標誌牌的製造方法
2023-05-11 02:38:31 2
專利名稱：標誌牌的製造方法
技術領域：
本發明的背景本發明涉及交通標誌牌和汽車牌照板之類標誌牌的製造方法。
交通標誌牌和汽車牌照板之類標誌牌的特點是在背景(background)(不帶圖象的區域)上設置一系列諸如字母數字、符號、圖形(artwork)之類圖象(帶圖象的區域)的底板(backing)。符號可以是透明的，這時背景被著色。或者，標誌牌可由設置在透明背景上的彩色符號構成。符號一般用壓花(用機械方式設定符號)或印刷(用電子或數字方式設定符號)之類技術形成。
為了提高能見度，通常賦予標誌牌逆向反射性。例如可在帶圖象和不帶圖象區域上設置逆向反射片，或底板本身可以是逆向反射片。例如為了防止標誌牌被風化和磨損，也可包括一層透明的頂膜。
發明的概述本發明的第一方面涉及一種標誌牌的製造方法。該方法包括如下步驟(a)提供片材；(b)在所述片材表面確定一系列帶圖象的區域和不帶圖象的區域；(c)用基本上不含溶劑而含著色劑和聚合物粘合劑的組合物處理所述片材表面，使所述組合物選擇性地澱積在所述片材表面不帶圖象的區域；(d)熔化所述的組合物，以在所述不帶圖象的區域上形成連續的聚合物薄膜。
本申請中，「帶圖象區域」是指出現在片材表面的字母數字、符號和圖形之類的圖象。「不帶圖象」的區域是指沒有所述圖象的所有片材區域。
基本上不含溶劑的組合物較好是粉末狀的(即加熱時能熔化成連續薄膜的分開的顆粒)。
在一個優選的實施方案中，本方法包括提供可壓花的片材，並對該片材進行壓花，以形成一系列帶圖象的區域和不帶圖象的區域。在該實施方案中，帶圖象的區域包括一個或多個相對於不帶圖象的區域突起的符號(如字母數字)。該方法還可包括在帶圖象和不帶圖象區域上提供逆向反射片的步驟。
在另一個優選的實施方案中，該方法包括提供逆向反射片，和在該片材的表面進行印刷以形成一系列帶圖象的區域和不帶圖象的區域。
為了將該組合物選擇性地澱積在所述片材表面不帶圖象的區域上，較好用該組合物處理不帶圖象的區域和至少部分帶圖象的區域，然後從帶圖象的區域內除去該組合物。
如有必要，也可在標誌牌的帶圖象區域和不帶圖象的區域上設置透光保護性頂層。這一層的製備方法較好是在帶圖象和不帶圖象的區域上覆蓋基本上不含溶劑而含聚合物粘合劑的透光組合物，然後使粘合劑熔化形成頂層。
合適的聚合物粘合劑材料的實例包括丙烯酸或甲基丙烯酸C1-C9烷基酯的聚合物、聚乙烯縮醛、離子鍵聚合物或共聚物、聚酯、聚氨酯、聚脲、乙烯基樹脂。這些材料可單獨使用，也可組合使用(或與其它材料組合使用)。所述的組合物也可包括有利於某些塗覆過程的電荷載體。
本發明的第二方面提供一種標誌牌的製造方法。該方法包括如下步驟(a)提供片材；(b)在所述片材表面形成一系列帶圖象的區域和不帶圖象的區域；(c)用基本上不含溶劑而含聚合物粘合劑的透光組合物覆蓋所述片材表面；(d)熔化所述的粘合劑，以在所述不帶圖象和帶圖象的區域上形成透光保護性頂層。
本發明提供交通標誌牌和汽車牌照之類標誌牌的簡便經濟的製造方法。因為該方法基本上不用溶劑，所以它避免了在製造過程中產生溶劑蒸汽(以及與這種蒸汽相關連的健康和環境問題)。另外，本方法不用溶劑的特點使它適於塗覆許多聚合物材料。
閱讀了如下對本發明說明性實施方案的描述和權利要求書後，可清楚地理解本發明的其它特徵和優點。
說明性實施方案的描述材料背景區域(即不帶圖象的區域)和頂塗層所用的組合物基本上不含溶劑，而且在固化後，能耐風化和耐磨損。另外，這些組合物對所塗覆的基底較好具有良好的粘合性。如果該組合物用於塗覆背景區域，所述的組合物含有一種或多種聚合物粘合劑和著色劑。但對於頂塗層，為了得到透明塗層而省略了著色劑。如果需用靜電方法進行塗布，也可加入電荷載體。
聚合物粘合劑可以是熱塑性材料或熱固性材料。合適的聚合物粘合劑的實例包括烷基取代的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯的聚合物以及它們的混合物。所述的烷基可含有1-9個碳原子。具體的例子包括甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸丁酯的共聚物(購自Rohm and Haas Co.of Philadelphia，PA，商品名稱為「Acryloid B-66」)。同樣適用的有聚乙烯縮醛(如聚乙烯縮丁醛，購自Monsanto Chemical Co.of St.Louis，MO，商品名稱是「BUTVAR」牌聚乙烯縮丁醛B-90和B-72)、聚酯(如購自Goodyear Tire and Rubber Company的「VITEL」牌PE-200D或「ARAKOTE3000」牌羧基為端基的聚酯，這種聚酯可單獨使用或與「ARALDITE PT810」牌多官能環氧樹脂結合使用，後兩種物質都購自Ciba Geigy Chemical Company ofHawthorne，NJ)、乙烯基樹脂(如購自Union Carbide Company of Danbury，CT的「VINYLITE VAGH」牌乙烯基樹脂，是氯乙烯和乙酸乙烯酯的共聚物)和離子鍵聚合物和共聚物(如乙烯或丙烯與丙烯酸、甲基丙烯酸或乙酸乙烯酯的共聚物)。
電荷載體較好是相對透光或透明的，而且能耐紫外降解。合適的載體可以是帶正電或帶負電的。帶負電材料的實例包括購自Fujikura Kasei of Japan，商品名稱為「FCA1001NB」和「FCA1001NZ」的材料。帶正電材料的實例包括帶有氨基或銨官能團的聚合物，如丙烯酸烷基酯和甲基丙烯酸烷基酯共聚物、聚酯和乙烯基樹脂。一種優選的電荷載體是甲基丙烯酸甲酯與甲基丙烯酸丁酯的共聚物(如購自E.I.DuPont de NemoursCo.of Wilmington，DE的TRIBLOX PC-100牌丙烯酸類聚合物，它具有如下性質分子量為2000-5000；玻璃轉化溫度為53-59℃(約46℃開始)，含氮量約為1％(用NMR測量))。
合適的著色劑包括顏料和染料。該著色劑一般應能耐環境造成的化學降解和紫外降解。
合適顏料的實例包括購自Bayer Company of Rockhill，SC的顏料紅179或224、購自Ciba-Geigy Company ofHawthorne，NJ的顏料黃110或顏料紫37、購自Sun Chemical Company of Cincinnati，OH的顏料綠7或36、購自BASF Corp.ofWyandotte，MI的顏料藍15；1或藍15；6和購自Cabot Corparation ofBoston，MA的Regal 500R炭黑。這些顏料較好分散在分散性樹脂中，以保持獲得透光塗料所需的小的顏料粒度。合適染料的實例包括購自Color-Chem International Corporationof Glen Rock，NJ的Amaplast Yellow和購自E.I.DuPont de NemoursCo.ofWilmington，DE的LATYL brilliant Blue BGA。
可將64-98％重量(較好為76-92％)的粘合劑、0-20％重量(較好為0-12％)的電荷載體和1-16％重量(較好為4-8％)的著色劑混合而製得適當的乾燥組合物。
粘合劑、電荷載體(如加入)和著色劑可用雙螺杆擠塑機(如配有Haakerheocord轉矩流變儀的Baker Perkings齒輪驅動型變速雙螺杆擠塑機)機械混合。擠塑過程中，擠塑機較好產生約150-225℃的溫度。將擠塑產物錘式粉碎，然後進行射流磨(jet milled)，產生粒度約為5-200微米、較好為5-50微米，更好為5-20微米的混合物。合適的射流磨是購自Nippon Pneumatic Manufacturing Companyof Japan的PJM IDS-2型NPK超聲射流磨。將所得的物料加入粉末塗布系統(如購自Nordson Co.of Amherst，OH的Tribomatic II粉末塗布系統)的調色劑(toner)料鬥中，然後將其塗覆到所需的表面上。或者將物料加入雷射印刷機(如1800型多功能印刷機或679 LBQ雷射印刷機，它們都購自Minnesota Mining andManufacturing Co.of St.Paul，MN)的調色劑料鬥中。
適於塗覆該基本上不含溶劑的組合物的表面包括壓花的和未壓花的片材。壓花片材(對製造汽車牌照特別有用)一般包括被逆向反射片覆蓋的可壓花薄片材。優選的可壓花材料是厚度約為0.8毫米的鋁板。合適逆向反射片的實例是眾所周知的，它包括3MTMSCOTCH-LITETMREFLECTIVE SHEETING、HIGHINTENSITY GRADE和3MTMSCOTCH-LITETMREFLECTIVE LICENSE PLATESHEETING，它們都購自Minnesota Mining and Manufacturing Co.of St.Paul，MN。這些片材的表面層可用聚丙烯酸烷基酯或聚甲基丙烯酸烷基酯(如聚甲基丙烯酸甲酯)、聚酯、乙烯基聚合物或聚乙烯縮醛(如聚乙烯縮丁醛)製成。
可塗覆所述塗料組合物的其它表面包括用如下材料製成的片材，如聚丙烯酸烷基酯、聚甲基丙烯酸烷基酯、聚酯、乙烯基聚合物、聚氨酯、纖維素酯、含氟聚合物、聚碳酸酯、聚烯烴、離子鍵共聚物、以及乙烯或丙烯與丙烯酸、甲基丙烯酸或乙酸乙烯酯的共聚物、以及這些材料相互或與其它聚合物的組合。
標誌牌的製造在一個實施方案中(如用以製造牌照板時)，將具有逆向反射片的可壓花薄片(如鋁)放在如Rajan等的美國專利5,085,918(該專利在此引用參考)中所述的常規壓花設備中進行壓花，形成一系列相對於較平的背景部分突起的符號。突起的符號至少形成一部分帶圖象的表面部分；該表面可含有印刷圖形之類的其它帶圖象的區域。接著用一層上述幹塗料組合物覆蓋除帶印刷圖形區域之外的所有表面(可任選地進行加熱，以有利於粉末的澱積)。這一步中，壓花和未壓花的區域都用粉末覆蓋。然後例如用塗有粘合劑的紙或用購自Minnesota MiningManufacturingCo.of St.Paul，MN的ULTRA-WIPETM532B抹布選擇性地從壓花區域除去粉末。再將留在未壓花(背景)區域內的粉末熔化成連續的塗層。熔化步驟例如可用紅外加熱或其它施加足量的熱能使粉末中聚合物粘合劑流動的合適方法進行。熔化後，可將產物衝切成最終的形狀。
如有必要，可不將塗料組合物覆蓋整個表面，然後選擇性地除去，以僅將其留在不帶圖象的區域內，而是一開始就將該組合物只澱積在不帶圖象的區域內。
為了防止標誌牌風化，熔化步驟後可在片材塗覆一層透明的頂塗層。該頂塗層可用上述Rajan等人的專利中所述的常規技術進行塗布。該頂塗層例如可通過將該片材放在聚合物粘合劑溶液中浸塗而被塗布。或者可通過將片狀頂塗層層壓在片材表面而進行塗覆。然而，較好是將基本上無溶劑的粉末澱積在所述的片材表面上，然後將粉末顆粒加熱熔化成連續的薄膜，從而形成頂塗層。也可以將頂塗層塗覆到未熔化的塗有粉末的帶圖象表面上，然後在一次操作中同時熔化兩層。
在第二個實施方案中，不用壓花法形成帶圖象的區域，而例如按上述Rajan等人專利中所述用雷射印刷機在片材表面上印刷由電子或數字法產生的圖象。在該實施方案中，該片材無需含有可壓花材料層。按可壓花片材中所述的方法澱積粉末塗料。
現在將參照如下的實施方案對本發明作進一步的描述。如果沒有另作說明，所有的量按重量百分數計。
實施例實施例1將78.7％Acryloid B-66粘合劑樹脂、8％TRIBLOX PC 100電荷載體、13％顏料(購自BASF公司的K6911D)、0.2％顏料(購自ICI Colors Company的ProJet 900NP)和0.1％流動添加劑(購自Cabot公司的Cab-O-Sil TS530)摻混，製備混合物。然後將各組分放在配有Haake rheocord轉矩流變儀的Baker Perkins齒輪驅動可變速雙螺杆擠塑機中進行混合，並在150-225℃間的溫度將其擠塑成一種混合物。將擠塑的混合物錘式粉碎，然後放在PJM IDS-2型NPK超聲射流磨中磨碎。再將射流磨碎的試樣篩分，收集粒度為5-30微米的材料。
將篩分後的材料(乾粉末狀)與0.25％流動添加劑(購自Cabot公司的Cab-O-Sil TS530)混合，然後放在Nordson牌Tribomatic II型粉末塗布系統的粉末加料鬥中。在表面被一層3MTMSCOTCH-LITETMREFLECTIVE LICENSE PLATESHEETING覆蓋的壓花鋁牌照板坯上噴曬乾粉末，直到板坯的整個表面被粉末覆蓋為止。然後將被粉末覆蓋的板坯突起(即壓花)區域與塗有粘合劑的紙(購自Minnesota Mining and Manufacturing Co.的Application Tape SCPM 3)接觸，從突起區域上除去粉末，而讓粉末覆蓋所有平(即未壓花)的區域。然後將試樣放在300T的烘箱中烘10分鐘，使粉末熔化，在平的區域內形成連續的聚合物塗層。該塗層良好地粘附在片材的表面上。
實施例2除了塗料組合物不含顏料以外，按實施例1所述的方法進行。另外，沒有從片材突起區域內除去粉末，從而產生覆蓋片材所有表面的透明塗層。該塗層良好地粘附於片材的表面。
實施例3除了塗料組合物不含電荷載體以外，按實施例2所述的方法進行。所產生的塗層良好地粘附於片材的表面。
其它的實施方案記載在如下權利要求書中。
本領域中熟練技術人員可清楚地理解本發明的各種不偏離本發明的範圍和精神的改進和變化。
權利要求
1.一種標誌牌的製造方法，其特徵在於該方法包括如下步驟(a)提供片材；(b)在所述片材表面形成一系列帶圖象的區域和不帶圖象的區域；(c)用基本上不含溶劑而含著色劑和聚合物粘合劑的組合物處理所述片材表面，使所述組合物選擇性地澱積在所述片材表面不帶圖象的區域；(d)熔化所述的組合物，以在所述不帶圖象的區域上形成連續的聚合物薄膜。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於它包括用基本上不含溶劑的粉狀組合物處理所述的片材表面。
3.如權利要求1所述的方法，其特徵在於它包括提供可壓花的片材，並對該片材進行壓花，以形成一系列帶圖象的區域和不帶圖象的區域。
4.如權利要求3所述的方法，其特徵在於它還包括在所述帶圖象區域和不帶圖象區域上提供逆向反射片材。
5.如權利要求1所述的方法，其特徵在於它還包括提供逆向反射片材，並在所述片材表面進行印刷，以形成一系列帶圖象的區域和不帶圖象的區域。
6.如權利要求1所述的方法，其特徵在於它還包括在所述標誌牌帶圖象區域和不帶圖象區域上配置透光保護性頂層。
7.如權利要求6所述的方法，其特徵在於它包括用基本上不含溶劑而含聚合物粘合劑的透光組合物覆蓋在所述帶圖象的區域和不帶圖象的區域，然後使所述的粘合劑熔化，在所述帶圖象的區域和不帶圖象的區域上形成透光保護性頂層。
8.如權利要求1所述的方法，其特徵在於它包括用所述組合物對所述不帶圖象的區域和至少部分帶圖象的區域進行處理，然後從所述帶圖象的區域上除去所述的組合物，以將所述組合物選擇性地澱積在所述片材表面上不帶圖象的區域。
9.如權利要求1所述的方法，其特徵在於所述的聚合物粘合劑含有丙烯酸或甲基丙烯酸C1-C9的烷基酯聚合物、聚乙烯縮醛、離子鍵聚合物或共聚物、聚酯、聚氨酯、聚脲、乙烯基樹脂或它們的混合物。
10.如權利要求1所述的方法，其特徵在於所述的組合物還含有電荷載體。
11.一種標誌牌的製造方法，其特徵在於該方法包括如下步驟(a)提供可壓花片材；(b)壓花所述的片材，以形成一系列帶圖象的區域和不帶圖象的區域；(c)用基本上不含溶劑而含著色劑和聚合物粘合劑的粉狀組合物處理所述片材表面，使所述組合物選擇性地僅澱積在所述片材表面不帶圖象的區域；(d)熔化所述的組合物，以在所述片材未壓花的區域上形成連續的聚合物薄膜。
12.如權利要求11所述的方法，其特徵在於它還包括在所述帶圖象的區域和不帶圖象的區域上配置逆向反射片材。
13.如權利要求11所述的方法，其特徵在於它還包括在所述標誌牌帶圖象區域和不帶圖象區域上配置透光保護性頂層。
14.如權利要求13所述的方法，其特徵在於它包括用基本上不含溶劑而含聚合物粘合劑的透光組合物覆蓋在所述帶圖象的區域和不帶圖象的區域，然後使所述的粘合劑熔化，在所述帶圖象的區域和不帶圖象的區域上形成透光保護性頂層。
15.如權利要求11所述的方法，其特徵在於所述的聚合物粘合劑含有丙烯酸或甲基丙烯酸C1-C9的烷基酯聚合物、聚乙烯縮醛、離子鍵聚合物或共聚物、聚酯、聚氨酯、聚脲、乙烯基樹脂或它們的混合物。
16.如權利要求11所述的方法，其特徵在於所述的組合物還含有電荷載體。
17.一種標誌牌的製造方法，其特徵在於該方法包括如下步驟(a)提供片材；(b)在所述片材表面形成一系列帶圖象的區域和不帶圖象的區域；(c)用基本上不含溶劑而含聚合物粘合劑的透光組合物覆蓋所述片材表面；(d)熔化所述的粘合劑，以在所述不帶圖象和帶圖象的區域上形成透光保護性頂層。
全文摘要
本發明公開了一種標誌牌的製造方法。該方法包括如下步驟:(a)提供片材;(b)在所述片材表面形成一系列帶圖象的區域和不帶圖象的區域;(c)用基於上不含溶劑而含著色劑和聚合物粘合劑的組合物處理所述片材表面,使所述組合物選擇性地澱積在所述片材表面不帶圖象的區域;(d)熔化所述的組合物,以在所述不帶圖象的區域上形成連續的聚合物薄膜。
文檔編號B32B33/00GK1194613SQ96196622
公開日1998年9月30日 申請日期1996年7月16日 優先權日1995年8月31日
發明者S·J·拉揚, J·M·麥克格拉思 申請人:美國3M公司