[发明专利]一种挤出法生产微棱镜结构反光膜的设备和方法

说明书

技术领域

本发明涉及光学微结构的纳米压印成型技术领域，尤其涉及的是一种挤出法生产微棱镜结构反光膜的设备和方法。

背景技术

微棱镜型反光材料以其超强的综合性能，用于升级甚至替代传统的玻璃微珠型反光材料，已成定局。道路反光标志新国标已颁布，并于2013年6月开始实施。新版GB/T18833-2012国标强化了微棱镜反光膜作为高等级反光材料的地位，限制了玻璃微珠型反光材料的使用范围。目前微棱镜型反光膜主要为美国、日本等国生产，国内研发进展还不乐观。

微棱镜阵列的逆反射原理虽不复杂，但制造困难，由于回复逆反射观测角的特殊要求，微棱镜单元几何体三个垂直面的任何微弱的形变，将使所需角度的逆反射亮度大幅衰减，对模压成型工艺技术提出了苛刻的要求；成形不易，而又要求材料具有广泛的适用性，而且要适应后续复合加工，须精心设计原材料配方。

微棱镜型反光材料成型技术有两种办法，热压成型和UV固化成型。UV固化法是由传统的光学增光膜工艺而来，有现成的设备和原料配方，准入门槛较低，成型工艺相对简单；成型硬度高，亮度好，耐温。但存在以下严重不足，UV固化树脂由于材料选择范围小，工艺配方特殊，价格是热性树脂的2-5倍，难获取反光膜所需要的指标要求；树脂UV固化后，分子成交联网状结构，难以用常规技术复合一层底膜，不利于后续加工和使用，更为严重的是紫外固化树脂本身对紫外光特别敏感，户外耐候性极差。

热压工艺即利用常规的热塑性树脂材料经加热滚压形成连续的卷状薄膜，原材料易得，价格适中，特别容易实现材料的多样化，复合功能化。而且光学性能更优，产品品质大大高于UV固化法，适合规模化工业生产，用此工艺生产的产品获得了市场的普遍认同。以热塑性树脂(如聚碳酸脂)为成型层，采用挤出模压工艺生产高性能微棱镜型反光膜是目前公认的较佳方法。聚碳酸脂以其优异的韧性，高透明，耐高温，易加工，而成为微结构成型层的首选原材料。

公开号1166152名称“光学元件集合体的连续形成方法及其装置”的发明专利和公开号CN1756648A名称“制造逆向反射片及制品的方法”的发明专利均披露了以聚碳酸脂等热塑性塑料为成型层，通过塑料热熔挤出涂覆，热滚压，将塑料熔体完全填充到环形带状模具表面呈凹陷状的微棱镜阵列的每一个单元，再经冷却剥离的工艺。但公开号为1166152专利的不足在于将加热辊温度设为280℃，环形模具带受热温度过高，时间太长。在小于200℃的中温下，电铸镍模具的性能尚可，当温度超支200℃时，不仅强度及塑性均明显下降，电沉积过程中产生的内应力也会高温释放，加之不断加热冷却的热应力和机械拉应力的共同作用，至使模具带上的微三棱镜单元的几何角度发生永久形变，加之镍板高温下表面氧化速度急剧加快，模具带的反射亮度会大幅下降，甚至完全破坏。公开号为CN1756648A的专利虽然将模具带的温度设定在200℃左右，但采用挤出模唇直接对辊筒上的环形模具带进行涂覆的工艺，对挤出模头、对应的加热辊筒、及环形模具带的加工精度提出了苛刻的要求，特别环形模具带采用拼接和电铸相结合的工艺制作，既无法保证拼接缝的绝对平坦无瑕疵，更不能保证大面积电铸镍板厚度的整体均匀性完全一致；环形镍带在运行过程中，因不同步的加热冷却会产生一定的扭曲变形，加之相关部位的热膨胀及挤压，要使模唇与环形镍带均匀地保持所想要的微小间隙，几乎是无法完成的任务。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术在制备微棱镜结构反光膜中存在的不足，提供了一种挤出法生产微棱镜结构反光膜的设备和方法。

本发明的技术方案如下：

一种挤出法生产微棱镜结构反光膜的设备，其技术方案为：

1)环形模具带(8)绕着加热辊(1)和冷却辊(2)作顺时针运转，两辊平直摆放，之间有一定的张紧力，保证环形模具带(8)张紧而不损伤；

2)加热辊(1)的右方是绕附着高温纤维带(13)的硅胶辊(3)和金属辊(4)，硅胶辊(3)通过气缸压力与加热辊(1)对压；

3)在纤维带(13)的左侧模压入口(A)的上方设置远红外加热装置(12)，起保温补温作用，以保证塑料熔体模压前有足够的温度；

4)在金属辊(4)的上方是挤出模头(7)，挤出模头(7)的模唇与金属辊(4)保持很细的一条缝隙，模唇与纤维带(13)之间缝隙间距等于或略大于所需成型膜的厚度，使模唇流出的塑料熔体以挤压的状态涂覆到纤维带(13)上，解决了低粘度塑料熔体拉伸流动易破裂和厚薄不均及缩颈现象；