包括基本上为无定形的聚合物层的回射片材的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本申请整体涉及回射制品和制备回射制品的方法。
【背景技术】
[0002] 回射制品的特征在于能够将入射到材料上的光重新导向使其反射回初始光源。该 特性已使片材形式的回射制品广泛用于，例如，交通标志和个人安全制品。回射片材常用于 多种交通管制制品（例如道路标志、路障、牌照、路面标记和路面标志带，以及车辆和衣物的 反光带）。
[0003] 立体角片材(有时称为棱柱、微棱柱、隅角棱镜或全内反射片材)是一类回射片材。 这类回射片材通常包括多个回射入射光的立体角元件。回射片材通常具有大致平坦的前表 面和从后表面突起的立体角元件阵列。立体角反射元件通常包括三面结构体，这种结构体 具有相交于单个拐角（即立体角）的三个大致相互垂直的侧面。应用时，回射器被布置为使 其前表面通常朝向预期观察者和光源的预计位置设置。入射到前表面上的光进入片材并穿 过片材的主体，被元件三个面中的每一个面反射，从而沿大致平行于光源的方向离开前表 面。
[0004] 制备此类棱镜立体角片材的一种方法在例如美国专利3,689,346(R〇wland)和5， 691，846(Bens 〇n等人）中有所描述。这些专利通常描述通过如下过程连续复制立体角回射 制品的方法:将可交联的部分聚合树脂沉积在要复制的阴膜表面，并且将树脂暴露于光化 光或热以使树脂硬化。由于材料沉积然后固化，因此该过程通常称为"饶铸和固化"。该制造 方法的缺点是所得片材具有立体角元件，该立体角元件在硬化或固化时表现出相对高水平 的收缩，从而生成立体角微观结构中的光学缺陷，即，介于立体角的面之间的角度变化，该 变化产生光散射而非所需的最大回射性。如果无法控制和维护介于复制立体角元件的面之 间的角度(如，因为收缩效应、从模具中移除时的变形、或由于热应力或机械应力的变形）， 回射效率将受到显著影响。即使对立体角几何结构轻微缺乏控制和维护，也可对所得回射 效率产生显著的不利影响。
[0005] 美国专利5,988,820(Huang等人)描述了高弹性模量立方体和低弹性模量本体层。 这种组合是有利的，因为片材可高度挠曲，而无需承受显著的回射性损耗。立体角元件在挠 曲过程中展示出极好的尺寸稳定性，从而在适形时提供良好回射性能。可在高温下保持尺 寸稳定性和良好回射性能。然而，使用低弹性模量本体层需要使用载体(如，聚合物载体）， 以允许浇铸和固化处理。在没有载体的情况下，在卷绕和退绕过程期间低弹性模量本体层 将过度拉伸。
[0006] 美国专利6,325,515(Coderre等人)和7,329,447(Chirhart等人)描述了包括PET 和C0PET的"双层"覆盖层。本专利的覆盖层保护下面的光学结构(如，立体角元件)不受环境 的影响。
【发明内容】
[0007] 本申请的发明人认识到，需要较低成本的柔性回射制品，该回射制品能够进行浇 铸和固化处理，并具有足够的立体角元件保真性，以形成具有出色亮度(或回射性）的回射 制品。本申请的发明人认识到，这些目标的全部均可通过如下过程实现:形成回射制品，该 回射制品包括介于本体层和离散的截顶立体角元件之间的无定形聚合物层。发明人认识 到，包括无定形聚合物层在处理期间吸收、耗散和/或接纳置于制品上的应力中的至少一 些。在浇铸和固化处理期间这些应力尤其高。从而可形成具有增大保真性的立体角元件。因 此，与不含无定形聚合物层的回射制品相比，包括无定形聚合物层的回射制品具有增大的 亮度。
[0008] -些实施例涉及回射制品，其包括：（1)本体层；（2)多个离散的截顶立体角元件； 和(3)介于本体层和立体角元件之间的基本上为无定形的聚合物层。
[0009] -些实施例涉及形成回射制品的方法，其包括：（1)提供基底，该基底包括：（a)本 体层;和(b)包括基本上为无定形的聚合物的聚合物层；以及(2)在基底的聚合物层上形成 的多个离散的截顶立体角元件。在一些实施例中，本体层和聚合物层是共挤出的。在一些实 施例中，基底的本体层和聚合物层是共挤出和双轴取向的。在一些实施例中，本体层和聚合 物层通过吹塑膜方法制成。一些实施例还包括在所述多个离散的截顶立体角元件上形成镜 面反射层。
[0010] 在一些实施例中，本体层具有至少1750MPa的弹性模量。在一些实施例中，本体层 具有至少2000MPa的弹性模量。在一些实施例中，本体层具有至少2500MPa的弹性模量。在一 些实施例中，本体层具有至少3000MPa的弹性模量。在一些实施例中，本体层具有至少 3300MPa的弹性模量。在一些实施例中，本体层包含聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯(PTFE)和尼 龙中的至少一种。在一些实施例中，本体层是双轴向取向的，其中本体层包含聚乙烯、聚丙 烯、PET(聚对苯二甲酸乙二酯）、PTFE和尼龙中的至少一种。在一些实施例中，本体层具有介 于约20μπι和约2500μπι之间的厚度。
[0011]在一些实施例中，离散的截顶立体角元件具有介于约1.8密耳(45μπι)和约2.5密耳 (63·5μπι)之间的平均高度。
[0012]在一些实施例中，聚合物层具有小于1750MPa的弹性模量。在一些实施例中，聚合 物层具有小于1500MPa的弹性模量。在一些实施例中，聚合物层具有小于1300MPa的弹性模 量。在一些实施例中，聚合物层具有小于lOOOMPa的弹性模量。在一些实施例中，聚合物层具 有介于约1. 〇ym和约1 ΟΟμπι之间的厚度。在一些实施例中，聚合物层具有介于约5μηι和7 5μηι之 间的厚度。在一些实施例中，聚合物层具有小于15%的结晶度。在一些实施例中，聚合物层 具有小于10%的结晶度。在一些实施例中，聚合物层和立体角元件形成互穿网络。在一些实 施例中，基本上聚合物层具有介于约45°C和约160°C之间的软化点。
[0013]用于聚合物层的示例性聚合物包括聚（对苯二甲酸乙二酯）和聚（萘二甲酸乙二 酯）的无定形共聚物;含有1，4-环己烷二甲醇的聚（对苯二甲酸乙二酯）共聚酯（PETG共聚 酯）；含有1，4_环己烷二甲醇的聚（萘二甲酸乙二酯)共聚酯(PEN共聚酯）；聚碳酸酯、聚（氯 乙烯）；聚（乙烯-共-丙烯酸）；聚（乙烯-共-乙酸乙烯酯）；聚碳酸酯;PMMA;共-PMMA;抗冲击 改性的PMMA;聚丙烯酸酯;无定形共聚酯(例如，聚对苯二甲酸乙二酯(PETG)、聚对苯二甲酸 环己烷二亚甲醇酯(PCTG)、聚（1，4_环己烷二亚甲酯-1，4-环己烷二羧酸酯）（P(XD)、间苯二 甲酸酯共聚物、共聚酯醚(诸如伊士曼公司（Eastman)的NE0STAR?弹性体FN005、FN006和 FN007 以及 ECDEL? 弹性体9965、9966 和 9967(也在美国专利公布 20090130606144(Bacon)中 有所描述））、80/20C〇PET (对苯二甲酸/间苯二甲酸）、和PET/CoPET(60/40对苯二甲酸/癸二 酸CoPET))。在一些实施例中，聚合物层不包含聚(对苯二甲酸乙二酯）的均聚物。在一些实 施例中，聚合物层包含双轴向取向的聚合物。
[0014] 在一些实施例中，制品还包含接触离散截顶立体角元件的压敏粘合剂层，该压敏 粘合剂层包括至少一层离散的阻隔层。在一些实施例中，回射制品还包括与立体角元件相 邻的镜面反射层。在一些实施例中，制品具有至少250坎德拉/勒克斯/平方米的亮度。在一 些实施例中，制品具有至少600坎德拉/勒克斯/平方米的亮度。在一些实施例中，制品具有 至少1000坎德拉/勒克斯/平方米的亮度。在一些实施例中，回射制品为公路标牌制品、街道 标牌制品、牌照片材、牌照、个人安全装置、个人安全衣物、醒目性制品、车辆警示制品、或画 布涂层制品中的一者。
【附图说明】
[0015] 图1是基底的横截面侧视图，该基底包括本体层和基本上为无定形的聚合物层。
[0016] 图2是回射制品的横截面侧视图，该回射制品包括与多个离散的截顶立体角元件 相邻的图1所不的基底。
[0017] 图3是回射制品的横截面侧视图，该回射制品包括与镜面反射层或涂层相邻的图2 的制品。
[0018] 图4是回射制品的横截面侧视图，该回射制品包括与多个离散的截顶立体角元件 相邻的图1的基底，所述立体角元件由基体层分开。
[0019] 这些附图未必按比例绘制。附图中使用的相似标号指示相似的部件。然而，应当理 解，在给定附图中使用标号指示部件并非意图限制另一附图中用相同标号标记的部件。
[0020] 在以下详细说明中，可参考附图，附图形成详细说明的一部分并且通过例证示出 一个示例性的具体实施例。应当理解，在不脱离本公开的范围或实质的情况下，设想并可进 行其他实施例。
【具体实施方式】
[0021] 将详细描述各种实施例和实施方式。这些实施例和具体实施不应理解为以任何方 式限制本专利申请的范围，并且在不脱离本公开的实质和范围的前提下，可进行更改和修 改。例如，通过具体参照回射片材论述了很多实施例、具体实施和实例，但这些不应理解为 将申请范围限制于这一个示例性具体实施。此外，本文仅论述了一些最终用途，但本文未具 体描述的最终用途包括在本申请范围内。因此