Формованный сверхгибкий композитный световозвращающий листовой материал с кубическими уголковыми элементами, имеющий заданные оптические характеристики, и способ его изготовления

Формованный сверхгибкий композитный световозвращающий листовой материал с кубическими уголковыми элементами, имеющий заданные оптические характеристики, и способ его изготовления

Реферат

 

Изобретение относится к гибкому световозвращающему листовому материалу и способу деформирования световозвращающего листового материала для создания трехмерного изделия с заданными оптическими характеристиками. Материал содержит множество кубических уголковых элементов, отвержденных на прозрачной полимерной верхней пленке на месте, и деформирован для получения трехмерной структуры, в которой стороны оснований кубических уголковых элементов не находятся в одной плоскости. Световозвращающее изделие имеет по меньшей мере одну заданную оптическую характеристику. Технический результат - изготовление световозвращающих изделий без применения дорогостоящей инструментальной оснастки, использование изделий в качестве матриц для создания инструментов для формирования дополнительных световозвращающих изделий. 2 с. и 8 з.п. ф-лы, 27 ил.

Изобретение относится к гибкому световозвращающему листовому материалу, деформированному для получения заданных оптических характеристик, и способу деформирования световозвращающего листового материала для создания трехмерного изделия с такими оптическими характеристиками.

Световозвращатели с кубическими уголками обычно содержат листовой материал, который имеет практически плоскую переднюю поверхность и матрицу кубических уголковых элементов, выступающих от задней поверхности. Кубические уголковые отражательные элементы обычно представляют собой трехгранные структуры, которые имеют три приблизительно взаимно перпендикулярныe боковыe грани, сходящиeся в одном угле, т.е. в угле куба. Свет, падающий на переднюю поверхность, входит в лист и проходит через основную часть листа, где он внутренне отражается гранями элементов таким образом, что выходит через переднюю поверхность практически в направлении к источнику света. Лучи света обычно отражаются гранями куба за счет либо полного внутреннего отражения (ПВО), либо с помощью отражающих покрытий, например, алюминиевой пленки, полученной методом осаждения из паровой фазы. Используемое металлизированное алюминиевое покрытие на кубических уголковых элементах дает серый цвет для наблюдения в условиях окружающего или дневного света, в связи с чем в некоторых случаях применения оно считается нежелательным по соображениям эстетики.

В обычном световозвращающем листовом материале используется матрица кубических уголковых элементов для возвратного отражения света. На фиг. 1 и 2 показан пример такого световозвращающего листового материала, обозначенного в целом позицией 10. Матрица кубических уголковых элементов 12 выступает от первой или задней стороны основной части 14, которая содержит основной слой 18 (называемый также в данной области техники верхним слоем) и может также содержать краевой слой 16. Свет, указанный стрелками 23, входит в листовой материал 10 с кубическими уголковыми элементами через переднюю поверхность 21. Затем он проходит через основную часть 14 и попадает на плоские грани 22 кубических уголковых элементов 12, чтобы возвратиться в том же направлении, откуда он поступил.

На фиг. 2 показана задняя сторона кубических уголковых элементов 12, где каждый кубический уголковый элемент 12 имеет форму трехгранной призмы с тремя открытыми плоскими гранями 22. Кубические уголковые элементы 12 известных матриц обычно задаются тремя группами параллельных V-образных канавок 25, 26 и 27. Соседние плоские грани 22 соседних кубических уголковых элементов 12 в каждой канавке образуют наружный двугранный угол (двугранным углом называется угол, образованный двумя пересекающимися плоскостями). Наружный двугранный угол остается постоянным вдоль каждой канавки матрицы. Такая структура применялась в различных ранее созданных матрицах кубических уголковых элементов.

Плоские грани 22, определяющие каждый отдельный кубический уголковый элемент 12, обычно практически взаимно перпендикулярны, как в угле куба. Внутренним двугранным углом называют угол между гранями 22 каждого отдельного кубического уголкового элемента. Обычно он равен 90^o. Однако этот угол может слегка отклоняться от 90^o, как это хорошо известно в данной области техники: см. , например, патент США N 4775219 (Appeldorn и др.). Вершина 24 каждого кубического уголкового элемента 12 может находиться на одной вертикали с центром его основания (см., например, патент США N 3684348), но она также может быть смещена или располагаться под некоторым углом относительно центра основания, как это описано в патенте США N 4588258 (Hoopman). Другие конфигурации кубических уголковых элементов описаны в патентах США N 5138488, 4066331, 3923378, 3541606 и Re 29, 396, 3712706 (Stamm), 4025159 (McGrath), 4202600 (Burke и др. ), 4243618 (Van Arnam), 4349598 (White), 4576850 (Martens), 4588258 (Hoopman), 4775219 (Appeldorn и др.) и 4895428 (Nelson и др.).

В тех случаях применения, когда предполагается использование световозвращающего листового материала в условиях возможного воздействия влаги или других вредных веществ, например, в случае применения на открытом воздухе или в условиях высокой влажности, предпочтительно, чтобы кубические уголковые элементы были герметизированы соответствующей уплотнительной пленкой. В упомянутом выше патенте США N 4025159 описана герметизация кубических уголковых элементов с помощью уплотнительной пленки.

Базовые кубические уголковые элементы имеют низкую угловатость, так что элемент может ярко отражать с возвращением только тот свет, который падает на него в узком диапазоне углов, центр которых находится приблизительно на оптической оси. Оптической осью является трисектриса внутреннего пространства, ограниченного гранями элемента. Падающий свет, который значительно отклонен от оптической оси элемента, встречается с гранью под углом, меньшим ее критического угла, и проходит сквозь грань, а не отражается от нее.

На фиг. 3 показан построенный в полярных координатах график оптического профиля базового световозвращающего листового материала с кубическими уголковыми элементами, имеющий шесть минимумов и шесть максимумов, расположенных с азимутальными интервалами 30^o. Яркость возвращаемого световозвращающим листовым материалом с кубическими уголковыми элементами пучка света максимальна, когда падающий пучок имеет угол падения 0^o (т.е. перпендикулярен плоскости листового материала). При больших углах падения (приблизительно свыше 30^o) яркость возвращенного пучка света зависит от угла относительно оси, перпендикулярной листу, называемого азимутальным углом. Когда угол падения пучка света поддерживается постоянным, например, при значении 60^o от нормали, или азимутальный угол падающего пучка изменяется в пределах от 0^o до 360^o, яркость возвращенного пучка света изменяется, как показано на фиг. 3.

Имеется ряд применений световозвращающего листового материала с кубическими уголковыми элементами с нестандартными или заказными оптическими профилями. Например, часто требуется более равномерная световозвращающая способность или более широкая угловатость световозвращения по сравнению с показанным на фиг. 3. В некоторых случаях применения может потребоваться ограничение световозращающей способности до узкого диапазона угловатости и/или вдоль конкретного сегмента азимутального угла.

Одним из способов изменения оптического профиля кубических уголковых элементов является разрезание матрицы или формы на отдельные части и повторная сборка этих частей по схеме, которая создает разные зоны ориентации световозвращающего листового материала. Например, оптический профиль с широким диапазоном угловатости световозвращения в нескольких плоскостях наблюдения можно получить поворотом соседних частей формы или матрицы на 30^o или 90^o относительно оси, перпендикулярной плоскости элементов (поворот частей на 60^o или на любое кратное 60 число градусов не дает конечного изменения ориентации кубических уголковых элементов). Однако повторная сборка формы или матрицы с необходимой точностью является трудоемкой и дорогостоящей операцией. Способ повторной сборки формы описан в заявке на патент США сер. N 08/587719, зарегистрированной 19 января 1996 г.

Другим способом изменения оптического профиля кубических уголковых элементов является наклон оптических осей этих элементов относительно друг друга. На фиг. 4 показан кубический уголковый элемент 30 с тремя взаимно перпендикулярными гранями 31a, 31b и 31c, которые сходятся в вершине куба 34. Ребра 35 основания элемента обычно прямолинейны и лежат в одной плоскости, которая определяет плоскость 36 основания элемента 30. Кубический уголковый элемент 30 имеет также центральную, или оптическую ось 37, которая является трисектрисой внутренних углов, определяемых боковыми гранями 31a, 31b и 31c. Эта оптическая ось может быть расположена перпендикулярно плоскости 36 основания, либо может быть наклонена, как описано в патентах США N 4588258 (Hoopman) и N 5138488 (Szczech). Стоимость изготовления инструментальной оснастки, необходимой для практической реализации изобретения автора Hoopman, относительно высока. Более того, этот способ не обеспечивает быстрое макетирование заказных оптических профилей или угловатости.

Поэтому требуется способ изготовления световозвращающих изделий с оптическими характеристиками прототипа или с заданными оптическими характеристиками без применения дорогостоящей инструментальной оснастки.

Краткое изложение сущности изобретения Настоящее изобретение относится к гибким световозвращающим листовым материалам, деформированным для получения заданных оптических характеристик, а также к способу деформирования световозвращающего листового материала для создания трехмерного изделия с такими оптическими характеристиками.

Световозвращающий листовой материал содержит множество отдельных кубических уголковых элементов, которые отверждены на прозрачной полимерной верхней пленке. Световозвращающий листовой материал деформируют для создания трехмерной структуры, в которой стороны оснований множества кубических уголковых элементов не находятся в одной плоскости, для получения по меньшей мере одной заданной оптической характеристики. Этими заданными оптическими характеристиками могут быть требуемый оптический профиль, угловатость, трехмерный внешний вид, степень белизны, эффект мерцания либо их комбинации. Световозвращающий листовой материал предпочтительно выполняют в виде одного-единого листа.

Стороны оснований множества соседних кубических уголковых элементов могут не находиться в одной плоскости или могут быть наклонены относительно друг друга. Стороны оснований одного или более кубических уголковых элементов предпочтительно не параллельны передней поверхности верхней пленки. Кубические уголковые элементы могут иметь различную плотность расположения на одном из участков световозвращающего изделия. Соседние кубические уголковые элементы одного из участков световозвращающего изделия могут иметь разное расстояние друг от друга. Верхняя пленка может иметь толщину, которая изменяется на одном из участков световозвращающего изделия.

Предлагаемое световозвращающее изделие может быть использовано в качестве матрицы для создания инструмента для формования дополнительных световозвращающих изделий.

Трехмерная структура может иметь один или более тисненных символов. Световозвращающий листовой материал может дополнительно содержать зеркальный отражатель, нанесенный на кубические уголковые элементы. Световозвращающий листовой материал может дополнительно содержать уплотнительную пленку, простирающуюся практически по всем кубическим уголковым элементам противоположно верхней пленке. Металлизированные кубические уголковые элементы могут дополнительно иметь заднее покрытие, например, из полимерного материала, смолы или адгезива. В одном из примеров осуществления изобретения это покрытие может быть нанесено равномерно или в виде рисунка, например печатных символов одного или нескольких цветов.

Полимерная верхняя пленка предпочтительно имеет первый модуль упругости, а кубические уголковые элементы предпочтительно имеют второй модуль упругости, превышающий первый модуль упругости. Кубические уголковые элементы предпочтительно изготавливают из термореактивного полимера. Полимерная верхняя пленка предпочтительно выполнена из формуемого листового термопласта. Полимерная верхняя пленка может быть выбрана из группы, состоящей из иономерных сополимеров этилена, пластифицированных поливинилгалогенидов, кислотно-функциональных сополимеров этилена, алифатических полиуретанов, ароматических полиуретанов, других светопропускающих эластомеров и их сочетаний. Кубические уголковые элементы могут быть выбраны из группы, состоящей из однофункциональных, двухфункциональных или многофункциональных акрилатов или их сочетания.

Настоящее изобретение относится также к способу формования световозвращающего изделия, имеющего по меньшей мере одну заданную оптическую характеристику. Листовой материал с кубическими уголковыми элементами изготавливают с множеством отдельных кубических уголковых элементов, отверждаемых на месте, на прозрачной полимерной верхней пленке. Гибкий световозвращающий листовой материал деформируют для создания трехмерной конфигурации таким образом, что стороны оснований множества кубических уголковых элементов не находятся в одной плоскости относительно друг друга.

Деформирование может предусматривать наклон сторон оснований множества соседних кубических уголковых элементов относительно друг друга. Операция деформирования предпочтительно выбирается из группы, состоящей из формования листовых термопластов, вакуумного формования, тиснения и их комбинаций. Операция деформирования может включать формование трехмерного символа в световозвращающем листовом материале, изменение плотности и/или взаимного размещения по меньшей мере части кубических уголковых элементов, либо растяжение световозвращающего листового материала по меньшей мере в одном направлении. Операция растяжения может включать равномерное (или неравномерное) растяжение, либо двухосное растяжение. Операция деформирования может включать изменение сторон оснований одного или нескольких кубических уголковых элементов, так чтобы они не были параллельны передней поверхности верхней пленки.

Кубические уголковые элементы могут быть дополнительно покрыты спектральным отражателем. Уплотнительная пленка может быть дополнительно прикреплена к открытой поверхности кубических уголковых элементов либо до, либо после операции деформирования световозвращающего листового материала.

В альтернативном примере осуществления изобретения форму выполняют из кубических уголковых элементов деформированного световозвращающего изделия. На литьевую форму наносят полимерный материал, и этот полимерный материал по меньшей мере частично отверждают. Затем полимерный материал удаляют из формы, вследствие чего получается второе световозвращающее изделие.

Использованная здесь терминология.

Деформирование означает формование листового термопласта, вакуумное формование, тиснение, прессование, штамповку, упругое или неупругое растяжение, равномерное или неравномерное растяжение либо их комбинации.

Символ означает любой буквенно-цифровой знак, логотип, печать, геометрический рисунок или их комбинации.

Заданные оптические характеристики означают требуемый оптический профиль, угловатость, трехмерный внешний вид, степень белизны, эффект мерцания или их комбинации.

Краткое описание чертежей Фиг. 1 представляет разрез известного световозвращающего листового материала с кубическими уголковыми элементами.

Фиг. 2 представляет вид снизу световозвращающего листового материала, показанного на фиг. 1.

Фиг. 3 представляет построенный в полярных координатах график оптического профиля кубического уголкового элемента, имеющий шесть максимумов и шесть минимумов с азимутальными интервалами 30.

Фиг. 4 представляет изометрическую проекцию световозвращающего кубического уголкового элемента, который может быть использован в световозвращающем листовом материале по настоящему изобретению.

Фиг. 5 представляет вид снизу световозвращающего изделия в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг. 6 представляет разрез по плоскости 6-6 световозвращающего изделия, показанного на фиг. 5.

Фиг. 7 представляет разрез по плоскости 7-7 световозвращающего изделия, показанного на фиг. 6.

Фиг. 8 представляет разрез световозвращающего изделия, имеющего уплотнительную пленку, прикрепленную к задней стороне световозвращающего листового материала.

Фиг. 9 представляет схематичную иллюстрацию способа изготовления световозвращающего листового материала.

Фиг. 10 представляет схематичную иллюстрацию альтернативного способа изготовления световозвращающего листового материала.

Фиг. 11 представляет схематичную иллюстрацию способа изготовления световозвращающего изделия.

Фиг. 12 представляет схематичную иллюстрацию альтернативного способа изготовления световозвращающего изделия.

Фиг. 13 представляет фотографию примерного световозвращающего изделия.

Фиг. 14 представляет микрофотографию углубления на световозвращающем изделии, показанном на фиг. 13.

Фиг. 15 представляет микрофотографию углубления на световозвращающем изделии, показанном на фиг. 13.

Фиг. 16 представляет фотографию примерного световозвращающего изделия.

Фиг. 17 представляет микрофотографию выступа на световозвращающем изделии, показанном на фиг. 16.

Фиг. 18 представляет микрофотографию выступа на световозвращающем изделии, показанном на фиг. 16.

Фиг. 19 представляет фотографию примерного световозвращающего изделия, содержащего символ.

Фиг. 20 представляет фотографию нескольких примерных световозвращающих изделий.

Фиг. 21 представляет микрофотографию световозвращающего изделия, содержащего символ .

Фиг. 22A представляет график зависимости яркости от угла входа света для различных образцов.

Фиг. 22B представляет график зависимости яркости от угла наблюдения для образцов фиг. 22A.

Фиг. 23A представляет график зависимости яркости от угла входа света для различных образцов.

Фиг. 23B представляет график зависимости яркости от угла наблюдения для образцов фиг. 23A.

Фиг. 23C представляет столбцовую диаграмму изменения степени белизны различных образцов после деформации.

Фиг. 24A представляет график зависимости яркости от угла входа света для различных образцов.

Фиг. 24B представляет график зависимости яркости от угла наблюдения для образцов фиг. 24A.

Фиг. 25A представляет график зависимости яркости от угла входа света для различных образцов.

Фиг. 25B представляет график зависимости яркости от угла наблюдения для образцов фиг. 25A.

Фиг. 26A представляет график зависимости яркости от угла входа света для различных образцов.

Фиг. 26B представляет график зависимости яркости от угла наблюдения для образцов фиг. 26A.

Фиг. 27A представляет график зависимости яркости от угла входа света для различных образцов.

Фиг. 27B представляет график зависимости яркости от угла наблюдения для образцов фиг. 27A.

Фиг. 27C представляет график зависимости яркости от угла входа света для различных имеющихся в продаже отражателей.

Фиг. 27D представляет график зависимости яркости от угла наблюдения для имеющихся в продаже отражателей фиг. 27C.

Подробное описание предпочтительных примеров осуществления изобретения Настоящее изобретение относится к световозвращающим изделиям, выполненным из гибкого световозвращающего листового материала для получения заданных оптических характеристик, и к способу деформирования световозвращающего листового материала для превращения его в трехмерное изделие. Световозвращающий листовой материал содержит множество отдельных кубических уголковых элементов, которые отверждены на месте изготовления, на прозрачной полимерной верхней пленке. Световозвращающий листовой материал деформирован для получения трехмерной структуры, в которой стороны оснований множества кубических уголковых элементов не находятся в одной плоскости относительно друг друга.

Световозвращающее изделие в соответствии с настоящим изобретением обладает способностью отражать значительное количество падающего света назад, в направлении к источнику света, а также имеет заданные оптические характеристики. Настоящее световозвращающее изделие пригодно для встраивания в различные изделия, например, в одежду, обувь, номерные знаки, информационные знаки, маркировку транспортных средств, ветряные конуса и обертки тумб, используемых в качестве дорожных средств.

Способы изготовления мерцающих световозвращающих изделий описаны в следующих соответствующих заявках, зарегистрированных в один день с настоящей заявкой: Method of Making Glittering Retroreflective Sheeting, досье патентного поверенного N 52374USAIA, сер. N 08/641129; Mold for Producing Glittering Cube-Corner Retroreflective Sheeting, досье патентного поверенного N 52471USA5A, сер. N 08/640383; и Glittering Cube-Corner Retroreflective Sheeting, досье патентного поверенного N 52373USA3A, сер. N 08/640326.

На фиг. 5 показана задняя сторона единого листового материала 60 с кубическими уголковыми элементами, который был деформирован для получения по меньшей мере одной заданной оптической характеристики. Кубические уголковые элементы 30 подобны элементам, изображенным на фиг. 4. Ребра 35 основания каждого кубического уголкового элемента 30 соприкасаются, но необязательно соединяются с основанием соседнего кубического уголкового элемента. Матрица содержит три группы параллельных канавок 45, 46 и 47. Наружные двугранные углы (обозначенные буквой "" на фиг. 6) между гранями 31 соседних кубических уголковых элементов 30 изменяются на протяжении канавок 45-47 матрицы. Ребра 35 оснований кубических уголковых элементов не находятся в одной плоскости. Следовательно, вершина 34 одного кубического элемента, например, элемента 30a, может располагаться ближе к другой вершине, например, кубического элемента 30b, а вершина кубического элемента 30b в этом случае может быть расположена дальше от другой соседней вершины, например, вершины кубического элемента 30с.

Фиг. 6 является примерной иллюстрацией расстояний, на которые смещены или наклонены ребра 35 оснований относительно друг друга либо относительно передней поверхности 51. Для кубических уголковых элементов, имеющих высоту примерно от 50 до 200 мкм, отклонения расположения соседних сторон оснований по высоте могут обычно варьировать в диапазоне 0-50 мкм. Следует понимать, что настоящее световозвращающее изделие может быть деформировано как на микроуровне, так и на макроуровне. Как будет рассмотрено в примерах, световозвращающий листовой материал может быть деформирован на наждачной бумаге, имеющей зерна абразива диаметром примерно от 100 до 550 мкм. Зерна абразива с такими размерами имеют радиусы кривизны от 50 до 225 мкм. Световозвращающий листовой материал может быть деформирован на меньших структурах с размерами в диапазоне примерно 10-50 мкм, хотя при этом изменение оптических характеристик может быть минимальным. Предполагается, что изменение оптических характеристик световозвращающего листового материала при его деформировании на микроструктурах с размерами в диапазоне примерно 250-10 мкм зависит от размеров кубических уголковых элементов и толщины верхней пленки. Например, кубические уголковые элементы меньших размеров и/или более тонкая верхняя пленка могут быть больше подвержены деформации на структурах с таким диапазоном размеров.

На фиг. 6 представлен разрез листового материала 60 с кубическими уголковыми элементами, изображенного на фиг. 5, показывающий расположение вершины одного кубического элемента относительно вершины другого кубического элемента. Дополнительно на фиг. 6 показан наклон ребер 35 оснований относительно друг друга и относительно передней поверхности 51. Ребра 35 основания одного кубического элемента могут быть расположены ближе или дальше относительно передней поверхности 51 верхней пленки 58 по сравнению с ребрами оснований других соседних кубических уголковых элементов вследствие деформации верхней пленки 58. Если единый листовой материал 60 имеет грунтовой слой 56, то этот слой также неравномерно располагается относительно передней поверхности 51. Листовой материал 60 с кубическими уголковыми элементами предпочтительно не имеет грунтового слоя 56, так что каждый кубический уголковый элемент 30 представляет собой отдельный объект. В случае наклона кубических уголковых элементов ребра 35 оснований многих кубических уголковых элементов 30 не находятся в одной плоскости относительно передней поверхности 51. Кроме того, ребра 35 оснований одного или нескольких кубических уголковых элементов 30 не параллельны передней поверхности 51. Каждая поверхность верхней пленки 58 может дополнительно содержать символы, отпечатанные или сформированные в ней.

На фиг. 6 также показан наружный двугранный угол , который является углом между гранями 31 соседних кубических уголковых элементов 30. Угол может варьировать на протяжении всех канавок в одной параллельной группе канавок, он может также варьировать на протяжении всех канавок в двух параллельных группах канавок либо может варьировать во всех трех группах канавок матрицы. В матрице с кубическими уголковыми элементами, имеющими произвольный наклон, угол варьирует произвольно между соседними гранями соседних кубических уголковых элементов практически по всей матрице.

Верхняя пленка 58 основной части 54 материала обычно имеет среднюю толщину в диапазоне примерно 20-1200 мкм, а предпочтительно в диапазоне примерно 50-400 мкм. Кубические уголковые элементы обычно имеют среднюю высоту в диапазоне примерно 20-500 мкм, а более типично в диапазоне 25-200 мкм. Дополнительный грунтовой слой 56 поля предпочтительно имеет минимальную толщину от 0 до 150 мкм, а предпочтительно по возможности близок к нулю, так чтобы напряжения, создающиеся во время деформирования, не распространялись в поперечном направлении через краевой слой. На открытые металлизированные кубические уголковые элементы 30 может быть дополнительно нанесено покрытие, чтобы создать дополнительную конструктивную опору для деформаций световозвращающего изделия 60. В некоторых вариантах применения может потребоваться, чтобы световозвращающее изделие представляло собой не требующую опоры несущую конструкцию. В одном из примеров осуществления изобретения указанным покрытием является полимерный материал, смола или адгезив. Покрытие может дополнительно содержать пигмент или краситель одного или нескольких цветов. Кроме того, покрытие может быть нанесено равномерно либо в виде рисунка, содержащего символы, с использованием различных способов печати. Металлизированные возвратно-отражающие листовые материалы сохраняют более высокую яркость после деформации, так как полное внутреннее отражение имеет тенденцию к нарушению в негерметизированном листовом материале.

На фиг. 7 показаны кубические уголковые элементы, разрезанные по плоскости, параллельной передней поверхности 51. Как показано здесь, эта плоскость не пересекает каждый куб так, чтобы образовать треугольники 62 с одинаковой площадью поперечного сечения. Один из кубов может быть наклонен или смещен относительно передней поверхности 51 до такой степени, что секущая плоскость проходит только через вершину куба, образуя малое поперечное сечение, тогда как куб, стоящий вертикально, может быть разрезан таким образом, что поперечное сечение образовавшегося в результате разреза треугольника будет относительно большим. Следовательно, даже если кубические уголковые элементы матрицы могут иметь одинаковые размеры, они в разрезе могут представлять собой треугольники с произвольными размерами благодаря степени наклона или смещения кубов относительно секущей плоскости. Следует понимать, что расстояния между кубическими уголковыми элементами 30 могут варьировать, как будет рассмотрено ниже, хотя при увеличении этих расстояний световозвращающая способность имеет тенденцию к снижению.

На фиг. 8 показано световозвращающее изделие 61, которое имеет уплотнительную пленку 63, расположенную поверх задней стороны кубических уголковых элементов 30, как это описано в патенте США N 4025159. Эта уплотнительная пленка 63 прикреплена к основной части листового материала посредством множества уплотнительных линий 64, проходящих между кубическими уголковыми элементами 30. Схема крепления образует множество герметично уплотненных камер 65, которые исключают контакт влаги и пыли с задней стороной кубических уголковых элементов. Камеры 65 помогают сохранять границу раздела между кубом и воздухом, что предотвращает снижение световозвращения отражения. Кубические уголковые элементы 30 могут быть дополнительно покрыты отражающим материалом на поверхности 67, например, посредством осаждения из паровой фазы или химического осаждения металла, такого, как алюминий, серебро, никель, олово, медь, либо диэлектрическими материалами, известными в области производства световозвращающих изделий с кубическими уголковыми элементами. Следует понимать, что световозвращающий листовой материал 61 обычно имеет металлический слой на поверхности 67 или на поверхности уплотнительной пленки 63, но не на обеих этих поверхностях.

Предпочтительно, чтобы уплотнительный слой содержал термопластичный материал с низким модулем упругости, равным модулю упругости верхней пленки 68. К иллюстративным примерам таких материалов относятся иономерные сополимеры этилена, пластифицированные поливинилгалогениды, кислотно-функциональные сополимеры полиэтилена, алифатические полиуретаны, ароматические полиуретаны и их сочетания. В некоторых случаях применения дополнительный уплотнительный слой 63 может обеспечить значительную защиту кубических уголковых элементов композитного материала от воздействия окружающей среды, а также сохранить герметизированный слой воздуха вокруг кубических уголковых элементов, что имеет важное значение для получения разности показателей преломления, необходимой для полного внутреннего отражения. В результате разъединения кубических уголковых элементов 30 уплотнительный слой 63 может быть дополнительно сцеплен, по меньшей мере частично, непосредственно с верхней пленкой 68 в промежутках между независимыми кубическими уголковыми элементами.

Уплотнительная пленка может быть прикреплена к кубическим уголковым элементам в основной части листового материала с помощью известных способов; см. , например, патент США N 4025159. К примерам способов крепления уплотнительной пленки относится применение высокочастотной сварки, термического сплавления, ультразвуковой сварки и реакционной сварки. При нанесении уплотнительной пленки на заднюю сторону световозвращающего листового материала необходимо обратить особое внимание на состав и физические характеристики уплотнительной пленки. Уплотнительная пленка должна обладать способностью прочно соединяться с задней стороной листового материала с кубическими уголковыми элементами и не должна содержать компонентов, которые могут отрицательно повлиять на световозвращающую способность или внешний вид световозвращающего изделия. Например, уплотнительная пленка не должна содержать компонентов, которые могут выделяться (как, например, красители) и контактировать с задней стороной кубических уголковых элементов. Уплотнительная пленка обычно содержит термопластичный материал, так как эти материалы пригодны для сплавления с применением относительно простых и обычно доступных способов термического соединения.

На фиг. 9 приведена схема устройства 120 для отливки и отверждения световозвращающего листового материала, которое пригодно для применения в настоящем изобретении. Верхняя пленка 121 вытягивается направляющим валиком 122 или сматывается с рулона материала и подается к прижимному валику 123, например, к валику с резиновым покрытием, где верхняя пленка 121 приводится в контакт с соответствующей композицией 124 смол, предварительно нанесенной на рельефный инструментальный валик 125 с помощью покрывающей головки 126. Избытки композиции смол, находящиеся над углублениями 127 инструмента 125, формирующими кубические уголковые элементы, сводятся к минимуму посредством регулировки прижимного валика 123 до зазора, который достаточно меньше глубины углублений инструмента 125, формирующих кубические уголковые элементы. Должно быть понятно, что регулировка зазора может быть осуществлена воздействием давления на прижимной валик 123. Таким образом, механические усилия в месте сопряжения прижимного валика 123 и инструмента 125 обеспечивают наличие минимального количества композиции 124 смол над углублениями 127 инструмента 125. В зависимости от гибкости верхняя пленка 121 может быть дополнительно поддерживаться подходящей несущей пленкой 128, которая обеспечивает структурную и механическую прочность верхней пленки 121 во время отливки и отверждения. Несущая пленка 128 может быть удалена с верхней пленки 121 после снятия листового материала с инструмента 125 или оставлена на месте для дальнейшей обработки световозвращающего листового материала. Применение такой несущей пленки особенно предпочтительно для верхних пленок с низким модулем упругости.

Композиция смол, которая образует световозвращающую матрицу кубических уголковых элементов, может быть отверждена за один или несколько этапов. Источники 129 излучения подвергают смолы воздействию актиничного излучения, например, ультрафиолетового или видимого излучения и т.д., в зависимости от природы смол, на первичном этапе отверждения через верхнюю пленку. Специалист в данной области техники может понять, что выбранная верхняя пленка не должна обязательно быть полностью или на 100% прозрачной для всех возможных длин волн актиничного излучения, которые могут использоваться при отверждении смол. В альтернативном варианте отверждение может быть осуществлено посредством облучения через прозрачный инструмент 125, как это описано в патенте США N 5435816.

Инструмент 125 имеет формующую поверхность с множеством открытых полостей, которые имеют форму и размеры, подходящие для формования требуемых кубических уголковых элементов. Эти полости и соответственно получаемые кубические уголковые элементы могут представлять собой трехгранные пирамиды, каждая из которых содержит один угол куба, как это описано, например, в патенте США N 4588258, могут иметь прямоугольное основание с двумя прямоугольными гранями и двумя треугольными гранями, так что каждый элемент содержит по два угла куба, как это описано, например, в патенте США N 4938563 (Nelson и др. ), либо могут иметь любую требуемую форму, каждая из которых содержит по меньшей мере один угол куба, как это описано, например, в патенте США N 4895428 (Nelson и др.). Специалистам в данной области техники должно быть понятно, что в соответствии с настоящим изобретением может быть использован любой кубический уголковый элемент.

Инструмент 125 должен быть таким, чтобы его полости желательно не деформировались во время изготовления композитного изделия, а также таким, чтобы матрицу кубических уголковых элементов можно было отделить от инструмента после отверждения. Материалы, используемые в формующем инструменте 125, предпочтительно подвергаются чистовой механической обработке без образования заусенцев. Они имеют низкую пластичность и зернистость, и сохраняют точность размеров после формования канавок. Этот инструмент может быть изготовлен из полимерных, металлических, композитных или керамических материалов. В некоторых примерах осуществления изобретения отверждение смол должно осуществляться воздействием излучения через инструмент. В этих случаях инструмент должен быть достаточно прозрачным, чтобы обеспечить облучение смол через его поверхность. Пояснительными примерами материалов, из которых могут быть изготовлены инструм