CN107144903A - 一种微米级棱镜角锥单体及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及反光材料技术领域，提供一种微米级棱镜角锥单体及其制作方法，所述棱镜角锥单体能够兼顾闪光和反光的双重光学效果，并且能够无需依附于载体膜上而独立存在，则仅需提供胶黏剂类的胶水、油漆、发胶、指甲油等无色或颜色透明的流体或液体介质，就可将棱镜角锥单体附着于所需增加反光或闪光的膜、布、线、板等事物上，赋以事物闪亮发光的视觉效果，适用范围广，实用性强；并且所述微米级棱镜角锥单体的制作方法，操作简单，易于实现，适合大批量化生产使用，实用性强。

Description

一种微米级棱镜角锥单体及其制作方法

技术领域

本发明涉及反光材料技术领域，特别涉及一种微米级棱镜角锥单体及其制作方法。

背景技术

玻璃微珠反光布为透镜埋入式反光结构，其中，因无机材质和有机介质折射率不同，若玻璃微珠全部被所述介质覆盖住就会失去反光作用，则玻璃微珠必须大于1/3的球面裸露在外面，才能起到反光作用，而玻璃珠反光体于布载体的外表面，裸露于外的反光体随着布的水洗或揉搓或弯曲使用，反光体易脱漏，破坏了整体的反光效果，且布料涂布玻璃微珠，因玻璃微珠为硬性颗粒，增加了布料的刚挺坚硬程度，失去了柔软轻盈的布料原始效果。

微棱镜反光布是通过微棱镜角锥反光结构实现逆反射反光，由于棱角锥是三棱锥四面体，仅光线照射进底面在内部的三个侧面进行三次的镜面反射，才能形成逆反射反光效果，微棱镜角锥无法以单体的形式存在，需要依靠于载体膜，通过微棱镜模具复制多角锥反光层，使微棱镜角锥反光层的多角锥的每一个角锥的底面所在的平面与载体膜所在的平面相平行，才能实现反光效果。因此，需要通过在载体薄膜上植入微米级角锥，再将具有角锥阵列结构的载体膜与布料进行复合，如此尚失了布料的透气性，且在一定程度上同样的增加了布料的质量和布料的挺硬度。

微棱镜钻石花膜为一种具可闪光亦可反光的饰品或装饰用新型反光材料，因具备蒸镀金属闪光层的微晶钻石切面结构，而实现闪闪发亮的炫光效果，具有无光闪光，有光反光，不亮是时尚，亮出是安全的优越特殊性。然而，在使用过程中闪光与反光作用二者无法兼得，仅能二者选其一，因有附着微棱镜角锥的载体膜的存在，载体膜的光滑正面为反光面，载体膜的粗糙角锥面为具有微晶钻石切面结构的闪光面，同一方向无法同时并存闪亮炫光和回归逆反射光的效果。微棱镜角锥阵列排序的多角锥体反光层，经真空蒸镀金属层后，形成微棱镜金属镀层反光原膜，于金属化的角锥面进行微晶钻石切面结构成型的加工，破坏了原有的角锥阵列结构及单元角锥单体本体构造，成型微晶钻石切面结构的粗糙表面，单元粒径体积变为毫米级，降低了光滑度，丧失了细腻手感。类似的，微晶钻石切面结构单元单体依附于载体膜上，载体膜的存在，增加了材料的挺硬程度及产品本身质量。

另外市场上所使用的反光喷漆或油漆为添加玻璃微珠的粘胶剂，因为微珠为无机硅酸盐的一种无机硬性材质，具有一定的质量，当其加入粘胶剂中因有一定的重力作用易下沉沉淀于黏胶剂介质底部，影响粘胶剂与其他载体的附着强度，粘接度效果不足。

时尚领域方面，为了满足追求时尚个性需求，于发胶、个性服装喷胶、指甲油等粘性流体或液体胶黏剂介质中添加金银葱粉，以达到闪光发亮炫光，赚取别人眼球的视觉效果。金银葱粉为经成品金银葱塑料片材粉碎而成，多数粉末单体为片状毫米级粒径小颗粒，可闪光不反光，且片状颗粒大，质地虽轻，然于介质中悬浮效果差，易漂浮于流体或液体介质表面，暴露其外，易失色泽，褪去光感，降低美感可视性及鉴赏性。

发明内容

因此，针对上述的问题，本发明提出一种微米级棱镜角锥单体及其制作方法，所述棱镜角锥单体能够兼顾闪光和反光的双重光学效果，并且能够无需依附于载体膜上而独立存在，则仅需提供胶黏剂类的胶水、油漆、发胶、指甲油等无色或颜色透明的流体或液体介质，就可将棱镜角锥单体附着于所需增加反光或闪光的膜、布、线、板等事物上，赋以事物闪亮发光的视觉效果，适用范围广，实用性强；并且所述微米级棱镜角锥单体的制作方法，操作简单，易于实现，适合大批量化生产使用，实用性强。

为实现上述技术问题，本发明采取的解决方案为：一种微米级棱镜角锥单体，包括棱镜角锥单体，所述棱镜角锥单体为三棱锥四面体或微晶立方角锥结构，所述棱镜角锥单体由透明树脂一体成型制得，所述棱镜角锥单体的三个侧面分别镀设有银镜金属层。

进一步的是，所述银镜金属层为金属铝层或者金属锌层或者金属铬层或金属银层，所述银镜金属层厚度为1um～5um，所述银镜金属层的表面光滑度为50nm以下。

进一步的是，所述棱镜角锥单体的底面上还覆有可剥离的高分子树脂层，所述高分子树脂层用于微棱镜角锥单体与载体膜的可剥离连接。

进一步的是，所述高分子树脂层厚度为1um～5um。

进一步的是，所述棱镜角锥单体的角锥顶点至底面的垂直高度为65um～70um。

一种微米级棱镜角锥单体的制作方法，依次包括如下步骤：

步骤1、载体膜预处理：在载体膜的植锥表面上涂覆一层高分子树脂层，所述高分子树脂层包括防氧化丙烯酸酯、活性稀释剂、光引发剂和流平助剂；

步骤2、光固化棱角锥：使用UV光固化流体胶黏剂，在微间隙精密植锥设备上，通过微棱镜反光环带形模具在载体膜的高分子树脂层上进行阵列多角锥体反光层的植入，同时通过紫外光辐照进行阵列多角锥体反光层的固化硬化；

步骤3、金属化角锥：对阵列多角锥体反光层的角锥面进行金属蒸镀，使得阵列多角锥体反光层中含有的每个棱镜角锥单体的三个侧面均蒸镀一层银镜金属层；

步骤4、脱膜碎化反光层：将经过步骤3处理的载体膜置于切削碎化设备上，通过切削碎化设备将阵列多角锥体反光层与载体膜进行脱膜分离；由于阵列多角锥体反光层含有的各棱镜角锥单体是以底面的三个边和相邻的棱镜角锥单体相连接，即每两个棱镜角锥单体之间相连的两个面在同时垂直的面上形成微细“V”形沟槽，则所述阵列多角锥体反光层经过脱膜碎化处理后，每两个棱镜角锥单体，均从最薄弱的“V”形沟槽底端连接处断裂分离，形成单个单元的微米级棱镜角锥单体。

进一步的是，步骤1中高分子树脂层包括质量百分比为25%-30%的防氧化丙烯酸酯、质量百分比为60%-65%的活性稀释剂、质量百分比为6%-10%的光引发剂和质量百分比为2%-3%的流平助剂。

进一步的是，所述高分子树脂层的制作方法为：将防氧化丙烯酸酯、活性稀释剂加入高速分散罐中，在50℃～60℃下高速搅拌30min～40min，随后加入光引发剂和流平助剂，高速分散10min～15min制成流体黏胶剂，将该流体黏胶剂在载体膜的表面上涂覆形成所述高分子树脂层。

进一步的是，所述防氧化丙烯酸酯为乙氧基化双酚A二甲基丙烯酸酯。

进一步的是，所述活性稀释剂为双季戊四醇六丙烯酸酯。

进一步的是，所述光引发剂为1—羟基环己基苯基甲酮。

进一步的是，所述流平助剂为流平助剂L-330。

通过采用前述技术方案，本发明的有益效果是：

1、所述微米级棱镜角锥单体为三棱锥四面体形状，外部三个侧面的银镜金属层形成银镜高亮的镜面反射面，底面和内部的三个侧面形成可回归逆反射的反光面，被动发光，有光可反光，无光时漫反射光增强，形成发亮的效果，故可同时存在闪光反光的双重功能；再者，所述微米级棱镜角锥单体基于可剥离的高分子树脂层能够轻易的从载体膜上脱离下来，所述微米级棱镜角锥单体能够不依靠载体膜而独立存在，独立存在的微米级棱镜角锥单体粒径小，材质为有机物，质轻，其与胶黏剂同属一类，微米级棱镜角锥单体能够悬浮于胶黏剂的内部，有效避免现有技术中反光材料沉积流体底部的现象；同时，所述微米级棱镜角锥单体上蒸镀有的银镜金属层，使得所述微米级棱镜角锥单体悬浮于胶黏剂内部时，通过银镜金属层能够有效的将微米级棱镜角锥单体与胶黏剂介质区分开，则无需单体外漏，微米级棱镜角锥单体依然能够有效的实现闪亮发光的视觉效果，完全不同于现有技术中玻璃微珠必须外漏分布的反光技术，而且因棱镜角锥单体被胶黏剂等介质，裹覆于介质内部，只要介质的牢度足够，棱镜角锥单体反光材料依然可以保持反光作用，具有耐水洗、耐弯折性能，使用寿命长；综前所述，所述微米级棱镜角锥单体可作为原材料之一，将其加入制造透明橡胶体、亚克力有机玻璃，甚至PVC、TPU等薄膜的原材料介质中，使被加入的材料做成的事物具有闪亮发光的视觉效果，如将无数个角锥单体呈悬浮状态置于相同性质的高分子有机胶黏剂流体或液体内部，具有无序性、无方向性、无规则性，当有光线照射每个单体的三个银镜金属层表面，呈镜面反射，无数个角锥单体的无数镜面反射，呈现极高的漫反射状态，实现闪光发亮效果；角锥单体一个底面，无金属镀层，入射光线可进入棱镜角锥单体内部，实现在内部三个侧面进行三次的镜面反射，既而实现回归逆反射反光效果；给予了被观察物醒目的视觉效果，等同于逆反射的视觉冲突，提高了观察物的观察性及鉴赏性，实用性强。

2、所述微米级棱镜角锥单体的制作方法，操作简单，易于实现，适合大批量化生产使用；其中，对载体膜进行涂覆高分子树脂层预处理，高分子树脂层能够增加载体膜表面硬度，使得后续采用UV固化制得的阵列多角锥体反光层与载体膜之间的附着力降低，便于后续的膜分离；其中，所述高分子树脂层包括有防氧化丙烯酸酯、活性稀释剂、光引发剂和流平助剂，防氧化丙烯酸酯，具有独特的刚性链段分子结构特点，内部存在大量有效的物理交联点并构成致密新型空间，使得酯基性能更加稳定，能够最大程度地承受外来力的挤压冲击作用，同时维持本体的刚度和机械性能，增加载体膜的硬度，从而一定程度上降低了附着力；活性稀释剂为高交联密度的稀释剂，与UV光固化树脂接触时产生交联作用，固化速度快，导致预处理的高分子树脂层本体收缩率增大，硬度提高，脆性增加，附着力下降，如此当UV光固化后的树脂层受到刮削等磨损时产生粉末式或颗粒式或片状式脱落；光引发剂为羟烷基苯酮类光引发剂，UV固化树脂层会随着光引发剂的含量增加而降低，表层产生多余的以分子形式存在的过度密集的自由基，固化层内出现不同的应力，造成耐磨性下降，提高剥离度；流平助剂具有改善涂层的表面性能的作用，在表面固化体系中，涂层的局部地方因为表面张力差异形成了表面张力梯度，即缩孔部分为低表面张力物质，由于低表面张力物质总是呈现伸展扩张的趋势，这就使得它从中心开始向四周扩散，然而四周相接触的高表面张力物质又呈现收缩趋势，因此在二者相互作用下，部分助剂在基材的某些部位发生聚集，形成一些表面张力极低的空间，导致涂层表面产生微泡并影响整体的流变性能，引起重涂和附着力下降。

3、可剥离高分子树脂层的作用是在植锥过程中，微棱镜模具与载体膜分开时，多角锥反光层易从微棱镜模具上进行脱离，且所述模具与膜分开过程，多角锥反光层难与载体膜进行脱离。经过剥离测试试验探究，可剥离高分子树脂层与载体膜间的剥离强度在1.2kgf～1.3kgf，即在可剥离高分子树脂层存在条件下微米级棱镜角锥单体的反光层与载体膜的剥离强度仅在1.2kgf～1.3kgf；而反光层与模具间的剥离强度低于1.2kgf；相对的，在无可剥离高分子树脂层存在的条件下，一般微棱镜反光结构的反光层与载体膜之间的附着强度不低于4kgf，反光层与载体膜致密性牢固的复合在一起，反光层与载体膜之间难以分离。

附图说明

图1是本发明实施例的微米级棱镜角锥单体的结构示意图。

图2是本发明实施例的微米级棱镜角锥单体的结构剖视图。

图3是本发明实施例的微米级棱镜角锥单体未脱离载体膜时的结构示意图。

具体实施方式

现结合附图和具体实施例对本发明进一步说明。

参考图1至图2，本发明实施例揭示的是，一种微米级棱镜角锥单体，包括棱镜角锥单体1，所述棱镜角锥单体的角锥顶点至底面的垂直高度为65um～70um，棱镜角锥单体1的角锥顶点至载体膜2的厚度为70um～80um；所述棱镜角锥单体的三个侧面分别设有银镜金属层11，所述的银镜金属层11为真空蒸镀金属铝或锌或铬或银等无机金属材料，银镜金属层11厚度为1um～5um，所述银镜金属层11的表面光滑程度达50nm以内；所述棱镜角锥单体1的底面还覆有可剥离的高分子树脂层12，所述高分子树脂层12用于微棱镜角锥单体与载体膜的可剥离连接，所述高分子树脂层12的厚度为1um～5um。

参考图3，所述微米级棱镜角锥单体的制作方法，依次包括如下步骤：

步骤1、载体膜预处理：在载体膜2的植锥表面上涂覆一层高分子树脂层12，所述高分子树脂层包括质量百分比为28%的防氧化丙烯酸酯（乙氧基化双酚A二甲基丙烯酸酯）、质量百分比为62%的活性稀释剂DPHA（双季戊四醇六丙烯酸酯）、质量百分比为8%的光引发剂184（1—羟基环己基苯基甲酮）和质量百分比为2%的流平助剂L-330；所述高分子树脂层的制作方法为：将防氧化丙烯酸酯、活性稀释剂加入高速分散罐中，在55℃下高速搅拌35min，随后加入光引发剂和流平助剂，高速分散12min制成流体黏胶剂，将该流体黏胶剂在载体膜的表面上涂覆形成所述高分子树脂层12；

步骤2、光固化棱角锥：使用UV光固化流体胶黏剂，在微间隙精密植锥设备上，通过微棱镜反光环带形模具在载体膜的高分子树脂层上进行阵列多角锥体反光层的植入，同时通过紫外光辐照进行阵列多角锥体反光层的固化硬化；

步骤3、金属化角锥：对阵列多角锥体反光层的角锥面进行金属蒸镀，使得阵列多角锥体反光层中含有的每个棱镜角锥单体的三个侧面均蒸镀一层银镜金属层11；

步骤4、脱膜碎化反光层：将经过步骤3处理的载体膜置于切削碎化设备上，通过切削碎化设备将阵列多角锥体反光层与载体膜进行脱膜分离；由于阵列多角锥体反光层含有的各棱镜角锥单体是以底面的三个边和相邻的棱镜角锥单体相连接，即每两个棱镜角锥单体之间相连的两个面在同时垂直的面上形成微细“V”形沟槽，则所述阵列多角锥体反光层经过脱膜碎化处理后，每两个棱镜角锥单体，均从最薄弱的“V”形沟槽底端连接处断裂分离，形成单个单元的微米级棱镜角锥单体1。

所述微米级棱镜角锥单体，可作为原材料之一，将其加入制造透明橡胶体、亚克力有机玻璃，甚至PVC、TPU等薄膜的原材料介质中，使被加入的材料做成的事物具有闪亮发光的视觉效果，如将无数个角锥单体呈悬浮状态置于相同性质的高分子有机胶黏剂流体或液体内部，具有无序性、无方向性、无规则性，当有光线照射每个单体的三个银镜金属层表面，呈镜面反射，无数个角锥单体的无数镜面反射，呈现极高的漫反射状态，实现闪光发亮效果；角锥单体一个底面，无金属镀层，入射光线可进入棱镜角锥单体内部，实现在内部三个侧面进行三次的镜面反射，既而实现回归逆反射反光效果；给予了被观察物醒目的视觉效果，等同于逆反射的视觉冲突，提高了观察物的观察性及鉴赏性，实用性强；同时，所述微米级棱镜角锥单体的制作方法，操作简单，易于实现，适合大批量化生产使用，实用性强。

以上所记载，仅为利用本创作技术内容的实施例，任何熟悉本项技艺者运用本创作所做的修饰、变化，皆属本创作主张的专利范围，而不限于实施例所揭示者。

Claims (12)

1.一种微米级棱镜角锥单体，其特征在于：包括棱镜角锥单体，所述棱镜角锥单体为三棱锥四面体或微晶立方角锥结构，所述棱镜角锥单体由透明树脂一体成型制得，所述棱镜角锥单体的三个侧面分别镀设有银镜金属层。

2.根据权利要求1所述的微米级棱镜角锥单体，其特征在于：所述银镜金属层为金属铝层或者金属锌层或者金属铬层或金属银层，所述银镜金属层厚度为1um～5um，所述银镜金属层的表面光滑度为50nm以下。

3.根据权利要求1所述的微米级棱镜角锥单体，其特征在于：所述棱镜角锥单体的底面上还覆有可剥离的高分子树脂层，所述高分子树脂层用于微棱镜角锥单体与载体膜的可剥离连接。

4.根据权利要求3所述的微米级棱镜角锥单体，其特征在于：所述高分子树脂层厚度为1um～5um。

5.根据权利要求4所述的微米级棱镜角锥单体，其特征在于：所述棱镜角锥单体的角锥顶点至底面的垂直高度为65um～70um。

6.一种微米级棱镜角锥单体的制作方法，其特征在于，依次包括如下步骤：

步骤1、载体膜预处理：在载体膜的植锥表面上涂覆一层高分子树脂层，所述高分子树脂层包括防氧化丙烯酸酯、活性稀释剂、光引发剂和流平助剂；

步骤2、光固化棱角锥：使用UV光固化流体胶黏剂，在微间隙精密植锥设备上，通过微棱镜反光环带形模具在载体膜的高分子树脂层上进行阵列多角锥体反光层的植入，同时通过紫外光辐照进行阵列多角锥体反光层的固化硬化；

步骤3、金属化角锥：对阵列多角锥体反光层的角锥面进行金属蒸镀，使得阵列多角锥体反光层中含有的每个棱镜角锥单体的三个侧面均蒸镀一层银镜金属层；

步骤4、脱膜碎化反光层：将经过步骤3处理的载体膜置于切削碎化设备上，通过切削碎化设备将阵列多角锥体反光层与载体膜进行脱膜分离；由于阵列多角锥体反光层含有的各棱镜角锥单体是以底面的三个边和相邻的棱镜角锥单体相连接，即每两个棱镜角锥单体之间相连的两个面在同时垂直的面上形成微细“V”形沟槽，则所述阵列多角锥体反光层经过脱膜碎化处理后，每两个棱镜角锥单体，均从最薄弱的“V”形沟槽底端连接处断裂分离，形成单个单元的微米级棱镜角锥单体。

7.根据权利要求6所述的微米级棱镜角锥单体的制作方法，其特征在于：步骤1中高分子树脂层包括质量百分比为25%-30%的防氧化丙烯酸酯、质量百分比为60%-65%的活性稀释剂、质量百分比为6%-10%的光引发剂和质量百分比为2%-3%的流平助剂。

8.根据权利要求6或7所述的微米级棱镜角锥单体的制作方法，其特征在于，所述高分子树脂层的制作方法为：将防氧化丙烯酸酯、活性稀释剂加入高速分散罐中，在50℃～60℃下高速搅拌30min～40min，随后加入光引发剂和流平助剂，高速分散10min～15min制成流体黏胶剂，将该流体黏胶剂在载体膜的表面上涂覆形成所述高分子树脂层。

9.根据权利要求6或7所述的微米级棱镜角锥单体的制作方法，其特征在于：所述防氧化丙烯酸酯为乙氧基化双酚A二甲基丙烯酸酯。

10.根据权利要求6或7所述的微米级棱镜角锥单体的制作方法，其特征在于：所述活性稀释剂为双季戊四醇六丙烯酸酯。

11.根据权利要求6或7所述的微米级棱镜角锥单体的制作方法，其特征在于：所述光引发剂为1—羟基环己基苯基甲酮。

12.根据权利要求6或7所述的微米级棱镜角锥单体的制作方法，其特征在于：所述流平助剂为流平助剂L-330。