CN101295049A - 一种反光材料的制作工序 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种含有微玻璃珠透镜的微玻璃珠的反光材料的制造方法。该微玻璃珠透镜部分镶嵌在黏合料的图形矩阵里，事先将微玻璃珠透镜的旋转轴固定在同一图形矩阵平面的不同角度上，这样就能在很广的入射角和观测角范围内获得相同的可视度。图形矩阵在保持了弹性的同时发挥了基底材料的渗透功能。另外，基底材料的色彩也能够被呈现出来。

Description

一种反光材料的制作工序

该发明的技术领域

美国通用分类：264/1.1，1.9，1.32；359/519，537，538，540，546；396/3；396/4

研究领域：264/1.1，1.9，1.32；359/519，537，538，540，546；396/3；396/4；396/3；396/4

包括37CFR1.97及1.98中的明确规范的相关技术描述：

该发明涉及一种微玻璃珠反光材料。由于在外观、柔软性以及渗透性方面进行了改良，同时观测角度也得到了扩大，因此该玻璃珠反射布料的应用范围可从安全服上的反光条扩展到流行服装布料的主流区域。由于具有很大的反射观测角度，该布料还能用来制作摄影专用的背景屏幕。与其它发明相比，该发明具有一些独特性和优势，具体列举如下：①在美国专利3,989,775号的方法中提出，珠状反光材料由内嵌在大致平坦的弹塑性矩阵中的珠子和用于增大观测角度的压花材料组成。由于诸如棉织物、聚酯织物、尼龙织物、纸张、PVC(聚氯乙烯)网板以及PU(聚氨酯)网板等大部分基底材料具有较大的弹性，不适宜于进行压花，因此，限制了对压花技术的运用。而本申请提出的发明不但能在不同的方向永久性地放置微玻璃珠透镜(参见附图2和附图3)，而且可用于大部分类型的织物、纸张、皮革以及塑胶网板。②在美国专利4,763,985号的方法中提出了一种反光薄片。该反光构造包括一个透明的微小球体单层，该单层覆盖在一个由具有反射功能的有色薄片和透明的黏合料混合而成的基层上面。该方法的缺点在于，基层中的黏合料将一直嵌在微小球体透镜和具有反射功能的有色薄片之间，因此，会降低反射率。而本文提出的发明利用了通过真空沉积作用镀上金属层的微玻璃珠。铝分子直接与玻璃珠接触，这样，每一个微玻璃珠透镜的个体反射率比前述方法要亮200％以上。因此，适当时可以得到与前述方法相同的反射率，而减少微玻璃珠透镜覆盖比率，使布料变得柔软、有透气性并且能呈现出不同的外观。③在美国专利5,128,804号、美国专利6,861,134号、美国专利5,344,705号以及美国专利5,620,613号中对反光传递网板，或者带孔的反射传递网板，或者带有色层的反射传递网板进行了介绍。网板是一种由热塑性细丝织成的双面的网，一面含有部分内嵌的反射成分(微玻璃珠透镜)，而另一面则没有这种成分。可以通过加热的方式将一面含有反射系统的主体薄片层压到一层诸如布料一类的基板上。采用可渗透性薄片的不足之处，在于水和清洁剂能够轻易地渗透薄片，从而在洗涤的过程中会影响微玻璃珠透镜与布料的连接度。当把反光成分嵌入一侧的细丝中时，小孔几乎会全部被微玻璃珠透镜堵塞。而且，当采用热水或者温水洗涤的时候，熔点温度较低的连接部分的性能也会大受影响。如果采用较高的熔点(例如采用美国专利5,128,804号中提出的250摄氏度的指定温度)，大部分混合纤维将会开始产生变形，而基极布料的颜色也会开始发生变化。另外，采用上述传统方法得到的最终的反光产品的性能也很大程度依赖于最后所采用的通过加热来将反光网板层压到基极材料上的方法。上述那些专利中不包含加热复合工序。终端用户必须会使用加热迭片方法，把他们买来反射网板并通过加热压床或者加热熨斗将网板层压到外衣或者布料上。因此，作为一种具有很高热敏感性的物质，在不可控环境下运输或者加工反光网板时，其质量往往难以控制。而在反光材料的制作工序中，热溶胶必须为固体，不具有渗透性，因此不适合热水洗涤的要求。本发明中的连接部分在采用微玻璃珠透镜之前就直接运用到了基极材料中。而微玻璃珠透镜在连接部分完全合拢之前就被内嵌入连接部分中。这种连接可以通过热量需求较少的化学反应来实现。因此，本发明的方法能够适用于更广范围的基极材料。④在美国专利5,200,262号、美国专利5,738,746号以及美国专利6,153,128号中对耐洗的反光贴花和带有反射贴花的服装进行了介绍，在这些专利中，黏合层完全覆盖了反射系统。反光贴花被缝制或者热转移到终端产品(诸如衣服或者织布料)上。反射贴花包括单层反光物质。在反光物质下面是一个黏合层。微玻璃珠透镜与带有铝涂层或者银涂层的光学元件黏合，透镜的一部分嵌入黏合层的上表面，一部分则从黏合层的上表面突出来。玻璃珠的光亮部分或者透明部分正对着黏合层的单一反方向。本发明在反光材料的制作工序中，不存在黏合层。取而代之的黏合材料是直接放置在布料或者衣服上的分散的图形矩阵。将微玻璃珠透镜放置在黏合矩阵上，而且面对着各个不同的方向。本发明的优点在于使得终端产品变得更轻巧、更柔软、具有渗透性，同时还具有外观图形。该反射系统可覆盖于整个外表，而不是仅仅只作为覆盖外表某一部分的贴花。而且，在反光材料的制作工序中，由于黏合矩阵会覆盖基极材料的一部分，因此，人们可以看到基极材料的色彩，这就使得反射系统具有了外观色彩。⑤在美国专利5,900,978号中提出了一种类似的方法，那就是采用印刷油墨的方法制造反光材料。在此方法中，将外部镀有金属层的微玻璃珠混和到透明黏合剂形成的黏合层中，然后采用全覆盖或者部分覆盖的方式进行印刷，或者用刷子刷涂，或者擦涂到基极材料中。由于将微玻璃珠透镜混和到黏合层的黏合剂这样的液体媒质中，因此，黏合材料往往会覆盖住微玻璃珠透镜的透明部分。由于黏合材料的包裹改变了微玻璃珠透镜的外形，而且其密度与纯固体玻璃不同，因此整体密度也发生了变化，而微玻璃珠透镜的反光效果自然也就减弱了(参见附图5)。而在本发明中，所有的微玻璃珠反射镜都嵌入黏合剂的表面(参见图2和图3)，这就大大提高了反射率。本发明得到的反射材料的反光率与采用印刷油墨方法得到的反光材料相比要高200％以上。在美国专利6,859,941号和美国专利6,974,610号中提出了两种图形转移系统，这些系统可以应用于高可见度安全服装中。这两项专利中的反射系统采用了一种热转移系统，该系统需要从全覆盖反光转移薄片中去掉部分条纹段。保留在服装上的反射系统在条纹的长度上是充分连续的。条纹段由反光材料组成。上述方法的缺点在于需要很长的时间来去掉条纹段，而且成功率低。采用这种方法，图案的细节就会受到需要移除的条纹尺寸的限制。另外，终端用户在制造最终的反射织物或者服装产品的时候，往往采用热转移的方法，而上述专利中却并没有提到热转移的方法。反光转移图形系统的最终步骤对热、压力和时间有很高的要求，以至于难以控制最终产品的质量。而在本发明中，反光段可以是任何图案，而不仅仅局限于条纹图案。而且，不需要对反射系统进行热转移。图案可以是独立的，也可以是连续的，不需要从固体反射薄片中拆开或者去掉条纹。每个图案之间的空隙可以大于等于0.5毫米，这样，就可以在基极材料上得到更多的细节图案和复杂图案。当在布料表面的适当部分覆盖本反光图解矩阵时，该发明的反射率达到甚至超过ANSI/ISEA标准(参见参考文献1)针对安全服装所规定的值。

发明内容

传统的反光织物通常采用将贴花缝制或者转移到安全服某些部分的方法来提高在光源(例如汽车头灯)前面的可视度，并达到诸如ANSI/ISEA美国国家安全局标准(参见参考条目1)之类的安全标准。本发明采用的是一种独特的将反光系统直接应用于基极布料或者服装本身的方法。而且，该反光系统具有图案形状。最终的制成品更轻巧，具有渗透性，同时还具有各式各样不同的外观。当图形的覆盖面积超过80％的时候，采用本发明制造的反光布料能达到甚至超过ANSI国家安全标准的要求。本反光布料通过小块图形的重复排列来形成大图形的轮廓。这些小块图形可以是圆点、方形、十字形、字母表、数字以及线条。每个小块图形的尺寸可在1毫米宽到5毫米宽之间。而图形之间空隙的宽度可大于或等于0.5毫米。由于每个图形的边缘是弯曲的(参见附图2)，因此微玻璃珠透镜就自然会朝向不同的方向，这就扩宽了观察角度，增加了可视度。微玻璃珠透镜可以喷洒在图形黏合矩阵上(参见附图2和图3)，朝向不同方向的透镜进一步加强了广角观察的可视度。

说明书附图

附图1反光材料的横截面图，同时图中还定义了光线的入射角和观测角。

附图2黏合料横截面放大图，而微玻璃珠透镜则部分内嵌于黏合料中。弯曲的黏合材料表面使得微玻璃珠透镜能朝向不同的方向。

附图3是反光材料的横截面图。从图中可以看到，在此时微玻璃珠透镜基本是以单个透镜的形式应用到粘合网络中的，而且这些透镜的朝向各不相同。

附图4是传统反光材料的横截面图，在传统反光材料中，所有的微玻璃珠透镜都朝向相同的一个方向。

附图5是传统油墨方式得到的反光材料的横截面图，此情况下微玻璃珠透镜都被埋入黏合料中。

附图6是将本材料作为印花应用到传统的安全背心上的一个实例，同时该材料还能呈现出不同的外观图形。

附图7显示了本材料在时装方面的应用。

附图8是将两种不同的基本图形设计结合起来，形成整体图形的一个放大图。

附图9显示了不同的基本图形如何组成图形方阵。

具体实施方式

本发明涉及的是一种利用微玻璃珠透镜反光系统，在包括布料、纸张、皮革以及塑胶网板在内的基极材料上制造反光材料的方法。

(1)反光系统

在传统方法上对反光效果、黏合矩阵以及材料基层进行了改进。反光效果覆盖了更广的入射角和观测角，这些角形成了一个正交垂直于基极材料表面的平面。包含了基本图形的黏合矩阵根据最终不同的使用要求进行了适当的留空。材料基层的选择范围可以扩展到布料、纸张、皮革或者塑胶网板。在本说明中采用“反光”这个术语来定义到达本发明的反射表面的大部分光束被直接反射回光源这一现象。

(2)镀金属珠子和微玻璃珠透镜

在涉及到反光系统的本发明中，大部分微玻璃珠透镜都有一部分镶嵌在黏合料里。微玻璃珠透镜是玻璃材质的球形，具有范围在1.9到2.0之间的折射率。微玻璃珠透镜的直径尺寸从30微米到80微米不等。将铝蒸气真空沉积在珠子的一边半球上。另一边半球则保持光亮和透明。本方法中使用的微玻璃珠透镜可以通过以下方法得到：将光亮透明的玻璃珠单层喷撒到纸张或者塑胶网板上，然后用一层薄的铝层从玻璃珠一侧覆盖到该网板上。在本说明中，我们将上述半成品称作“镀金属珠网板”。在以上“镀金属珠”中的玻璃珠用摩擦或者洗涤法脱落。在本说明中，我们将以上述方法获得的半球上已经覆盖了铝层的珠子称作“微玻璃珠透镜”。

(3)黏合方法

黏合料是一种带有黏性的物质，是具有固定的横向连接结构的黏性物质。这种横向连接结构使之能够有足够的黏性来连接基极材料和微玻璃珠透镜，同时当放入玻璃珠时，保证珠子既不会下沉也不会被其它微玻璃珠透镜覆盖。

(4)图形矩阵

本发明所提出的方法最开始的步骤就是将黏合料按照图案形状排列放置到基极材料上。图案形状的尺寸在长度和宽度上大于等于1毫米。如图9所示的图解图形可以为直线、曲线、孤立的形状、重复图案或者非重复图案。每个图解图形之间的空隙大于等于0.5毫米。在本说明中，我们将上述图解图形的排列称之为“图解矩阵”。根据最后成品的使用方式，黏合料覆盖或者图解矩阵覆盖的总比率可大于或等于1％。接下来，将“微玻璃珠透镜”或者“镀金属珠网板”放入黏合料中，然后再弯曲黏合料。

(5)本发明在不同的成品中的应用

采用反光材料的制作工序生产出来的产品可应用于以下领域：安全服的贴花、安全服布料、时装布料、雨衣布料以及彩色屏幕。作为贴花使用时，可以将采用反光材料的制作工序生产的回复反射布料剪成带状，然后缝制在安全服上，这样生产出来的安全服完全符合ANSI/ISEA标准要求(参见参考材料1)。当基底材料或者布料被黏合料完全覆盖时，通过上述方法可以生产出回复反射指数接近600cd/(lx-m²)的结实的反射布料，这个值比ANSI/ISEA标准中提出的330cd/(lx-m²)的值要高得多。在整个区域的适当部分(并非所有部分)覆盖了“图解矩阵”的情况下，作为安全服一部分的贴花也能达到ANSI/ISEA标准的指标要求。采用本反光材料的制作工序生产的回复反射布料还能用于制作安全服的主体部分。将本技术直接应用于荧光布料中，用此布料制作的衣物也符合ANSI标准要求。“图解矩阵”可用于覆盖衣物上足够的区域，使之满足ANSI标准要求。对于ANSI/ISEA标准而言，2类衣物要求达到203平方英寸的反射面积，大约覆盖安全背心30-40％的面积。当“图解矩阵”覆盖布料表面30-40％时，该布料就可以达到ANSI/ISEA标准的要求。

(6)更多的设计选择

由于采用反光材料的制作工序生产出来的回复反射布料具有外观花纹，同时又具有上面所提到的舒适的穿着效果，因此，该布料已经被应用于时尚外衣的生产中，可以将该布料覆盖在整个礼服的外面或者是覆盖在礼服的主体部分。当生产用于制作时装外衣的回复反射布料时，可先将“微玻璃珠透镜”用透明涂料进行染色后再将“微玻璃珠透镜”喷洒到连接的“图解矩阵”上。“图解矩阵”与其它颜色的印迹或者基底布料共同作用，就能在布料上呈现出五彩缤纷的图形、字母或者标志效果。具有回复反射效果的外衣为时尚设计师制作吸引人的外衣提供了另一种选择，同时也增强了夜间行走的安全性。

(7)在彩色屏幕中的特殊应用

采用反光材料的制作工序生产出来的回复反射布料可用于制造用做摄像背景屏幕的彩色屏幕。传统照相室里的摄像背景屏幕或者墙体材料一般刷成蓝色或者绿色。传统照相室采用蓝色或者绿色背景是为了便于采用编辑技术来更换相片、视频或者电影的背景景色。背景色彩需要具备明亮的背景光线来显现，因此前景光就不得不打得与背景光同样亮甚至更亮，才能实现照片品质亮度的平衡。由于反光材料的制作既能实现强回复反射效果，又能实现大入射角和大观测角效果，因此，采用反光材料的制作的回复反射布料可以满足彩色背景屏幕标准的要求。在制造铬酸盐屏幕时，可为反光材料的制作的“图解矩阵”中每个图解图形之间设定适当的间隙，同时为图解图形设定适当的尺寸，然后参照反光材料的制作提出的方法进行生产。如果不是采用图解矩阵式样，而是用粘合层完全覆盖基底材料，那么只要采用了图2所示的喷洒技术，生成品依然可以用作彩色屏幕，这一点在权利要求6中会专门指出。然而，此材料柔韧性较差，与采用图解矩阵相比，入射角和观测角都比较小。

Claims (6)

1、制造反光材料的方法，该方法包括许多微玻璃珠透镜、黏合图形矩阵以及底层。底层为布料。黏合矩阵是一种以图形矩阵形式应用于底层的黏合剂形态。在黏合矩阵的表面放上反射微玻璃珠透镜的主轴，以不规则方向，部分嵌入黏合矩阵中。微玻璃珠透镜是折射率为1.9到2.0的透明玻璃珠，其直径尺寸在30微米至80微米之间。该微玻璃珠透镜的半个球面上覆盖有一层薄薄的铝金属。

2、依照权利要求1所提出的方法，在此方法中采用皮革作为底层。

3、依照权利要求1所提出的方法，在此方法中采用塑胶网板作为底层。

4、依照权利要求1所提出的方法，在此方法中，图解矩阵覆盖底层的1％到99％。

5、依照权利要求1所提出的方法，在此方法中，用透明的有色颜料完全覆盖微玻璃珠透镜。

6、依照权利要求1所提出的方法，在此方法中，黏合矩阵完全覆盖在底层上，黏合矩阵中的微玻璃珠透镜的主轴朝向不规则方向。

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