衣服、纖維和細絲形式的回射制品的制作方法

專利名稱：衣服、纖維和細絲形式的回射制品的制作方法
衣服、纖維和細絲形式的回射制品本發明涉及回射制品。更具體地講，本發明涉及包括回射元件的回射性衣服、纖維和細絲，所述回射元件由實心球形芯以及設置在所述芯上的一個或多個完整同心光學干涉 層構成。
背景技術：
“回射性”指制品在被光束照射時，將該光基本上反射回光源方向的能力。珠狀回 射制品通常包括附連至基底的至少一個主表面的多個透明的球形珠或回射元件。當在漫射 照明條件下觀察制品時，回射元件可以是不易被察覺的。但是，當用定向光束(例如來自車 輛前燈的光束)照明時，在漫射照明下看不到的特征物(有時被稱為“隱藏”特征物)是高 反射性的。隱藏特征物可包括多種設計中的任一種，包括例如商標或公司徽標。可制備成具有回射性質的制品包括纖維、織物、材料以及由它們制成的衣服。附屬 物品和安全制品也可被制成具有回射性質。回射性衣服可被制成包括膜狀涂層，所述涂層 包括嵌入粘結劑中的回射元件，以增強衣服和穿著該衣服的人的可見性(特別是在夜晚)。 通過增強的可見性，回射性衣服在(例如)具有大量機動車流的區域附近提供更高水平的 安全性。施工工人、道路養護人員、行人、跑步者和騎車者都可從提供這種改善的安全性的 衣服中受益。除了傳統的安全服之外，附屬物件也可具有回射性質。除了改善安全性之外，回射組件可改善衣服、材料等的裝飾性外觀。在衣服中，例 如，可利用多種涂覆技術中的任一種按照裝飾性圖案施加回射組件。

發明內容
如本文進一步描述的，期望通過使用某些回射元件來改善某些纖維、細絲和衣服 的反射特征和/或外觀。在本發明的實施例中，提供一種衣服，所述衣服包括衣服表面，所述衣服表面上設置有多個回射元件，所述回射元件各自包括實心球形芯，其包括芯外表面，所述芯外表面提供第一界面；至少第一完整同心光學干涉層，其具有內表面和外表面，所述內表面疊置在所述 芯外表面上，所述第一完整同心光學干涉層的所述外表面提供第二界面。在其它實施例中，本發明提供一種回射纖維，包括細長纖維體，其具有多個與其粘附的回射元件，所述回射元件各自包括實心球形芯，其包括芯外表面，所述芯外表面提供第一界面；至少第一完整同心光學干涉層，其具有內表面和外表面，所述內表面疊置在所述 芯外表面上，所述第一完整同心光學干涉層的所述外表面提供第二界面。在其它實施例中，本發明提供一種回射細絲，包括中空透明管狀構件，所述中空透明管狀構件內包含多個回射元件，所述回射元件 各自包括實心球形芯，其包括芯外表面，所述芯外表面提供第一界面；
至少第一完整同心光學干涉層，其具有內表面和外表面，所述內表面疊置在芯外 表面上，所述第一完整同心光學干涉層的所述外表面提供第二界面。在上述實施例的任一個中，所述回射元件還可包括第二完整同心光學干涉層，其具有內表面和外表面，所述內表面疊置在所述第一 完整同心光學干涉層的所述外表面上，所述第二完整同心光學干涉層的所述外表面提供第
三界面。 在上述實施例的任一個中，所述回射元件還可包括第三完整同心光學干涉層，其具有內表面和外表面，所述內表面疊置在所述第二 完整同心光學干涉層的所述外表面上，所述第三完整同心光學干涉層的所述外表面提供第 四界面。除非另外指明，否則用于描述本發明的實施例的術語以與本領域技術人員的理解 一致的方式解釋。為了清楚起見，下列術語應當理解為具有本文中所給出的含義“光”是指具有一種或多種在電磁波譜的可見區域(S卩，從約380nm至約780nm)、 紫外區域(即，從約200nm至約380歷)和/或紅外區域(S卩，從約780nm至約100微米) 內的波長的電磁輻射。除非另外指明，否則“折射率”是指在對應于鈉黃色d-線的589. 3nm波長處、在 20°C溫度下的折射率。術語“折射率”與其縮寫“RI “在本文中可互換使用。“回射模式”指特定的照明和觀察幾何條件，其包括用光束照射制品，并從基本上 相同的方向(例如，在照明方向的5度、4度、3度、2度或1度之內)觀察被照明的制品。回 射模式可描述人觀察制品的幾何條件或儀器測量制品的反射率的幾何條件。“回射亮度”指一個對象或對象系綜(例如一個回射元件或元件系綜，或例如包括 一個或多個回射元件的制品)使入射光沿其來時的方向(或接近該方向)返回的效果。回 射亮度與相對于入射在對象上的光的強度，從對象回射的光的強度有關。“回射系數” (Ra)是對象的回射亮度的標準量度，其單位可以是坎/平方米/勒克 斯或Cd/lux/m2或Cpl。這些單位以及用這些單位記錄回射系數的測量儀器用發光度函數 (luminosity function)來對回射亮度進行加權。發光度函數描述人眼敏感度對于光的波 長的依賴性，并且對于大約380納米和780納米之間的波長是非零的，因此限定了電磁波譜 的可見區域。“完整同心光學干涉層”或“光學干涉層”是指圍繞并直接鄰近于珠芯的基本上整 個表面(即，不僅表面的選擇部分(例如僅后表面))，或者圍繞并直接鄰近于另一靠內的完 整同心光學干涉層的外表面的半透明或透明涂層，所述完整同心光學干涉層具有基本均勻 的厚度。“反射器”是指在回射制品中被置于回射制品中的回射元件后面的焦點位置處或 附近的鏡面或漫反射材料。反射材料可以是漫射光-散射或金屬材料，或者可以是產生一 個或多個反射界面的一層或多層透明材料組分。為了清楚起見，在回射制品中的球形珠芯后面的焦點位置處或附近存在不止一個 反射器的實施例中，接觸或最靠近珠的外表面的材料被指定為“主要反射器”。遠離珠的后 表面的附加反射器被指定為“輔助反射器”。為了指定主要反射器和輔助反射器，直接鄰近 的介電層的疊堆體被認為是單個“反射器”。例如，包括具有兩個或更多個完整同心光學干涉層的珠(其后表面嵌入著色粘結劑中)的制品以完整同心光學干涉層作為主要反射器， 以著色粘結劑作為輔助反射器。“區域”是指對象的連續部分。區域通常具有觀察者可識別的邊界或大致范圍。考慮說明書的其余部分，包括具體實施方式
、附圖以及所附的權利要求書，本領域 內的技術人員將能夠更充分地理解本發明的范圍。


本文中的各個圖未按比例繪制，而只是幫助描述實施例而提供。在描述本發明的 實施例時，參照用參考標號指示實施例特征的附圖，類似的參考標號指示類似的特征，并且 其中圖1是本發明的制品中使用的回射元件的實施例的剖視圖；圖2是本發明的制品中使用的回射元件的另一實施例的剖視圖；圖3是本發明的制品中使用的回射元件的又一實施例的剖視圖；以及圖4是可用于本發明的制品中的回射元件的示例性制備方法的流程圖。
具體實施例方式本發明提供包括回射元件的纖維、細絲和衣服。如本文所述，回射元件可被包括在 用于(例如)安全服(包括反射性衣服附屬和附屬物件)的纖維、細絲和衣服中。回射元件 還可被包括在纖維、細絲和衣服中以提供和/或增強其裝飾性外觀。在一些實施例中，本文 所述的回射元件可提供回射顏色，使得在回射模式下觀察時它們顯示某些顏色(例如，“隱 藏顏色”)。在一些實施例中，本文所述的回射元件顯示增強的回射亮度，而沒有顏色變化。可以針對入射光與反射光之間的各種角度(觀察角)來測定回射亮度，但不限于 特定角度范圍。對于一些應用，期望返回角度為0度(與入射光反平行)的有效回射性。對 于其他應用，一定范圍內(例如，從0.1度至1.5度)的返回角度的有效回射性是所需的。 如果使用可見光照明對象，則通常使用回射系數(Ra)來描述回射亮度。可用于本發明制品中的回射元件各包括實心球形芯，其中一個或多個涂覆層被施 加至所述芯，所述一個或多個涂覆層各形成圍繞所述芯的完整同心光學干涉層。第一或最 靠內的光學干涉層覆蓋球形芯的外表面。在一些實施例中，第二完整同心光學干涉層覆蓋 并鄰近于所述第一或最靠內的完整同心光學干涉層的外表面。在其它實施例中，第三完整 同心光學干涉層覆蓋并鄰近于第二完整同心光學干涉層的外表面。盡管完整同心光學干涉 層通常覆蓋球形芯的整個表面，但是在不損害回射元件的光學性能的條件下，光學干涉層 可包括穿透所述層的小針孔缺陷或小缺口缺陷。在一些實施例中，回射元件可包括附加的完整同心光學干涉層，其中每個后續的 光學層覆蓋先前沉積的層(例如，第四同心光學干涉層覆蓋第三同心光學干涉層；第五層 覆蓋第四層等)。“同心”是指給定球形芯上涂覆的各個這種光學干涉層是球形的殼體，所 述殼體的中心與所述芯的中心相同。
包括多個回射元件作為回射制品的組件落在本發明的范圍內。如本文所述，結合 到這種制品中的一些回射元件包括具有一個或多個完整同心光學干涉層的回射元件。其他 回射元件(例如不具有光學干涉層的回射元件)可被包括在這種制品中。在一些實施例中，制品包括具有一個或多個完整同心光學干涉層的回射元件的混合物，其中一個回射元 件的構造、厚度和/或材料不同于另一個，或者一組回射元件的構造、厚度和/或材料不同 于另一組。例如，第一或最靠內的光學干涉層的厚度可從一個回射元件到另一回射元件變 化25 %以上。在一些實施例中，回射元件可包括一個同心光學干涉層，在一些實施例中回射 元件可包括兩個光學干涉層，在一些實施例中回射元件可包括三個光學干涉層，在一些實 施例中回射元件可包括多于三個光學干涉層，在一些實施例中為具有一個、兩個、三個或更 多個光學干涉層的回射元件的組合。在一些實施例中，在制品中上述回射元件可與不具有 光學干涉層和/或具有輔助反射器等的回射元件結合 完整同心光學干涉層被施加至球形芯以得到能夠提供增強的回射亮度的回射元 件。當置于制品中時，所述回射元件所提供的回射亮度大于包括其他形式的回射元件等的 相同制品的回射亮度。在一些實施例中，回射光的顏色與入射光的顏色相同或類似。例如， 回射光相對于白色入射光呈現出很少或沒有顏色變化。在其它實施例中，光學干涉層被施 加至芯，使得當置于制品中時，回射元件提供回射顏色。在一些實施例中，回射元件排列在 制品中，以在制品或基底的表面上提供可分辨的圖案，其中所述圖案在漫射照明下不可見， 而在回射模式下觀察時變得可見。在一些實施例中，回射元件還可用于增加制品的顏色，其 中(例如)回射元件提供回射顏色，所述回射顏色匹配并可能強化制品在其通常出現在漫 射照明下時的顏色。當置于制品中時，在實心球形芯上具有完整同心光學干涉層的回射元件在回射元 件的后面產生兩個反光界面。涂層的厚度所提供的光學厚度對于落在與可見光對應的波長 范圍內(大約380納米至大約780納米)的一種或多種波長形成相長干涉或相消干涉條 件。“光學厚度”是指涂層的物理厚度乘以其折射率。隨著光學干涉涂層的光學厚度增加， 直到照明的相干長度，這種相長干涉或相消干涉條件呈周期性。隨著涂層厚度的增加，當穿 過涂層再返回的光程(結合在任一界面處或兩個界面處由折射率符號改變引起的任何相 位反轉)對于從兩個界面反射的兩部分光引起2 π弧度的相位差時，首先發生給定波長的 相長干涉。隨著厚度進一步增加，當相位差等于4 π弧度時將再次實現相同的相長干涉條 件。對于厚度的進一步增加，將發生類似的行為。連續發生的相長干涉條件所間隔的厚度周期(即，對于從涂層的兩個表面反射的 給定真空波長的光導致標稱相同的干涉條件的重復的涂層厚度增量)由真空波長的二分 之一除以涂層的折射率給出。隨著涂層厚度從0納米開始增加，可為給定干涉條件的每一 次發生分配周期號(例如η = 1，2，3…)。當用寬帶光(包含多種波長的光，例如白光)照 射包括光學干涉層的回射元件時，一系列的干涉效應表征了不同波長的回射行為。當不止 一個光學干涉層被施加至球形芯時，這些光學現象變得更復雜。已經發現的是，包括具有兩個或更多個完整同心光學干涉層的回射元件的回射制 品的回射顏色和亮度表現出周期性行為并且與涂層厚度的增加相互依賴。隨著一個或多個 干涉層的厚度增加，用多個完整同心光學干涉層制成的回射元件或包括這種回射元件的制 品的回射系數(Ra)表現出幅度的振蕩(例如峰和谷)。在一些實施例中，對于白光照明實 現高回射系數而回射光不產生顏色。在其它實施例中，對于白光照明產生高回射系數，伴有 回射光顏色的產生。在一些實施例中，制品可包括回射元件的區域，其提供多種顯示或設計 中的任一種，在回射觀察模式下觀察時，所述顯示或設計在漫射照明下具有獨特的外觀和/或顏色，而在白光照明下具有高回射系數且具有回射顏色或沒有回射顏色。 非激光(例如，由白熾燈、氣體放電燈或發光二極管產生的光)的相干長度限制了 觀測到強干涉效應的η值(因此限制了總涂層厚度)。對于非激光而言，針對與η = 10或以 上對應的厚度，干涉效應趨于消失，并且在該厚度的約二分之一處大大減小。對于部分嵌入 折射率為大約1. 55的粘合劑中，在其暴露于空氣側上被照明，并且包括折射率為約2. 4的 單個完整同心光學干涉涂層的回射元件，通過厚度在0納米至最多大約600nm范圍內的干 涉涂層建立五個適光加權回射亮度峰。這些物理厚度值與最多約1500nm的光學厚度對應。 對于包括具有單個完整同心光學干涉涂層(折射率為約1.4)的回射元件的制品，通過厚度 在0納米至最多大約1200納米(對應于小于1700nm的光學厚度)范圍內的干涉涂層建立 五個適光加權回射亮度峰。在一些實施例中，可見光干涉層包括光學厚度小于約1500nm的 涂層。回射元件可被包括在任何制品的構造中，例如本文所述的衣服。在這樣的制品的 構造中，具有一個或多個完整同心光學干涉層的回射元件可與其他反射和/或回射材料 (包括例如具有高折射率的未涂覆回射玻璃珠)結核和。根據本發明的回射制品可任選包 括一個或多個輔助反射器，其中所述回射元件和所述輔助反射器共同作用以使入射光的部 分沿光源方向返回。在一些實施例中，合適的輔助反射器是回射元件部分地嵌入其中的漫 射光_散射著色粘結劑。與選擇顏料和填充僅僅是為了對珠粘結劑著色時的情況相反，當 選擇顏料類型和填充是為了產生漫散射材料(例如大于75%的漫反射)時，著色粘結劑是 輔助反射器。引起漫散射的顏料的例子包括二氧化鈦粒子和碳酸鈣粒子。在其它實施例中，合適的輔助反射器包括回射元件部分地嵌入其中的鏡面-著色 粘結劑。鏡面顏料的粒子包括云母薄片、鈦酸云母薄片、珠光顏料和珍珠顏料。在其他實施例中，合適的輔助反射器是在回射制品中被選擇性地置于回射元件后 面的金屬薄膜。在另一個實施例中，合適的輔助反射器是在回射制品中被選擇性地置于回射元件 后面的薄膜的介電疊堆體。在其中回射元件的折射率在1. 5至2. 1之間，并且回射元件的前表面暴露于空氣 的回射制品的情況下，輔助反射器可鄰近于回射元件的后側設置。在這樣的回射制品的情 況下，即其中回射元件在其前表面上被接觸其前表面的透明材料封閉，或者在使用時在其 前表面上被水覆蓋，輔助反射器可被隔開在回射元件的后表面的后面。在一些實施例中，本發明提供對輔助反射器的需求可選的回射制品。因此，具有一 個或多個完整同心光學干涉層的回射元件的使用可以提供增強的回射亮度，同時與需要輔 助反射器或替代的主要反射器的類似制品的生產成本相比，生產成本降低。此外，去除替代 或輔助反射器可改善用具有一個或多個完整同心光學干涉層的回射元件制成的回射制品 的環境照明下的外觀和耐久性。沒有輔助反射器的回射制品通常包括多個回射元件，所述回射元件部分地嵌入透 明的(著色或未著色的)、非光散射的、非反射性的粘結劑(例如，透明的無色聚合物粘結 齊U)中，并且其中入射在回射元件上的光的焦點位置在粘結劑內或者在回射元件與粘結劑 之間的界面處。在一些構造中，回射元件包括折射率為約1.9的微球形式的球形芯。回射 元件部分地嵌入透明的無色粘結劑中，并且它們的前表面暴露于空氣，提供的焦點位置接近回射元件的后側與粘結劑之間的界面。已經注意到，一個或多個完整同心光學干涉層可 增加回射系數(Ra)。包括嵌入在透明丙烯酸酯粘合劑中、折射率為約1. 9但不具有同心光學干涉層的 實心微球的制品在-4度入射角和0. 2度觀察角下呈現出大約8Cd/lux/m2的Ra值。 將低折 射率(例如1. 4)或高折射率(例如2. 2)的單個完整同心光學干涉層施加至微球可分別使 Ra增大至高達18Cd/lux/m2和高達30Cd/lux/m2。當如上所述置于制品中時，在微球芯上使 用兩個完整同心光學干涉層可使Ra增大至大于約50Cd/lux/m2和高達約59Cd/lux/m2。當 制成的制品包括具有三個完整同心光學干涉層的微球時，Ra增大至大于lOOCd/lux/m2和高 達113Cd/luX/m2。因此，本發明的回射元件以及用這種回射元件制成的制品在沒有輔助反 射器的情況下也表現出可用的回射水平。具有完整同心光學干涉層的回射元件被整合到多種制品中的任一種中，例如纖 維、細絲、衣服等。這種回射元件在衣服中的使用通過增強制品的反射性和衣服穿著者的可 見性而提供安全功能。在一些實施例中，回射元件提供裝飾功能，因為它們為了提供裝飾設 計的目的而置于衣服等中。在一些實施例中，回射元件同時提供裝飾和安全特征。參照附圖，圖1示出了本發明中使用的回射元件100的第一實施例的剖視圖。回射 元件100包括透明、基本上球形的實心芯110，所述芯110具有提供第一界面的外表面115。 第一同心光學干涉層120包括疊置在芯110的表面115上的內表面。同心光學干涉層120 在球形芯110的整個表面115上形成基本上均勻和完整的層，并且層120的外表面125提 供第二界面。層120中的微小瑕疵(例如，小孔和/或微小的厚度波動)可以是容許的，前 提條件是這種瑕疵的尺寸和量不足以使所述元件無法回射。光在具有不同折射率(例如折射率差為至少0. 1)的材料之間的界面處反射。芯 110和基本上透明的第一光學干涉層120的折射率差導致在第一界面115處的第一反射。 第一光學干涉層120和接觸第一光學干涉層120的任何背景介質(例如真空、氣體、液體、 固體)的折射率差導致在第二界面125處的第二反射。第一光學干涉層120的厚度和折射 率的選擇可導致兩種反射彼此光學干涉，從而提供回射顏色(例如，隱藏顏色)，所述回射 顏色不同于在不存在這種干涉的條件下觀察到的顏色。對第一光學干涉層120的厚度和 折射率的調節可避免兩種反射的相消干涉，而提供相長干涉以使得反射光不具有不同的顏 色。此外，對光學干涉層的厚度及其折射率的調節提供來自第一光學干涉層120的外表面 125和實心芯110的表面115的反射的相長干涉，從而導致與回射元件相連的制品的反射強 度更亮且可見性增強。在一些實施例中，回射顏色可能是所需的以提供這樣一種回射光所述回射光的 顏色可增強包括多個回射元件(例如元件100)的制品的設計和/或總可見性。入射光束(由圖1中的線條130表示)指向回射元件100。光大部分透射通過第 一光學干涉層120并進入芯110。一部分入射光130可在第二界面125處或在第一界面115 處被反射。回射可由進入芯110并通過折射而至少部分地聚焦到芯110的后面的那部分光 130引起。當折射光135在芯110的后面遇到第一界面115時，一些折射光135反射回來 成為反射光140，其最終從回射元件100出射成為回射光150，可沿基本上反平行于入射光 130的方向觀察到該回射光150。相似地，另一部分聚焦光穿過第一光學干涉層120并在第 二界面125處被反射回來成為反射光142。回射元件100的外表面125形成第二界面，所述第二界面直接暴露于回射元件100設置在其中的介質(例如氣體、液體、固體或真空)。反射光142從元件出射成為回射光152，可沿基本上反平行于入射光130的方向觀察到該回射 光152。未反射的剩余光全部穿過回射元件100。反射光140與反射光142，以及繼而回射 光150與回射光152之間的相消干涉可導致在回射模式下觀察時，回射元件的觀察到的顏 色發生變化。例如，相消干涉或者從入射白光的光譜中心消減波長會導致紅紫色色調的回 射光(即，回射變色性(retrochromism))。稍厚的光學干涉層消減較長的波長，從而導致(例如)綠色或藍綠色色調。在一 些實施例中，光學干涉層的厚度被優化，以消減更長的波長，并提供增強基底顏色或顯示隱 藏設計或圖案的回射光。在一些實施例中，選擇光學干涉層的厚度以使得回射光的顏色與 衣服的顏色相同。光在材料之間的界面處的反射取決于兩種材料的折射率差。芯和光學干 涉層的材料可選自本文中所述的多種材料中的任一種。選擇的材料可包括高或低折射率材 料，只要在芯Iio與第一光學干涉層120之間，以及在第一光學干涉層120與回射變色珠將 在其中使用的介質之間保持足夠的折射率差。這些折射率差中的每一個都應該為至少約 0.1。在一些實施例中，折射率差為至少約0.2。在其它實施例中折射率差為至少約0.3，在 其它實施例中折射率差為至少約0. 5。第一光學干涉層120的折射率可以大于或小于芯110 的折射率。通常，折射率的選擇，以及所使用的材料的對應選擇將受在期望發生反射的區域 接觸外表面125的介質的選擇影響。對芯110、第一光學干涉層120以及回射元件100將在其中使用的介質的折射率進 行選擇，以控制回射元件的光焦度以及界面115和125處的反射強度。如果平衡的折射率 差盡可能大，則回射顏色的亮度可最大化。為了獲得高水平的回射性，芯110可被選擇成具有適于在入射介質(鄰近回射元 件的前表面的介質)為空氣時使用的折射率。在一些實施例中，當入射介質為空氣時，芯 110的折射率在約1. 5至2. 1之間。在一些實施例中，芯110的折射率在約1. 8至1. 95之 間。在其他實施例中，芯Iio的折射率在約1. 9至1. 94之間。在一些實施例中，回射元件 100用在這樣的制品中該制品在潤濕條件下在外露透鏡構造中具有高的回射性。在這樣 的實施例中，芯110可被選擇成具有通常在約2. 0至約2. 6之間的折射率。在其它實施例 中，芯的折射率在2. 3至2. 6之間。在其它實施例中，芯的折射率在2. 4至2. 55之間。在 一些實施例中，粘結劑可包括增強制品的回射性的一種或多種顏料(例如漫散射或鏡面顏 料)形式的輔助反射器。一旦選擇了合適的芯110，就可首先用折射率材料涂覆芯以形成第一完整同心光 學干涉層120。在一些實施例中，如本文所述，首先在上面形成第一層120以對芯110進行 同心涂覆，隨后用不同折射率的其他材料進一步涂覆以提供第二、第三或更多的完整同心 光學干涉層，如本文進一步描述的。可通過將回射元件附連至基底或背襯(通過例如使回 射元件嵌入聚合物粘結劑或粘合劑中以提供珠狀基底，所述珠狀基底可附連至另一制品， 例如衣服)來將回射元件100用作反射制品中的組件。在一些實施例中，輔助反射器可被 包括在所述制品的構造中。在一些實施例中，實心球形芯的直徑在約25微米至約500微米的范圍內。在一些 實施例中，芯的直徑可大于約500微米。在其它實施例中，芯的直徑可大于1毫米。在界面處反射的光可能在發生或不發生相位反轉的情況下反射。當光穿過較高折射率的介質，遇到與較低折射率的介質的界面時，光將在不發生相位反轉的情況下反射。相 反，當光穿過較低折射率的介質，遇到與較高折射率的介質的界面時，光將在發生相位反轉 的情況下反射。因此，通過適當考慮芯Iio的折射率、第一同心光學干涉層120的折射率以 及珠100被設置在其中的介質的折射率來選擇光學干涉層120的厚度。在任何情況下，厚 度應該被選擇為使得來自外表面125的反射光與從界面115反射的相同波長的光的相位差 異為η弧度(即，180° 在其它實施例中，提供包括不止一個完整同心光學干涉層的回射元件。參照圖2， 示出回射元件200的另一實施例并且現在將對其進行描述。回射元件200包括透明的基本 上球形的實心芯210，所述芯210上具有第一光學干涉層212。芯210在第一界面216處接 觸第一光學干涉層212，所述第一界面216與芯210的外表面一致。第二同心光學干涉層 222在第二界面226處疊置在第一同心光學干涉層212上。層222具有外表面224，其提供 回射元件200的最外表面。第一和第二光學干涉層212和222的厚度基本上是均勻的，并 且與球形芯210同心。光在回射元件200中使用的材料之間的界面處反射，前提條件是不同材料具有足 夠的折射率差(例如，折射率差為至少約0. 1)。芯210與第一光學干涉層212的足夠的折 射率差導致在第一界面216處的第一反射。相似地，第一光學干涉層212與第二光學干涉 層222的足夠的折射率差導致在第二界面226處的第二反射。第二光學干涉層222與接觸 層222的任何背景介質(例如真空、氣體、液體、固體)的足夠的折射率差導致在回射元件 200的第三界面224處的第三反射。光學干涉層212和222的厚度和折射率的選擇提供回 射光。當多個回射元件200被結合在制品中時，所述制品顯示增強的回射亮度。在一些 實施例中，在白光照明下，對于某些波長而言，回射光可彼此相消干涉，從而導致回射顏色， 所述回射顏色不同于在不存在這種干涉的條件下將觀察到的顏色。再參照圖2，入射光束由線230表示，其被示出為指向回射元件200。光230大部 分透射通過第二光學干涉層222和第一光學干涉層212，然后進入芯210。然而，部分入射 光230可在第三界面224處、在第二界面226處或在第一界面216處反射。進入芯210的 那部分光230通過折射而聚焦到芯210的相對側上。折射光235在芯210的后面遇到第一 界面216，一些折射光235反射回來成為朝向回射元件200的前面的反射光240，其最終從 回射元件出射成為方向基本上反平行于入射光230的回射光250。另一部分聚焦光穿過光 學干涉層212并在第二界面226處反射回來成為反射光242。反射光242從回射元件出射 成為在基本上反平行于入射光230的方向上傳播的回射光252。又一部分聚焦光穿過第一 和第二光學干涉層212、222，并在第三界面224處反射回來成為反射光244，其最終從回射 元件200出射成為回射光254。光學干涉層224的外表面與回射元件200設置在其中的介 質(例如氣體、液體、固體或真空)形成第三界面。一部分入射光未反射，而是完全穿過回 射元件200。反射光240、242、244以及繼而回射光250、252、254之間的干涉可導致回射光的顏 色相對于入射光(例如入射白光)變化。例如，從入射白光的光譜中心消減波長會導致具 有紅紫色色調的回射光(即，回射變色性)。稍厚的光學干涉層可消減較長的波長，從而導 致(例如)綠色或藍綠色色調。當整合進制品中時，多個回射元件200可以提供回射顏色，其通過提供隱藏的顏色、設計、信息等來增強制品的外觀。可以通過以下方式獲得回射顏色 效果用不同材料的光學干涉層212和222制備回射元件200，選擇這些材料的厚度和折射 率，以使得上述回射光250、252、254彼此相消干涉。因此，在回射模式下觀察時，回射元件 200提供顏色不同于在不存在相消干涉的情況下將觀察到的顏色的回射光。 在其它實施例中，例如，通過正確選擇光學干涉層212、222的材料、厚度和折射 率，回射元件200可以提供比來自不帶涂層的回射元件的回射光更亮(例如，具有更高回射 系數(Ra))的回射光250、252、254。當整合到制品中時，多個回射元件200提供可增強制品 的可見度的回射性質。反射光240、242、244以及繼而回射光250、252、254之間的相長干涉 導致回射光的亮度或強度的意料外的增加。在一些實施例中，當兩個光學干涉層為氧化硅 /氧化鈦的交替層，并且芯包括直徑測定為約30 μ m至約90 μ m、折射率為大約1. 93的玻璃 珠時，可優化這兩個層的涂層厚度，以提供最大的回射性。在這種實施例中，當回射元件作 為單層被部分地嵌入丙烯酸酯粘合劑中時，厚度在約95nm至120nm之間(通常為約IlOnm) 的氧化硅第一光學干涉層212、厚度在約45nm至SOnm之間(通常為約60nm)的氧化鈦第二 光學干涉層222提供顯著增強的回射系數(Ra)。材料之間的界面處的反射取決于兩種材料的折射率差。芯和光學干涉層的材料可 選自本文中所述的多種材料中的任一種。選擇的材料可包括高或低折射率材料，只要在相 鄰材料(例如，芯/層212;層212/層222)之間保持足夠的折射率差，并且只要芯提供所 需的折射。芯210與第一光學干涉層212的折射率差、第一光學干涉層212與第二光學干 涉層222的折射率差，以及第二光學干涉層222與回射元件200的后側將抵靠其設置的介 質的折射率差應該各自為至少約0. 1。在一些實施例中，相鄰層之間的折射率差各自為至少 約0. 2。在其它實施例中，折射率差為至少約0. 3，在其它實施例中，折射率差為至少約0. 5。 光學干涉層212的折射率可大于或小于芯210的折射率。在一些實施例中，折射率的選擇 以及所使用的材料的對應選擇將由介質的選擇來決定，所述介質接觸回射元件200的外表 面以形成將發生反射的第三界面224。如上所述，對于完整同心涂覆的回射元件，其前表面被空氣圍繞，后表面被折射率 為約1.55的介質(例如，聚合物粘結劑)圍繞(例如嵌入該介質)，并且被白光照明，反射 光的適光加權凈強度由回射光進入和離開回射元件時，回射光的精確反平行光線的一系列 透射和反射事件決定，就此而言，對于給定的理想的涂層材料和折射率值組合，反射光的適 光加權凈強度可隨著一個或多個涂層厚度而動態變化。當通過兩個涂層(例如，在1.93折 射率的珠芯上的無定形氧化硅、相鄰的無定形氧化鈦)建立三個界面時，這三個界面所產 生的反射光的適光加權凈強度可以變化至少4倍。對于涂層和厚度的某些選擇，反射光的 適光加權凈強度可相對于未涂覆珠形式的回射元件顯著降低。在其它實施例中，可提供包括多于兩個光學干涉層的回射元件。參照圖3，示出了 回射元件300形式的回射元件的另一個實施例，現在將對其進行描述。回射元件300包括 透明、基本上球形的實心芯310，所述芯310上具有第一光學干涉層312。芯310在第一界 面316處接觸第一光學干涉層312。第二同心光學干涉層322疊置在第一同心光學干涉層 312上。層322具有接觸第一層312的外部表面或最外表面326的內表面，從而形成第二 界面。回射元件300包括第三光學干涉層327，其接觸第二光學干涉層322的最外表面324 以提供第三界面。第三光學干涉層327包括外表面328，其形成回射元件300的最外表面并提供第四界面。第一、第二和第三光學干涉層312、322和327的厚度基本上是均勻的，并且 與球形芯310同心。光在回射元件300中使用的材料之間的界面處反射，前提條件是不同材料具有足 夠不同的折射率(例如，折射率差為至少約0.1)。芯310與第一光學干涉層312的足夠的 折射率差導致在第一界面316處的第一反射。相似地，第一光學干涉層312與第二光學干 涉層322的足夠的折射率差導致在第二界面326處的第二反射。第二光學干涉層322與第 三光學干涉層327的足夠的折射率差導致在第三界面324處的第三反射。第三光學干涉層 327與接觸第三光學干涉層327的任何背景介質(例如真空、氣體、液體、固體)的足夠的 折射率差導致回射元件300的第四界面328處的第四反射。光學干涉層312、322和327的 厚度和折射率的選擇可提供反射光 ，所述反射光能夠增強包括回射元件300作為其部件的 制品的可見度。在一些實施例中，在白光照明下，對于某些波長所述四個反射可彼此相消干 涉，從而導致回射變色性，其中回射光的顏色不同于在不存在這種干涉的情況下將觀察到 的顏色。再參照圖3，入射光束330被示出為指向回射元件300。光330被示出為大部分透 射通過第三光學干涉層327、第二光學干涉層322和第一光學干涉層312，然后進入芯310。 然而，部分入射光330可在第四界面328處、在第三界面324處、在第二界面326處或在第 一界面316處反射。進入芯310的那部分光330通過折射而聚焦到芯310的相對側上。折 射光335在芯310的后面遇到第一界面316，一些折射光335反射回來成為朝向回射元件 300的前面的反射光340，其最終從回射元件出射成為方向基本上反平行于入射光330的回 射光350。另一部分聚焦光穿過光學干涉層312并在第二界面326處反射回來成為反射光 342。反射光342從回射元件出射成為在基本上反平行于入射光330的方向上傳播的回射光 352。又一部分聚焦光穿過第一和第二光學干涉層312、322，并在第三界面324處反射回來 成為反射光344，其最終從回射元件300出射成為回射光354。還有一部分聚焦光穿過第一、 第二和第三光學干涉層312、322和327，并且在第四界面328處反射回來成為反射光346， 其最終從回射元件300出射成為回射光356。光學干涉層327的外表面與回射元件300設 置在其中的介質(例如氣體、液體、固體或真空)之間形成第四界面328。一部分入射光未 反射，而是完全穿過回射元件300。反射光340、342、344、346以及繼而回射光350、352、354、356之間的干涉可導致回 射光的顏色相對于入射光(例如入射白光)變化。例如，從入射白光的光譜中心消減波長 會導致具有紅紫色色調的回射光(即，回射變色性)。稍厚的光學干涉層可消減較長的波 長，從而導致(例如)綠色或藍綠色色調。當整合到制品中時，多個回射元件300可提供回 射變色性質，其通過提供隱藏的顏色、設計、信息等來增強制品的外觀。可通過以下方式獲 得回射變色效應用不同材料的光學干涉層312、322和327制備回射元件300，選擇這些材 料的厚度和折射率，以使得上述回射光350、352、354、356彼此相消干涉。結果，在回射模式 下觀察時，回射元件300提供顏色不同于在不存在相消干涉的情況下將觀察到的顏色的回 射光。在其它實施例中，例如，通過正確地選擇光學干涉層312、322、327的材料、厚度和 折射率，回射元件300可以提供比來自不帶涂層的回射元件的回射光更亮(例如，具有更 高回射系數(Ra))的回射光350、352、354、356。當整合到制品中時，多個回射元件300提供可增強制品的可見度的回射性質。反射光340、342、344、346以及繼而回射光350、352、 354、356之間的相長干涉導致回射光的亮度或強度的意料外的增加。在一些實施例中，當 三個光學干涉層為氧化硅/氧化鈦/氧化硅的交替層，并且芯包括直徑測定為約30 μ m至 約90 μ m、折射率為大約1. 93的實心玻璃珠時，可優化這三個層的涂層厚度，以提供最大的 回射性。在這種實施例中，當回射元件作為單層被部分地嵌入丙烯酸酯粘合劑中時，厚度在 約95nm至120nm之間(通常為約IlOnm)的氧化硅第一光學干涉層312、厚度在約45nm至 SOnm之間(通常為約60歷)的氧化鈦第二光學干涉層322以及厚度在約70nm至115nm之 間(通常為約IOOnm)的氧化硅第三光學干涉層327提供顯著增強的回射系數(Ra)。 在材料之間的界面處的反射取決于兩種材料的折射率差。芯和光學干涉層的材料 可選自本文中所述的多種材料中的任一種。選擇的材料可包括高或低折射率材料，只要在 相鄰材料(例如，芯310/層312 ；層312/層322 ；層322/層327)之間保持足夠的折射率 差，并且只要芯提供所需的折射。芯310與第一光學干涉層312的折射率差、第一光學干涉 層312與第二光學干涉層322的折射率差、第二光學干涉層322與第三光學干涉層327的 折射率差以及第三光學干涉層327與回射元件300的后側將抵靠其設置的介質的折射率差 應該各自為至少約0.1。在一些實施例中，相鄰層之間的折射率差各自為至少約0.2。在其 它實施例中，折射率差為至少約0.3，在其它實施例中，折射率差為至少約0.5。光學干涉層 312的折射率可大于或小于芯310的折射率。在一些實施例中，折射率的選擇以及所使用的 材料的對應選擇將由介質的選擇來決定，所述介質接觸回射元件300的外表面以形成將發 生反射的第三界面324。如上所述，對于完整同心涂覆的回射元件，其前表面被空氣圍繞，后表面被折射率 為約1.55的介質(例如，聚合物粘結劑)圍繞(例如嵌入該介質)，并且被白光照明，反射 光的適光加權凈強度由回射光進入和離開回射元件時，回射光的精確反平行光線的一系列 透射和反射事件決定，就此而言，對于給定的理想的涂層材料和折射率值組合，反射光的適 光加權凈強度可隨著一個或多個涂層厚度而動態變化。當通過三個涂層(例如，在1.93折 射率的珠芯上的無定形氧化硅、相鄰的無定形氧化鈦、相鄰的無定形氧化硅)建立四個界 面時，這四個界面所產生的反射光的適光加權凈強度可以變化至少4倍。對于涂層和厚度 的某些選擇，反射光的適光加權凈強度可相對于未涂覆珠形式的回射元件顯著降低。用作上述光學干涉層的涂層的合適的材料包括提供透明涂層的無機材料。這樣的 涂層易于制備亮的、高回射性的制品。上述無機材料包括無機氧化物，例如Ti02(折射率 為2. 2-2. 7)和SiO2 (折射率為1. 4-1. 5)；和無機硫化物，例如ZnS (折射率為2. 2)。上述 材料可使用多種技術中的任一種來施加。具有相對高的折射率的其他合適的材料包括CdS、 CeO2, ZrO2, Bi203、ZnSe、W03、PbO、ZnO, Ta2O5以及本領域技術人員已知的其他材料適用于本 發明的其他低折射率材料包括 A1203、B2O3> A1F3、MgO, CaF2, CeF3> LiF、MgF2 和 Na3AlF6。在本發明的帶涂層的回射元件將用在不需要水不溶性的環境中時，可以使用其他 材料，例如氯化鈉(NaCl)。另外，下列情況也落入本發明的范圍內用多層來對珠芯進行同 心涂覆，其中所述層中的至少一個為有機涂層。在一些實施例中，當有機涂層以及其上支撐 的其他涂層將優選從帶涂層的回射元件的前表面上被去除時，優選使用一個或多個有機涂 層。前表面涂層的選擇性去除可能是理想的，以提供這樣一種涂層設計當保持完整并鄰近 于背景聚合物粘結劑時，其所有界面均具有高反射性，而當那些正面的涂層被去除時，正面將具有低反射性 在一些實施例中，可移除一個或多個光學干涉層的部分，以暴露下面的光學干涉 層或暴露芯的至少一部分。一個或多個光學干涉層的部分去除可發生在回射元件的初始制 備過程中、在剝離產物進入使用領域之前，或者在包括回射元件的產物已投放并應用于最 終用途之后的時間(例如，通過磨損去除)。在一些實施例中，回射元件300用在這樣一種制品中，該制品在干燥條件下在外 露透鏡構造下具有高回射性。在這種實施例中，回射元件300的實心球形芯310的折射率 通常在約1. 5至約2. 1之間。通常，當入射介質為空氣時，芯310的折射率在約1. 5至2. 1 之間。在其它實施例中，芯310的折射率在約1.7至約2.0之間。在其它實施例中，芯310 的折射率在1. 8至1. 95之間。在其它實施例中，芯310的折射率在1. 9至1. 94之間。為了獲得所需的回射水平，實心球形芯310可被選擇為具有相對高的折射率。在 一些實施例中，芯的折射率大于約1. 5。在其它實施例中，芯的折射率在約1. 55至約2. 0之 間。在一些實施例中，芯310可首先用低折射率材料(例如1.4-1.7)涂覆以形成第一光學 干涉層312，然后用高折射率材料(例如2. 0-2. 6)涂覆以形成第二光學干涉層322。此后， 可利用低折射率材料(例如1. 4-1. 7)在整個第二光學干涉層上涂覆第三光學干涉層327。 可通過將回射元件附連至基底或背襯而將回射元件300用作反射制品中的組件。在這種構 造中，第三光學干涉層327通過(例如)聚合物粘合劑或粘結劑附連至基底。在上述制品 的一些實施例中，可使用(例如)著色粘結劑來提供輔助反射器，所述著色粘結劑包括增強 制品的反射性質和回射性的漫散射或鏡面顏料。在其它實施例中，實心球形芯310被選擇為具有相對高的折射率(例如，大于約 1.5)。在這種實施例中，實心芯310首先用高折射率材料(例如2. 0-2. 6)涂覆以形成第一 光學干涉層312，然后用低折射率材料(例如1.4-1.7)涂覆以提供第二光學干涉層322。 此后，可利用高折射率材料(例如2. 0-2. 6)在整個第二光學干涉層上涂覆第三光學干涉層 327。所得回射元件300可通過使回射元件300附連至基底或背襯而用作反射制品中的組 件。在這種構造中，通過使第三光學干涉層327部分地嵌入(例如)聚合物粘結劑中而將 回射元件附連至基底。在一些實施例中，粘結劑本身可用增強制品的回射性的漫散射或鏡 面顏料來著色。包括本文所述的回射元件的制品可被制成在回射模式下觀察時提供圖案。如本文 所用，“圖案”由多個區域限定并由其構成。在本發明的一些實施例中，帶涂層的回射元件布 置在這樣的區域中所述區域在回射模式和其他模式下觀察時均各自可分辨。回射變色圖 案可包括一個或多個回射變色區域，所述區域僅在回射模式下觀察時才可分辨。這種回射 變色圖案被稱為“隱藏”圖案。回射圖案(包括回射變色的那些)可具有任何尺寸和/或形狀(例如，基本上一 維、二維或三維的形狀)，并且可提供為幾何形狀，例如圓形、線形(例如波浪線、直線或曲 線)、多邊形(例如三角形、正方形、長方形)、多面體形(例如立方體形、四面體形、錐形、球 形)或其他標記，例如一個或多個字母數字字符(例如字母、數字、商標、徽標、公章)和/或 圖形。在一些實施例中，提供的回射和/或回射變色圖案為微觀尺寸，使得所述圖案需要放 大或其他觀察輔助手段來分辨它們。較大的回射和/或回射變色圖案也是可用的，在較大 的回射和/或回射變色圖案內提供微觀回射和/或回射變色圖案也落入本發明的范圍內。
回射和/或回射變色圖案利用本文所述的涂覆的回射元件來形成，并且可任選包 括其他回射的和/或回射變色的回射元件，例如美國專利No. 7，036，944(Budd等人)中描述 的那些；和/或具有回射性非回射變色的回射元件，例如美國專利No. 2，326，634 (Gebhard 等人)和No. 5，620，775 (LaPerre)中描述的，其公開內容以引用的方式并入本文。當本發明的回射元件被整合到制品中時，回射元件的構造可影響制品是否是高回 射的，以及制品在回射模式下觀察時是否還呈現隱藏顏色。對于用氧化硅和/或氧化鈦涂 覆的回射元件，金屬氧化物層的涂層厚度可影響成品的回射特性。例如，如果回射元件包括 涂覆在1.9RI的玻璃芯上的兩個完整同心光學干涉層，第一光學干涉層為厚度約IlOnm的 氧化硅，第二光學干涉層為氧化鈦，則當氧化鈦的第二光學干涉層的涂覆厚度在IOOnm至 215nm范圍內時，所述回射元件可產生顯著的隱藏顏色。如果氧化鈦層小于lOOnm，則觀察 到很少或觀察不到顏色。無論回射元件是粘附至聚合物背襯，還是它們在玻璃瓶中在“空 氣”鄰近于回射元件的整個外表面的狀態下被觀察，均適用這些觀察結果。如果回射元件包 括涂覆在1.9RI的玻璃芯上的三個完整同心光學干涉層，第一光學干涉層為厚度約IlOnm 的氧化硅，第二光學干涉層為厚度約60nm的氧化鈦，第三光學干涉層為氧化硅，則當氧化 硅的第三光學干涉層的涂覆厚度在50nm至75nm以及95nm至120歷的范圍內時，在玻璃瓶 中觀察所述回射元件時所述回射元件可產生顯著的隱藏顏色。對于0-50或75-95nm范圍 內的涂層厚度，觀察到很少或觀察不到顏色。當回射元件粘附至聚合物背襯時，對于具有在 30nm至120nm范圍內的氧化硅的第三光學干涉層的回射元件，觀察到顏色。具有氧化硅、氧化鈦和氧化硅的完整同心光學干涉層的回射元件(其呈現出回射 顏色，并且是回射變色的)在回射元件的后面被空氣包圍時可呈現出一種回射顏色，而在 回射元件的后面嵌入聚合物中時可呈現出不同的回射顏色。色移性回射制品可包括部分地 陷入聚合物層或基底中的回射元件。在這種實施例中，如果回射元件包括足夠的暴露區域， 觀察者可通過(例如)傾斜制品，來將入射光的焦點區域配置成靠近元件表面上的嵌入聚 合物中的區域，或者配置成靠近回射元件表面的位于聚合物層或基底上方(例如，未沒入 其中)的區域。當照明入射角在表面的法線(即，零度)至某一臨界角的范圍內時，將呈現 與包裹后表面的聚合物相關的回射顏色。當從表面的法線測量(即，90度將對應于平行于 表面的入射光)，照明入射角大于所述臨界角時，將呈現與包裹后表面的空氣相關的回射顏 色。應當理解，除了上述構造之外，其他材料和構造的回射元件以及包括這種回射元件的制 品也將提供顏色或增強的回射亮度。所有這些實施例均被認為落入本發明的范圍內。回射元件的制備可便利地和經濟地利用透明珠的流化床以及氣相沉積技術來制備回射元件。通 常，如本文中所用，將氣相材料沉積到多個珠的流化(即攪拌的)床上的方法可統稱為“氣 相沉積法”，在該方法中同心層從蒸氣形式沉積在各透明珠的表面上。在一些實施例中，氣 相前體材料在透明珠附近混合，并原位進行化學反應，以在各透明珠的表面上沉積材料層。 在其它實施例中，材料以蒸氣形式存在，并沉積為各透明珠的表面上的層，而基本上沒有化 學反應。取決于使用的沉積方法，前體材料(就基于反應的沉積方法而言)或層材料(就 不基于反應的方法而言)通常以氣相與透明珠一起置于反應器中。有利的是，本發明使用 氣相水 解反應來使同心光學干涉層(例如金屬氧化物層)沉積到各個芯的表面上。該方法有時被稱為化學氣相沉積(“CVD”)反應。有利的是，使用低溫常壓化學氣相沉積(“APCVD”)方法。該方法不需要真空系統，并且可提供高涂覆速率。基于水解的APCVD (S卩，其中水與反應性前體反應的APCVD)是 最可取的，因為其能在低溫(例如，通常遠低于300°C )下獲得高度均勻的層。下面是示例性的基于氣相水解的反應TiCl4+2H20 — Ti02+4HC1在該示例性的反應中，水蒸氣和四氯化鈦合在一起被認為是金屬氧化物前體材 料。有用的流化床氣相沉積技術在(例如)美國專利No. 5，673，148 (Morris等人)中 有所描述，其公開內容以引用方式并入本文中。充分流化的床可以確保對于給定的顆粒以及對于整個顆粒群均能形成均勻的層。 為了形成基本覆蓋透明珠的整個表面的基本上連續的層，可將透明珠懸浮在流化床反應器 中。流化通常趨向于有效防止透明珠的聚集，實現透明珠與反應前體材料的均勻混合，并提 供更均勻的反應條件，從而獲得高度均勻的同心光學干涉層。通過攪拌透明珠，各個組件的 基本上整個表面在沉積過程中均暴露，并且所述組件和反應前體或層材料可充分地混合， 以實現各珠的基本上均勻和完整的涂覆。如果使用趨向于聚集的透明珠，則有利的是使用助流化劑來涂覆透明珠，所述助 流化劑為例如少量熱解法氧化硅、沉淀氧化硅、商品名為“V0LAN”的甲基丙烯酸氯化鉻(可 得自ZaClon，InC. ,Cleveland,Ohio).這種助流化劑及其有用用量的選擇可由本領域普通 技術人員容易地確定。一種將前體材料變成氣相并將它們加到反應器中的技術是使氣流(有利的是為 非反應性氣體，在本文中被稱為載氣)通過前體材料的溶液或純液體鼓泡，然后進入反應 器。示例性的載氣包括氬氣、氮氣、氧氣和/或干燥空氣。針對具體應用的最佳載氣流速通常(至少部分地)取決于反應器內的溫度、前體 流的溫度、反應器內組件攪拌的程度以及所使用的具體前體，但有用的流速可以通過常規 優化技術而容易地確定。有利的是，用于將前體材料輸送到反應器的載氣的流速足以同時 攪拌透明珠并將最佳量的前體材料輸送到反應器。參照圖4，示意性地示出回射元件的示例性制備方法。載氣通過管道402a供入，所 述氣體通過水鼓泡器404鼓泡，以產生含有水蒸氣的前體流，所述前體流被引導通過流管 道408。第二載氣流通過管道402b供入，并通過四氯化鈦鼓泡器406鼓泡，以產生含有四氯 化鈦的前體流，所述前體流被引導通過流管道430。管道408和430中的前體流被輸送至 反應器420中。將芯通過入口 410加入反應器420中，并且提供出口 400以用于從反應器 420中取出回射元件400。調節前體流速以在未涂覆珠上提供足夠的沉積速度，以及提供所需質量和特性的 金屬氧化物層。有利的是，調節流速以使得反應器室中存在的前體材料的比例促進在透明 珠的表面處的金屬氧化物沉積，同時使在室中別處形成離散的(即自由漂浮的)金屬氧化 物顆粒的程度降至最低。例如，如果從四氯化鈦和水沉積氧化鈦層，則每一個四氯化鈦分子 約八個水分子至每兩個四氯化鈦分子一個水分子的比例通常是合適的，每個四氯化鈦分子 約兩個水分子是優選的。在這些條件下，有足夠的水與大部分四氯化鈦反應，并且大部分水被吸附到回射元件的表面上。比例過高往往產生大量未吸附的水，這可能導致形成氧化物 顆粒而不是所需的氧化物層。在一些實施例中，前體材料具有足夠高的蒸氣壓，以使得足夠量的前體材料將被 輸送到反應器，以便于水解反應和層沉積工藝均以便利的速率進行。例如，具有相對較高蒸 氣壓的前體材料通常比具有相對較低蒸氣壓的前體材料提供更快的沉積速率，從而能夠使 所用沉積時間更短。可冷卻前體源以降低蒸氣壓或加熱以提高材料的蒸氣壓。后者可能需 要對用于將前體材料輸送至反應器的管子或其他裝置進行加熱，以防止前體源與反應器之 間的冷凝。在許多情況下，前體材料在室溫下將是純液態形式。在某些情況下，前體材料可 作為可升華的固體利用。 在一些實施例中，玻璃珠的涂層利用這樣一種前體材料所述前體材料能夠在低 于約300°C (通常低于約200°C)的溫度下，通過水解反應來形成致密金屬氧化物涂層。在 一些實施例中，使用四氯化鈦和/或四氯化硅和水作為前體材料。除了揮發性金屬氯化物 之外，本發明的一些實施例還利用其他前體材料，例如水與下列物質中的至少一種的混合 物金屬醇鹽(例如異丙氧基鈦、乙氧基硅、正丙氧基鋯)、烷基金屬(例如三甲基鋁、二乙 基鋅)。可能有利的是，在涂覆處理中同時使用數種前體。有利的是，相互反應的前體材料(例如TiCl4和H2O)在加入反應器之前并不混合， 以防止在輸送系統內過早反應。因此，可以提供多種氣流進入反應室中。氣相沉積方法包括基于水解的CVD和/或其他方法。在這些方法中，通常將珠保 持在這樣的溫度下該溫度適于促進具有所需性質的同心光學干涉層有效沉積并形成在珠 上。增加氣相沉積工藝進行時的溫度通常導致所得同心層更為致密并且殘留的未反應前體 更少。如果使用濺射或等離子體輔助的化學氣相沉積方法，則常需要最少程度地加熱被涂 覆的制品，但通常需要真空系統，并且如果涂覆粒狀物質(例如小玻璃珠)，則可能難以使 用。通常，應選擇這樣的沉積方法該沉積方法在足夠低的溫度下進行從而不會不利 地降解透明珠。因此，利用基于水解的APCVD法在低于約300°C (更典型為低于約200°C ) 的溫度下實現光學干涉層的沉積。從四氯化物沉積的氧化鈦和氧化鈦_氧化硅層是特別可取的，并且在低溫(例如 在約120°C至約160°C之間)下通過APCVD容易地進行沉積。任何尺寸穩定、基本上球形的透明珠均可用作本發明中所使用的同心涂覆回射元 件的芯。芯可以是無機物、聚合物或其他物質，前提條件是它們對于可見光的一種或多種波 長(通常為所有波長)是基本透明的。在一些實施例中，芯的直徑為約20至約500微米。 在其它實施例中，芯的直徑為約50至約100微米。也可以采用其他直徑。適用于本發明的芯包含折射率為約1.5至約2. 5(或更高)的材料(有利地為包 含氧化硅的無機玻璃)。在一些實施例中，芯的折射率在約1.7至約1.9的范圍內。取決 于具體的期望應用以及同心光學干涉層的組成，芯還可具有更低的折射率值。例如，由于鈉 鈣氧化硅玻璃(即窗玻璃)成本低廉并且非常容易得到，因此可有利地使用折射率低至約 1.50的氧化硅玻璃回射元件作為芯。可任選地，芯還可包括著色劑。可用作芯的示例性材料包括多種玻璃中的任一種(例如諸如Si02、B203、TiO2, &02、Al203、Ba0、Sr0、Ca0、Mg0、K20、Na20之類的金屬氧化物的混合物)。在其它實施例中，芯可包括實心、透明、非玻璃質、陶瓷粒子，如在(例如)美國專利No. 4，564，556 (Lange)和 No. 4，758, 469 (Lange)中所述的那些，其公開內容以引用方式并入本文中。適于用作本發明 的芯的市售玻璃回射元件包括得自Flex-O-Lite，Inc. (Chesterfield, Mo)的那些。示例性可用的著色劑包括過渡金屬、染料和/或顏料，并且通常根據與所述芯的 化學組成的相容性以及所使用的工藝條件來進行選擇。根據本發 明實際采用的同心光學干涉層可以是折射率不同于支撐所述層的芯的 任何透明材料。在一些實施例中，同心光學干涉層應該足夠平滑從而是光學透明的，同時還 要堅韌，以使得光學干涉層不易碎裂或剝落。在實施例中，同心光學干涉層包含金屬氧化物。用于同心光學干涉層的示例性金 屬氧化物包括氧化鈦、氧化鋁、氧化硅、氧化錫、氧化鋯、氧化銻以及它們的混合氧化物。有 利的是，光學干涉層包含下列物質中的一種二氧化鈦、二氧化硅、氧化鋁或它們的組合。在 一些實施例中，使用氧化鈦和氧化鈦/氧化硅層，因為它們容易沉積以形成耐用的層。具有各種光學干涉層厚度和回射顏色的部分回射元件可依次從反應器中取出。因 此，可通過向反應器中加入大量珠，然后在連續涂覆運轉過程中依次取出部分回射元件，來 容易地獲得一種、兩種、三種或更多種多個回射元件，每種多個回射元件具有不同的回射顏 色，共同構成回射變色色調。在一個實施例中，層沉積的進度可這樣來監測原位使用玻璃壁反應器或從反 應器中取出，通過(例如)使用回射觀察器(如美國專利No. 3, 767, 291 (Johnson)和 No. 3, 832, 038 (Johnson)中所述的，其公開內容以引用方式并入本文中)在回射模式下對 所述珠進行觀察。可用于觀察固有回射變色的珠和含有它們的制品的回射觀察器也可容易 地商購，例如，以商品名 “3M VIEWER”購自 3M Company (St. Paul, Minnesota)。材料和制品上述回射元件可應用于或結合到具有增強的回射性質的多種制品(例如纖維、細 絲和衣服)中的任一種。在一些實施例中，制品提供回射顏色。衣服的非限制性粒子包括安全背心(例如建筑工人用安全背心)、夾克、襯衫、安 全帽、褲子、鞋子、跑步用衣著、騎車用衣著、運動鞋(例如跑步鞋)、其他運動服等。多個回 射元件可以在在衣服的表面(“衣服表面”)上設置在一個或多個區域中，例如各個區域提 供在回射模式下觀察時變得可見的圖案或設計(或者圖案或設計的一部分)。在一些實施 例中，提供回射安全服，其包括附連至衣服表面的多個回射元件，并且因為入射光(例如， 來自機動車前燈的光)被圖案或設計中的回射元件回射而增強衣服穿戴者的可見性，從而 提供安全功能。在一些實施例中，提供衣服表面，其包括設置在設計或圖案中的回射元件， 所述圖案或設計可被認為是美學上吸引人的，同時還在回射模式下觀察時呈現出增強的回 射亮度。由于增強的回射亮度，這些設計或圖案還提供至少次要安全功能。在本發明的實施例中，具有一個或多個完整同心光學干涉層的回射元件首先附連 至背襯或基底并被支撐在其上，以得到回射片材，繼而可將其附連至衣服表面。在一些實施 例中，回射元件以圖案或設計的形式設置在基底上，所述圖案或設計構成一個或多個區域， 每個區域內的回射元件提供不同的回射性質。例如，可將回射元件施加至基底以提供明亮 地回射的條紋狀圖案，并且可任選地提供回射顏色。取決于預期應用，可提供足夠大的圖案 以在遠處可分辨。
當將回射片附連至衣服表面從而得到安全背心或類似的安全服時，在(例如)被 機動車前燈照明時，條紋狀圖案明亮地回射，并且在很遠處也可見。回射圖案或設計可包括 回射組件(例如，回射元件)和非回射組件的組合，使得所述圖案或設計在環境或漫射照明 下觀察時具有初始外觀，而在回射模式下觀察時具有第二外觀。在一些實施例中，回射元件 可提供回射顏色。本領域技術人員應當理解，非回射組件也可被添加到背襯或基底，并且可 包括(例如)常規著色劑(例如染料、顏料等)，以在環境或漫射照明下觀察時對所述設計 或圖案的至少一部分著色 回射元件的基底可由多種合適的材料中的任一種制成，只要基底材料適于包括在 衣服中。合適的材料包括金屬薄膜、聚合物膜、織造材料、針織材料、非織造材料等。在一些 實施例中，回射元件粘結至膜(例如聚合物膜)的至少一個主表面。在一些實施例中，回射 元件可用粘合劑來粘附至基底。在一些實施例中，回射元件至少部分地嵌入(進而附連至) 聚合物膜的一個主表面，從而使所述元件附連至基底，使得每個回射元件的一部分在基底 的主表面上方延伸。在一些實施例中，基底是包含一種或多種熱塑性聚合物的膜。在一些 實施例中，基底包含涂覆有聚合物的另一種材料。在上述實施例中，所述材料可以是非聚合 物。在一個實施例中，合適的基底包括聚乙烯涂覆的紙片。在一些實施例中，基底包含至少 部分交聯的熱固性聚合物。在回射元件可利用化學粘結劑或粘合劑直接附連至衣服表面的實施例中，合適的 粘結劑或粘合劑可包含一種或多種聚合物、單體、低聚物等。用作粘結劑的合適的聚合物可 包括(但不限于)有機溶劑可溶聚合物、水性聚合物分散體、輻射固化型聚合物以及它們的組合。有機溶劑可溶聚合物可包括聚氨酯、丙烯酸類聚合物、聚酰胺、它們的共聚 物，以及它們的組合。市售的溶劑型聚氨酯可包括以商品名PERMUTHANE得自Stahl USA(Peabody, MA)的那些，例如在甲苯中的脂族聚氨酯SU26-248。其他合適的聚氨酯可包 括得自 B. F. Goodrich (Cleveland, OH)的 Estanes,例如 Estane 5715 和 5778 ；以及得自 Huntsman polyurethanes (Ringwood, II)的 Morthanes，例如 CA 118 禾口 CA237，上述兩種都 是聚酯聚氨酯。其他合適的聚合物可包括以商品名U-371得自NeoResins DSM的那些。水性聚合物分散體的例子可包括聚氨酯、聚脲、聚丙烯酸類、聚醚、聚酯和它們的 共聚物，以及它們的組合。合適的水分散體可包括氨基甲酸酯，例如以商品名NEOREZ得自 DSM NeoResins (Wilmington, ΜΑ)的那些，特別是 NEOREZ R-960 和 NEOREZ R-9699 ；丙烯酸 類樹脂，例如以商品名NE0CRYL得自DSM NeoResins的那些，例如NE0CRYL XK_90、NE0CRLYL XK-96和NE0CRYL XK-95 ；以及丙烯酸氨基甲酸酯共聚物，例如以商品名NEOPAC得自DSM NeoResins的那些。其他水性氨基甲酸酯可包括得自Stahl USA(Peabody5MA)的RU-077和 RU-075。上面列出的聚合物還可部分或全部地交聯以改善這些材料的洗滌耐久性。為了引 發交聯，聚合物粘結劑材料可包含增鏈劑和化學交聯劑。交聯劑的例子可包括異氰酸酯， 例如以商品名DESM0DUR得自Bayer AG (Pittsburg, PA)的那些；氮丙啶交聯劑，例如以商品 名CX-100得自DS M NeoResins的那些以及以商品名XR-2500得自StahlUSA的那些。合 適的增鏈劑可包括碳二亞胺，例如以商品名EX62-944獲得的那些；和三聚氰胺，例如以商 品名XR-9174獲得的那些，上述兩種都得自Stahl USA。
合適的可交聯的聚合物混料的例子包括自交聯聚合物分散體，其中沉積的涂料 在干燥時自交聯以形成耐用涂覆層。自交聯聚合物分散體通常含有側基，所述側基通過 縮聚反應形成化學鍵，這在水蒸發時發生。自交聯聚合物分散體有這樣的優點在不需 要交聯劑的情況下形成耐溶劑性的耐用粘結劑材料。自交聯氨基甲酸酯分散體的例子可 包括聚酯-氨基甲酸酯，其由可水解的甲硅烷基封端，并且含有增溶的磺酸官能團。這種 聚酯-氨基甲酸酯在美國專利No. 5，929，160 (Krepski等人)中有所描述，其以引用方 式全文并入本文。合適的自交聯氨基甲酸酯分散體的其他例子可包括聚氨酯水性分散 體，其含有羥基以實現自交聯功能。合適的基于羥基的聚氨酯可包括依據美國專利公開 No. 2003/0199632 (Mazanek等人)中所述的方法制備的那些，將其以引用方式全文并入本 文。合適的自交聯氨基甲酸酯分散體的又一些其他例子可包括基于氧化干燥型多元醇的聚 氨酯聚合物混雜分散體，例如美國專利No. 6，462，127 (Ingrisch等人)中所公開的那些，將 其以引用方式全文并入本文。
市售自交聯聚合物的例子包括以商品名“RHE0PLEX”和“R0VACE”銷售的分散體， 它們得自Ex Rohm and Haas Company (Philadelphia，PA)，并且通常用作紡織物和非織 造基底的粘結劑以用于保護施加至基底的顏色染料。示例性組合物包括商品“RHE0PLEX HA-12”(非離子型分散體，其玻璃化轉變溫度為約19°C )和“RHEOPLEX TR_407”(陰離子型 分散體，其玻璃化轉變溫度為34°C )，所述兩種都表現出良好的洗滌耐久性和耐化學性。市 售自交聯聚合物的另外的例子可包括商品名為“NEOREZ R-551”的聚醚基聚合物和商品名 為“NEOCRYL XK-98”的丙烯酸乳狀液聚合物，所述兩種都得自DSM NeoResins (Wilmington, ΜΑ)。輻射固化型聚合物的例子可包括PCT公開No. WO 2007/070650 (Ylitalo等人)中 所述的那些，將其以引用方式全文并入本文中。可用于使回射元件粘結至基底或衣服的合適的粘合劑的例子包括一種或多種基 于丙烯酸酯、氨基甲酸酯、硅樹脂、環氧樹脂的粘合劑、橡膠基粘合劑(包括天然橡膠、聚異 戊二烯、聚異丁烯和丁基橡膠、嵌段共聚物和熱塑性橡膠)，以及它們的組合。合適的丙烯酸酯的例子包括丙烯酸烷基酯單體的聚合物，所述單體為了讓甲基 丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁 酯、丙烯酸異辛酯、丙烯酸異壬酯、丙烯酸2-乙基-己基酯、丙烯酸癸酯、丙烯酸十二烷基 酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸己酯，以及它們的組合。市售的嵌段共聚物的例子包括以商品名 "KRATON G-1657，，得自 Kraton Polymers (ffesthol low, TX)的那些。合適的粘合劑材料的其他例子包括美國專利申請公開No. 2003/0012936 (Draheim 等人)中所述的那些。幾種這種粘合劑材料可以商品名“8141”、“8142”和“8161”粘合劑 購自 3M Company (St. Paul, MN)。在一些實施例中，粘合劑或粘結劑可包含聚合物基質，含有或不含可選的填料粒 子，例如二氧化鈦、滑石、碳酸鈣以及上述物質的組合。在一些實施例中，可以使用填料粒 子，所述填料粒子具有反射性質，并且可起到輔助反射器的作用，例如珍珠顏料、珠光顏料 和鏡面顏料。鏡面顏料的例子包括鈦酸云母顆粒。在粘結劑中添加反射顏料會是可取的， 以增強制品的反射性質，并進一步增強本文所述的回射元件所提供的回射亮度。在上述實 施例的方面中，使用著色粘合劑、顏料、染料或油墨可增強施加了回射元件的制品或衣服的反射性質。在一些實施例中，可以使用熒光粘結材料來將回射元件固定到衣服表面，從而得 到這樣的表面所述表面在漫射照明下是明亮地反射的，并且還是高回射的。在一些實施例中，粘合劑或粘結劑使用溶于適當溶劑中的光致變色染料來制備。 將所得粘結劑涂覆到基底上以得到合適厚度(例如，10-100微米)的粘性層。將回射元件 灑到粘結劑層上并被壓入所述層中，以確保牢固粘結。過量的回射元件可從粘結劑表面上 輕輕地刷掉，然后對所述粘結劑進行干燥或固化(例如，通過加熱)。在所得制品中，回射元 件以提供光致變色效應的方式粘結到衣服表面等，即在所得回射制品暴露于某些波長的光 時，光致變色染料在暴露期間將改變顏色，而在移除光源時將恢復其初始顏色(或其無色 狀態)。當回射元件嵌入粘結劑中時，相關制品也將是回射的，并且在一些實施例中還將顯 示回射顏色。在粘合劑為衣服表面賦予顏色的實施例中，回射元件與著色劑(例如著色粘合 齊U，包括顏料、染料、油墨等)混合。回射元件與著色劑的混合物以單個步驟施加至基底，在 一些實施例中，所述混合物用于通過將著色混合物施加(例如，印刷)到表面而在(例如) 衣服表面上產生特定圖像，例如公司名稱、標志或徽標。可選擇著色劑以提供在漫射或環 境 照明下清晰可見的最終圖像，但是在回射模式下觀察時，回射元件的存在改變了所述圖像。 在一些實施例中，回射元件不改變圖像的整體顏色或形狀，而是提供增強的回射亮度。在其 它實施例中，在回射模式下觀察時，回射元件提供回射顏色。盡管已經簡要討論了不同的方法，但是本發明并不限于將回射元件施加至基底、 衣服表面等的任何特定方法。同心涂覆的回射元件可以使用多種方法中的任一種施加至基 底。在一些實施例中，可以使用兩步法，其中首先使用常規涂覆方法(例如刮涂法)或任何 圖案印刷法(例如絲網印刷法、橡膠板印刷法、凹版印刷法或噴墨印刷法)將粘合劑施加至 基底。此后，可通過珠的灌涂(flood coating)或區域噴灑來將同心涂覆的回射元件珠施 加至粘合劑。或者，可以使用一步涂覆法，其中將同心涂覆的回射元件與粘合劑混合，然后 使用合適的涂覆方法(例如輥涂法、刮涂法、凹版涂覆法等)以單個涂覆步驟施加至基底。如上所述，回射元件可被布置在基底中或基底上以得到回射片材，可將所述回射 片材施加到衣服表面。除了回射元件之外，回射片材可整合有一個或多個輔助反射器(例 如薄膜金屬反射器)，以得到(例如)在環境或漫射照明下以及在非回射幾何條件下觀察 時具有金屬外觀的衣服表面。這種輔助反射器被布置在基底上，使得其位于回射元件后面 (例如，在基底表面與回射元件之間)，以使光從回射片材表面反射回來。利用輔助反射器 的其他構造也涵蓋在本發明的范圍內。在本發明的一些實施例中，可首先將包括一個或多個完整同心涂覆的光學干涉層 的回射元件整合到衣服的組件中。繼而，可將所述組件包括在衣服表面中。在一些實施例 中，提供單獨的纖維，其包括具有一個或多個同心涂覆的光學干涉層的多個回射元件，所述 回射元件沿著細長纖維體的長度的至少一部分附連，從而得到回射纖維。回射纖維可如下 制備沿著常規纖維的長度的至少一部分涂覆或施加粘合劑材料，此后將回射元件施加至 被粘合劑涂覆的纖維，從而得到回射纖維，所述回射纖維適合于(例如)包括在衣服表面、 或織物(例如，非織造材料、織造材料、針織材料等)中，或者包括在多種附屬物件(例如耳 環、鞋帶、頸鏈和手鏈)中的任一種中。在上述纖維的一些實施例中，所述粘合劑是丙烯酸 類壓敏粘合劑，所述纖維是聚酯線。
在其它實施例中，包括一個或多個完整同心光學干涉層的回射元件被整合到由中 空透明管狀構件構成的細絲狀構造(“細絲”)中，在所述構件內提供具有足夠內部容積的 內部空間，以在其中容納多個回射元件。所述管狀構件可具有任何所需的長度，并且具有足 夠的寬度以適應單個回射元件的寬度。在一些實施例中，管狀構件的寬度大致等于或僅稍 寬于單個回射元件的寬度，使得管狀構件內的回射元件按照單個元件列堆疊，一個堆疊在 另一個頂部。在一些實施例中，管狀構件的內部寬度為各個回射元件的寬度的倍數，以適應 回射元件管狀列，所述回射元件管狀列的寬度是單個回射元件的寬度的至少兩倍，在一些 實施例中是回射元件寬度的5倍以上，在一些實施例中是回射元件寬度的10倍以上，在一 些實施例中是回射元件寬度的20倍以上，在一些實施例中是回射元件寬度的30倍以上。在 一些實施例中，管狀構件的內徑在約45至約70微米之間，外徑在約65至約100微米之間。 成品細絲將顯示增強的回射光強度。在一些實施例中，在回射模式下觀察細絲時，同心涂覆 的回射元件將提供一種或多種回射顏色。上述回射細絲適于(例如)包括在衣服表面、或織 物(例如，非織造材料、織造材料、針織材料等)中，或者包括在多種附屬物件(例如耳環、 鞋帶、頸鏈和手鏈)中的任一種中。以下非限制性實例示出本發明的具體實施例。鍾采用以下標準工序。工序A 回射元件的制備具有完整同心光學干涉層的回射元件通過使用常壓化學氣相沉積法(APCVD) 在透明珠芯上沉積金屬氧化物(氧化鈦或氧化硅)涂層來形成，這類似于美國專利 No. 5，673，148 (Morris等人)中所述，將其公開內容以引用方式并入本文中。反應器的內徑 為30mm。初始加入的透明珠芯重量為60g。對于氧化硅涂層，反應溫度設定為40°C，而使 用140°C的反應溫度來沉積氧化鈦涂層。通過將反應器浸入保持在恒溫下的受熱油浴中來 控制所需的反應溫度。使用通過玻璃粉反應器基部引入反應器中的氮氣流來對珠床進行流 化。一旦實現令人滿意的流化，就利用穿過水鼓泡器的氮氣載氣流通過基部玻璃粉將水蒸 氣引入反應器中。通過使氮氣載氣穿過含有純液態前體的鼓泡器而使金屬氧化物前體化合 物(5比14或11(14)氣化，然后將氣化的化合物通過向下延伸到流化的珠床中的玻璃管而引 入反應器中。對于具有多個涂層的回射元件，通過針對每個附加完整同心光學干涉層重復所述 工序來沉積所述附加層。針對氧化硅和氧化鈦涂層，載有反應物的載氣的流速以及反應溫度記錄在表1 中。魁
權利要求
一種衣服，包括衣服表面，所述衣服表面上設置有多個回射元件，所述回射元件各自包括實心球形芯，其包括芯外表面，所述芯外表面提供第一界面；至少第一完整同心光學干涉層，其具有內表面和外表面，所述內表面疊置在所述芯外表面上，所述第一完整同心光學干涉層的所述外表面提供第二界面。
2.根據權利要求1所述的衣服，其中所述回射元件各自還包括第二完整同心光學干涉層，其具有內表面和外表面，所述內表面疊置在所述第一完整 同心光學干涉層的所述外表面上，所述第二完整同心光學干涉層的所述外表面提供第三界
3.根據權利要求1所述的衣服，其中所述表面具有回射元件的區域不包括輔助反射 器，并且在_4度入射角和0. 2度觀察角下測定的回射系數大于50Cd/luX/m2，并且具有回射 顏色，所述回射顏色的色品坐標在CIE色品圖(1931版)上所限定的點位于描述4800K至 7500K之間黑體輻射的線的0. 01之內。
4.根據權利要求3所述的衣服，其中所述第一完整同心光學干涉層和所述第二完整同 心光學干涉層包含不同的材料，所述材料各自選自Ti02、SiO2, ZnS、CdS, CeO2, ZrO2, Bi203、 ZnSe、W03、PbO、ZnO, Ta2O5, Al2O3, B2O3, MgO, AlF3, CaF2, CeF3, LiF、MgF2, Na3AlF6 以及兩種或 更多種上述物質的組合。
5.根據權利要求4所述的衣服，其中所述回射元件各自還包括第三完整同心光學干涉層，其具有內表面和外表面，所述內表面疊置在所述第二完整 同心光學干涉層的所述外表面上，所述第三完整同心光學干涉層的所述外表面提供第四界
6.根據權利要求5所述的衣服，其中所述第二完整同心光學干涉層和所述第三完整同 心光學干涉層包含不同的材料，所述材料各自選自Ti02、SiO2, ZnS、CdS, CeO2, ZrO2, Bi203、 ZnSe、W03、PbO、ZnO, Ta2O5, Al2O3, B2O3, MgO, AlF3, CaF2, CeF3, LiF、MgF2, Na3AlF6 以及兩種或 更多種上述物質的組合。
7.根據權利要求1所述的衣服，還包括基底，其具有第一主表面和第二主表面，所述多 個回射元件被保持在所述基底的所述第一主表面上，并且其中所述基底的所述第二主表面 附連至所述衣服表面。
8.根據權利要求7所述的衣服，其中所述基底包括聚合物膜，所述回射元件嵌入所述 第一主表面內。
9.根據權利要求7所述的衣服，其中所述基底包括被聚乙烯涂覆的紙，所述回射元件 嵌入所述第一主表面內。
10.根據權利要求7所述的衣服，其中所述基底包括粘合劑，所述粘合劑將所述回射元 件保持在所述基底的所述第一主表面上。
11.根據權利要求10所述的衣服，其中所述粘合劑包含漫射光散射顏料，并且所述回 射元件部分地嵌入所述粘合劑內，并且其中所述漫射光散射顏料選自二氧化鈦粒子、碳酸 鈣粒子、云母片、鈦酸云母片、珠光顏料、珍珠質顏料以及兩種或更多種上述物質的組合。
12.根據權利要求10所述的衣服，還包括金屬膜形式的輔助反射器，其被保持在所述 粘合劑中并被設置在所述回射元件與所述基底的所述第一主表面之間。
13.根據權利要求10所述的衣服，還包括薄膜的介電疊堆體形式的輔助反射器，其被 保持在所述粘合劑內并被設置在所述回射元件與所述基底的所述第一主表面之間。
14.根據權利要求1所述的衣服，其中所述衣服是安全背心。
15.根據權利要求1所述的回射制品，其中在回射模式下觀察時，所述制品呈現出增強 的回射亮度。
16.根據權利要求1所述的回射制品，其中在回射模式下觀察時，所述制品呈現出回射顏色。
17.根據權利要求1所述的回射性衣服，其中所述實心球形芯包含折射率大于約1.5的 材料，所述材料選自玻璃、玻璃_陶瓷材料和微晶陶瓷材料。
18.根據權利要求17所述的回射性衣服，其中所述實心球形芯包含玻璃，所述玻璃選 自氧化硅、氧化硼、氧化鈦、氧化鋯、氧化鋁、氧化鋇、氧化鍶、氧化鈣、氧化鎂、氧化鉀、氧化 鈉以及兩種或更多種上述物質的組合。
19.根據權利要求1所述的回射性衣服，其中所述回射元件的至少一部分粘附至單獨 的細長纖維。
20.根據權利要求1所述的回射性衣服，其中所述回射元件的至少一部分被包含在細 絲中，每個細絲包括具有內部空間的中空管狀構件，所述回射元件被保持在所述內部空間 內。
21.一種回射纖維，包括細長纖維體，多個回射元件粘附至所述細長纖維體，所述回射元件各自包括 實心球形芯，其包括芯外表面，所述芯外表面提供第一界面；至少第一完整同心光學干涉層，其具有內表面和外表面，所述內表面疊置在所述芯外 表面上，所述第一完整同心光學干涉層的所述外表面提供第二界面。
22.根據權利要求21所述的回射纖維，其中所述回射元件各自包括第二完整同心光學干涉層，其具有內表面和外表面，所述內表面疊置在所述第一完整 同心光學干涉層的所述外表面上，所述第二完整同心光學干涉層的所述外表面提供第三界
23.根據權利要求22所述的回射纖維，其中所述第一完整同心光學干涉層和所述第二 完整同心光學干涉層包含不同的材料，所述材料各自選自Ti02、SiO2, ZnS, CdS、CeO2, ZrO2, Bi203> ZnSe> WO3> PbO、ZnO> Ta2O5^ A1203、B203、MgO> AlF3^ CaF2^ CeF3、LiF> MgF2、Na3AlF6 \)JsR 兩種或更多種上述物質的組合。
24.根據權利要求23所述的回射纖維，其中所述回射元件各自還包括第三完整同心光學干涉層，其具有內表面和外表面，所述內表面疊置在所述第二完整 同心光學干涉層的所述外表面上，所述第三完整同心光學干涉層的所述外表面提供第四界
25.根據權利要求24所述的回射纖維，其中所述第二完整同心光學干涉層和所述第三 完整同心光學干涉層包含不同的材料，所述材料各自選自Ti02、SiO2, ZnS, CdS、CeO2, ZrO2, Bi203> ZnSe> WO3> PbO、ZnO> Ta2O5^ A1203、B203、MgO> AlF3^ CaF2^ CeF3、LiF> MgF2、Na3AlF6 \)JsR 兩種或更多種上述物質的組合。
26.一種回射細絲，包括中空透明管狀構件，所述中空透明管狀構件內包含多個回射元件，所述回射元件各自 包括實心球形芯，其包括芯外表面，所述芯外表面提供第一界面；至少第一完整同心光學干涉層，其具有內表面和外表面，所述內表面疊置在所述芯外 表面上，所述第一完整同心光學干涉層的所述外表面提供第二界面。
27.根據權利要求26所述的回射細絲，其中所述回射元件各自包括 第二完整同心光學干涉層，其具有內表面和外表面，所述內表面疊置在所述第一完整 同心光學干涉層的所述外表面上，所述第二完整同心光學干涉層的所述外表面提供第三界
28.根據權利要求27所述的回射細絲，其中所述第一完整同心光學干涉層和所述第二 完整同心光學干涉層包含不同的材料，所述材料各自選自Ti02、SiO2, ZnS, CdS、CeO2, ZrO2, Bi203> ZnSe> WO3> PbO、ZnO> Ta2O5^ A1203、B203、MgO> AlF3^ CaF2^ CeF3、LiF> MgF2、Na3AlF6 \)JsR 兩種或更多種上述物質的組合。
29.根據權利要求28所述的回射細絲，其中所述回射元件各自還包括第三完整同心光學干涉層，其具有內表面和外表面，所述內表面疊置在所述第二完整 同心光學干涉層的所述外表面上，所述第三完整同心光學干涉層的所述外表面提供第四界
30.根據權利要求29所述的回射細絲，其中所述第二完整同心光學干涉層和所述第三 完整同心光學干涉層包含不同的材料，所述材料各自選自Ti02、SiO2, ZnS, CdS、CeO2, ZrO2, Bi203> ZnSe> WO3> PbO、ZnO> Ta2O5^ A1203、B203、MgO> AlF3^ CaF2^ CeF3、LiF> MgF2、Na3AlF6 \)JsR 兩種或更多種上述物質的組合。
全文摘要
本發明提供回射制品，其形式為用回射元件制成的衣服、纖維和細絲，所述回射元件各自包括具有芯外表面的實心球形芯(110)，所述芯外表面(115)提供第一界面；第一完整同心光學干涉層(120)，其具有內表面和外表面(125)，所述內表面疊置在所述芯外表面上，所述第一完整同心光學干涉層的所述外表面提供第二界面。在一些實施例中，所述回射元件各自包括第二完整同心光學干涉層，所述第二完整同心光學干涉層具有內表面和外表面，所述內表面疊置在所述第一完整同心光學干涉層的所述外表面上，所述第二完整同心光學干涉層的所述外表面提供第三界面。在其它實施例中，所述回射元件各自還包括第三完整同心光學干涉層，所述第三完整同心光學干涉層具有內表面和外表面，所述內表面疊置在所述第二完整同心光學干涉層的所述外表面上，所述第三完整同心光學干涉層的所述外表面提供第四界面。所述衣服包括表面，在所述表面上設置有多個上述回射元件。所述纖維包括細長纖維體，多個所述回射元件粘附至所述纖維體。所述回射細絲各自包括中空透明管狀構件，在所述管狀構件內包含多個所述回射元件。
文檔編號G02B5/126GK101946191SQ200880126650
公開日2011年1月12日 申請日期2008年12月3日 優先權日2007年12月21日
發明者克里斯托弗·K·哈斯, 卡羅琳·M·伊利塔洛, 維維克·克里斯南, 肯頓·D·巴德, 馬修·H·弗雷, 馬克·K·奈斯特戈德 申請人:3M創新有限公司