一種回歸反射反光膜及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種具有特定幾何形狀的回歸反射反光膜，屬于逆反射反光材料領(lǐng) 域。
【背景技術(shù)】
[0002] 回歸反射，又稱逆反射，所指的是不管光沿什么方向入射，產(chǎn)生的反射光始終逆著 入射光路傳播的光學(xué)現(xiàn)象。這種反射現(xiàn)象不同于漫反射或鏡面反射。回歸反射的特性被 廣泛應(yīng)用于通訊、遙感遙測、攝影、舞臺(tái)布景等領(lǐng)域，尤其廣泛用于制作各種警示標(biāo)志，如道 路上的危險(xiǎn)警告標(biāo)志、交通控制標(biāo)志、導(dǎo)航標(biāo)志、廣告牌、車牌、各種職業(yè)制服上的警示標(biāo)志 等。衡量回歸反射特性的最重要的指標(biāo)參數(shù)是回歸反射率，其定義是逆反射光能量占入射 光總能量的百分比。反射率越大，則反光標(biāo)牌的可視距離越遠(yuǎn)。但不管何種逆反射材料，逆 反射率都會(huì)受入射角和方位角的影響而發(fā)生變化。從行業(yè)應(yīng)用需求來看，人們期望反光膜 具有最大的廣角性及最小的各向異性，但上述二者是一體兩面，只能通過結(jié)構(gòu)改進(jìn)來盡可 能最大限度提高反光膜的廣角性，減小或改善其各向異性。
[0003] 目前在照明、光學(xué)標(biāo)志牌、戶外發(fā)光廣告等多種場合廣泛應(yīng)用的反光膜的光學(xué)特 性為沿著反光膜的法線方向逆反射率最大，由于具有此類特性，適合應(yīng)用于光源垂直照射 的場合下，但如果光源以大角度照射之，則回歸反射光強(qiáng)較弱。這也就意味著已有的此類反 射膜對(duì)于一些特定場合，例如在高速公路中間隔離帶、馬路人行橫道斑馬線等特，光源是以 大角度照射到反光標(biāo)牌上，導(dǎo)致傳統(tǒng)的反射膜反射光較弱，無法滿足實(shí)際應(yīng)用需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 申請(qǐng)人多年來對(duì)回歸反射反光膜的設(shè)計(jì)開發(fā)進(jìn)行了深入研宄，并驚喜的制成了一 種具有逆反射性能的反光膜，所得反光膜具有特殊的回歸反射特性：回歸反射能力最強(qiáng)的 方向不是沿通常的膜面法向，而是沿與膜面成一定傾角的方向，從而使得所得回歸反射反 光膜尤其適用于馬路斑馬線、高速公路隔離標(biāo)線等大角度斜入射光照環(huán)境。
[0005] 具體的說，本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0006] 一種回歸反射反光膜，包括多個(gè)同方向分布的反光陣列，相鄰反光陣列之間具有 第一 V型凹槽；每個(gè)反光陣列由多個(gè)反光單元交錯(cuò)排列構(gòu)成，同一反光陣列內(nèi)的反光單 元為在結(jié)構(gòu)和排列上完全相同的立方柱體結(jié)構(gòu)，在同一反光陣列內(nèi)，立方柱體結(jié)構(gòu)包含三 個(gè)彼此相互正交的反光面，且相鄰立方柱體的底面與另一立方柱體的頂面具有第二V型凹 槽，第一 V型凹槽與第二V型凹槽分布方向垂直。
[0007] 其中，所述回歸反射反光膜由熱塑性透光塑料材料制成。
[0008] 上述的熱塑性透光塑料材料不受到特別限制，已有的透光性良好的、便于熱塑加 工的塑料材料均可用于本發(fā)明，優(yōu)選為聚碳酸酯、PMMA。
[0009] 其中，第一 V型凹槽是由相鄰反光陣列排列形成，因此其角度不受到特別限制；第 二V型凹槽是在與第一 V型凹槽垂直方向上將上方的材料加工除去形成，因此為了便于后 續(xù)加工，所述相鄰立方柱體之間的第二V型凹槽夾角優(yōu)選為5°~60°。
[0010] 本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解，上述的反光陣列結(jié)構(gòu)，可以存在多個(gè)平行排列的第一 V 型凹槽，多個(gè)平行分布的第二V型凹槽，在此情況下，多個(gè)第一 V型凹槽夾角可各不相同或 相同，多個(gè)第二V型凹槽夾角可各不相同或相同，為了加工生產(chǎn)的方便，通常采用多個(gè)相同 的第一 V型凹槽，多個(gè)相同的第二V型凹槽。
[0011] 如本領(lǐng)域技術(shù)人員所知，為了將反光膜應(yīng)用于箱體、建筑物表面等結(jié)構(gòu)上，反光膜 還需要有其它附屬結(jié)構(gòu)，此類結(jié)構(gòu)在本領(lǐng)域是廣泛所知的，因此本發(fā)明的回歸反射反光膜， 還包括一體成型的相同材料制成的透光薄膜，反光陣列位于透光薄膜下方并內(nèi)凹于基底薄 膜之中，其底部依次疊合密封層、粘接劑、剝離紙。
[0012] 在上述基礎(chǔ)上，本發(fā)明還公開了所述回歸反射反光膜的制備方法，包括下述步驟： 1)制備金屬母模：在長方體狀金屬基板的第一側(cè)面上標(biāo)識(shí)至少一個(gè)第一直角三角形，按照 第一直角三角形的形狀沿著金屬基板的頂面加工去除標(biāo)線上方的金屬材料，使其形成沿相 同方向延伸的第一 V型凹槽；在與金屬基板第一側(cè)面垂直相交的第二側(cè)面上標(biāo)識(shí)至少一個(gè) 第二直角三角形，該第二直角三角形的直角邊之一與金屬基板的頂面重合，按照第二直角 三角形的形狀沿著金屬基板的頂面加工去除標(biāo)線上方的金屬材料，使其形成沿相同方向延 伸的第二V型凹槽；2)通過模壓或擠出成型，將金屬母模的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移給透光薄膜，并在透光 薄膜上形成具有與金屬母模形狀對(duì)應(yīng)的反光陣列結(jié)構(gòu)。
[0013] 通過采用金屬母模結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移給透光塑料材料制備所述反光膜，可以快速、準(zhǔn)確、高 精度的生產(chǎn)大量符合不同需要、不同規(guī)格的反光膜，母模的加工制作采用整體機(jī)械加工的 方法即可實(shí)現(xiàn)，從而便于提高工藝精度、節(jié)省勞動(dòng)力成本、降低制造難度。
[0014] 上述的金屬母模，可以采用各種金屬材料，包括但不限于但不限于金屬鋁、銅、鉻 及其合金。
[0015] 為了提高金屬母模的使用壽命，防止金屬母模長期使用的磨損失效，上述制備方 法還包括將步驟1)所得金屬母模通過鎳電鑄工藝將其結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移，形成在結(jié)構(gòu)上與金屬母 模互為陰陽模的副模。
[0016] 上述的副模，如本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的，可采用銅、鐵、鎳、鎳鈷合金、鎳錳合金 等常見適合電鑄的金屬材料，采用電鑄的方法來制作副模。
[0017] 為了獲得產(chǎn)品的成品，上述制備方法還包括下述步驟：將具有反光陣列結(jié)構(gòu)的透 光薄膜與密封層、粘接劑、剝離紙疊合組裝。
[0018] 由于本發(fā)明的回歸反射反光膜的光學(xué)特性，本發(fā)明還公開了所述回歸反射反光膜 在大角度斜入射光照環(huán)境下作為反光膜的應(yīng)用。
【附圖說明】
[0019] 圖1為用于制作母模的金屬基板；
[0020] 圖2為圖1的金屬基板的"A"面的標(biāo)線；
[0021] 圖3為圖1的金屬基板沿"A"面的標(biāo)線車削加工出第一 "V"型槽后的效果圖，其 中3_a為主視圖，3_b為右視圖，3_c為俯視圖，3_d為立體圖；
[0022] 圖4為圖1的金屬基板的"B"面的標(biāo)線；
[0023] 圖5為圖1的金屬基板沿"B"面的標(biāo)線車削加工出第二"V"型槽后兩組垂直交叉 "V"型槽后的效果圖，其中5-a為主視圖，5-b為右視圖，5-C為俯視圖，5-d為立體圖； [0024]圖6為金屬母模轉(zhuǎn)移結(jié)構(gòu)的副模的立體圖；
[0025] 圖7為最終所得回歸反射反光膜結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026] 圖8為實(shí)施例1的金屬母模結(jié)構(gòu)圖，其中，8-a為主視圖，8-b為右視圖，8-c為俯視 圖，8-d為立體圖；
[0027] 圖9為實(shí)施例1中的反光陣列中的一個(gè)反光單元的結(jié)構(gòu)圖，其中，9-a為主視圖， 9-b為右視圖，9_c為俯視圖，9_d為立體圖；
[0028] 圖10為分析回歸反射反射率所建立坐標(biāo)系；
[0029] 圖11為不同入射光方向下的回歸反射率（實(shí)施例1);
[0030] 圖12為實(shí)施例1的最佳食用入射角度；
[0031] 圖13為實(shí)施例2的金屬母模結(jié)構(gòu)圖，其中，13-a為主視圖，13-b為右視圖，13-c為 俯視圖，13-d為立體圖；
[0032] 圖14為不同入射光方向下的回歸反射率（實(shí)施例2);
[0033] 圖15為實(shí)施例3的金屬母模結(jié)構(gòu)圖，其中，15-a為主視圖，15-b為右視圖，15-c為 俯視圖，15-d為立體圖；
[0034] 圖16為不同入射光方向下的回歸反射率（實(shí)施例3)。
【具體實(shí)施方式】
[0035] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更清晰、更詳細(xì)的說明。在如下具體實(shí)施和附圖中公 開了本發(fā)明的若干較佳實(shí)現(xiàn)方式。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，如下所提供的實(shí)施例是示意 性的，所提供的附圖也非按照比例繪制。本領(lǐng)域技術(shù)人員在理解和掌握本發(fā)明實(shí)質(zhì)精神的 基礎(chǔ)上，所進(jìn)行的大小、形狀、角度、參數(shù)等的改進(jìn)依舊屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0036] 本發(fā)明所公開的回歸反射反光膜，先通過車削加工制作具有特定結(jié)構(gòu)的金屬母 模，然后通過鎳電鑄等方法將母模的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移給副膜，最后通過副膜來軋制聚碳酸酯、PMMA 等透光材料，制作具有逆反射性能的反光膜。
[0037] 在上述步驟中，設(shè)計(jì)制作回歸反射材料的第一步是在金屬基板上通過機(jī)械加工制 作出所需的幾何結(jié)構(gòu)，并將它稱之為母模。
[0038] 圖1為用于制作母模的金屬基板，為了說明的方便，分別將A、B、C面分別稱為正 面、側(cè)面和頂面。其長、寬、厚分別為l、w、h，通常其長度、寬度是厚度的10倍以上。
[0039] 首先，在"A"面進(jìn)行操作。如圖2所示，在"A"面上標(biāo)記出Di、D2、D 3、……點(diǎn)位，將其 沿長度方向等分成若干等份。以線段"D:D2 "為斜邊，在其上方任取一點(diǎn)"Ei "，使D%丄D也， 也就是說使A D^D2為直角三角形，而Z a:的大小任意。以下進(jìn)行相似操作，分別選取點(diǎn) E2、E3、E4、......，使得A D2E2D3、A D3E3D4、A D4E4D5、......均為直角三角形，而Z a2、Z a3、 Z a4、......的大小任意取值。
[0040] 然后，對(duì)圖1的金屬基板沿"A"面的標(biāo)線……進(jìn)行車削加工，去除標(biāo)線 上方的金屬材質(zhì)，得到一組沿相同方向延伸的第一 "V"型槽，如圖3所示。