專(zhuān)利名稱(chēng)：閃閃發(fā)光的立方體角物體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種立方體角物體，它在光線(xiàn)照射時(shí)能閃閃發(fā)光。
閃光物已經(jīng)造出來(lái)很多年了。這些物品常常用于裝飾目的。通常閃光物是用摻入或沉積金屬粒子到基片內(nèi)的方法來(lái)制造的。采用非常細(xì)小的銅，銀、鋁等金屬微粒的碎片，將其摻入到聚合物內(nèi)，這在美國(guó)專(zhuān)利5,470,058,5,362,374,5,202,180,3,988,494,3,987,229,3,010,845s等中說(shuō)明過(guò)。微小的金屬片可用在涂敷基片的制作中——見(jiàn)美國(guó)專(zhuān)利5,276,075,3,988,494,3,697,070和3,692,731。另一種方法則揭示于英國(guó)專(zhuān)利1,516,686中，它介紹的閃光產(chǎn)品是在非金屬和不反射的基片上，將金屬和反射膜熱壓而成，同時(shí)還可以形成圖案或?qū)⒂∷⒛０迳系膱D案復(fù)制上去。這種復(fù)制品具有不同取向的網(wǎng)格狀相鄰帶區(qū)，而這些網(wǎng)格是太精細(xì)了以至用肉眼都看不到，最終形成了凹凸不平的網(wǎng)格狀的閃光帶區(qū)，這種閃光帶區(qū)(即彩虹帶)是在非金屬和非反射基體上制造的。
立方體角狀物體在逆反光領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用已有多年。例如，美國(guó)專(zhuān)利5,138,488,4,775,219,4,588,258,4,066,331,3,923,378,3,684,348,3,541,606和Re29,396。這種物體能使入射光沿著從光線(xiàn)來(lái)的方向大量地返回，因此在道路的標(biāo)記，欄桿和安全的方面有廣泛的用途。


圖1和2表示了一個(gè)閃光立方體角逆反射薄片的例子，它以數(shù)字10表示。主體部分14的第一面或后面突出有立方體角單元12的陣列，它包括一個(gè)主體層18(在本領(lǐng)域種也稱(chēng)為涂層)和一個(gè)接合層16。光線(xiàn)通過(guò)前表面21進(jìn)入立方體角薄片10，然后穿過(guò)主體部分14并到達(dá)立方體角單元12的二維平面22，再按照箭頭23所示通過(guò)它進(jìn)來(lái)的原路徑返回。
圖2表示了立方體角單元12的背面，每個(gè)立方體角單元12都是三角錐棱鏡的形狀，這些三角錐棱鏡有三個(gè)外露的二維平面22。在已知的陣列中立方體角單元12一般是由三組平行的V形凹槽25,26和27來(lái)定義的。在每個(gè)凹槽內(nèi)毗鄰的立方體角單元12的相鄰的二維平面22形成了一個(gè)外二面角(一個(gè)二面角由二個(gè)相交平面形成)。在陣列中沿著每個(gè)凹槽來(lái)說(shuō)這種外二面角是不變的。在以前制造的各種立方體角陣列中都是如此。
雖然已知立方體角薄片能提供很有效的逆反射性，但并不知道這種至今已發(fā)展出來(lái)的薄片具有閃光現(xiàn)象。
本發(fā)明提供一種新式和非常不同的一種閃光狀物體和其制造方法。本發(fā)明不同于過(guò)去采用金屬微?；蛘咝跗闹圃旆椒?，而是將立方體角薄片制成閃光物，而該薄片中的立方體角單元具有一種新的排列方式。首先，本發(fā)明是一種閃光和非逆反射的薄片，它包括立方體角單元的陣列，這些單元以在光線(xiàn)入射其上面時(shí)能使薄片產(chǎn)生閃光的方式而排列的。
“閃光”，“閃閃發(fā)光”，或“閃爍的”等詞在本文中的意思是表示不同光點(diǎn)出現(xiàn)的多重不連續(xù)亮光區(qū)，當(dāng)光線(xiàn)入射到薄片時(shí)，每個(gè)普通觀(guān)察者用肉眼都能觀(guān)察到這些閃光點(diǎn)，但是當(dāng)入射光到薄片的角度、觀(guān)察者的角度、以及薄片的取向發(fā)生變化時(shí)，或者它們之中的結(jié)合發(fā)生變化時(shí)，產(chǎn)生看不見(jiàn)閃光點(diǎn)情況。
閃光增強(qiáng)了薄片的能力，還能給薄片以一種美的表現(xiàn)力，并能應(yīng)用在圖像的制作中--例如制造標(biāo)識(shí)符等。閃光薄片還能作為一種裝飾材料應(yīng)用，它對(duì)物品能起到裝飾作用。這些優(yōu)點(diǎn)和其他的特點(diǎn)在以下的發(fā)明詳述中將作更詳細(xì)的說(shuō)明。
圖1是現(xiàn)有立方體角薄片10的剖面圖。
圖2是圖1所示的現(xiàn)有的逆反射薄片10的底視圖。
圖3是能應(yīng)用在本發(fā)明閃光薄片中的一個(gè)立方體角單元30的等距圖。
圖4是本發(fā)明的閃光薄片60的底視圖。
圖5是閃光薄片60沿著圖4的5-5線(xiàn)截取的剖面圖。
圖6是閃光薄片60，表明頂點(diǎn)和從基準(zhǔn)面到凹槽交叉的高度等的底視圖。
圖7是閃光薄片60在圖5沿著7-7線(xiàn)截取的剖面圖。
圖8是表示放置薄片10在層壓裝置71中用熱壓加工的方法制作閃光薄片的說(shuō)明圖。
圖9是表示放置薄片10進(jìn)行熱和壓力制造閃光薄片60的另一方法的說(shuō)明圖。
圖10是用來(lái)制造閃光薄片的模具79的頂視圖。
圖11是采用模具79的制造方法來(lái)制造閃光薄片60的第二種工藝的說(shuō)明圖。
圖12是影像薄片101的前視圖，該薄片有相對(duì)閃光和不閃光的區(qū)域102和103。
圖13a是嵌入體104a的側(cè)視圖，它能制造本發(fā)明的閃光薄片圖象。
圖13b是嵌入體104b的側(cè)視圖，它能制造本發(fā)明的閃光薄片。
優(yōu)選實(shí)施方案的詳細(xì)說(shuō)明在本發(fā)明的實(shí)踐中提供了一種受光照射后能閃光的新薄片。這種薄片在陽(yáng)光照射下從立方體角單元陣列的背面觀(guān)看時(shí)，膜片上能觀(guān)察到每平方厘米至少10個(gè)或最好是50個(gè)光點(diǎn)。一般在陽(yáng)光直接照射時(shí)能觀(guān)察到的光點(diǎn)不超過(guò)每平方厘米250個(gè)光點(diǎn)。因此只要在面積上稍微多幾個(gè)平方厘米就能制成有成百個(gè)光點(diǎn)的薄片，達(dá)到前美國(guó)總統(tǒng)說(shuō)的短語(yǔ)“千個(gè)光點(diǎn)”的說(shuō)法，這就能增強(qiáng)薄片的美學(xué)效果和醒目性。
這種閃光效果由新幾何排列的立方體角單元提供，在這種新的幾何排列的優(yōu)先方案中，立方體角單元陣列中至少一組平行槽內(nèi)的毗鄰立方體角單元的表面是這樣排列的，以致在這些表面之間形成的外二面角沿著該組中至少一條凹槽變化。
在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，在所有的凹槽中毗鄰立方體角單元的表面之間的外二面角都變化到這樣的程度，以致陣列中的立方體隨機(jī)傾斜。所述“隨機(jī)傾斜”指的是在逆反射片中的立方體相對(duì)基準(zhǔn)平面以不重復(fù)的方式傾斜，其中基準(zhǔn)平面可以是逆反射片放平時(shí)的正面。當(dāng)立方體的光軸不垂直于基準(zhǔn)平面時(shí)就認(rèn)為立方體是“傾斜的”。“光軸”通常被理解為從立方體的頂點(diǎn)向立方體內(nèi)部延伸并與立方體的每條從該頂點(diǎn)延伸出來(lái)的棱邊形成相等角度的一條線(xiàn)。換言之，光軸是借助三個(gè)平面相交定義的一條直線(xiàn)，其中每個(gè)平面平分由立方體角單元的三個(gè)平面形成的三個(gè)二面角之中的一個(gè)二面角。所有過(guò)去已知的逆反射片都具有按預(yù)定的重復(fù)圖案排成整個(gè)陣列的立方體角單元。如果將已知的立方體角逆反射片看作是一支以整齊的步伐行進(jìn)的軍隊(duì)，那么隨機(jī)取向的逆反射片就象喝醉酒的軍隊(duì)，其中每個(gè)立方體角單元代表一個(gè)獨(dú)立的士兵，在行進(jìn)時(shí)搖搖晃晃并可能彼此碰撞。
圖3說(shuō)明立方體角單元30，該單元在本發(fā)明的閃光逆反射片(60，圖4)和現(xiàn)有技術(shù)的逆反射片(10，圖1)中是有用的。如圖所示，立方體角單元30是一個(gè)具有三個(gè)相互垂直的且相交于該單元頂點(diǎn)34的面31a、31b、31c的實(shí)體。立方體角單元的底邊35通常是線(xiàn)性的并且在一個(gè)定義該單元底面36的平面內(nèi)。立方體角單元30還有一中心軸線(xiàn)即光軸37，該軸線(xiàn)是由側(cè)面31a、31b和31c定義的內(nèi)角的三等分線(xiàn)。光軸可以垂直于底面36，也可以象在授權(quán)給Hoopman的美國(guó)專(zhuān)利第4,588,258號(hào)和授權(quán)給Szczech的美國(guó)專(zhuān)利第5,138,488號(hào)中介紹的那樣是傾斜的。除了象在Hoopman的專(zhuān)利中所揭示的那種由具有三角形底平面的三面角錐定義的單個(gè)立方體角之外，立方體角單元還可以是由矩形底面、兩個(gè)矩形側(cè)面和兩個(gè)三角形側(cè)面定義的，以致每個(gè)結(jié)構(gòu)有兩個(gè)立方體角，每個(gè)立方體角諸如在授權(quán)給Nelson等人的美國(guó)專(zhuān)利第4,938,563號(hào)中所揭示的，還可以具有任何其它立方體角形狀。
圖4表示結(jié)構(gòu)表面，即立方體角片60的背面，該表面包括一個(gè)單層的立方體角單元30(類(lèi)似于圖3所描繪的單元)的陣列。每個(gè)立方體角單元30在底邊35都與毗鄰的立方體角單元相遇但未必相連。該陣列包括三組大體平行的凹槽45、46和47。在毗鄰立方體角單元30的側(cè)面31之間的外二面角(α，圖5)在陣列中沿著凹槽45-47變化。在陣列中立方體角單元隨機(jī)傾斜，并且正因?yàn)檫@樣，一個(gè)立方體(如立方體30a)的頂點(diǎn)34可能比較接近另一個(gè)頂點(diǎn)(如立方體30b)，而立方體30b的頂點(diǎn)又可能遠(yuǎn)離另一個(gè)毗鄰的頂點(diǎn)(如立方體30c的頂點(diǎn))。
圖5也說(shuō)明一個(gè)立方體的頂點(diǎn)相對(duì)于另一個(gè)的位置，另外它還表示立方體的底邊35是怎樣不落在同一公共平面內(nèi)的。一個(gè)立方體的底邊35可以比其它毗鄰的立方體角單元更接近或更遠(yuǎn)離逆反射片60的前表面51。而且在同一立方體中，一條底邊35上的點(diǎn)可以比在另一條底邊35上的點(diǎn)更接近或更遠(yuǎn)離前表面51。底邊35定義凹槽45-47中最低的點(diǎn)，而且由于邊35不全落在同一平面內(nèi)，所以，這些凹槽沿著它們的長(zhǎng)度具有變化的坡度。如果立方體角片有一接合層56，那么它與前表面51的間隔也是不均勻的。當(dāng)立方體角單元傾斜時(shí)，每個(gè)立方體角單元的底平面36(圖3)是不平行的，而且他們不在同一平面內(nèi)。許多底平面不與前表面51在同一平面內(nèi)，即當(dāng)薄片平放在表面上時(shí)這些底平面不平行于該薄片的前表面51。
已經(jīng)生產(chǎn)出包含立方體角單元的薄片，當(dāng)該薄片放平時(shí)，其中一些單元的底平面不平行于片的前表面。但是，這種薄片已經(jīng)有立方體角單元陣列，該陣列由于將薄膜密封到陣列的背面(諸如下面參照?qǐng)D8和圖9所討論的)或由于形成氣泡(美國(guó)專(zhuān)利第5,485,311號(hào)、授權(quán)給Mcallister)在某些區(qū)域發(fā)生擾動(dòng)或重新排列。密封線(xiàn)和氣泡干擾薄片的前表面和陣列中立方體角單元的取向。所以，為了本發(fā)明的目的，薄片在那些受密封線(xiàn)(圖8和圖9中的項(xiàng)64)或氣泡(311號(hào)專(zhuān)利的24)干擾的區(qū)域中不被看作是“平放的”。在本發(fā)明的薄片中底平面36(圖3)可以相對(duì)基準(zhǔn)平面(即薄片平放時(shí)的前表面)偏置某個(gè)角度，該角度在0°至90°范圍內(nèi)。平放時(shí)相對(duì)薄片的前表面傾斜的底平面通常與前表面形成一大約1°至10°的角度。
圖5還表示外二面角α，該角度定義毗鄰的立方體角單元30的面31之間的角度(圖4)。角度α可以在一個(gè)大體平行的凹槽組中沿著一些或全部凹槽變化，也可以在兩個(gè)大體平行的凹槽組中沿著一些或全部凹槽變化，還可以在陣列的全部三個(gè)凹槽組中沿著一些或全部凹槽變化。在立方體角單元隨機(jī)傾斜的陣列中，角度α基本上在整個(gè)閃光陣列中在毗鄰立方體角單元的毗鄰面當(dāng)中隨機(jī)變化。角度α可以從0°變化到180°，但對(duì)于毗鄰立方體的面之間的二面角平均變化范圍從大約35°到115°。
圖6說(shuō)明頂點(diǎn)34和凹槽交點(diǎn)距薄片的前表面51(圖5)的一些典型距離。在陣列左上角的立方體角單元具有與前表面51的間隔為350微米的頂點(diǎn)。而從左上角數(shù)第四個(gè)立方體具有335微米頂點(diǎn)高度。因此，在彼此相當(dāng)接近的立方體之間頂點(diǎn)高度有15微米的差異。通常立方體角單元的平均高度從大約10微米至500微米，更典型的是從大約20微米至200微米。對(duì)于大約20至200微米高的立方體角單元，毗鄰頂點(diǎn)之間的高度變化通常是大約0至60微米，平均大約1至40微米，更典型的是平均2至25微米，而優(yōu)選平均不超過(guò)50微米。對(duì)于這種立方體毗鄰凹槽交點(diǎn)之間的高度變化通常大約是0至100微米，平均大約3至50微米，而優(yōu)選平均不超過(guò)60微米。
片體部分54(圖5)中的片體層58(圖5)通常具有大約20至1200微米的平均厚度，并且優(yōu)選的是任意厚度。非必選的接合層56(圖5)優(yōu)選保持在最小厚度，從0至小于大約100微米。
在圖4-6所示的立方體角單元陣列中，凹槽組45、46和47被表示成平行的。但是，同組凹槽不平行也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。一些凹槽可以是平行的，而另一些則不平行。一些凹槽可以在薄片的某些區(qū)域中平行于同一凹槽組的毗鄰凹槽，但也可以與那些凹槽相交或重疊。在這種情況下，立方體角單元可能彼此堆積。只要有兩條或多條凹槽大體上彼此平行地朝同一方向延伸，不管凹槽在其它點(diǎn)上是否有交叉、重疊、收斂或發(fā)散，都將這些凹槽看作是“大體平行的”。
雖然本發(fā)明的薄片包括立方體角單元的陣列，且該單元使薄片逆反射入射到前表面51的光，但本發(fā)明的閃光薄片是非逆反的，主體部分54或者立方體角單元制成不透明的，這可以采用加填料，不透明的色素，剝落物或其他特殊的添加物來(lái)實(shí)現(xiàn)；還可采用將不透明的涂料或涂層(未表示出來(lái))涂在薄片的前表面51上的方法以及將薄片面放在不透明表面后面的方法來(lái)防止光線(xiàn)穿過(guò)薄片61的前表面51?？梢圆捎迷诹⒎襟w角單元的背面加涂層或某種材料的方法使閃光薄片也具有非逆反性。此外，本發(fā)明的閃光薄片具有非逆反性可以采用改變裸露的立方體角表面，或采用蝕刻或改變內(nèi)部的立方體角幾何圖象的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的閃光薄片也能和前表面一齊使用，將它們放置在一起或者與另一個(gè)基片拼置在一起使得立方體角單元陣列的背面暴露在光線(xiàn)中。入射到立方體角單元陣列背面的光線(xiàn)被反射并給觀(guān)察者一種不均勻的圖案，但由于閃閃爍爍而使觀(guān)察者能看得見(jiàn)大量的光點(diǎn)。
圖7表示立方體角單元與某個(gè)平行于逆反射片的前表面51(圖5)的平面相交。如圖所示，該平面與立方體角單元相交，產(chǎn)生橫截面積不同的三角形62。一些立方體可能傾斜到這樣的程度，以致相交平面僅僅通過(guò)它的頂部，導(dǎo)致小三角形截面，反之矗立的立方體與該平面相交導(dǎo)致的三角形就比較大。因此，即使在陣列中的立方體角單元可以具有相似的尺寸，但是由于立方體相對(duì)于基準(zhǔn)平面傾斜，在如所述相交時(shí)它們產(chǎn)生的三角形的尺寸可能是隨機(jī)的。
本發(fā)明的立方體角閃光片可以依據(jù)兩種技術(shù)制作。在第一種技術(shù)中，閃光的立方體角逆反射片是這樣制作的提供立方體按常規(guī)結(jié)構(gòu)(即非隨機(jī)取向)排列的第一立方體角片，然后將這種薄片暴露在熱、壓力或兩者的組合之下。在第二種技術(shù)中，制作一種模具，該模具是本發(fā)明的立方體角片的陰模。然后，可以使用這種模具，以提供閃光的逆反射片。在題為"Method of Making Glittering Retroreflective sheeting"的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)第08/641,129號(hào)中介紹了制作閃光的逆反射片的方法，該申請(qǐng)與本申請(qǐng)同一天提交，代理人案卷登記號(hào)52374 USAIA。
在采用第一種技術(shù)時(shí)，首先生產(chǎn)或以其它方式獲得立方體角單元有序排列的逆反射片。有許多專(zhuān)利揭示具有立方體角單元有序陣列的逆反射片，例如美國(guó)專(zhuān)利第5,236,751、5,189,533、5,175,030、5,138,488、5,117,304、4,938,563、4,775,219、4,668,558、4,601,861、4,588,258、4,576,850、4,555,161、4,332,847、4,202,600、3,992,080、3,935,359、3,924,929、3,811,983、3,810,804、3,689,346、3,684,348和3,450,459號(hào)。有序的立方體角陣列可以依據(jù)許多種已知方法生產(chǎn)，包括上一句中引證的專(zhuān)利所揭示的那些方法。在美國(guó)專(zhuān)利第5,450,235、4,601,861、4,486,363、4,243,618、3,811,983、3,689,346號(hào)和1995年6月7日申請(qǐng)的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)第08/472,444號(hào)中揭示了另一些實(shí)例。
用在非隨機(jī)取向的原料片中的立方體角單元優(yōu)選比片體部分、特別是片體層所用的材料硬的材料制作。選擇這種材料在薄片承受一定的熱量和/或壓力時(shí)允許立方體角單元傾斜，而不嚴(yán)重破壞每個(gè)立方體的形狀。施于薄片的熱量、壓力或兩者應(yīng)當(dāng)足以使陣列的有序結(jié)構(gòu)發(fā)生充分的變化。對(duì)于非常軟的片體層，單獨(dú)加壓(即壓力高于大氣壓)或單獨(dú)加熱(即升溫至軟化溫度以上)都足以改變陣列的有序結(jié)構(gòu)。
Hix N-800型層壓機(jī)具有第一施壓表面72，該表面是由金屬制成的并且可以加熱到高達(dá)500°F的溫度。第二施壓表面74是不加熱的橡膠墊。在操作時(shí)，可以非必選地將兩層剝離紙置于表面72和74與立方體角片10之間。載體78(例如由聚酯制成的)可以放在立方體角片的前表面51上。載體78是生產(chǎn)逆反射片10所用方法的副產(chǎn)品(例如，參閱美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)第08/472,444號(hào)中介紹圖4的討論部分，在該部分載體用數(shù)字28表示)，并且可以在立方體角單元由于承受加熱和/或加壓而重新排列之前保留在逆反射片上。
當(dāng)有序的不閃光立方體角片和非必選的剝離紙76象圖8所示的那樣放在熱層壓機(jī)中時(shí)，該機(jī)器驅(qū)動(dòng)施壓表面72和74彼此相向運(yùn)動(dòng)，并使有序的立方體角片在要求的溫度和壓力下保持預(yù)定的時(shí)間。如果需要，圖11中下方的剝離紙76可以省略，而且熱層壓機(jī)中下方不加熱的表面74上的圖案或圖象可以轉(zhuǎn)移到逆反射片上成為閃閃發(fā)光的圖案?？梢圆捎谜婵粘尚螜C(jī)代替層壓機(jī)，例如采用購(gòu)自Dayco工業(yè)公司(Miles,Michigan)、P.M.Black公司(Stillwater,Minnesota)和轉(zhuǎn)化技術(shù)公司(Goodard,Kansas)的ScotchliteTM燈加熱涂布機(jī)。
在授權(quán)給Smith等人的美國(guó)專(zhuān)利第5,450,235號(hào)中介紹一種具有硬立方體和軟片體層的立方體角逆反射片。正象在這篇專(zhuān)利中所介紹的那樣，片體部分包括片體層，該片體層包含一種彈性模量低于7×108帕斯卡的透明的聚合物材料。另一方面，立方體角單元包含彈性模量高于16×108帕斯卡的透明的聚合物材料。美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)第08/472,444號(hào)還揭示許多可按照這項(xiàng)發(fā)明用于生產(chǎn)立方體角片的材料。這份專(zhuān)利申請(qǐng)規(guī)定立方體角單元的彈性模量至少比片體層的彈性模量高1×107帕斯卡；它的立方體角單元可以用彈性模量高于大約2.0×108帕斯卡(優(yōu)選高于大約25×108帕斯卡)的材料制作；片體層即表層可以?xún)?yōu)選彈性模量低于大約13×108帕斯卡的材料制作。當(dāng)由彈性模量為指定值的材料制作的立方體角片承受一定的熱量和/或壓力時(shí)，片體層軟化，使立方體在壓力作用下運(yùn)動(dòng)并因此相對(duì)逆反射片前表面傾斜。在采用這種結(jié)構(gòu)時(shí)，理想的接合層(56，圖7)應(yīng)保持最小厚度(例如，小于立方體角單元高度的百分之十)，優(yōu)選零厚度，以致立方體容易沿著它們的底邊傾斜。正象在美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)第08/139,914號(hào)(1993年10月20日申請(qǐng))和美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)第08/472,444號(hào)(1995年6月7日申請(qǐng))中所揭示的那樣，由于同樣的理由，在這項(xiàng)發(fā)明中還優(yōu)選立方體角沿著它們的底邊破碎。
可以依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化試驗(yàn)ASTM D 882-75b采用靜載荷法A確定彈性模量，夾具初始間隔5英寸、樣品寬度1英寸、夾具分離器速度每分鐘1英寸。在某些情況下，聚合物可能又硬又脆，以致采用這個(gè)試驗(yàn)很難精確地確定模量值(盡管容易了解它是否大于某個(gè)值)。如果ASTM的方法不完全適用，可以使用另一種被稱(chēng)為“Nanoindentation Technique”的試驗(yàn)。這種試驗(yàn)可以利用微壓痕設(shè)備進(jìn)行，例如采用UMIS2000，購(gòu)自L(fǎng)indfield工業(yè)技術(shù)應(yīng)用物理研究所的CSIRO分部(New South Wales，澳大利亞)。采用這類(lèi)設(shè)備測(cè)量帶65°錐角的錐形鉆石壓頭隨著施力大小變化的的刺入深度，直至最大載荷。在施加了最大載荷之后，讓材料以彈性方式頂著壓頭松弛。通常假定未加載數(shù)據(jù)的上半部分的梯度線(xiàn)性地與力成正比。Snedden的分析提供壓力與刺入深度的彈性分量與塑性分量之間的關(guān)系(Snedden I.N.Int.J.Eng.Sci.3,pp.47-57,1965)。出于考察Snedden方程，可以以E/(1-V2)的形式恢復(fù)彈性模量。計(jì)算采用方程式E/(1-V2)=(dF/dhe)Fmax1/(3.3hpmaxtanθ)其中V是待測(cè)試樣的Poisson系數(shù)；(dF/dhe)是未加載曲線(xiàn)的上半部分的梯度；Fmax是施加的最大力；hpmax是最大的塑性刺入深度；θ是Berkovich錐形壓頭的半錐角；以及E是彈性模量。
必要的可能是建立毫微壓痕技術(shù)的結(jié)果與ASTM方法的相關(guān)關(guān)系。
施加給立方體角片10的熱量和壓力的大小可以根據(jù)制作立方體角單元的材料變化。本發(fā)明業(yè)已發(fā)現(xiàn)，當(dāng)彈性模量介于大約10×108至25×108的聚合物材料被用于立方體角單元12(和非必選的接合層16)；彈性模量介于大約0.05×108至13×108帕斯卡的聚合物材料被用于片體層18時(shí)，優(yōu)選將立方體角片加熱到大約300至400°F(150至205℃)，并且對(duì)制品施加大約7×104至4.5×105帕斯卡(10至60psi)的壓力。采用彈性模量比較高的聚合物(例如高于16×108帕斯卡)，每個(gè)立方體的幾何形狀即它的內(nèi)二面角通常被保持在幾度之內(nèi)。
圖9表示一種連續(xù)地給常規(guī)逆反射片10加熱和/或加壓以生產(chǎn)閃光片60的方法。在這種方法中，有非必選的載體膜78配置其上的逆反射片10通過(guò)輥77和77’形成的間隙供料。如圖所示，立方體角單元12在承受來(lái)自輥77和77’的熱量和/或壓力之前呈非隨機(jī)的有序形態(tài)，但是在通過(guò)輥之后它們隨機(jī)傾斜，而且毗鄰的立方體角單元之間形成的二面角沿著陣列中每條凹槽變化。每個(gè)立方體角單元的底平面也不在同一公用平面內(nèi)。通過(guò)輥的片60能夠產(chǎn)生閃光效果，反之，尚未承受充分的加熱和/或加壓的立方體角片10則不能產(chǎn)生這種效果。在這種連續(xù)法中使用的加熱量和/或壓力類(lèi)似于在分批法中對(duì)類(lèi)似的材料使用的那些參數(shù)。在加熱時(shí)輥77和77’之一或兩者可以被加熱到足以改變立方體構(gòu)型的溫度。
在用于生產(chǎn)閃光的立方體角逆反射片的第二種技術(shù)中，可以使用閃光的立方體角片的陰模。這種模具可以由閃光的立方體角逆反射片制作，而后者是借助上述的第一種技術(shù)生產(chǎn)的。這就是說(shuō)，可以利用隨機(jī)傾斜的立方體角單元陣列的結(jié)構(gòu)表面即背面作為生產(chǎn)模具的圖案。例如，可以這樣完成這項(xiàng)工作將適當(dāng)?shù)哪＞卟牧蠞茶T在隨機(jī)傾斜的立方體角單元陣列的背面上，然后讓模具材料就地硬化。然后，將當(dāng)作圖案使用的隨機(jī)傾斜的立方體角片與新形成的模具分開(kāi)。于是該模具就能夠生產(chǎn)閃光的立方體角片。
作為生產(chǎn)模具的一種替代方法，可以使用鉆石工具塑造立方體角單元陣列。例如，可以采用許多鉆石的切削工具來(lái)完成這項(xiàng)工作，其中每種工具能切削一種凹槽，該凹槽能在毗鄰立方體角單元之間形成一種符合需要的二面角。在任何一條凹槽中，凹槽的深度和毗鄰立方體角單元側(cè)面之間的角度都是由切削模具材料所用的鉆石切削工具的輪廓確定的。
為了制備具有立方體角單元且在毗鄰立方體角單元之間的二面角沿著凹槽變化的模具，必要的是確定能切削第一種所需的二面角的鉆石切削工具的位置，將它插入模具材料并切削出凹槽部分，該凹槽從一個(gè)凹槽交點(diǎn)向毗鄰的凹槽交點(diǎn)延伸。然后從模具材料上取下工具，并且該鉆石切削工具被能沿著該凹槽切削下一種所需的二面角的工具替代。然后，將新選的工具在延續(xù)的凹槽中定位在盡可能接近第一切削工具結(jié)束切削的位置。然后，用第二切削工具繼續(xù)切削凹槽，直至達(dá)到下一個(gè)凹槽交點(diǎn)。然后，從模具材料上取下第二切削工具，用能切削第三種所需的二面角的工具替代它，準(zhǔn)備切削下一個(gè)凹槽部分。繼續(xù)用這種方法切削出該凹槽的長(zhǎng)度。在完成了第一條凹槽之后，以同樣的方式采用各種各樣的切削工具和漸進(jìn)式切削，切削出下一條即毗鄰的凹槽，直至平行(或大體平行)的凹槽的數(shù)量達(dá)到要求為止。
在完成第一組凹槽之后，調(diào)整鉆石切削工具，以使第二組平行槽可以被切削成與第一組槽相交而且在毗鄰立方體角側(cè)面之間包含不同的二面角。繼續(xù)這種方法，直至在模具材料上切削出的大體平行的凹槽組的數(shù)量達(dá)到要求為止。
模具還可以采用針?shù)N集束技術(shù)生產(chǎn)。采用針?shù)N集束制造的模具是由單個(gè)的針?shù)N裝配而成的，每個(gè)針?shù)N都具有一末端部分，該部分的形狀具有立方體角逆反射單元的特征。授權(quán)給Howell的美國(guó)專(zhuān)利第3,632,695號(hào)和授權(quán)給Heenan等人的美國(guó)專(zhuān)利第3,926,402號(hào)都揭示了針?shù)N集束的說(shuō)明實(shí)例。通常將大量的針?shù)N做成一端具有光學(xué)活性表面，該表面與針?shù)N的縱軸形成一傾斜角。這些針?shù)N集束起來(lái)，形成具有表面結(jié)構(gòu)的模具，其中光學(xué)表面結(jié)合形成立方體角單元。該模具可以用于形成逆反射片或用于生成在制造立方體角片時(shí)有用的其它模具。針?shù)N可以這樣排列，以致毗鄰立方體角單元的側(cè)面之間的二面角是變化的。與針?shù)N集束技術(shù)有關(guān)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是二面角可以在一個(gè)溝槽組內(nèi)變化，也可以在兩個(gè)或多個(gè)溝槽組內(nèi)變化。還可以使大量的針?shù)N這樣成形，以致沒(méi)有大體平行的溝槽和/或在所得到的薄片平放時(shí)立方體角單元沒(méi)有彼此平行的底平面。因此，針?shù)N集束在生成閃光的逆反射片時(shí)可以提供額外的靈活性。
圖10說(shuō)明包括閃光的逆反射片的立方體角單元陣列的陰模79。所以，該模具(在此項(xiàng)技術(shù)中也稱(chēng)之為工具)可以擁有三組大體平行的V型槽85、86和87，而且毗鄰立方體角單元80的平坦表面81可以形成在該模具的陣列中沿著每條溝槽尺度發(fā)生變化的二面角。例如，在溝槽86a中，毗鄰立方體80a和80b的側(cè)面81a和81b形成的二面角α(圖5)比立方體80c和80d的側(cè)面81c和81d形成的二面角小。該模具除了是陰模之外，基本上是與本發(fā)明的立方體角單元陣列相同的陣列，而且由于該模具可以不需要透射光線(xiàn)或是一致的，所以它可以用比較硬的不透明的材料制作，例如金屬。在這項(xiàng)申請(qǐng)同一天申請(qǐng)的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)第08/640,383號(hào)介紹了適合生產(chǎn)本發(fā)明的閃光逆反射片的模具，該申請(qǐng)題為"Mold for Producing Glittering Cube-Corner Retroreflective Sheeting"。代理人案卷登記號(hào)52471USA5A。
圖11是示意圖，它表示了如何用本發(fā)明的模具79制成能閃光的結(jié)構(gòu)制品。該方法包括通常用90表示的裝置，該裝置適合澆鑄復(fù)合片60并使之固化。如圖所示，將片體層58從料卷92拉到軋輥93(如涂過(guò)橡膠的輥)。在輥93處，片體層58與適當(dāng)?shù)臉?shù)脂調(diào)配物94接觸，該調(diào)配物事先通過(guò)涂覆頭96涂到輥95(或適合形成環(huán)的循環(huán)載體，如傳動(dòng)帶)上的帶圖案的循環(huán)模具79上。在立方體角單元80上方散布的過(guò)量的樹(shù)脂94可以借助將軋輥93調(diào)整到寬度設(shè)定有效地低于模具79的立方體角成形單元的高度降至最低限度。以這種方式，作用在軋輥93和模具79之間的界面上的機(jī)械力保證最小劑量的樹(shù)脂94散布在模具單元80上。片體層58可以依據(jù)它的撓性非必選地用適當(dāng)?shù)妮d體膜78支撐，該載體固化期間為片體層58提供結(jié)構(gòu)與機(jī)械完整性，并且在將立方體角片于輥98處從模具79上取下之后它從片體層上剝離。對(duì)于低模量的片體層58優(yōu)選使用載體膜78。
圖11所示的方法可以這樣變化，使樹(shù)脂94首先涂到片體層58上，而不是首先散布在模具79上。在美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)第08/472,444號(hào)中參照它的圖5討論過(guò)這種適合連續(xù)法的實(shí)施方案。
如圖11所示，形成立方體角單元陣列的樹(shù)脂組合物可以通過(guò)一個(gè)或多個(gè)步驟固化。在最初的固化步驟中，輻射源99依據(jù)樹(shù)脂的性質(zhì)使樹(shù)脂暴露在光化輻射(如紫外光或可見(jiàn)光)之下。來(lái)自源99的光化輻射通過(guò)膜層58照射樹(shù)脂，因此提出一個(gè)要求，即片體層58透射輻射，以允許固化發(fā)生。另外，如果所用模具是足夠透明，足以透射選定的輻射，可以借助通過(guò)模具79的輻照完成固化。還可以通過(guò)工具和片體層實(shí)施固化。
最初的固化可以使立方體角單元完全固化，也可以使樹(shù)脂組合物部分固化到足以產(chǎn)生尺寸穩(wěn)定不再需要模具79支撐的立方體角單元的程度。然后，將該立方體角片60從模具79上取下，使該片上的立方體角單元30曝光。然后，可以依據(jù)樹(shù)脂的性質(zhì)選擇實(shí)施一次或多次二次固化處理100，以使立方體角單元陣列完全固化并且使立方體角單元陣列與片體層之間的粘接得到增強(qiáng)。這種分開(kāi)固化的方法可以允許最佳處理和材料選擇。例如，由包含紫外吸收劑(以提高耐用性和耐候能力)的片體層制作的片可以借助下述方法制作，即讓可見(jiàn)光通過(guò)透光的片體層施加首次固化處理，然后，在輥98處從模具79上取下該立方體角片并且對(duì)曝過(guò)光的立方體角單元施加第二次紫外輻射固化處理100。這種分開(kāi)處理的方法可以允許進(jìn)行較快速的生產(chǎn)。
第二個(gè)固化步驟的程度取決于許多變量，在這些變量當(dāng)中包括材料的喂料通過(guò)的速度、樹(shù)脂的組成、在樹(shù)脂配方中使用的任何交聯(lián)引發(fā)劑和模具的幾何形狀。一般的說(shuō)，較快的喂料速度增大了需要不止一個(gè)固化步驟的可能性。選擇固化處理在很大程度上取決于為生產(chǎn)立方體角單元選定的具體樹(shù)脂。例如，可能采用電子束固化代替光化輻射。
在用本發(fā)明的模具制作閃光的逆反射片時(shí)也可以使用熱固化材料。在這種情況下，模具被加熱到足以在剛形成的閃光立方體角材料中產(chǎn)生足夠的內(nèi)聚力的溫度，以便在不破壞剛形成的立方體角片的物理和光學(xué)性質(zhì)的前提下將它從模具上取下。選定的溫度是熱固化樹(shù)脂的函數(shù)。例如，可以借助給樹(shù)脂加熱、給模具加熱、或直接給閃光片加熱來(lái)實(shí)現(xiàn)熱固化。還可以采用這些方法的組合。間接加熱包括諸如用燈、紅外或其它熱源燈絲加熱之類(lèi)的方法，或任何其它常規(guī)方法。模具還可以安裝在烘箱中或安裝在其它保持在為熱固化樹(shù)脂選定的所需溫度下的環(huán)境中。
在閃光的逆反射片從模具上離開(kāi)后還可以借助將它暴露在來(lái)自烘箱或其它加熱環(huán)境的熱流之下。這種后續(xù)的熱處理可以將片的物理性能或其它性能調(diào)整到某種需要的狀態(tài)，可以完成片中的反應(yīng)過(guò)程，或除去溶劑、未反應(yīng)的物質(zhì)或熱固化系統(tǒng)的副產(chǎn)物之類(lèi)的揮發(fā)性物質(zhì)。
熱固化樹(shù)脂可以作為溶液或作為純樹(shù)脂調(diào)配物施加到模具上。樹(shù)脂還可以通過(guò)反應(yīng)擠塑或熔融態(tài)擠塑施加到模具上。在將樹(shù)脂施加到模具上之后的熱固化方法和任何后續(xù)的使立方體角片受熱均與朝模具上涂施樹(shù)脂無(wú)關(guān)。
用熱固化材料在模具中制作閃光片的優(yōu)點(diǎn)是立方體角單元30(圖3)和片體部分54(圖5)兩者可以用相同的材料制作，該材料可以在一次操作中施加給模具。這種結(jié)構(gòu)的重要性在于該立方體角片可以整片地呈現(xiàn)均勻的材質(zhì)和性能。進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)在于這種類(lèi)型的結(jié)構(gòu)不需要圖11所示的那種待涂覆的單獨(dú)的片體層。
除了固化處理之外，在立方體角片從模具上取下后還可以對(duì)片進(jìn)行熱處理。加熱的作用是使在片體層或立方體角單元中形成的應(yīng)力松弛，以及驅(qū)除未反應(yīng)的成分和副產(chǎn)物。通常，該片被加熱到升高的溫度，例如高于聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。
還可以借助用模具在聚合物片上壓花代替上述方法來(lái)生產(chǎn)閃光片，其中所述模具擁有依據(jù)本發(fā)明排列的立方體角單元。在美國(guó)專(zhuān)利第5,272,562、5,213,872和4,601,861號(hào)中揭示了壓花法的實(shí)例。
依據(jù)本發(fā)明還可以生產(chǎn)顯示圖象的閃光片。
圖12說(shuō)明一種閃光制品101，該制品顯示圖象“ABC”。在這種情況下，圖象102是以閃光區(qū)表示其特征的，而背景103則以無(wú)閃光區(qū)表示其特征。在本文中使用的“圖象”可以是比背景顯著的字母數(shù)字的文字組合或其它標(biāo)記。象制品101那樣的有圖象的閃光制品可以象下面介紹的那樣生產(chǎn)。
在第一個(gè)實(shí)施方案中有圖象的閃光片可以這樣生產(chǎn)將呈所需圖象形狀的材料插入圖8所示的組件。薄薄的呈所需圖象形狀的材料，如圖8中的插件104(104一般指的是任何適當(dāng)?shù)牟寮?，包括圖16a和圖16b中的104a和104b)可以被放在立方體角反射單元30和下方非必選的剝離襯76之間。圖象材料可以是聚合物薄膜，例如由聚酯制作的薄膜。插件104可以包括已剪切出所需圖象的大而平滑的薄片，形成插件中的負(fù)象。讓這種組合經(jīng)受升高的溫度和/或壓力的處理?xiàng)l件將導(dǎo)致一種片，這種片在基本不閃光的或閃光水平低的背景上帶有作為閃光區(qū)的所需圖象。當(dāng)插件104呈所需圖象的尺寸和形狀時(shí)使片10經(jīng)受升高的溫度和/或壓力后得到一種片材料，該材料在閃閃發(fā)光的背景上帶有與插件104對(duì)應(yīng)的不閃光的圖象。優(yōu)選的實(shí)施方案是沒(méi)有剝離襯76的。
可以如圖8所示使帶成象單元的插件104與暴露的立方體角單元30接觸，或者將該插件放在有序的逆反射片10的頂面上使成象單元106接觸非必選的聚酯膜襯78或直接接觸前表面51。另外，有序的立方體角片10可以插在層壓機(jī)71中，讓立方體角單元30面對(duì)著層壓機(jī)的加熱表面72，而前表面50(和非必選的載體78)面對(duì)層壓機(jī)的不加熱表面74。因此，成象插件可以放在該片的上方或下方。
在圖13a中，圖象插件104a被表示成可以包括耐用材料105，該材料帶有自薄片105的表面升高的凸起106。在這個(gè)實(shí)施方案中，凸起106形成所需圖象。這種設(shè)備的一個(gè)實(shí)例是苯胺印板。當(dāng)這種帶圖象的設(shè)備放在圖8的組合中使插件104a的成象凸起106接觸暴露的立方體角且讓該組件經(jīng)受升高的溫度和/或壓力時(shí)，將生產(chǎn)出在基本不閃光的背景上帶閃光圖象的片。
閃光的程度和范圍可以受加工條件的控制。例如，用苯胺印板短時(shí)間處理將導(dǎo)致只在凸起106直接接觸立方體角單元30背面的地方能夠閃光的圖象。未接觸的區(qū)域保持不變且基本不閃光。隨著處理時(shí)間增加，隨著處理溫度增加，閃光范圍離開(kāi)凸起106的接觸點(diǎn)擴(kuò)展，而且得到的圖象逐漸變化，從(a)僅僅在接觸點(diǎn)閃光變成(b)在閃光的背景上的閃光圖象，變成(c)在閃光背景上的不閃光的圖象(在此處立方體角已經(jīng)基本上被推出接觸區(qū))。
在圖13b中，成象單元104b被表示成可以包括載體材料108，在該材料上按所需圖象的尺寸和形狀配置可熱轉(zhuǎn)移的材料110。例如，將可熱轉(zhuǎn)移的油墨110按待轉(zhuǎn)移圖象的樣式放在載體膜108上。帶有所需圖象的載體膜108作為插件104被放進(jìn)圖8所示的層壓機(jī)71，以致立方體角單元30暴露的背面接觸載體膜108上的圖象表面110。讓這種組合經(jīng)受閃光的溫度和/或壓力的加工條件，于是得到的片在閃光的背景上有圖象。
圖8中的帶圖象的插件104還可以是大片的帶全部圖案或紋理的織物(未示出)或其它材料。在織物插件的情況下，由插件攜帶的圖象來(lái)源于織物的結(jié)構(gòu)。此外，片上的圖象可以對(duì)應(yīng)于由織物剪裁的圖象。當(dāng)使織物型插件與立方體角單元30暴露的背面接觸并讓該組合經(jīng)受升高的溫度和/或壓力時(shí)，得到的立方體角片帶有全部圖象，該圖象能夠閃光且呈現(xiàn)織物的結(jié)構(gòu)或質(zhì)地?？椢锏馁|(zhì)地和織紋可以增強(qiáng)圖象區(qū)中的閃光效果。粗糙的織物傾向于形成更強(qiáng)的閃光。如果需要，圖8中下方的剝離紙76可以完全去掉，于是熱層壓機(jī)不加熱的下表面74的圖案或圖象可以轉(zhuǎn)移到片上成為閃光圖案。
在借助有序的立方體角片與成象單元接觸產(chǎn)生圖象方面有寬廣的自由度。圖象的外觀(guān)取決于加工條件、由什么結(jié)構(gòu)制成帶圖象的閃光片，以及于成象單元的尺寸、形狀和材料。在改變其中的一個(gè)或多個(gè)變量時(shí)，可以成功地改變擁有圖象的區(qū)域和無(wú)圖象的區(qū)域中的閃光程度。例如，當(dāng)成象單元104是諸如織物之類(lèi)的網(wǎng)紋表面(如聚酯編制的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu))時(shí)，與不用這種網(wǎng)紋表面制作的閃光片相比，閃光效果可以大大增強(qiáng)。閃光效果增強(qiáng)的閃光片的顯微照片表明立方體角單元重新取向的程度比不用網(wǎng)紋成象單元形成的閃光片大得多，包括數(shù)組彼此重疊的立方體角單元。我們認(rèn)為增強(qiáng)的閃光效果與入射到堆積在一起的立方體角單元上的光線(xiàn)可利用的補(bǔ)充反射路徑有關(guān)。因此，本發(fā)明的制品形成閃光圖象的能力有個(gè)范圍，這個(gè)范圍借助改變這些和其它變量可以達(dá)到。
能帶有圖象的閃光片還可以借助第二種技術(shù)直接由模具制備。按照第一種技術(shù)(圖8)制備在不閃光的背景上顯示閃光圖象或在閃光的背景上顯示不閃光圖象的片所用的任何方法基本上都可以應(yīng)用于第二種技術(shù)(圖11)。顯示圖象的閃光片可以作為沉積和/或固化模具材料所依據(jù)的圖案使用。揭掉有圖案的閃光片，顯露出剛剛形成的模具，該模具帶有在提花材料上形成的圖象。采用這種模具生產(chǎn)的薄片能閃光、顯示閃光效果且包含圖象，該圖象是施加給制備模具所用的原始片的。印制的、沉積的、或借助各種技術(shù)直接在立方體角單元暴露的背面上形成的圖象都可以在模具制作過(guò)程中忠實(shí)地復(fù)制下來(lái)。置于片體層58上的圖象也可以在模具制作過(guò)程中最終被復(fù)制下來(lái)。
對(duì)于某些應(yīng)用，特別是依據(jù)第一種技術(shù)(即采用加熱和/或加壓)生產(chǎn)閃光制品時(shí)，用在立方體角單元中的聚合物材料優(yōu)選硬的剛性材料。例如，該聚合物材料可以是熱塑性的或可交聯(lián)的樹(shù)脂。這種聚合物的彈性模量?jī)?yōu)選大于大約10×108帕斯卡，更優(yōu)選大于大約13×108帕斯卡。
可以用于立方體角單元的熱塑性聚合物材料包括丙烯酸類(lèi)聚合物，如聚甲基丙烯酸甲酯；聚碳酸酯；纖維素材料，如醋酸纖維素、乙酸丁酸纖維素、硝酸纖維素；環(huán)氧樹(shù)脂；聚氨酯；聚酯，如聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯；含氟聚合物，如聚氯氟乙烯、聚偏二氟乙烯；聚鹵化乙烯，如聚氯乙烯或聚偏二氯乙烯；聚酰胺，如聚己內(nèi)酰胺、聚氨基己酸、亞己基二胺與己二酸的共聚物、酰胺與酰亞胺的共聚物和酯與酰亞胺的共聚物；聚醚酮；聚醚酰亞胺；聚烯烴，如聚甲基戊烯；聚苯醚；聚苯撐硫醚；聚苯乙烯和苯乙烯的共聚物，如苯乙烯與丙烯腈的共聚物、苯乙烯-丙烯腈-丁二烯的共聚物；聚砜；硅氧烷改性的聚合物(即包含少量的(小于10wt％)硅氧烷的聚合物)，如硅氧烷聚酰胺、硅氧烷聚碳酸酯；氟改性的聚合物，如全氟聚對(duì)苯二甲酸乙二酯；以及上述聚合物的混合物，如聚酯與聚碳酸酯的共混物和含氟聚合物與丙烯酸類(lèi)聚合物的共混物。
立方體角單元還可以由反應(yīng)型樹(shù)脂系統(tǒng)制造，該系統(tǒng)能夠憑借自由基聚合機(jī)理通過(guò)暴露在光化輻射之下交聯(lián)。此外，這些材料可以利用熱引發(fā)劑(如過(guò)氧化苯二甲酰)借助加熱聚合。由輻射引發(fā)的可以陽(yáng)離子方式聚合的樹(shù)脂也可以采用。
適合形成立方體角單元的反應(yīng)型樹(shù)脂可以是光引發(fā)劑和至少一種帶丙烯酸酯基團(tuán)化合物的共混物。優(yōu)選的樹(shù)脂共混物包含雙官能團(tuán)或多官能團(tuán)的化合物，以保證在輻照時(shí)形成交聯(lián)的聚合物網(wǎng)絡(luò)。
能夠憑借自由基機(jī)理聚合的樹(shù)脂實(shí)例包括由環(huán)氧樹(shù)脂、聚酯、聚醚和聚氨基甲酸酯衍生的丙烯酸系樹(shù)脂；乙烯系不飽和化合物；至少有一個(gè)丙烯酸酯側(cè)基的氨基塑料的衍生物；至少有一個(gè)丙烯酸酯側(cè)基的異氰酸酯的衍生物；不同于丙烯酸化的環(huán)氧化物的環(huán)氧樹(shù)脂；以及它們的混合物和組合物。在本文中使用的術(shù)語(yǔ)“丙烯酸酯”包括丙烯酸酯和異丁烯酸酯。授權(quán)給Marens的美國(guó)專(zhuān)利第4,576,850號(hào)揭示了一些交聯(lián)樹(shù)脂的實(shí)例，這些樹(shù)脂可以用于閃光逆反射片的立方體角單元。
乙烯系不飽和樹(shù)脂包括單體化合物和聚合物兩者，它們都包含碳、氫、氧原子，而且非必選地包含氮、硫和鹵素原子。氧或氮原子或兩者通常存在于酯、醚、氨基甲酸酯、酰胺或脲的基團(tuán)中。乙烯系不飽和化合物優(yōu)選具有低于4,000的分子量，并且優(yōu)選通過(guò)包含脂族單羥基或脂族多羥基的化合物與諸如丙烯酸、異丁烯酸、衣康酸、巴豆酸、異巴豆酸、馬來(lái)酸之類(lèi)的不飽和羧酸反應(yīng)制成的樹(shù)脂。
具有丙烯酸或異丁烯酸基團(tuán)的化合物的一些實(shí)例羅列如下。列出的化合物僅僅說(shuō)明性的，而不是限制。
(1)單官能團(tuán)化合物丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸異丁酯、2-乙基己基丙烯酸酯、丙烯酸己酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸異辛酯、丙烯酸異冰片酯、丙烯酸四氫糠酯、丙烯酸2-苯氧基乙酯、N,N-二甲基丙烯酰胺；(2)雙官能團(tuán)化合物二丙烯酸1,4-丁二醇酯、二丙烯酸1,6-己二醇酯、二丙烯酸新戊二醇酯、二丙烯酸乙二醇酯、二丙烯酸三乙二醇酯、二丙烯酸四乙二醇酯和二丙烯酸二乙二醇酯。
(3)多官能團(tuán)化合物三丙烯酸三羥甲基丙烷酯、三丙烯酸甘油酯、三丙烯酸異戊四醇酯、四丙烯酸異戊四醇酯和三(2-丙烯酰氧基乙基)異氰脲酸酯。
其它乙烯系不飽和化合物和不飽和樹(shù)脂的另一些代表性實(shí)例包括苯乙烯、二乙烯基苯、乙烯基甲苯、N-乙烯基吡咯酮、N-乙烯基己內(nèi)酰胺、單烯丙基酯、多烯丙基酯和多甲代烯丙基酯，如苯二甲酸二烯丙基酯、己二酸二烯丙基酯，以及羧酸的酰胺，如N,N-二烯丙基己二酰胺。
可以與丙烯酸化合物共混的光聚合引發(fā)劑的實(shí)例包括下述說(shuō)明性引發(fā)劑鄰苯甲酸芐酯、鄰苯甲酸甲酯、安息香、安息香乙醚、安息香異丙醚、安息香異丁醚等，二苯甲酮/叔胺，苯乙酮，如2,2-二乙氧基苯乙酮、芐基甲基縮酮、1-羥基環(huán)己基二苯酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基丙酮、1-(4-異丙基苯基)-2-羥基-2-甲基-丙酮、2-芐基-2-N,N-二甲基氨基-1-(4-嗎啉代苯基)-丁酮、(2,4,6-三甲基苯甲?；?二苯膦的氧化物、2-甲基-1-4-(甲硫基)苯基-2-嗎啉代丙酮、雙(2,6-二甲氧基苯甲酰)-2,4,4-三甲基戊基膦的氧化物等等。這些化合物可以單獨(dú)使用，也可結(jié)合使用。
可以陽(yáng)離子方式聚合的材料包括但不限于包含環(huán)氧和乙烯基醚官能團(tuán)的材料。這些系統(tǒng)是由諸如三芳基锍和二芳基碘翁之類(lèi)的翁鹽引發(fā)劑進(jìn)行光引發(fā)的。
適合在立方體角單元中使用的優(yōu)選的聚合物包括聚碳酸酯、聚甲基異丁酸酯、聚苯二甲酸乙二酯、脂族聚氨酯和交聯(lián)的丙烯酸酯，如多官能團(tuán)的丙烯酸酯或丙烯酸化的環(huán)氧化物、丙烯酸化的聚酯、以及與單或多官能團(tuán)的單體共混的丙烯酸化的聚氨酯。優(yōu)選這些聚合物是因?yàn)橄率龅囊粋€(gè)或多個(gè)理由熱穩(wěn)定性、環(huán)境穩(wěn)定性、透明性、從工具或模具上脫模的能力、或承接反射涂層的能力。
在接合層中使用的聚合物材料可以與在立方體角單元中使用的聚合物相同。非必選的接合層優(yōu)選與立方體和片體層有平滑的界面。在有接合層存在時(shí)，在大多數(shù)情況下該接合層與立方體角單元成為一體。所謂“成為一體”指的是接合層與立方體角單元是由單一的聚合物材料形成的，而不是兩種不同的聚合物層事后結(jié)合到一起。在立方體角單元或接合層中使用的聚合物可以具有與片體層不同的折射指數(shù)。盡管希望接合層由類(lèi)似于立方體所用的聚合物制作，但也可以由較軟的聚合物制作，例如前面介紹的那些用于片體層的聚合物。
片體層可以包括低彈性模量的聚合物，以便容易彎曲、卷曲、撓曲、順應(yīng)或伸展，以及允許立方體角單元在有序陣列承受加熱和加壓時(shí)重新取向。彈性模量可以低于5×108帕斯卡，也可以低于3×108帕斯卡。但是并非總是需要低彈性模量片體層。如果需要制作撓性較差的閃光逆反射片，可以使用片體層彈性模量較高的逆反射片，例如采用剛性的聚乙烯，其彈性模量大約是21×108帕斯卡至34×108帕斯卡。通常，片體層的聚合物具有低于50℃的玻璃化溫度。優(yōu)選這樣的聚合物，以致該聚合物材料暴露在其加工條件下保持其物理完整性。希望聚合物具有高于50℃的Vicat軟化溫度。盡管適合立方體角單元和片體層的聚合物材料的某種組合容許片體層的聚合物有較高程度的收縮，但是仍然希望聚合物的線(xiàn)性(脫)模后收縮小于1％。優(yōu)選的用于片體層的聚合物材料是耐紫外輻射降解的，以致逆反射片可以長(zhǎng)期在戶(hù)外使用。如上所述，這種材料或聚合物的片體層是能夠透光的，并且優(yōu)選本質(zhì)上是透明的材料。經(jīng)消光處理的片體層薄膜是有用的，該薄膜在涂上樹(shù)脂組合物時(shí)變成透明的，或在制造過(guò)程中變成透明的，例如，響應(yīng)用于形成立方體角單元陣列的固化條件。片體層可以是單層的，如果需要也可以是多層的。在片體層中可以使用的聚合物實(shí)例包括氟化聚合物諸如聚三氟氯乙烯，例如購(gòu)自3M公司(St.Paul,Minnesota)的Kel-F800TM；四氟乙烯與六氟丙烯的共聚物，例如購(gòu)自Norton Performance公司(Brampton,Massachusetts)的Exac FEPTM；四氟乙烯與全氟(烷基)乙烯基醚的共聚物，例如購(gòu)自Norton Performance公司的Exac PEATM；以及二氟乙烯與六氟丙烯的共聚物，例如購(gòu)自Pennwalt公司(Philadelphia,Pennsylvania)的Kynar Flex-2800TM；含離子鍵的乙烯共聚物諸如含鈉或鋅離子的乙烯與異丁烯酸的共聚物，例如購(gòu)自E.I.duPont Nemours公司(Wilmington,Delaware)的Surlyn-8920TM和Surlyn-9910TM；低密度聚乙烯諸如低密度聚乙烯，線(xiàn)性低密度聚乙烯和密度非常低的聚乙烯；增塑的鹵化乙烯聚合物諸如增塑的聚氯乙烯；無(wú)或未增塑的剛性的乙烯聚合物諸如購(gòu)自Klockner Pentaplast ofAmeerica公司(Gordonsville Virginia)的PentaprintTMPR l80；聚乙烯的共聚物包括酸官能團(tuán)的聚合物，例如乙烯與丙烯酸的共聚物、乙烯與異丁烯酸的共聚物、乙烯與馬來(lái)酸的共聚物、乙烯與富馬酸的共聚物；丙烯酸官能團(tuán)的聚合物，例如乙烯與丙烯酸烷基酯的共聚物，其中烷基為甲基、乙基、丙基、丁基等，即CH3(CH2)n-，其中n為0至12，以及乙烯與乙烯基乙酸酯的共聚物；以及來(lái)源于下述單體的脂族或芳香族的聚氨酯(1)二異氰酸酯類(lèi)雙環(huán)己基甲烷-4,4-二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、1,6-六亞甲基二異氰酸酯、環(huán)己基二異氰酸酯、二苯甲烷二異氰酸酯和它們的組合；(2)聚二醇類(lèi)聚己二酸戊二醇酯、聚四亞甲基醚二醇、聚乙二醇、聚己內(nèi)酯二醇、聚1,2-環(huán)氧丁烷二醇及其組合；以及(3)增鏈劑，例如丁二醇或己二醇。市售的聚氨酯包括購(gòu)自Morton International公司(Seabrook,New Harmpshire)的PN-04或3429、或購(gòu)自B.F.Goodrich公司(Cleveland,Ohio)的X-4107。上述聚合物的組合也可以在片體部分的片體層中使用。適合片體層的優(yōu)選的聚合物包括乙烯共聚物，該共聚物包含含有羧基或羧酸酯基的單元，例如乙烯與丙烯酸的共聚物、乙烯與異丁烯酸的共聚物、乙烯與乙烯基乙酸酯的共聚物；含離子鍵的乙烯共聚物；增塑的聚氯乙烯；和脂族聚氨酯。優(yōu)選這些聚合物是由于下述的一個(gè)或多個(gè)理由穩(wěn)定的機(jī)械性能、與接合層或立方體角單元粘接良好、透明性、以及環(huán)境穩(wěn)定性。
為立方體角單元或片體層選擇樹(shù)脂可以導(dǎo)致固化后形成互穿網(wǎng)絡(luò)。針對(duì)滲透作用很容易篩選立方體角單元和片體層所用的樹(shù)脂的特殊組合，只需將一定數(shù)量的立方體角樹(shù)脂涂到片體層上。Priola,A.、Gozzelino,G.和Ferrero,F.揭示了一種適合這個(gè)目的的表面玻璃試驗(yàn)(參閱Proceedings of the Ⅷ International Conference in Organic CoatingsSciece and Technology,Athens,Greece,1987年7月7-11日，第308-318頁(yè))。還可參閱1995年6月7日申請(qǐng)的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)第07/472,444號(hào)。
在一個(gè)包含聚碳酸酯的立方體角單元和/或聚碳酸酯的接合層和包含乙烯異丁烯酸的共聚物、乙烯乙烯基乙酸酯的共聚物或乙烯丙烯酸酯的共聚物之類(lèi)的乙烯共聚物的片體層的實(shí)施方案中，將一薄薄的系層(未示出)置于片體層與接合層或立方體角單元之間可以改善這些界面之間的粘接?？梢栽谄w層被層壓到接合層或立方體角單元上之前在片體層上涂系層?？梢岳孟率霾牧献鳛楸⊥繉油肯祵又寰郯滨サ挠袡C(jī)溶液，例如購(gòu)自Permuthane公司(Peabody,Massachusetts)的PermuthaneTMU26-248、購(gòu)自K.J.Quinn公司(Seabrook,New Hampshire)的Q-thaneTMQC-4820；脂族聚氨酯的水分散體例如購(gòu)自美國(guó)ICI樹(shù)脂公司(Wilmington,Massachusetts)的NeoRezTMR-940、R-9409、R-960、R-962、R-967和R-972；丙烯酸聚合物的水分散體，例如美國(guó)ICI樹(shù)脂公司(Wilmington,Massachusetts)的NeoCrylTMA-601、A-612、A-614、A-621和A-6092；或丙烯酸烷基酯與脂族氨基甲酸酯的共聚物的水分散體，例如購(gòu)自美國(guó)ICI樹(shù)脂公司(Wilmington,Massachusetts)的NeoPacTMR-9000。此外，可以層壓放電法(如電暈處理或等離子體處理)進(jìn)一步改善系層與片體層、或系層與接合層、或系層與立方體角單元的粘接。
依據(jù)第二種技術(shù)生產(chǎn)的立方體角逆反射片可以用前面討論的可在第一種技術(shù)中應(yīng)用的聚合物制造。這就是說(shuō)，立方體角單元可以包括較硬的即高彈性模量的聚合物、片體部分可以包括較軟的即彈性模量較低的聚合物。除了這些材料之外，包括諸如聚酯或聚碳酸酯之類(lèi)較硬的片體層聚合物的立方體角片還可以借助第二種技術(shù)制造。進(jìn)而，當(dāng)借助第二種技術(shù)制造逆反射片時(shí)，可應(yīng)用于立方體角單元的化學(xué)比在第一種技術(shù)中寬廣，即立方體角單元既可以包括硬的聚合物也可以包括軟的聚合物。Wilson等人于1996年4月1日申請(qǐng)的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)第08/625,857號(hào)揭示了可以在本發(fā)明的立方體角單元中使用的聚合物實(shí)例。
在按照第二種技術(shù)制備本發(fā)明的制品時(shí)，軟的聚合物，即彈性模量低于10×108帕斯卡的聚合物，可以用于生產(chǎn)閃光的逆反射片中的立方體角單元。在第二種技術(shù)中，立方體角單元不經(jīng)受在第一種技術(shù)的分批法或連續(xù)法中的加熱和/或加壓環(huán)境，因?yàn)榱⒎襟w角單元的取向是由模具結(jié)構(gòu)確定的。這就是說(shuō)，由第二種技術(shù)制造的閃光片直接接受來(lái)自模具的立方體角單元的取向。所以，立方體角單元的變形大可不必?fù)?dān)心，而且生產(chǎn)整個(gè)結(jié)構(gòu)僅僅包括軟聚合物(或由軟聚合物組成)的閃光片是可能的。
利用第二種技術(shù)制造立方體角閃光片所用的軟聚合物實(shí)例包括柔軟的聚鹵化乙烯，如聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯；PVC-ABS；活性乙烯基樹(shù)脂和非活性乙烯基樹(shù)脂；丙烯酸乙烯酯；丙烯酸乙烯酯與丙烯酸化的環(huán)氧樹(shù)脂的混合物；烷基烷氧基硅烷；丙烯酸化的聚硅氧烷；聚氨酯；丙烯酸化的聚氨酯；聚酯；丙烯酸化的聚酯；丙烯酸化的油類(lèi)；聚四氟乙烯；氟乙烯與氟丙烯的共聚物；乙烯與四氟乙烯的共聚物；聚丁烯；聚丁二烯；聚甲基戊烯；聚乙烯諸如低密度聚乙烯、高密度聚乙烯和線(xiàn)形低密度聚乙烯；乙烯乙酸乙烯酯的共聚物；乙烯丙烯酸乙酯的共聚物。
這些聚合物可以單獨(dú)使用，也可以混合起來(lái)使用。再者，它們可以與在第一種技術(shù)中介紹的那些聚合物共混，以借助第二種技術(shù)得到閃光的立方體角逆反射片。此外，調(diào)整反應(yīng)型聚合物或在第一種技術(shù)中列出的共混物的交聯(lián)密度也可以獲得較軟的材料。非反應(yīng)型的聚合物的性質(zhì)可以借助改變添加劑(如增塑劑)的濃度或借助選擇不同的聚合級(jí)進(jìn)行調(diào)整。
著色劑、UV吸收劑、光穩(wěn)定劑、自由基清除劑或抗氧劑、工藝助劑(如防粘連劑、脫模劑、潤(rùn)滑劑)和其它添加劑可以添加到片體部分或立方體角單元。特別選定的著色劑當(dāng)然取決于逆反射片需要的顏色。著色劑通常的添加量在大約0.1wt％至0.5wt％。UV吸收劑的添加量通常在大約0.5wt％至2.0wt％。UV吸收劑實(shí)例包括苯并三唑的衍生物，例如購(gòu)自Ciba-Geigy公司(Ardsley,New York)的TinuvinTM327、328、900、1130、Tinuvin-pTM；二苯酮的化學(xué)衍生物，如購(gòu)自BASF公司(Clifton,New Jersey)的UvinulTM-M40、408、D-50，購(gòu)自Neville-Synthese Oganics公司(Pittsburgh,Pennsylvania)的SyntaseTM230、800、1200；或丙烯酸二苯酯的化學(xué)衍生物，如購(gòu)自BASF公司(Clifton,New Jersey)的UvinulTM-N35、539?？梢允褂玫墓夥€(wěn)定劑包括受阻胺，其用量通常為大約0.5wt％至2.0wt％。受阻胺光穩(wěn)定劑的實(shí)例包括購(gòu)自Ciba-Geigy公司(Ardsley,New York)的TinuvinTM-144、292、622、770和ChemassorbTM-944。自由基清除劑或抗氧劑包括受阻酚樹(shù)脂，如購(gòu)自Ciba-Geigy公司(Ardsley,New York)的IrganoxTM-1010、1076、1035或MD-1024、或IrgafosTM-168?？梢蕴砑由倭康钠渌に囍鷦?通常不超過(guò)聚合物樹(shù)脂重量的1％)，以改善樹(shù)脂的可加工性。有用的工藝助劑包括購(gòu)自Glyco公司(Norwork,Connecticut)的脂肪酸酯或脂肪酸酰胺；購(gòu)自Henkel公司(Hoboken,New Jersey)的硬脂酸金屬鹽；或購(gòu)自HoechstCelanece公司(Someerville,New Jersey)的Wax ETM。還可以將阻燃劑添加到制作本發(fā)明的閃光片的聚合物材料中以便優(yōu)化其總體性能以及可能與其連接的制品的性能，其中所述阻燃劑如購(gòu)自Sauromer公司(Exton,Pennsylvania)的SR 640、或購(gòu)自FMC公司(Philadelphia,Pennsyl-vania)的磷酸三(甲苯酯)，KronitexTMTCP。
柔軟的閃光逆反射片可以在不規(guī)則的表面上作裝飾品。例如將這些閃光片貼上作小裝飾品的有絲帶，眼鏡框，碎條，金屬箔；包裝用品如薄紙，紙袋，包裹紙，賀卡等裝飾品；家庭裝飾品如貼墻紙和窗戶(hù)裝飾物；編制品；玩具裝飾品；還可用在卡車(chē)拖車(chē)的尾部、柔軟服裝、警告旗幟和交通指揮棒等處，使其標(biāo)志鮮明等等。閃光的逆反射片還可以壓花或以其它方法裝配到三維結(jié)構(gòu)中，就象在與本申請(qǐng)同一天申請(qǐng)的題為"Formed Ultra-Flexible Retroflective Cube-Corner Composite sheetingwith Target Optical Properties and Method for Making Same"的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)第08/641,126號(hào)中所介紹的那樣。
下面借助實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明。盡管這些實(shí)施例是為了這種末端，但是應(yīng)當(dāng)理解所用的具體組份以及其它條件和細(xì)節(jié)并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明不適當(dāng)?shù)南拗?。?shí)施例實(shí)施例1-利用電成型模具生產(chǎn)的閃光非逆反射薄片閃光立方體角逆反射薄片--在美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)朜O.08/640,326的例子1H中已敘述過(guò)-題名是“閃光立方體角逆反射薄片”(代理人案卷號(hào)52373USA3A)和本申請(qǐng)?jiān)谕惶焯岢?-是定位在背襯載體上并用兩側(cè)的粘膠帶就地固定。借助化學(xué)沉積在整個(gè)表面上提供金屬銀鍍層，以便為閃光的立方體角逆反射片的電鍍提供導(dǎo)電性。得到的組件浸沒(méi)在氨基磺酸鎳鍍槽中，其中包含16盎司/加侖(120g/L)的鎳、0.5盎司/加侖(3.7g/L)的溴化鎳和4.0盎司/加侖(30g/L)的硼酸。鍍槽的的其余部分填充蒸餾水。將一定數(shù)量的陽(yáng)極S-鎳顆粒放在懸掛在鍍槽中的鈦籃中。在鍍槽內(nèi)鈦籃周?chē)峁┚郾┚幙棿圆东@顆粒。通過(guò)5微米的過(guò)濾器連續(xù)地過(guò)濾電鍍液。鍍槽溫度保持在90°F(32℃)、電鍍液中pH值保持4.0。施加20安培/平方英尺(215安培/平方米)的電流密度，維持24小時(shí)，同時(shí)以6轉(zhuǎn)/分鐘的速度連續(xù)地旋轉(zhuǎn)安裝在鍍槽內(nèi)的薄片，以增強(qiáng)沉積的均勻性。在從電成形浴中取出后，將能呈現(xiàn)閃光效果的立方體角逆反射片從沉積的金屬上剝下來(lái)，以獲得鎳模具，其厚度大約0.025英寸(大約0.063cm)，該模具是原閃光的立方體角逆反射片的負(fù)映象。盡管該模具不呈現(xiàn)薄片能呈現(xiàn)的彩虹色調(diào)，但該模具單獨(dú)顯示閃光特性。
將54.2份LSR-9151-200P重量的液體硅橡膠部分A和5.4份LSR-91951-200P重量的部分B(這二部分A和B來(lái)自Dow Corning,Midland,Michigan)完全地?cái)噭?，然后在室溫情況下用抽真空的方法排氣15分鐘，混合的結(jié)果是可以將其全部倒入模具的型腔中。模具應(yīng)加熱到370°F保溫10分鐘，然后冷卻到室溫。從模具內(nèi)取出固化的薄片后，得到一個(gè)不透明的白色薄片，它能從薄片的背面完美的閃光并是非逆反射的。
實(shí)施例2采用了實(shí)施例1的那種電成型模具生產(chǎn)方法。將32.7克的SX863深紅色塑料溶膠屏印刷墨水(Plasto-O-Meric,Sussx,Wisconsin)和13.6克的Di-isononylphthalate(Exxon Chemical Company,Houston,Texas)完全地?cái)嚢?，然后倒入模具中。模具?yīng)加熱到390°F并保溫15分鐘，然后冷卻到室溫。從模具內(nèi)取下薄片可得到一暗紅色的閃光薄片，它是非逆反射的并閃閃發(fā)光。
實(shí)施例3采用了實(shí)施例1的那種電成型模具生產(chǎn)方法。將36.7克的SX863深紅色塑料溶膠屏印刷墨水和30.5克M2112熱密封塑料溶膠(兩者都來(lái)自Plasto-O Meric,Sussex,Wisconsin)完全地?cái)噭?，然后倒入模具中。此時(shí)該模具先在一塊熱平板座上保持低溫2分鐘，然后加熱到370°F并保溫10分鐘，再冷卻到室溫。從模具內(nèi)取下此薄片可得到一塊光亮的深紅色閃光薄片，它是非逆反光的并從薄片的兩面都能閃閃發(fā)光。從光線(xiàn)透射過(guò)薄片的前面產(chǎn)生的閃光是紅色的，而透射過(guò)薄片后面的閃光則是白色的。
實(shí)施例4采用了實(shí)施例1的那種電成型模具生產(chǎn)方法。將32.7克的SX863深紅色塑料溶膠屏印刷墨水和12.1克SX863深蘭色印刷用塑料溶膠以及41.6克M2112熱密封塑料溶膠(以上三者來(lái)自Plasto-O Meric,Wisconsin)完全地?cái)噭?，然后倒入模具中。此時(shí)該模具先在一塊熱平板座上保持低溫2分鐘，然后加熱到370°F并保溫10分鐘，再冷卻到室溫。從模具中取出此薄片可得到一種綠色閃光薄片，它是非逆反光的并從薄片的兩面呈現(xiàn)出閃光效應(yīng)。從光線(xiàn)投射過(guò)薄片前面產(chǎn)生的閃光是綠色的，而透射過(guò)薄片后面的閃光則是白色的。
所有以上引用的專(zhuān)利和專(zhuān)利申請(qǐng)都全文并入本專(zhuān)利申請(qǐng)中。
如上述討論的說(shuō)明，本發(fā)明可能有許多修改和變化，但并不違背它的總的范圍和精神。因此，本發(fā)明是不受以上說(shuō)明的限制，只受權(quán)利要求書(shū)和其等同物的約束。
權(quán)利要求
1．一種非逆反射片，包括立方體角單元的陣列，立方體角單元在陣列中的排列致使該非逆反射片在有光線(xiàn)入射到其上時(shí)閃閃發(fā)光。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的非逆反射片，其中立方體角單元的陣列是由三組交叉凹槽定義的，其中每個(gè)凹槽組都包括兩條或多條大體平行的凹槽，而且至少在其中一組中的至少一條凹槽內(nèi)毗鄰的立方體角單元的面的排列致使毗鄰面之間的二面角α沿著該組中的凹槽變化。
3．根據(jù)權(quán)利要求1-2的非逆反射片，其中在三組交叉的凹槽中每組都至少有一凹槽，在該凹槽內(nèi)毗鄰的立方體角單元表面的排列致使毗鄰面之間的二面角α在這三個(gè)凹槽組中都沿著凹槽變化。
4．根據(jù)權(quán)利要求1-3的非逆反射片，其中每個(gè)立方體角單元都有一底平面，而且立方體角單元的排列致使這些底平面在非逆反射片平放時(shí)并不全都在同一公共平面內(nèi)。
5．根據(jù)權(quán)利要求1-4的非逆反射片，其中至少在一部分陣列中立方體角單元是隨機(jī)傾斜的，其中立方體角單元的高度大約是20至200微米，而且毗鄰頂點(diǎn)之間平均高度變化為1至40微米。
6．根據(jù)權(quán)利要求1-5的非逆反射片，其中立方體角單元具有底邊，在非逆反射片平放時(shí)這些底邊不在同一公共平面內(nèi)。
7．根據(jù)權(quán)利要求2-6的非逆反射片，其中角α在35°至115°范圍內(nèi)。
8．根據(jù)權(quán)利要求1-7的逆反射片，該反射片在不閃光的背景上包含閃光的圖象、在閃光的背景上包含閃光的圖象、或在閃光的背景上包含不閃光的圖象。
9．根據(jù)權(quán)利要求1的非逆反射片，其中這種閃光每平方厘米至少產(chǎn)生大約50個(gè)光點(diǎn)。
10．根據(jù)權(quán)利要求1-9的非逆反射片，其中立方體角單元陣列從主體部分投射出來(lái)，而立方體角單元或主體部分兩者之一是不透明的，也可以?xún)烧叨疾煌该鳌?br> 11．根據(jù)權(quán)利要求1-10的非逆反射片，其中不透明性是由填料，不透明的色素或絮片提供的。
12．根據(jù)權(quán)利要求1-11的非逆反射片，其中立方體角單元陣列從具有前表面的主體部分投射出來(lái)，而前表面是和一個(gè)不透明的表面并列在一起，使該薄片為非逆反射性。
13．包括根據(jù)權(quán)利要求1-12的非逆反射片所組成的裝飾物品。
14．根據(jù)權(quán)利要求13的裝飾物品，可以是絲帶、眼鏡框、碎條、金屬箔、包裹紙、賀卡、裝飾品、墻紙、窗戶(hù)裝飾品或編織品。
全文摘要
一種閃光非逆反射片(60),包括立方體角單元(30)的陣列,這些角單元是這樣排列的,以致在光照射時(shí)能使該非逆反射光片閃閃發(fā)光。這種閃光由許多不連續(xù)的光點(diǎn)以閃爍發(fā)光的形式表現(xiàn)出來(lái)。該陣列可以這樣構(gòu)成,使在槽組45,46,或47之一的每條凹槽中其毗鄰立方體角單元30的毗鄰立方體面31之間的二面角是變化的,而且在該非逆反射片60平放時(shí)底平面36彼此不平行。優(yōu)選的是基本上在所有凹槽中的毗鄰立方體角單元30的面31之間的二面角α都是變化的,以致在整個(gè)陣列中立方體角單元是隨機(jī)傾斜的。這種閃光片能作成各種裝飾物,在美術(shù)或裝飾行業(yè)中是非常有用的。
文檔編號(hào)G02B5/12GK1217066SQ96180279
公開(kāi)日1999年5月19日 申請(qǐng)日期1996年8月13日 優(yōu)先權(quán)日1996年4月30日
發(fā)明者保羅·E·馬瑞克, 吉尼恩·M·舒斯塔, 麥斯歐·R·阿特金森, 查瑞·M·福瑞, 小奧斯特·本森 申請(qǐng)人:明尼蘇達(dá)礦業(yè)和制造公司