CN1121748A - 三维标志体及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种三维图形标志体结构，它由一可贴合的叠层件组成，此叠层件包括一个标志体表面层(10)，一或多个视觉符号件(12)，以及与此视觉符号件对准定位的一或多个三维符号件(16)；其还包括一种制造所述三维图形标志体结构的方法。

Description

三维标志体及其制造方法

              涉及本申请的相关参考文献

本申请是1993年4月28日提交的美国系列号08/055187的一个部分继续申请，该系列号申请的内容已综合于此作为参考。

                    技术领域

本发明涉及一种三维标志体，具体地涉及用于显示结构式与装饰式的浮雕的三维标志体以及制造建筑标志体的方法。

               本发明的技术背景

现行用来生产三维传统标志体的方法包括工业上专门用到的种种技术，例如喷砂、酸蚀、雕挖、注模、照相乳化或是热成形真空模制工艺等技术。但是，以上方法由于下述多种因素会使标志体制作公司受到一定限制，这些因素包括投资，需要技术专家，需要较大花费和难度来组装单一品种的标志体，以及在设计、颜色与字形等方面的限制。某些方法，例如酸蚀、注模和真空成形，需要有化学湿选处理、熔融处理或是很高的处理温度。此外尚有操作过程中的限制，例如费时、昂贵的刀具加工费用和在字形与布局设计(注模、真空成形)中的严格对准技术，这就要求进行大批量生产，其结果则对于图形设计师提出了更为严格限制的设计选择(颜色、字形、布局)。

另外一些能提供某种程度传统颜色选择的方法，一般可能需要有严格的对准技术，或是将可磨去的或可铲去的颜色层应用到标志体表面上。这些方法中的许多种不能把正确形成的盲文点字总集成为标志体表面上可引起视觉注意的部分。

在真空热成形法中，工业上使用阳模与阴模。这些模型通常要重复用于多次复制。这些模型并不成为已完工的标志体的一部分。尽管可以用泡沫材料或其它液体树脂来回填空心符号，但绝大多数热成形的标志体都采用背面照明而保留空心式的符号。

某些方法是在已贴布上的隆起的图形符号周围应用一层保护盖膜，其间只夹裹着极少量的空气。这虽然可以增大电子切割字形的生产能力，但却限制了解决切割隆起的文字的视觉质量、颜色设计选择、硬度与耐挪动性等方面的问题。然而当前并不存在能像在平面标志件结构中那样，可以用有限的数量或具有效宽设计范围的传统设计来提供三维标志体的经济方法。

最近联邦政府通过了美国残疾人法案(ADA)，它要求在所有建筑物上设置建筑标志体，并把这种标志体设置在公众可以够到的地方，这些标志体包括文字、数字与从标志体表面隆起的盲文符号。上述法案规定这类符号必须在其支承面上至少隆起32密耳(mil)，以便即可为残疾人触摸也应易区分。这种标志体除需符合上述新法规规定外，还应给人们以美的享受，并能在严酷的使用条件下具有耐久性。

                    本发明概要

简单地说，在本发明的一个方面，所提供的三维图形标志体结构包括：

(1)一个标志体表面层；

(2)一或多个视觉符号件；

(3)一个背景颜色层；以及

(4)一或多个三维符号件，它们与视觉符号件对准定位，其中可将一粘合剂层施加到(a)标志体表面层与视觉符号件之间，(b)视觉符号件与背景颜色层之间，(c)背景颜色层与定位成与视觉符号件对准的三维符号件之间，或是(d)：(a)、(b)和(c)的任何组合形式。

在此第一实施例中，标志体表面层与背景颜色层都是用可贴合塑料薄膜。所有这样的层与符号件都采用可由压敏粘合剂(PSA)涂层的塑料材料。

在另一实施例中，所提供的一种三维图形可贴合的标志体叠层件，其包括：

(1)一个标志体表面层；

(2)一或多个视觉符号件；

(3)一或多个与视觉符号件对准定位的三维符号件；以及

(4)一个背景颜色层，其中可将一粘合剂层施加到(a)标志体表面层与视觉符号件之间，(b)视觉符号件与同此视觉符号件对准的三维符号件之间，(c)三维符号件与背景颜色层之间，或是(d)：(a)、(b)与(c)的任何组合形式。

在此另一实施例中，只是标志体表面层需要用可贴合塑料薄膜，当然本发明中用到的其它材料也可以是可贴合的材料。与第一实施例中相同，这里涉及到的层与符号件也最好是可用PSA涂层的塑料。以上两实施例中的标志体表面层都是透明的可贴合薄膜，尽管并非必须如此。

在又另一实施例中，所提供的一种三维隆起的图形标志体依次包括：

(a)一个标志体表面层；

(b)一或多个视觉字母数字与设计符号件；

(c)一第一背景层；

(d)具有约10密耳(mil)的最小高度且与视觉符号对准定位的一或多个三维符号件；以及

(e)一第二背景层。

与第一和第二实施例相同，这里的图形标志体的各个部件之间同样应考虑到要有粘合剂层。

此外，本发明的其它实施例有可能包括上述实施例的其它混合结构。

本发明的另一个方向则提供了用来制造三维图形标志体的方法，此方法包括下述步骤：

(1)例如由反向切割技术来形成一或多个视觉字母数字与设计符号件；

(2)例如由反向切割技术来形成一或多个三维符号件，这种符号件与将使之隆起的视觉符号件具有同样的字形、字体与间距以及类似的尺寸；

(3)将视觉符号件贴布到一标志体表面层的一第二表面上；

(4)将一背景颜色层贴布到上述标志体表面层同一第二表面上的已贴布的视觉符号件之上，此时的视觉符号件是有效地夹在上述标志体表面层的第二表面与背景颜色层的第一表面之间。

(5)与上述视觉符号件的轮廓对准，将三维符号件贴布到所述背景膜层上；

(6)将步骤(5)中所得的叠层件置于一真空台上，其中标志体表面层的第一表面远离此真空台的表面，然后对此真空台施加真空；以及

(7)对此叠层件加热，直至背景颜色层、标志体表面层，必要时以及视觉符号件(如果切割成大于三维符号件时)都已贴合到三维符号件周围。

为了制备所述的另一实施例，在视觉符号件与三维符号件业已贴布到一标志体表面层的第二表面上并已贴合后，将步骤4中的背景膜层贴布到标志体表面层的第二表面上，有效地将此字母数字符号件(视觉符号件与三维符号件)夹层于此标志体表面层的第二表面与背景膜层的第一表面之间。此另一种方法有许多加工方面的优点，例如可从由(a)一种颜色层(切割前的视觉符号件)以及(b)三维材料层(切割前的三维符号件)构成的叠层件中反向切割出一或多个字母数字与设计符号件。

本发明的方法克服了先有工艺体系中的许多限制。本发明所提供的种种改进之处与优点包括：(1)利用电子切割刀能使字形多样化；(2)能够精细地确定高质量的小字形规格(用作房间标志体等)；(3)符号的视觉质量极佳；以及(4)一或几种传统的布局能力，这种能力包括可只用生产平面标志体的电子切割法在已关联上的符号与背景之间产生对比效应。这种对比效应包括：大的颜色选择性与颜色一致性；反射性；半透明性；金属效应；大理石纹、木纹和其它图案；以及三维符号的不同的触觉对比度；(5)能够形成有一定结构的背景；(6)加工设备简单、价廉；(7)用较安全，较低的处理温度同样能改进光泽度的控制；(8)与众所周知的制造三维标志体的方法相比，加工的时间极短；(9)在三维符号件周围有极佳的贴合性，所夹裹的空气量极小；(10)通过统一(单一结构)的塑料标志体表面来提供所需的硬度与耐用性；(11)总集了具有所需触觉质量的盲文能力与盲文点字；以及(12)能够符合ADA的要求。

在本申请中使用的术语：

“三维符号件”是指这样的字母数字和图像符号，它提供视觉符合相对背景的三维度并由一种原的三维材料经传统的CAD/CAM切割方式加工而成，这种三维符号可使用一或多个三维材料、三维叠层符号或它们的任何组合件制造。

“三维叠层符号件”是指这样的字母数字或图象符号，它包括视觉符号件与三维符号件，这两个符号件在界面上是粘合在一起的；

“三维材料”是指可由它制造出三维符号件的材料；

“可切割的”是指能由本项技术中所周知的可切割的乙烯树脂质的或填充橡胶材料质的工具，例如计算机辅助的(CAD/CAM)的电子膜料切割刀或手工刀具进行切割的能力；

“第一表面”是指在通常观察已完工的标志体时面对观察者一层的侧面；

“耐挪动性”是指三维标志体对于粗率的挪动，例如用手指甲、铅笔或类似物件夹持或压合此标志体表面时的稳定性；

“隆起的符号”是指在完工的标志体表面结构上隆起或沉凹的字母数字或图象符号；

“第二表面”是指在通常观察已完工的标志体时背向观察者一层的侧面；

“统一的”是指由封装起的单件材料、单一结构所给出的一个完整的标志体表面与隆起符号的表面刚度；

“垂直切割”是指通过一厚的可切割膜层的厚度进行基本上与表面相垂直地的切割；以及

“视觉符号件”是指在视觉上通常通过颜色的差别而与背景形成反差的字母数字或图象符号。

                 附图的简单说明

下面通过有关附图及具体实施例详细描述本发明的特点、结构、方法及有关的其他目的，其中：

图1是具有本发明一实施例的三维标志体的字母数字符号的标志体表面结构在热贴合之前的横剖面图；

图2是具有图1中所示字母数字符号的标志体表面结构在热贴合后的横剖面图；

图3是具有本发明另一实施例的三维标志体的字母数字符号的标志体表面结构在热贴合之前的横剖面图；以及

图4是具有图3中所示字母数字符号的标志体表面结构在热贴合后并涂有背景颜色时的横剖面图。

               优选实施例的说明

现在参见附图所示，图1表示一个标志体表面层10具有一个(由粘合剂层13)固定粘合的字母数字或图象视觉符号件12以及(由粘合剂层11)固定粘合的背景颜色层14，它们都是粘合到标志体表面层10的第二表面上。或者，附带可有一表面层18通过粘合剂层17而粘合到标志体表面层10的第一表面上。有一个PSA背衬字母数字或图象三维符号件16定位成与上述切割出的视觉符号件12对准并牢固地粘接到背景颜色层14的第二表面上。然后将标志体表面层10与其余的各层12、14与18在三维符号件16周围进行热贴合成形，以产生出图2所示的三维标志体。

图3示明了这种三维图形标志体的另一实施例，其中标志体表面层10在其第二表面上(通过粘合剂层13)粘合一由字母数字或图象视觉符号件12和再在其上(通过粘合层15)而牢固地粘合三维符号件16所组成的叠层件。或者，可有一表面层18(通过粘合剂层17)而粘合到标志体表面层10的第一表面上。然后在三维符号件16的周围对标志体表面层10与其余的层18进行热贴合成形，从而产生出隆起的符号。背景颜色层14(通过粘合剂层11)粘合到标志体表面层10的第二表面和三维符号件16上，从而产生出图4所示的三维标志体。

尽管图1、2与4均已表明，在标志体表面层10与视觉符号件12之间，在标志体表面层10与背景颜色层14之间，以及在标志体表面层10与表面改进层18之间都有一层粘合剂，这样的粘合剂层固然很理想但并非必需的。此外，可将一个或多个视觉符号件和/或背景颜色层通过丝网印刷、刷涂或其它方式，涂布到背景颜色层的第一表面或是标志体表面层的第二表面上。

在一优选实施例中，标志体表面层10是半刚性的或刚性的可贴合热塑料膜层，其厚度在1～25mil(0.03～0.64mm)，但最好是在10～20mil(0.25～0.51mm)范围内，并给出标志体整个表面的一个刚性的与统一的结构。尽管在某些应用中也可采用柔性的材料，但这时的标志体表面层就不会耐用也不会保持住所形成的盲文或其它结构。这种标志体表面层通常是透明的，以便看清其下的反衬颜色层，当然它也可以着色。它也能借助填料、表面粗糙度或涂层来控制色泽。为使标志体表面的耐用，上述热塑性材料通常所具有的肖氏D级硬度(Shore D)应大于50而最好大于65，或使所具有的肖氏C级硬度(Shore C)大于75而最好大于85。可在约149℃(300°F)下软化与贴合的热塑性材料能提供视觉上可接受的标志体，而不会在中等加工温度(小于约177℃(350°F)下致使三维符号件周围贴合不良，也不会在高温(大于约350°F)下致使材料起泡。作为这类材料的非限定性例子包括改性的聚酯、聚氯乙烯、以及聚氯乙烯、乙酸丁酸纤维素、聚苯乙烯与类似物质的共聚物。

视觉符号件12(一第一颜色层)最好是一种可贴合的薄膜材料，其厚度在1～5mil(0.03～0.13mm)范围内，其具有一层基本上是透明的PSA层并可用电子切割刀切割。所选择的材料应是可贴合的，但不得在加工温度下变质。这类材料要能提供众多的颜色选择与颜色的一致性。非限制性的例子包括聚氯乙烯，例如可在SCOTCHCAL系列220名下作为商品购到。要是不用第一种切割出的视觉符号件12，则在以上两个实施例中可于无颜色或对比度差别条件下形成隆起的符号，而三维符号件16或粘合剂层15则可提供此隆起符号的颜色。但是，这正是在本发明的范围内，特别是在所述另一实施例中，免除了使用视觉符号件，从而依赖于三维符号件(即三维材料)的颜色，来给出相对于背景颜色层的颜色对比度。

背景颜色层14可以是着色的或有图案的层，而最好是有实质上为透明的PSA层涂膜。对于所述第一实施例，背景颜色层14应该是可贴合的，而得以在三维符号件周围贴合成形，而对于所述另一实施例而言，则不需要可贴合性。所用的材料可以是不透明、半透明或透明的。这类材料应能提供各种颜色与图案选择以及一致性。例子包括SCOTCHCAL系列220、SCOTCHCAL系列3630半透明膜、DINOC带图案的薄膜层以及SCOTCHPRINT设计的薄膜。另外，背景颜色层14可以是湿法涂布的油墨或颜料，例如市售的“纸系列820”上的PANAFLEX颜料。此外，也可不用背景颜色层。例如，可把在没有这种背景颜色层时制得的标志体直接粘合到一着色的板材上或加到一墙壁或窗口上。

可以用电子切割刀将三维符号件16制备于厚度在10～50mil(0.25～1.27mm)范围内的可切割的PSA背衬薄膜材料上，这种薄膜材料要能经受住加工温度而不会使外观或结构受损。这类材料通常能形成具有10mil最小高度的隆起符号。一般地说，这种三维符号件的笔划宽度对触觉高度之比不应超过1.4，但这一比值能随所用的可切割材料的不同而改变。在第一实施例中，此种材料的颜色或外观并不起关键作用，这是因为图1与图2中所示的背景颜色层14的叠盖和遮蔽了这一材料层。此外，由于周围贴合有叠置层(10、12、14与18)，三维符号件切割时的缺陷也被遮蔽。

此种三维符号件对于符号有效地起到一种“模型”作用，而由于符号件保留在最终的三维标志体中，这样的三维符号“模型”便提供了加固、增强与耐用性，也就是说，作为成品的三维符号件是不易被下堆到本身之内的。在此第一实施例中，可以设想将此三维符号“模型”在成形步骤之后取下而给出空心式符号，但这并不是个好主意，这样的结构将不会提供“充实的”三维符号件所附加的强度。当把通常的计算机辅助的刀具用于制造中时，此种材料应柔软到足以为相应的工具进行切割。特别适用的一种材料是带有填料的橡胶材料，而这方面的非限制性例子包括3M的“Letterperfect”#511(45mil厚)or#521(35mil厚)的薄膜以及3M SCOTCHCAL系列7795高纵剖面轮廓的薄膜(35～40mil厚)。其它一些合用的材料包括微孔性的聚合物类，例如PPG的Teslin，塑化的PVC等等。

此外，在本发明的范围内，可以考虑采用注模、雕挖、激光切削、浇注等这样一类技术来制造三维符号件。

可附加的表面改进层18是可以热贴合的薄膜层，当用到该改进层时，其是在热处理之前贴合于三维符号件16周围的可贴合薄膜层(10，12与14)之上，利用它可以提供各种特殊的表面效应。这种薄膜层的一个特别有用的例子是PSA背衬的乙烯树脂薄膜[厚1～4mil(0.03～0.10mm)]，例如3M的SCOTCHCAL210-314薄膜。这种表面改进层18可以提供耐用性、防尘和防止人为的破坏，此外能用于修饰三维标志体的表面。这一表面改进层在加工条件下是可贴合的，且其所具有的厚度是在0.25～1.5mil(0.01～0.38mm)，较好是在0.5～10mil(0.01～0.25mm)，尤为最好的是在1～6mil(0.03～0.15mm)的范围内。此种表面改进层可以是透明、半透明或不透明的。为了提供耐用的标志体表面，这一不是必需的可附加的层所具有的肖氏C级或D级(Shore Cor D)硬度是在与标志体表面层的相同的范围内。例如，常常需要使此表面改进层具有无光的光洁度。合适的表面改进层的非限制性例子包括乙烯树脂(例如可从3M市售购到的SCOTCHCAL3669或201-314薄膜)、聚偏氟乙烯丙烯酸叠层薄膜、聚乙烯、铸型用聚丙烯、铸型用聚苯乙烯或类似物等等。尽管最好是采用粘合剂背衬膜，但也可以把流体涂层例如丝网印刷技术中常用的透明涂层材料在加工之前或之后涂布到标志体的表面上。

本发明的三维标志体20通常是由三层粘合剂层，或者也可用四层粘合剂层来形成层压件的。所有这种粘合剂层可以是或不是一种连续层。一第一层粘合剂层13是在标志体表面层10与视觉符号件12之间，一第二粘合剂层11是在标志体表面层10与背景颜色层14之间，而一第三粘合剂层15是在背景颜色层14与三维符号件16之间。可附加的粘合剂层17则是在标志体表面层10与表面改进层18之间。在三维标志体21的另一个实施例中，背景颜色层14是在标志体表面层10、视觉符号件12与三维符号件16业已叠层起并如图3和图4所示贴合好后再涂布上的。在此第一实施例中的粘合剂层可以如图3与图4中所示的形式出现。

合适的粘合剂要如ASTM D3330-87(依180°角剥离压敏带的粘合剂层)所述，具有1～6磅/英寸(lb/inch)的180°剥离试验强度。较好的粘合剂是压敏粘合剂，也就是这种粘合剂只需施加很轻的压力就能形成充分的粘结力。这类粘合剂体系包括压敏粘合剂、热塑性材料(热激活的)、交联粘合剂体系或其它类型的可把所述各层粘合剂一起而给出更高稳定性的粘合剂体系。

尽管在描述此优选实施例中用到了几层粘合剂背衬的可贴合的膜层，但在本发明的范围内，是可以通过刷涂与屏蔽技术，丝网印刷方法，或是采用具有热真空灯涂层器的颜色转印法(例如法比瑞尼(Fabbrini)等在美国专利第4,737,224号中所描述的，等等)，来提供视觉符号件和/或背景颜色层的，只不过是用来提供平面图形标志(可预贴合的标志，即包括层10至14在内)要使得三维符号件能够定位成与视觉符号件对准。

                    构成方法

制造第一实施例的三维标志体结构的一般方法包括：

(1)用计算机辅助(CAD-CAM)电子切割刀，例如GerberIV A、IV B或Superprint，反向切割出视觉字母数字与设计符号件12；

(2)清洗和预屏蔽此反向切割出的视觉符号件；

(3)采用与将隆起的视觉符号件具有的相同字形、字形并依相似的尺寸与间隔，切割出三维符号件16；

(4)清洗和预屏蔽此反向切割出的三维符号件；

(5)将视觉符号件置放于一标志体表面层的一第二表面上；

(6)除去预屏蔽模；

(7)将一背景颜色层涂布于此标志体表面层同一已施加的视觉符号件的背面上，使视觉符号件有效地夹层到标志体表面层与背景颜色层之间；

(8)或者也可以将一表面改进层18置于标志体表面层与背景颜色层相对的表面上，有效地层夹住标志体表面层与背景颜色层；

(9)将预屏蔽的三维符号件置于背景颜色薄膜上并与视觉符号件的轮廓对准；

(10)除去预屏蔽；

(11)将步骤10中的叠层件定位到一真空台上，在此使标志体表面层的第一表面远离真空台的表面，同时对此真空台施加真空；以及

(12)对此标志体表面层的第一表面加热到高达177℃的温度，直至背景颜色层、视觉符号件、标志体表面层与或可以附加的表面改进层业已在三维符号件周围粘合，

在制备另一实施例时，可作如下简化：将步骤(1)与(3)综合，同时略去步骤(2)与(9)。此外，步骤(7)中的背景颜色层是在标志体表面层与所述符号件业已贴合后才贴布的。为此可以先制备好用于视觉符号件与三维符号件的材料的一叠层中，然后对此叠层件进行切割与清洗而提供三维符号叠层件。这样能够极好的进行对准。

用来制造所述三维符号叠层件的其它一些非限定性的方法包括：

(a)分别切割出视觉符号件与三维符号件，并在把它们贴布到标志体表面层的第二表面上之前，使其对准一起叠层，或是

(b)分别切割出视觉符号件与三维符号件，并把它们对准好依次序贴布到标志体表面层的第二表面上。

此种标志体的背景表面，也即不存在字母数字符号件的区域，是可以通过第一块多孔(通孔式或侧向多孔式)垫置于真空台上而予以改进的。这种多孔垫可以用来改进上述表面，同时还能用作加工中的辅助器件，且一般不会成为成品三维标志体的一个部分。在对标志体表面结构抽真空的同时，采用例如热风器对其正面加热。虽然可以是用1至5英寸.汞柱(in.Hg)来完成标志体表面的热贴合，但一般最好是应于大于10英寸.汞柱(in.Hg)的真空。使所述标志体表面处的温度达到177℃(350°F)已证明是有效的。对于约高于165℃(300°F)的温度，则有使各层的整体性与外观，也即有使附加的表面改进层、标志体表面层、视觉符号件与背景颜色层的叠层件的整体性与外观降质的趋势。这样的热处理使得软化的叠层件贴合到三维符号件的周围。一般地说，处理的时间取决于多种因素，这包括标志体表面的大小、标志体表面的温度、真空压力以及用于标志体表面层的热塑性材料及其厚度。对于特定的标志体尺寸所需的处理时间由于上述种种因素虽然不能设定，但这种处理时间与其它的标志体制造技术例如真空模制、雕挖、酸蚀等相比，是要快得多的。

在另一种处理方式下，可将标志体表面置于一机架中，在加热元件下加热，直至叠层件的热塑性材料软化。然后将此标志体快速下降到一真空台上，在此用一真空调压室立即施加真空。冷却后，可将此完工的三维标志体结构例如用传力粘合剂安装到一标志体板上。

最好是使可切割的模型式可切割的干的背衬填料成为此已完工的三维标志体结构的整体部分，而给三维字母数字符号体提供增强结构。这种可切割的模型给处理提供了方便，因为这样的模型可以用计算机辅助(CAD/CAM)的电子薄膜切割刀切割，而采用计算机辅助(CAD/CAM)的电子切割刀则能保证视觉符号件与三维符号件正确地定尺寸与对准。传统的(CAD/CAM)切割方法在生产这类符号件时同样能使设计具有灵活性，而传统的有关原理或设计准则也是如此。

上述方法中的布局与设计上的灵活性可提供多种不同的工作形式。与真空成形标志的情形不同，可以立即获得精细的尺寸与精细的颜色清晰度。考虑三维符号件的笔划宽度与触觉高度相对于它所对准的视觉符号件的笔划宽度，这时的视觉符号件可以是完全隆起式的，隆起而带有倾斜垂直边的，或是平整的但是使笔划的中央部分隆起。

通过铺设不同厚度的切割出的符号件，可以调节隆起的尺寸。例如可以用多于一层的50mil的三维符号件来重复添加三维符号件或三维符号叠层件件，这样可使隆起的符号件尺寸超过通常用单层厚的薄膜材料所得到的50mil的厚度。为了能取得一种立体式隆起的三维效应，也可以重复地铺陈上与第一次施加上的三维符号件并不正好对准的三维符号件和/或三维符号叠层件。在采用重复的多层结构时，通常最好每次处理一层，也就是在每一个独立层的周围热贴合上标志体表面层，然后再添加另一层并进行贴合，以重复此过程直至添加完所有的各件为止。在另一种方式中可以形成凹陷的符号件。

此外，可将盲文直接综合成此统一标志体表面的一个整体部分(例如在热处理之前将盲文点字或针头置于最底层的下方，或是在热处理步骤之后直接进行浮雕)。

本发明的目的与优点将继续由下述例子作进一步说明，但在这些例子中列出的具体材料与其数量以及其它的条件与细节不应理解为是对本发明所作出的不适当的限制。除非另有说明或是显而易知的，所有涉及到的材料都是市售的或本领域技术人员所熟知的。

                      实例抗压痕试验

将此标志体置于一电子平衡器(识别器)上，把质量读数校正到零，同时以一个20mil厚的平的不锈钢铲的圆形端(直径16mm)垂直地压到标志体表面的隆起符号上，直至显示出1500克的读数为止。用显微镜测定出压痕的长度。这一试验在例子中所用的未加保护填有充填物的可切割的橡胶材料(三维符号件16)中形成一约6.0mm的压痕。

                     例1

制备有一具有隆起符号件的三维图形标志体结构。用电子可寻迹的垂直切割式Gerber转鼓切割刀，从3mil的PSA背衬的有色柔软性的乙烯树脂薄膜(可从3M的商品名为SCOTCHCAL220系列的电子切割刀用薄膜材料下购得)上，反向切割出具有25mm字形高度的字母数字视觉符号件。用上述相同的字形数据对40mil的PSA背衬的填充橡胶材料(可从3M在商品名“Letterperfect”No.521下购得)切割出三维符号件。利用转印带(预屏蔽膜)，使用辊子层压器将视觉符号件贴布到20mil(透明的由乙二醇改性的聚对苯二甲酸乙酯(PETG)塑料膜片(可从Evanston IL处的Lustro塑料公司购得)的第二表面上。然后将3mil的PSA背衬的背景颜色薄膜(可从3M在商品名SCOTCHCAL220系列薄膜下购得)贴布到上述塑料膜片(标志体表面层)的第二表面与视觉符号件上。将此叠层件以第一表面朝下置放到一修版台上，然后使用一条透明的转印带，使PSA背衬的填充橡胶材料(三维符号件)与通过颜色背景薄膜看过去的视觉符号件的阴影对准，而贴布到已暴露的颜色背景薄膜上。

将可透气的平滑TAG纸板置于一真空台上，放置好上述叠层件，使上述塑料膜片的面朝上(标志体表面层的第一表面远房真空台)置于TAG纸板的上面。用带料将叠层件的边缘密封到真空台上，从而得以在叠层件下施加真空。当在此真空台上由真空计读出到约25英寸汞柱时，使用一型号为HG501-A的Master热风器并调节至其较低温度状态，加热叠层件的暴露于空气的一侧。此热风器的喷嘴在叠层件之上作约25至50cm的徐缓来回运动，以提供充分的温度，而使得叠层件贴合到填充橡胶材料件的上方及其各侧周围(约经5至30秒钟)。将热指示带用于一次标志体成形作业中，测定出上述充分的温度约为120℃。

从真空台上取下此加工完的叠层件，给出了一外观上有吸引力光泽的组合成的三维标志体结构，它具有清晰的有颜色的符号，这种字符在标志体表面的背景面上隆起约42mm。对此标志体的正面在一隆起符号的顶部进行压痕稳定性试验，只产生约0.7mm的划痕。从背面观察时，此叠层件在填充橡胶材料所保留有的垂直切割边上形成有均匀的贴合效果。从此标志体的一个符号上尽量去掉切割下的填充橡胶材料。这一标志体符号在用于所加压力下对变形的稳定性是极差的。

                     例2～14

根据例1与例21中所述的方法，用不同加热塑性材料膜片制备三维标志体构件。所有这些例中都把35mil厚的PSA背衬的填充橡胶材料用于三维符号件。采用的处理温度约为120℃。对于已完工的标志体的隆起符号定性地评价了这种结构的标志体表面层的充分与均匀贴合性，同时对其进行了压痕稳定性试验。

                        表1例子  热塑性材料膜片    厚度   热贴合性    压痕稳定性

                      (mil)

2      硬PETG¹         15      优      轻度的1.5mm划痕

3      硬PETG           10      优            3.0mm

4      硬PETG            5      优            4.0mm

5      硬APET           15      优      轻度的1.6mm划痕

6      硬APET²         10      优            2.8mm

7      硬APET            5      优            3.6mm

8      硬PVC            20      优      轻度的0.7mm划痕

9      硬PVC³          15      优      轻度的0.7mm划痕

10     硬PVC            10      优            2.4mm

11     软PVC            10      优            4.6mm

12     PET               4      差            2.8mm

13     聚碳酸酯⁴        7      差            2.5mm

14     乙烯树脂⁵       15      优            1.8mm

1)乙二醇改性的PET，购自Lustro塑料公司；

2)无定形PET，购自Lustro塑料公司；

3)购自Mark Products公司；

4)购自GE公司，商品名“Lexan”

5)购自Arlington公司，牌号“CPM”

                     例15

根据例1中的方法制备出一种三维标志体，采用一种PSA背衬的蓝色半透明背景层(作为3M的SCOTCHCAL 3630系列标记用薄膜材料购得)形成了三维标志体。当把它置于一光源前时，此半透明的背景便均匀地逆光照明。在类似的形式下，这种三维符号件可以背衬以半透明薄膜，同时背景颜色薄膜则可背衬以不透明薄膜，而允许逆向照明三维符号件。

                     例16

根据例1中的方法制备出一种三维标志体。在所有其它的步骤之前，将一3mil的PSA背衬的无光泽乙烯树脂薄膜(作为3M的SCOTCHCAL 210-314薄膜购得)贴布到热塑性材料标志体表面层的第一表面上。在处理完后即形成一无光泽的三维标志体，带有一个6.4的60度光泽面。

                     例17

根据例1的方法，将35mil的填充橡胶材料用作三维符号件制得三维标志体。在进行处理之前，用结构不同的透气垫与屏网置于真空台上。在对叠层件进行热处理后，制得在视觉上引人入胜的标志体，它所具有的三维表面结构在构型上类似于在标志体背景区的第一表面上的处理垫或屏网。例如，一细的屏网能赋予背景区以网状结构，而编织垫则能赋予背景区以纤维状结构，而3M100号粒度的Wetordry(商品名)砂纸则能起到喷砂中的小砾石的效果。

                     例18

根据例1的方法，将40mil填充橡胶料用作PSA背衬的三维符号件制得三维标志体。用电子切割法制得了这种材料层的多个复制件。在把这种材料层与视觉符号件的轮廓对准而贴布到叠层件的背面上后)再把另一层这种材料贴布到第一层上。这样，多层的填充橡胶材料的切割符号件便相互贴布到顶层上。按前述方法处理此叠层件，所给出的三维标志体在标志体表面的背景上具有不同隆起符号件高度的符号(表2)。

                     表2

切割出的三维体符号    隆起的标志体表面

    贴布的层数         符号的三维高度

         1              45mil(0.04in)

         2              82mil(0.08in)

         3              120mil(0.12in)

         4              156mil(0.16in)

                    例19

根据例1中的方法制备出具有凹入符号的三维标志体。热塑塑料标志体表面层是15mil的硬聚氯乙烯。在此方法中，从PSA背衬的填充橡胶材料上除去了三维符号，而把经切割的填充橡胶材料的其余膜料与通过背景薄膜材料所看到的视觉符号件的阴影对准。在这种标志体中，所看到的背景便是隆起的表面，并且是由填充橡胶材料所增强。

                    例20

依据例17制得一种三维标志体。背景颜色层是涂布到15mil的热塑性材料标志体表面层上，并且是作为一种喷涂上的黑色瓷漆(Sprayon工业丙烯酸釉公司生产)而加以风干。在真空台上使用一种细的筛网件。在处理完后，成品标志体的背景上呈一种填充的黑色屏网状外观。

                      例21

本例中采用了另一种方法来生产三维图形标志体结构，其上带有清晰可见的隆起符号。在3mil的PSA背衬有色乙烯树脂薄膜(可从3M在商品名SCOTCHCAL 220系列电子切割刀用膜料下购得)的顶部乙烯树脂膜一侧，叠置上35mil的PSA背衬填充橡胶材料(三维材料件，可由3M在商品名“Letterperfect”No.521下购到)的有压敏粘合剂的一侧。将充填橡胶材料置于顶部上，在叠层件内反向切割出具有25mm型号高度的字母数字符号件。从切割出的符号件周围清除掉多余的叠层料。用一种转移带(预分隔带)，使用一种辊子层压器，如例1中所述，将叠层符号件贴布到热塑性材料薄膜的第二表面上，然后除去转移带。

于真空台上放置一可透气的车丝聚酯网状织物。将整个标志体结构以塑料薄膜面向上(标志体表面层的第一侧表面远离真空台)的形式置于真空台的网状织物顶部上。用带料将此标志体构件的边缘密封到真空台上，使得能在标志体结构之下施加真空。如例1所示，在施加真空时对标志体进行热处理。然后从真空台取下此已处理过的标志体结构。用辊子层压器将一层3mil的PSA背衬的背景颜色薄膜(可从3M在商品名SCOTCHCAL220系列膜下购得)叠层到所形成的标志体叠层体的后面(对第二表面贴布)，由此提供一有引人注意外观的组合成的有色三维标志体结构，此标志体具有极为清晰的有色的隆起符号。

                      例22

制备出一种具有立体隆起符号效应的三维图形标志体。这一标志体结构依据例21的一般方法制备，但作了下述改进。根据例21的步骤制备出一种可切割的叠层件，然后从其上切割下一具有5英寸字形高度的心形三维符号件。将此心形三维符号件贴布到热塑性材料膜板上。再从35mil厚的PSA背衬的填充橡胶材料上切割下一些较小的心形三维符号件(4英寸的、3英寸的以及2英寸的字形高度)。将具有4英寸字形高度的三维符号件贴布到叠层符号件的中央区上，此叠层符号件业已贴布到热塑性材料膜片上。在类似的方式下，将各相继的较小的三维符号件贴布到先前已贴布的三维符号件上。然后使三维符号件朝下至真空台上按例21的方法处理。用辊子层压器将背景颜色膜叠层贴到此标志体结构的背面上，并以若干层纸巾来作为此标志体正面的衬垫。生产出一种有引人注意外观的触觉标志体，它带有具有一种颜色的大型符号，且这种标志体呈现一种从它上面逐渐增高突出的台阶式效应。

对于本领域技术人员来说，在不脱离本发明的范围与原理的前提下，是可以作出种种变型与改进形式的，同时应认识到本发明不应不适当地限制于以上列述的用于说明的实施例。所有在相同范围内的出版物与专利已综合于此作为参考，这等于是说，有关的各种出版物或专利都已具体地和分别地表明于此作为参考。

Claims (17)

1.一种用来制备三维标志体结构的方法，它包括下述步骤：

(1)提供一或多个视觉字母数字的与设计的符号件；

(2)应用与将隆起的视觉符号件有相同字形、字体与间距以及相似的尺寸来提供一或多个三维符号件；

(3)将视觉符号件贴布到具有第一表面和第二表面的一种标志体表面层的第二表面上；

(4)将一背景颜色层的一第一表面贴布到上述标志体表面层的同一第二表面上已贴布的视觉符号件上，此时的视觉符号件是有效地夹在上述标志体表面层的第二表面与背景颜色层的第一表面之间；

(5)与上述视觉符号件的轮廓对准，将所述三维符号件贴布到所述背景膜层上；

(6)将步骤(5)中所得的叠层件置于真空台上，其中标志体表面层的第一表面远离此真空台的表面，然后对此真空台施加真空；以及

(7)对此叠层件加热，直至背景颜色层、标志体表面层以及视觉符号件都已贴合到三维符号件周围。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：它还包括有这样的步骤，即将一种表面改进层贴布到上述标志体表面层的第一表面上，以在反向切割的一些三维符号件对准粘合贴布上之前，将其有效地插入标志体表面层与背景颜色层之间。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，它还包括有步骤：将一第二背景颜色层贴布到上述步骤(7)中制备的叠层件上。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述真空度大于1英寸汞柱。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述叠层件表面加热不得超过177℃。

6.一种三维标志体表面结构，它包括：

(a)一个贴合的叠层件，其依序包括

(1)一具有一第一与一第二表面的标志体表面层，

(2)一或多个视觉符号件；

(3)一具有一第一与一第二表面的背景颜色层，和

(b)一或多个三维符号件，该符号件具有约10mil的最小高度并与视觉符号件定位对准。

7.如权利要求6所述的三维标志体表面结构，其特征在于，它还包括有贴布到所述标志体表面层的第一表面上的一种表面改进层。

8.如权利要求6所述的三维标志体表面结构，其特征在于，所述标志体表面层是在121℃以下能软化和贴合的一种硬性或半硬性的热塑性材料层。

9.如权利要求8所述的三维标志体表面结构，其特征在于，所述视觉符号件是从厚度在1～5mil之间的可切割材料上切割出的。

10.如权利要求9所述的三维标志体表面结构，其特征在于，所述背景颜色层是一种透明的，或半透明的有色或带图案的可贴合层。

11.如权利要求6所述的三维标志体表面结构，其特征在于，其还包括有在标志体表面层与视觉符号件之间的一第一粘合剂层，在视觉符号件与背景颜色层之间的一第二粘合剂层，以及在背景颜色层与三维符号件之间的一第三粘合剂层，其中的第一、第二与第三粘合剂层用的是这样的压敏粘合剂，即它具有如ASTM D3330-87所述的1至6磅/英寸(lb/in)的180°剥离试验强度。

12.一种三维标志体表面结构，它包括：

(a)一种贴合的叠层件，其依序包括

(1)一具有一第一与一第二表面的标志体表面层，

(2)一或多个视觉符号件，

(3)与视觉符号件定位对准的一或多个三维符号件；以及

(b)一种背景颜色层。

13.如权利要求12所述的三维标志体表面结构，其特征在于，它还包括一贴布到所述标志体表面层的第一表面上的表面改进层。

14.如权利要求12所述的三维标志体表面结构，其特征在于，所述标志体表面层是在121℃以下能软化和贴合的一种硬性或半硬性的热塑性材料层。

15.一种制备三维标志体结构的方法，它包括下述步骤：

(1)提供一或多个三维符号件；

(2)将上述三维符号件贴布到具有一第一与一第二表面的一种标志体表面层的第二表面上；

(3)将步骤(2)中的叠层件置于一真空台上，其中标志体表面层的第一表面远离此真空台的表面，然后对此真空台施加真空；

(4)对此叠层件加热，直至所述标志体表面层已贴合到前述三维符号件周围；以及

(5)将步骤4中已贴合的叠层件贴布到一背景颜色层的一第一表面上，以有效地将所述三维符号件夹层到标志体表面层的第二表面与背景颜色层的第一表面之间。

16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，它还包括有步骤：将一种表面改进层贴布到所述标志体表面层的第一表面上，以在反向切割出的一些三维符号件对准粘合贴布之前将其有效地夹层于所述标志体表面层与背景颜色层之间。

17.一种三维的图形标志，它依序包括：

(a)一种标志体表面层；

(b)一或多个视觉的字母数字的与设计的符号件；

(c)一第一背景层；

(d)一或多个三维符号件，该符号件具有约10mil的最小高度并与上述视觉符号件对准定位；以及

(e)一第二背景层。

Images