專利名稱：用于形成逆向反射立方角制品的模具中所用的多塊薄板的制備方法,用該方法形成的模 ...的制作方法
發(fā)明的領(lǐng)域本發(fā)明總體涉及適用于形成立方角逆向反射片的模具，制備該模具的方法，以及用該模具制得的逆向反射片。本發(fā)明具體涉及由多塊薄板形成的模具和制備這些薄板的方法。
發(fā)明的背景逆向反射材料的特征是能夠?qū)⑷肷涞皆摬牧仙系墓饩€再照射回發(fā)光光源。這種能力使得逆向反射片在多種要得到顯明性的場(chǎng)合有廣泛的用途。逆向反射片通常是施用到平的剛性制品(如路面標(biāo)志和路障)上；然而它也用于不規(guī)則或柔性的表面。例如，逆向反射片可粘貼在卡車拖車的側(cè)面，這需要該逆向反射片從縐紋和突起的鉚釘上經(jīng)過(guò)，或者逆向反射片可粘貼在柔性物體部位，如道路工作者的安全服或其它此類安全服裝。在下面的表面是不規(guī)則或柔性的情況下，希望逆向反射片能夠與下面的表面適配而不損失逆向反射性能。另外，逆向反射片通常以料卷形式進(jìn)行包裝和運(yùn)輸，因此要求它具有足夠的柔性以卷繞在芯子上。
兩種已知類型的逆向反射片是以微球?yàn)榛钠暮土⒎浇瞧?。以微球?yàn)榛钠?有時(shí)被稱為“含珠”片材(″beaded″sheeting))使用許多微球，它們通常至少部分嵌入粘合劑層中并含有相關(guān)的鏡面反射或漫反射材料(如顏料顆粒、金屬薄片或蒸氣涂層等)以逆向反射入射光。說(shuō)明性的例子揭示于美國(guó)專利3,190,178(McKenzie)、4,025,159(McGrath)和5,066,098(Kult)。以微球?yàn)榛钠牡膬?yōu)點(diǎn)是它通常能夠粘貼到波紋狀或柔性的表面上。此外，由于含珠逆向反射器件的對(duì)稱性，因此以微球?yàn)榛哪嫦蚍瓷淦@示的回射光總量在繞垂直于片材表面的軸旋轉(zhuǎn)的各方向上較均勻。因此，這類以微球?yàn)榛钠膶?duì)于片材放在表面上的方向的敏感性較差。然而，這類片材的逆向反射效率通常低于立方角片材。
立方角逆向反射片包含通常具有大致為平面的底面的本體部分和在底面背面的包含多個(gè)立方角元件的結(jié)構(gòu)化表面。每個(gè)立方角元件包含三個(gè)大致互相垂直的光學(xué)面，它們相交于一個(gè)參考點(diǎn)(即頂點(diǎn))。立方角元件的底面用作光線透射入立方角元件的孔徑。使用時(shí)，射到片材底面上的入射光于片材底面處發(fā)生折射，透過(guò)位于片材上的立方角元件的底面，由三個(gè)垂直的立方角光學(xué)面的每一面進(jìn)行反射，再回射向光源。立方角元件的對(duì)稱軸(也稱為光軸)是延伸經(jīng)過(guò)立方角頂點(diǎn)并與立方角元件的三個(gè)光學(xué)面成相同角度的軸。當(dāng)光線大致沿光軸入射到立方角元件的底面上時(shí)，它通常顯示最高的光學(xué)效率。被立方角逆向反射器件逆向反射的光線量隨著入射角偏離光線軸而降低。
立方角逆向反射片的逆向反射效率的最大值是逆向反射片結(jié)構(gòu)化表面上立方角元件的幾何結(jié)構(gòu)的函數(shù)。立方角領(lǐng)域中所用的術(shù)語(yǔ)“有效面積(active area)”和“有效孔徑(effective aperture)”用來(lái)表征立方角元件對(duì)入射元件底面的光線進(jìn)行逆向反射的部分。關(guān)于確定立方角元件設(shè)計(jì)的活性孔徑的詳細(xì)說(shuō)明超出了本說(shuō)明書(shū)的范圍。用于確定立方角幾何結(jié)構(gòu)的有效孔徑的一種方法記載于Eckhardt，Applied Optics，v.10，n.7，1971年7月，1559-1566頁(yè)。授予Straubel的美國(guó)專利835,648也討論了有效孔徑這一概念。當(dāng)入射角給定時(shí)，將三個(gè)立方角面在垂直于經(jīng)折射入射光的平面上的投影與三次反射的象表面在同一平面上的投影進(jìn)行拓?fù)湎嘟?，確定有效面積。這樣，術(shù)語(yǔ)“有效面積百分?jǐn)?shù)”就定義為有效面積除以立方角面投影的總面積。逆向反射片的逆向反射效率與片材上立方角元件的有效面積百分?jǐn)?shù)直接相關(guān)。
對(duì)于一個(gè)立方角匹配對(duì)陣列，已知有效面積百分?jǐn)?shù)和光線強(qiáng)度，可以計(jì)算出預(yù)計(jì)的回射光線總量(total light return，TLR)。對(duì)于經(jīng)逆向反射的光線，光線強(qiáng)度會(huì)由于正面損失和三個(gè)立方角面的每一面的反射而降低?；厣涔饩€總量定義為有效面積百分?jǐn)?shù)與光線強(qiáng)度的乘積，或者是經(jīng)過(guò)逆向反射的入射光線總量百分?jǐn)?shù)。直接加工的立方角陣列的回射光線總量的討論見(jiàn)美國(guó)專利3,712,706(Stamm)。
此外，逆向反射片的逆向反射圖案的光學(xué)特性部分地是立方角元件幾何結(jié)構(gòu)的函數(shù)。因此，立方角元件幾何結(jié)構(gòu)的變形會(huì)導(dǎo)致逆向反射片光學(xué)特點(diǎn)的相應(yīng)變形。為了防止不希望有的物理變形，制備逆向反射片立方角元件的材料通常具有較高的彈性模量，它足以防止在撓曲或彈性拉伸逆向反射片時(shí)立方角元件發(fā)生物理形變。如上所述，通常較好的是逆向反射片具有足夠的柔性以使其能粘貼在波紋狀或本身柔性的底材上，或者使其能卷繞成卷用于貯存和運(yùn)輸。
立方角逆向反射片如下制得先制備一個(gè)母模，它包括所需立方角元件幾何結(jié)構(gòu)的負(fù)像或正像。可使用電鍍鎳、化學(xué)氣相淀積或物理氣相淀積來(lái)復(fù)制該母模，制得用于形成立方角逆向反射片的工具。Pricone等人的美國(guó)專利5,156,863對(duì)形成用于制造立方角逆向反射片的工具的方法作了說(shuō)明性的概述。制造母模的已知方法包括針形元件束技術(shù)、直接加工技術(shù)和層壓技術(shù)。這些技術(shù)中的每一種都有其優(yōu)點(diǎn)和局限性。
在針形元件束(pin bundling)技術(shù)中，將許多根針(每根的一端都具有幾何結(jié)構(gòu))集中放置在一起，形成立方角逆向反射面。美國(guó)專利1,591,572(Stimson)、3,926,402(Heenan)、3,541,606(Heenan等)和Howell的3,632,695給出了說(shuō)明性的例子。針形元件束技術(shù)能夠在單個(gè)模中制得各種各樣的立方角幾何結(jié)構(gòu)。然而，針形元件束技術(shù)對(duì)于制備小型立方角元件(如小于約1.0毫米)在經(jīng)濟(jì)上和技術(shù)上都不能實(shí)施。
在直接加工技術(shù)中，在一整塊基材中形成一系列槽以形成立方角逆向反射面。美國(guó)專利3,712,706(Stamm)和4,588,258(Hoopman)給出了說(shuō)明性的例子。直接加工技術(shù)能夠精確地加工非常小的立方角元件，這是符合柔性逆向反射片要求的。然而，目前使用直接加工技術(shù)還不能制得在低入射角時(shí)具有非常高的有效孔徑的某些立方角結(jié)構(gòu)。作為例子，美國(guó)專利3,712,706所述立方角元件幾何結(jié)構(gòu)的回射光線總量理論最大值約為67％。
在層壓技術(shù)中，將多塊薄板(每塊薄板的一端具有幾何形狀)組合形成立方角逆向反射面。德國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)(OS)19 17 292、國(guó)際公開(kāi)號(hào)WO 94/18581(Bohn等)、WO 97/04939(Minura等)和WO 97/04940(Mimura等)都揭示了模制的逆向反射器件，其中在多塊板上形成有槽的表面。然后，將這些板傾斜一定的角度，并橫向移動(dòng)下一塊板。該方法得到多個(gè)立方角元件，每個(gè)元件由第一塊板上的兩個(gè)經(jīng)加工表面和第二塊板上一個(gè)側(cè)面形成。授予Gubela的德國(guó)專利DE 42 36 799揭示了一種制備用于制造立方角的具有立方形表面的模具的方法。在帶狀材料一邊的整個(gè)長(zhǎng)度上沿第一方向研磨或切割傾斜表面。然后在第二方向上形成多個(gè)切口，以在帶狀材料上形成立方角逆向反射器件。最后，在帶狀材料的側(cè)面垂直地形成多個(gè)切口。Gubela的德國(guó)臨時(shí)專利44 10 994 C2是有關(guān)此方面的專利。專利44 10 994 C2中揭示的逆向反射器件的特征是具有凹曲度的反射表面。
發(fā)明的簡(jiǎn)要概述本發(fā)明涉及合適用于由多塊薄板形成逆向反射片的母模和制備該母模的方法。用本文所揭示的方法制得的母模的優(yōu)點(diǎn)是能夠制得逆向反射效率水平接近100％的逆向反射立方角片。為了便于制造柔性逆向反射片，所揭示的方法能夠制造寬度窄至0.010毫米的立方角逆向反射元件。此外，本發(fā)明能夠制得在至少兩個(gè)不同方向上顯示對(duì)稱逆向反射性能的立方角逆向反射片。本發(fā)明還揭示了制備由多塊薄板形成的模具的效率高且費(fèi)用低廉的方法。
對(duì)多塊薄板同時(shí)進(jìn)行加工，形成多個(gè)立方角元件。每個(gè)立方角元件的三個(gè)互相垂直光學(xué)面最好形成于多塊薄板的一塊上。也就是說(shuō)，單獨(dú)或離散的立方角元件最好不要延伸越過(guò)多于一塊薄板。所有三個(gè)光學(xué)面最好用加工方法形成，以確保有光學(xué)質(zhì)量的表面。在加工階段和隨后的階段中最好保持相鄰薄板之間的界面是平面，以使得由于加工薄板而造成的對(duì)準(zhǔn)問(wèn)題和損壞降至最低。
制造多塊薄板以用于適用于形成逆向反射立方角制品的模具。每塊薄板具有相對(duì)的第一主要表面和第二主表面，在兩個(gè)主表面之間界定了第一參考平面。每塊薄板還包括與第一和第二主表面相連的工作表面。工作表面界定了與該面基本平行、與第一參考平面垂直的第二參考平面和與第一參考平面和第二參考平面垂直的第三參考平面。該方法包括將多塊薄板定向，使它們各自的第一參考平面互相平行并與固定的參考軸成第一角度放置。在工作表面中形成至少兩個(gè)凹槽組，每個(gè)凹槽組包括在薄板工作表面中的至少兩個(gè)平行、相鄰的V形凹槽。所述至少兩個(gè)凹槽組形成第一、第二和第三凹槽面，它們大致正交地相交，形成多個(gè)立方角元件。較好的是每個(gè)立方角元件基本上位于多塊薄板的一塊中。在形成至少一個(gè)凹槽組之前，可以將多塊薄板定向放置與固定參考軸成第二角度。
在一個(gè)實(shí)施方案中，形成至少兩個(gè)凹槽組的步驟包括在每塊薄板的工作表面中形成第一凹槽組，該第一凹槽組包含至少兩個(gè)平行、相鄰的V形凹槽。每個(gè)相鄰凹槽界定了第一凹槽面和第二凹槽面，它們大致正交地相交，在每塊相應(yīng)的薄板上形成第一參考邊。在多塊薄板的工作表面中形成第二凹槽組，該第二凹槽組包含至少一個(gè)凹槽。第二凹槽組中的每個(gè)凹槽界定了第三凹槽面，它與第一和第二凹槽面基本正交地相交，形成至少一個(gè)基本上位于單塊薄板上的第一立方角構(gòu)件。
該第一立方角構(gòu)件較好的是包含多個(gè)立方角元件。多個(gè)立方角元件中的每一個(gè)基本上位于一塊薄板上。相鄰的第一和第二主表面之間的界面較好的是平面。每塊薄板的尺寸是厚約0.025-1.0毫米，更好是約0.1-0.6毫米。
該方法包括定向放置多塊薄板的步驟，該步驟包括將薄板集中放置在一界定了底平面的夾具中。第一角度與垂直于底平面的固定參考軸成約5°-85°，更好的是約10°-65°，最好的是約25°-45°。
形成凹槽組的步驟包括平行于夾具界定的底平面至少形成一個(gè)凹槽組?；蛘撸梢孕纬膳c夾具界定的底平面成銳角的凹槽組。還可以形成凹槽組，以使薄板工作表面中不同深度的相鄰凹槽之間的距離是不同的。
形成凹槽組的方法可以包括使用材料去除技術(shù)除去最接近多塊薄板工作表面的多塊薄板中每塊的一部分。第一、第二和第三凹槽面基本上是用材料去除技術(shù)形成的。通過(guò)使多塊薄板和刀具之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)，可以形成凹槽組。形成凹槽組的步驟包括選自劃線、快速切削、磨削(grinding)和研磨的加工操作。凹槽的夾角較好是約為10°-170°。
在一個(gè)實(shí)施方案中，在形成第二凹槽組之前，定向放置多塊薄板，使它們各自的第一參考平面互相平行并與固定參考軸成第二角度。定向放置多塊薄板，使它們各自的第一參考平面互相平行并與固定參考軸成第二角度的步驟包括將多塊薄板重新集中放置在合適的夾具中。在一個(gè)實(shí)施方案中，定向放置多塊薄板，使它們各自的第一參考平面互相平行并與固定參考軸成第二角度的步驟包括將多塊薄板繞垂直于第二參考平面的軸旋轉(zhuǎn)180°。
立方角元件通常是二個(gè)相背放置的。在另一個(gè)實(shí)施方案中，這些立方角元件的光軸可大致平行，以使回射光線總量在繞360°的定向角范圍內(nèi)不對(duì)稱。
本發(fā)明還揭示了一種復(fù)制模具工作表面以形成多個(gè)立方角元件的負(fù)像的方法，所述負(fù)像適合于用作形成逆向反射制品的模具，以及由所述方法形成的模具。逆向反射制品可以由形成負(fù)像的模具形成。
附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明

圖1是適用于所揭示方法的單塊薄板的透視圖。
圖2是多塊所述薄板的透視圖。
圖3是沿第一種取向定向放置的多塊薄板的端面圖。
圖4是按照第一種加工操作的多塊薄板的端面圖。
圖5是按照第一種加工操作的多塊薄板的側(cè)視圖。
圖6是圖5所示多塊薄板沿第二取向定向放置的端面圖。
圖7是多塊薄板沿第二取向定向放置的端面圖，其中每隔一塊的薄板旋轉(zhuǎn)了180°。
圖8是按照第二種加工操作的多塊薄板的端面圖。
圖9是按照第二種加工操作的多塊薄板的頂視圖。
圖10是沿第一取向定向放置的多塊薄板的端面圖。
圖11是按照第一種加工操作的多塊薄板的端面圖。
圖12是按照第一種加工操作的多塊薄板的側(cè)視圖。
圖13是沿第二取向定向放置的多塊薄板的端面圖。
圖14是按照第二種加工操作的多塊薄板的端面圖。
圖15是按照第二種加工操作的多塊薄板的側(cè)視圖。
圖16是按照第三種加工操作的多塊薄板的端面圖。
圖17是按照第三種加工操作的多塊薄板的頂視圖。
圖18是根據(jù)圖10-17方法制得的單塊薄板的透視圖。
圖19是沿第一取向定向放置的多塊薄板的端面圖。
圖20是按照第一種加工操作的多塊薄板的端面圖。
圖21是按照第一種加工操作的多塊薄板的側(cè)視圖。
圖22是沿第二取向定向放置的多塊薄板的端面圖。
圖23是按照第二種加工操作的多塊薄板的端面圖。
圖24是按照第二種加工操作的多塊薄板的側(cè)視圖。
圖25是按照第三種加工操作的多塊薄板的側(cè)視圖。
圖26是按照第三種加工操作的多塊薄板的頂視圖。
圖27是按照?qǐng)D19-26的方法制得的單塊薄板的透視圖。
較佳實(shí)施方案的詳細(xì)說(shuō)明同時(shí)加工多塊薄板形成多個(gè)完全的立方角元件。每個(gè)立方角元件的三個(gè)互相垂直的光學(xué)面較好的是形成在單塊薄板上。所有三個(gè)光學(xué)面較好是用加工方法形成以確保光學(xué)質(zhì)量的表面。在加工階段和隨后的階段中最好保持相鄰薄板之間的界面是平面，以使得由于加工薄板而造成的對(duì)準(zhǔn)問(wèn)題和損壞降至最低。
在對(duì)多個(gè)實(shí)施方案的說(shuō)明中，為了清楚起見(jiàn)使用了特殊的技術(shù)術(shù)語(yǔ)。然而，這些技術(shù)術(shù)語(yǔ)并無(wú)限制作用，應(yīng)該理解，每個(gè)選定的術(shù)語(yǔ)包括有類似功用的所有技術(shù)等價(jià)內(nèi)容。所揭示的方法可用于形成多個(gè)尺寸和形狀的逆向反射元件，如完全立方角元件(full cube corner elements)和截頂立方角元件(truncated cube cornerelements)。陣列中相鄰截頂立方角元件的底邊通常是共平面的。陣列中相鄰?fù)耆⒎浇窃牡走叢辉谕粋€(gè)平面上。與本發(fā)明同一日提交的有關(guān)申請(qǐng)包括立方角片模具及其制備方法(代理人卷宗編號(hào)51946USA9A)；逆向反射立方角片模具和由它形成的片(代理人卷宗編號(hào)53305USA5A)；逆向反射立方角片、用于它的模具和制備該模具的方法(代理人卷宗編號(hào)53318USA8A)；由高度傾斜的立體角元件構(gòu)成的鋪貼逆向反射片(代理人卷宗編號(hào)53285USA9A)；雙重取向的逆向反射片(代理人卷宗編號(hào)52303USA8B)。
為了便于說(shuō)明，可以將笛卡兒坐標(biāo)系疊加到薄板10上。第一參考平面24位于第一主表面12和第二主表面14中間。第一參考平面24被稱為x-z平面，具有y軸作為其法向矢量。第二參考平面26被稱為x-y平面，與薄板10的工作表面16大致共平面延伸，具有z軸作為法向矢量。第三參考平面28被稱為y-z平面，位于第一端面20和第二端面22的中間，具有x軸作為其法向矢量。雖然本文中是參考笛卡兒參考平面對(duì)各種幾何結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行說(shuō)明的，但應(yīng)該理解這些幾何結(jié)構(gòu)可以使用其它坐標(biāo)系或參考薄板結(jié)構(gòu)加以說(shuō)明。
現(xiàn)在參考圖1-9說(shuō)明薄板的一個(gè)實(shí)施方案及其制備方法。在圖1中，用于制造適用于形成逆向反射片的模具的典型薄板10包括第一主表面12和相對(duì)的第二主表面14。薄板10還包括延伸于第一主表面12和第二主表面14之間的工作表面16和相對(duì)的底面18。薄板10還包括第一端面20和相對(duì)的第二端面22。在一個(gè)實(shí)施方案中，薄板10可以是相對(duì)表面大致平行的直角正交多面體。然而，應(yīng)該理解薄板10的相對(duì)表面無(wú)需平行。
圖2-9示出了在薄板10的工作表面16中形成包含多個(gè)光學(xué)上相對(duì)的立方角元件的有結(jié)構(gòu)表面的一個(gè)實(shí)施方案。簡(jiǎn)要地說(shuō)，定向放置多塊薄板10以使它們各自的第一參考平面24與固定的參考軸成第一角度θ1(如圖3所示)。在多塊薄板10的工作表面16中形成第一凹槽組，它包含多個(gè)平行、相鄰的凹槽30a、30b、30c等(總體上標(biāo)記為30)(如圖3-5所示)。第一凹槽組30的凹槽界定各自的第一凹槽面32a、32b、32c等和各自的第二凹槽面34b、34c、34d等。重要的是，各自的第一凹槽面32a、32b、32c等與各自的第二凹槽面34b、34c等大致正交地相交，界定各自的第一參考邊36a、36b、36c等。本文中所用的術(shù)語(yǔ)“大致正交”或“近似正交”是指各自表面之間的二面角約為90°；本發(fā)明考慮到授予Appeldorn的美國(guó)專利4,775,219中揭示和要求權(quán)利的正交性的輕微變化。在薄板10的工作表面16中還形成第二凹槽組，它包含多個(gè)平行、相鄰的凹槽46a、46b、46c等(如圖6-8所示)。凹槽46劃分和/或平分第一和第二凹槽面32、34。為了清楚起見(jiàn)，凹槽46一側(cè)的凹槽面被稱為第一和第二凹槽面32、34，凹槽46另一面的凹槽面被稱為第三和第四凹槽面40、42。
第二凹槽組中的凹槽界定了各自的第五凹槽面48a、48b、48c等(總體上標(biāo)記為48)和第六凹槽面50a、50b、50c等(總體上標(biāo)記為50)。第五凹槽面48a、48b、48c等與各自的第一凹槽面32a、32b、32c等和第二凹槽面34b、34c等大致正交地相交，在相應(yīng)薄板的工作表面16上形成多個(gè)立方角元件60a、60b、60c。類似地，第六凹槽面50a、50b、50c等與各自的第一凹槽面40a、40b、40c等和第二凹槽面42b、42c等大致正交地相交，在相應(yīng)薄板的工作表面16上形成多個(gè)立方角元件70a、70b等。本文中所用術(shù)語(yǔ)“凹槽組”是指形成于薄板10的工作表面16中的所有平行凹槽。
現(xiàn)在更具體地說(shuō)明該實(shí)施方案?；氐綀D2，將多塊薄板10集中放置在一起以使一塊薄板10的第一主表面12與相鄰薄板10的第二主表面14相鄰。較好的是將多塊薄板10集中在能夠確保多塊薄板互相鄰接的常規(guī)設(shè)計(jì)的夾具中。夾具宜界定一底平面80(如圖3所示)，較好是當(dāng)薄板10如圖2所示放置時(shí)底平面80與薄板10的底面18大致平行。多塊薄板10可以用上述迪卡兒坐標(biāo)系來(lái)表征。較好的是當(dāng)多塊薄板10放置得使它們的第一參考平面24垂直于底平面80時(shí)，這些薄板的工作表面16基本上是共平面的。
在圖3中，定向放置多塊薄板10使它們的第一參考平面24與垂直于底平面80的固定參考軸82成第一角度θ1。在一個(gè)實(shí)施方案中，第一角度θ1大約為27.8°。然而，在實(shí)踐中θ1可以在約1°至約85°之間，更好約為10°-60°，最好約為25°-45°。
參見(jiàn)圖4-5，在多塊成角度θ1放置的薄板10的工作表面16中形成第一凹槽組，它包括多個(gè)平行相鄰的V形凹槽30a、30b、30c等(總體上標(biāo)記為30)。在多塊薄板10的工作表面16中至少形成兩個(gè)這樣的凹槽30。凹槽30界定了第一凹槽面32a、32b、32c等(總體上標(biāo)記為32)和第二凹槽面34b、34c、34d等(總體上標(biāo)記為34)，它們?nèi)鐖D所示相交于凹槽頂點(diǎn)33b、33c、33d等(總體上標(biāo)記為33)。在薄板的邊緣，形成凹槽的操作可形成單個(gè)凹槽面32a。相鄰凹槽30a、30b的凹槽面32a和34b大致正交地相交于參考邊36a。類似地，鄰接凹槽面32b和34c大致正交地相交于參考邊36b。這可以通過(guò)使用具有90°夾角的刀具形成凹槽30來(lái)完成。較好的是在多塊薄板10的整個(gè)工作表面16上重復(fù)該圖案。凹槽頂點(diǎn)33最好間隔約0.01-1.0毫米，但并不局限于這些值。
凹槽30是使用合適的材料去除技術(shù)(包括精確加工技術(shù)，如研磨、劃線、切槽和快速切削)去除多塊薄板的部分工作表面16而形成的。也可以使用化學(xué)蝕刻或激光燒蝕技術(shù)。在一個(gè)實(shí)施方案中，在高度精確的加工操作中形成凹槽30，在該操作中將具有90°夾角的金剛石刀具沿與底平面80大致平行的軸在整個(gè)多塊薄板10的工作表面16上橫向反復(fù)運(yùn)動(dòng)。然而，金剛石刀具也可以沿與底平面80不平行的軸運(yùn)動(dòng)，以使得刀具在多塊薄板10上切割出不同的深度。此外，還可以將加工工具保持靜止，而使多塊薄板運(yùn)動(dòng)；任何形式的薄板10與加工工具之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)都是可以設(shè)想的。
在圖2-5的實(shí)施方案中，第一凹槽組中各凹槽30的形成深度是使得各第一參考邊36與每塊薄板的第一主表面12和第二主表面14相交。因此，在圖4所示的端面圖中，參考邊36和凹槽頂點(diǎn)33形成沿平行于底平面80的軸延伸的基本連續(xù)的線。此外，形成凹槽30使得各參考邊36位于以直角與各第一參考平面24和第二參考平面26相交的平面上。因此，在頂視圖中，各第一參考邊36會(huì)與多塊薄板10的各第一參考平面24垂直。然而，凹槽30還可以具有較淺的深度。例如，如果減少工具的深度，所形成的凹槽頂點(diǎn)33會(huì)更接近工作表面16，會(huì)形成平的透光區(qū)域。
為了完成在薄板10的工作表面16上形成立方角元件，沿大致平行于第一參考平面24的軸在每塊薄板10中加工一個(gè)凹槽，如此形成第二凹槽組。在圖6-8所示的實(shí)施方案中，將多塊薄板10從集合夾具中取出，將每隔一塊的薄板(10b、10d等)繞垂直于第二參考平面26的軸旋轉(zhuǎn)180°。然后，將多塊薄板再重新集中起來(lái)使它們各自的第一參考平面24最好以大致垂直于底平面80放置，如圖7所示。
參考圖8和圖9，在多塊薄板10的工作表面16中形成第二凹槽組，它宜在每塊薄板10中包括至少一個(gè)凹槽46。在所揭示的實(shí)施方案中，第二凹槽46a、46b、46c等(總體上標(biāo)記為46)界定了各第五凹槽面48a、48b、48c等(總體上標(biāo)記為48)和第六凹槽面50a、50b、50c等(總體上標(biāo)記為50)，它們相交于沿垂直于第三參考平面28的軸的方向的各凹槽頂點(diǎn)52a、52b、52c等(總體上標(biāo)記為52)。
形成第二凹槽46，以使得第五凹槽面48與各第一凹槽面(如32a、32b等)和第二凹槽面(如34a、34b等)基本上正交。所述第五凹槽面48的形成使得在每隔一塊薄板10的工作表面16中形成多個(gè)立方角元件60a、60b等(總體上標(biāo)記為60)。每個(gè)立方角元件60由第一凹槽面(32a、32b等)、第二凹槽面(34a、34b等)和一部分第五凹槽面48界定，這些表面相交于一點(diǎn)，該點(diǎn)定義為立方角尖點(diǎn)，即頂點(diǎn)62。類似地，第六凹槽面50與各第三凹槽面(如40a、40b等)和第四凹槽面(如42a、42b等)基本上正交。如上所述，第三和第四凹槽面40、42是由第一凹槽組30形成的。第六凹槽面50的形成也在每隔一塊薄板10的工作表面16中形成了多個(gè)立方角元件70a、70b等(總體上標(biāo)記為70)。每個(gè)立方角元件70由第三凹槽面(40a、40b等)、第四凹槽面(42a、42b等)和一部分第六凹槽面50界定，這些表面相交于一點(diǎn)，該點(diǎn)被定義為立方角尖點(diǎn)，即頂點(diǎn)72。較好的是，凹槽面48和50都在薄板10的工作表面16上形成多個(gè)立方角元件。然而應(yīng)該理解，可以形成第二凹槽46，以使得只有凹槽面48或者只有凹槽面50形成立方角元件。
立方角元件60、70是相背的兩個(gè)元件，它們產(chǎn)生相反(盡管未必相同)的逆向反射圖案。立方角元件60、70較好的是產(chǎn)生對(duì)稱即鏡像的逆向反射圖案，即元件基本相同但相對(duì)旋轉(zhuǎn)了180°。在另一個(gè)實(shí)施方案中，可以在圖6所示的這疊薄板中切割第二凹槽組46，由此得到沿相同方向排列的立方角元件60、70。也就是說(shuō)，立方角元件60、70的對(duì)稱軸即光軸是大致平行的。類似地，如圖8所示，在切割得到第二凹槽組46以后，薄板10b、10d等可以旋轉(zhuǎn)180°。沿相同方向排列的立方角元件60、70的回射光線總量在繞360°的定向角范圍內(nèi)不對(duì)稱。不對(duì)稱的逆向反射圖案在一些應(yīng)用中是需要的，如從窄范圍定向角觀察的路面標(biāo)志或其它標(biāo)志。
本發(fā)明的方法包括同時(shí)加工多塊薄板，每塊薄板包括一個(gè)或多個(gè)離散的立方角元件。立方角元件較好的是不延伸越過(guò)多于一塊薄板。例如，在單塊薄板上加工出立方角元件60的三個(gè)互相垂直的光學(xué)面32、34、48。類似地，在單塊薄板上加工出立方角元件70的三個(gè)光學(xué)面40、42、50。立方角元件60、70可以位于同一塊薄板上或者位于不同的薄板上。有利的是，通過(guò)加工操作僅用兩組凹槽組30、46就形成了立方角元件60、70，確保了光學(xué)質(zhì)量的表面。在加工階段和隨后制得的模具中，在相鄰薄板之間保持主表面12、14間的界面是平面，以使得由于加工薄板而造成的對(duì)準(zhǔn)問(wèn)題和損壞降至最低，使得會(huì)導(dǎo)致負(fù)像性能變差的相鄰薄板間間隙最小，并使得移動(dòng)至薄板間間隙內(nèi)的余料(flash)最小。
圖10-18示出了在圖2所示多塊薄板上形成圖1-9的模具的另一種方法，該方法使用三組凹槽組130、138和146。較好的是，當(dāng)各塊薄板放置得使它們各自的第一參考平面124垂直于底平面180時(shí)，多塊薄板110的各工作表面116基本上是共平面的。參考平面124、126、128分別對(duì)應(yīng)于上述參考平面24、26、28。
參見(jiàn)圖10，定向放置多塊薄板110，使它們的第一參考平面124與垂直底平面180的固定參考軸182成第一角度β1。在一個(gè)實(shí)施方案中，β1大約為27.8°。然而β1也可以約為1°-85°，更好約為10°-60°。
參見(jiàn)圖11-12，在多塊成角度β1放置的薄板110的工作表面116中形成第一凹槽組，它包括多個(gè)平行、相鄰的V形凹槽130a、130b、130c等(總體上標(biāo)記為130)。在多塊薄板110的工作表面116中至少形成兩個(gè)這樣的凹槽130。凹槽130界定了第一凹槽面132a、132b、132c等(總體上標(biāo)記為132)和第二凹槽面134b、134c、134d等(總體上標(biāo)記為134)，它們?nèi)鐖D所示相交于凹槽頂點(diǎn)133b、133c、133d等(總體上標(biāo)記為133)。在薄板的邊緣，形成凹槽的操作可形成單個(gè)凹槽面132a。相鄰凹槽的凹槽面132a和134b大致正交地相交于參考邊136a。類似地，鄰接凹槽面132b和134c大致正交地相交于參考邊136b。較好的是在多塊薄板110的整個(gè)工作表面116上重復(fù)該圖案。
凹槽130是使用合適的材料去除技術(shù)(包括精確加工技術(shù)，如研磨、劃線、切槽和快速切削)去除多塊薄板的部分工作表面116而形成的。也可以使用化學(xué)蝕刻或激光燒蝕技術(shù)。在一個(gè)實(shí)施方案中，在高度精確的加工操作中形成凹槽130，在該操作中將具有90°夾角的金剛石刀具沿與底平面180大致平行的軸在多塊薄板110的整個(gè)工作表面116上橫向反復(fù)運(yùn)動(dòng)。然而，金剛石刀具也可以沿與底平面180不平行的軸運(yùn)動(dòng)，以使得刀具在整個(gè)多塊薄板110上切割出不同的深度。此外，還可以將加工工具保持靜止，而使多塊薄板運(yùn)動(dòng)；任何形式的薄板110與加工工具之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)都是可以設(shè)想的。
在圖11-12的實(shí)施方案中，凹槽130的形成深度是使得各第一參考邊136與每塊薄板的第一主表面112和第二主表面114相交。因此，在圖11所示的端面圖中，參考邊136和凹槽頂點(diǎn)133形成沿平行于底平面180的軸延伸的基本連續(xù)的線。此外，形成凹槽130使得各參考邊136位于以直角與各第一參考平面124和第二參考平面126相交的平面上。因此，各第一參考邊136與多塊薄板110的各第一參考平面124垂直。然而，凹槽130還可以具有較淺的深度，以形成平的透光區(qū)域。
參見(jiàn)圖13，然后將多塊薄板110定向放置，使得它們各自的第一參考平面124與垂直于底平面180的固定參考軸182成第二角度β2。在一個(gè)實(shí)施方案中，β2約為27.8°。然而，在實(shí)踐中β2可以約為1°-85°，更好約為10°-60°。角度β2與角度β1無(wú)關(guān)，無(wú)需與β1相等。為了以角度β2定向放置多塊薄板110，最好將薄板110從夾具中取出，重新組裝起來(lái)，它們各自的第一參考平面成角度β2。
參見(jiàn)圖14-15，在多塊成角度β2放置的薄板110的工作表面116中形成第二凹槽組，它包括多個(gè)平行、相鄰的V形凹槽138b、138c等(總體上標(biāo)記為138)。在多塊薄板110的工作表面116中至少形成兩個(gè)相鄰的凹槽138。凹槽138界定了第三凹槽面140a、140b、140c等(總體上標(biāo)記為140)和第四凹槽面142b、142c、142d等(總體上標(biāo)記為142)，它們?nèi)鐖D所示相交于凹槽頂點(diǎn)141b、141c、141d等(總體上標(biāo)記為141)。在薄板的邊緣，形成凹槽的操作可形成單個(gè)凹槽面140a。相鄰凹槽的凹槽面140a和142b大致正交地相交于參考邊144a。類似地，相鄰凹槽面140b和142c大致正交地相交于參考邊144b。較好的是在多塊薄板110的整個(gè)工作表面116上重復(fù)該圖案。
第二凹槽組的凹槽138較好的還可以通過(guò)高度精確的加工操作來(lái)形成，在該操作中將具有90°夾角的金剛石刀具沿與底平面180大致平行的切割軸在多塊薄板110的整個(gè)工作表面116上橫向反復(fù)運(yùn)動(dòng)。同樣，應(yīng)注意到重要的是相鄰凹槽138的表面沿參考邊144相交形成正交二面角。每個(gè)凹槽的夾角可以不同于90°。較好的是，凹槽138在多塊薄板110的工作表面116中形成的深度大致與第一凹槽組中的凹槽130相同。此外，較好的是形成第二凹槽組的凹槽138，以使得各凹槽頂點(diǎn)(如141a、141b等)和各參考邊(如144a、144b等)與第一凹槽組的凹槽130的各凹槽頂點(diǎn)(如133a、133b等)和各參考邊(如136a、136b等)基本上共平面。
參見(jiàn)圖16-17，在多塊薄板110的工作表面116中形成第三凹槽組，它宜在每塊薄板110中包括至少一個(gè)凹槽146。在所揭示的實(shí)施方案中，第三凹槽146a、146b、146c等(總體上標(biāo)記為146)界定了各第五凹槽面148a、148b、148c等(總體上標(biāo)記為148)和各第六凹槽面150a、150b、150c等(總體上標(biāo)記為150)，它們相交于沿平行于各第一參考平面124的軸的各凹槽頂點(diǎn)152a、152b、152c等(總體上標(biāo)記為152)。形成第三凹槽146，以使得各第五凹槽面148位于與各第一凹槽面(如132a、132b等)和各第二凹槽面(如134a、134b等)基本上正交的平面內(nèi)。如此形成第五凹槽面148，就在各薄板110的工作表面116中形成了多個(gè)立方角元件160a、160b等(總體上標(biāo)記為160)。
每個(gè)立方角元件160由第一凹槽面(132a、132b等)、第二凹槽面(134a、134b等)和一部分第五凹槽面148界定，這些表面相交于一點(diǎn)，該點(diǎn)定義為立方角尖點(diǎn)，即頂點(diǎn)162。類似地，第六凹槽面150位于與各第三凹槽面(如140a、140b等)和各第四凹槽面(如142a、142b等)基本上正交的平面內(nèi)。第六凹槽面150的形成也在薄板110的工作表面116中形成了多個(gè)立方角元件170a、170b等(總體上標(biāo)記為170)。每個(gè)立方角元件170由第三凹槽面(140a、140b等)、第四凹槽面(142a、142b等)和一部分第六凹槽面150界定，這些表面相交于一點(diǎn)，該點(diǎn)被定義為立方角尖點(diǎn)，即頂點(diǎn)172。較好的是，第五凹槽面148和第六凹槽面150都在薄板110的工作表面116上形成多個(gè)立方角元件。然而應(yīng)該理解，可以形成第三凹槽146，以使得只有第五凹槽面148或者只有第六凹槽面150形成立方角元件。
在較佳的方法中，在形成多個(gè)凹槽146之前，將多塊薄板110重新定向以使它們各自的第一參考平面124放置得大致平行于參考軸182。然而，也可以在薄板定向以使它們各自的第一參考平面放置得與參考軸182成一角度的情況下形成凹槽146。具體而言，在一些實(shí)施方案中，在各薄板110成角度β2放置的情況下形成各第三凹槽146是有利的，這樣能夠避免制造過(guò)程中額外的取向步驟。較好的是，凹槽146也用高度精確的加工操作來(lái)形成。在所揭示的實(shí)施方案中，將具有約55.6°夾角的金剛石刀具在每塊薄板110的工作表面116上沿基本包含于薄板110的第一參考平面124內(nèi)且平行于底平面180的軸來(lái)回運(yùn)動(dòng)。較好的是形成凹槽146，以使得各凹槽頂點(diǎn)152比第一和第二凹槽組中的凹槽頂點(diǎn)稍深。凹槽146的形成得到具有大致如圖18所示的結(jié)構(gòu)表面的多塊薄板110。
如有關(guān)圖1-9的討論，圖10-18的方法實(shí)現(xiàn)了同時(shí)加工多塊薄板，每塊薄板具有立方角元件160，它具有在單塊薄板上的三個(gè)互相垂直的光學(xué)面132、134、148。類似地，在單塊薄板上加工出立方角元件170的三個(gè)光學(xué)面140、142、150。在加工階段和隨后制得的模具中，在相鄰薄板之間保持主表面112、114間的界面為平面，以使得由于加工薄板而造成的對(duì)準(zhǔn)問(wèn)題和損壞降至最低。
圖19-27示出了在圖2所示多塊薄板上同時(shí)形成多個(gè)立方角元件的另一種實(shí)施方案。較好的是，當(dāng)各塊薄板放置得使它們各自的第一參考平面224垂直于底平面280時(shí)，多塊薄板210的各工作表面216基本上是共平面的。參考平面224、226、228分別對(duì)應(yīng)于上述參考平面24、26、28。
參見(jiàn)圖19，定向放置多塊薄板210，使它們的第一參考平面224與垂直于底平面280的固定參考軸282成第一角度θ1。在一個(gè)實(shí)施方案中，θ1約為54.74°。理論上，θ1可以是約45°-90°的角度，然而實(shí)踐中通常約為45°-60°。參見(jiàn)圖20-21，在多塊成角度θ1放置的薄板210的工作表面216中形成第一凹槽組，它包括多個(gè)平行、相鄰的V形凹槽230a、230b、230c等(總體上標(biāo)記為230)。凹槽230界定了第一凹槽面232a、232b、232c等(總體上標(biāo)記為232)和第二凹槽面234b、234c、234d等(總體上標(biāo)記為234)它們?nèi)鐖D所示相交于凹槽頂點(diǎn)233b、233c、233d等(總體上標(biāo)記為233)。在薄板的邊緣，形成凹槽的操作可形成單個(gè)凹槽面，如232a、234d。較好的是在多塊薄板210的整個(gè)工作表面216上重復(fù)該圖案。
如上所述，凹槽230是通過(guò)去除部分工作表面216而形成的。在一個(gè)實(shí)施方案中，在高度精確的加工操作中形成凹槽230，在該操作中將具有120°夾角的金剛石刀具沿與底平面280大致平行的軸在多塊薄板210的工作表面216上橫向反復(fù)運(yùn)動(dòng)。然而應(yīng)該理解，金剛石刀具也可以沿與底平面280不平行的軸運(yùn)動(dòng)，以使得刀具在整個(gè)多塊薄板210上切割出不同的深度。
在圖20-21的實(shí)施方案中，各凹槽230的形成深度是使得各凹槽頂點(diǎn)233與每塊薄板的第一主表面212和第二主表面214相交。因此，在圖20所示的端面圖中，凹槽頂點(diǎn)233形成沿平行于底平面280的軸延伸的基本連續(xù)的線。此外，形成凹槽230使得凹槽頂點(diǎn)233和邊236位于以直角與第一參考平面224和第二參考平面226相交的平面上。各凹槽頂點(diǎn)垂直于多塊薄板210的各第一參考平面224。然而，凹槽230還可以具有較淺的深度，或沿不同的軸形成。
參見(jiàn)圖22-23，然后將多塊薄板210定向放置，使得它們各自的第一參考平面224與垂直于底平面280的固定參考軸282成第二角度θ2。在多塊薄板210的工作表面216中形成第二凹槽組，它包含多個(gè)平行、相鄰的V形凹槽238a、238b、238c等(總體上標(biāo)記為238)。在所揭示的實(shí)施方案中，θ2約為54.74°。如上所述，理論上θ2可以約為45°-90°，然而實(shí)踐中較好約為45°-60°。為了以角度θ2定向放置多塊薄板210，最好將薄板210從夾具中取出，重新組裝起來(lái)，使它們各自的第一參考平面成角度θ2。如圖所示，凹槽238界定了第三凹槽面240a、240b、240c等(總體上標(biāo)記為240)和第四凹槽面242b、242c、242d等(總體上標(biāo)記為242)，它們相交于凹槽頂點(diǎn)241b、241c、241d等(總體上標(biāo)記為241)和邊247a、247b、247c等。在薄板的邊緣，形成凹槽的操作可形成單個(gè)凹槽面。較好的是在多塊薄板210的整個(gè)工作表面216上重復(fù)該圖案。
第二凹槽組的凹槽238較好的還可以通過(guò)高度精確的加工操作來(lái)形成，在該操作中將具有約120°夾角的金剛石刀具沿與底平面280大致平行的切割軸在薄板210的工作表面216上橫向反復(fù)運(yùn)動(dòng)。較好的是，凹槽238形成的深度大致與凹槽230相同。此外，較好的是形成凹槽238，以使得凹槽頂點(diǎn)(如241a、241b等)與凹槽230的各凹槽頂點(diǎn)(如233a、233b等)基本上共平面。在形成第二凹槽組的凹槽238以后，每塊薄板210較好的是如圖27所示。
參見(jiàn)圖25-26，在多塊薄板210的工作表面216中形成第三凹槽組，它包含多個(gè)平行、相鄰的V形凹槽246a、246b、246c等(總體上標(biāo)記為246)。第三凹槽246界定了第五凹槽面248a、248b、248c等(總體上標(biāo)記為248)和各第六凹槽面250a、250b、250c等(總體上標(biāo)記為250)，它們相交于凹槽頂點(diǎn)252a、252b、252c等(總體上標(biāo)記為252)。形成第三凹槽246，以使得第五凹槽面248與各第一凹槽面232和各第三凹槽面240基本上正交。
如此形成第五凹槽面248，在各薄板210的工作表面216中形成多個(gè)立方角元件(如260a、260b、260c等)，總體上標(biāo)記為260。每個(gè)立方角元件260由第一凹槽面232、第三凹槽面240和第五凹槽面248界定，這些表面相交于一點(diǎn)，該點(diǎn)定義為立方角尖點(diǎn)，即頂點(diǎn)262。類似地，第六凹槽面250與各第二凹槽面234和各第四凹槽面242基本上正交。第六凹槽面250的形成也在薄板210的工作表面216中形成了多個(gè)立方角元件270a、270b等(總體上標(biāo)記為270)。每個(gè)立方角元件270由第二凹槽面234、第四凹槽面242和第六凹槽面250界定，這些表面相交于一點(diǎn)，該點(diǎn)被定義為立方角尖點(diǎn)，即頂點(diǎn)272。較好的是，第五凹槽面248和第六凹槽面250都在薄板210的工作表面216上形成多個(gè)光學(xué)上相背的立方角元件。然而應(yīng)該理解，可以形成第三凹槽246，以使得只有第五凹槽面248或者只有第六凹槽面250形成立方角元件。
在較佳的方法中，在形成多個(gè)凹槽246之前，將多塊薄板210重新定向以使它們各自的主表面224放置得大致平行于參考軸282。在一個(gè)較佳的實(shí)施方案中，將具有90°夾角的金剛石刀具沿與底平面280大致平行的軸在多塊薄板210的整個(gè)工作表面216上運(yùn)動(dòng)。然而，也可以在薄板定向以使它們各自的主表面放置得與參考軸282成一角度的情況下形成凹槽246。較好的是形成凹槽246，以使得各凹槽頂點(diǎn)252比第一和第二凹槽組中的凹槽頂點(diǎn)稍深。凹槽246的形成得到具有大致如圖27所示的結(jié)構(gòu)表面的多塊薄板210。
工作表面216具有多個(gè)作為逆向反射制品所需的特點(diǎn)。形成于薄板210的工作表面216的立方角元件幾何結(jié)構(gòu)可以表征為“完全”或“高效率”立方角元件幾何結(jié)構(gòu)，因?yàn)樵搸缀谓Y(jié)構(gòu)顯示的有效孔徑最大值接近100％。因此，作為工作表面216的復(fù)制品形成的逆向反射制品對(duì)于大致沿立方角元件對(duì)稱軸入射到逆向反射制品上的光線，顯示高光學(xué)效率的響應(yīng)。此外，立方角元件260和270可以以相背的位置放置，并對(duì)于第一參考平面24對(duì)稱，它對(duì)于以高入射角射到逆向反射制品上的入射光，具有對(duì)稱的逆向反射性能。
薄板較好的是由能夠保持精確公差的尺寸穩(wěn)定的材料形成，如可加工的塑料(如聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯和聚碳酸酯)或金屬(如黃銅、鎳、銅或鋁)。薄板的物理尺寸主要受到加工極限的局限。每塊薄板的尺寸較好是厚約0.025-1.0毫米，更好約為0.1-0.6毫米，高約5-100毫米，寬約10-500毫米。這些尺寸只是用于說(shuō)明，并不起限制作用。
在逆向反射制品(如逆向反射片)的制造過(guò)程中，將多塊薄板的結(jié)構(gòu)表面用作母模，它可以用電成型技術(shù)或其它常規(guī)復(fù)制工藝進(jìn)行復(fù)制。多塊薄板可以包括基本相同的立方角元件，也可以包括具有不同尺寸、結(jié)構(gòu)或取向的立方角元件。復(fù)制品(本領(lǐng)域中稱為“模壓物(stamper)”)的結(jié)構(gòu)表面包含立方角元件的負(fù)像。該復(fù)制品可用作形成逆向反射制品的模具。然而，更通常的是將大量正的或負(fù)的復(fù)制品組合起來(lái)形成一個(gè)足夠大以用于形成逆向反射片的模具。這樣，逆向反射片可以制成一個(gè)整體材料，例如用上述立方角元件陣列刻壓預(yù)成型片，或者通過(guò)將流體材料澆鑄到模具中。參看JP 8-309851和美國(guó)專利4,601,861(Pricone)。或者，可以通過(guò)將立方角元件澆鑄到預(yù)成型膜上將逆向反射片制成多層產(chǎn)品(如PCT申請(qǐng)WO 95/11464和美國(guó)專利3,648,348所述)或者通過(guò)將預(yù)成型膜與預(yù)成型立方角元件層合來(lái)制成多層產(chǎn)品。例如，該片材可以使用鎳模具制得，該鎳模具是將鎳電解沉積在母模上形成的。電成型的模具可用作模壓物將模具的圖案壓在聚碳酸酯膜上，該聚碳酸酯膜厚約500微米，折射率約為1.59。模具可在壓機(jī)中使用，在約175-200℃進(jìn)行壓制。
可用于制備該反射片的材料較好的是那些尺寸穩(wěn)定、耐久、耐天候且易于成形為所需結(jié)構(gòu)的材料。合適材料的例子包括丙烯酸類聚合物，其折射率通常約為1.5，如購(gòu)自Rohm and Haas的Plexiglas樹(shù)脂；熱固性丙烯酸酯類和環(huán)氧丙烯酸酯類，較好的是輻射固化的，聚碳酸酯，其折射率約為1.6；以聚乙烯為基的離聚物(市場(chǎng)名稱為″SURLYN″)；聚酯和乙酸丁酸纖維素。通常可使用任何可成形(一般在熱壓下可成形)的透光性材料。其它用于形成逆向反射片的合適材料揭示于Smith等的美國(guó)專利5,450,235。該片材還可包括著色劑、染料、UV吸收劑或其它需要的添加劑。
在一些情況下需要為逆向反射片提供一層背襯。背襯層對(duì)于根據(jù)全內(nèi)反射原理反射光線的逆向反射片特別有用。合適的背襯層可以由任何能有效地用于所揭示的逆向反射片的透明或不透明的材料制得，包括著色材料。合適的背襯材料包括鋁片材、鍍鋅鋼、聚合物材料(如聚甲基丙烯酸甲酯、聚酯、聚酰胺、聚氟乙烯、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚氨酯)，以及由這些和其它材料制得的多種薄板。
背襯層或片材可以格子圖案或任何其它的合適于反射元件的結(jié)構(gòu)封合。封合可使用多種方法進(jìn)行，包括超聲焊接、粘合劑或者在反射元件陣列上離散位置的熱封合(參看美國(guó)專利3,924,928)。封合是阻止污染物(如土和/或濕氣)進(jìn)入并保留鄰近立方角元件反射表面的空氣空間所需要的。
如果復(fù)合物需要增加強(qiáng)度或韌度，可以使用聚碳酸酯、聚丁酸酯或纖維增強(qiáng)的塑料的背襯。根據(jù)所得逆向反射材料的柔性程度，該材料可以被輥壓或切割成條狀或其它合適的式樣。逆向反射材料還可以背襯有粘合劑和剝離片，以使其可施用于任何底材，而無(wú)需施涂粘合劑或使用其它緊固方式的額外步驟。
可以個(gè)別定制本文所揭示的立方角元件，以將經(jīng)制品逆向反射的光按所需圖案或發(fā)散剖面分布，如美國(guó)專利4,775,219所述。引入的凹槽半角誤差通常低于±20弧分，通常低于±5弧分。
所提及的所有專利和專利申請(qǐng)(包括發(fā)明背景中提及的)均參考結(jié)合于本發(fā)明。本發(fā)明是參考數(shù)個(gè)實(shí)施方案來(lái)進(jìn)行說(shuō)明的。在不偏離本發(fā)明范圍的情況下本領(lǐng)域技術(shù)人員顯然可以對(duì)這些實(shí)施方案作出許多變化。因此，本發(fā)明的范圍不受本文所述的較佳結(jié)構(gòu)和方法的限制，而是受到較寬的權(quán)利要求書(shū)范圍的限制。
權(quán)利要求
1.一種制備適用于形成逆向反射立方角制品的模具中所用的多塊薄板的方法，每塊薄板具有相對(duì)的第一和第二主表面，在兩個(gè)表面之間界定了第一參考平面，每塊薄板還包含與第一和第二主表面相連的工作表面，所述工作表面界定了與該面基本平行、而與第一參考平面垂直的第二參考平面和與第一參考平面和第二參考平面垂直的第三參考平面，該方法包括將多塊薄板定向，使它們各自的第一參考平面互相平行并與固定的參考軸成第一角度放置；和形成至少兩個(gè)凹槽組，每個(gè)凹槽組包括在薄板的工作表面中的至少兩個(gè)平行的凹槽，所述至少兩個(gè)凹槽組形成第一、第二和第三凹槽面，它們大致正交地相交，形成位于多塊薄板上的多個(gè)立方角元件，每個(gè)立方角元件基本上位于多塊薄板的一塊中。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中形成至少兩個(gè)凹槽組的步驟包括；在每塊薄板的工作表面中形成第一凹槽組，該第一凹槽組包含至少兩個(gè)平行、相鄰的V形凹槽，每個(gè)相鄰凹槽界定了第一凹槽面和第二凹槽面，它們大致正交地相交，在每塊相應(yīng)的薄板上形成第一參考邊；和在多塊薄板的工作表面中形成第二凹槽組，該第二凹槽組包含至少一個(gè)凹槽，第二凹槽組中的每個(gè)凹槽界定了第三凹槽面，它與第一和第二凹槽面基本正交地相交，形成多個(gè)第一立方角元件。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中相鄰的第一和第二主表面包含基本為平面的界面。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中薄板的厚度約為0.025-1.0毫米。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中定向放置多塊薄板，使它們各自的第一參考平面互相平行并與固定參考軸成第一角度的步驟包括將多塊薄板集中放置在一界定了底平面的夾具中。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中與垂直于底平面的固定參考軸所成的第一角度約為5°-85°。
7.如權(quán)利要求5所述的方法，其中與垂直于底平面的固定參考軸所成的第一角度約為10°-65°。
8.如權(quán)利要求5所述的方法，其中形成凹槽組的步驟包含形成至少一個(gè)平行于底平面的凹槽組。
9.如權(quán)利要求5所述的方法，其中形成凹槽組的步驟包括形成至少一個(gè)與底平面成銳角的凹槽組。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其中形成凹槽組的步驟包括變化薄板工作表面中不同深度的相鄰凹槽之間的距離。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其中形成凹槽組的步驟包括使用材料去除技術(shù)除去多塊薄板中每塊的接近多塊薄板工作表面的一部分。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中第一、第二和第三凹槽面基本上是用材料去除技術(shù)形成的。
13.如權(quán)利要求11所述的方法，其中形成凹槽組的步驟包括引起多塊薄板和刀具之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
14.如權(quán)利要求1所述的方法，它還包括在形成至少一個(gè)凹槽組之前，定向放置多塊薄板使其與固定參考軸成第二角度的步驟。
15.如權(quán)利要求1所述的方法，其中形成凹槽組的步驟包括選自劃線、快速切削、磨削和研磨的加工操作。
16.如權(quán)利要求1所述的方法，其中凹槽的夾角約為10°-170°。
17.如權(quán)利要求2所述的方法，其中在形成第二凹槽組之前，定向放置所述多塊薄板，使它們各自的第一參考平面互相平行并與固定參考軸成第二角度。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其中定向放置多塊薄板，使它們各自的第一參考平面互相平行并與固定參考軸成第二角度的步驟包括將多塊薄板重新組裝在合適的夾具中。
19.如權(quán)利要求17所述的方法，其中定向放置多塊薄板，使它們各自的第一參考平面互相平行并與固定參考軸成第二角度的步驟包括將多塊薄板繞垂直于第二參考平面的軸旋轉(zhuǎn)180°。
20.如權(quán)利要求1所述的方法，其中各立方角元件的光軸是大致平行的。
21.如權(quán)利要求1所述的方法，其中形成至少兩個(gè)凹槽組的步驟包括在薄板的工作表面中形成第一凹槽組，它包含至少兩個(gè)平行、相鄰的V形凹槽，每個(gè)相鄰凹槽界定第一凹槽面和第二凹槽面，它們形成第一參考邊；在薄板的工作表面中形成第二凹槽組，它包括至少兩個(gè)平行、相鄰的V形凹槽，每個(gè)相鄰凹槽界定第四凹槽面和第五凹槽面，它們大致正交地相交，形成第二參考邊；和在薄板的工作表面中形成第三凹槽組，它包含至少一個(gè)凹槽，該凹槽界定第三凹槽面和第六凹槽面，第一、第二和第三凹槽面形成至少一個(gè)沿第一取向放置的第一立方角，而第六凹槽面與第四和第五凹槽面大致正交地相交，形成至少一個(gè)沿不同于第一取向的第二取向放置的第二立方角。
22.如權(quán)利要求1所述的方法，形成至少兩個(gè)凹槽組的步驟包括在薄板的工作表面中形成第一凹槽組，它包括至少一個(gè)V形凹槽，該凹槽界定第一凹槽面和第四凹槽面，它們相交確定第一凹槽頂點(diǎn)；在薄板的工作表面中形成第二凹槽組，它包括至少一個(gè)V形凹槽，該凹槽界定第二凹槽面和第五凹槽面，它們相交確定第二凹槽頂點(diǎn)，第一凹槽面和第二凹槽面相交確定第一參考邊；和在薄板的工作表面中形成第三凹槽組，它包含至少一個(gè)V形凹槽，該凹槽界定第三凹槽面和第六凹槽面，它們相交確定第三凹槽頂點(diǎn)，第一、第二和第三凹槽面形成至少一個(gè)沿第一取向放置的立方角。
23.根據(jù)權(quán)利要求1方法制得的多塊薄板。
24.如權(quán)利要求1所述的方法，它還包括復(fù)制模具工作表面以形成多個(gè)立方角元件的負(fù)像的步驟，所述負(fù)像適合于用作形成逆向反射制品的模具。
25.一種模具，它包含根據(jù)權(quán)利要求1方法制得的多個(gè)立方角元件的負(fù)像。
26.一種逆向反射制品，它由權(quán)利要求25的形成負(fù)像的模具形成。
27.一種制備適用于形成逆向反射立方角制品的模具中所用的多塊薄板的方法，每塊薄板具有相對(duì)的第一和第二主表面，在兩個(gè)主表面之間界定了第一參考平面，每塊薄板還包含與第一和第二主表面相連的工作表面，工作表面界定了與該面基本平行、與第一參考平面垂直的第二參考平面和與第一參考平面和第二參考平面垂直的第三參考平面，該方法包括將多塊薄板集中放置在合適的夾具中，所述夾具界定了底平面；將放置在夾具中的多塊薄板定向，使它們各自的第一參考平面互相平行并與垂直于底平面的參考軸成第一角度放置；在每塊薄板的工作表面中加工第一凹槽組，它包含多個(gè)相鄰的V形凹槽，每個(gè)相鄰凹槽界定了第一凹槽面和第二凹槽面，它們大致正交地相交，在每塊相應(yīng)的薄板上形成第一參考邊；和在多塊薄板的工作表面中形成第二凹槽組，它包含至少一個(gè)凹槽，第二凹槽組中的每個(gè)凹槽界定第三凹槽面，它以等于第一角度的角度與第一參考平面相交，在多塊薄板的工作表面上形成多個(gè)立方角元件，多個(gè)立方角元件的每一個(gè)基本上位于多塊薄板的一塊上。
28.如權(quán)利要求27所述的方法，其中相鄰的第一和第二主表面包含基本為平面的界面。
全文摘要
揭示了一種制備適用于形成逆向反射立方角制品的模具中所用的多塊薄板的方法,每塊薄板具有相對(duì)的第一和第二主表面,在兩個(gè)表面之間界定了第一參考平面,每塊薄板還包含與第一和第二主表面相連的工作表面,工作表面界定了與該面基本平行、與第一參考平面垂直的第二參考平面和與第一參考平面和第二參考平面垂直的第三參考平面。該方法包括:將多塊薄板定向,使它們各自的第一參考平面互相平行并與固定的參考軸成第一角度放置。在工作表面中形成至少兩個(gè)凹槽組,每個(gè)凹槽組包括在薄板工作表面中的至少兩個(gè)平行、相鄰的V形凹槽。所述至少兩個(gè)凹槽組形成第一、第二和第三凹槽面,它們大致正交地相交,形成多個(gè)立方角元件。多個(gè)立方角元件的每一個(gè)較好的是基本上位于多塊薄板的一塊中。多塊薄板也可以在形成至少一個(gè)凹槽組之前與固定參考軸成第二角度定向放置。還揭示了根據(jù)本發(fā)明得到的模具和由該模具得到的逆向反射制品。
文檔編號(hào)G02B5/124GK1275943SQ97182356
公開(kāi)日2000年12月6日 申請(qǐng)日期1997年12月9日 優(yōu)先權(quán)日1997年7月2日
發(fā)明者G·M·本森, J·C·凱利和, K·L·史密斯 申請(qǐng)人:美國(guó)3M公司