。
[0056]图8(a)、(b)、(C)和(d)为根据本申请的示例性回射片材的显微照片。图9 (a)、(b)、(c)和(d)示出了根据分别示于图8(a)、(b)、(c)和⑷中的回射片材的变形的立体角元件的减小的光学活性体积的顶部。图8(a) - (d)所示的回射片材的立体角元件使用热敏印刷机来进行热变形。在图(8)所示的回射片材中，热敏印刷机被设定成暗度水平为5，其中印刷暗度调节电位差计被设定成最大水平。入射角为-4°并且观测角为2°下的回射率为约130cd/luX/m2。图9(a)示出了图8(a)所示的片材的每个变形的立体角元件的减小的光学活性体积的顶部。在图8(b)所示的回射片材中，热敏印刷机被设定成暗度水平为4，其中印刷暗度调节电位差计被设定成最大水平。入射角为-4°并且观测角为2°下的回射率为约310cd/luX/m2。图9(b)示出了图8(b)所示的片材的每个变形的立体角元件的减小的光学活性体积的顶部。在图8(c)所示的回射片材中，热敏印刷机被设定成暗度水平为3，其中印刷暗度调节电位差计被设定成最大水平。入射角为-4°并且观测角为2°下的回射率为约580cd/luX/m2。图9(d)示出了图8(c)所示的每个变形的立体角元件的减小的光学活性体积的顶部。在图8(d)所示的回射片材中，热敏印刷机被设定成暗度水平为2，其中印刷暗度调节电位差计被设定成最大水平。入射角为-4°并且观测角为2°下的回射率为约850cd/luX/m2。图9(d)示出了图8(d)所示的每个变形的立体角元件的减小的光学活性体积的顶部。
[0057]用于形成立体角元件的示例性聚合物包括热塑性聚合物，诸如例如，聚(碳酸酯)、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚(对苯二甲酸乙二醇酯)、脂族聚氨酯、以及乙烯共聚物和乙烯离聚物、以及它们的混合物。可通过直接浇铸到膜上来制备立体角片材，例如在美国专利5,691,846 (Benson)中的描述。用于辐射固化的立体角的聚合物包括交联丙烯酸酯，诸如，多官能丙烯酸酯或环氧树脂和与单官能团和多官能团单体共混的丙烯酸酯化聚氨酯。另夕卜，立体角(诸如此前所述的那些)可浇铸到增塑聚氯乙烯膜上，以用于更柔性的浇铸立体角片材。这些聚合物通常因以下一个或多个原因而为优选的，所述原因包括热稳定性、环境稳定性、透明度、从工具或模具上的优异防粘性、以及接收反射涂层的能力。当使用热来使立体角元件变形时，热塑性聚合物尤其可用。
[0058]例如，可通过将预成形片材压印立体角元件阵列或者通过将流体材料浇铸到模具内来将棱柱回射片材制造成一体化材料。另选地，可通过相对于预成形膜浇铸立体角元件或者通过将预成形膜层合到预成形立体角元件来将回射片材制备成分层产品。立体角元件可形成于大约0.5mm厚的折射率为约1.59的聚碳酸酯膜上。可用于制备回射片材的材料优选地为尺寸上稳定的、耐用的、耐候性的并且易于形成期望构造的材料。通常，可使用在热和压力条件下可成形的任何透光材料。
[0059]片材还可根据需要包含着色剂、染料、UV吸收剂或单独UV吸收层、以及其他添加剂。密封立体角元件以防经受污染物的背衬层(即，密封膜)也可与粘合剂层一起使用。
[0060]在一些实施例中，立体角元件变形穿过密封膜。另选地，立体角元件可变形穿过多层构造，所述多层构造包括密封膜、粘合剂层、和离型膜中的至少两者、或它们的任何组合。
[0061]图10 (a)、(b)、(c)和(d)为成对的立体角元件的横截面的SEM图像。图10 (d)示出了一对初始立体角元件(即，非变形的)。初始立体角元件的回射率经测量为约IlOOcan/lux/m2。图10(a)、(b)和(c)各自示出了根据本申请的一对变形的立体角元件。可以看出，所示的每个立体角元件的顶点已被热剪切，从而导致光学活性体积降低并且由此导致回射率降低。图10(a)、(b)和(c)所示的热剪切的立体角元件具有分别为约30can/lux/m2、400can/lux/m2和 920can/lux/m2的回射率。
[0062]本申请描述了回射灰度图像，所述回射灰度图像包括具有m行和η列的图像或图形元素(像素)的规则阵列，如图11和图12所示。每个像素还包括一个或多个立体角元件，其中给定像素中的立体角元件具有类似的光学活性体积和光学体积高度。图12示出了图11所示的mXn矩阵的三个相邻的图像元素(像素)。每个像素示为具有3行立体角，每行还包括具有相同几何形状的3个立体角，因此每个像素总共具有9个相同几何形状的立体角。应当理解，所示的立体角的数量为本申请的仅举例说明，并且每个像素中可存在更多或更少的立体角元件。此外，每个像素的格式可有所变化。在一些实施例中，每个像素的形状选自正方形、圆形、三角形、矩形、六边形、以及它们的组合。图12所示的每个像素具有xl-x3范围内的感知亮度值，所述感知亮度值共同形成灰度标记。
[0063]每个像素的TLR值可根据几何光学和光线跟踪的原理来计算。图13和图14示出了示例性反射片材在约O、10、20、30、40和50度的入射角以及约O和90度的取向下的相对移位体积高度(Hx)的计算的TLR百分比。通过将数据输入计算机软件来完成建模，以构建所需立体角元件的3D模型。生成截顶立体角元件，所述截顶立体角元件具有58、58和64度的夹角并且由具有折射率为约1.5的材料制成。
[0064]变形的立体角元件被构造成具有通过立体角元件的顶点的变形而形成的附加小面。在该示例性实施例中，附加小面被视为平行于截顶立体角元件的基部。应当理解，根据本申请，附加小面不必平行于基部。附加小面与立体角元件的基部平面之间的距离为活性体积高度(Ho或Hd)。变形的立体角元件的高度为从其初始高度减去以下量，所述量被定义为活性体积的减少部分、或另选的移位体积高度。计算由一系列射线(覆盖立体角元件的基部的整个区域)选择的路径。
[0065]计算结果包括每个立体角小面处的反射效果(无论是因全内反射产生的完全反射还是因以小于临界角的角度射向小面而产生的局部反射)。使从包含在立体角元件的光学活性体积内的全部三个小面反射(并且因此经历回射)的全部射线的总通量除以入射在立体角元件上的总起始通量，以确定此立体角元件的全光返回比(TLR)。重复此TLR计算以用于包含在立体角阵列内的配对立体角元件(与先前立体角元件相同，但围绕垂直于立体角元件阵列的基部平面的轴线旋转180度)。将这两个TLR值进行平均，以确定立体角阵列在所考虑的特定入射角度和取向角度下的平均TLR。重复此计算以用于活性体积高度值的增加的减少部分(表示减少的立体角高度)。重复此整个计算过程以用于其他感兴趣的入射角度和取向角度。
[0066]在O度入射角和O度取向下，该设计的初始立体角元件(即，不具有移位的体积高度)经计算为具有约58%的TLR (入射光的反射)。该TLR值对应于(2n -1)的灰度值中的白色，其中η为图像的位深度。具有对应于初始体积高度的约70%的移位体积高度的变形的立体角元件的TLR经计算为约3%。该TLR值将对应于黑色并且灰度值为O。随后，利用可能的非线性图像γ调节函数来数学地确定中间灰度值，所述函数将更多的数据值分配到灰度曲线的中间色区，其中人类视觉可较容易地区别灰度值。
[0067]在本申请的一个实施例中，每个像素的立体角元件的数量(Z)通过立体角间距(Pc)和印刷机间距(Pp)的比率来确定。对于正方形像素而言，立体角元件的数量可使用以下公式来计算:ζ= (Ρρ)2/(Ρ。)2。通常，市售的电阻性热敏印刷机具有介于150和300像素/英寸(PPi)(分别对应于169微米和85微米的点距)之间的点(可寻址)分辨率。下文实例中所用的回射片材具有4密耳(100微米)的立体角元件间距。因此，使用150ppi印刷机可获得具有大约3个立体角元件/像素的图像。
[0068]在另一个实施例中，印刷机间距可包括作为一个大的元像素的多个可寻址印刷机元件。该实施例尤其适用于制备大幅面灰度图像。
[0069]在本申请中，不必将印刷头与回射片材对齐。因此，片材上的像素可相对于立体角的图案旋转或平移。像素可包括初始和变形的立体角元件。还可存在初始立体角元件，所述初始立体角元件对应于印刷机上的热阻元件之间的区域。
[0070]在一些实施例中，每个像素包括大量的立体角元件(例如，大于100)。在此类实施例中，空间调制技术(诸如，半调色和中间调色)可用于创建有效的灰度值。在一个示例中，空间调制基于初始立体角元件(即，具有O %的移位体积高度(Hx))与完全变形的回射立体角(100%的移位体积高度(Hx))的空间平均。TLR值的范围是由单个像素内的各个立体角元件的数量确定的。空间调制技术的使用允许印刷技术(诸如半调色)与规则的或随机的点图案的结合。
[0071]本申请也可用于最小化由回射片材上的焊缝、拼接线和/或缺陷创建的对比度。焊缝、拼接线和/或缺陷通常构成立体角元件，这样在回射条件下立体角元件看起来比周围区域更暗。用以最小化原本明亮的回射制品上的这些较暗区域的光学效应的一种方法为使缝/拼接线附近的立体角元件可控地变形、选择性地减小邻近立体角元件的光学活性体积、产生回射率梯度。较暗区域附近的梯度可使其外观柔和，从而使得其不太明显。另外，回射片材的外观上的暗区的不利影响可通过以下方式最小化:使片材上除暗区附近之外的其他位置的立体角元件可控地变形，由此通过降低片材的平均回射亮度而降低片材的回射亮度的变化。
[0072]本申请的方法的一个优点涉及通过修改常规的回射片材来定制回射制品的光学特性的能力。根据本申请的示例性方法包括:获得回射片材，所述回射片材具有平坦主表面和背对平坦主表面的结构化表面，所述结构化表面包括立体角元件，所述立体角元件具有会聚在顶点处的三个互相垂直的面；并且使立体角元件中的至少一部分立体角元件的顶点热变形。在一些实施例中，初始立体高度的小于5%为变形的。在其他实施例中，初始立体高度的小于10%为变形的。在其他实施例中，初始立体高度的小于15%为变形的。
[0073]在另一个实施例中，形成回射片材的示例性方法包括:获得回射片材，所述回射片材具有平坦主表面和背对平坦主表面的结构化表面，所述结构化表面包括立体角元件和设置在立体角元件上的反射层，所述立体角元件具有会聚在顶点处的三个互相垂直的面；并且将热施加到立体角元件中的至少一部分立体角元件(其中立体角顶点中的至少一部分顶点)，其中受热的立体角元件的反射层为变形的。反射层可变形、撕裂或移位。因此，下面的立体角元件的一部分可被暴露。在一些实施例中，反射层为金属涂层。在其他实施例中，反射层为多层光学膜。
[0074]术语“片材”通常是指以下制品，所述制品的厚度为大约Imm或更小并且大规模样品可紧密地卷成卷以便易于运输。
[0075]回射片材制品可用于标记和牌照制品中。
[0076]本申请的示例性实施例包括但不限于下文所述的实施例。
[0077]在第一实施例中，本申请涉及一种回射片材，该回射片材包括:结构化表面，所述结构化表面包括立体角元件，所述立体角元件具有会聚在顶点处的三个大体垂直的面；其中所述立体角元件中的至少30%的立体角元件的顶点为热变形的，从而得到变形的立体角元件。
[0078]在第二实施例中，本申请涉及根据实施例1所述的回射片材，其中变形的立体角元件具有至少I%的移位活性体积高度。
[0079]在第三实施例中，本申请涉及根据实施例2所述的回射片材，其中所述移位活性体积高度为至少5%。
[0080]在第四实施例中，本申请涉及根据实施例1所述的回射片材，还包括与所述立体角