[發明專利]一種改進的微棱鏡逆反射材料結構

有效

• 申請號: 201210207923.5
• 申請日: 2012-06-21
• 公開（公告）號: CN102736150A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發明（設計）人: 刁銳敏
• 申請（專利權）人: 綿陽龍華薄膜有限公司
• 主分類號: G02B5/124
• 分類號: G02B5/124
• 代理公司: 四川省成都市天策商標專利事務所 51213
• 代理人: 劉興亮

技術領域

本發明涉及一種逆反射材料，更具體的說，本發明主要涉及一種改進的微棱鏡逆反射材料結構。

背景技術

逆反射材料又稱為“回歸反射材料”或“逆反射材料”。其包括逆反射油材料、逆反射標線、逆反射布、逆反射革、逆反射織帶和逆反射安全性絲織物等。逆反射材料具有將入射光反射回光源的特點，并且具有節省能源、綠色環保的優點，同時不受日照、天氣等環境的影響，因此被廣泛應用于交通指示牌、工程標識、廣告展位、裝飾、衣服等領域，特別是在交通警示標志和個人安全方面。

而目前根據逆反射材料的結構不同分為兩大類：微珠陣列逆反射材料和微棱鏡逆反射材料。一是微珠陣列逆反射材料，通常其反光層是由許多微珠均勻的嵌入在粘合層中，然后給微珠鍍上相關的鏡面反射或漫反射材料，以提高逆反射性能。其中采用玻璃微珠形的逆反射材料根據其物理原理和反光性能又分為柔韌級、工程級和高強級三類。柔韌級逆反射材料的反光性能較差，但具有良好的柔韌性，廣泛應用于機動車牌照；工程級逆反射材料的反光性能比柔韌級略高，主要用來制造工程標志，高強級逆反射材料的反光強度高，逆反射性能好，主要用于制作交通標志。該類結構的逆反射光線在繞垂直于材料表面軸上均勻，但對于其他方向的效率不高，因此對入射光線方向敏感。二是微棱鏡逆反射材料，其反射層是由類似立方體微棱鏡反光單元結構組成的，其微棱鏡反光單元是由三個兩兩互相垂直的反光面組成，根據反光面的不同分為截角微棱鏡逆反射材料和完整微棱鏡逆反射材料。截角微棱鏡逆反射材料的反光面是直角三角形，而完整微棱鏡逆反射材料的反光面是正四邊形。隨著超精密加工技術的發展，該結構的模具制造過程變得易于控制，并且加工單元尺寸從原來的幾百微米逐漸縮小，因此這種結構已成為逆反射材料的重要發展方向。與傳統微珠陣列相比，微棱鏡具有反光面積大、逆反射效率高、安全耐磨等優良特性。微棱鏡逆反射材料由于其卓越的逆反射性能，越來越廣泛的被應用于各種交通道路安全設施、標志牌和車輛被動安全防護裝置等領域。

母模（亦稱陽模）的制作是制造逆反射材料的第一步工序也是最重要的一道工序，母模的結構與設計的逆反射材料反光層結構是一模一樣的。有了母模以后通過適當的技術（例如鎳電鑄技術）制造公模（也稱作陰模）。然后利用公模來壓制逆反射材料。目前母模制造的技術主要有三種：針束捆綁技術、片式組合技術。針束捆綁技術的加工方法是對單個的反光單元加工，即對逆反射材料中的每一個獨特的反光單元分別加工，然后把這些單個的反光單元捆綁在一起形成母模。這種技術靈活多變，但是工序多，操作復雜，捆綁成束的時候造成的誤差也較大，這樣使得逆反射材料的加工過程很復雜，成本很高。而片式組合技術這種加工方法是在片狀母模基材上，用金剛石刀具切割出一列或兩列反光單元，然后將這些不同的基片通過特定的方式組合在一起形成母模。這種加工方法相對于針束捆綁技術減少了很多的工序，減少了成本。整體加工技術是在一整塊母模基材上進行加工，用一定數量的V形金剛石刀具按特定的方式切割形成反光單元。這種加工方法相對于針束捆綁技術和片式組合技術，制造母模所用的時間和工序是最少的。由于整體加工在制造母模時，V形金剛石刀具是沿著直線切割，因此有很高的精度，可以制造出微小的反光單元。

在實際的運用中，標準的微棱鏡逆反射材料具有很大的局限性。例如，光從汽車的車燈射向由反光材料制作的標志牌，然后被反光材料按原路反射回車燈，由于人的眼睛和車燈不在同一個位置，因此司機看不到標志。只有反射回來的光進入人的眼睛，標志才能被看到。因此，反射回來的光需要是一束發散的光，就像此前提到的反射光錐。在傳統的反光材料中，形成光錐的方法有：（1）利用反射元素工作面的不規則性（類似于漫反射）；（2）減小反射單元的幾何尺寸，增強光的衍射效應；（3）改變反光單元的幾何結構，使得反光單元的三個二面角偏離正交關系。

逆反射材料主要有四個性能指標，分別是廣角性、各向異性、反射光錐均勻性、加工性。入射光的方向用球坐標表示，是入射光與世界坐標系的Z軸的夾角，是入射光在世界坐標系中的方位角。所謂的廣角性是指入射光的角不變，從0度變化到90度。每一個角對應一個逆反射率，逆反射率與的關系稱作廣角性；各向異性是指入射角不變，角由0度變化到360度，同樣每一個角對應一個逆反射率，與逆反射率的關系稱作各向異性；反射光錐的均勻性是指反射回來的光均勻分布，形成理想的光錐，在規定范圍內觀測的光亮度是一致的；顧名思義，加工性是指制造逆反射材料的加工難度和加工精度。評判逆反射材料的性能通常以這四個指標作為依據。