TW201523037A - 具抗染斑性質之反光物品 - Google Patents
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Abstract
用於製備反光物品之方法包括:提供一熱塑性聚合物載體層;將透明微球體部分嵌入於該載體層之表面中,使得該珠粒部分突出於該載體層之表面;沈積一金屬反射層於該等微球體上;施加一處理溶液至該金屬層;及施加一珠粒黏合層至該經處理之金屬層,以形成一中間物品。移除該載體層後,未接觸該等微球體之表面的該沈積之金屬反射層保持在該載體層上,以形成反光物品,其具有僅設置於該等透明微球體之表面上之一不連續反射金屬層。
Description
本揭露係關於反光物品,尤其係關於具抗染斑性質之反光物品以及製作及使用其等之方法。
已針對各式各樣用途開發併入反光現象之各種物品。反光物品具有使入射光之一很大部分朝向光源射回之能力。此獨特能力已促進反光安全物品之廣泛使用。除交通及警告標誌及類似物外,已有在各種衣物及類似物品(諸如背包及類似物)中併入反光物品。在機動車輛交通附近工作或運動的人必須可被明顯看到,使他們不會被行進中的機動車輛衝撞。當人們穿載反光物品時,反光性藉由逆反射來自機動車輛頭燈之光而突顯人員之存在。
反光物品一般具有一光學透鏡元件層、一聚合物黏著劑層、一反射層,且亦可具有一基材層。光學透鏡元件通常為部分嵌入於聚合物黏著劑層中的微球體。反射層一般為鋁、銀或一介質反射鏡,其通常設置於微球體之嵌入部分上。照射反光物品之正表面的光行進通過微球體並且被反射層反射而重新進入微球體,接著在微球體處使光之方向改變而往回行進朝向光源。因此,舉例而言,當車輛的頭燈照射反光物品時,來自頭燈的一些光往回反射至車輛的駕駛者。
一般而言不需要或甚至不希望整個所穿戴之物品為可反光的,所以經常使用反光貼布。於是可將這些反光貼布貼附至衣物物品或其他物品以製備一反光物品。在一些情況中,已藉由部分嵌入一微球體層於一熱塑性載體帶材中、施加一反射材料於微球體之突出部分上,且接著形成一黏著劑層於經塗佈之微球體上,而製成反光貼布。在黏著劑層之背表面上經常會施加一壓敏接著劑,並在接著劑上放置一離型襯墊直到要將貼布貼合至一基材為止。完成之貼布(有時候亦稱為轉印薄片)依此形式供應給服裝縫合員,而服裝縫合員藉由移除離型襯墊並黏著貼布至衣物物品之外表面而使貼布貼合至衣物物品。接著使載體與貼布分離以暴露微球體,使得貼布可逆反射光。
為了減低反光物品對腐蝕及/或染斑之易感性並且改良耐久性及耐洗性,以使用數種技術來保護反射材料層。此類技術之實例包括用覆膜包封住反射物品,如美國專利第4,678,695號(Tung等人)。其他技術已教授使用層或塗層來特別保護反射層,諸如:美國專利第5,824,390號(Ochi等人),該案講授使用含有一耦合劑之一薄膜,其係在疊置可熱成型支撐薄片至珠粒層之前形成於氣相沈積之金屬層上;美國專利第5,474,827號(Crandall等人),該案將包含一芳族雙牙基團之一化合物併入於與反光元件化學相聯的黏著劑層中;美國專利第5,812,317號(Billingsley等人),該案將一聚合物中間層併入於反光物品之微球體之間;及美國專利第7,723,452號(Hooftman等人),該案講授一種用處理組成物處理反光薄片之方法,該處理組成物包含具有一或多個矽基之氟化化合物及一輔助化合
物。美國專利第6,172,810號(Fleming等人)中描述另一種技術,其描述反光物品,其含有一光學元件層及設置於該等光學元件上之多層反射塗層,該多層反射塗層具有不同折射率之多個聚合物層。
在美國專利第6,355,302號中,描述一種用於製作反光物品之不同連續式製程,其中用一黏著劑材料塗佈一織品,並且將鋁化珠粒施加至黏著劑材料塗層。在黏著劑材料固化後,一蝕刻站自珠粒中移除鋁化塗層之暴露部分。
本文描述反光物品,尤其是具抗染斑性質之反光物品,以及製作及使用其等之方法。用於製備反光物品之方法包含:提供一熱塑性聚合物載體層,其具有一第一主表面及一第二主表面;提供透明微球體;將該等透明微球體部分嵌入於該熱塑性聚合物載體層之該第一主表面中,使得珠粒至少部分突出於該熱塑性聚合物載體層之該第一主表面;沈積一金屬反射層於該熱塑性聚合物載體層之該第一主表面及該等部分嵌入之透明微球體之暴露表面上;施加一處理溶液至該沈積之金屬反射層;讓該處理溶液乾燥及/或固化;及施加一珠粒黏合層至該經處理之沈積之金屬反射層。該方法進一步包含:移除該熱塑性聚合物載體層,使得未接觸該等透明微球體之表面的該沈積之金屬反射層保持在該熱塑性聚合物載體層之該第一主表面上。
本文亦描述用以製備反光物品之中間物品,該中間物品包括;一熱塑性聚合物載體層,其具有一第一主表面及一第二主表面;透明微球體,該等透明微球體部分嵌入於該熱塑性聚合物載體層
之該第一主表面;一經處理之反射金屬層,其設置於該熱塑性聚合物載體層之該第一主表面及該等部分嵌入之透明微球體之暴露表面上;及一珠粒黏合層,其設置於該經處理之反射金屬層上。
另外,描述反光物品,該反光物品包含:一珠粒黏合層;一透明微球體層,該等透明微球體部分嵌入於該珠粒黏合層中;及一經處理之反射金屬層,其設置於該珠粒黏合層與該等透明微球體之間。該反射金屬層包含一不連續層,使得該反射金屬層僅設置於該等透明微球體之表面上。
100‧‧‧物品
110‧‧‧熱塑性聚合物載體層
120‧‧‧微球體
130‧‧‧反射金屬層
135‧‧‧熱塑性聚合物載體層之部分/區域
140‧‧‧珠粒黏合層
200‧‧‧物品
220‧‧‧微球體
230‧‧‧金屬反射塗層
235‧‧‧珠粒黏合層之區域
240‧‧‧珠粒黏合層
結合隨附圖式來考量本揭露之各種實施例的下述實施方式可更完全瞭解本申請案。
圖1展示本揭露之一物品之一實施例之一剖面圖。
圖2展示本揭露之一物品之一實施例之一剖面圖。
以下是所圖解實施例的說明,請參照所附圖式,圖式中圖解說明可實施本揭露的各種實施例。應瞭解可運用實施例,且可有構造性的變更而不背離本揭露之範疇。圖式非必然按比例繪製。在圖式中所使用的相似元件符號指稱相似的組件。但是,應明白,在一給定圖式中使用一數字指稱一組件,並非意圖限制在另一圖式中用相同數字標示該組件。
對於使各種物品具有反光性的期待已導致反光物品之使用增加。在一些應用中,可使整個物品都具有反光性;在其他應用
中,可透過使用一或多個反光貼布將物品的一部分製成可反光。反光物品一般具有一光學元件層、一聚合物黏著劑層(一般稱為一珠粒黏合層)、及一反射層。光學元件通常為部分嵌入於聚合物黏著劑層中的微球體。反射層一般為鋁、銀或一介質反射鏡,其通常設置於微球體之嵌入部分上。照射反光物品之正表面的光行進通過微球體並且被反射層反射而重新進入微球體,接著在微球體處使光之方向改變而往回行進朝向光源。因此,舉例而言,當車輛的頭燈照射反光物品時,來自頭燈的一些光往回反射至車輛的駕駛者。與未穿戴反光物品之人相比,穿戴有反光物品之人會更早被車輛駕駛者注意到。這些反光物品及貼布可貼附至各式各樣物品,包括從腳踏車及機動車輛至各式各樣衣物,諸如夾克、背心、襯衫、鞋、帽及類似物之任何物品。
一般來說,反光物品是以一多步驟製程製備。在此製程中,一熱塑性聚合物載體層具有部分嵌入於其中之複數個透明微球體。將一反射層(一般為一反射金屬層,諸如鋁、銀或類似物)施加至突出之透明微球體。將一珠粒黏合層施加至經塗佈之微球體層,將一轉印接著劑或織品黏著至該珠粒黏合層,及移除該熱塑性聚合物載體層以產生該反光物品。
此製程之一項結果為,該反射金屬層不僅存在於該等透明微球體上,而且亦定位於該等透明微球體之間之空間中。透明微球體之間之空間通常稱為「填隙空間」,而位於這些填隙空間中之反射金屬稱為「填隙金屬」。在移除該熱塑性聚合物載體層後,存在於填隙空間中的反射金屬層被暴露。
填隙金屬因為被暴露而易受腐蝕;此尤其發生於反光物品暴露於汗或其他流體時。此暴露往往發生於服裝縫合員使貼布貼合至衣物物品或類似物時。裝運或儲存反光物品期間,暴露於汗或其他流體的填隙金屬區域發生腐蝕,導致新的反光物品之外觀上有染斑,這是不符合美觀期望的。
在本揭露中,描述用於形成不具有填隙金屬之反光物品之方法。這些方法涉及用一處理溶液處理反射金屬層,其讓處理溶液能在施加珠粒黏合層之前先乾燥及/或固化。當移除熱塑性聚合物載體層時,會連同移除填隙金屬。此外,施加處理溶液亦有助於使透明微球體上之反射金屬塗層不易受到氧化及劣化。
不希望受理論限制的情況下,一般認為當處理溶液施加至反射金屬塗層時,會滲透反射金屬塗層並且增加熱塑性聚合物載體層與反射金屬層之間之黏附力。以此方式,熱塑性聚合物載體層與反射金屬層之間之黏附力比珠粒黏合層與反射金屬層之間之黏附力更強。
除非另有指明,否則說明書及申請專利範圍中所用以表達特徵之尺寸、數量以及物理特性的所有數字,皆應理解為在所有情況下以「約(about)」一詞修飾之。因此,除非另有相反指示,在下述說明書以及隨附申請專利範圍中所提出的數值參數是約略值,其可依據所屬技術領域中具有通常知識者運用本文所揭示的教導所欲獲致之所要特性而有所不同。由端點所表述的數值範圍包括在該範圍之內
包含的所有數字(例如,1至5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4及5)以及該範圍內的任何範圍。
如本說明書以及隨附申請專利範圍中所使用,單數形「一(a、an)」以及「該(the)」涵蓋具有複數個指稱物的實施例,除非內文明確另有所指。舉例而言,指稱「一層」時涵蓋具有一層、兩層或更多層之實施例。如本說明書以及隨附申請專利範圍中所使用,「或(or)」一詞一般是用來包括「及/或(and/or)」的意思,除非內文明確另有所指。
如本文中使用之「接著劑」一詞是指可用於將兩個黏著體黏著在一起之聚合物組成物。接著劑之實例為壓敏接著劑、熱活化接著劑及層合接著劑。
所屬技術領域中具有通常知識者皆已知壓敏接著劑組成物所呈現的性質包括下列:(1)室溫下強力且永久膠黏性;(2)不超過手指壓力之黏著力;(3)足以固持在黏著體上的能力;及(4)足以從黏著體乾淨地移除的黏結強度。已發現具有良好壓敏性黏合劑作用的材料為經設計且配製而呈現必要黏彈性性質之聚合物,所述必要黏彈性性質在黏性、剝離黏附力以及切變維持力之間有一所要之均衡性。獲得適當的特性平衡不是簡易的程序。
熱活化接著劑在室溫下無膠黏性,但是在升高溫度下變成具膠黏性且能夠黏合至一基材。這些接著劑通常具有高於室溫之一Tg或熔點(Tm)。當溫度升高至高於Tg或Tm時,儲存模數通常減小且接著劑變成具膠黏性。
層合接著劑(有時候亦稱為接觸型接著劑)為經設計成在施配後立即形成對兩個基材之黏合之接著劑。一旦接著劑已施配,接著劑可對兩個基材形成一黏合的時間有限,有時候稱為「開放時間」。一旦開放時間已過,層合接著劑即不再能夠形成接著劑黏合。層合接著劑之實例為熱熔接著劑、聚合物材料或可固化以在液體介質中形成聚合物材料之材料之溶液或分散液,以及可固化接著劑。將層合接著劑塗佈至一基材上,使一第二基材接觸至接著劑表面,並且使所形成三層構造冷卻、乾燥、及/或固化,以形成一層板。層合接著劑之實例包括熱膠槍中使用的膠條(其為熱熔類型接著劑,於冷卻後形成黏合)、乾酪膠(有時稱為「白膠」,其為水性分散液,在乾燥後形成黏合),及氰基丙烯酸酯接著劑(其在暴露於空氣後固化形成黏合)。
除非另外指明,否則可交換使用「透明」及「光學透明」等用詞並且指在可見光光譜(約400至約700nm)之至少一部分範圍內具有高透光率之物品、膜或接著劑。
如本文中所使用,「聚合物」一詞是指為均聚合物或共聚合物之聚合物材料。如本文中所使用,「均聚合物」一詞是指為一個單體之反應產品之聚合物材料。如本文中所使用,「共聚合物」一詞是指為至少兩個不同單體之反應產品之聚合物材料。
「烷基」一詞是指為烷烴自由基之單價基,其係飽和烴。烷基可為線性、分枝、環狀或其組合,且一般具有1至20碳原子。在某些實施例中,烷基含有1至18、1至12、1至10、1至8、1
至6、或1至4個碳原子。烷基之實例包含(但不限於)甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、三級丁基、正戊基、正己基、環己基、正庚基、正辛基、及乙基己基。
「芳基」一詞是指為芳族及碳環之單價基。芳基可具有連接至或稠合至芳環之一至五個環。其他環結構可為芳族、非芳族或其組合。芳基之實例包含(但不限於)苯基、聯苯、三苯、蒽基、萘基、苊基(acenaphthyl)、蒽醌基、菲基、蒽基(anthracenyl)、芘基、苝基,及茀基。
「伸烷基(alkylene)」一詞指稱一烷烴自由基之二價基。伸烷基可為直鏈、分枝、環狀或其組合。伸烷基通常具有1至20碳原子。在某些實施例中,伸烷基含有1至18、1至12、1至10、1至8、1至6、或1至4個碳原子。伸烷基之自由基中心可在相同碳原子上(即,亞烷基)或在不同碳原子上。伸烷基亦可經一或多個烷基或芳基取代。
「亞芳基(arylene)」一詞指稱碳環及芳族之二價基。該基具有一至五個經連接、稠合或其組合之環。其他環可為芳族、非芳族或其組合。在某些實施例中,亞芳基具有至多5個環、至多4個環、至多3個環、至多2個環、或1個芳環。舉例而言,亞芳基可為伸苯基。亞芳基亦可經一或多個烷基或芳基取代。
「烷氧基」一詞指稱具有式-OR之單價基,其中R為烷基。
如本文中使用之「熱塑性」、「非熱塑性」及「熱固」等詞指稱材料性質。熱塑性材料為施加熱後熔化及/或流動、冷卻後重新固化且施加熱後再次熔化及/或流動的材料。熱塑性材料在加熱及冷卻後僅受到物理變化,無明顯化學變化發生。非熱塑性材料為施加熱至材料開始降解之溫度後不會流動的材料。熱固材料為加熱或固化時不可逆固化(諸如變成交聯)的可固化材料。一旦固化,熱固材料在施加熱後將不會明顯熔化或流動。
如本文中使用之「氟化化合物」或「氟化基」等詞指稱其中一或多個氫原子經氟原子取代之烷基、烯烴基化合物或烷基、烯烴基。一般地,氟化化合物或氟化基中的所有或幾乎所有氫原子皆被氟原子取代。
如本文中使用之「矽基底基」一詞指稱含有一或多個矽原子之基。「矽基底基」一詞可指稱一末端矽烷基(即,-SiR1R2R3類型之基,其中R1、R2及R3基可獨立地為氫原子、烷基、烷氧基、羥基或類似物),或矽基底基可含有額外含矽基,諸如矽氧烷基。含有一或多個可水解基之矽基底基為具有末端矽烷基者,其中R1、R2及R3基中之至少一者包括可水解基,諸如烷氧基或羥基。矽氧烷基為具有重複單元(-OSiR4R5-)之基,其中各R4及R5基為烷基或芳基。
本文揭示製備反光物品之方法。這些方法涉及製備一中間物品,該中間物品包含:一熱塑性聚合物載體層;一透明微球體層,該等透明微球體嵌入於該熱塑性聚合物載體層中;一經處理之金屬反射層,其相鄰於該透明微球體層;及一珠粒黏合層,其相鄰於該
經處理之金屬反射層。在某些實施例中,亦可施加一層至該珠粒黏合層,舉例而言,諸如一轉印接著劑層或一織品層。藉由移除該熱塑性聚合物載體層,可將此中間物品轉換成一最終反光物品。下文詳細提出涉及製備此中間物品之各步驟,以及涉及形成本揭露之最終反光物品之步驟。
形成中間物品之方法包含:提供一熱塑性聚合物載體層,其具有一第一主表面及一第二主表面;提供透明微球體;及將該等透明微球體部分嵌入於該熱塑性聚合物載體層之該第一主表面中,使得珠粒至少部分突出於該熱塑性聚合物載體層之該第一主表面。將一金屬反射層沈積於該熱塑性聚合物載體層之該第一主表面及該等部分嵌入之透明微球體之暴露表面上,以形成一反射金屬層。施加一處理溶液至該沈積之金屬反射層。讓該處理溶液乾燥及/或固化,及施加一珠粒黏合層至該經處理之沈積之金屬反射層。在某些實施例中,施加一層至該珠粒黏合層,此層一般為一轉印接著劑層或一織品層。
此中間物品可立即接受額外步驟以產生最終反光物品;或該中間物品可被儲存以供稍後使用、裝運至另一地點、或接受額外處理步驟,諸如裁剪、附著至一基材、及類似者。希望形成此中間物品,因為此中間物品可被儲存、裝運或處理,而不會暴露該透明微球體層。一旦該透明微球體層被暴露,就會受到來自磨耗、染斑及類似者之潛在損壞。
當希望形成最終反光物品時,移除該熱塑性聚合物載體層,使得未接觸該等透明微球體之表面的該沈積之金屬反射層保持在
該熱塑性聚合物載體層之該第一主表面上。以此方式,自該反光物品至少部分移除填隙金屬。在某些實施例中,完全或本質上完全移除填隙金屬。
各種材料及材料組合適用於該熱塑性聚合物載體層。在某些實施例中,該熱塑性聚合物載體層可為一獨立層;在其他實施例中,該熱塑性聚合物載體層可在一薄片之第一主表面上包括熱塑性聚合物載體材料之一塗層。該薄片可包含(例如)紙、聚合物膜及類似物。可用的聚合物載體材料之實例包括聚氯乙烯、聚碸、聚伸烷(polyalkylenes)(諸如聚乙烯、聚丙烯及聚丁烯)、聚酯及類似物。
一部分嵌入之透明微球體層形成於熱塑性聚合物載體層之表面上。串接透明微球體於熱塑性聚合物載體層上而組裝透明微球體單層,熱塑性聚合物載體層依所要之暫時指派緊固該等微球體。該熱塑性聚合物載體層一般被加熱軟化。該等微球體通常被儘可能緊密堆積,理想上依最緊密的六方排列,以達成非常佳的反光亮度,並且可藉由任何便利的施加程序(諸如印刷、網版印刷、串接或熱軋)而如此排列。冷卻後,該熱塑性聚合物載體層使該等微球體保持所要排列。
一般來說,該等透明微球體之形狀為實質上球形,以提供最均勻且有效率之逆反射。該等微球體為實質上透明,致使最小化光吸收,使得大百分比入射光被逆反射。該等微球體通常為實質上無色,但在某些其他樣式中可被染色或著色。
該等微球體可由玻璃、非玻璃陶瓷組成物、或合成樹脂所製成。玻璃及陶瓷微球體尤其適合,此係因為其比由合成樹脂製成之微球體更易於硬化且更耐用。可運用在本揭露中之微球體之實例描述於下列美國專利案中:第1,175,224號、第2,461,011號、第2,726,161號、第2,842,446號、第2,853,393號、第2,870,030號、第2,939,797號、第2,965,921號、第2,992,122號、第3,468,681號、第3,946,130號、第4,192,576號、第4,367,919號、第4,564,556號、第4,758,469號、第4,772,511號及第4,931,414號。
微球體一般具有約30至200微米範圍內之平均直徑。小於此範圍之微球體傾向於提供較低程度的逆反射,而大於此範圍之微球體可能賦予貼布非所要的粗糙紋理或可能非所要地減低其撓性。微球體一般具有約1.7至約2.0之折射率,此範圍一般被視為可用於暴露之透鏡反光產品。
接著,施加一反射材料(諸如一鏡面反射金屬)至該熱塑性聚合物載體層及該等微球體,使得該等微球體之突出部分以及熱塑性聚合物載體層之暴露部分變成經塗佈有一反射材料層。此技術促進在實質上均勻方向上排列反光元件(光學元件及反射材料)以用於逆反射。可藉由在施加反射材料之前控制該等微球體嵌入於聚合物中之深度,以部分地控制反光元件之大小,即,被該反射材料覆蓋的該等微球體之表面部分。
該反射材料可為包含能夠鏡面反射光之一元素金屬之一層。可使用各種金屬以提供鏡面反射金屬層。這些金屬包括元素形式
的鋁、銀、鉻、金、鎳、鎂及類似物,及其組合。從效能觀點,鋁及銀為特別適合用在反射層中的金屬。金屬可為諸如藉由真空沈積、汽化塗佈、化學沈積、或無電電鍍產生之一連續塗層。應明白,在鋁的情況中,某些金屬可為金屬氧化物及/或氫氧化物之形式。由於鋁及銀金屬傾向於提供最高反光亮度因此較為適宜。金屬層應足夠厚以反射傳入光。一般來說,反射金屬層厚約50至150奈米。
如上文所述,施加一處理溶液至該反射金屬層。讓此處理溶液乾燥及/或固化以形成一經處理之反射金屬層。一般來說,該處理溶液包含分散於一液體介質中之一或多個處理化合物。液體介質可為水介質,其包含水或水與其他水可混溶液體之混合物。舉例而言,水可混溶液體之實例包括:醇,諸如甲醇、乙醇及異丙醇;酮,諸如丙酮及甲基乙基酮;及酯,諸如乙酸乙酯。液體介質亦可為非水介質,其包含一或多種有機溶劑。舉例而言,適合之有機溶劑之實例包括:醇,諸如甲醇、乙醇及異丙醇;酮,諸如丙酮、甲基異丁基酮、及甲基乙基酮;及酯,諸如乙酸乙酯。
在某些實施例中,處理溶液包含具有一或多個反應性矽醇基之寡聚矽氧烷,諸如水性寡矽氧烷材料,其可購自Evonik,商標名稱為「DYNASYLAN」。氟烷基材料DYNASYLAN F8815特別適合。
在其他實施例中,處理溶液包含具有一或多個氟化基及一或多個磷酸基或膦酸基之氟化化合物。此類適合之化合物之實例描述於美國專利第7,678,426號(Flynn等人)中。
在又其他實施例中,處理溶液包含具有一或多個氟化基及具有一或多個可水解基之一或多個矽基底基之氟化化合物。適合材料之實例包括全氟聚醚矽烷,諸如描述於美國專利第7,294,731號(Flynn等人)中者。
可藉由各種方法施加處理溶液,包括(但不限於)噴塗、刷塗、凹口桿塗佈、浸漬及類似者。施加溶液之濃度通常介於0.1重量百分比與20重量百分比之間,但可針對特定施加方法及所要表面覆蓋率予以最佳化。
施加處理溶液至反射金屬層後,讓處理溶液乾燥及/或固化。此可藉由讓施加有處理溶液之反射金屬層位於室溫中達充分允許乾燥及/或固化的時間而達成,但一般會加熱反射金屬層以達到乾燥及/或固化。可用各種方式實行此加熱,舉例來說,諸如藉由將施加有處理溶液之反射金屬層置於烘箱中,或藉由使施加有處理溶液之反射金屬層暴露於紅外燈。在某些實施例中,將施加有處理溶液之反射金屬層置於溫度設定為50℃至130℃之烘箱中達10分鐘至2小時。
處理溶液已施加至反射金屬層且處理溶液已固化及/或乾燥後,施加一珠粒黏接劑至經處理之反射金屬層,以形成一珠粒黏合層。此珠粒黏合層完全覆蓋經處理之反射金屬層且通常厚度為50微米至250微米,更一般地厚度為50微米至150微米。各式各樣聚合物材料適合用在珠粒黏合層中。適合聚合物材料之實例包括含有官能基之材料,該等官能基包括胺甲酸酯、酯、醚、尿素、環氧基、碳酸酯、(甲基)丙烯酸酯、烯烴、氯乙烯、醯胺、醇酸及其組合。
特別適合之聚合物為酚系可溶酚醛樹脂/橡膠樹脂、交聯之聚(胺甲酸酯-尿素)及交聯之聚(丙烯酸酯)。可藉由使羥基官能聚酯樹脂與過量聚異氰酸酯反應而形成聚(胺甲酸酯-尿素)。替代地,聚氧化丙烯二醇可與二異氰酸鹽反應且接著與三胺官能化聚氧化丙烯反應。可藉由使丙烯酸酯寡聚物暴露於電子束輻射來形成交聯之聚(丙烯酸酯),舉例而言,諸如描述於美國專利第5,283,101號(Li)中。
可在珠粒黏合層中使用之市售聚合物之實例包括:可購自Zeon Chemicals(Louisville,KY)之NIPOL NBR 1001LG;可購自SI Group,Inc(Schenectady,NY)之BRJ-473;可購自Bostik,Inc.(Middleton,MA)之VITEL 3550B;可購自Allnex(Smryna,GA)之EBECRYL 230;可購自Huntsman Corporation(Houston,TX)之JEFFAMINE T-5000;及可購自Bayer Material Science,LLC(Pittsburg,PA)之ACCLAIM 8200。
可用各種方式施加珠粒黏合層材料,諸如藉由塗佈或藉由層合。在施加珠粒黏合層材料作為塗層之實施例中,液體珠粒黏合材料可以溶液或以100%固體組成物進行塗佈。一般來說,100%固體組成物是以熱熔塗層施加。塗佈後,讓所施加之珠粒黏合層材料冷卻或乾燥,並且視需要固化及/或交聯以形成珠粒黏合層。在其他實施例中,將珠粒黏合層材料之一薄片層合至經處理之反射金屬層。經層合之珠粒黏合材料薄片可被加熱以固化及/或交聯,以形成珠粒黏合層。
如上文所論述,中間物品包含:一熱塑性聚合物載體層;一透明微球體層,該等透明微球體嵌入於該熱塑性聚合物載體層
中;一經處理之金屬反射層,其相鄰於該透明微球體層;及一珠粒黏合層,其相鄰於該經處理之金屬反射層;該中間物品可立即接受額外步驟以產生最終反光物品,或該中間物品可被儲存以供稍後使用、裝運至另一地點、或接受額外處理步驟,諸如裁剪、附著至一基材、及類似者。
可以人工或機械地用各種方式移除熱塑性聚合物載體層。如上文所論述,移除熱塑性聚合物載體層後,未接觸透明微球體之表面的該沈積之金屬反射層之至少一部分保持在熱塑性聚合物載體層之表面上。以此方式,自最終反光物品移除至少一些填隙金屬。在某些實施例中,自最終反光物品移除大多數(即,大於50面積百分比)填隙金屬;及在其他實施例中,自最終反光物品移除本質上所有填隙金屬,
如上文所提及,可對中間物品實行各種額外處理步驟。這些可選用之步驟之實例包括裁剪物品至所要大小及形狀、施加一接著劑層至珠粒黏合層以允許物品附接至一基材,及施加一背襯至該珠粒黏合層。
適合之接著劑層之實例包括壓敏接著劑、熱活化接著劑及層合接著劑。可藉由塗佈或藉由層合所形成之接著劑層至珠粒黏合層,而將接著劑層施加至珠粒黏合層。
各種壓敏接著劑皆適合,包括膠黏天然橡膠、合成橡膠、膠黏苯乙烯嵌段共聚合物、聚乙烯醚、聚(甲基)丙烯酸酯、聚胺
甲酸酯、聚脲、聚-α-烯烴及聚矽氧。可用離型襯墊覆蓋壓敏接著劑,以在黏附至一基材之前保護接著劑。
熱活化接著劑非常類似於壓敏接著劑,但是需要施加熱才能變成具黏性。熱活化接著劑的一項優點在於,因為熱活化接著劑在室溫不具黏性,所以熱活化接著劑一般不需要一離型襯墊以在黏附至一基材之前保護接著劑層。
一般來說,若使用一層合接著劑,則該接著劑層立即黏合至一基材,以形成接著劑基材黏接。層合接著劑之實例包括熱熔接著劑、接著劑分散液及懸浮液,及固化接著劑,諸如氰基丙烯酸酯。
接著劑層可用以黏著中間物品至各式各樣基材。舉例而言,這些基材可為物品之表面,諸如一輪胎之表面、一標誌之表面、或一件衣物之表面。基材亦可為背襯材料,諸如膜、泡棉、或織品、或各種織物或非織物帶材。
在某些實施例中,該中間物品可黏著至一基材,而無需使用一接著劑層。舉例而言,珠粒黏合層可充當一附著層,且若在該珠粒黏合層仍呈熔融狀態時或在交聯之前使之接觸至基材,則可黏著至基材。基材可為物品之表面,諸如一輪胎之表面、一標誌之表面、或一件衣物之表面,或者基材可包含背襯材料,諸如膜、泡棉、或織品,或各種織物或非織物帶材。
另外,可在已移除該熱塑性聚合物載體層後實行這些可選用之處理步驟之一或多者,以形成最終反光物品,但如上文提及,
有利的是在該反光珠粒表面仍受該熱塑性聚合物載體層保護時實行這些步驟。
本文亦揭示使用上文描述之方法製備之各種反光物品,包括其中該熱塑性聚合物載體層貼附至該物品之中間物品,及其中已移除該熱塑性聚合物載體層之最終物品。
該等中間物品包含:一熱塑性聚合物載體層,其具有一第一主表面及一第二主表面;透明微球體,該等透明微球體部分嵌入於該熱塑性聚合物載體層之該第一主表面中;一經處理之反射金屬層,其設置於該熱塑性聚合物載體層之該第一主表面及該等部分嵌入之透明微球體之暴露表面上;及一珠粒黏合層,其設置於該經處理之反射金屬層上。上文詳細描述這些層之各者。
該經處理之反射金屬層包含已用一處理溶液處理之一反射金屬之一層,如上文描述。處理涉及施加該處理溶液至該反射金屬層及乾燥及/或固化以產生該經處理之反射金屬層。
如上文描述,該中間物品可包含各種可選用之層。在某些實施例中,該中間物品進一步包含一接著劑層,其設置於該珠粒黏合層上。此接著劑可為一壓敏接著劑、一熱活化接著劑,或一可固化接著劑,諸如一層合接著劑。可藉由塗佈或藉由層合一經形成之接著劑層至該珠粒黏合層,將該接著劑層施加至該珠粒黏合層。該接著劑層可被一離型襯墊覆蓋(若需要),尤其若該接著劑為一壓敏接著劑。
在某些實施例中,該珠粒黏合層可黏著至各種基材,如上文描述。基材可為物品之表面,諸如一輪胎之表面、一標誌之表面、或一件衣物之表面,或者基材可包含背襯材料,諸如膜、泡棉、或織品,或各種織物或非織物帶材。
圖1展示本揭露之一中間物品之一實施例之剖面圖。在圖1中,物品100包括熱塑性聚合物載體層110,其具有部分嵌入於其中之透明微球體120。經處理之金屬反射塗層130黏著至該等透明微球體120並且黏著至熱塑性聚合物載體層110中位於該等透明微球體之間之部分,在圖1中標示為135。珠粒黏合層140覆蓋該經處理之反射金屬層130。經處理之反射金屬層130已經處理,如上文描述。
本文亦揭示最終反光物品,其等為已自其移除該熱塑性聚合物載體層之物品。可以人工或機械地用各種方式實行此移除。
該等最終反光物品包含:一珠粒黏合層;一透明微球體層,該等透明微球體部分嵌入於該珠粒黏合層中;及一經處理之反射金屬層,其設置於該珠粒黏合層與該等透明微球體之間,其中該反射金屬層包含一不連續層,使得該反射金屬層僅設置於該等透明微球體之表面上。在移除該熱塑性聚合物載體層及至少一部分填隙金屬後形成不連續反射金屬層。移除填隙金屬造成該反射金屬層之不連續性。
如上文描述,該最終反光物品可包含各種可選用之層。一般來說,在移除該熱塑性聚合物載體層之前將這些可選用之層併入於該中間物品中,但若需要,可在移除該熱塑性聚合物載體層之後將
這些可選用之層併入於該中間物品中。在某些實施例中,該最終反光物品進一步包含一接著劑層,其設置於該珠粒黏合層上。此接著劑可為一壓敏接著劑、一熱活化接著劑,或一可固化接著劑,諸如一層合接著劑。可藉由塗佈或藉由層合所形成之接著劑層至珠粒黏合層,而將接著劑層施加至珠粒黏合層。該接著劑層可被一離型襯墊覆蓋(若需要),尤其若該接著劑為一壓敏接著劑。
在某些實施例中,該珠粒黏合層可黏著至各種基材,如上文描述。基材可為物品之表面,諸如一輪胎之表面、一標誌之表面、或一件衣物之表面,或者基材可包含背襯材料,諸如膜、泡棉、或織品,或各種織物或非織物帶材。
圖2展示本揭露之一反光物品之一實施例之剖面圖。圖2為其中已移除該熱塑性聚合物載體層110之圖1之物品。在圖2中,物品200包括部分嵌入於珠粒黏合層240中之透明微球體220,該等透明微球體220含有經處理之金屬反射塗層230。經處理之反射金屬層230已經處理,如上文描述。在圖2中,該珠粒黏合層240之標示為235之區域(位於該等透明微球體220之間,相對應於圖1中之區域135)不具有該經處理之反射金屬層。
本揭露之物品具有數種所期望性質,最顯著的就是其為反光性。一般來說,如根據ASTM E 810-03依+5°之入角及0.2°之觀測角測得,本揭露之物品的逆反射係數為至少330 cd lx-1m-2。
如上文提及,藉由本文描述之方法自反光物品移除填隙金屬可產生具有所要之抗染斑性質之反光物品,意指反光物品外觀在
暴露於汗或其他流體後不發生變化。在「實例」段落中進一步描述用於特徵化反光物品的這些抗染斑性質及技術。
本揭露之反光物品可併入於各種商業物品,以賦予反光能力至商業物品。適合之商業物品的實例包括:顯示物品,諸如標誌、看板、路面標線及類似物;交通運輸物品,諸如腳踏車、機車、火車、巴士及類似物;及衣物物品,諸如襯衫、毛衣、運動衫、夾克、外套、褲類、鞋、襪、手套、皮帶、帽、西(套)裝、連身服、背心、手提袋、及背包,及類似物。
這些實例僅用於闡釋之目的,並非意圖限制隨附申請專利範圍的範疇。實例及說明書之其餘部分中所有份額、百分比、比率等皆依重量計,除非另有說明。所使用的溶劑和其他試劑係從Sigma-Aldrich Chemical Company(Milwaukee,Wisconsin)獲得,除非另有說明。使用下列縮寫:cm=公分;in=吋;oz/sy=每平方碼盎司數。
對於各實例,將具有平均直徑約40至90微米之玻璃微球體部分嵌入於一熱塑性聚合物載體層中。該熱塑性聚合物載體層含有並置之紙及聚乙烯層,及將該等微球體嵌入於該等聚乙烯層中。將一鏡面反射鋁層氣相沈積於該熱塑性聚合物載體層及該等玻璃微球體之突出部分上以形成反光元件之一單層。
藉由將1滴之一系列測試溶液(列於下方)置於反光薄片之反射側之不同位置並且讓溶液液滴乾燥整夜,以測試反光薄片樣品的染斑性質。替代地,藉由施加人類汗水於薄片之反射側上,以測試類似樣品的染斑性質。接著,將測試樣品置於恆溫恆濕之室(設定為32℃/90% RH)達約60小時,之後將測試樣品自室取出,用去離子水清洗,及乾燥。藉由觀察以此方式測試之區域是否產生有可觀察到的染斑來判定染斑性質。若觀察到染斑,則結果報告為「染斑」,或若無觀察到染斑,則結果報告為「無染斑」。
pH 4.00緩衝溶液:鄰苯二甲酸氫鉀(potassium acid phthalate)。
人工酸性汗液:4.93g氯化鈉,0.12g L-組胺酸鹽酸鹽(L-histidine hydrochloride monohydrate)98%,0.45g內醯胺85%,0.50g磷酸氫二鈉(無水),500g蒸餾水。
pH 7.00緩衝溶液:磷酸氫二鈉,磷酸二氫鉀。
人工鹼性汗液:4.85g氯化鈉,0.12g L-組胺酸鹽酸鹽98%,1.96g碳酸銨USP,0.48g磷酸氫二鈉(無水),500g蒸餾水。
pH 10.00緩衝溶液:碳酸鉀,硼酸鉀,氫氧化鉀。
人類汗液:自有氧運動後的受試者前額區取得。
對於實例1,藉由組合10重量份處理材料、5重量份異丙醇,及85重量份去離子水且混合達5分鐘,製備一處理溶液。使用一泡棉漆刷,將該處理溶液施加至一30.5×61.0cm(12×24in)VCBS薄片。使該經處理之薄片在80℃固化達30分鐘。使用設定至178微米(7mil)厚度之實驗級凹口桿塗佈器,將珠粒黏合劑塗佈於該經處理之薄片上,後續接著在烘箱以66℃加熱達2.5分鐘,且接著以166℃加熱4.0分鐘。用連續式輥壓機將一條5.1×55.9cm(2×22in)之膜接著劑層合至薄片之一條6.4×61cm(2.5×24in)珠粒黏合側。鋼輥(熱罐(hot can))設定至149℃。將所得轉印膜裁切成15.2cm(6in)長試片並且層合至織品上。移除試片之VCBS部分之熱塑性層。對於比較實例C1,製備相同的15.2cm(6in)長試片,其等未使用處理
溶液予以處理。使用設定至500X放大率的光學顯微鏡,可看到實例樣品中已移除大多數填隙鋁,而在比較實例樣品中,填隙鋁本質上仍完整存在。使用上文描述之染斑測試方法測試實例樣品及比較實例樣品。結果顯示於下列表1。
100‧‧‧物品
110‧‧‧熱塑性聚合物載體層
120‧‧‧微球體
130‧‧‧反射金屬層
135‧‧‧熱塑性聚合物載體層之部分/區域
140‧‧‧珠粒黏合層
Claims (22)
- 一種製備一反光物品之方法,其包含:提供一熱塑性聚合物載體層,其具有一第一主表面及一第二主表面;提供透明微球體;將該等透明微球體部分嵌入於該熱塑性聚合物載體層之該第一主表面中,使得該等珠粒至少部分突出於該熱塑性聚合物載體層之該第一主表面;沈積一金屬反射層於該熱塑性聚合物載體層之該第一主表面及該等部分嵌入之透明微球體之暴露表面上;施加一處理溶液至該沈積之金屬反射層;讓該處理溶液乾燥及/或固化;以及施加一珠粒黏合層至該經處理之沈積之金屬反射層。
- 如請求項1之方法,其中該沈積之金屬反射層具有自約50奈米至約150奈米之厚度。
- 如請求項1之方法,其中該沈積之金屬反射層包含鋁、銀、鉻、鎳、鎂、金、鍚或其等組合。
- 如請求項1之方法,其中該處理溶液包含具有一或多個反應性矽醇基之寡聚氟烷基矽氧烷。
- 如請求項1之方法,其中該處理溶液包含具有一或多個氟化基及一或多個磷酸基或膦酸基之氟化化合物。
- 如請求項1之方法,其中該處理溶液包含具有一或多個氟化基及具有一或多個可水解基之一或多個矽基底基之氟化化合物。
- 如請求項1之方法,其進一步包含施加一接著劑層至該珠粒黏合層。
- 如請求項1之方法,其進一步包含施加一織品背襯至該珠粒黏合層。
- 如請求項1之方法,其進一步包含移除該熱塑性聚合物載體層,使得未接觸該等透明微球體之表面的該沈積之金屬反射層保持在該熱塑性聚合物載體層之該第一主表面上。
- 一種物品,其包含:一熱塑性聚合物載體層,其具有一第一主表面及一第二主表面;透明微球體,其部分嵌入於該熱塑性聚合物載體層之該第一主表面中;一經處理之反射金屬層,其設置於該熱塑性聚合物載體層之該第一主表面及該等部分嵌入之透明微球體之暴露表面上;以及一珠粒黏合層,其設置於該經處理之反射金屬層上。
- 如請求項10之物品,其中該經處理之反射金屬層包含已用一處理溶液處理之一反射金屬層。
- 如請求項11之物品,其中該處理溶液包含具有一或多個反應性矽醇基之寡聚氟烷基矽氧烷。
- 如請求項11之物品,其中該處理溶液包含具有一或多個氟化基及一或多個磷酸基或膦酸基之氟化化合物。
- 如請求項11之物品,其中該處理溶液包含具有一或多個氟化基及具有一或多個可水解基之一或多個矽基底基之氟化化合物。
- 如請求項10之物品,其進一步包含設置於該珠粒黏合層上之至少一額外層,該額外層包含一接著劑層或一背襯層。
- 一種反光物品,其包含:一珠粒黏合層;一透明微球體層,該等透明微球體部分嵌入於該珠粒黏合層中;以及 一經處理之反射金屬層,其設置於該珠粒黏合層與該等透明微球體之間;其中該反射金屬層包含一不連續層,使得該反射金屬層僅設置於該等透明微球體之表面上。
- 如請求項16之反光物品,其中該經處理之反射金屬層包含已用一處理溶液處理之一反射金屬層。
- 如請求項17之反光物品,其中該處理溶液包含具有一或多個反應性矽醇基之寡聚氟烷基矽氧烷。
- 如請求項17之反光物品,其中該處理溶液包含具有一或多個氟化基及一或多個磷酸基或膦酸基之氟化化合物。
- 如請求項17之反光物品,其中該處理溶液包含具有一或多個氟化基及具有一或多個可水解基之一或多個矽基底基之氟化化合物。
- 如請求項16之反光物品,其進一步包含設置於該珠粒黏合層上之至少一額外層,該額外層包含一接著劑層或一背襯層。
- 如請求項16之反光物品,其中根據ASTM E 810-03依+5°之入角及0.2°之觀測角所測得之逆反射係數為至少330 cd lx-1m-2。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US201361895089P | 2013-10-24 | 2013-10-24 | |
US61/895,089 | 2013-10-24 |
Publications (2)
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