專利名稱：具有載體層的膠囊化透鏡回歸反射薄片的制作方法
技術領域：
本發明涉及膠囊化透鏡薄片(如最初在U.S.Pat.3，190，178中所述)，尤其是涉及這樣一些復合載體膜或織物的薄片，該支持物能使膠囊化透鏡薄片附于服裝供行人穿著。
膠囊化透鏡回歸反射薄片具有明亮的回歸反射效果，而且，即使在被水浸濕的情況下也能保持其反射效果，將這樣的薄片以柔性織物作載體進行復合，并用于服裝，使穿著這種服裝的行人，在夜間更易被向其駛近的車輛中的駕駛員所發現。由于該種薄片復合了載體織物，它能容易地被以縫合、粘合或其它方法附加于服裝。
然而，現有以織物為載體的膠囊化透鏡薄片有諸多缺點。典型的載體織物復合是使用壓敏粘合劑將織物粘合在反光片的背面。這樣的制成品相當厚，它在服裝表面過于突出，并使服裝過度發硬。此外，涂覆壓敏粘合劑并將織物與反光薄片復合的種種步驟也會增加制造費用。而且，特別是將薄片打卷貯藏時，由于打卷產生的壓力會使粘合劑慢慢地滲出織物，使貯藏卷中相鄰的卷層發生粘合，并污染薄片的外表面。
本發明提供新型的能克服上述問題的具有載體層的膠囊化透鏡回歸反射薄片。本發明也提供這種薄片的新穎制造方法。簡單地說，新方法包括(ⅰ)制備粘合材料層，該層包含一層置于其上并部分嵌入其頂部表面的回歸反射元件(“頂部”是指薄片的外表面，由它來接收外來光線并進行反射，或相對于薄片的底層組份來說，是與頂部外表面方向一致的表面;“底部”是指與頂部表面相對應的表面);(2)將載體層復合于粘合材料層的底面;(3)將透明的覆蓋膜覆蓋在回歸反射元件層的突起表面上;和(4)以熱壓手段從載體層底表面將網狀圖案施于薄片，進一步將花紋施于粘合材料層并使之與覆蓋層粘接。軋花處理形成完整的制品，粘合材料層和覆蓋層粘合在一起，形成許多小網格在其中回歸反射元件被緊密地密封著。粘合材料層形成軋花圖案，而支持層也跟著形成同樣的圖案。較好地是在施行熱壓軋花之前，就以熱和壓力將承載層復合至粘合材料層的底面上。
按照上述過程，一種新型反光薄片就被制成。簡單地說，它包括(1)一層粘合材料層，它包含一層置于其上并部分嵌入其頂部表面的回歸反射元件層;(2)透明覆蓋層，它與回歸反射元件層并不緊密相接觸;(3)由狹窄粘結帶相互貫穿而形成的網格組織，該網格組織由軋花形成，它使粘合層的粘合劑與覆蓋層粘結。在小網格中回歸反射元件被緊密地密封著;和(4)一層載體層牢固地直接復合在粘合材料層的底表面上，并與粘合材料層一起軋花，形成與粘合材料層相同的花紋。載體層最好為一種織物，這樣粘合材料層的粘合劑便能滲入到織物空隙中去，從而提高織物與粘合材料層間的粘結力。


圖1為本發明反光薄片一部分的頂視圖;圖2為在制造本發明反光薄片時的中間組合斷面的高倍放大圖;圖3為本發明反光薄片與在制造過程中所使用的設備部分的斷面高倍放大圖。
本發明的成品薄片10的頂視圖如圖1所示，其斷面高倍放大圖如圖3(沿圖1中的3-3線切下)，如圖所示，薄片10由下列部分組成。
粘合材料基礎層11;
透明微球體排列層12，該層微球部分嵌入粘合材料層11的頂表面，其嵌入部分或其底表面以蒸汽淀積法鍍覆一層鏡面反射膜13(鏡面反射層一般為金屬，如鋁或銀或如Bingham，U.S.Pat.3，700，305中所述之介電材料蒸汽淀積至微球體表面上;微球體和鏡面反射層兩者結合在粘合材料層中形成回歸反射元件);
透明覆蓋層或頂覆膜14，它覆于微球體12的突出或未嵌入的表面，并通過細網格紋15與粘合材料層11相粘結，該粘合網格紋在軋花時從粘合層11穿過微球層12與覆蓋膜14相接觸并粘結在一起。
載體層16復合在粘合材料層11的底面上，并與粘合材料層一起形成同樣構型的網紋;和保護膜17根據需要，該層可有可無，現詳述如下。
在制造本發明薄片時，一般地，首先將微球體12暫時地部分植入一種載體片如涂覆聚乙烯的紙(參見Mckenzie，U.S.Pat.3，190，178)。露出于載體片外的微球體表面以蒸汽淀積法鍍覆一層鏡面反射膜13。典型的載體片18如圖2所示，它包括紙層18a和聚乙烯層18b。圖2中，嵌入載體片并由鏡面反射材料覆蓋的中間制品標為19。
然后通過涂覆粘合材料溶液或熔體或通過將粘合材料膜壓至微球體下表面的方法將粘合材料覆蓋在鏡面反射材料上(參見Baileyetal，U.S.Pat.5，064，272，第5欄，61行-第6欄，17行;后者描述了將粘合材料層壓至微球體下表面的較好的方法，其覆合程度恰到好處，剛好使粘合材料層不與微球間隙載體層上淀積的鏡面反射材料膜相接觸。這樣當暫時性載體片從粘合材料層剝離下來時，微球之間的鏡面反射材料就隨之一起被除去，不致覆蓋微球間的粘合材料表面，以此把金屬鏡面反射材料使產品著色的作用降低至最低限度)。在干燥或冷卻粘合材料時，便形成粘合層11，微球部分地嵌入層11中，同時也部分地嵌入載體層中，所形成的結構在圖2中標為20。
在本發明的較好實施過程中，再把將載體片16層壓復合至粘合材料層的開放表面上。該層壓步驟可在稍后的時間進行，例如，在將臨時性載體片18除去之后;但最好是在暫時性載體片來剝離時就進行層壓復合。層壓復合以下述步驟進行為好將載體層16壓在粘合材料層11的反面，加熱組合層，并使之通過一對加壓輥筒，在圖2中該對輥筒由標記為21和22的部分來表示，且至少一個是加熱的。
載體層16最好應為一種織物，在層壓復合操作過程中，粘合材料層11部分地滲入織物空隙，從而將織物牢固地粘結在粘合材料層上。為了防止滲透的粘合材料污染層壓輥，可在載體織物的背面暫時性地覆一層隔離膜17。可用的隔離膜由兩層組成，一層為可熱軟化層17a如聚乙烯，另一層為受熱不易軟化的層17b如聚對苯二甲酸乙二醇酯，這樣的隔離膜可熱壓復合至載體織物上。膜17粘至載體織物上之后，可保留下來作為最終產品的一部分。或者，在制作服裝或作其他用途使用之前將其揭去。在作為實例說明的較好制作過程中，下一步是將臨時載體片18揭去，露出由粘合材料層11突起的微球體層。并將覆蓋膜14置于微球體外露的表面上，將此組合體以圖3所示的方式進行軋花操作。整個組合體包括覆蓋膜14，粘合材料層11，載體層16和保護層17，被置于一對熱壓板或熱壓輥筒24和25之間。其中一個壓板或輥筒(25)有軋花作用，它具有凸紋26。軋花版上的凸紋26擠壓保護層17的底面并使之變形，同時也使載體層16和粘合材料層11變形而形成圖案花紋，如圖3所示。粘合材料層11被充分地加熱加壓，在其受壓部位埋沒微球體并接觸到覆蓋膜14，形成粘結帶15。軋花壓板上的凸紋圖案應能形成如圖1所示的精細粘合網15。粘合網紋相互交叉，使所形成的小網格27中的微球體被緊密地密封起來，可用的圖案有多種，如圖1所示的正方形小網格也可由六邊形圖案代替。
用于膠囊化透鏡薄片的覆蓋膜已眾所周知。對本發明特別適用的是聚烯烴薄膜，它們即使在低溫環境下也仍具有良好柔軟性;例如聚乙烯，聚丙烯和乙烯-丙烯酸共聚物。聚烯烴膜中包含紫外線吸收劑特別重要，它可避免在戶外氣候作用過程中覆蓋膜和其他膜層的劣化。由于上述聚烯烴膜較軟且在如圖3所示的軋花過程中不具備必要的耐微球穿透作用，最好在覆蓋層上涂覆一層如U.S.Pat.5，066，098(此處描述以備參考)中所述的較硬，軟化點較高的材料，(圖中未示出)。聚氨基甲酸酯類特別適合于用作這種較硬材料，例如，由水性膠體氨基甲酸酯分散液或聚丙烯酸酯乳濁液形成的薄膜也可使用。合適的商品材料有，在聚乙烯類化學工業中以商品名NeoRez(聚氨基甲酸酯類)或NeoCryl(丙烯酸類)出售的產品。
除了提供所述的耐穿透性以外，這種膜層還可提高覆蓋層與因軋花與覆蓋膜接觸的粘合材料間的粘合強度。此外，這些膜層也可著色，例如用染料著色。
高度增塑的聚氯乙烯膜也可用作覆蓋膜。
通常，用于本發明薄片的粘合材料應具有低玻璃化轉變溫度(Tg)，如，-20℃或更低，以保證良好的低溫性能。熱塑性聚氨基甲酸酯特別適合用作粘合材料11，它具有良好的耐久性和柔韌性以及低溫柔軟性。盡管芳香族聚氨酯在日光下會變色，但加入遮蓋性顏料，如二氧化鈦，則可避免產品的任何變色現象。要最大限度地減輕由微球體上金屬涂層產生的灰色或金屬色，典型的做法是用白色著色法。
乙烯-丙烯酸共聚物是另一種作為粘合材料的有用聚合物，盡管在這種材料中難以加入顏料，若用乙烯-丙烯酸聚合物覆蓋層與乙烯-丙烯酸聚合物粘合材料同時使用，就不需要再用聚氨基甲酸酯作為硬性材料覆于覆蓋膜上而達到與覆蓋膜的良好粘合。
粘合材料可由聚合物材料與其它組份的混合物所組成。例如，氯乙烯/乙酸乙烯酯共聚物需與氨基甲酸酯聚合物相混合以達到必要的柔軟性。也可加入熱穩定劑和抗氧化劑以改善其耐候性。熒光染料對于提供明亮的可見顏色也很有用。
由于其耐久性和高拉伸強度，織物用作載體層是特別合適的;粘合材料可滲入織物而達到良好的粘合;且織物可避免使用通常用于聚合物膜使之柔軟的增塑劑，增塑劑會減弱粘合強度，并引起其它麻煩。紡粘型聚酯無紡織物特別有用;它們通常是雙組份纖維，即聚對苯二甲酸乙二酯芯材和聚乙烯或聚酯外皮層，該外皮層的軟化溫度比聚對苯二甲酸乙二酯芯低。也可使用機織物。在某些情況下也可使用聚合物膜而不用織物。
盡管在制備本發明回歸反射薄片時宜使用如17那樣的襯層，但也可不用它們，例如將合適的拒水性材料涂在織物的底面上(粘合于粘合材料層的反面)。然而，應對拒水性材料加以選擇，以保持其與粘合層必要的粘結性。事實上，對上述含有聚乙烯的紡粘織物來說，最好進行電暈處理以增強粘合性。
本發明的制成品既薄又輕且柔軟，在-20℃的低溫下仍然柔軟。成品在無保護膜17時的厚度應為325微米或更薄，具有足夠的柔軟性，可在室溫，甚至在-20℃的低溫下能順利地卷繞在直徑為3毫米(0.125英寸)的芯軸上。載體層應具有與粘合材料層底面相同的軋花結構，因此便不會留有貯存潮汽的空隙。除了附加在衣服上外，本發明的薄片也可單獨使用，即用作信號物，必要時可直接打開卷裝并固定在車輛的后部。
現結合下述實施例對本發明作進一步的說明。
按下表所列的各組份制備的粘合材料溶液涂覆于包含臨時性載體層18，和微球體12并經蒸汽鍍鋁的膜片19上，微球平均直徑為65微米，嵌入深度為其直徑的30%。
重量份數熱塑性聚氨基甲酸酯樹脂116.99氯乙烯/乙酸乙烯酯共聚物26.73二氧化鈦37.00抗氧化劑40.48硬脂酸0.48甲乙酮49.49環己酮17.881.Elast ET 1145，由Takeda Badischa Urethane Industries，Ltd，(東京)提供;是二異氰酸甲酯與含四甘醇和乙二酸的聚酯型多元醇化合物的反應產物;數均分子量為140，000，重均分子量為310，000;軟化點，110℃;玻璃化轉變溫度-23℃;模量，17kg/cm2;硬度，63(JIS肖氏A硬度計);撕破強度，42kg/cm2.購自UnionCarbide的VYHH3.購自LshiharaCo.的Tipaque4.購自CibaGeigy的Irganox將涂覆溶液在120℃的高溫(80-120℃是有效范圍)下干燥至約50微米的厚度。
然后將聚酯織物(Toray紡織品No.501)層壓至粘合材料層的干燥暴露表面上，用100℃的溫度和5kgf/cm2的壓力(70-100℃和3-5kgf/cm2是有效的)，以聚乙烯膜為上層和聚對苯二甲酸乙二酯膜為底層的雙層結構保護膜17則預先層壓在織物的底面上。
在另一個實施例中，則使用一種粘紡無紡布，它由雙組分復合纖維組成。其外層為聚乙烯，芯材為聚對苯二甲酸乙二醇酯(Unitika無紡織物S100 3WDO)，將其層壓至粘合材料層上以取代聚酯織物。層壓溫度和壓力分別為100℃和5kgf/cm3，在此實施例中，不使用保護膜17。
在這兩個實施例中，隨后都要揭去臨時載體層18，將75微米厚，含紫外線吸收劑的擠壓乙烯/丙烯酸共聚物(由Dow Chemical提供的Primacor 3440)覆蓋膜14置于微球體的暴露面上。然后對此組合物進行軋花。軋花機是由上、下兩個滾筒組成，上滾筒為包橡膠的光面滾筒，加熱至160℃，下輥為金屬輥，加熱至80℃，金屬輥表面有網狀凸花紋，軋花后使組合物表面呈現出六邊形的網狀紋。兩輥相對加壓至壓力達3-5kgf/cm2，組合物以3米/秒的速度從兩輥間通過。軋花后即除去保護膜17。
然后，對所得具有載體層的回歸反射薄片作如下表1所述的一系列試驗。
5.邊緣齊整且無松散紗線露出。
6.CPL每平方米每勒克司(照度)的坎德拉(燭光)數7.在30℃和0%RH(12小時)及80℃和50°%RH(12小時)間兩種條件下交替處理。
8.由SugaShikenkiCo制造，試驗條件如下黑版溫度為63℃±3℃，紫外輻照750小時，每120分鐘噴射水18分鐘。
在另一個實施例中，將聚酯機織物(由Hilliken供應，100%聚酯，結構85.5×60，單重3.1盎司/碼2，聚酯變形紗，1/150/34經和緯)作為載體層。在此實施例中，織物在粘合材料層底部復合組合體的軋花并與覆蓋膜粘合等操作同時進行。上壓輥不加熱，下部的金屬軋花輥加熱至215℃。
對本領域熟練的技術人員來說，對本發明進行各種改進和便通而不致偏離和違背本發明的范圍和原理是顯而易見的。
權利要求
1.一種具有載體層的回歸反射薄片，它包含(1)一層粘合材料層，該層包含一層置于其上并部分嵌入其頂部表面的回歸反射元件層；(2)一層透明覆蓋膜置于回歸反射元件層上，但并不與之緊密接觸；(3)一層精細網紋狀粘合網，該網紋之粘合材料來自粘合材料層，由軋花輥對粘合材料層擠壓而來，并與覆蓋層相粘結，形成許多小網格，在其中回歸反射元件被緊密地密封著；和(4)一層載體層持久性地直接粘合在上述粘合材料層的底表面上，并與粘合材料層一起被軋花因而具有相同的花型。
2.權利要求1所述的回歸反射薄片，其特征在于，其載體層包含織物和來自粘合材料層的粘合劑，該粘合劑滲入織物的孔隙。
3.權利要求1所述的回歸反射薄片，其特征在于，其覆蓋層由聚烯烴組成。
4.權利要求3所述的回歸反射薄片，其特征在于，其聚烯烴為乙烯-丙烯酸聚合物。
5.權利要求1所述的回歸反射薄片，其特征在于，其粘合材料為聚氨基甲酸酯。
6.權利要求5所述的回歸反射薄片，其特征在于，其覆蓋層為聚烯烴，與粘合材料層相接觸的覆蓋層表面覆蓋著一層聚氨基甲酸酯膜。
7.權利要求2所述的回歸反射薄片，其特征在于，有一層保護膜覆蓋于載體織物的底面。
8.權利要求7所述的回歸反射薄片，其特征在于，保護膜包括熱塑性頂層和底層，通過熱壓復合，熱塑性層將保護膜復合在載體織物上。
9.權利要求2所述的回歸反射薄片，其特征在于，粘合材料層的厚度在25至50微米之間。
10.一種具有載體層的回歸反射薄片的制備方法，它包括(1)制備一層粘合材料層，該層包含一層置于其上并部分嵌入其頂部表面的回歸反射元件層;(2)將載體層復合粘合材料層的底表面;(3)將透明覆蓋層覆蓋在回歸反射元件層突起的表面上;和(4)以熱壓法用網狀圖案由載體層底表面進行軋花，并進一步將粘合材料層的粘合劑依圖案壓出并與覆蓋層接觸，形成一個完整制品，以此使粘合材料層和覆蓋層粘合在一起，并形成許多小網格，在其中回歸反射元件被緊密地密封著，且載體層也具有與所述粘合材料層相同的軋花形狀。
11.權利要求10所述的方法，其特征在于，在施用熱壓軋花之前，以熱壓的方法將載體層復合到粘合材料層的底面上。
12.權利要求11所述的方法，其特征在于，載體層為織物，在復合過程中，粘合材料由粘合材料層滲入織物空隙。
全文摘要
膠囊化透鏡回歸反射薄片，它包含(1)一層粘合材料層，它含有一層部分嵌入其頂部表面的回歸反射元件；(2)一層透明覆蓋膜，它被置于與回歸反射元件層上部但并不與之緊密接觸；(3)一層精細的粘合網紋。該網紋的粘合劑由粘合材料層軋擠而來，并與覆蓋層相接觸，從而使粘合材料層與覆蓋層粘合在一起，并形成許多小網格，在這些小網格中回歸反射元件被緊密地密封著；對粘合材料層的軋花作用在該層的底表面上留下軋制的圖案。
文檔編號G02B5/128GK1090931SQ9312014
公開日1994年8月17日 申請日期1993年12月7日 優先權日1992年12月16日
發明者長岡好之, V·L·萊特爾 申請人:美國3M公司