Способ и материал для создания высокой отражательной способности с помощью открытых шариков

Способ и материал для создания высокой отражательной способности с помощью открытых шариков

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА СВЯЗАННЫЕ ЗАЯВКИ

[0001] Настоящая заявка испрашивает приоритет предварительной американской патентной заявки № 61/921617, поданной 30 декабря 2013 г., которая включена в настоящий документ по ссылке во всей ее полноте.

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0002] Предмет настоящего изобретения относится к световозвращающим листам и связанным с ними способам. В частности, предмет настоящего изобретения относится к способам изготовления световозвращающего листового материала с прозрачными микросферическими линзами, заделанными в связующий материал, содержащий металлический пигмент, размещенный методом листования, а также к соответствующим изделиям.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0003] Световозвращающие изделия используются для различных целей в области безопасности, а также для декоративных целей. Один тип световозвращающего изделия включает в себя мелкие шарики или сферы, обычно сделанные из прозрачного или полупрозрачного стекла. Эти шарики имеют отражающий материал, расположенный на задней поверхности. Входящий свет входит в переднюю поверхность шариков, преломляется на их передней поверхности, отражается от отражающего материала на задней поверхности, и возвращается обратно к передней поверхности, где преломляется, выходя из передней поверхности обратно к источнику света.

[0004] Отражающие материалы традиционно наносятся на заднюю поверхность шариков одним из двух способов: либо как непрерывный слой, который является отдельным и отстоящим от шариков, либо как покрытие на задней наружной поверхности шариков.

[0005] С этими обычными способами связаны различные проблемы. В частности, когда отражающий слой сформирован как отдельный и отстоящий от шариков, этот отдельный слой не соответствует криволинейной задней поверхности шариков, но остается плоской отражающей поверхностью. Такие плоские отражающие поверхности не в состоянии обеспечить требуемые световозвращающие коэффициенты заполнения, необходимые для некоторых применений.

[0006] Кроме того, нанесение отражающего слоя непосредственно на заднюю поверхность шариков создает проблемы с ориентацией при нанесении шариков на подложку. В частности, шарики должны быть установлены на подложку так, чтобы передняя поверхность шариков, которая не содержит покрытия, была направлена от подложки и к источнику света. Зачастую требуются изощренные этапы обработки и специализированное оборудование для того, чтобы обеспечить такую правильную ориентацию сфер на подложке. Дополнительно к этому, такие процессы покрытия часто включают в себя осаждение паров металла на заднюю поверхность сфер, что дополнительно увеличивает стоимость и время, связанные с формированием световозвращающих изделий. Более сложные проблемы с ориентацией возникают при попытке присоединить покрытые шарики к поверхности, которая не является плоской и ровной. Часто для этой цели используются световозвращающие пленки. В таких способах при попытке нанести плоскую пленку, содержащую слой покрытых сфер, на поверхность сложной формы пленка не лежит гладко на объекте, а стремится к образованию складок и сгибов, что приводит к уменьшенной световозвращающей эффективности этих пленок.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0007] Трудности и недостатки, связанные с ранее известными световозвращающими изделиями, использующими мелкие шарики, преодолеваются в предлагаемых световозвращающих изделиях и связанных с ними способах. Способы по настоящему изобретению используют смешивание связующего материала с отражающим пигментом для того, чтобы создать композиционный материал. Композиционный материал наносится непосредственно на поверхность подложки и модифицируется так, чтобы сформировать связующий материал и слой отражающего пигмента, который размещается методом листования. Поверхность подложки может быть плоской и ровной или может иметь контуры или дугообразные области. Когда композиционный материал модифицируется, формируется пигмент в виде слоя отражающего пигмента, причем частицы пигмента размещаются методом листования вблизи верхней поверхности слоя связующего материала. После этого шарики заделываются в слой связующего материала. Слой пигмента соответствует чашеобразной форме криволинейной поверхности заделанных шариков и находится в непосредственной близости к ней. За счет этих способов слой отражающего пигмента не является полностью плоским и ровным, но в областях, примыкающих к шарикам, слой отражающего пигмента плотно связан с криволинейной задней поверхностью шариков; подобно отражающим покрытиям, осаждаемым из паровой фазы, но без присущих им проблем ориентации.

[0008] В одном варианте осуществления настоящее изобретение предлагает изделие, образующее внешнюю поверхность и содержащее связующий материал. Это изделие включает в себя металлический пигмент в связующем материале, причем металлический пигмент расположен в связующем материале для формирования слоя пигмента в связующем материале. Это изделие включает в себя прозрачные микросферы, по меньшей мере частично заделанные внутрь связующего материала и открытые вдоль внешней поверхности изделия. Прозрачные микросферы обычно расположены между слоем пигмента и внешней поверхностью изделия.

[0009] В другом варианте осуществления настоящее изобретение предлагает способ изготовления изделия, содержащего слой пигмента и прозрачные микросферические линзы. Этот способ содержит формирование слоя пигмента. Слой пигмента включает в себя частицы металлического пигмента. Этот способ также содержит связывание прозрачных микросферических линз со слоем пигмента с использованием связующего материала, посредством чего изготавливается изделие.

[0010] В другом варианте осуществления настоящее изобретение предлагает световозвращающее изделие, содержащее прозрачные микросферические линзы и металлический пигмент. Металлический пигмент содержит частицы металлического пигмента, которые по меньшей мере частично содержатся в термопластичном полимерном слое. Частицы металлического пигмента ориентированы в порядке расположения листования вблизи верхней поверхности термопластичного полимерного слоя. Прозрачные микросферические линзы открыты вдоль верхней поверхности термопластичного полимерного слоя и заделаны в термопластичный полимерный слой на глубину от примерно 20 до примерно 70 процентов от среднего диаметра микросферических линз. Частицы металлического пигмента образуют поверхность чешуйки и ориентированы внутри слоя пигмента так, что поверхность чешуйки соответствует и простирается вдоль части расположенных рядом микросферических линз.

[0011] В другом варианте осуществления настоящее изобретение предлагает способ изготовления световозвращающего изделия. Этот способ содержит модификацию состава, содержащего пигмент и связующий материал. Таким образом, модификация состава формирует слой пигмента, содержащий пигмент, и слой связующего материала, содержащий связующий материал. Слой пигмента содержится в слое связующего материала вблизи верхней поверхности слоя связующего материала. Этот способ также содержит заделывание микросферических линз в слой связующего материала, чтобы посредством этого изготовить световозвращающее изделие.

[0012] В другом варианте осуществления настоящее изобретение предлагает способ изготовления изделия, содержащего подложку, слой пигмента, связующий материал и прозрачные микросферические линзы. Этот способ содержит формирование слоя пигмента физическим осаждением металла в паровой фазе на поверхность подложки. Этот способ также включает в себя нанесение связующего материала на слой пигмента. Этот способ дополнительно содержит заделывание прозрачных микросферических линз в связующий материал.

[0013] Таким образом, способы по настоящему объекту изобретения облегчают проблемы с ориентацией при нанесении шариков на поверхность, потому что эти способы не используют осаждение отражающего слоя непосредственно на заднюю поверхность микросфер. Таким образом, шарики просто заделываются в термопластичный слой и могут быть расположены на подложке любым удобным образом. Могут использоваться простые этапы обработки, и никакого специализированного оборудования не требуется для того, чтобы заделать шарики. Отсутствие необходимости в парофазном осаждении металла на заднюю поверхность сфер уменьшает стоимость и время, связанное с формированием световозвращающих изделий.

[0014] Дополнительно к этому вместо приспособления плоских пленок, содержащих слой сфер, к поверхности, имеющей контуры или дугообразные области, настоящее изобретение предлагает способы прямого покрытия контуров или дугообразных областей композиционным материалом, а также заделывание шариков в композиционный материал. Такие способы позволяют сформировать световозвращающие поверхности на подложках, имеющих сложные искривления. Настоящее изобретение позволяет производить отражающий слой, который соответствует криволинейной задней поверхности заделанных микросфер, увеличивая тем самым световозвращающую эффективность.

[0015] Как будет понятно далее, описанный в настоящем документе объект изобретения может иметь другие отличающиеся варианты осуществления, и некоторые его детали могут быть модифицированы в различных отношениях, не отступая от заявленного объекта изобретения. Соответственно, чертежи и описание должны рассматриваться как иллюстративные, а не ограничивающие.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0016] Эти, а также другие признаки, аспекты и преимущества настоящего изобретения будут более полно поняты и оценены после прочтения следующего более подробного описания примерных вариантов осуществления настоящего объекта изобретения в совокупности с сопроводительными чертежами.

[0017] Фиг. 1 представляет собой схематическое поперечное сечение изделия в соответствии с настоящим изобретением.

[0018] Фиг. 2 представляет собой схематическое поперечное сечение изделия с Фиг. 1, имеющего контурную поверхность.

[0019] Фиг. 3 представляет собой схематическое поперечное сечение изделия, включающего в себя подложку, в соответствии с настоящим изобретением.

[0020] Фиг. 4 представляет собой схематическое поперечное сечение изделия с Фиг. 3, имеющего контурную поверхность.

[0021] Фиг. 5 представляет собой схематическое поперечное сечение изделия в соответствии с настоящим изобретением.

[0022] Фиг. 6 представляет собой схематическое поперечное сечение изделия в соответствии с настоящим изобретением.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

[0023] Описанный в настоящем документе объект изобретения предлагает световозвращающие изделия и соответствующие способы для производства этих изделий. Изделия, изготовленные с помощью данных способов, включают в себя пигмент, связующий материал, а также прозрачные микросферические линзы (также упоминаемые в настоящем документе как «шарики», «сферы» или «линзы»).

[0024] Что касается правой части Фиг. 1 и всей Фиг. 2, в одном варианте осуществления световозвращающее изделие 1 по настоящему объекту изобретения включает в себя связующий материал, микросферы 20, а также частицы 10 отражающего пигмента. В одном варианте осуществления, как изображено на чертежах, связующий материал сформирован в слой 30 связующего материала, который содержит практически двумерный слой, включающий нижнюю поверхность 32 и верхнюю поверхность 31. «Двумерный» означает слой, в котором толщина слоя значительно меньше, чем все другие измерения слоя, например, тонкое покрытие или слой пленки. На Фиг. 1-6 слой 30 связующего материала изображается как двумерный слой, причем толщина, измеряемая от верхней поверхности 31 до нижней поверхности 32, является значительно меньшей, чем любое другое измерение слоя 30 связующего материала. Как более подробно объяснено в настоящем документе, двумерные формы обычно являются подобными слою и включают в себя относительно плоские и ровные, а также криволинейные конфигурации, которые включают в себя одну или более дугообразных или неплоских областей.

[0025] Однако будет подразумеваться, что в других вариантах осуществления связующий материал может иметь любую форму, включая трехмерную форму. «Трехмерная» означает форму или очертание, имеющее толщину, которая не является значительно меньшей, чем все остальные габаритные размеры этой формы или очертания, такого как, например, форма прямоугольного параллелепипеда или форма сферы.

[0026] На Фиг. 1-6 верхняя поверхность 31 связующего материала 30 имеет микросферы 20, заделанные в нее на глубину приблизительно 50% от диаметра этих сфер, формируя посредством этого слой 21 микросфер на верхней поверхности 31 слоя 30 связующего материала.

[0027] В одном варианте осуществления, как показано на Фиг. 1-5, связующий материал 30 также включает в себя слой 11 отражающего всплывающего пигмента, содержащий частицы 10 отражающего пигмента, размещенные методом листования. Слой 11 отражающего пигмента расположен вблизи верхней поверхности 31 связующего материала 30 и слой 11 отражающего пигмента соответствует задней поверхности 22 заделанных микросфер 20, как показано на чертеже. Слой 11 пигмента действует как светоотражающий слой на световозвращающем изделии 1.

[0028] В одном варианте осуществления, как показано на Фиг. 3-5, световозвращающее изделие 1 дополнительно включает в себя подложку 40, которая по меньшей мере частично покрыта связующим материалом 30. Подложка 40 может быть плоской, как показано на Фиг. 3, может иметь поверхность с контурами или дугообразными областями, как показано на Фиг. 5, или может иметь криволинейную поверхность, как показано на Фиг. 4. Термины «контуры», «контурные» или «дугообразные области» означают поверхность, которая является не плоской, а криволинейной или холмистой.

[0029] Хотя подложка изображена на чертежах как двумерная (Фиг. 3-6) и обычно имеющая форму слоя, тем не менее будет подразумеваться, что подложка может быть трехмерной (такой как, например, в форме прямоугольного параллелепипеда или в форме сферы) и/или иметь поверхность с контурами или дугообразными областями.

[0030] Последующее представляет собой более подробное описание различных компонентов, включаемых в световозвращающие изделия по настоящему изобретению.

Пигмент и слой пигмента

[0031] В одном варианте осуществления в соответствии с объектом настоящего изобретения используются конкретные отражающие пигменты. Подходящий отражающий пигмент содержит частицы с высоким поверхностным натяжением, которые не смачиваются или практически не смачиваются связующим материалом при смешивании с ним. Эти частицы пигмента имеют главную размерность, которая является значительно большей, чем их толщина.

[0032] В одном варианте осуществления частицы пигмента смешиваются со связующим, и когда вязкость связующего материала является подходящей, частицы 10 пигмента могут сформироваться в качестве слоя 11 пигмента вблизи, но не на верхней поверхности 31 связующего материала. Таким образом, частицы пигмента 10 располагаются под верхней поверхностью 31 слоя 30 связующего материала. Кроме того, поскольку частицы пигмента имеют большое соотношение сторон, в некоторых вариантах осуществления частицы частично перекрываются и располагаются в плоской ориентации и близко друг к другу. Кроме того, в областях между заделанными микросферами 20 главная поверхность частиц 10 пигмента выровнена практически параллельно верхней поверхности 31 связующего материала 30, как показано на Фиг. 1-5. Этот порядок расположения известен как «листование».

[0033] Когда формируется слой всплывающего пигмента, частицы пигмента сами по себе располагаются так, чтобы большая плоская поверхность (то есть главная поверхность или лицевая поверхность чешуйки) каждой частицы была параллельна или практически параллельна большой плоской поверхности расположенных рядом частиц пигмента. Это можно визуально представить себе, например, как листья, упавшие с дерева на лужайку и практически закрывающие траву от наблюдения. Листья лежат практически плоским образом на лужайке и перекрывают расположенные рядом листья, чтобы таким образом покрыть траву. Похожим способом отражающие пигменты в соответствии с настоящим изобретением могут быть использованы для того, чтобы обеспечить практически непрерывный слой пигмента и обеспечить хорошую кроющую способность относительно массового процента («мас.%») используемого пигмента по сравнению с обычными частицами отражающего пигмента, которые не являются тонкими пластинками и требуют больше пигмента для эффективного обеспечения адекватной отражательной способности. При листовании наложение с перекрытием нескольких чешуек пигмента друг на друга во множестве слоев обеспечивает эффективный отражающий слой. Когда микросферы 20 затем заделываются в слой связующего материала, частицы пигмента, расположенные рядом с микросферами, соответствуют микросферам, ориентируясь вокруг криволинейной задней поверхности 22 микросфер 20 в чашеобразной форме. На Фиг. 1-5 частицы 10 пигмента (показанные в поперечном сечении как линии), не расположенные рядом с микросферами, размещены параллельно верхней поверхности 31 связующего материала 30.

[0034] В соответствии с настоящим объектом изобретения частицы отражающего пигмента имеют определенные размерные характеристики. Эти размерные характеристики способствуют правильному листованию частиц пигмента при их формировании в слой 11 отражающего всплывающего пигмента. В одном варианте осуществления в соответствии с настоящим объектом изобретения частицы пигмента представляют собой практически плоские отражающие частицы в форме чешуек, имеющие размер в главном измерении от приблизительно 10 мкм до приблизительно 25 мкм. Кроме того, эти частицы имеют толщину от приблизительно 10 нм до приблизительно 50 нм. Частицы пигмента дополнительно определяются как имеющие шероховатость поверхности, которая является отклонением между нижними точками и верхними точками на главных поверхностях частиц пигмента, то есть на лицевых поверхностях чешуйки. В одном варианте осуществления шероховатость поверхности частиц пигмента изменяется в диапазоне от приблизительно 1 нм до приблизительно 6 нм. Эта минимальная шероховатость поверхности также способствует хорошей отражательной способности и хорошим свойствам листования пигментов, позволяющим главным поверхностям частиц пигмента располагаться близко друг к другу. Если бы шероховатость поверхности частиц была больше, то главные поверхности частиц были бы обычно более удалены друг от друга, причем шероховатые поверхности увеличивали бы разделение между частицами, а отражательная способность при этом уменьшалась бы. Будет подразумеваться, что при упоминании измеренного значения для одного конкретного образца, имеющего распределение частиц по размерам (например, частиц пигмента или микросфер), все упоминаемые значения являются «медианным размером D50» образца; причем значение D50 является значением измерения, которое делит все распределение частиц по размерам образца на две равные по массе так, что половина массы образца состоит из частиц, имеющих размер выше измеренного значения, а другая половина массы образца состоит из частиц, имеющих размер ниже измеренного значения.

[0035] В одном аспекте в соответствии с настоящим объектом изобретения отражающий пигмент содержит частицы, имеющие размер от примерно 10 мкм до примерно 25 мкм в главной размерности, толщину от примерно 10 нм до примерно 50 нм и шероховатость поверхности от примерно 2,5 нм до примерно 4,7 нм. Частицы пигмента могут иметь среднее соотношение сторон, вычисляемое путем деления среднего арифметического самого большого измерения частиц на среднее арифметическое толщины частиц - от примерно 2000 до примерно 25000. В этом аспекте частицы пигмента имеют форму чешуек.

[0036] При правильном формировании в отражающий слой 11 в соответствии с настоящим объектом изобретения частицы 10 отражающего пигмента будут сами размещаться в структуре листования вблизи верхней поверхности 31 слоя 30 связующего материала. Не привязываясь какой-либо конкретной теории, считается, что благодаря своей конкретной форме и размерам частицы в соответствии с настоящим объектом изобретения имеют высокое поверхностное натяжение и, таким образом, не полностью смачиваются связующим материалом. Когда растворитель, содержащийся в связующем материале, испаряется, процесс испарения заставляет конвекционные токи внутри связующего материала подталкивать или иным образом помогать частицам формироваться в порядке расположения листования вблизи верхней поверхности слоя связующего материала. В отличие от этого частицы обычного пигмента не имеют отмеченных размерных характеристик, и имеют тенденцию к существенному смачиванию связующим материалом. Соответственно, на частицы обычного пигмента не влияют конвекционные токи, и они распределяются по всему слою связующего материала, а не вблизи его поверхности. Всплывающий слой 11 пигментов, сформированный в соответствии с настоящим объектом изобретением, создает таким образом гладкую отражающую поверхность, которая на порядки величин тоньше и имеет большую отражательную способность, чем слои, сформированные с помощью обычных размолотых в шаровой мельнице чешуек отражающего пигмента, благодаря минимальному соотношению сторон, минимальной толщине и минимальной шероховатости поверхности частиц. Получаемое увеличение отражения по сравнению с обычными частицами отражающего пигмента происходит благодаря по меньшей мере частично частицам отражающего пигмента, расположенным методом листования вблизи поверхности слоя 30 связующего материала. В отличие от этого обычные размолотые в шаровой мельнице частицы пигмента имеют большую толщину частиц и большую шероховатость поверхности, и таким образом не располагаются методом листования с такой плотной упаковкой вблизи поверхности слоя связующего материала, и соответственно не дают такого увеличенного отражения. Соответственно, пигменты, используемые в соответствии с настоящим изобретением, улучшают отражательную способность по сравнению с обычными размолотыми в шаровой мельнице частицами пигмента.

[0037] В одном варианте осуществления частицы 10 пигмента по меньшей мере частично содержатся в слое 30 связующего материала. Другими словами, по меньшей мере часть каждой из частиц является заделанной в слой связующего материала. В одном аспекте этого варианта осуществления частицы пигмента являются полностью заделанными в слой связующего материала, как показано на Фиг. 1-5.

[0038] В одном варианте осуществления сами частицы 10 пигмента и слой 11 пигмента соответствуют криволинейной форме заделанной задней поверхности 22 сфер 20. Таким образом, частицы пигмента ориентированы одной из их двух главных поверхностей так, чтобы она была обращена к заделанной поверхности 22 микросфер 20, и перекрыты методом листования. Кроме того, частицы 10 пигмента гнутся, изгибаются или иным образом деформируются в их самом большом размере так, чтобы соответствовать контуру микросфер 20, обеспечивая тем самым хорошую световозвращающую эффективность. Для вариантов осуществления, в которых частицы пигмента находятся в форме чешуек, в конкретных версиях настоящего изобретения по меньшей мере часть чешуек ориентирована внутри слоя пигмента так, что лицевые поверхности чешуек соответствуют и проходят вдоль части внешней сферической поверхности микросфер, расположенных рядом с ними.

[0039] Помимо размера частиц другие соответствующие соображения для создания слоя отражающего всплывающего пигмента среди прочего включают в себя методики, используемые для формирования слоя всплывающего пигмента, рецептуру композиционного материала или другого средства, используемого для доставки частиц пигмента к поверхности, а также количество частиц пигмента, используемых в композиционном материале.

[0040] В одном варианте осуществления в соответствии с настоящим объектом изобретения пигменты не имеют намеренно добавляемых жирнокислотных смазочных материалов, так что частицы пигмента практически не всплывают на поверхность связующего материала. Если бы жирнокислотные смазочные материалы были добавлены к пигментам, то частицы пигмента стремились бы всплывать на поверхность связующего материала, в котором они диспергированы. В получаемом таким образом отражающем изделии частицы пигментов, таким образом, были бы открытыми, причем они лежали бы на слое связующего материала вместо того, чтобы полностью содержаться внутри него. Эта расположение уменьшило бы долговечность отражающего слоя 11 за счет того, что частицы пигмента были бы подвержены разложению, например за счет абразивного износа и других факторов окружающей среды, которые могли бы привести к повреждению слоя 11 пигмента и вызвать уменьшение отражения для световозвращающего изделия.

[0041] В отличие от этого пигменты по многим вариантам осуществления настоящего объекта изобретения не имеют намеренно добавляемых жирнокислотных смазочных материалов, а также имеют определенные размерные характеристики, раскрытые в настоящем документе, что приводит к включению частиц пигмента в связующий материал, чтобы сформировать слой вблизи, но не на поверхности слоя связующего материала. Соответственно, тонкий слой связующего материала лежит на частицах пигмента, как показано на Фиг. 1-5. Тем самым поддерживается долговечность слоя 11 отражающего пигмента, потому что воздействию факторов окружающей среды, таких как абразивный износ, подвергается связующий материал, а не частицы 10 пигмента. Частицы пигмента формируют слой 11 пигмента вблизи верхней поверхности 31, которая имеет высокое зеркальное отражение благодаря перекрывающимся пластинкам/чешуйкам, и тем самым поддерживается долговечность световозвращающего изделия 1.

[0042] В одном варианте осуществления отражающий пигмент включается в композиционный материал в количестве от примерно 0,1 мас.% до примерно 30 мас.% композиционного материала. В другом варианте осуществления пигмент включается в композиционный материал в количестве от примерно 0,5 мас.% до примерно 10 мас.% композиционного материала. Когда композиционный материал содержит меньшее количество пигмента, слой пигмента может не обеспечивать требуемую отражательную способность, тогда как включение большего количества пигмента обычно приводит лишь к небольшому увеличению отражательной способности и может мешать формированию прочного слоя связующего материала.

[0043] Вязкость композиционного материала является другим важным фактором при формировании слоя 11 пигмента. Если вязкость будет слишком высокой, то частицы 10 пигмента не будут выравниваться в структуре листования. Если вязкость является слишком низкой, то нанесение покрытия из композиционного материала на подложку будет затруднительным и может привести к слою композиционного материала, который не обеспечивает адекватную отражательную способность. Вязкость будет регулироваться, среди прочего, на основе намеченного использования световозвращающего изделия, а также способа, используемого для нанесения композиционного материала на поверхность.

[0044] Неограничивающий пример одного типа пигмента, который является подходящим для использования в настоящем изобретении, известен как вакуумно-металлизированный пигмент (VMP). Эти пигменты формируются путем парофазного осаждения алюминия высокой чистоты или другого металла на подложку. Другие металлы, используемые для формирования VMP, могут включать в себя золото, серебро, медь, никель, хром, олово или комбинации перечисленного. Слой металла для парофазного осаждения осаждается на подложку с толщиной, составляющей от примерно 10 нм до примерно 60 нм. Слой металла для парофазного осаждения удаляется с подложки и разделяется на частицы пигмента VMP, имеющие требуемое распределение по размерам. Эти частицы обычно диспергируются в носителе, содержащем растворитель, и обеспечивают хорошее зеркальное отражение. Возможно также, чтобы частицы пигмента, используемые в соответствии с настоящим объектом изобретением, были сформированы с помощью других способов.

[0045] Примеры металлического пигмента VMP, подходящего для использования в настоящем изобретении, включают в себя Metalure A-31010 AE и Metalure A-31017 AE, оба производства компании Eckart; а также L-12526 и Starbrite 5102 EAC, оба производства компании Silberline. Возможно также, чтобы другой металлический пигмент, сформированный с помощью процессов VMP или других способов, мог быть использован в соответствии с настоящим изобретением.

[0046] Другие типы отражающих пигментов, такие как обычные отражающие пигменты, приготовленные путем размалывания в шаровой мельнице, могут быть использованы вместе или вместо отражающих пигментов, которые способны размещаться методом листования, как описано в настоящем документе, при условии, что эти другие пигменты обеспечивают адекватную отражательную способность и при использовании в комбинации с отражающими пигментами, которые способны размещаться методом листования, как описано в настоящем документе, не ухудшают световозвращающую способность, обеспечиваемую отражающими пигментами, которые способны размещаться методом листования, как описано в настоящем документе. Различные свойства любого используемого пигмента, такие как отражательная способность, яркость, флоп-эффект, интенсивность цвета, различимость изображения, кроющая способность и т.д., зависят от размера частиц, распределения размера частиц и морфологии частиц.

[0047] Толщина слоя 11 отражающего всплывающего пигмента зависит от конкретных частиц пигмента и используемого количества, а также от конкретного используемого связующего материала. Слой 11 отражающего пигмента может иметь толщину от примерно 10 мкм до примерно 100 мкм. Однако настоящее изобретение включает в себя использование слоев отражающего пигмента, имеющих толщины, находящиеся за пределами этого диапазона.

Связующий материал и слой связующего материала

[0048] В соответствии с настоящим объектом изобретением связующий материал, включаемый в световозвращающие изделия, используется в качестве материала, в котором частицы 10 пигмента формируют слой 11 отражающего пигмента.

[0049] В одном варианте осуществления связующий материал также используется в качестве носителя, с помощью которого частицы 10 пигмента доставляются к поверхности подложки 40. Связующий материал с диспергированными в нем частицами пигмента покрывает или иным образом наносится на подложку. Частицы пигмента формируют слой 11 отражающего пигмента, как описано в настоящем документе, вблизи верхней поверхности 31 слоя 30 связующего материала, который по меньшей мере частично покрывает или проходит параллельно подложке. Соответственно, слой отражающего пигмента также по меньшей мере частично покрывает подложку. Кроме того, именно через слой 30 связующего слой 11 пигмента связывается с подложкой 40.

[0050] Помимо обеспечения материала, в котором частицы 10 пигмента формируют слой отражающего пигмента, и/или использования в качестве носителя для частиц пигмента, связующий материал также используется для прикрепления или связывания микросфер с пигментом.

[0051] В соответствии с настоящим объектом изобретения связующий материал имеет хорошую долговечность, например, за счет стойкости к абразивному износу, стойкости к воздействию ультрафиолетового или другого излучения, влагостойкости и т.д. Связующий материал образует прочную связь между микросферами 20 и частицами 10 пигмента так, чтобы микросферы 20 не поддавались отделению от конечного продукта при протирке или царапании.

[0052] В одном варианте осуществления, как показано на Фиг. 1-5, в котором микросферы 20 являются заделанными в слой 30 связующего материала, связующий материал связывает микросферы со слоем 11 всплывающего пигмента так, чтобы они находились в непосредственной близости от него. Тем самым слой 11 отражающего пигмента располагается вблизи заделанной поверхности 22 сфер 20, подобно отражающим слоям для парофазного осаждения на микросферах, и таким образом обеспечивает высокую эффективность световозвращения без проблем с ориентацией. Как изображено на Фиг. 1-5, часть слоя 11 пигмента соответствует криволинейной форме заделанной задней поверхности 22 сфер 20. Кроме того, главная поверхность (то есть лицевая поверхность чешуйки) некоторых из частиц 10 пигмента выравнивается практически параллельно заделанной поверхности 22 сфер 20.

[0053] В соответствии с настоящим объектом изобретения связующий материал может быть двумерным или трехмерным, и может иметь или может быть сформирован так, чтобы он имел поверхности, которые являются контурными или дугообразными. Придание формы связующему материалу может иметь место до и/или после того, как на нем будет сформирован слой 21 микросфер.

[0054] Связующий материал должен быть совместимым для смешивания с пигментом и должен быть выполнен с возможностью образования хорошей связи с подложкой и микросферами. Тем самым связующий материал может создать прочную связь между частицами пигмента и одним или более из микросфер и подложки. В одном варианте осуществления адгезия между связующим материалом и подложкой и/или между связующим материалом и микросферами больше, чем прочность при растяжении связующего материала.

[0055] Состав связующего материала особенно не ограничивается до тех пор, пока связующий материал может адекватно выполнять эти и другие функции. Таким образом, связующий материал может содержать полимеры, включая полимеры, форполимеры, сополимеры и гибридные полимеры. Кроме того, связующий материал может содержать клейкие вещества, металлы, стекло, керамику или комбинации перечисленного. Полимеры могут включать в себя отвержденные или отверждаемые полимеры. Отверждаемые полимеры могут включать в себя отверждаемые излучением полимеры и полимеры, которые отверждаются посредством катализатора отверждения. Используемый в настоящем документе термин «отверждаемый» или «сшиваемый» означает, что полимер имеет функциональные группы, способные реагировать при введении сшивающего агента или катализатора.

[0056] Подходящие полимеры могут содержать один или оба из термопластичного и термореактивного полимеров, таких как полиуретан, полиэстер, поливинилацетат, поливинилхлорид, поливинилбутираль, акрилопласт, такой как полиметилметакрилат, эпоксидные компаунды или комбинации перечисленного. Сополимеры этилена и акриловой кислоты или метакриловой кислоты; винилы, фторполимеры, полиэтилены, ацетобутират целлюлозы, поликарбонаты и полиакрилаты являются другими примерами полимеров, которые могут использоваться в световозвращающих изделиях по настоящему изобретению.

[0057] Связующий материал может также содержать другие компоненты, такие как, например, растворители, наполнители, эмульгаторы, красители, вода, модификаторы реологии и т.п., которые используются для того, чтобы отрегулировать вязкость, диспергируемость, цвет, реологию или другие характеристики связующего материала. Подходящие растворители включают в себя метилэтилкетон («MEK»), этилацетат, циклогексанон, а также ароматические углеводороды, такие как толуол или ксилол, хлористый метилен и т.п., которые будут растворять смолу. Дисперсия связующего материала/пигмента предпочтительно содержит от примерно 10 до примерно 20 мас.% твердых веществ (например, частиц пигмента плюс твердых веществ сухого полимера перед растворением), с остатком, являющимся растворителем. Если дисперсия формируется так, что она имеет существенно более высокое содержание твердых веществ, то ее вязкость может увеличиться до точки, в которой частицы 10 пигмента могут не укладываться вблизи верхней поверхности 31 слоя 30 связующего материала методом листования, но могут остаться диспергированными в нем.

[0058] В одном варианте осуществления слой связующего материала является прозрачным и относительно бесцветным для того, чтобы достичь максимальной эффективности отражения. При желании, однако, в него могут быть включены прозрачные красители для того, чтобы придать матер