专利名称：闪闪发光的立方体角逆反射片的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种立方体角逆反射片，该反射片暴露在光线下时闪闪发光。
本发明的现有技术逆反射片的特征在于它将大量的入射光线反射回光源的能力。这种独特的能力推动了逆反射片在要求在夜间能被看到的标志、路障、锥形交通路标、衣服和其它物品上的广泛运用。逆反射片将提高贴逆反射片的制品的醒目性，特别是在夜间。
非常普通的逆反射片利用立方体角单元阵列反射光线。
图1和图2说明这种逆反射片的实例，通常用数字10表示。立方体角单元12的阵列从片体部分14的第一侧面(即后侧)凸起，片体部分包括片体层18(在此项技术中也被称为覆盖层)，还可以包括接合层16。光线通过前表面21进入立方体角逆反射片10，然后通过片体部分14照射在立方体角单元12的平面22上，如箭头23所示按入射方向返回。
图2展示立方体角单元12的背面，其中每个立方体角单元12都呈三面棱镜的形状，该棱镜有三个暴露的平面22。已知的阵列中立方体角单元12通常是由三组平行的V形槽25、26和27定义的。在每条槽中毗邻立方体角单元12的毗邻平面22形成外二面角(二面角是由两个相交平面形成的角)。沿着阵列中的每条槽这个外二面角都是恒定的。对于过去生产的各种各样的立方体角阵列(包括在下面的段落中引证的专利所揭示的那些阵列)全是这种情况。
定义每个独立的立方体角单元12的平面22本质上通常是彼此垂直的，就象房间的一个角。内二面角(即在每个独立的立方体角单元12上的平面22之间的夹角)通常是90°。但是，正象在此项技术中已知的那样，这个内角可以稍微偏离90°，参阅授权给Appeldorn等人的美国专利第4,775,219号。尽管每个立方体角单元12的顶点24可以垂直地对准其底面中心(例如，参阅美国专利第3,684,348号)，但是该顶点也可以象在授权给Hoopman的美国专利第4,588,258号所揭示的那样偏离该中心。在美国专利第5,138,488、4,066,331、3,923,378、3,541,606号和Re29,396中揭示了立方体角的其它构型。
尽管已知的立方体角逆反射片有各种各样的构型可以提供非常有效的夜间逆反射性，并因此提供非常有效的夜间醒目性，但是已知的逆反射片在白天的照明条件下其醒目性略受限制。这是因为在白天条件下反射光线在周围的环境光线中不易辨认。因此，已采取其它措施以提高白天的醒目性，包括在逆反射片中添加荧光染料，参阅美国专利第5,387,458和3,830,682号。或者，象在授权给Coderre的美国专利第5,272,562号所揭示的那样，将不透明的白色颜料颗粒分散在立方体角单元的正面。尽管目前已知的技术对提高逆反射片白天的醒目性是非常有效的，但是它们的缺点在于为了提高醒目性必须添加另一种组份，即染料或颜料。
本发明的概述为了提高逆反射片在白天的醒目性，本发明提供一种截然不同的新途径。本发明并非象现有技术那样采用荧光染料或鲜亮颜料，而是通过使逆反射片具有吸引目击者注意力的闪光效果来增强醒目性。简单地说，本发明是一种逆反射片，该逆反射片包括一立方体角单元阵列，其中立方体角单元在阵列中的排列使该逆反射片在被光线照射时闪闪发光。正象在下面将要详细介绍的那样，不管是否已将密封膜粘接到立方体角单元阵列上，这种闪光效果都是显著的。
在此使用的术语“闪光”或“闪闪发光”都是指作为截然不同的光点出现的多重不连续的亮光区，当光线照射在逆反射片上时每个光点通常都可以被观察者的肉眼看到，但是当入射光源相对逆反射片的角度、观察角、逆反射片的方位或这些因素的组合发生变化时，这些光点消失即变成不能被同一观察者的肉眼看到。例如，一些光点可能呈紫色，而另一些可能显示桔红、绿、黄或在可见光谱中的任何其它颜色。
在一些实施方案中，当光线照射到正面或背面时在反射片的正面和背面都可以看到闪光效果。在阳光下观察时，这种闪光效果尤为显著。闪光效果从正面以-90°至+90°的观察角(偏离沿平坦样品法线延伸的入射角(0°)的角度)可以看到。在从背面偏离法线即0°的入射角观看时本发明的逆反射片也可以闪闪发光。即使入射角偏离该反射片的垂线，在所有的角度观看闪光效果也还是显著的。当样品旋转360°时，可以始终看到闪光。在旋转期间，一些光点消失、但另一些光点出现。这提供一宽广的角度范围，在这个角度范围内来自不同的立方体角的光线连续的“闪烁”，导致闪光现象。本发明的逆反射片基本上是在所有的可能的照明和视角的条件下、在所有的组合中都能闪光的逆反射片。
这种闪光增强了薄片白天的醒目性，并在一定程度上提高了它在夜间的醒目性。这种闪光为逆反射片增添了美学感染力，这对于生产诸如产品识别符之类的图象可能是有用的。在下面的详细说明中将更详细地介绍这些优点和其它内容。
附图简要说明图1是现有技术的逆反射片10的剖面图。
图2是图1所示现有技术的逆反射片10的底部视图。
图3是可能在本发明的逆反射片中使用的立方体角单元30的等距图。
图4是依据本发明的逆反射片60的底部视图。
图5是沿图4的5-5线截取的逆反射片60的剖面图。
图6是逆反射片60的底部视图，表明顶端和从参考面到凹槽交叉的高度。
图7是沿图5的7-7线截取的逆反射片60的剖面图。
图8是依据本发明的逆反射产品61的剖视图，该产品有一密封膜63被固定在逆反射片60的背面。
图9是逆反射产品61的主视图，说明封口图案，该图案可以用于在立方体角单元30后面(图8)形成气密的密封舱65(图8)。
图10说明安全背心69，在该背心的外表面70上有本发明的闪闪发光的逆反射片61。
图11是一示意图，说明怎样通过在层压装置71中加热和/或加压将逆反射片10制成依据本发明的闪闪发光的逆反射片。
图12是为了生产依据本发明的闪闪发光的逆反射片60使逆反射片10承受加热和/或加压作用的另一种方法的示意图。
图13是模具79的顶视图，该模具可以用于生产依据本发明的闪闪发光的逆反射片。
图14是依据本发明制作逆反射片60的第二种技术的示意图，该项技术将借助模具79浇铸。
图15是有图象的逆反射片101的主视图，该逆反射片分闪光区102和非闪光区103。
图16a是可以在闪光薄片上产生图象的插入物104a的侧视图。
图16b是可以在闪光薄片上产生图象的插入物104b的侧视图。
本发明的详细叙述在实践本发明时，提供一逆反射片，该逆反射片能在白天的照明条件下呈现闪光效果，在夜间或逆反射照明条件下(尽管没有达到同样显著的程度)也能如此。闪光效果可以使薄片具有良好的日间亮度(brightness)或借助标准化试验(ASTME1349-90)测量的明度(lightness)，其中明度是用亮度系数Y(LFY)表示的。本发明的无色透明的薄片的LFY值可以达到38或更高，甚至达到55或更高。当然，LFY值可能是不同的，这取决于闪光片的颜色。此外，LFY值可以比较高，这取决于在闪光片中存在的纹理或图案的多寡。因为闪光片以无法检测的角度反射大量的的光线，由ASTME1349-90(0/45°或45/0°)强制执行的测量几何学拒绝检测闪光产生的绝大部分明度。当薄片直接在阳光下观察时，该薄片每平方厘米可以显示至少10个光点，优选至少50个光点。在阳光下直接观察时每平方厘米的光点数通常在少于250/cm2。闪光并非象在闪光技术中所做的那样通过在薄片或涂层中掺入金属颗粒或絮片来实现的，参阅美国专利第5,470,058、5,362,374、5,276,075、5,202,180、3,988,494、3,987,229、3,697,070、3,692,731和3,010,845号，而是通过全然不同的新方法实现的，即借助立方体角单元按新的几何排列取向来实现。
在这种新几何排列的优选实施方案中，在立方体角单元阵列中至少一组平行槽内的毗邻立方体角单元的表面是这样排列的，以致在这些表面之间形成的外二面角沿着该组中至少一条凹槽变化。
在另一个优选的实施方案中，在所有的凹槽中毗邻立方体的表面之间的外二面角都变化到这样的程度，以致阵列中的立方体随机倾斜。所述“随机倾斜”指的是在逆反射片中的立方体相对基准平面以不重复的方式倾斜，其中基准平面可以是逆反射片放平时的正面。当立方体的光轴不垂直于基准平面时就认为立方体是“倾斜的”。“光轴”通常被理解为从立方体的顶点向立方体内部延伸并与立方体的每条从该顶点延伸出来的棱边形成相等角度的一条线。换言之，光轴是借助三个平面相交定义的一条直线，其中每个平面平分由立方体角单元的三个平面形成的三个二面角之中的一个二面角。所有过去已知的逆反射片都具有按预定的重复图案排成整个阵列的立方体角单元。如果将已知的立方体角逆反射片看作是一支以整齐的步伐行进的军队，那么随机取向的逆反射片就象喝醉酒的军队，其中每个立方体角单元代表一个独立的士兵，在行进时摇摇晃晃并可能彼此碰撞。
图3说明立方体角单元30，该单元在本发明的逆反射片(60，图4)和现有技术的逆反射片(10，图1)中是有用的。如图所示，立方体角单元30是一个具有三个相互垂直的且相交于该单元顶点34的面31a、31b、31c的实体。立方体角单元的底边35通常是直线并且在一个定义该单元30底面36的平面内。立方体角单元30还有一中心轴线即光轴37，该轴线是由侧面31a、31b和31c定义的内角的三等分线。光轴可以垂直于底面36，也可以象在授权给Hoopman的美国专利第4,588,258号和授权给Szczech的美国专利第5,138,488号中介绍的那样是倾斜的。当入射到底面36上的光线在内部从第一侧面31a反射到第二侧面31b，再反射到第三侧面31c，然后再通过底面36朝光源法线返回时，逆反射就可以发生。除了象在Hoopman的专利中所揭示的那种由具有三角形底平面的三面角锥定义的单个立方体角之外，立方体角单元还可以是由矩形底面、两个矩形侧面和两个三角形侧面定义的，以致每个结构有两个立方体角，每个立方体角诸如在授权给Nelson等人的美国专利第4,938,563号中所揭示的，还可以具有任何其它立方体角形状(参阅授权给Nelson等人的美国专利第4,895,428号)。
图4表示结构表面，即立方体角片60的背面，该表面包括一个单层的立方体角单元30(类似于图3所描绘的单元)的阵列。每个立方体角单元30在底边35都与毗邻的立方体角单元相遇但未必相连。该阵列包括三组大体平行的凹槽45、46和47。在毗邻立方体角单元30的侧面31之间的外二面角(α，图5)在阵列中沿着凹槽45-47变化。在阵列中立方体角单元随机倾斜，并且正因为这样，一个立方体(如立方体30a)的顶点34可能比较接近另一个顶点(如立方体30b)，而立方体30b的顶点又可能远离另一个毗邻的顶点(如立方体30c的顶点)。
图5也说明一个立方体的顶点相对于另一个的位置，另外它还表示立方体的底边35是怎样不落在同一公共平面内的。一个立方体的底边35可以比其它毗邻的立方体角单元更接近或更远离逆反射片60的前表面51。而且在同一立方体中，一条底边35上的点可以比在另一条底边35上的点更接近或更远离前表面51。底边35定义凹槽45-47中最低的点，而且由于边35不全落在同一平面内，所以，这些凹槽沿着它们的长度具有变化的坡度。如果立方体角片有一接合层56，那么它与前表面51的间隔也是不均匀的。当立方体角单元倾斜时，每个立方体角单元的底平面36(图3)是不平行的，而且他们不在同一平面内。许多底平面不与前表面51在同一平面内，即当薄片平放在表面上时这些底平面不平行于该薄片的前表面51。
已经生产出包含立方体角单元的薄片，当该薄片放平时，其中一些单元的底平面不平行于片的前表面。但是，这种薄片已经有立方体角单元阵列，该阵列由于将薄膜密封到阵列的背面(诸如下面参照图8和图9所讨论的)或由于形成气泡(美国专利第5,485,311号、授权给McAllister)在某些区域发生扰动或重新排列。密封线和气泡干扰薄片的前表面和阵列中立方体角单元的取向。所以，为了本发明的目的，薄片在那些受密封线(图8和图9中的项64)或气泡(311号专利的24)干扰的区域中不被看作是“平放的”。在本发明的薄片中底平面36(图3)可以相对基准平面(即薄片平放时的前表面)偏置某个角度，该角度在0°至90°范围内。平放时相对薄片的前表面倾斜的底平面通常与前表面形成一大约1°至10°的角度。
图5还表示外二面角α，该角度定义毗邻的立方体角单元30的面31之间的角度(图4)。角度α可以在一个大体平行的凹槽组中沿着一些或全部凹槽变化，也可以在两个大体平行的凹槽组中沿着一些或全部凹槽变化，还可以在阵列的全部三个凹槽组中沿着一些或全部凹槽变化。在立方体角单元随机倾斜的阵列中，角度α基本上在整个闪光阵列中在毗邻立方体角单元的毗邻面当中随机变化。角度α可以从0°变化到180°，但对于毗邻立方体的面之间的二面角平均变化范围从大约35°到115°。
图6说明顶点34和凹槽交点距薄片的前表面51(图5)的一些典型距离。在阵列左上角的立方体角单元具有与前表面51的间隔为350微米的顶点。而从左上角数第四个立方体具有335微米顶点高度。因此，在彼此相当接近的立方体之间顶点高度有15微米的差异。通常立方体角单元的平均高度从大约20微米至500微米，更典型的是从大约60微米至200微米。对于大约60至200微米高的立方体角单元，毗邻顶点之间的高度变化通常是大约0至60微米，平均大约1至40微米，更典型的是平均5至25微米，而优选平均不超过50微米。对于这种立方体毗邻凹槽交点之间的高度变化通常大约是0至100微米，平均大约3至50微米，而优选平均不超过60微米。就本文的目的而言，“谷底”被定义为在立方体角阵列中V型槽的交点。
片体部分54(图5)中的片体层58(图5)通常具有大约20至1200微米的平均厚度，并且优选的是大约50至400微米。非必选的接合层56(图5)优选保持在最小厚度，从0至小于大约100微米。
在图4-6所示的立方体角单元阵列中，凹槽组45、46和47被表示成平行的。但是，同组凹槽不平行也在本发明的范围内。一些凹槽可以是平行的，而另一些则不平行。一些凹槽可以在薄片的某些区域中平行于同一凹槽组的毗邻凹槽，但也可以与那些凹槽相交或重叠。在这种情况下，立方体角单元可能彼此堆积。只要有两条或多条凹槽大体上彼此平行地朝同一方向延伸，不管凹槽在其它点上是否有交叉、重叠、收敛或发散，都将这些凹槽看作是“大体平行的”。
图7表示立方体角单元与某个平行于逆反射片的前表面51(图5)的平面相交。如图所示，该平面与立方体角单元相交，产生横截面积不同的三角形62。一些立方体可能倾斜到这样的程度，以致相交平面仅仅通过它的顶部，导致小三角形截面，反之矗立的立方体与该平面相交导致的三角形就比较大。因此，即使在阵列中的立方体角单元可以具有相似的尺寸，但是由于立方体相对于基准平面倾斜，在如所述相交时它们产生的三角形的尺寸可能是随机的。
图8表示逆反射产品61，该产品有配置在立方体角单元30背面上的密封膜63。该密封膜借助许多焊封线64越过立方体角单元30层粘接到薄片60的片体层58上。粘接图案产生许多不透气的密封舱65，该密封舱保持立方体/空气界面并阻止潮气与污物与立方体角单元背面接触。为了防止逆反射性损失，保持立方体/空气界面是必要的。
可以利用已知技术将密封膜粘接到逆反射片上，例如参阅美国专利第4,025,159号。焊封技术的实例包括射频焊封、热融合、超声焊封和粘接剂粘合。在将密封膜涂敷到逆反射片的背面上时，必须相当注意密封膜的组成和物理性质。密封膜必须牢牢地粘接在逆反射片上，而且它不应当包含可能对逆反射产品的逆反射性或外观产生不利影响的成分。例如，密封膜不应当包含可能渗出与立方体角单元接触的成分(如染料)。密封膜通常包括热塑性材料，因为这种材料适合借助比较简单通用的热技术熔融。
射频(RF)焊接利用射频能量给聚合物加热来完成焊封。在将射频场施加给带极性基团的热塑性聚合物时，极性基团随着射频转换取向的趋势决定了RF能量被吸收并被转化成动力学运动的程度。动能作为热量传导给整个聚合物分子，而且如果施加足够的RF能量，将足以使聚合物升温、软化。关于RF焊封的详细讨论在美国专利申请第08/472,444号(1995年6月7日申请)和文章“RF Welding and PVC Other ThermoplasticCompounds”(作者J.Leighton,T.Brantley和E.Szabo,ANTEC1992,pp724-728)中可以找到。
密封膜还可以通过热融合固定到逆反射片上，这项技术涉及在热模具或热台板表面之间将热塑材料挤压到一起。接触点形成需要的焊封图案。在热模具或热台板将热塑材料挤压到一起时，接触到的聚合物区域熔融并且聚合物分子趁热流动到一起，在冷却时形成熔融粘接。
一种替代射频焊接和热融合的方法是超声焊接。超声焊接是一种将在喇叭和砧铁之间的两种材料粘接起来的技术。喇叭以超声频率振动，通常在单元20,000-40,000Hz范围内。将压力施加在立方体角片和密封膜上，并且振动能作为热耗散。摩擦加热使聚合物分子软化，在逆反射片和密封膜之间形成熔融粘接。喇叭和砧铁放在适当的位置，以便将加热定位在待粘接的区域。定位加热保证粘接材料在非常小的区域中软化和熔融，从而有助于使周围材料因受热造成的损坏最小。
软化范围宽广的无定形材料采用超声焊接可能优于结晶材料，因为前者倾向于更有效地耗散摩擦热。适合至极适合超声焊接的材料包括尼龙、聚碳酸酯、增塑的聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯、热塑性聚酯、聚丙烯和丙烯酸(酯)类聚合物。聚乙烯和含氟聚合物是不适合超声焊接的材料实例。
超声焊接对其它因素是敏感的，包括批间塑性差异、模塑参数变化、吸湿性、脱模剂、润滑剂、填料、回用料、阻燃剂、颜料和增塑剂。参考下述文献“Heating and Bonding Mechanisms in Ultrasonic Welding ofThermoplastics”，作者M.N.Tolunay,P.R.Dawson和K.K.Wang，发表在Polymer Engineering and Science,1983年9月，Vol.23,No.13,p.726；“Update on Welding:More Science,Less Art”，作者M.Rogers，发表在Plastics Technology,1981年6月，pp.56-62；“UltrasonicWelding”发表在Engineering Materials and Design,1981年4月，pp.31-34。
粘接剂粘接可以借助下述方法实现将粘接剂涂到立方体角片的背面，然后使密封膜与涂了粘接剂的薄片接触。另一种办法是在与立方体角片粘接之前用粘接剂涂覆密封膜。涂覆粘接剂基本上可以按任何需要的图案进行，以致未涂粘接剂的区域形成图8所示的逆反射舱65。还可以将粘接剂涂到配置在立方体角片背面的反射涂层上。有关粘接剂粘接的介绍可参阅授权给Rowland的美国专利第5,376,431号。
在逐片密封闪光片时射频技术是优选的，因为该方法通常是作为与单件焊封兼容的“分步重复工序”实施的。在连续焊封来自卷筒成品制作闪光片时，超声焊接是优选的，因为这种方法容易作为连续法实施。
图9说明焊封图案的实例，该图案可以用于生产逆反射产品61。如图所示，逆反射产品61呈条形，其长度尺寸远远超过宽度尺寸。粘接线64a和64b沿着逆反射片61的纵向边缘配置，以便阻止密封膜脱粘分层63(图8)。从粘接线64a和64b横向朝里配置的是粘接线64c和64d，它们平行于粘接线64a和64b。在粘接线64c和64d之间延伸的是粘接线64e，这条粘接线不平行于逆反射片的纵向边缘。粘接线64c和64e定义许多完全封闭的几何图案67，它们定义图8所示的不透气的密封舱65。几何图案67的表面积可以变化，通常是大约0.5至30cm2，更典型的是大约1至20cm2，例如取决于产品61的宽度。
逆反射产品61的尺寸通常是二分之一英寸(1.27cm)至三英寸(7。6cm)宽。典型的宽度是二分之一英寸(1.27cm)、四分之三英寸(1.9cm)、一英寸(2.54cm)、一又八分之三英寸(3.5cm)、一又二分之一英寸(3.81cm)、二英寸(5.08cm)、或二又四分之三英寸(7.0cm)。产品61的长度通常是大约100米，产品是成卷供应的。
还可以生产有密封膜配置其上的逆反射产品的面板。例如，面板的尺寸可以是200cm2至1000cm2。面板内的整个区域或其中某些选定的区域可以闪闪发光。
在典型的逆反射产品61中，在封闭的几何图案内整个区域呈现闪光效果，其中每个光点用数字68表示。如果需要，某些几何图案可以呈现闪光效果，而另一些则不。例如，可以有在闪光区和非闪光区之间交替的三角形67。还可以在每个几何图案内提供闪光区或图象，下面将详细介绍。尽管在每条密封线内由于立方体角单元被密封线吞没闪光效果通常是不显著，或极不显著，但是，“本质上超出”密封线范围闪光效果就非常显著。这就是说，避开焊封作业加热和/或加压影响阵列中立方体角单元的地方就可以看到闪光效果。采用加热和/或加压的焊封作业通常不影响隔开2mm以上距离的立方体角单元，更典型的是距离密封线5mm或更远。不管密封膜是否被粘接在立方体角单元阵列上，本发明的逆反射片都能在立方体角单元阵列上闪闪发光。
可以将反射涂层(诸如金属镜面反射涂层)置于立方体角单元的背面代替密封膜63(或可能又加一层)以增强逆反射，例如参阅授权给Coderre的美国专利第5,272,562号和授权给Rowland的美国专利第5,376,431号和世界专利93/14422号。金属涂层可以借助已知技术涂覆，例如蒸汽沉积或化学沉积诸如铝、铜、银或镍之类的金属。可以将介电材料涂到立方体角单元的背面代替金属涂层，例如参阅授权给Bingham的美国专利第4,763,985号和美国专利第3,700,305号。
尽管将金属涂层置于立方体角单元的背面能够减少逆反射片的日间明度，但是闪光效果可能抵销这种减少作用。镀过金属的闪光样品可以证明LFY明度值至少是10，甚至大于25。
图10说明一种上面缀有逆反射产品61的衣物实例。该衣物可以是一件在其外表面70上缀有闪光的逆反射产品61的安全背心69。其它的可以展示本发明的逆反射产品的背心在诸如美国专利第5,478,628号、Des.281,028和Des.277,808中均有说明。其他可以缀有本发明的逆反射产品衣物实例包括衬衫、运动衫、夹克、外套、裤子、鞋、袜子、手套、皮带、帽子、套装、连衣裙、袋子、背包、钢盔等。因此，在这里所用的术语“衣物”指的是供人们穿着和携带的经剪裁并制作成形的任何制品，而且能够在其外表面展示逆反射制品。
本发明的立方体角闪光片可以依据两种技术制作。在第一种技术中，闪光的立方体角逆反射片是这样制作的提供立方体按常规结构(即非随机取向)排列的第一立方体角片，然后将这种薄片暴露在热、压力或两者的组合之下。在第二种技术中，制作一种模具，该模具是本发明的立方体角片的阴模。然后，可以使用这种模具，以提供闪光的逆反射片。在题为“Method of Making Glittering Retroreflective sheeting”的美国专利申请第08/641,129号中介绍了制作闪光的逆反射片的方法，该申请与本申请同一天提交。
在采用第一种技术时，首先生产或以其它方式获得立方体角单元有序排列的逆反射片。有许多专利揭示具有立方体角单元有序阵列的逆反射片，例如美国专利第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号。有序的立方体角阵列可以依据许多种已知方法生产，包括上一句中引证的专利所揭示的那些方法。在美国专利第5,450,235、4,601,861、4,486,363、4,322,847、4,243,618、3,811,983、3,689,346号和1995年6月7日申请的美国专利申请第08/472,444号中揭示了另一些实例。
用在非随机取向的原料片中的立方体角单元优选比片体部分、特别是片体层所用的材料硬的材料制作。选择这种材料在薄片承受一定的热量和/或压力时允许立方体角单元倾斜，而不严重破坏每个立方体的形状。施于薄片的热量、压力或两者应当足以使阵列的有序结构发生充分的变化。对于非常软的片体层，单独加压(即压力高于大气压)或单独加热(即升温至软化温度以上)都足以改变阵列的有序结构。
在授权给Smith等人的美国专利第5,450,235号中介绍一种具有硬立方体和软片体层的立方体角逆反射片。正象在这篇专利中所介绍的那样，片体部分包括片体层，该片体层包含一种弹性模量低于7×108帕斯卡的透明的聚合物材料。另一方面，立方体角单元包含弹性模量高于16×108帕斯卡的透明的聚合物材料。美国专利申请第08/472,444号还揭示许多可按照这项发明用于生产立方体角片的材料。这份专利申请规定立方体角单元的弹性模量至少比片体层的弹性模量高1×107帕斯卡；它的立方体角单元可以用弹性模量高于大约2.0×108帕斯卡(优选高于大约25×108帕斯卡)的材料制作；片体层即表层可以优选弹性模量低于大约13×108帕斯卡的材料制作。当由弹性模量为指定值的材料制作的立方体角片承受一定的热量和/或压力时，片体层软化，使立方体在压力作用下运动并因此相对逆反射片前表面倾斜。在采用这种结构时，理想的接合层(56，图7)应保持最小厚度(例如，小于立方体角单元高度的百分之十)，优选零厚度，以致立方体容易沿着它们的底边倾斜。正象在美国专利申请第08/139,914号(1993年10月20日申请)和美国专利申请第08/472,444号(1995年6月7日申请)中所揭示的那样，由于同样的理由，在这项发明中还优选立方体角沿着它们的底边破碎。
可以依据标准化试验ASTMD 882-75b采用静载荷法A确定弹性模量，夹具初始间隔5英寸、样品宽度1英寸、夹具分离器速度每分钟1英寸。在某些情况下，聚合物可能又硬又脆，以致采用这个试验很难精确地确定模量值(尽管容易了解它是否大于某个值)。如果ASTM的方法不完全适用，可以使用另一种被称为“Nanoindentation Technique”的试验。这种试验可以利用微压痕设备进行，例如采用UMIS2000，购自Lindfield工业技术应用物理研究所的CSIRO分部(New South Wales，澳大利亚)。采用这类设备测量带65°锥角的锥形钻石压头随着施力大小变化的的刺入深度，直至最大载荷。在施加了最大载荷之后，让材料以弹性方式顶着压头松弛。通常假定未加载数据的上半部分的梯度线性地与力成正比。Sneddon的分析提供压力与刺入深度的弹性分量与塑性分量之间的关系(Sneddon I.N.Int.J.Eng.Sci.3,pp.47-57,1965)。出于考察Sneddon方程，可以以E/(1-V2)的形式恢复弹性模量。计算采用方程式E/(1-V2)=(dF/dhe)Fmax1/(3.3hpmaxtanθ)其中V是待测试样的Poisson系数；(dF/dhe)是未加载曲线的上半部分的梯度；Fmax是施加的最大力；
hpmax是最大的塑性刺入深度；θ是Berkovich锥形压头的半锥角；以及E是弹性模量。
必要的可能是建立毫微压痕技术的结果与ASTM方法的相关关系。
图11说明如何以分批的方法利用加热和/或加压制备闪光的立方体角片。采用这项技术，可以将包含有序排列的立方体角单元的立方体角逆反射片(如逆反射片10)放在包括第一和第二施压表面72和74的印压机或层压机71中。例如，层压机可以是购自Hix公司(Pittsburg,Kansas)的Hix N-800型热压铸机。
Hix N-800型层压机具有第一施压表面72，该表面是由金属制成的并且可以加热到高达500°F的温度。第二施压表面74是不加热的橡胶垫。在操作时，可以非必选地将两层剥离纸76置于表面72和74与立方体角片10之间。载体78(例如由聚酯制成的)可以放在立方体角片的前表面51上。载体78是生产逆反射片10所用方法的副产品(例如，参阅美国专利申请第08/472,444号中介绍图4的讨论部分，在该部分载体用数字28表示)，并且可以在立方体角单元由于承受加热和/或加压而重新排列之前保留在逆反射片上。
当有序的不闪光立方体角片和非必选的剥离纸76象图11所示的那样放在热层压机中时，该机器驱动施压表面72和74彼此相向运动，并使有序的立方体角片在要求的温度和压力下保持预定的时间。如果需要，图11中下方的剥离纸76可以省略，而且热层压机中下方不加热的表面74上的图案或图象可以转移到逆反射片上成为闪闪发光的图案。可以采用真空成形机代替层压机，例如采用购自Dayco工业公司(Miles,Michigan)、P.M.Black公司(Stillwater,Minnesota)和转化技术公司(Goodard,Kansas)的ScotchliteTM灯加热涂布机。
施加给立方体角片10的热量和压力的大小可以根据制作立方体角单元的材料变化。本发明业已发现，当弹性模量介于大约10×108至25×108的聚合物材料被用于立方体角单元12(和非必选的接合层16)；弹性模量介于大约0.05×108至13×108帕斯卡的聚合物材料被用于片体层18时，优选将立方体角片加热到大约300至400°F(150至205℃)，并且对制品施加大约7×104至4.5×105帕斯卡(10至60psi)的压力。更优选的是，在采用包含1wt％(基于树脂重量)DarocurTM4265光引发剂(CibaGeigy)、由1,6-己二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和双酚A环氧二丙烯酸酯按25份∶50份∶25份的比例制作的弹性模量介于大约16×108至20×108帕斯卡之间的立方体角单元和由聚氯乙烯膜制作的弹性模量介于大约0.2×108至1×108帕斯卡的片体层时，优选使立方体角片暴露在大约320至348°F(160至175℃)的温度和大约1.4×105至2.8×105帕斯卡(20至40psi)的压力下。采用弹性模量比较高的聚合物(例如高于16×108帕斯卡)，每个立方体的几何形状即它的内二面角通常被保持在几度之内。
图12表示一种连续地给逆反射片10加热和/或加压以生产闪光片60的方法。在这种方法中，有非必选的载体膜78配置其上的逆反射片10通过辊77和77’形成的间隙供料。如图所示，立方体角单元12在承受来自辊77和77’的热量和压力之前呈非随机的有序形态，但是在通过辊之后它们随机倾斜，而且毗邻的立方体角单元之间形成的二面角沿着阵列中每条凹槽变化。每个立方体角单元的底平面也不在同一公用平面内。通过辊的片60能够产生闪光效果，反之，尚未承受充分的加热和/或加压的立方体角片10则不能产生这种效果。在这种连续法中使用的加热量和/或压力类似于在分批法中对类似的材料使用的那些参数。在加热时辊77和77’之一或两者可以被加热到足以改变立方体构型的温度。
在用于生产闪光的立方体角逆反射片的第二种技术中，可以使用闪光的立方体角片的阴模。这种模具可以由闪光的立方体角逆反射片制作，而后者是借助上述的第一种技术生产的。这就是说，可以利用随机倾斜的立方体角单元阵列的结构表面即背面作为生产模具的图案。例如，可以这样完成这项工作将适当的模具材料浇铸在随机倾斜的立方体角单元阵列的背面上，然后让模具材料就地硬化。然后，将当作图案使用的随机倾斜的立方体角片与新形成的模具分开。于是该模具就能够生产闪光的立方体角片。
作为生产模具的一种替代方法，可以使用钻石工具塑造立方体角单元阵列。例如，可以采用许多钻石的切削工具来完成这项工作，其中每种工具能切削一种凹槽，该凹槽能在毗邻立方体角单元之间形成一种符合需要的二面角。在任何一条凹槽中，凹槽的深度和毗邻立方体角单元侧面之间的角度都是由切削模具材料所用的钻石切削工具的轮廓确定的。
为了制备具有立方体角单元且在毗邻立方体角单元之间的二面角沿着凹槽变化的模具，必要的是确定能切削第一种所需的二面角的钻石切削工具的位置，将它插入模具材料并切削出凹槽部分，该凹槽从一个凹槽交点向毗邻的凹槽交点延伸。然后从模具材料上取下工具，并且该钻石切削工具被能沿着该凹槽切削下一种所需的二面角的工具替代。然后，将新选的工具在延续的凹槽中定位在尽可能接近第一切削工具结束切削的位置。然后，用第二切削工具继续切削凹槽，直至达到下一个凹槽交点。然后，从模具材料上取下第二切削工具，用能切削第三种所需的二面角的工具替代它，准备切削下一个凹槽部分。继续用这种方法切削出该凹槽的长度。在完成了第一条凹槽之后，以同样的方式采用各种各样的切削工具和渐进式切削，切削出下一条即毗邻的凹槽，直至平行(或大体平行)的凹槽的数量达到要求为止。
在完成第一组凹槽之后，调整钻石切削工具，以使第二组平行槽可以被切削成与第一组槽相交而且在毗邻立方体角侧面之间包含不同的二面角。继续这种方法，直至在模具材料上切削出的大体平行的凹槽组的数量达到要求为止。
模具还可以采用针销集束技术生产。采用针销集束制造的模具是由单个的针销装配而成的，每个针销都具有一末端部分，该部分的形状具有立方体角逆反射单元的特征。授权给Howell的美国专利第3,632,695号和授权给Heenan等人的美国专利第3,926,402号都揭示了针销集束的说明实例。通常将大量的针销做成一端具有光学活性表面，该表面与针销的纵轴形成一倾斜角。这些针销集束起来，形成具有表面结构的模具，其中光学表面结合形成立方体角单元。该模具可以用于形成逆反射片或用于生成在制造立方体角片时有用的其它模具。针销可以这样排列，以致毗邻立方体角单元的侧面之间的二面角是变化的。与针销集束技术有关的一个优点是二面角可以在一个沟槽组内变化，也可以在两个或多个沟槽组内变化。还可以使大量的针销这样成形，以致没有大体平行的沟槽和/或在所得到的薄片平放时立方体角单元没有彼此平行的底平面。因此，针销集束在生成闪光的逆反射片时可以提供额外的灵活性。
图13说明包括闪光的逆反射片的立方体角单元阵列的阴模79。所以，该模具(在此项技术中也称之为工具)可以拥有三组大体平行的V型槽85、86和87，而且毗邻立方体角单元80的平坦表面81可以形成在该模具的阵列中沿着每条沟槽尺度发生变化的二面角。例如，在沟槽86a中，毗邻立方体80a和80b的侧面81a和81b形成的二面角α(图5)比立方体80c和80d的侧面81c和81d形成的二面角小。该模具除了是阴模之外，基本上是与本发明的立方体角单元阵列相同的阵列，而且由于该模具可以不需要透射光线或是一致的，所以它可以用比较硬的不透明的材料制作，例如金属。在这项申请同一天申请的美国专利申请第08/640,383号介绍了适合生产本发明的闪光逆反射片的模具，该申请题为“Mold for Producing Glittering Cube-Corner Retroreflective Sheeting”。
图14是示意图，说明能闪光和逆反射的结构制品是怎样用适合连续生产闪光片60的模具79制作的。该方法包括通常用90表示的装置，该装置适合浇铸复合片60并使之固化。如图所示，将片体层58从料卷92拉到轧辊93(如涂过橡胶的辊)。在辊93处，片体层58与适当的树脂调配物94接触，该调配物事先通过涂覆头96涂到辊95(或适合形成环的循环载体，如传动带)上的带图案的循环模具79上。在立方体角单元80上方散布的过量的树脂可以借助将轧辊93调整到宽度设定有效地低于模具79的立方体角成形单元的高度降至最低限度。以这种方式，作用在轧辊93和模具79之间的界面上的机械力保证最小剂量的树脂94散布在模具单元80上。片体层58可以依据它的挠性非必选地用适当的载体膜78支撑，该载体固化期间为片体层58提供结构与机械完整性，并且在将立方体角片于辊98处从模具79上取下之后它从片体层58上剥离。对于低模量的片体层58优选使用载体膜78。
图14所示的方法可以这样变化，使树脂94首先涂到片体层58上，而不是首先散布在模具79上。在美国专利申请第08/472,444号中参照它的图5讨论过这种适合连续法的实施方案。
如图14所示，形成立方体角单元的树脂组合物可以通过一个或多个步骤固化。在最初的固化步骤中，辐射源99依据树脂的性质使树脂暴露在光化辐射(如紫外光或可见光)之下。来自源99的光化辐射通过膜层58照射树脂，因此提出一个要求，即片体层58透射辐射，以允许固化发生。另外，如果所用模具是足够透明，足以透射选定的辐射，可以借助通过模具79的辐照完成固化。还可以通过工具和片体层实施固化。
最初的固化可以使立方体角单元完全固化，也可以使树脂组合物部分固化到足以产生尺寸稳定不再需要模具79支撑的立方体角单元的程度。然后，将该立方体角片60从模具79上取下，使该片上的立方体角单元30曝光。然后，可以依据树脂的性质选择实施一次或多次二次固化处理100，以使立方体角单元阵列完全固化并且使立方体角单元阵列与片体层之间的粘接得到增强。这种分开固化的方法可以允许最佳处理和材料选择。例如，由包含紫外吸收剂(以提高耐用性和耐候能力)的片体层制作的片可以借助下述方法制作，即让可见光通过透光的片体层施加首次固化处理，然后，在辊98处从模具79上取下该立方体角片并且对曝过光的立方体角单元施加第二次紫外辐射固化处理100。这种分开处理的方法可以允许进行较快速的生产。
第二个固化步骤的程度取决于许多变量，在这些变量当中包括材料的喂料通过的速度、树脂的组成、在树脂配方中使用的任何交联引发剂和模具的几何形状。一般的说，较快的喂料速度增大了需要不止一个固化步骤的可能性。选择固化处理在很大程度上取决于为生产立方体角单元选定的具体树脂。例如，可能采用电子束固化代替光化辐射。
在用本发明的模具制作闪光的逆反射片时也可以使用热固化材料。在这种情况下，模具被加热到足以在刚形成的闪光立方体角材料中产生足够的内聚力的温度，以便在不破坏刚形成的立方体角片的物理和光学性质的前提下将它从模具上取下。选定的温度是热固化树脂的函数。例如，可以借助给树脂加热、给模具加热、或直接给闪光片加热来实现热固化。还可以采用这些方法的组合。间接加热包括诸如用灯、红外或其它热源灯丝加热之类的方法，或任何其它常规方法。模具还可以安装在烘箱中或安装在其它保持在为热固化树脂选定的所需温度下的环境中。
在闪光的逆反射片从模具上离开后还可以借助将它暴露在来自烘箱或其它加热环境的热流之下。这种后续的热处理可以将片的物理性能或其它性能调整到某种需要的状态，可以完成片中的反应过程，或除去溶剂、未反应的物质或热固化系统的副产物之类的发挥性物质。
热固化树脂可以作为溶液或作为纯树脂调配物施加到模具上。树脂还可以通过反应挤塑或熔融态挤塑施加到模具上。在将树脂施加到模具上之后的热固化方法和任何后续的使立方体角片受热均与朝模具上涂施树脂无关。
用热固化材料在模具中制作闪光逆反射片的优点是立方体角单元30(图3)和片体部分54(图5)两者可以用相同的材料制作，该材料可以在一次操作中施加给模具。这种结构的重要性在于该立方体角片可以整片地呈现均匀的材质和性能。进一步的优点在于这种类型的结构不需要图14所示的那种待涂覆的单独的片体层。
除了固化处理之外，在立方体角片从模具上取下后还可以对片进行热处理。加热的作用是使在片体层或立方体角单元中形成的应力松弛，以及驱除未反应的成分和副产物。通常，该片被加热到升高的温度，例如高于聚合物的玻璃化转变温度。在热处理之后，该逆反射片的逆反射亮度可以增大。
还可以借助用模具在聚合物片上压花代替上述方法来生产闪光的逆反射片，其中所述模具拥有依据本发明排列的立方体角单元。在美国专利第5,272,562、5,213,872和4,601,861号中揭示了压花法的实例。
依据本发明还可以生产显示图象的闪光逆反射片。
图15说明一种逆反射制品101，该制品显示图象“ABC”。在这种情况下，图象102是以闪光的逆反射区表示其特征的，而背景103则以无闪光的逆反射区表示其特征。在本文中使用的“图象”可以是比背景显著的字母数字的文字组合或其它标记。象制品101那样的有图象的闪光逆反射制品可以象下面介绍的那样生产。
在第一个实施方案中有图象的闪光逆反射片可以这样生产将呈所需图象形状的材料插入图11所示的组件。薄薄的呈所需图象形状的材料，如图11中的插件104(104从种属上说指的是任何适当的插件，包括图16a和图16b中的104a和104b)可以被放在立方体角逆反射单元30和下方非必选的剥离衬76之间。图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图象的大而平滑的薄片，形成插件中的负象。让这种组合经受升高的温度和/或压力的处理条件将导致一种逆反射片，这种逆反射片在基本不闪光的或闪光水平低的背景上带有作为闪光区的所需图象。当插件104呈所需图象的尺寸和形状时使片10经受升高的温度和/或压力导致逆反射片材料，该材料在闪闪发光的背景上带有与插件104对应的不闪光的图象。优选的实施方案是没有剥离衬76的。
可以如图11所示使带成象单元的插件104与暴露的立方体角单元30接触，或者将该插件放在有序的逆反射片10的顶面上使成象单元106接触非必选的聚酯膜衬78或直接接触前表面51。另外，有序的立方体角片10可以插在层压机71中，让立方体角单元30面对着层压机的加热表面72，而前表面51(和非必选的载体78)面对层压机的不加热表面74。因此，成象插件可以放在该片的上方或下方。
在图16a中，图象插件104a被表示成可以包括耐用材料105，该材料带有自薄片105的表面升高的凸起106。在这个实施方案中，凸起106形成所需图象。这种设备的一个实例是苯胺印板。当这种带图象的设备放在图11的组合中使插件104a的成象凸起106接触暴露的立方体角且让该组件经受升高的温度和/或压力时，将生产出在基本不闪光的背景上带闪光图象的逆反射片。
闪光的程度和范围可以受加工条件的控制。例如，用苯胺印板短时间处理将导致只在凸起106直接接触立方体角单元30背面的地方能够闪光的图象。未接触的区域保持逆反射且基本不闪光。随着处理时间增加，随着处理温度增加，闪光范围离开凸起106的接触点扩展，而且得到的图象逐渐变化，从(a)仅仅在接触点闪光变成(b)在闪光的背景上的闪光图象，变成(c)在闪光背景上的不闪光的图象(在此处立方体角已经基本上被推出接触区)。
在图16b中，成象单元104b被表示成可以包括载体材料108，在该材料上按所需图象的尺寸和形状配置可热转移的材料110。例如，将可热转移的油墨110按待转移图象的样式放在载体膜108上。带有所需图象的载体膜108作为插件104被放进图11所示的层压机71，以致立方体角单元30暴露的背面接触载体膜108上的图象表面110。让这种组合经受闪光的温度和/或压力的加工条件，于是得到的逆反射片在闪光的逆反射背景上有不逆反射的图象。
图11中的带图象的插件104还可以是大片的带全部图案或纹理的织物(未示出)或其它材料。在织物插件的情况下，由插件携带的图象来源于织物的结构。此外，片上的图象可以对应于由织物剪裁的图象。当使织物型插件与立方体角单元30暴露的背面接触并让该组合经受升高的温度和/或压力时，得到的立方体角逆反射片带有全部图象，该图象能够闪光且呈现织物的结构或质地。织物的质地和织纹可以增强图象区中的闪光效果。粗糙的织物倾向于形成更强的闪光。如果需要，图11中下方的剥离纸76可以完全去掉，于是热层压机不加热的下表面74的图案或图象可以转移到逆反射片上成为闪光图案。
在借助有序的立方体角逆反射片与成象单元接触产生图象方面有宽广的自由度。图象的外观取决于加工条件、由什么结构制成带图象的闪光片，以及于成象单元的尺寸、形状和材料。在改变其中的一个或多个变量时，可以成功地改变拥有图象的区域和无图象的区域中的闪光程度。例如，当成象单元104是诸如织物之类的网纹表面(如聚酯编制的网状结构)时，与不用这种网纹表面制作的闪光片相比，闪光效果可以大大增强。闪光效果增强的闪光片的显微照片表明立方体角单元重新取向的程度比不用网纹成象单元形成的闪光片大得多，包括数组彼此重叠的立方体角单元。我们认为增强的闪光效果与入射到堆积在一起的立方体角单元上的光线可利用的补充反射路径有关。因此，本发明的制品形成闪光图象的能力有个范围，这个范围借助改变这些和其它变量可以达到。
用上述的第一或第二技术制备的能显示闪光效果的逆反射片还可以借助直接将图象印到片体层58的外表面51上使它带图象。当采用透明油墨时，闪光效果和逆反射作用是可见的而且可以受那种颜色的支配。当采用不透明的油墨时，逆反射作用和闪光效果从闪光片的正面看仅仅在图象区域被遮蔽。透明的和不透明的油墨还可以被置于立方体角单元的背面以形成图象。
能闪光的且带有图象的逆反射片还可以借助第二种技术直接由模具制备。按照第一种技术(图11)制备在不闪光的背景上显示闪光图象或在闪光的背景上显示不闪光图象的逆反射片所用的任何方法基本上都可以应用于第二种技术(图14)。当闪光图象位于不闪光的背景上时，有图象的区域和背景呈现不同程度的闪光，以致有图象的区域可以从背景中识别出来。显示图象的闪光逆反射片可以作为沉积和/或固化模具材料所依据的图案使用。揭掉有图案的闪光片，显露出刚刚形成的模具，该模具带有在提花材料上形成的图象。采用这种模具生产的薄片能逆反射光线、显示闪光效果且包含图象，该图象是施加给制备模具所用的原始片的。印制的、沉积的、或借助各种技术直接在立方体角单元暴露的背面上形成的图象都可以在模具制作过程中忠实地复制下来。置于片体层58上的图象也可以在模具制作过程中最终被复制下来。
透光的聚合物材料可以用于生产本发明的逆反射片。优选的聚合物至少能在给定的波长透过入射光线强度的70％。更优选的是聚合物透射超过80％的入射光，更优选的是透射超过90％的入射光。
对于某些应用，特别是依据第一种技术(即采用加热和/或加压)生产闪光制品时，用在立方体角单元中的聚合物材料优选硬的刚性材料。例如，该聚合物材料可以是热塑性的或可交联的树脂。这种聚合物的弹性模量优选大于大约10×108帕斯卡，更优选大于大约13×108帕斯卡。
可以用于立方体角单元的热塑性聚合物材料包括丙烯酸类聚合物，如聚甲基丙烯酸甲酯；聚碳酸酯；纤维素材料，如醋酸纤维素、乙酸丁酸纤维素、硝酸纤维素；环氧树脂；聚氨酯；聚酯，如聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯；含氟聚合物，如聚氯氟乙烯、聚偏二氟乙烯；聚卤化乙烯，如聚氯乙烯或聚偏二氯乙烯；聚酰胺，如聚己内酰胺、聚氨基己酸、亚己基二胺与己二酸的共聚物、酰胺与酰亚胺的共聚物和酯与酰亚胺的共聚物；聚醚酮；聚醚酰亚胺；聚烯烃，如聚甲基戊烯；聚苯醚；聚苯撑硫醚；聚苯乙烯和苯乙烯的共聚物，如苯乙烯与丙烯腈的共聚物、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，如全氟聚对苯二甲酸乙二酯；以及上述聚合物的混合物，如聚酯与聚碳酸酯的共混物和含氟聚合物与丙烯酸类聚合物的共混物。
立方体角单元还可以由反应型树脂系统制造，该系统能够凭借自由基聚合机理通过暴露在光化辐射之下交联。此外，这些材料可以利用热引发剂(如过氧化苯二甲酰)借助加热聚合。由辐射引发的可以阳离子方式聚合的树脂也可以采用。
适合形成立方体角单元的反应型树脂可以是光引发剂和至少一种带丙烯酸酯基团化合物的共混物。优选的树脂共混物包含双官能团或多官能团的化合物，以保证在辐照时形成交联的聚合物网络。
能够凭借自由基机理聚合的树脂实例包括由环氧树脂、聚酯、聚醚和聚氨基甲酸酯衍生的丙烯酸系树脂；乙烯系不饱和化合物；至少有一个丙烯酸酯侧基的氨基塑料的衍生物；至少有一个丙烯酸酯侧基的异氰酸酯的衍生物；不同于丙烯酸化的环氧化物的环氧树脂；以及它们的混合物和组合物。在本文中使用的术语“丙烯酸酯”包括丙烯酸酯和异丁烯酸酯。授权给Martens的美国专利第4,576,850号揭示了一些交联树脂的实例，这些树脂可以用于闪光逆反射片的立方体角单元。
乙烯系不饱和树脂包括单体化合物和聚合物两者，它们都包含碳、氢、氧原子，而且非必选地包含氮、硫和卤素原子。氧或氮原子或两者通常存在于酯、醚、氨基甲酸酯、酰胺或脲的基团中。乙烯系不饱和化合物优选具有低于4,000的分子量，并且优选通过包含脂族单羟基或脂族多羟基的化合物与诸如丙烯酸、异丁烯酸、衣康酸、巴豆酸、异巴豆酸、马来酸之类的不饱和羧酸反应制成的树脂。
具有丙烯酸或异丁烯酸基团的化合物的一些实例罗列如下。列出的化合物仅仅说明性的，而不是限制。
(1)单官能团化合物丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异丁酯、2-乙基己基丙烯酸酯、丙烯酸己酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸异冰片酯、丙烯酸四氢糠酯、丙烯酸2-苯氧基乙酯、N,N-二甲基丙烯酰胺；
(2)双官能团化合物二丙烯酸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)多官能团化合物三丙烯酸三羟甲基丙烷酯、三丙烯酸甘油酯、三丙烯酸异戊四醇酯、四丙烯酸异戊四醇酯和三(2-丙烯酰氧基乙基)异氰脲酸酯。
其它乙烯系不饱和化合物和不饱和树脂的另一些代表性实例包括苯乙烯、二乙烯基苯、乙烯基甲苯、N-乙烯基吡咯酮、N-乙烯基己内酰胺、单烯丙基酯、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。
可以与丙烯酸化合物共混的光聚合引发剂的实例包括下述说明性引发剂邻苯甲酸苄酯、邻苯甲酸甲酯、安息香、安息香乙醚、安息香异丙醚、安息香异丁醚等，二苯甲酮/叔胺，苯乙酮，如2,2-二乙氧基苯乙酮、苄基甲基缩酮、1-羟基环己基二苯酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、1-(4-异丙基苯基)-2-羟基-2-甲基-丙酮、2-苄基-2-N,N-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)-丁酮、(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯膦的氧化物、2-甲基-1-4-(甲硫基)苯基-2-吗啉代丙酮、双(2,6-二甲氧基苯甲酰)-2,4,4-三甲基戊基膦的氧化物等等。这些化合物可以单独使用，也可结合使用。
可以阳离子方式聚合的材料包括但不限于包含环氧和乙烯基醚官能团的材料。这些系统是由诸如三芳基锍和二芳基碘翁之类的翁盐引发剂进行光引发的。
适合在立方体角单元中使用的优选的聚合物包括聚碳酸酯、聚甲基异丁酸酯、聚苯二甲酸乙二酯、脂族聚氨酯和交联的丙烯酸酯，如多官能团的丙烯酸酯或丙烯酸化的环氧化物、丙烯酸化的聚酯、以及与单或多官能团的单体共混的丙烯酸化的聚氨酯。优选这些聚合物是因为下述的一个或多个理由热稳定性、环境稳定性、透明性、从工具或模具上脱模的能力、或承接反射涂层的能力。
在接合层中使用的聚合物材料可以与在立方体角单元中使用的聚合物相同。非必选的接合层优选与立方体和片体层有平滑的界面。优选避免在立方体与非必选的接合层或片体层之间出现空穴和/或界面粗糙，以致当光线被逆反射时逆反射片显示最佳亮度。良好的界面将防止逆反射的光线因折射而分散。在有接合层存在时，在大多数情况下该接合层与立方体角单元成为一体。所谓“成为一体”指的是接合层与立方体角单元是由单一的聚合物材料形成的，而不是两种不同的聚合物层事后结合到一起。在立方体角单元或接合层中使用的聚合物可以具有与片体层不同的折射指数。尽管希望接合层由类似于立方体所用的聚合物制作，但也可以由较软的聚合物制作，例如前面介绍的那些用于片体层的聚合物。
片体层可以包括低弹性模量的聚合物，以便容易弯曲、卷曲、挠曲、顺应或伸展，以及允许立方体角单元在有序阵列承受加热和加压时重新取向。弹性模量可以低于5×108帕斯卡，也可以低于3×108帕斯卡。但是并非总是需要低弹性模量片体层。如果需要制作挠性较差的闪光逆反射片，可以使用片体层弹性模量较高的逆反射片，例如采用刚性的聚乙烯，其弹性模量大约是21×108帕斯卡至34×108帕斯卡。通常，片体层的聚合物具有低于50℃的玻璃化温度。优选这样的聚合物，以致该聚合物材料暴露在其加工条件下保持其物理完整性。希望聚合物具有高于50℃的Vicat软化温度。尽管适合立方体角单元和片体层的聚合物材料的某种组合容许片体层的聚合物有较高程度的收缩，但是仍然希望聚合物的线性(脱)模后收缩小于1％。优选的用于片体层的聚合物材料是耐紫外辐射降解的，以致逆反射片可以长期在户外使用。如上所述，这种材料或聚合物的片体层是能够透光的，并且优选本质上是透明的材料。经消光处理的片体层薄膜是有用的，该薄膜在涂上树脂组合物时变成透明的，或在制造过程中变成透明的，例如，响应用于形成立方体角单元阵列的固化条件。片体层可以是单层的，如果需要也可以是多层的。在片体层中可以使用的聚合物实例包括氟化聚合物诸如聚三氟氯乙烯，例如购自3M公司(St.Paul,Minnesota)的Kel-F800TM；四氟乙烯与六氟丙烯的共聚物，例如购自Norton Performance公司(Brampton,Massachusetts)的Exac FEPTM；四氟乙烯与全氟(烷基)乙烯基醚的共聚物，例如购自Norton Performance公司的Exac PEATM；以及二氟乙烯与六氟丙烯的共聚物，例如购自Pennwalt公司(Philadelphia,Pennsylvania)的Kynar Flex-2800TM；含离子键的乙烯共聚物诸如含钠或锌离子的乙烯与异丁烯酸的共聚物，例如购自E.I.duPont Nemours公司(Wilmington,Delaware)的Surlyn-8920TM和Surlyn-9910TM；低密度聚乙烯诸如低密度聚乙烯，线性低密度聚乙烯和密度非常低的聚乙烯；增塑的卤化乙烯聚合物诸如增塑的聚氯乙烯；无或未增塑的刚性的乙烯聚合物诸如购自Klockner Pentaplast ofAmeerica公司(Gordonsville Virginia)的PentaprintTMPR180；聚乙烯的共聚物包括酸官能团的聚合物，例如乙烯与丙烯酸的共聚物、乙烯与异丁烯酸的共聚物、乙烯与马来酸的共聚物、乙烯与富马酸的共聚物；丙烯酸官能团的聚合物，例如乙烯与丙烯酸烷基酯的共聚物，其中烷基为甲基、乙基、丙基、丁基等，即CH3(CH2)n-，其中n为0至12，以及乙烯与乙烯基乙酸酯的共聚物；以及来源于下述单体的脂族或芳香族的聚氨酯(1)二异氰酸酯类双环己基甲烷-4,4-二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、1,6-六亚甲基二异氰酸酯、环己基二异氰酸酯、二苯甲烷二异氰酸酯和它们的组合；(2)聚二醇类聚己二酸戊二醇酯、聚四亚甲基醚二醇、聚乙二醇、聚己内酯二醇、聚1,2-环氧丁烷二醇及其组合；以及(3)增链剂，例如丁二醇或己二醇。市售的聚氨酯包括购自Morton International公司(Seabrook,New Harmpshire)的PN-04或3429、或购自B.F.Goodrich公司(Cleveland,Ohio)的X-4107。上述聚合物的组合也可以在片体部分的片体层中使用。适合片体层的优选的聚合物包括乙烯共聚物，该共聚物包含含有羧基或羧酸酯基的单元，例如乙烯与丙烯酸的共聚物、乙烯与异丁烯酸的共聚物、乙烯与乙烯基乙酸酯的共聚物；含离子键的乙烯共聚物；增塑的聚氯乙烯；和脂族聚氨酯。优选这些聚合物是由于下述的一个或多个理由稳定的机械性能、与接合层或立方体角单元粘接良好、透明性、以及环境稳定性。
为立方体角单元或片体层选择树脂可以导致固化后形成互穿网络。针对渗透作用很容易筛选立方体角单元和片体层所用的树脂的特殊组合，只需将一定数量的立方体角树脂涂到片体层上。Priola,A.、Gozzelino,G.和Ferrero,F.揭示了一种适合这个目的的表面玻璃试验(参阅Proceedings of the ⅩⅢ International Conference in Organic CoatingsScience and Technology,Athens,Greece,1987年7月7-11日，第308-318页)。还可参阅1995年6月7日申请的美国专利申请第07/472,444号。
在一个包含聚碳酸酯的立方体角单元和/或聚碳酸酯的接合层和包含乙烯异丁烯酸的共聚物、乙烯乙烯基乙酸酯的共聚物或乙烯丙烯酸酯的共聚物之类的乙烯共聚物的片体层的实施方案中，将一薄薄的系层(未示出)置于片体层与接合层或立方体角单元之间可以改善这些界面之间的粘接。可以在片体层被层压到接合层或立方体角单元上之前在片体层上涂系层。可以利用下述材料作为薄涂层涂系层脂族聚氨酯的有机溶液，例如购自Permuthane公司(Peabody,Massachusetts)的PermuthaneTMU26-248、购自K.J.Quinn公司(Seabrook,New Hampshire)的Q-thaneTMQC-4820；脂族聚氨酯的水分散体例如购自美国ICI树脂公司(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体，例如美国ICI树脂公司(Wilmington,Massachusetts)的NeoCrylTMA-601、A-612、A-614、A-621和A-6092；或丙烯酸烷基酯与脂族氨基甲酸酯的共聚物的水分散体，例如购自美国ICI树脂公司(Wilmington,Massachusetts)的NeoPacTMR-9000。此外，可以层压放电法(如电晕处理或等离子体处理)进一步改善系层与片体层、或系层与接合层、或系层与立方体角单元的粘接。
依据第二种技术生产的立方体角逆反射片可以用前面讨论的可在第一种技术中应用的聚合物制造。这就是说，立方体角单元可以包括较硬的即高弹性模量的聚合物、片体部分可以包括较软的即弹性模量较低的聚合物。除了这些材料之外，包括诸如聚酯或聚碳酸酯之类较硬的片体层聚合物的立方体角片还可以借助第二种技术制造。进而，当借助第二种技术制造逆反射片时，可应用于立方体角单元的化学比在第一种技术中宽广，即立方体角单元既可以包括硬的聚合物也可以包括软的聚合物。Wilson等人于1996年4月1日申请的美国专利申请第08/625,857号揭示了可以在本发明的立方体角单元中使用的聚合物实例。
在按照第二种技术制备本发明的制品时，软的聚合物，即弹性模量低于10×108帕斯卡的聚合物，可以用于生产闪光的逆反射片中的立方体角单元。在第二种技术中，立方体角单元不经受在第一种技术的分批法或连续法中的加热和/或加压环境，因为立方体角单元的取向是由模具结构确定的。这就是说，由第二种技术制造的闪光片直接接受来自模具的立方体角单元的取向。所以，立方体角单元的变形大可不必担心，而且生产整个结构仅仅包括软聚合物(或由软聚合物组成)的闪光片是可能的。
利用第二种技术制造立方体角闪光片所用的软聚合物实例包括柔软的聚卤化乙烯，如聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯；PVC-ABS；活性乙烯基树脂和非活性乙烯基树脂；丙烯酸乙烯酯；丙烯酸乙烯酯与丙烯酸化的环氧树脂的混合物；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；丙烯酸化的油类；聚四氟乙烯；氟乙烯与氟丙烯的共聚物；乙烯与四氟乙烯的共聚物；聚丁烯；聚丁二烯；聚甲基戊烯；聚乙烯诸如低密度聚乙烯、高密度聚乙烯和线形低密度聚乙烯；乙烯乙酸乙烯酯的共聚物；乙烯丙烯酸乙酯的共聚物。
这些聚合物可以单独使用，也可以混合起来使用。再者，它们可以与在第一种技术中介绍的那些聚合物共混，以借助第二种技术得到闪光的立方体角逆反射片。此外，调整反应型聚合物或在第一种技术中列出的共混物的交联密度也可以获得较软的材料。非反应型的聚合物的性质可以借助改变添加剂(如增塑剂)的浓度或借助选择不同的聚合级进行调整。
着色剂、UV吸收剂、光稳定剂、自由基清除剂或抗氧剂、工艺助剂(如防粘连剂、脱模剂、润滑剂)和其它添加剂可以添加到片体部分或立方体角单元。特别选定的着色剂当然取决于逆反射片需要的颜色。着色剂通常的添加量在大约0.01wt％至0.5wt％。UV吸收剂的添加量通常在大约0.5wt％至2.0wt％。UV吸收剂实例包括苯并三唑的衍生物，例如购自Ciba-Geigy公司(Ardsley,New York)的TinuvinTM327、328、900、1130、Tinuvin-PTM；二苯酮的化学衍生物，如购自BASF公司(Clifton,New Jersey)的UvinulTM-M40,408,D-50,或购自Cytech Industries公司(West patterson,New Jersey)的CyasorbTMUV531，购自Neville-Synthese Oganics公司(Pittsburgh,Pennsylvania)的SyntaseTM230、800、1200；或丙烯酸二苯酯的化学衍生物，如购自BASF公司(Clifton,NewJersey)的UvinulTM-N35、539。可以使用的光稳定剂包括受阻胺，其用量通常为大约0.5wt％至2.0wt％。受阻胺光稳定剂的实例包括购自Ciba-Geigy公司(Ardsley,New York)的TinuvinTM-144,292,622,770和ChimassorbTM-944。自由基清除剂或抗氧剂也可被使用，一般为约0.01-0.5重量百分。适宜的氧化剂包括受阻酚树脂，如购自Ciba-Geigy公司(Ardsley,New York)的IrganoxTM-1010,1076,1035或MD-1024、或IrgafosTM-168。可以添加少量的其它工艺助剂(通常不超过聚合物树脂重量的1％)，以改善树脂的可加工性。有用的工艺助剂包括购自Glyco公司(Norwalk,Connecticut)的脂肪酸酯或脂肪酸酰胺；购自Henkel公司(Hoboken,New Jersey)的硬脂酸金属盐；或购自Hoechst Celanese公司(Somerville,New Jersey)的Wax ETM。还可以将阻燃剂添加到制作本发明的闪光片的聚合物材料中以便优化其总体性能以及可能与其连接的制品的性能，其中所述阻燃剂如购自Sauromer公司(Exton,Pennsylvania)的SR640、或购自FMC公司(Philadelphia,Pennsylvania)的磷酸三(甲苯酯)，KronitexTMTCP。
柔软的闪光逆反射片可以用在不规则的表面上，如波纹形的金属。例如，这种闪光逆反射片可以贴在卡车拖车的侧壁上或贴在柔软的表面上，如衣物表面。这种闪光逆反射片的其它应用包括警告旗(牌)、路标、锥形交通路标、发光器、运输工具的醒目标记。当用在发光器上时，可以将闪光逆反射片放入管形结构。例如，可以采纳管形或筒形的闪光逆反射片，并且可以将光源直接放到管形的闪光制品中。管形的闪光片可以与一附件配合，以允许将它固定到光源上，比如固定在闪光信号灯的末端。闪光的逆反射片还可以压花或以其它方法装配到三维结构中，就象在与本申请同一天申请的题为“Formed Ultra-Flexible RetroreflectiveCube-Corner Composite Sheeting with Target Optical Properties and Methodfor Making Same”的美国专利申请第08/641,126号中所介绍的那样。
下面借助实施例进一步详细地说明本发明。尽管这些实施例是为了这种末端，但是应当理解所用的具体组份以及其它条件和细节并不构成对本发明不适当的限制。实施例逆反射的亮度试验逆反射系数RA是按照标准试验ASTME810-93b测量的。RA的数值用每平方米每勒克斯的烛光数(cdlx-1m-2)表示。在ASTM E 810-93b中采用的进入角是-4°，观察角是0.2°。下文中提到“ASTM E 810-93b”时指的是ASTM E 810-93b，其中进入角和观察角均与上一句中的规定相同。
明度试验立方体角片的明度是利用光谱色度计按照标准试验ASTM E 1349-90测量的。明度用被称为亮度系数Y(LFY)的参数表示，该参数被定义为相对于理想的漫反射器的明度。在测量LFY时使用0°照明和45°沿圆周观察。LFY值的范围从0酯100，其中LFY值为0表示黑色、LFY值为100表示白色。
实施例1a-1ee…分批生产闪光制品采用按1995年6月7日申请的美国专利申请第08/472,444号的实施例1中所介绍的方法制备的有序的立方体角逆反射片。该逆反射片包括立方体角逆反射单元、0.01英寸(250微米)厚无色透明的柔软的片体层和0.002英寸(50微米)厚的聚对苯二甲酸乙二酯载体膜，其中所述立方体角单元从顶点到底部大约为0.0035英寸(90微米)，它是由1,6-己二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和双酚A环氧二丙烯酸酯按25∶50∶25的重量比制成的，并采用1％树脂重量的DarocurTM4265作为光引发剂。采用FUSION H灯(购自Fusion UV Curing systems公司(Gaithersburg,Maryland))在235瓦/厘米、25英尺/分钟(7.6米/分钟)的工作条件下透过薄膜使该树脂固化，并且采用AETEK中压汞灯(购自AETEK International公司(Plainfield,Illinois))在120瓦/厘米、25英尺/分钟(7.6米/分钟)的工作条件下从立方体角单元的背面完成后期固化。将逆反射片放在Kraft剥离纸(ScotchcalTMSCW 98 Making Film,3M,Saint Paul,Minnesota)上，使暴露的立方体角单元朝下对着纸面。将Kraft纸和有序的立方体角片一起放到Hix N-800型热层压机(Hix公司(Pittsburg,Kansas))的橡胶表面上，让Kraft纸贴在橡胶表面上。将层压机调整到施加40psi(2.75×105帕斯卡)空气管线压力，在350°F(175℃)下维持45秒。启动层压机，并且在加热周期结束后取下立方体角片。在冷却到室温后，从片体层上取下聚酯膜以便显露出能闪光的立方体角逆反射片。为了制备闪光的逆反射片采用其他加工条件，其中温度、时间和压力是变化的。这些变化对闪光的影响和逆反射亮度都用表1说明。
实施例1s用于试验明度，这个样品呈现的LFY值为37.73。
表1分批加工条件对闪光片的形成的影响
实施例2a-2m…利用苯胺印板形成的带图象的闪光制品采用如实施例1a至1ee中介绍的有序的立方体角逆反射片。将一张Kraft剥离纸放在Hix N800型热层压机的橡胶垫上。将有凸起图象(图16a)的苯胺印板放在纸的上面，其中图象是被一圆圈环绕的字母“JPJ”。在片体层的顶面有聚酯载体的有序的立方体角逆反射片被放在苯胺印板的上面，使立方体角单元的背面接触印板上凸起的图象单元。将第二张Kraft剥离纸放到立方体角片的顶面上。这种安排相当于图11，其中苯胺印板由104代表。将这个组件加热到350°F(175℃)，空气管线压力(psi)和加热时间列于表2。当层压周期结束时，将非必选的聚酯膜(如果采用)除去，以将能闪光的立方体角逆反射片显露出来。依据结构和加工条件制备了几种类型的“JPJ”图象，这些都概括在下面的表2中。表2借助各种加工条件和组态在350°F(175℃)下形成的闪光图
实施例3a-3f…利用聚酯膜产生图象在不用下面的剥离纸76的情况下，采用如实施例1a至1ee中介绍的有序的立方体角逆反射片和装置。采用不同厚度的聚酯膜作为成象单元104，并这样定位，以使聚酯膜接触立方体角单元的背面。为了在闪光片上做正象，从4×6英寸一片的已知厚度的聚酯膜上剪出正方形、圆形和三角形的几何图形形状(每个的外缘尺寸大约是0.5英寸(1.25cm))。将得到的聚酯膜成象单元如图11所示象104那样定位。为了在闪光片上做负象，将为了做正的成象单元剪下来的图形直接放到未加热的层压机表面74上。借助在350°F(175℃)维持45秒、在40psi(2.75×105帕斯卡)管线压力下操作热层压机使图象在有闪光结构的立方体角逆反射片中形成。关于有图象的逆反射片的描述列于表3。
表3用聚酯膜成象单元形成图
实施例4…利用转移油墨形成图象在就地采用非必选的聚酯载体的情况下，采用如实施例1a至1ee中介绍的有序的立方体角逆反射片和装置。成象单元是由Merlin ExpressElite标签胶带机(Varitronic Systems公司(Minneapolis,Minnesota))制作的一片黑色印制的标签带(图16b)，并且将该成象单元定位，使油墨图象接触立方体角单元。层压机在350°F(175℃)、和40psi(2.75×105帕斯卡)管线压力下闭合45秒。在加工周期结束时将薄片从机器上取下来。当它恢复到室温时，除掉聚酯载体，以显露出带有从标签带转移过来的黑色油墨图象的闪光的立方体角逆反射片材料。在逆反射的照明条件下考核逆反射片，结果显示在闪光的逆反射背景上有以逆反射的暗图象。
实施例5…由织物生产的闪光图象在就地采用非必选的聚酯载体的情况下，采用如实施例1a至1ee中介绍的有序的立方体角逆反射片和装置。成象单元是一块聚酯的平纹织物2.2oz/yd2(188g/m2)，并且象图11中104所示的那样定位。加工周期允许在350°F(175℃)和40psi(2.75×105帕斯卡)管线压力下持续45秒。在薄片冷却到室温之后，除去聚酯载体以显露出立方体角逆反射片，该逆反射片包含所用织物的图案中的全部纹理结构且具有闪光效果。这样制备的带纹理结构的闪光片显示出比实施例1制备的没有纹理结构的逆反射片更强的闪光。检验样品的明度，结果表明LFY值为54.33(三次测量的平均值)。
实施例6…借助连续法生产闪光片让实施例1a至1ee中介绍的有序的立方体角逆反射片通过图12所示的连续轧点型层压站。这台装置是定制的，包括不锈钢的加热辊77和不加热的橡胶辊77’、借助空气压力控制和调整加热辊77和不加热辊77’的轧点接触力的机构和控制驱动辊运动速度的装置。将连续层压装置调整到速度为1.5英尺/分钟、加热辊的温度为375°F(175℃)和40psi(2.75×105帕斯卡)的轧点压力。将数片3英寸乘17英寸(7.5×43cm)的有序的立方体角逆反射片送入运动着的轧点，让立方体角单元接触不加热的橡胶辊。在通过轧点后收集薄片，冷却到室温，并且将聚酯载体除掉，得到闪光的逆反射片。为了制备闪光的逆反射片还采用其他的加工条件，其中温度、速度、和轧点压力都有所改变。改变这些条件对闪光逆反射片的影响与在实施例1中改变分批加工的加工条件所观察到的类似。利用成卷的连续薄片获得类似的结果。
实施例7…利用电成形模具生产的闪光片将如实施例1h所述制备的能闪光的立方体角逆反射片定位在背衬载体上并用两侧的粘胶带就地固定。借助化学沉积在整个表明上提供金属银镀层，以便为电镀提供导电的闪光的立方体角逆反射片。得到的组件浸没在氨基磺酸镍镀槽中，其中包含16盎司/加仑(120g/L)的镍、0.5盎司/加仑(3.7g/L)的溴化镍和4.0盎司/加仑(30g/L)的硼酸。镀槽的的其余部分填充蒸馏水。将一定数量的阳极S-镍颗粒放在悬挂在镀槽中的钛篮中。在镀槽内钛篮周围提供聚丙烯编织袋，以捕获颗粒。通过5微米的过滤器连续地过滤电镀液。镀槽温度保持在90°F(32℃)、电镀液中pH值保持4.0。施加20安培/平方英尺(215安培/平方米)的电流密度，维持24小时，同时以6转/分钟的速度连续地旋转安装在镀槽内的薄片，以增强均匀地沉积。在从电成形浴中取出后，将能呈现闪光效果的立方体角逆反射片从沉积的金属上剥下来，以获得镍模具，其厚度大约0.025英寸(大约0.063cm)，该模具是原闪光的立方体角逆反射片的负映象。尽管该模具不呈现薄片能呈现的彩虹色调，但该模具单独显示闪光特性，而且该模具是逆反射的。
将包含1％树脂重量的DarocurTM4265作为光引发剂的1,6-己二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和双酚A环氧二丙烯酸酯按25∶50∶25的重量比制成的混合物(Radcure IRR1010,Lot N215-0302,UCBRadcure,Smyrna,Georgia)仔细地涂到电成形模具的一边。树脂堆缓慢地在模具上铺开，允许树脂充满模具的所有特征。当树脂平滑的涂层在模具中时借助在0.01英寸(0.025cm)厚的乙烯薄膜(American Renolit公司(Whippany,New Jersey 07981))上辊压将它覆盖。让得到的包含湿树脂的结构通过Fusion DRS-120QN型系统并透过乙烯薄膜暴露在高功率(235瓦/厘米)条件下工作的FUSIONV灯下使它在25英尺/分钟(7.6米/分钟)的速度下固化。从模具上取下固化的薄片，让该薄片在高功率(235瓦/厘米)条件下工作的FUSION H灯下以25英尺/分钟(7.6米/分钟)的速度通过，借此在立方体角单元的背面进行后期固化。用电成形模具得到的立方体角片是逆反射的、闪光的、而且在光点中呈现彩虹颜色。
实施例8…由带油墨图象的电成形模具生产的闪光片用非水性的印章油墨将“3M”形的图象制作在立方体角逆反射片的立方体角面上，其中逆反射片如实施例1h所述的那样制备。在油墨干燥之后，得到的带油墨图象的闪光的立方体角逆反射片象在实施例7中介绍的那样用于安装、制备和电成形。从电成形模具上揭掉逆反射片后得到镍模具，大约0.025英寸(0.063cm)厚，该模具带有图形与橡皮图章相反的图象。将这个模具用于按照实施例7制作立方体角片。在固化后，从模具上取下刚刚形成的立方体角片，我们看到该薄片是逆反射片、能呈现闪光效果、能呈现彩虹效果、而且带有印在制作模具的原始薄片上的“3M”的图象。该图象作为不逆反射的闪光图象出现在逆反射的背景上。
实施例9a-9f…丝网印刷图象手动丝网印刷桌(Model 1218 AWT World Trade,Inc.,Chicago,Illinois)配有带“Atlanda 1996”图象的110T(目/英寸)印刷丝网。实施例1a-1ee中所介绍的有序的立方体角逆反射片被放在印刷表面上并用GV-159永久的透明蓝色油墨(Naz-Dar公司(Chicago Illinois60622-4292)、或SX863透明的绿色油墨(Plast-O-Meric SP公司(Sussex Wisconsin 53089-0375))、或SX 864B不透明的紫色油墨(Plast-O-Meric)印刷。当立方体角单元在印刷期间面朝上时，丝网印刷的图象在立方体角单元的背面上形成。当立方体角单元在印刷期间面朝下时，丝网印刷的图象在立方体角片正面的乙烯薄膜表面上形成。带GV-159永久的透明蓝色油墨印刷的图象的薄片在进一步处理之前在空气中干燥过夜。带SX 863或SX 864B印刷的图象的薄片借助Texair 30型丝网印刷带式烘道(AmericanScreen Printing Equipment公司(Chicago,Illinois 60622))形成凝胶，其中在进一步处理前将烘道调整到红外面板在1100°F(593℃)下工作、电加热的增压空气处在“关闭”位置、皮带速度允许驻留时间为42-46秒。在最初的干燥或凝胶化之后，经过丝网印刷的立方体角片象实施例1介绍的那样在加热加压条件下进行处理。处理结果列于表4。
表4在能闪光的立方体角逆反射片上丝网印刷的图象
<p>实施例10a-10n…采用实施例1a-1ee所用的非随机的有序立方体角逆反射片和装置。制备带850埃厚蒸镀层的逆反射片。有序的立方体角逆反射片被安装在钟罩型真空装置中，该装置有大约250升容积(900-217-12型Stokes真空设备，Pennsalt化学公司设备分部(Philadelphia,Pennsylvania 19120))。在钟罩抽空到10-5托或更低之后，用电子束(Airco Temescal,CV-10型电子束电源(Berkeley,California))照射将要蒸镀到片上的材料，直到完成在薄片的立方体侧的沉积为止。所获得的带真空镀层的非随机的有序的立方体角片象在实施例1中介绍的那样借助加热和加压进行处理，以获得能从两面显示非常强的极其明亮的闪光的薄片。以这种方式制备的薄片似乎具有比经过真空镀方体角单元没有按本发明取向的薄片好的明度。表5列出已通过真空镀被镀到非随机的有序的立方体角片上的有代表性的材料。在真空镀之后，所有薄片都借助加热和加压进行处理，以使薄片能够闪闪发光。表5还扼要地列出经过真空镀的薄片的特征。
这个实施例的两个步骤(即真空镀和随后的加热加压处理)可以按相反的顺序完成而获得相同的结果。这就是说，非随机的有序的立方体角片可以先象在实施例1所介绍的那样进行处理，以获得能呈现闪光效果的薄片。然后，可以让获得的闪光片经受真空沉积、将材料沉积在立方体角侧，以获得能从两面呈现非常强的极其明亮的闪光的立方体角片。在表5中标题栏“处理顺序”指的是究竟是先使立方体角片闪闪发光、然后再进行真空镀，还是先真空镀、然后使它闪闪发光。列出的“闪光，然后VC”指的是在第一次操作中使薄片闪闪发光，然后在第二次操作中真空镀。列出的“VC然后闪光和形成纹理结构”指的是薄片在第一次操作中真空镀，然后在第二次操作中使它闪闪发光。这种情况是在不存在图11下方的剥离纸76的情况下使经过真空镀的薄片闪闪发光，获得的薄片具有重叠在来自下方不加热的橡胶辊的总图案或纹理结构上的闪光效果。
对实施例10a和10b进行明度试验。这些样品呈现的LFY值分别为16.7和18.9。
表5借助真空沉积和加热加压处理制备的立方体角闪光片
<p>实施例11…制备具有密封膜的逆反射产品按照实施例9制备闪光的立方体角逆反射片，将该逆反射片超声焊接到0.01英寸(250微米)厚白色压花的乙烯密封膜(Nan Ya,Bachelor,Louisiana)上。使经丝网印刷闪光片的立方体角单元接触密封膜的压花面，而将0.002英寸(50微米)厚的聚酯膜放在密封膜无压花的一面上。将这个结构放到装在Branson 184V型超声焊接机底座上的带图案的砧铁上，让聚酯片对着焊机的喇叭、闪光的立方体角片的乙烯片体层接触带图案的砧铁。超声焊接机在20kHz、60psi(4.2×105帕斯卡)、17英尺/分钟(5.2m/min.)条件下工作，其中振幅为最大振幅的60％，喇叭半径为2.865英寸(7.277cm)。砧铁包括三条带有边长大约1.5英寸(3.5cm)、底边大约2英寸(5cm)的毗邻三角形的1英寸(2.5cm)宽的跑道，以及一条带有边长约为0.75英寸(2cm)的菱形的1英寸(2.5cm)宽跑道。超声焊接方法获得密封的样品，该样品的密封线清晰地再现砧铁的图案。
前面引证的全部专利和专利申请被完整地并入这项专利申请，以供参考。
正象前面讨论的那样，在不脱离本发明的总范围和精神的前提下，可以对本发明进行各种各样的改进和变更。因此，本发明不限于上述内容，而是受权利要求书及其等价物的限制。
权利要求
1．一种逆反射片，该逆反射片包括立方体角单元的阵列，立方体角单元在阵列中的排列致使该逆反射片在有光线入射到其上时闪闪发光，无论在立方体角单元上是否有密封膜，从反射片的正面看这种闪光效果非常显著。
2．根据权利要求1的逆反射片，其中立方体角单元的阵列是由三组交叉凹槽定义的，其中每个凹槽组都包括两条或多条大体平行的凹槽，而且至少在其中一组中的至少一条凹槽内毗邻的立方体角单元的面的排列致使毗邻面之间的二面角α沿着该组中的凹槽变化。
3．根据权利要求1-2的逆反射片，其中在三组交叉的凹槽中每组都至少有一凹槽，在该凹槽内毗邻的立方体角单元表面的排列致使毗邻面之间的二面角α在这三个凹槽组中都沿着凹槽变化。
4．根据权利要求1-3的逆反射片，其中每个立方体角单元都有一底平面，而且立方体角单元的排列致使这些底平面在逆反射片平放时并不全都在同一公共平面内。
5．根据权利要求1-4的逆反射片，其中至少在一部分阵列中立方体角单元是随机倾斜的。
6．根据权利要求1-5的逆反射片，其中立方体角单元的高度大约是60至200微米，而且毗邻顶点之间平均高度变化为1至40微米。
7．根据权利要求1-6的逆反射片，其中在光线照射在阵列的正面或背面时可以从逆反射片的正面和背面看到闪闪发光。
8．根据权利要求1-7的逆反射片，其中按ASTME 1349-90测量时，这种闪光使逆反射片的亮度系数Y值达到38或更高。
9．根据权利要求1-8的逆反射片，其中按ASTME 1349-90测量时，这种闪光使逆反射片的亮度系数Y值达到55或更高。
10．根据权利要求1-7的逆反射片，其中立方体角单元阵列涂有金属涂层，并且该逆反射片显示亮度系数Y为10或更高。
11．根据权利要求1-10的逆反射片，其中立方体角单元具有底边，在逆反射片平放时这些底边不在同一公共平面内。
12．根据权利要求2的逆反射片，其中角α在0°至180°范围内变化。
13．根据权利要求12的逆反射片，其中角α在35°至115°范围内。
14．根据权利要求1-13的逆反射片，其中一些立方体角单元互相堆积。
15．根据权利要求1的逆反射片，该反射片在不闪光的背景上包含闪光的图象、在闪光的背景上包含不闪光的图象、或在闪光的背景上包含闪光的图象。
16．根据权利要求1-15的逆反射片，其中闪闪发光的光点呈现可见光谱的各种各样的颜色。
17．根据权利要求1-16的逆反射片，其中这种闪光每平方厘米至少产生大约10个光点。
18．根据权利要求1-17的逆反射片，其中这种闪光每平方厘米至少产生大约50个光点。
19．一种逆反射产品，该产品包括根据权利要求1-18的逆反射片，并且进一步包括一密封膜，该密封膜固定在立方体角单元阵列的背面。
20．一种织物制品，该制品包括固定在它的外表面上的根据权利要求1-19的逆反射产品。
21．一种逆反射制品，该制品包括根据权利要求1-19的逆反射片，这些逆反射片被放入管状构型中。
22．根据权利要求21的逆反射制品，该制品在其一端包括一种附件，这种配件允许将制品固定到光源上。
23．一种能够逆反射光线的闪闪发光的制品，该制品包括一底表面；以及一与底表面对置的结构表面，该结构表面包括立方体角单元的阵列，立方体角单元是由三组交叉的凹槽定义的，其中每个凹槽组都包括两条或多条大体平行的凹槽，而且至少在其中一组中的至少一条凹槽内毗邻立方体角单元的面这样排列，以致位于毗邻面之间的二面角沿着该组内的凹槽变化，而且二面角的这种变化与密封膜固定到结构表面上与否无关。
24．一种闪闪发光的逆反射片，该逆反射片包括；一结构表面，该结构表面包括多重不连续的立方体角单元，每个立方体角单元包括一底表面和三个面，这些立方体角单元是这样排列的，以致在逆反射片平放时这些底表面不在同一平面内。
25．一种能逆反射光线的闪闪发光的制品，该制品包括(a)底表面；以及(b)与底表面对置的结构表面，其中结构表面包括随机倾斜的立方体角单元的阵列，立方体角单元的随机倾斜与密封膜是否固定在结构表面上无关。
全文摘要
立方体角逆反射片60包括由三组交叉的平行槽45、46、47定义的立方体角单元30的阵列。立方体角单元30排列成这样的阵列,以致在暴露在光线下时,逆反射片60闪闪发光。这种闪光呈现许多不连续的光点68,肉眼观看时一闪一闪的。该阵列可以这样构成,以致在槽组45、46或47之一的每条凹槽中在毗邻立方体角单元30的毗邻立方体面31之间的二面角α是变化的,而且在逆反射片30平放时底平面36彼此不平行。优选的是基本上在所有凹槽中毗邻立方体角单元30的面31之间的二面角α都是变化的,以致在整个阵列中立方体角单元30是随机倾斜的。这种逆反射片在白天观察闪闪发光,在夜间即在逆反射条件下闪光也能达到某种程度。这种闪光效果可增强逆反射片的醒目性,从而突出个人的存在,以便赋予个人更完善的安全防护。
文档编号G02B5/124GK1216615SQ97194050
公开日1999年5月12日 申请日期1997年4月3日 优先权日1996年4月30日
发明者吉尼恩·M·舒斯塔, 保罗·E·马瑞克, 麦斯欧·R·C·阿特金森, 查瑞·M·福瑞, 小奥斯特·本森 申请人:明尼苏达矿业和制造公司