表面20上鍍有特殊反射膜18的微球體16組成。該微球體16部分地嵌入到單層承載體42中。反光元件15的前表面17被粘合在由背層32和粘結(jié)層34組成的預(yù)制膜30上。
圖6顯示的是已使用傳輸元件52的輪胎側(cè)壁部分50。該傳輸元件52是由反光元件15以及雙層載體層22組成的。預(yù)制膜(未在圖中顯示)在硫化前去除。因此，反光元件15的前表面17與側(cè)壁50的表面基本齊平或水平。載體層22是由粘合劑層24和粘合層26組成。在加有反光膜片的輪胎側(cè)壁上通常的應(yīng)力和損壞的位置是在沿虛線54和56上。當(dāng)彎曲輪胎50時(shí)，應(yīng)力導(dǎo)致的撕裂通常出現(xiàn)在輪胎外表面沿反光膜片的邊緣處，然后向里蔓延，直至裂縫完全穿透輪胎。業(yè)已發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的反光傳輸元件將降低這種損壞的可能性。這至少是部分地歸決于降低了傳輸膜片的厚度所致。厚度的降低減少了裂縫54和56擴(kuò)大的可能性，并使裂縫54和56的蔓延變慢。
用下面非限制性說明例對本發(fā)明進(jìn)一步描述。所有用量都是重量份(另有標(biāo)注的除外)。
除非另有標(biāo)注，使用的是下面的實(shí)驗(yàn)步驟來評價(jià)實(shí)施例中以微球體為基礎(chǔ)的反光制品。
反光強(qiáng)度反光強(qiáng)度用的是一種在美國防御公報(bào)T987，003所描述的反光照度計(jì)以張角為0.2°和1.5°以及進(jìn)入角為-4°、40°和50°進(jìn)行測量的。
預(yù)制膜粘合強(qiáng)度預(yù)制膜粘合是用一塊1英寸×6英寸粘有預(yù)制膜的試驗(yàn)?zāi)て瑴y定的。在樣品的一端預(yù)制膜與膜片的剩余部分分離，然后將該膜片的自由端放在Kiel測量機(jī)(從DowCorning公司購買)的一塊顎式板中，而膜片的剩余部分放在另一塊顎式板中。然后將兩塊顎式板以12英寸/分的速度分開并觀測平均應(yīng)變值。
破損強(qiáng)度破損強(qiáng)度的測量是把一條寬3/16英寸(0.5厘米)的待測反光膜片放入初始間隔為2英寸(5厘米)的1122型拉伸強(qiáng)度測量機(jī)中，然后，在測量該強(qiáng)度時(shí)滑塊以10英寸/分(25厘米/分)的速度拉伸。
延伸率延伸率的測量是測量破損強(qiáng)度時(shí)在破損的瞬間延伸的百分比。
厚度厚度是用手持式彈簧卡規(guī)測量的。
抗彎性抗彎性的測量是用寬3/16英寸(0.5厘米)粘合在矩形橡膠襯基上的反光膜片的樣品進(jìn)行的。襯基被彎曲204，400次伸縮周期，測定其保留的反光強(qiáng)度百分?jǐn)?shù)。把該橡膠襯基固定在一臺(tái)Getty彎曲測量機(jī)上的間隔為5英寸(13厘米)的夾板上。每個(gè)周期包括拉伸到間隔為6.5英寸(17厘米)和壓縮到間隔為3.5英寸(8.9厘米)。垂直地(平行于矩形橡膠條和伸/縮軸線)和水平地(垂直于矩形橡膠條和伸/縮軸線)進(jìn)行樣品的評價(jià)。
實(shí)施例用在聚乙烯涂層紙的涂層側(cè)涂上粘度低的粘結(jié)劑的方法來制備聚乙烯涂層紙(可從Schoeller技術(shù)紙張公司買到)。把折射率為1.9、平均尺寸為50～75微米的微球體碼放到聚乙烯涂層紙的上膠處理側(cè)，形成單層的緊密堆積。然后對該排列加熱以使微球體部分地沉入該涂層(即沉到其直徑的40%時(shí)的深度)。冷卻后，在微球體的暴露部分汽化滲鍍至少900埃厚的鋁膜。制備具有下列組成的粘合劑樹脂。
量成分25.66聚四亞甲基醚二胺，分子量為12，000～16，000;主鏈聚合物。
12.37鈦白;白色顏料。
0.65DMp30-2，4，6-三(二甲基氨基甲基)酚;一種可從RohmandHaas公司買到的硬化劑。
35.66甲苯;溶劑。
11.15二甲苯;溶劑。
量成分12.74EpON828-雙酚A的二環(huán)氧甘油醚;
可從殼牌石油公司買到的環(huán)氧樹脂。
0.91亞甲基雙(4-異氰酸苯酯)的雙酚加成物;一種酚嵌段的異氰酸酯促進(jìn)劑。
0.87Z-6020-N-β-氨基-γ-氨基-丙基三甲氧基硅烷;可從DOW化學(xué)公司買到的增粘劑。
然后將上述制備的粘合樹脂以5密耳(125微米)的濕厚度涂覆在鍍鋁的微球體上。這種構(gòu)成物在200°F(95℃)中部分地固化3分鐘。
然后用涂覆的方法把粘合層以每4英寸×6英寸面積上涂3谷(1谷＝64.8毫克)的比例涂覆在粘合劑層的背側(cè)。粘合層的組合物如下量成分47.5SMRCV60-可從Goodyear橡膠公司購買的標(biāo)準(zhǔn)馬來西亞天然橡膠。
15.8NEOpRENEW-可從杜邦公司購買的氯丁橡膠(合成橡膠)。
0.32PEpTON44-可從AmericanCyanamid公司購買的載于惰性載體上的活化二硫代-二苯甲酰苯胺;膠溶劑。
0.63硬酯酸(可從HumKo公司購得);潤滑劑。
量成分0.63ETHANOX330-1，3，5-三甲基-2，4，6-三(3，5-二-叔丁基-4-羥芐基)苯(從Ethyl公司購得);抗氧化劑。
0.63MAGLITED-可從Calgon公司購買的氧化鎂。氯丁二烯橡膠的活化劑。
12.7N-550FEFBLACK-從Cabot公司購買的碳黑;增強(qiáng)劑。
12.7HISIL233-可從pittsburgh平板玻璃公司購買的非結(jié)晶沉淀的水合二氧化硅;增強(qiáng)劑。
3.2CIRCOLITERpO-可從SunRefiningandMarketing公司購買的化學(xué)中和重質(zhì)環(huán)烷烴餾分;增塑劑。
3.2氧化鋅(從新澤西鋅公司購買);天然橡膠的活化劑。
1.6CRYSTEX950T20-化合的聚合硫、硫和環(huán)烷基石油(從Stauffer化學(xué)公司購買);硫化劑。
0.48SANTOCVRE-正-環(huán)己基-2-苯并噻唑磺酰胺(從Monsanto公司購得);促進(jìn)劑。
0.66AGERITED-聚合的2，2，4-三甲基-1，2-二氫喹啉(從R.T.Vanderbilt公司購得);抗氧化劑。
然后將此構(gòu)成物在200°F(95℃)干燥6分鐘，接著，在150°F(65℃)部分地固化2小時(shí)。
下一步是將承載體從微球體前表面上剝?nèi)?，并把預(yù)制膜壓在其適當(dāng)?shù)奈恢蒙?。預(yù)制膜是SC S-2prespacing Tape，它的背層是聚丙烯酸乙酯飽和的紙(定量為43磅/3000英尺2)，內(nèi)層是含有pICCOLYTE S115增粘劑(可從Hercules公司買到)和二氧化鈦(鈦白)填料的天然橡膠粘合劑。
然后把最后制成的膜片切成寬約3/16英寸(0.5厘米)的帶條。
橡膠組合物的構(gòu)成如下量成分26.5SMRCV609.1SBR1778-油延性苯乙烯丁二烯橡膠(從CoPolymer橡膠和化學(xué)公司買到);
合成橡膠。
11.0EpSYN55-乙烯丙烯三聚物(公司同上);合成橡膠。
0.88ETHANOX33022.1N-550FEFBLAK。
6.4CIRCOLITERpO。
22.1氧化鋅。
0.44硬酯酸。
11.1CRYSTEX950T20。
0.44SANTOCURE。
在355°F(180℃)的溫度下加熱5分鐘，該組合物便硫化了。
把帶條狀反光膜片放在橡膠化合物的樣品上，背側(cè)向下，并用手輥滾壓。然后把樣品放入金屬模中，在200磅/英寸2(1.4×103Kpa)的壓力、355°F(180℃)的溫度條件下熱壓硫化5分鐘，然后在水浴中冷卻至室溫。
最后膜片的性能如下反光強(qiáng)度＊進(jìn)入角觀測角0.2°1.5°-4°39022.020°38018.040°807.0＊以燭光/勒克司/米2為單位的最小發(fā)光強(qiáng)度。
膜片厚度在去除預(yù)制膜前是7～9密耳(175～225微米)。預(yù)制膜去除后厚度約為3～4密耳(75～100微米)。粘合劑層的有效厚度約為1～2密耳(25～50微米)。粘合劑層的厚度約為2.5微米至5微米之間。
抗彎曲保留的反光強(qiáng)度為80%或更高。
帶預(yù)制膜時(shí)的破損強(qiáng)度至少為1.5磅/英寸寬(25牛頓/厘米寬)。
帶預(yù)制膜的延伸率少于10%。不帶預(yù)制膜的延伸率為200%或更高。
預(yù)制膜的粘合力約為400克/英寸寬。
不脫離本發(fā)明的范圍和實(shí)質(zhì)內(nèi)容，對本發(fā)明還可做出各種修改和變更，這對本專業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)人員是顯而易見的。
權(quán)利要求
1.一種反光傳輸元件，其特征在于所說的反光傳輸元件包括(a)載體層，至少背層是一種可硫化或可固化的彈性體；(b)單層反光元件部分地嵌入并突出于所說的載體層；所說的反光元件至少一些是定向的，以使得所說的反光元件前表面突出于所說的載體層以至使光線入射在它上面并被所說的反光元件反射；(c)尺寸穩(wěn)定的預(yù)制膜可粘揭地粘到所說的反光元件的前表面上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳輸元件，其特征在于至少下述之一(a)所說的預(yù)制膜包括粘結(jié)層和背層，所說的粘結(jié)層是與所說的反光元件相接觸;(b)所說的預(yù)制膜對所說的反光元件提供的粘合力為50～450克/英寸寬;(c)所說的預(yù)制膜至少具有15磅/英寸2的拉伸強(qiáng)度;(d)權(quán)利要求1所述的傳輸元件，其中所說的預(yù)制膜當(dāng)受到15磅/英寸寬的拉力時(shí)延伸率將少于12%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳輸元件，其特征在于所說的預(yù)制膜具有良好的柔性。以至足以將它繞成一個(gè)1/8英寸直徑的圓。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳輸元件，其特征在于至少包括下述之一(a)所說的載體層的有效厚度少于3密耳;(b)所說的載體層的有效厚度少于2密耳;(c)所說的載體層是由所說的反光元件部分嵌入的粘合劑層以及在所說的粘合劑層的背側(cè)的粘合層組成;(d)所說的載體層至少包括下列一種著色劑、防老化劑、穩(wěn)定劑、紫外線吸收劑、抗氧化劑、能量猝滅劑、增塑劑和促粘劑;(e)所說的載體層加熱到400°F時(shí)至少熱穩(wěn)定5分鐘;(f)所說的載體層的延伸率至少為100%;(g)所說的載體層具有2500～6000磅/英寸2的拉伸強(qiáng)度;(h)所說的載體層至少具有4磅/英寸寬的破損強(qiáng)度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳輸元件，其特征在于所說的反光元件是直徑為40～200微米的微球體，所說的載體層的有效厚度為25～50微米。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳輸元件，其特征在于反光元件包括完全透明的微球體、突出所說載體層的前表面以及所說的微球體的后表面上鍍有反射膜。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳輸元件，其特征在于所說的傳輸元件實(shí)際包括所說的載體層、所說的單層反光元件和所說的預(yù)制膜。
8.一種制造反光傳輸元件的方法，其特征在于所說的方法包括(a)提供一種適于承接和保留單層反光元件的承載體;(b)在所說的承載體上形成單層反光元件，所說的反光元件保留在所說的承載體上，并部分地突出所說的承載體;(c)把載體層施在所說的微球體突出部分上，所說的反光元件至少部分從所說的粘合劑層暴露出來;(d)去除所說的承載體，從而暴露所說的反光元件的前表面;(e)可粘揭地把尺寸穩(wěn)定的預(yù)制膜粘在所說的反光元件的所說的前表面上。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制造方法，其特征在于構(gòu)成所說單層反光元件包括在所說的承載體上排列上單層微球體以至于微球體以與承載體相接觸的前表面保留在承載體上，并在所說的微球體的后表面上鍍上反射膜。
全文摘要
一種薄型反光傳輸元件包括在載體層中的單層反光元件，載體層的背層是可硫化的彈性體，并且預(yù)制膜可粘揭地粘在反光元件的前表面上以至處理傳輸元件變得容易了以及在處理傳輸元件和把傳輸元件用到襯基上時(shí)保護(hù)了反光元件。同時(shí)提供了一種生產(chǎn)這種傳輸元件的方法。
文檔編號G02B5/128GK1046610SQ9010149
公開日1990年10月31日 申請日期1990年3月19日 優(yōu)先權(quán)日1989年3月24日
發(fā)明者小查斯特·A·貝康 申請人:明尼蘇達(dá)州采礦制造公司