ES2197994T3 - Hoja retrorreflectante destelleante de esquinas de cubo. - Google Patents

Hoja retrorreflectante destelleante de esquinas de cubo.

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ES2197994T3
ES2197994T3 ES97920113T ES97920113T ES2197994T3 ES 2197994 T3 ES2197994 T3 ES 2197994T3 ES 97920113 T ES97920113 T ES 97920113T ES 97920113 T ES97920113 T ES 97920113T ES 2197994 T3 ES2197994 T3 ES 2197994T3
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Jeanine M. Shusta
Paul E. Marecki
Matthew R. C. Atkinson
Cheryl M. Frey
Olester Benson, Jr.
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Minnesota Mining and Manufacturing Co
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Abstract

Una hoja retrorreflectante de destellos que comprende una disposición ordenada de elementos de esquina de cubo que tienen las caras de los elementos de esquina de cubo adyacentes dispuestas de tal modo que un ángulo diedro á situado entre las caras de los elementos de esquina de cubo adyacentes varía en tal medida que la hoja destella cuando incide la luz sobre la misma, siendo los destellos apreciables desde una cara frontal de la hoja, con independencia de que esté o no asegurada una película de obturación a la disposición ordenada de elementos de esquina de cubo, en la que la disposición ordenada de elementos de esquina de cubo está definida por estrías que se cortan en general, en las que una estría al menos tiene caras de los elementos de esquina de cubo dispuestas de tal modo que un ángulo diedro a situado entre caras adyacentes varía a lo largo de la estría (o las estrías).

Description

Hoja retroflectante destelleante de esquinas de cubo.
Campo técnico
Este invento se refiere a una hoja retrorreflectante de esquinas de cubo que destella al ser expuesta a la luz.
Antecedentes
La hoja retrorreflectante se caracteriza por su capacidad para reflejar cantidades sustanciales de luz incidente, de vuelta hacia el manantial de luz Esta capacidad única ha favorecido el uso extendido de hojas retrorreflectantes en señales, barreras, conos de tráfico, ropas, y demás artículos que es necesario que se hagan visibles en las horas nocturnas. La hoja retrorreflectante mejora la visibilidad de los artículos sobre los cuales se coloca la hoja, en particular en las horas nocturnas.
En una hoja retrorreflectante muy corriente se hace uso de una disposición ordenada de elementos de esquina de cubo para reflejar la luz. En las FIGS. 1 y 2 se ha ilustrado un ejemplo de tal hoja retrorreflectante, designada en general por el número 10. La disposición ordenada de elementos de esquina de cubo 12 se proyecta desde un primer lado, o lado trasero, de una parte de cuerpo trasero que incluye una capa de cuerpo 18 (también denominada en la técnica como capa de superposición) y puede también incluir una capa de meseta 16. La luz entra en la hoja 10 de esquinas de cubo a través de la superficie frontal 21; pasa después a través de la parte de cuerpo 14, y choca con las caras planas 22 de los elementos de esquina de cubo 12 para retornar en la dirección de la cual venía, como se ha ilustrado mediante la flecha 23.
En la Fig. 2 se ha ilustrado la cara posterior de los elementos de esquina de cubo 12, donde cada elemento de esquina de cubo 12 tiene la forma de un triedro que tiene tres caras planas expuestas 22. Los elementos de esquina de cubo 12, en las disposiciones ordenadas conocidas, están definidos típicamente por tres conjuntos de estrías de forma de V paralelas 25, 26 y 27. Las caras planas adyacentes 22 de los elementos de esquina de cubo adyacentes 12 en cada estría forman un ángulo diedro externo (un ángulo diedro es un ángulo formado por dos planos que se cortan). Este ángulo diedro externo es constante a lo largo de cada estría de la disposición ordenada. Este ha sido el caso para una diversidad de disposiciones ordenadas de elementos de esquina de cubo anteriormente producidas (incluidas las descritas en las Patentes que se citan en el párrafo siguiente).
Las caras planas 22 que definen cada elemento de esquina de cubo individual 12 son en general sustancialmente perpendiculares entre sí, como en la esquina de una habitación. El ángulo diedro interno-es decir, el ángulo entre las caras 22 en cada elemento de esquina de cubo individual de la disposición ordenada-es típicamente de 90º. Este ángulo interno, sin embargo, puede desviarse ligeramente de 90º, como es sabido en la técnica. Véase la Patente de EE.UU. Nº 4.775.219 concedida a Appeldorn y otros. Aunque el vértice 24 de cada elemento de esquina de cubo 12 puede estar alineado verticalmente con el centro de su base (véase, por ejemplo, la Patente de EE.UU. Nº 3.684.348), también puede estar el vértice desplazado o ladeado con respecto al centro, como se ha descrito en la Patente de EE.UU. Nº 4.588.258 concedida a Hoopman. Otras configuraciones de elementos de esquina de cubo se han descrito en las Patentes de EE.UU. Números 5.138.488, 4.066.331, 3.923.378, 3.541.606, y Re 29.396.
Aunque las hojas retrorreflectantes de elementos de esquina de cubo vienen en una diversidad de configuraciones que proporcionan una retrorreflectividad muy efectiva en las horas nocturnas, y por consiguiente una visibilidad muy efectiva en las horas nocturnas, las hojas retrorreflectantes conocidas han tenido, en general, una visibilidad algo limitada en condiciones de iluminación con luz diurna. Esto es debido a que en las condiciones de las horas diurnas la luz retrorreflejada no es fácilmente diferenciable de la luz ambiente circundante. Por consiguiente, se han de tomar otras medidas para aumentar la visibilidad en las horas diurnas, incluida la de añadir tintes fluorescentes a la hoja retrorreflectante-véanse las Patentes de EE.UU. Números 5.387.458 y 3.830.682. O bien, como se ha descrito en la Patente de EE.UU. Nº 5.272.562, concedida a Coderre, se han dispersado partículas de pigmento opacas en la parte frontal de los elementos de esquina de cubo. Aunque las técnicas actualmente conocidas son muy efectivas para mejorar una visibilidad en las horas diurnas de la hoja retrorreflectante, tienen el inconveniente de requerir la adición de otro ingrediente, es decir, de un tinte o pigmento, para conseguir el aumento de la visibilidad.
En los documentos EP-A-0342958, US-A-3873184, o WO-A-3511471, se han descrito artículos retrorreflectantes que comprenden una disposición ordenada de elementos de esquina de cubo con un ángulo diedro variable.
Sumario del invento
El presente invento, tal como se ha definido en la Reivindicación 5, proporciona un enfoque nuevo y muy diferente de solución para mejorar la visibilidad durante las horas diurnas de una hoja retrorreflectante. En vez de usar un tinte fluorescente o pigmentos brillantes, como se ha hecho en la técnica anterior, en el presente invento se mejora la visibilidad proporcionando para ello a la hoja de elementos de esquina de cubo un efecto de destello que puede atraer la atención de quien la mire. Brevemente expuesto, el invento es una hoja retrorreflectante que incluye una disposición ordenada de elementos de esquina de cubo que están dispuestos en la disposición ordenada para hacer que la hoja destelle cuando incida la luz sobre ella. Como se describe con más detalle en lo que sigue, el efecto de destello es, apreciable en la hoja con independencia de que se haya pegado a la disposición ordenada una película de obturación de elementos de esquina de cubo.
Los términos ``destello'', ``destella'', o ``destellando'', se usan aquí para significar una multiplicidad de regiones individualizadas de luz que aparecen como puntos diferenciados de luz, cada uno de los cuales puede ser observado por el ojo sin ayuda de un observador ordinario cuando incide la luz sobre la hoja, pero cuyos puntos de luz desaparecen o no son apreciables por el ojo del mismo observador cuando se cambia ya sea el ángulo del manantial de luz incidente sobre la hoja, el ángulo de observación, la orientación de la hoja, o una combinación de estos factores. Algunos puntos de luz pueden aparecer, por ejemplo, de color violeta, mientras que otros puntos pueden presentar colores anaranjado, verde, amarillo, o cualquiera de los demás del espectro visible.
En algunas realizaciones, se puede ver el efecto de brillo tanto desde el lado frontal como desde el lado posterior de la hoja, cuando incide la luz sobre ya sea el frente o ya sea la parte posterior. El efecto de brillo es particularmente apreciable cuando se mira bajo la luz del sol. El efecto de brillo puede verse desde el lado frontal con ángulos de observación de-90 grados a +90 grados a contar desde un ángulo de incidencia que se extiende perpendicular (cero grados) a una muestra plana. Las hojas del invento pueden destellar también cuando se ven desde el lado posterior-90 grados a +90 grados desde un ángulo de incidencia normal o de cero grados. Incluso aunque el ángulo de incidencia esté desplazado con respecto a una línea normal a la hoja, también puede ser apreciado el efecto de destello para todos los ángulos de visión. Al girar 360 grados una muestra, se puede ver el destello continuamente. Durante la rotación, algunos puntos de luz desaparecen, pero aparecen otros. Esto proporciona un amplio margen de ángulos en el cual tiene lugar un ``parpadeo'' continuo de encendido y apagado de la luz de los diferentes elementos de esquina de cubo, lo que da por resultado el fenómeno del destello. Las hojas del invento pueden ser capaces de destellar bajo esencialmente todos los posibles ángulos de iluminación y de visión, en todas las combinaciones.
El destello aumenta la visibilidad de la hoja durante las horas diurnas, y también puede mejorar en cierta medida su visibilidad en las horas nocturnas. El destello añade además un aspecto estético a la hoja retrorreflectante y puede ser útil para producir imágenes básicas, tales como las identificadoras de productos. Estas ventajas, y otras, se describen con más detalle en lo que sigue, en la descripción detallada del invento.
Breve descripción de los dibujos
La Fig. 1 es una vista en corte de una hoja retrorreflectante 10 de la técnica anterior.
La Fig. 2 es una vista por debajo de la hoja retrorreflectante 10 de la técnica anterior ilustrada en la Fig. 1.
La Fig. 3 es una vista en perspectiva isométrica de un elemento de esquina de cubo 30 que puede usarse en una hoja retrorreflectante del invento.
La Fig. 4 es una vista por debajo de una hoja retrorreflectante 60 de acuerdo con el presente invento.
La Fig. 5 es una vista en corte de la hoja retrorreflectante 60 tomada a lo largo de las líneas 5-5 de la Fig. 4.
La Fig. 6 es una vista por debajo de la hoja retrorreflectante 60, en la que se ha ilustrado el vértice y las alturas de las intersecciones de las estrías a partir de un plano de referencia.
La Fig. 7 es una vista en corte de la hoja retrorreflectante 60 tomada a lo largo de las líneas 7-7 de la Fig. 5.
La Fig. 8 es una vista en corte de un producto retrorreflectante 61 de acuerdo con el presente invento, que tiene una película de obturación 63 asegurada a la cara posterior de la hoja retrorreflectante 60.
La Fig. 9 es una vista frontal del producto retrorreflectante 61, en la que se ha ilustrado un patrón de obturación que puede usarse para producir cámaras 65 obturadas herméticamente (Fig. 8) detrás de los elementos de esquina de cubo 30 (Fig. 8).
La Fig. 10 ilustra un chaleco de seguridad 69 que tiene productos retrorreflectantes de destello 61 del presente invento situados sobre su superficie exterior 70.
La Fig. 11 es una vista esquemática de cómo se puede fabricar una hoja retrorreflectante de destello de acuerdo con el presente invento, exponiendo para ello una hoja retrorreflectante 10 a calor y/o presión en un aparato de laminación 71.
La Fig. 12 es una vista esquemática de un método alternativo para exponer una hoja retrorreflectante 10 a calor y/o presión para producir una hoja retrorreflectante de destello 60, de acuerdo con el presente invento.
La Fig. 13 es una vista por arriba de un molde 79 que puede usarse para producir una hoja retrorreflectante de destello de acuerdo con el presente invento.
La Fig. 14 es una vista esquemática de una segunda técnica para fabricar una hoja retrorreflectante 60 de acuerdo con el presente invento, colando para ello la hoja en un molde 79.
La Fig. 15 es una vista frontal de una hoja retrorreflectante 101 de presentación de una imagen que tiene regiones de destello y sin destello 102 y 103, respectivamente.
La Fig. 16a es una vista lateral de una pieza de inserción 104a que puede usarse para producir una imagen en una hoja de destello.
La Fig. 16b es una vista lateral de una pieza de inserción 104b que puede usarse para producir una imagen en una hoja de destello.
Descripción detallada de las realizaciones preferidas
En la práctica del presente invento, se proporciona una hoja retrorreflectante que puede presentar un efecto de destello bajo condiciones de iluminación con luz diurna, así como en condiciones de iluminación con luz nocturna o retrorreflectante (aunque no en una medida tan apreciable). El efecto de destello puede proporcionara a la hoja una buena luminosidad o brillo en las horas diurnas, tal como se mide mediante una prueba normalizada, ASTM E 1349-90, en donde se expresa la luminosidad mediante el Factor de Luminancia Y (LFY). Las hojas incoloras transparentes del invento pueden presentar un valor del LFY de 38 ó mayor, e incluso de 55 ó mayor. Por supuesto, los valores del LFY pueden diferir, dependiendo del color de la hoja de brillo. Además, el valor del LFY puede ser más alto, dependiendo del grado de textura, o del patrón presente en la hoja de brillo. La configuración geométrica para la medición impuesta para la prueba ASTM E 1349-90 (0/45º ó 45º) excluye la detección de partes sustanciales de la luminosidad debida al destello, porque las hojas de destello reflejan grandes cantidades de luz para ángulos que no son detectados. La hoja puede presentar al menos aproximadamente 10, y preferiblemente al menos aproximadamente 50, puntos de luz por centímetro cuadrado (cm^{2}) cuando se ve la hoja bajo la luz directa del sol. Típicamente, hay menos de aproximadamente 250 puntos de luz por cm^{2} cuando se ve bajo la luz directa del sol. El destello no se consigue a través de la incorporación de partículas o escamas metálicas en una hoja, ni de un recubrimiento como se hace corrientemente en la técnica para la obtención del destello-véanse, por ejemplo, las Patentes de EE.UU. Números 5.470.058, 5.362.374, 5.276.075, 5.202.180, 3.988.494, 3.987.229, 3.697.070, 3.692.731, y 3.010.845-sino que se consigue en cambio a través de un enfoque totalmente nuevo y diferente, es decir, orientando para ello elementos de esquina de cubo según una nueva disposición geométrica.
En una realización preferida de esta nueva disposición geométrica, al menos un conjunto de estrías paralelas en una disposición ordenada de elementos de esquina de cubo tiene las caras de los elementos de esquina de cubo adyacentes dispuestas de tal modo que el ángulo diedro externo formado entre las caras varía a lo largo de al menos una estría del conjunto.
En otra realización preferida, el ángulo diedro externo entre caras de cubos adyacentes varía en todas las estrías, hasta tal punto que los cubos están inclinados al azar a través de la disposición ordenada. Lo que se entiende por ``inclinados al azar'', es que los cubos de la hoja están inclinados según un patrón que no se repite con relación a un plano de referencia, que puede ser la superficie frontal de la hoja retrorreflectante cuando está tendida plana. Se considera que un cubo está ``inclinado'' cuando su eje óptico no es perpendicular al plano de referencia. Se suele entender por ``eje óptico'' la línea interna que se extiende desde el vértice del cubo y que forma ángulos iguales con cada arista del cubo que se extiende desde el vértice. En otras palabras, el eje óptico es la línea definida por la intersección de tres planos que cada uno biseca a uno de los tres ángulos diedros internos formados por las tres caras planas del elemento de esquina de cubo. Todas las hojas retrorreflectantes anteriormente conocidas han tenido los elementos de esquina de cubo dispuestos según un patrón predeterminado que se repite a través de la disposición ordenada. Si imaginamos que una hoja de elementos de esquina de cubo es una tropa que marcha rítmicamente en estricta formación, una hoja orientada al azar sería una tropa borracha, en donde cada elemento de esquina de cubo representa soldados individuales que van haciendo eses y posiblemente chocando entre sí al marchar.
En la Fig. 3 se ha ilustrado un elemento de esquina de cubo 30 que es útil en las hojas retrorreflectantes del invento (60, Fig. 4), así como en las hojas de la técnica anterior (10, Fig. 1). Como se ha ilustrado, un elemento de esquina de cubo 30 es un cuerpo que tiene tres caras perpendiculares entre sí 31a, 31b, y 31c, que se encuentran en el vértice 34 del elemento. Las aristas 35 de la base del elemento de esquina de cubo son en general lineales y están en general en un solo plano que define el plano de la base 36 del elemento 30. El elemento de esquina de cubo 30 tiene también un eje óptico o central 37, el cual es el trisector de los ángulos internos definidos por las caras laterales 31a, 31b y 31c. El eje óptico puede estar dispuesto perpendicular al plano de la base 36, o bien puede estar inclinado, como se ha descrito en la Patente de EE.UU. Nº 4.588.258 concedida a Hoopman y en la Patente de EE.UU. Nº 5.138.488 concedida a Szczech. Se puede producir retrorreflexión cuando la luz que incida sobre el plano de la base 36 sea reflejada internamente desde una primera cara lateral 31a a una segunda cara 31b, y luego a una tercera cara 31c, y después de vuelta a través de la base 36 hacia el manantial de luz. Además de definir una sola esquina de cubo mediante una pirámide de tres caras que tiene un plano de base triangular, tal como la descrita en la Patente de Hoopman, los elementos de esquina de cubo pueden definirse mediante una base rectangular, dos caras rectangulares, y dos caras triangulares, de tal modo que cada estructura tenga dos elementos de esquina de cubo cada una, tal como la descrita en la Patente de EE.UU. Nº 4.938.563, concedida a Nelson y otros, o bien puede ser esencialmente de cualquier otra forma de elemento de esquina de cubo (véase también la Patente de EE.UU. Nº 4.895.428, concedida a Nelson y otros).
En la Fig. 4 se ha representado la superficie estructurada o cara posterior de una hoja de esquinas de cubo 60, que incluye una capa única o unitaria de una disposición ordenada de elementos de esquina de cubo 30, como el elemento representado en la Fig. 3. Cada elemento de esquina de cubo 30 se encuentra con, pero no está necesariamente conectado a, un elemento de esquina de cubo adyacente, en una arista 35 de la base. La disposición ordenada incluye tres conjuntos de estrías en general paralelas 45, 46 y 47. Los ángulos diedros externos (\alpha, Fig. 5) entre las caras 31 de los elementos de esquina de cubo 30 adyacentes, varían a lo largo de las estrías 45-47 en la disposición ordenada. Los elementos de esquina de cubo en la disposición ordenada están inclinados al azar, y debido a esto el vértice 34 de un cubo, tal como del cubo 30a, puede estar relativamente próximo a otro vértice, tal como el del cubo 30b, pero el vértice del cubo 30b puede estar más alejado de otro vértice adyacente, tal como del vértice del cubo 30c.
En la Fig. 5 se ha ilustrado también la posición de un vértice de un cubo con relación a otro, y además se muestra cómo las aristas 35 de la base del cubo no están en un mismo plano común. La arista 35 de la base de un cubo puede estar dispuesta más próxima a, o más alejada de, la superficie frontal 51 de la hoja retrorreflectante 60, que las aristas de la base de otros elementos de esquina de cubo adyacentes. Y en un solo cubo, los puntos sobre una de sus aristas 35 de la base pueden estar situados más próximos a, o más alejados de, la superficie frontal 51 que los puntos sobre otra arista 35 de la base del mismo cubo. Las aristas 35 de la base definen el punto más bajo de las estrías 45-47-y puesto que las aristas 35 no están todas dispuestas en un mismo plano, las estrías tienen un paso variable a lo largo de su longitud. Si la hoja de esquinas de cubo tiene una capa de meseta 56, tampoco ésta está espaciada uniformemente de la superficie frontal 51. Cuando los elementos de esquina de cubo están inclinados, los planos 36 de las bases (Fig. 3) de cada elemento de esquina de cubo no son paralelos, y no están en un mismo plano. Muchos de los planos de las bases tampoco residen en el mismo plano que el de la superficie frontal 51-es decir, que los planos de las bases no son paralelos a la superficie frontal 51 de la hoja cuando se tiende la hoja plana sobre una superficie.
Se han producido hojas de elementos de esquina de cubo en las que algunos de los planos de las bases de los elementos no permanecen paralelos a la superficie frontal de la hoja cuando se tiende la hoja plana. Tales hojas, sin embargo, han tenido la disposición ordenada de elementos de esquina de cubo perturbada o redistribuida en ciertas áreas por obturación con una película en la cara posterior de la disposición ordenada (tal como se verá en lo que sigue con referencia a las FIGS. 8 y 9), o bien por crearse burbujas (Patente de EE.UU. Nº 5.485.311, concedida a McAllister). La línea de obturación y las burbujas alteran la superficie frontal de la hoja y la orientación de los elementos de esquina de cubo en la disposición ordenada. Para los fines de este invento, por lo tanto, no se considera que una hoja esté ``tendida plana'' en aquellas áreas en las que la hoja esté perturbada por líneas de obturación (elemento 64, FIGS. 8 y 9) o por las burbujas (24 de la Patente 5.485.311). Los planos de las bases 36 (Fig. 3) en las hojas del invento pueden estar desplazados en ángulos de cero a 90 grados del plano de referencia o superficie frontal cuando se tiende plana la hoja. Los planos de las bases que están inclinados con relación a la superficie frontal de la hoja cuando está tendida plana, forman típicamente un ángulo de aproximadamente 1 a 10 grados con la superficie frontal.
En la Fig. 5 se ha ilustrado también el ángulo diedro externo, \alpha, que define el ángulo entre las caras 31 (Fig. 4) de los elementos de esquina de cubo 30 adyacentes. El ángulo \alpha puede variar a lo largo de algunas o de todas las estrías en un solo conjunto de estrías en general paralelas, puede variar a lo largo de algunas o de todas las estrías en dos conjuntos de estrías en general paralelas, o bien puede variar a lo largo de algunas o de todas las estrías en todos los conjuntos de estrías en general paralelas en la disposición ordenada. En una disposición ordenada de elementos de esquina de cubo inclinados al azar, el ángulo \alpha varía al azar entre las caras adyacentes de los elementos de esquina de cubo adyacentes a través de esencialmente la totalidad de la disposición ordenada que está destinada a destellar. El ángulo \alpha puede variar desde cero grados a 180 grados, pero como promedio varía desde aproximadamente 35 a 115 grados para ángulos diedros entre caras de los cubos adyacentes.
En la Fig. 6 se han ilustrado ciertas distancias típicas de los vértices 34 y las intersecciones de las estrías desde la superficie frontal 51 de la hoja (Fig. 5). El elemento de esquina de cubo en la esquina superior izquierda de la disposición ordenada tiene un vértice que está espaciado a 350 micrómetros de la superficie frontal 51. El cuarto cubo sobre la esquina superior izquierda, sin embargo, tiene la altura del vértice de 335 micrómetros. Hay por lo tanto una diferencia de alturas de vértices de 15 micrómetros entre los cubos que están bastante próximos entre sí. Los elementos de esquina de cubo tienen típicamente una altura media de aproximadamente 20 a 500 micrómetros, más típicamente de aproximadamente 60 a 200 micrómetros. Para elementos de esquina de cubo que tengan de aproximadamente 60 a 200 micrómetros de altura, la variación de alturas entre vértices adyacentes es típicamente de aproximadamente 0 a 60 micrómetros, y típicamente de aproximadamente 1 a 40 micrómetros como media, más típicamente de 5 a 25 micrómetros como media, pero preferiblemente no excede de más de 50 micrómetros como media. La variación de altura entre intersecciones de estrías adyacentes para tales cubos es típicamente de 0 a 100 micrómetros, y como media es típicamente de aproximadamente 3 a 50 micrómetros, pero preferiblemente no excede de más de 60 micrómetros como media. Para los fines de esta descripción, los ``valles de la base'' están definidos en los puntos de intersección de las estrías de forma de V en la disposición ordenada de esquinas de cubo.
La capa de cuerpo 58 (Fig. 5) en la parte de cuerpo 54 (Fig. 5) tiene típicamente un grosor medio de aproximadamente 20 a 1200 micrómetros, y preferiblemente es de aproximadamente 50 a 400 micrómetros. La capa de meseta opcional 56 (FIG. 5) se mantiene preferiblemente en un grosor mínimo de 0 a menos de aproximadamente 100 micrómetros.
En la disposición ordenada de elementos de esquina de cubo ilustrada en las Figs. 4-6, los conjuntos de estrías 45, 46, y 47, se han ilustrado como paralelos. Está dentro del alcance de este invento, sin embargo, que las estrías de un mismo conjunto no sean paralelas. Algunas estrías pueden ser paralelas, y otras no. Algunas estrías pueden discurrir paralelas a las estrías adyacentes del mismo conjunto de estrías en algunas regiones de la hoja, pero pueden también cruzar las trayectorias o solapar a esas mismas estrías. En tales casos, los elementos de esquina de cubo pueden apilarse unos sobre otros. Siempre que hayan dos o más estrías que se extiendan en la misma dirección general aproximadamente paralelas entre sí, esas estrías son vistas como ``en general paralelas'', con independencia de que en algún otro punto las estrías crucen sus trayectorias, se solapen, converjan, o diverjan.
En la Fig. 7 se han ilustrado elementos de esquina de cubo cortados por un plano que es paralelo a la superficie frontal 51 de la hoja retrorreflectante (Fig. 5). Como se ha ilustrado, el plano corta a los elementos de esquina de cubo para producir triángulos 62 de áreas de sección transversal diferentes. Algunos cubos pueden estar inclinados en tal medida que el plano de intersección pase solamente a través de una extremidad del cubo, dando por resultado una pequeña sección transversal triangular-mientras que un cubo que permanezca vertical puede ser cortado de tal modo que el triángulo de la sección transversal resultante sea relativamente grande. Por consiguiente, incluso aunque los elementos de esquina de cubo en la disposición ordenada puedan ser de tamaños similares, los mismos pueden producir triángulos de tamaños aleatorios al ser cortados como se ha descrito, debido a la manera en que están inclinados los cubos con respecto a un plano de referencia.
En la Fig. 8 se ha ilustrado un producto retrorreflectante 61 que tiene una película de obturación 63 dispuesta sobre la cara posterior de los elementos de esquina de cubo 30. La película de obturación está pegada a la capa de cuerpo 58 de la hoja 60 a través de la capa de elementos de esquina de cubo 30 mediante una pluralidad de líneas de obturación 64. El patrón de pegado produce una pluralidad de cámaras 65 obturada herméticamente que mantienen una interfaz de cubo/aire e impiden que la humedad y la suciedad entren en contacto con la cara posterior de los elementos de esquina de cubo. Es necesario el mantenimiento de la interfaz de cubo/aire para evitar la pérdida de retrorreflectividad.
La película de obturación puede ser pegada a la hoja retrorreflectante usando técnicas conocidas. Véase, por ejemplo, la Patente de EE.UU. Nº 4.025.159. Como ejemplos de técnicas de obturación se incluyen la de soldadura por radiofrecuencia, la de fusión térmica, la de soldadura ultrasónica, y la de pegado con adhesivo. Cuando se aplique una película de obturación a la cara posterior de una hoja retrorreflectante, se ha de prestar considerable atención a la composición y a las propiedades físicas de la película de obturación. La película de obturación debe ser capaz de pegarse de modo seguro a la hoja, y no deberá contener componentes que puedan afectar perjudicialmente a la retrorreflectividad ni al aspecto del producto retrorreflectante. Por ejemplo, la película de obturación no deberá contener componentes que puedan lixiviarse fuera (por ejemplo, tintes) hasta hacer contacto con la cara posterior de los elementos de esquina de cubo. La película de obturación comprende típicamente un material termoplástico, dado que tales materiales se prestan de por sí a fusión a través de termotécnicas relativamente simples, y de las que corrientemente se dispone.
La soldadura por radiofrecuencia (``RF'') efectúa la obturación usando energía de radiofrecuencia que calienta al polímero. Cuando se aplica un campo de radiofrecuencia a un polímero termoplástico con grupos polares, la tendencia de los grupos polares a conmutar la orientación con la radiofrecuencia determina el grado en que es absorbida la energía de RF y convertida en movimiento cinético. La energía cinética es conducida en forma de calor a la molécula de polímero entera, y si se aplica suficiente energía de RF, el polímero se calentará lo suficiente como para reblandecerse. Puede verse un estudio detallado de la soldadura de RF en la solicitud de Patente de EE.UU. Nº 08/472.444, presentada con fecha 7 de junio de 1995, y en el artículo ``RF Welding and PVC and Other Theremoplastic Compounds'' (``Soldadura por RF y Compuestos Termoplásticos de PVC y Otros'') de J. Leighton, T. Brantley, y E. Szabo, publicado en ANTEC 1992, págs. 724-728.
También se puede asegurar una película de obturación a la hoja retrorreflectante a través de fusión térmica, lo cual comporta prensar juntos materiales termoplásticos entre superficies de platina o de troqueles calentadas. El contacto forma el deseado patrón de obturación. Mientras las superficies de platina o de estampa calentadas prensan juntos los materiales termoplásticos, las áreas de polímero que estén en contacto se funden, y las moléculas de polímero fluyen juntas mientras están calientes, y forman un pegado por fusión al enfriarse.
Una alternativa a los métodos de soldadura por radio frecuencia y por fusión térmica, es la de la soldadura ultrasónica. La soldadura ultrasónica es una técnica según la cual se pegan juntos dos materiales entre una bocina y un yunque. La bocina vibra a frecuencias ultrasónicas, corrientemente en el margen de aproximadamente 20.000-40.000 Hz. Se aplica presión a la hoja de esquinas de cubo y a la película de obturación, y se disipa en forma de calor la energía de vibración. El calentamiento por fricción reblandece las moléculas de polímero, para crear un pegado por fusión entre la hoja y la película. La bocina y el yunque están situados para localizar el calor en el área donde esté instalado el pegado. Los medios de localización del calor reblandecen y funden los materiales de pegado, en regiones muy pequeñas, lo que a su vez ayuda a reducir al mínimo los daños en el material circundante por la exposición al calor.
Los materiales amorfos que tengan amplios márgenes de reblandecimiento pueden ser pegados por ultrasonidos mejor que los materiales cristalinos, debido a que los primeros tienden a disipar el calor por fricción, de un modo más efectivo. Como ejemplos de materiales que forman uniones soldadas por ultrasonidos de buenas a excelentes, se incluyen el nilón, el policarbonato, el poli(cloruro de vinilo) (PVC) plastificado, el poliestireno, el poliéster termoplástico, el polipropileno, y los acrílicos. El polietileno y los fluoropolímeros son ejemplos de materiales que forman soldaduras ultrasónicas, de suficientes a deficientes.
La soldadura ultrasónica es sensible a otros factores, entre los que se incluyen la variación del plástico de un lote a otro, los cambios de parámetros de moldeo, la absorción de la humedad, el desprendimiento del molde, los lubricantes, las cargas, el rectificado, los retardadores de llama, los pigmentos y los plastificantes. Se hace referencia a los siguientes artículos: ``Heating and Bolding Mechanisms in Ultrasonic Welding of Thermoplastics'' (``Mecanismos de Calentamiento y Pegado en Soldadura Ultrasónica de Termoplásticos'') de M.N. Tolunay, P.R. Dawson, y K.K. Wang, publicado en ``Polymer Engineering Science'', septiembre de 1983, Volumen 23, Nº 13, pág. 726; ``Update on Welding: More Science, Less Art'' (``Actualización en Soldadura: Más Ciencia, Menos Arte'') de M. Rogers, publicado en ``Plastics Tehnology'', Junio de 1981, págs 56-62: y ``Ultrasonic Welding'' (``Soldadura Ultrasónica'') publicado en Engineering Materials and Designa, Abril de 1981, págs. 31-34.
Se puede conseguir el pegado con adhesivo recubriendo con un adhesivo sobre la cara posterior de una hoja de esquinas de cubo y llevando luego la película de obturación a contacto con la hoja recubierta con adhesivo. Alternativamente, se puede recubrir la película de obturación con un adhesivo antes de pegarla a la hoja de esquinas de cubo. El recubrimiento con adhesivo puede efectuarse esencialmente según cualquier patrón que se desee, tal que las áreas no recubiertas con adhesivo formen celdas retrorreflectantes 65, como se ha ilustrado en la Fig. 8. También se puede recubrir con el adhesivo sobre un recubrimiento reflectante que esté dispuesto sobre la cara posterior de la hoja de esquinas de cubo. Para una descripción del pegado con adhesivo, véase la Patente de EE.UU. Nº 5.376.431, concedida a Rowland.
Cuando se obtura la hoja de destello por piezas, se prefiere la técnica de la radiofrecuencia, dado que en general se lleva a la práctica el proceso como un ``proceso de avanzar un paso y repetir'', que es compatible con la obturación de los elementos individuales. Cuando se obtura continuamente la hoja de destello a partir de artículos en rollo, se prefiere la obturación ultrasónica, dado que este proceso puede ser puesto en práctica fácilmente como método continuo.
En la Fig. 9 se ha ilustrado un ejemplo de un patrón de obturación que puede usarse para producir un producto retrorreflectante 61. Como se ha ilustrado, el producto retrorreflectante 61 tiene la forma de tira que tiene una dimensión de la longitud que excede sustancialmente de la dimensión de la anchura. Las líneas de pegado 64a y 64b están dispuestas a lo largo de los bordes longitudinales de la hoja 61, para evitar la exfoliación de la película de obturación 63 (Fig. 8). Dispuestas lateralmente hacia dentro desde las líneas de pegado 64a y 64b, están las líneas de pegado 64c y 64d que discurren paralelas a las líneas de pegado 64a y 64b. Extendiéndose entre las líneas de pegado 64c y 64d hay líneas de pegado 64e que no son paralelas a los bordes longitudinales de la hoja. Las líneas de pegado 64c-64e definen una serie de patrones geométricos totalmente cerrados 67 que definen las cámaras herméticamente obturadas 65 ilustradas en la Fig. 8. El área superficial de los patrones geométricos 67 puede variar dependiendo, por ejemplo, de la anchura del producto 61, pero típicamente es de 0,5 a 30 cm^{2}, y más típicamente de aproximadamente 1 a 20 cm^{2}.
El producto retrorreflectante 61 viene típicamente en tamaños que varían desde 1,27 cm hasta 7,6 cm de anchura. Las anchuras típicas son de 1,27 cm de ancho, 1,9 cm de ancho, 2,54 cm de ancho, 3,5 cm de ancho, 3,81 cm de ancho, 5,08 cm de ancho, ó 7,0 cm de ancho. Las longitudes del producto 61 pueden llegar a ser típicamente de hasta aproximadamente 100 metros, siendo suministrado el producto en forma de rollo.
También pueden producirse paneles de productos retrorreflectantes que tengan películas de obturación dispuestas sobre los mismos. Los tamaños de los paneles pueden ser, por ejemplo, de 200 cm^{2} a 1000 cm^{2}. Puede destellar la totalidad del área dentro del panel, o ciertas áreas del mismo.
En un producto retrorreflectante típico 61, esencialmente la totalidad del área dentro del patrón geométrico encerrado presenta el efecto de destello, donde cada punto de luz se ha referenciado con el número 68. Si se desea, algunos patrones geométricos pueden presentar el efecto de destello, y otros no. Por ejemplo, cabe la posibilidad de tener los patrones triangulares 67 alternando entre con brillo y sin brillo. También cabe la posibilidad de proporcionar partes o imágenes con destello dentro de cada patrón geométrico, como se describe en detalle en lo que sigue. Aunque el efecto de destello no sería típicamente apreciable, o significativamente apreciable, dentro de cada línea de obturación debido a que los elementos de esquina de cubo quedan típicamente englobados en la línea de obturación, el efecto de destello es muy apreciable ``sustancialmente más allá'' de la línea o líneas de obturación. Es decir, que el efecto de destello puede apreciarse a una distancia más allá de donde el calor y/o la presión de la operación de obturación afectarían a los elementos de esquina de cubo de la disposición ordenada. Típicamente, una operación de obturación en la que se usase calor y/o presión no afectaría a los elementos de esquina de cubo a una distancia mayor que dos milímetros (mm), y más típicamente de 5 mm o más desde una línea de obturación. Las hojas del invento son susceptibles de destellar a través de una disposición ordenada de elementos de esquina de cubo, con independencia de que esté pegada una película de obturación a la cara posterior de la disposición ordenada de elementos de esquina de cubo.
En lugar (o posiblemente además) de una película de obturación 63, se puede colocar un recubrimiento reflectante, tal como un recubrimiento metálico con reflexión de espejo, sobre la cara posterior de los elementos de esquina de cubo, para favorecer la retrorreflexión; véanse, por ejemplo, las Patentes de EE.UU. Nº 5.272.562, concedida a Coderre, y Nº 5.376.431, concedida a Rowlan, y el documento WO 93/14422. El recubrimiento metálico puede ser aplicado por técnicas conocidas, tal como la de depósito en forma de vapor o la de depósito químico de un metal tal como el aluminio, cobre, plata o níquel. En vez de un recubrimiento metálico, se puede aplicar una capa de material dieléctrico a la cara posterior de los elementos de esquina de cubo, véanse, por ejemplo, las Patentes de EE.UU. Números 4.763.985 y 3.700.305, concedidas a Binham.
Aunque la colocación de un recubrimiento metálico sobre la cara posterior de los elementos de esquina de cubo puede reducir la luminosidad de la hoja en las horas diurnas, el efecto de destello puede contrarrestar esa reducción. Muestras de destello recubiertas de metal pueden acreditar valores del LFY de luminosidad de al menos 10, e incluso mayores que 25.
En la Fig. 10 se ha ilustrado un ejemplo de un artículo de vestir sobre el cual puede haber dispuesto un producto retrorreflectante 61 del invento. El artículo de vestir puede ser un chaleco de seguridad 69 que tenga productos retrorreflectantes 61 de destello asegurados a su superficie exterior 70. Otros chalecos que pueden presentar productos retrorreflectantes del invento se han ilustrado, por ejemplo, en las Patentes de EE.UU. Números 5.478.628, Des. 281.028, y Des. 277.808. Como ejemplos de otros artículos de vestir sobre los cuales se pueden aplicar los productos retrorreflectantes del invento se incluyen: camisas, sudaderas, chaquetas, abrigos, pantalones, zapatos, calcetines, guantes, cinturones, sombreros, trajes, prendas de una pieza para cubrir todo el cuerpo, bolsas, mochilas para la espalda, cascos, etc. La denominación de ``artículo de vestir'' tal como aquí se usa, significa por lo tanto cualquier artículo dimensionado y configurado para ser llevado puesto o transportados por una persona, y que sea apto para presentar un artículo retrorreflectante sobre su superficie exterior.
Las hojas de esquinas de cubo de destello del invento pueden hacerse de acuerdo con dos técnicas. Según la primera técnica, se hace una hoja retrorreflectante de esquinas de cubo de destello proporcionando para ello una primera hoja de esquinas de cubo que tenga los cubos dispuestos según una configuración usual, es decir, con una orientación no aleatoria, y exponiendo esa hoja a la acción de calor, presión, o de una combinación de ambos. Según la segunda técnica, se produce un molde que es el negativo de una hoja de esquinas de cubo del invento. Este molde puede usarse luego para proporcionar hojas retrorreflectantes de destello. Un método para fabricar hojas retrorreflectantes de destello se ha descrito en la Solicitud de Patente de EE.UU. 08/641.129 titulada ``Method of Making Glittering Retroreflective Sheetings'' (``Método de Fabricación de Hojas Retrorreflectantes de Destello''), presentada en la misma fecha que la de esta Solicitud.
Cuando se usa la primera técnica, se produce o se obtiene de otro modo en primer lugar una hoja retrorreflectante que tiene los elementos de esquina de cubo dispuestos según una configuración ordenada. Hay muchas Patentes en las que se describen hojas retrorreflectantes que tienen disposiciones ordenadas de esquinas de cubo: véanse, por ejemplo, las Patentes de EE.UU. Números: 5.236.751. 5.189.553, 5.175.030, 5.138.488, 5.117.304, 4.938.563, 4.775.219, 4.668.558, 4.601.861, 4.588.258, 4.576.850, 4.555.161, 4.332.847, 4.202.600, 3.992.080, 3.935.359, 3.924.929, 3.811.983, 3.810.804, 3.689.346, 3.684.348, y 3.450.459. Se pueden producir disposiciones ordenadas de esquinas de cubo de acuerdo con una serie de métodos conocidos, incluidos en las Patentes citadas en el párrafo anterior. Otros ejemplos se han descrito en las Patentes de Números 5.450.235, 4.601.861, 4.486.363, 4.322.847, 4.243.618, 3.811.983, 3.689.346, y en l Solicitud de Patente de EE.UU. 08/472.444, presentada con fecha 7 de junio de 1995.
Preferiblemente, los elementos de esquina de cubo que se usan en la hoja de partida orientada no aleatoriamente, están hechos de materiales que son más duros que los materiales usados en la parte de cuerpo, y en particular en la capa de cuerpo. Una selección de tales materiales permite que se inclinen los elementos de esquina de cubo, sin distorsionar significativamente la forma de cada cubo, cuando se expone la hoja a ciertas cantidades de calor y/o presión. El calor, la presión, o ambos, que se apliquen a la hoja deberán ser suficientes para alterar la disposición ordenada significativamente con respecto a su configuración ordenada. Con una capa de cuerpo muy blanda, solo la presión, es decir, una presión por encima de la atmosférica, o solo el calor, es decir, un calor mayor que el de la temperatura de reblandecimiento, pueden ser suficientes para cambiar la disposición ordenada con respecto a su configuración ordenada.
En la Patente de EE.UU. Nº 5.450.235, concedida a Smith y otros, se ha descrito una hoja retrorreflectante de esquinas de cubo que tiene cubos duros y una capa de cuerpo más blanda. Como se describe en esa Patente, la parte de cuerpo incluye una capa de cuerpo que contiene un material polímero transmisor de la luz que tiene un módulo elástico de menos de 7x10^{8} pascal. Los elementos de esquina de cubo, por otra parte, contienen un material polímero de transmisión de la luz que tiene un módulo elástico mayor que 16x10^{8} pascal. En la Solicitud de Patente de EE.UU. Nº de Serie 08/472.444 se describen también una serie de materiales que pueden usarse para producir hojas retrorreflectantes de acuerdo con este invento. En esa solicitud de patente se especifica que el módulo elástico de los elementos de esquina de cubo es de al menos 1x10^{7} pascal mayor que el módulo elástico de la capa de cuerpo, y que sus elementos de esquina de cubo pueden estar hechos de materiales que tengan un módulo elástico mayor que aproximadamente 2,0x10^{8} pascal (preferiblemente mayor que aproximadamente 25x10^{8} pascal) y que la capa de cuerpo, o capa de superposición, puede estar hecha de materiales que tengan preferiblemente un módulo elástico inferior a aproximadamente 13x10^{8} pascal. Cuando se expone a ciertas cantidades de calor y presión una hoja de esquinas de cubo hecha de materiales de esos valores designados del módulo elástico, la capa de cuerpo se reblandece, permitiendo que los cubos se muevan en respuesta a la presión y que por consiguiente queden inclinados con relación a la superficie frontal de la hoja. Cuando se use una de tales construcciones, la capa de meseta (56, Fig. 7) se mantiene idealmente en un grosor mínimo (por ejemplo, de menos del diez por ciento de la altura del elemento de esquina de cubo), y preferiblemente de un espesor cero, de modo que los cubos puedan inclinarse fácilmente a lo largo de las aristas de sus bases. Por esa misma razón, se prefiere también en este invento que los elementos de esquina de cubo estén fracturados a lo largo de las aristas de sus bases, como se ha descrito en la Solicitud de Patente de EE.UU. Nº de Serie 08/139.914, presentada con fecha 20 de octubre de 1993, y en la Solicitud de Patente de EE.UU. Nº de Serie 08/472.444, presentada con fecha 7 de junio de 1995.
El módulo elástico puede determinarse de acuerdo con la prueba normalizada de la ASTM D 882-75b, usando el Método de Pesada Estática A, con una separación inicial entre mordazas de 12,7 cm, una anchura de la muestra de 2,54 cm, y un régimen del separador de las mordazas de 2,54 centímetros por minuto. En ciertas circunstancias, el polímero puede ser tan duro y frágil que sea difícil usar esta prueba para determinar con exactitud el valor del módulo (aunque sería fácil saber si el mismo es mayor que un cierto valor). Si el método de la ASTM no es totalmente adecuado, se puede emplear otra prueba, conocida como la de la ``Técnica de Nanoindentación''. Esta prueba se puede efectuar usando un dispositivo de microindentación tal como un UMIS 2000, que puede obtenerse de la firma CSIRO, ``División of Applied Physics Institute of Industrial Technologies'' de Lindfield, New South Wales, Australia. Usando esta clase de dispositivo, se mide la profundidad de penetración de un indentador de diamante piramidal de Berkovich que tenga un ángulo de cono incluido de 65 grados, como una función de la fuerza aplicada hasta la carga máxima. Después de haberse aplicado la carga máxima, se deja que el material se relaje de una manera elástica contra el indentador. Se supone usualmente que se encuentra que el gradiente de la parte superior de los datos de descarga es proporcional linealmente a la fuerza. El análisis de Sneddon proporciona una relación entre la fuerza de indentación y los componentes plástico y elástico de la profundidad de penetración (Sneddon I.N. Inc. J. Eng. Sci. 3, págs. 47-57 (1965)). Del examen de la ecuación de Sneddon, se puede recuperar el módulo elástico en la forma E/(1-v^{2}). Para el cálculo se usa la ecuación:
E/(1-v^{2}) = (dF/dh_{e})F_{max}1/(3,3h_{pmax}tan(\theta)) donde:
v es la relación de Poisson de la muestra que esté siendo sometida a la prueba;
(dF/dh_{e}) es el gradiente de la parte superior de la curva de descarga;
F_{max} es la fuerza máxima aplicada;
h_{pmax} es la profundidad máxima de penetración plástica;
\theta es el semiángulo de cono incluido del indentador piramidal de Berkovich; y
E es el módulo elástico.
Puede ser necesario correlacionar los resultados de la técnica de nanoindentación de nuevo con el método de la ASTM.
En la Fig. 11 se ha ilustrado cómo preparar una hoja de esquinas de cubo de destello usando calor y/o presión en un proceso por lotes. Usando esta técnica, se puede colocar una hoja retrorreflectante de esquinas de cubo que contenga una disposición ordenada de elementos de esquina de cubo, tal como la hoja 10, en una prensa de platina o laminador 71 que incluya superficies de aplicación de presión primera y segunda 72 y 74. El laminador puede ser, por ejemplo, una máquina de transferencia de calor Hix Modelo N-800 que puede obtenerse de la firma Hix Corporation, de Pittsburgh, Kansas (EE.UU.).
Un laminador Hix N-800 tiene una primera superficie de aplicación de presión 72 que está hecha de metal y que puede calentarse a temperaturas de hasta 260ºC. La segunda superficie de aplicación de presión 74 es una estera de caucho no calentada. En funcionamiento, se pueden disponer opcionalmente dos capas de papel de desprendimiento 36 entre las superficies 72 y 74 y la hoja 10 de esquinas de cubo. Se puede disponer un portador 78 (tal como uno hecho de poliéster) sobre la superficie frontal 51 de la hoja de esquinas de cubo. El portador 78 es un subproducto del proceso usado para producir la hoja 10 (véase, por ejemplo, la Solicitud de Patente de EE.UU. 08/472.444 en el estudio que se describe en relación con su Fig. 4, donde el portador está representado por el número 28) y puede permanecer opcionalmente sobre la misma hasta después de haber sido redistribuidos los elementos de esquina de cubo tras su exposición a calor y/o presión.
Cuando la hoja de esquinas de cubo ordenadas sin destellar, y el papel de desprendimiento opcional 76 se disponen en la máquina de laminación por calor, como se ha ilustrado en la FIG. 11, se activa la máquina de modo que las superficies 72 y 74 de aplicación de la presión se muevan cada una hacia la otra y mantengan a la hoja de esquinas de cubo ordenadas a una temperatura y una presión deseadas durante un tiempo predeterminado. Si se desea, se puede prescindir del papel de desprendimiento inferior 76 en la Fig. 11, y se puede transferir el patrón o imagen de la superficie inferior no calentada 74 de la máquina de laminación por calor a la hoja retrorreflectante según un patrón con destello. En vez de una máquina de laminar, se puede usar un conformador por vacío-tal como un Aplicador de Lámpara de Calor ``Scotchlite ^{(TM)}'' que puede obtenerse de la firma Dayco Industries, Inc., Miles, Michigan (EE.UU.); de la firma P.M. Black Co., de Stillwater, Minnesota (EE.UU.); y de la firma Converting Technologies, Inc., de Goodard, Kansas (EE.UU.).
Las cantidades de calor y/o presión que se apliquen a una hoja de esquinas de cubo 10 puede variar dependiendo de los materiales de los cuales esté hecha la hoja retrorreflectante. Se ha descubierto en este invento que cuando se usan materiales polímeros que tengan un módulo elástico de aproximadamente 10x10^{8} a 25x10^{8} pascal en los elementos de esquina de cubo 12 (y una capa de meseta opcional 16), y un material polímero que tenga un módulo elástico de aproximadamente 0,05x10^{8} a 13x10^{8} pascal en la capa de cuerpo 18, la hoja retrorreflectante, preferiblemente es calentada a una temperatura de aproximadamente 150 a 205ºC y que se aplican aproximadamente 7x10^{4} a 4,5x10^{3} pascal de presión al artículo. Más en particular, cuando se empleen elementos de esquina de cubo que estén hechos de 1,6-hexanodiol diacrilato, trimetilolpropano triacrilato, bisfenol A epoxi diacrilato en una relación de 25 partes a 50 partes a 25 partes, respectivamente, y que contengan un uno por ciento en peso (sobre la base del peso de resina) de fotoiniciador Darocur ^{(TM)} 4265 (Ciba Geigy) y que tenga un módulo elástico de aproximadamente 16x10^{8} a 20x10^{8} pascal, y que la capa de cuerpo esté hecha de una película de poli(cloruro de vinilo) plastificado que tenga un módulo elástico de alrededor de 0,2x10^{8} a 1x10^{8} pascal, la hoja retrorreflectante se expone preferiblemente a temperaturas de aproximadamente 160 a 175ºC y a presiones de aproximadamente 1,4x10^{5} a 2,8x10^{5}pascal. Usando polímeros que tengan un módulo elástico relativamente alto, por ejemplo mayor que 16x10^{8} pascal, se mantiene en general dentro de un par de grados la configuración geométrica de cada cubo, es decir, sus ángulos diedros internos.
En la Fig. 12 se ha ilustrado un método continuo para aplicar calor y/o presión a una hoja retrorreflectante 10 para producir una hoja de destello 60. En este método, la hoja retrorreflectante 10, que tiene la película de soporte opcional 78 dispuesta sobre la misma, es alimentada a través de la separación de agarre formada entre los rodillos 77 y 77'. Como se ha ilustrado, los elementos de esquina de cubo 12 están según una configuración ordenada, no aleatoria, antes de ser expuestos al calor y/o la presión de los rodillos 77 y 77', pero después de salir de los rodillos están inclinados al azar, y los ángulos diedros formados entre elementos de esquina de cubo adyacentes varían a lo largo de cada estría de la disposición ordenada. El plano de la base de cada elemento de esquina de cubo tampoco reside en el mismo plano general. La hoja 60 que sale de los rodillos es capaz de producir un efecto de destello, mientras que la hoja de esquinas de cubo 10 que no ha sido expuesta a suficientes cantidades de calor y/o de presión es incapaz de producir tal efecto. Las cantidades de calor y/o de presión que pueden usarse en este método continuo son similares a las usadas en el método por lotes para materiales de partida similares. Cuando se use calor, uno u otro de los rodillos 77 y 77', o ambos, pueden ser calentados a la temperatura suficiente para alterar la configuración de los cubos.
En la segunda técnica para producir una hoja retrorreflectante de esquinas de cubo de destello, se puede usar un molde que sea un negativo de una hoja de esquinas de cubo de destellos. Tal molde puede estar hecho de una hoja retrorreflectante de esquinas de cubo de destellos que sea producida por la primera técnica antes descrita. Es decir, que se puede usar la superficie estructurada o cara posterior de una disposición ordenada de, por ejemplo, elementos de esquina de cubo inclinados aleatoriamente, como un patrón para producir el molde. Esto puede conseguirse, por ejemplo, depositando material o materiales de molde adecuados sobre la cara posterior de una disposición ordenada de elementos de esquina de cubo inclinados aleatoriamente y permitiendo que el material o los materiales del molde endurezcan en su posición. La hoja de esquinas de cubo inclinadas aleatoriamente que se usa como patrón puede luego ser separada del nuevo molde formado. El molde es entonces capaz de producir hojas de esquinas de cubo que destellen.
Como método alternativo para producir un molde, se puede usar una herramienta de diamante para configurar la disposición ordenada de elementos de esquina de cubo. Esto puede conseguirse, por ejemplo, usando una serie de herramientas de corte de diamante, siendo cada herramienta capaz de cortar la estría que forme uno de los ángulos diedros deseados entre elementos de esquina de cubo adyacentes. La profundidad de la estría y el ángulo entre las caras de los elementos de esquina de cubo adyacentes, en cualquier estría simple, vienen determinados por el perfil de la herramienta de corte de diamante que se use para cortar el material del molde.
Para preparar un molde que tenga elementos de esquina de cubo con ángulos diedros variables entre caras de elementos de esquina de cubo adyacentes a lo largo de la estría, es necesario situar una herramienta de corte de diamante capaz de cortar el primer ángulo diedro deseado, introducirla en el material de molde, y cortar la parte de estría que se extiende desde una intersección de estría a la intersección de la estría adyacente. Después se retira la herramienta del material del molde, y se sustituye la herramienta de corte de diamante por una herramienta que sea capaz de cortar el siguiente ángulo diedro deseado a lo largo de la estría. La nueva herramienta seleccionada se sitúa luego en la estría en desarrollo, tan próxima como sea posible al lugar en donde acabó el corte de la primera herramienta de corte. Se continúa entonces el corte de la estría con la segunda herramienta de corte hasta alcanzar la intersección con la siguiente estría. Se retira entonces la segunda herramienta de corte del material del molde y se sustituye por una herramienta de corte capaz de cortar el tercer ángulo diedro deseado, como preparación para cortar la siguiente parte de estría. Se continúa este proceso en toda la longitud de la estría. Después de completada la primera estría, se puede cortar de la misma manera la estría próxima o adyacente, usando varias herramientas de corte y por incrementos, hasta que se haya completado el número deseado de estrías paralelas, o en general paralelas.
Después de completado el primer conjunto de estrías, se ajusta la herramienta de corte de diamante de modo que se pueda cortar el segundo conjunto de estrías paralelas, de tal manera que las mismas se corten con las del primer conjunto y que contengan ángulos diedros variables entre caras de esquinas de cubo adyacente. Se continúa este proceso hasta que se hayan cortado en el material del molde el número deseado de conjuntos de estrías en general paralelas.
También se puede producir un molde usando técnicas de empaquetado de espigas. Los moldes fabricados usando el empaquetado de espigas se fabrican montando juntas espigas individuales que cada una tiene una parte extrema configurada con las características de un elemento retrorreflectante de esquinas de cubo. En la Patente de EE.UU. Nº 3.632.695, concedida a Howell y en la Patente de EE.UU. Nº 3.926.402 concedida a Heenan y otros se describen ejemplos ilustrativos del empaquetado de espigas. Una pluralidad de espigas están típicamente conformadas de modo que tienen una superficie ópticamente activa en un extremo, dispuesta con un ángulo oblicuo con respecto al eje longitudinal de la espiga. Las espigas se empaquetan juntas para formar un molde que tiene una superficie estructurada en la cual las superficies ópticas se combinan para formar los elementos de esquina de cubo. Se puede usar el molde para formar una hoja retrorreflectante, o bien para generar otros moldes útiles para fabricar hojas de esquinas de cubo. Las espigas pueden estar dispuestas de tal modo que varíe el ángulo diedro entre las caras ópticas de los elementos de esquina de cubo. Una ventaja asociada a las técnicas del empaquetado de espigas es la de que se puede variar el ángulo diedro de un solo conjunto de estrías, o bien de dos o más conjuntos de estrías. También pueden estar las espigas configuradas de tal modo que no haya estrías en general paralelas, y/o de tal modo que los elementos de esquina de cubo no posean planos de las bases que sean paralelos entre sí cuando se tienda plana la hoja resultante. El empaquetado de espigas puede por consiguiente proporcionar una flexibilidad adicional en la producción de hojas retrorreflectantes de destello.
En la Fig. 13 se ha ilustrado un molde 109 que es un negativo de una disposición ordenada de elementos de esquina de cubo que comprende una hoja retrorreflectante de destello. El molde (también denominado en la técnica como un útil), puede tener por lo tanto tres conjuntos de estrías de forma de V, en general paralelas, 85, 86 y 87, y las caras planas 81 de los elementos de esquina de cubo 80 adyacentes pueden formar ángulos diedros que varíen en dimensiones a lo largo de cada estría en la disposición ordenada del molde. Por ejemplo, en la estría 86a, las caras 81a y 81b de los cubos 80a y 80b adyacentes forman un ángulo diedro á más cerrado (Fig. 5) que el de las caras 81c y 81d de los cubos 80c y 80d. El molde puede ser esencialmente el mismo que el de la disposición ordenada de elementos de esquina de cubo del invento, con la excepción de que es un negativo de los mismos, y puesto que puede no ser necesario que transmita la luz o que sea adaptable, puede estar hecho de un material opaco que sea relativamente inflexible, por ejemplo, de un metal. Se ha descrito un molde útil para producir hojas retrorreflectantes de destello del invento en la Solicitud de Patente de EE.UU. 08/640.383 titulada ``Mold for Producing Glittering Cube Corner Retroreflecting Sheettings'' (``Molde para Producir Hojas Retrorreflectantes de Esquinas de Cubo de Destello''), presentada con la misma fecha que la de esta Solicitud.
En la Fig. 14 se ha ilustrado esquemáticamente cómo un artículo estructurado que es capaz de destellar y de retrorreflejar la luz puede ser formado a partir de un molde 79 que esté adaptado para producir continuamente hoja de destello 60. El método incluye un aparato, representado en general como 90, para colar y curar hoja de material compuesto 60. Como se ha ilustrado, la capa de cuerpo 18 es tomada de un rollo 92 y llevada a un rodillo 93 de separación de agarre, tal como un rodillo recubierto de caucho. En el rodillo 93, la capa de cuerpo 58 hace contacto con una formulación de resina adecuada 94 previamente aplicada a un molde 79 con un dibujo sin fin sobre un rodillo 95 (u otro portador sin fin adecuado que forma un bucle, por ejemplo, una cinta) a través de una estampa de recubrir 96. La resina en exceso 94 que se extienda por encima de los elementos de esquina de cubo 80 puede reducirse al mínimo estableciendo para ello el rodillo de separación de agarre 93 con un ajuste de la anchura que sea efectivamente menor que la altura de los elementos de formación de las esquinas de cubo del molde 79. De esta forma, las fuerzas mecánicas en la interfaz entre el rodillo 93 de separación de agarre y el molde 79 garantizan que se extiende una cantidad mínima de resina 94 por encima de los elementos de molde 80. Dependiendo de su flexibilidad, la capa de cuerpo 58 puede estar opcionalmente soportada con una película de soporte adecuada 78 que proporcione integridad estructural y mecánica a la capa de cuerpo 58 durante la colada y el curado, y que se despega de la capa de cuerpo 58 después de retirada la hoja del molde 79 en el rodillo 98. El uso de una película de soporte 78 se prefiere para capas de cuerpo 58 de bajo módulo.
El método ilustrado en la Fig. 14 puede alterarse de tal modo que se aplique la resina 94 a la capa de cuerpo 58 en primer lugar, en vez de ser primero depositada sobre el molde 79. Esta realización de un proceso continuo se ha estudiado en la Solicitud de Patente de EE.UU. 96/472.444 con referencia a su figura 5.
Como se ha ilustrado en la Fig. 14, la composición de resina que forma la disposición ordenada de elementos de esquina de cubo puede ser curada en uno o más pasos. Fuentes de radiación 99 exponen la resina a radiación actínica, tal como la de ultravioletas o la de la luz visible, dependiendo de la naturaleza de la resina, en un primer paso de curado. La radiación actínica procedente de la fuente 99 irradia la resina a través de la capa 58-imponiendo así un requisito de que la capa de cuerpo 58 transmita la radiación, para permitir que tenga lugar el curado. Alternativamente, se puede efectuar el curado por irradiación a través del molde 79-si el molde usado es lo suficientemente transparente como para transmitir la radiación seleccionada. También se puede llevar a cabo el curado a través tanto del útil como de la capa de cuerpo.
El curado primario puede curar por completo los elementos de esquina de cubo, o bien puede curar parcialmente la composición de resina en un grado suficiente como para producir elementos de esquina de cubo dimensionalmente estables que no requieran ya el soporte del molde 79. Se puede entonces retirar la hoja 60 del molde 79, exponiendo los elementos de esquina de cubo 30 de la hoja. Pueden luego aplicarse uno o más tratamientos de curado secundario 100, seleccionados dependiendo de la naturaleza de la resina, para curar totalmente la disposición ordenada de elementos de esquina de cubo y reforzar el pegado entre la disposición ordenada de elementos de esquina de cubo y la capa de cuerpo. Esta solución de curado bifurcado puede permitir optimizar el procesado y la selección de materiales. Por ejemplo, se puede fabricar una hoja hecha de una capa de cuerpo que contenga un absorbedor del ultravioleta (para dotar de una mayor duración y capacidad de resistencia a los agentes atmosféricos), aplicando para ello un tratamiento de curado primario de luz visible a través de la capa de cuerpo de transmisión de la luz, y retirar luego la hoja del molde 79 en el rodillo 98 y aplicar un segundo tratamiento de curado 100 de radiación ultravioleta a los elementos de esquina de cubo expuestos. tal solución bifurcada puede permitir una producción total más rápida.
La extensión del segundo paso de curado depende de una serie de variables, entre ellas del régimen de alimentación de materiales, de la composición de la resina, de la naturaleza de los iniciadores de entrecruzamiento usados en la formulación de la resina, y de la configuración geométrica del molde. En general, los regímenes de alimentación más rápidos aumentan la probabilidad de que se necesite más de un paso de curado. La selección de los tratamientos de curado depende en gran parte de la resina específica elegida para producir los elementos de esquina de cubo. Se podría usar el curado por haz de electrones, por ejemplo, en vez de la radiación actínica.
También se pueden usar materiales de curado térmico cuando se fabriquen hojas retrorreflectantes de destello a partir de un molde del invento. En ese caso, se calienta el molde hasta una temperatura suficiente para producir el desarrollo de una cohesión suficiente en el material de esquinas de cubo de destello formado nuevo, para permitir que el mismo sea retirado del molde sin daño para las propiedades físicas ni ópticas de la hoja nueva formada. La temperatura seleccionada es función de la resina de curado térmico. Se puede conseguir el curado térmico, por ejemplo, calentando para ello la resina, calentando el molde, o bien calentando la hoja de destello por medios indirectos. También se pueden usar combinaciones de estos métodos. El calentamiento indirecto incluye métodos tales como el de calentar con lámparas, con infrarrojos, o con otros filamentos de fuente de calor, o cualquier otro método conveniente. También se puede alojar el molde en un horno o en otro ambiente que sea mantenido a la temperatura requerida por la resina de curado térmico seleccionada.
Después de retirada del molde la hoja retrorreflectante de destello, se puede tratar la misma además por exposición al calor de un horno u otro ambiente calentado. Tal tratamiento subsiguiente por calor puede ajustar las propiedades físicas, u otras, de la hoja a un cierto estado deseado, completar los procesos reactivos en la hoja, o bien eliminar las sustancias volátiles tales como los disolventes, los materiales que no hayan reaccionado, o bien subproductos del sistema de curado térmico.
Las resinas de curado térmico pueden ser aplicadas al molde como soluciones, o bien como formulaciones de resina limpias. También se pueden extruir las resinas de un modo reactivo, o bien extruirlas en el estado fundido sobre el molde. Los métodos de curado térmico después de aplicar las resinas al molde, y cualquier exposición subsiguiente de la hoja al calor, pueden seguirse con independencia de la aplicación de la resina de curado térmico al molde.
Una ventaja de la hoja retrorreflectante de destello hecha de materiales de curado térmico en un molde, es que tanto los elementos de esquina de cubo 30 (Fig. 3) como la parte de cuerpo 54 (Fig. 5) pueden hacerse de la misma sustancia, la cual se puede aplicar al molde en una sola operación. Una consecuencia de esta construcción es que la hoja puede presentar materiales y propiedades uniformes en toda la hoja. Otra ventaja es que la construcción de este tipo no requiere que sea aplicada una capa de cuerdo separada, como se ha ilustrado en la Fig. 14.
Además de los tratamientos de curado, se puede también tratar por calor la hoja después de retirada del molde. El calentamiento sirve para eliminar las tensiones que se puedan haber desarrollado en la capa de cuerpo en los elementos de esquina de cubo, y para expulsar fracciones de moléculas que no hayan reaccionado y subproductos. Típicamente, se calienta la hoja a una elevada temperatura, por ejemplo, por encima de la temperatura de transición vítrea del polímero. La hoja puede presentar un aumento de brillo por retrorreflexión después de un tratamiento por calor.
En vez de por los anteriores métodos, se pueden también producir hojas retrorreflectantes de destellos realzando para ello una hoja de polímero sobre un molde que posea elementos de esquina de cubo dispuestos de acuerdo con el presente invento. Ejemplos de métodos de realzado se han descrito en las Patentes de EE.UU.: 5.272.562, 5.213.872, y 4.601.861.
También se pueden producir, de acuerdo con el presente invento, hojas retrorreflectantes de destellos que presenten imágenes.
En la Fig. 15 se ha ilustrado un artículo retrorreflectante 101 que presenta la imagen ``ABC''. La imagen 102 se caracteriza en este caso por un área retrorreflectante de destellos, mientras que el fondo 103 se caracteriza por un área retrorreflectante sin destellos. Tal como se usa aquí ese término, una ``imagen'' puede ser cualquier combinación de caracteres alfanuméricos u otras marcas indicadoras que resalten en contraste con el fondo. Se pueden producir artículos retrorreflectantes con imágenes de destellos, como el artículo 101, como se describe en lo que sigue.
En una primera realización se puede producir hoja de destellos con imagen, insertando para ello un material con la forma de la imagen deseada en el conjunto ilustrado en la Fig. 11. Se puede colocar material delgado con la forma de la imagen deseada, tal como una pieza de inserción 104 (104 se refiere genéricamente a cualquier pieza de inserción adecuada, incluyendo las 104a y 104b de las Figs. 16a y 16b) en la Fig. 11, entre los elementos reflectantes 30 de esquina de cubo y el forro de desprendimiento inferior opcional 76. Los materiales de imagen pueden ser una película de polímero hecha de, por ejemplo, poliéster. La pieza de inserción 104 puede comprender una hoja grande, lisa, de la cual se haya recortado la imagen deseada, formándose una imagen negativa en la pieza de inserción. Sometiendo esta disposición a las condiciones de procesado de elevada temperatura y/o presión, se obtiene como resultado una hoja retrorreflectante que lleva la imagen deseada como una parte de destellos sobre un fondo que es sustancialmente sin destellos, o que tiene un bajo nivel de destellos. Cuando la pieza de inserción 104 tiene el tamaño y la forma de la imagen deseada, sometiendo la hoja 10 a elevada temperatura y/o presión se obtiene como resultado material de hoja retrorreflectante que lleva una imagen sin destellos correspondiente a la pieza de inserción 104 sobre el fondo con destellos. Una realización preferida es sin el forro de desprendimiento 76.
Se puede situar una pieza de inserción 104 con los elementos de formación de la imagen en contacto con los elementos de esquina de cubo 30 expuestos, como se ha ilustrado en la Fig. 11, o bien sobre la cara superior de la hoja retrorreflectante 10 ordenada, con elementos de formación de imagen 106 que hacen contacto con el forro de película de poliéster opcional 78, ó bien que hacen contacto directamente con la superficie frontal 51. Alternativamente, se puede insertar una hoja 10 de esquinas de cubo ordenadas en el laminador 71, con los elementos de esquina de cubo 30 mirando hacia la superficie 72 del laminador calentada, y la superficie frontal 51 (y el portador opcional 78) mirando hacia una superficie 74 del laminador no calentada. Puede así disponerse una pieza de inserción de formación de imagen, ya sea por encima o ya sea por debajo de la hoja.
En la Fig. 16a, se ha ilustrado una pieza de inserción de imagen 104a que puede comprender un material duradero 105 que lleva proyecciones 106 que se elevan desde la superficie del material de hoja 105. En esta realización, las proyecciones 106 forman la imagen deseada. Un ejemplo de uno de tales dispositivos es una placa de impresión por flexografía. Cuando se coloca este tipo de dispositivo que lleva imagen en la disposición de la FIG. 11, de tal modo que las proyecciones 106 de formación de la imagen de la pieza de inserción 194a hagan contacto con las esquinas de cubo expuestas, y se somete el conjunto a temperatura y/o presión elevadas, se produce una hoja retrorreflectante que lleva una imagen de destellos sobre un fondo sustancialmente sin destellos.
El grado y la extensión de los destellos pueden controlarse mediante las condiciones del proceso. Por ejemplo, procesando con una placa de impresión por flexografía durante breves períodos de tiempo, se obtiene como resultado una imagen que es susceptible de destellar solamente en los puntos en donde las proyecciones 106 hacen contacto directamente con la cara posterior de los elementos de esquina de cubo 30. Las áreas que no hacen contacto permanecen siendo retrorreflectantes y sustancialmente sin destellos. A medida que aumenta el tiempo de procesado, y que aumenta la temperatura del procesado, la extensión de los destellos se amplía hacia fuera de los puntos de contacto de las proyecciones 106, y la imagen resultante cambia gradualmente de: (a) destellar solamente en los puntos de contacto, a (b) una imagen de destellos sobre un fondo con destellos, a (c) una imagen sin destellos (donde las esquinas de cubo han sido sustancialmente empujadas fuera de las áreas de contacto) sobre un fondo con destellos.
En la Fig. 16b, se ha ilustrado un elemento 104b de formación de imagen que puede comprender un material de soporte 108 sobre el cual ha sido depositado un material 110 de transferencia de calor, con la forma y el tamaño de la imagen deseada. Por ejemplo, se puede depositar tinta 110 de transferencia de calor sobre una película de soporte 108 en la forma de la imagen a ser transferida. Se coloca la película de soporte 108 que lleva la imagen deseada como una pieza de inserción 104 en un laminador 71 de la Fig. 11, de tal modo que la cara posterior expuesta de los elementos de esquina de cubo 30 haga contacto con la superficie 110 de la imagen sobre la película de soporte 108. Se somete la disposición a las condiciones de procesado, de temperatura y/o presión elevadas, y la hoja retrorreflectante resultante lleva una imagen no retrorreflectante sobre un fondo retrorreflectante con destellos.
La pieza de inserción 104 que lleva la imagen, en la Fig. 11, puede ser también una pieza grande de tela (no ilustrada) o de otro material que lleve un patrón o textura general. En el caso de una pieza de inserción de tela, la imagen que lleva la pieza de inserción se deriva de la configuración de la tela. Además, la imagen en la hoja puede corresponder a una imagen cortada de la tela. Cuando se coloca una pieza de inserción del tipo de tela en contacto con la cara posterior expuesta de los elementos de esquina de cubo 30 y se somete la disposición a temperatura y/o presión elevadas, la hoja de esquinas de cubo retrorreflectante resultante lleva una imagen general que es susceptible de destellar y que presenta la configuración o textura de la tela. Además, la textura o el tejido de la tela puede aumentar el efecto de destellos en el área de la imagen. Las telas gruesas tienen a favorecer mayores destellos. Si se desea, se puede retirar por completo el papel de desprendimiento inferior 76 en la Fig. 11, y se puede transferir el patrón o la imagen de la superficie 74 inferior no calentada de la máquina de laminación por calor, a la hoja retrorreflectante con un patrón de destellos.
Hay un amplio margen de posibilidades en cuanto a la producción de imágenes por contacto de la hoja retrorreflectante de esquinas de cubo ordenadas con un elemento de formación de imagen. El aspecto de la imagen depende de las condiciones del proceso, de la construcción de la cual esté hecha la hoja con destellos de la imagen, y del tamaño, la forma y los materiales de los elementos de formación de la imagen. El grado de destellos en las áreas con imagen y en las áreas sin imagen puede ser alterado satisfactoriamente cuando se cambien una o más de esas variables. Cuando el elemento 104 de formación de la imagen es, por ejemplo, una superficie con textura, tal como una tela-tal como una malla de poliéster tejida en telar-el efecto de destellos puede resultar considerablemente aumentado si se compara con el de la hoja con destellos preparada en ausencia de tal superficie con textura. Las fotomicrografías de hojas con destellos aumentados, presentaban un grado sustancialmente mayor de reorientación de los elementos de esquina de cubo, incluyendo grupos de elementos de esquina de cubo apilados unos sobre otros, que la hoja formaba en ausencia de un elemento de formación de imagen con textura. Se cree que el efecto de destellos aumentado está relacionado con las trayectorias adicionales de la reflexión disponibles para la luz incidente en los elementos de esquina de cubo apilados. En consecuencia, existe un margen general de posibilidades de formación de imagen con destellos del artículo del invento que se pueden conseguir mediante el cambio de esas o de otras variables.
Puede hacerse que una hoja retrorreflectante capaz de presentar el efecto de destellos, preparada por ya sea la primera o ya sea la segunda técnica antes descritas, lleva una imagen, imprimiendo para ello directamente sobre la superficie exterior 51 de la capa de cuerpo 58, Cuando se usen tintas transparentes, el efecto de destellos y la retrorreflexión son visibles a través de la imagen transparente, y están dominados por ese color. Cuando se usen tintas opacas, la retrorreflexión y los efectos de destellos están bloqueados solamente en el área de una imagen, cuando se mira desde el lado frontal de la hoja. Se pueden también situar tintas transparentes y opacas en la cara posterior de los elementos de esquina de cubo para producir imágenes.
También se pueden preparar hojas retrorreflectantes capaces de destellar y de llevar imágenes por la segunda técnica, directamente desde un molde. Esencialmente, cualquier método que se use para preparar hojas retrorreflectantes que presenten imágenes con destellos sobre un fondo sin destellos, o imágenes sin destellos sobre un fondo con destellos, de acuerdo con la primera técnica (Fig. 11), es también aplicable a la segunda técnica (Fig. 14). Cuando una imagen con destellos está situada sobre un fondo con destellos, el área de la imagen y el fondo presentan grados variables de destellos, de modo que el área de la imagen es diferenciable del fondo. Se puede usar una hoja retrorreflectante con destellos que presente una imagen como un patrón sobre el cual se depositen y/o se curen los materiales del molde. La retirada de la hoja con el patrón revela un molde nuevo formado que lleva la imagen formada sobre el material del patrón. El uso de tales moldes produce hoja que es capaz de retrorreflejar la luz y que presenta el efecto de destellos y sigue conteniendo la imagen aplicada a la hoja original de la cual se preparó el molde. Las imágenes impresas, depositadas, o formadas directamente sobre la cara posterior expuesta de los elementos de esquina de cubo por diversas técnicas pueden ser fielmente reproducidas en el proceso de fabricación en molde. Las imágenes situadas sobre la capa de cuerpo 58 pueden también terminar siendo reproducidas en el proceso de fabricación en molde.
Se pueden usar materiales polímeros de transmisión de la luz para producir hojas retrorreflectantes del invento. Preferiblemente, los polímeros seleccionados pueden transmitir al menos el 70 por ciento de la intensidad de la luz incidente sobre los mismos para una longitud de onda dada. Más preferiblemente, los polímeros transmiten más del 80 por ciento, y todavía más preferiblemente más del 90 por ciento, de la luz incidente.
Para algunas aplicaciones, en particular cuando se produce un artículo que destella de acuerdo con la primera técnica, (es decir, usando calor y/o presión), los materiales polímeros que se emplean en los elementos de esquina de cubo son preferiblemente duros y rígidos. Los materiales polímeros pueden ser, por ejemplo, resinas termoplásticas o entrecruzables. El módulo elástico de tales polímeros es preferiblemente mayor que aproximadamente 10x10^{8} pascal, y más preferiblemente es mayor que aproximadamente 13x10^{8} pascal.
Como ejemplos de polímeros termoplásticos que pueden usarse en los elementos de esquina de cubo se incluyen polímeros acrílicos tales como poli(metacrilato de metilo); policarbonatos; celulósicos tales como acetato de celulosa, (acetato-co-butirato) de celulosa, nitrato de celulosa; resinas epoxídicas; poliuretanos; poliéteres tales como poli(tereftalato de butileno), poli(tereftalato de etileno); fluoropolímeros tales como poli(clorofluoroetileno), poli(fluoruro de vinilideno); halogenuros de polivinilo tales como poli(cloruro de vinilo) o poli(cloruro de vinilideno); poliamidas, tales como poli(caprolactama), poli(ácido amino caproico), poli(ácido hexametilen diamino-co-adípico), poli(amida-co-imida), y poli(ester-co-imida); poliéter cetonas; poli(eterimida); poliolefinas tales como poli(metilpenteno); poli(éter de fenileno); poli(sulfuro de fenileno); poli(estireno) y copolímeros de poli(estireno) tales como poli(estireno-co-acrilonitrilo), poli(estireno-co-acrilonitrilo-co-butadieno), polisulfona: polímeros modificados con silicona (es decir, polímeros que contienen un pequeño tanto por ciento en peso (menos del 10 por ciento en peso) de silicona) tales como poliamida de silicona y policarbonato de silicona; polímeros modificados con flúor tales como perfluoropoli(etileno tereftalato); y mezclas de los anteriores polímeros, tales como una mezcla de poli(éster) y poli(carbonato), y una mezcla de fluoropolímero y polímero acrílico.
Los elementos de esquina de cubo pueden hacerse también de sistemas de resina reactiva que sean susceptibles de ser entrecruzadas por un mecanismo de polimerización de los radicales libres por exposición a una radiación actínica. Además, estos materiales pueden ser polimerizados por medios térmicos usando un iniciador térmico, tal como el peróxido de benzoílo. Se pueden usar también resinas polimerizables catiónicamente iniciadas por radiación.
Las resinas reactivas adecuadas para formar los elementos de esquina de cubo pueden ser mezclas de un fotoiniciador y al menos un compuesto que lleve un grupo acrilato. Preferiblemente, la mezcla de resinas contiene un compuesto difuncional o polifuncional para asegurar la formación de una red de polímero entrecruzado al ser irradiada.
Como ejemplos de resinas que son susceptibles de ser polimerizadas mediante un mecanismo de radicales libres se incluyen: las resinas de base acrílica derivadas de las epoxis, los poliésteres, los poliéteres, y los uretanos; los compuestos no saturados etilénicamente; los derivados aminoplásticos que tengan al menos un grupo acrilato pendiente; los derivados del isocianato que tengan al menos un grupo acrilato pendiente; las resinas de epoxi que no sean las epoxis acriladas; y mezclas y combinaciones de los mismos. El término ``acrilato'' se usa aquí para abarcar tanto los acrilatos como los metacrilatos. En la Patente de EE.UU. Nº 4.576.850, concedida a Martens, se describen ejemplos de resinas entrecruzadas que pueden usarse en los elementos de esquina de cubo de hojas retrorreflectantes que destellen.
Como resinas no saturadas etilénicamente se incluyen tanto los compuestos monómeros como los polímeros que contengan átomos de carbono, de hidrógeno y de oxígeno, y opcionalmente nitrógeno, azufre y los halógenos. Los átomos de oxígeno o de nitrógeno, o ambos, están en general presentes en los grupos éter, éster, uretano, amida y urea. Los compuestos no saturados etilénicamente tienen preferiblemente un peso molecular de menos de aproximadamente 4000 y son preferiblemente ésteres formados a partir de la reacción de compuestos que contienen grupos monohidroxi alifáticos o grupos polihidroxi alifáticos y ácidos carboxílicos no saturados, tales como el ácido acrílico, el ácido metacrílico, el ácido itacónico, el ácido crotónico, el ácido isocrotónico, el ácido maleico, y similares.
A continuación se relacionan algunos ejemplos de compuestos que tienen un grupo acrílico o metacrílico. Los compuestos incluidos en la lista son ilustrativos, y no limitadores.
(1) Compuestos monofuncionales
etilacrilato, n-butilacrilato, isobutilacrilato, 2-etilhexilacrilato, n-hexilacrilato, n-octilacrilato, isooctil acrilato, isobornil acrilato, tetrahidrofurfuril acrilato, 2-fenoxietil acrilato, N,N-dimetilacrilamida;
(2) Compuestos difuncionales
1,4-butanodiol diacrilato, 1,6-hexanodiol diacrilato, neopentilglicol diacrilato, etilenglicol diacrilato, trietilenglicol diacrilato, y tetraetilenglicol diacrilato, y dietilenglicol diacrilato;
(3) Compuestos polifuncionales
trimetilolpropano triacrilato, gliceroltriacrilato, pentaeritritol triacrilato, pentaeritritol tetraacrilato, y tris(2-acrilooxietil)isocianurato.
Como algunos ejemplos representativos de otros compuestos no saturados etilénicamente y resinas, se incluyen el estireno, el divinilbenceno, el vinil tolueno, la N-vinil pirrolidona, la N-vinil caprolactama, los ésteres monoalil, polialil y polimetalil tales como el dialil ftalato y el dialil adipato, y las amidas de los ácidos carboxílicos tales como la N,N-dialiladipamida.
Como ejemplos de iniciadores de la fotopolimerización que pueden mezclarse con los compuestos acrílicos se incluyen los siguientes iniciadores ilustrativos: bencilo, metil o-benzoato, benzoína, benzoína etil éter, benzoína isopropil éter, benzoína isobutil éter, etc., benzofenona/amina terciaria, acetofenonas tales como la 2,2-dietoxiacetofenona, bencil metil cetal, 1-hidroxiciclohexil fenil cetona, 2-hidroxi-2-metil-1-fenilpropan-1-ona, 1-(4-isopropilfenil)-2-hidroxi-2-metilpropan-1-ona, 2-bencil-2-N,N-dimetilamino-1-(4-morfolinofenil)-1-butanona, óxido de (2,4,6-trimetilbenzoil)difenilfosfina, 2-metil-1-4- (metiltío)fenil-2-morfolino-1-propanona, óxido de bis(2,6-dimetoxibenzoñil)-2,4,4-trimetilpentilfosfina, etec. Estos compuestos pueden usarse individualmente o en combinación.
Entre los materiales polimerizables catiónicamente se incluyen, aunque sin quedar limitados a ellos, los materiales que contienen epoxi y grupos funcionales vinil éter. Estos sistemas son fotoiniciados mediante iniciadores de sal onio, tales como las sales de triatilsulfonio, y diariliodonio.
Como polímeros preferidos para uso en los elementos de esquina de cubo se incluyen poli(carbonato), poli(metacrilato de metilo), poli(tereftalato de etileno), poliuretanos alifáticos y acrilatos entrecruzados tales como los acrilatos multifuncionales o resinas epoxídicas acriladas, poliésteres acrilados, y uretanos acrilados mezclados con monómeros mono y multifuncionales. Estos polímeros son preferidos por una o más de las siguientes razones: estabilidad térmica, estabilidad ambiental, claridad, desprendimiento de los útiles o del molde, o una alta receptividad para recibir un recubrimiento reflectante.
Los materiales polímeros empleados en una capa de meseta, si hay presente una, pueden ser los mismos que los polímeros que se hayan empleado en los elementos de esquina de cubo. La capa de meseta opcional tiene, preferiblemente, una interfaz lisa con los cubos y la capa de cuerpo. Preferiblemente, se evitan las cavidades y/o la rugosidad interfacial entre los cubos y la capa de meseta opcional o la capa de cuerpo, de modo que la hoja retrorreflectante pueda presentar un brillo óptimo cuando se retrorrefleje la luz desde ella. Una buena interfaz evita que se extienda la luz retrorreflectante procedente de la refracción. Cuando está presente, la capa de meseta, en la mayoría de los casos, es parte integrante de los elementos de esquina de cubo. Por ``integrante'' se entiende que la meseta y los cubos están formados de un solo material polímero-no de dos capas de polímeros diferentes unidas subsiguientemente entre sí. Los polímeros que se emplean en los elementos de esquina de cubo y en la capa de meseta pueden tener índices de refracción que sean diferentes al de la capa de cuerpo. Aunque la capa de meseta se hace deseablemente de un polímero similar al de los cubos, también se puede hacer la capa de meseta de un polímero más blando, tales como los descritos en lo que antecede para uso en la capa de cuerpo.
La capa de cuerpo puede comprender un polímero de bajo módulo elástico para fácil doblado, rizado, flexión, adaptación, o estiramiento, y para permitir que los elementos de esquina de cubo queden reorientados cuando se exponga una disposición ordenada a calor y presión. El módulo elástico puede ser de menos de 5x10^{8} pascal, y puede ser también menor que 3x10^{8} pascal. Sin embargo, no siempre se requiere una capa de cuerpo de bajo módulo elástico. Si se desea fabricar hojas retrorreflectantes de destellos que sean menos flexibles, se pueden usar hojas con la capa de cuerpo que tenga un módulo elástico más alto, tal como de vinilo rígido de un módulo elástico de aproximadamente 21 a 34x10^{8} pascal. En general, los polímeros de la capa de cuerpo tienen una temperatura de transición vítrea que es menor que 50ºC. El polímero es preferiblemente tal que el material polímero conserva su integridad física bajo las condiciones a las cuales es expuesto durante el procesado. El polímero tiene, deseablemente, una temperatura de reblandecimiento Vicat superior a 50ºC. La contracción lineal del molde del polímero es, deseablemente, de menos del 1 por ciento, aunque ciertas combinaciones de materiales polímeros para los elementos de esquina de cubo y la capa de cuerpo, pueden tolerar un mayor grado de contracción del polímero de la capa de cuerpo. Los materiales polímeros preferidos que se usan en la capa de cuerpo son resistentes a la degradación por radiación con UV, de modo que se puede usar la hoja retrorreflectante en aplicaciones a largo plazo en el exterior. Como se ha indicado en lo que antecede, los materiales o la capa de cuerpo de polímero son de transmisión de la luz y, preferiblemente sustancialmente transparentes. Las películas de la capa de cuerpo con un acabado mate-que se convierten en transparentes cuando se aplica a las mismas la composición de resina, o que se hacen transparentes durante el proceso de fabricación, por ejemplo en respuesta a las condiciones de curado usadas para formar la disposición ordenada de elementos de esquina de cubo-son útiles. La capa de cuerpo puede ser o bien una sola capa, o bien un componente de múltiples capas, según se desee. Como ejemplos de polímeros que pueden emplearse en la capa de cuerpo se incluyen:
los polímeros fluorados tales como: el poli(clorotrifluoroetileno), por ejemplo el Kel-F800 ^{TM} que puede obtenerse de la firma 3M, de St. Paul, Minnesota (EE.UU.); el poli(tetrafluoroetileno-co-hexafluoropropileno), por ejemplo, el Exac CEP ^{TM} que puede obtenerse de la firma Norton Performance, de Brampton, Massachusets (EE.UU.); el poli(tetrafluoretileno-co-perfluoro(alcohil)viniléter), por ejemplo, el Exac PEA ^{TM} que también se puede obtener de la firma Norton Performance; y el poli(fluoruro de vinilideno-co-hexafluoropropileno), por ejemplo, el Kynar Flex-2800 ^{TM} que puede obtenerse de la firma Pennwalt Corporation, de Philadelphia Pennsylvania (EE.UU.);
copolímeros ionómeros de etileno tales como: el poli (ácido etilen-co-metacrílico) con iones de sodio o de zinc tales como el Surlyn-8920 ^{TM} y el Surlyn-9910 TM que pueden obtenerse de la firma E.I. Dupont Nemours, de Wilmington, Delaware (EE.UU.)
los polietilenos de baja densidad, tales como el polietileno de baja densidad; el polietileno de baja densidad lineal; y el polietileno de muy baja densidad;
los polímeros de halogenuro de vinilo plastificados tales como el poli(cloruro de vinilo) plastificado;
los polímeros de vinilo rígidos no plastificados, tales como el Pentaprint ^{TM} PR 180 de la firma Klockner Pentaplast of America, Inc., Gordonsville, Virginia (EE.UU.);
los copolímeros de polietileno, que incluyen: polímeros de ácidos funcionales, tales como el poli(ácido etilen-co-acrílico) y el poli(ácido etilen-co-metacrílico) poli(ácido etilen-co-maleico) y el poli(ácido etilen-co-fumárico); los polímeros funcionales acrílicos tales como los poli(etilen-co-alcohilacrilatos), donde el grupo alcohil es metil, etil, propil, butil, etc., o bien el CH_{3}(CH_{2})n-donde n es 0-12, y el poli(etilen-co-vinilacetato); y
los poliuretanos alifáticos y aromáticos derivados de los siguientes monómeros (1)-(3): (1) diisocianatos tales como diciclohexilmetano-4,4'-diisocianto, isoforona diisocianato, 1,6-hexametilen diisocianato, ciclohexil diisocianato, difenilmetano diisocianato, y combinaciones de estos diisocianatos, (2) polidioles tales como polipentilenoadipato glicol, politetrametileno éter glicol, polietilenglicol, policaprolactona diol, poli-1,2-butilén óxido glicol, y combinaciones de estos polidioles, y (3) extendedores de cadena tales como butanodiol o hexanodiol. Como polímeros de uretano disponibles comercialmente se incluyen: el PN-04 ó el 3429 de la firma Morton International Inc., de Seabrook, New Hampshire (EE.UU.) o el X-4107 de la firma B.F. Goodrich Company, de Cleveland, Ohio (EE.UU.).
También se pueden emplear combinaciones de los anteriores polímeros en la capa de cuerpo de la parte de cuerpo. Como polímeros preferidos para la capa de cuerpo se incluyen: los copolímeros de etileno que contienen unidades que contienen grupos carboxil o ésteres de ácidos carboxílicos tales como poli(ácido etilen-co-acrílico), poli(ácido etilen-co-metacrílico), poli(etilen-co-vinilacetato); copolímeros de etileno ionómeros; poli(cloruro de vinilo) plastificado; y uretanos alifáticos. Estos polímeros son preferidos por una o más de las siguientes razones: propiedades mecánicas adecuadas, buena adherencia a la capa de meseta o a los elementos de esquina de cubo, claridad, y estabilidad ambiental.
La selección de ciertas resinas para los elementos de esquina de cubo y la capa de cuerpo puede dar por resultado una red que se interpenetra después del curado. Se pueden tamizar fácilmente combinaciones particulares de resinas para elementos de esquina de cubo y para la capa de cuerpo, para penetración mediante la aplicación de una cantidad de la resina de las esquinas de cubo a la capa de cuerpo. En el trabajo de Priola, A., Gozzelino, G., y Ferrero, F., publicado en las ``Proceedings of the XIII International Conference in Organic Coatings Science and Technology'' de Athena, Grecia, de 7-11 de julio de 1987, págs. 308-18, se describe una prueba de cristal de reloj adecuada para este fin. Véase también la Solicitud de Patente de EE.UU. 07/472.444 presentada con fecha 7 de junio de 1995.
En una realización que contiene elementos de esquina de cubo de policarbonato y/o una capa de meseta de policarbonato y una capa de cuerpo que contiene un copolímero de polietileno, tal como el poli(ácido etilen-co-(met)acrílico), poli(etilen-co-vinilacetato) o poli(etilen-co-acrilato), se puede mejorar la adherencia interfacial entre la capa de cuerpo y la capa de meseta o los elementos de esquina de cubo colocando una delgada capa de amarre (no ilustrada) entre ellos. La capa de amarre puede aplicarse sobre la capa de cuerpo antes de laminar la capa de cuerpo con la capa de meseta o con los elementos de esquina de cubo. La capa de amarre puede ser aplicada como un recubrimiento delgado usando, por ejemplo, un poliuretano alifático en solución orgánica, por ejemplo, en solución Permuthane ^{TM} U26-248, que puede obtenerse de la firma Permuthane Company, de Tivoli, Massachusets (EE.UU.); el Q-thane ^{TM} QC-4820 que puede obtenerse de la firma K.J. Quinn and Co., Inc., de Seabrook, New Hampshire (EE.UU.); una dispersión en agua de poliuretano alifático, por ejemplo la NeoRez ^{TM} R-940, R-9409, R-960, R-962, R-967 y R-972, que pueden obtenerse de la firma ICI Resins US, de Wilmington, Massachusets (EE.UU.); una dispersión en agua de polímero acrílico, por ejemplo, el NeoCryl ^{TM} A-601, A-612, A-614, A-621, y A-6092, que pueden obtenerse de la firma ICI Resins US, de Wilmington, Massachusetts (EE.UU.); o bien una dispersión en agua de copolímero de alcohil acrilato y uretano alifático, por ejemplo la NeoPac ^{TM} R-9000, que puede obtenerse de la firma ICI Resins US, de Wilmington, Massachusetts (EE.UU.). Además, se puede usar un método de descarga eléctrica, tal como un tratamiento por efecto corona o por plasma, para mejorar aún más la adherencia de la capa de amarre a la capa de cuerpo o de la capa de amarre a la capa de meseta, o a los elementos de esquina de cubo.
Las hojas retrorreflectantes de esquinas de cubo que se producen de acuerdo con la segunda técnica se pueden hacer de los polímeros antes considerados como aplicables según la primera técnica. Es decir, que los elementos de esquina de cubo pueden comprender uno o más polímeros más duros, o de alto módulo, y la parte de cuerpo puede comprender polímeros más blandos, o de más bajo módulo. Además de estos materiales, las hojas de esquinas de cubo que comprenden polímeros de capa de cuerpo más dura, tales como los poliésteres o los policarbonatos, se pueden hacer también según la segunda técnica. Además, cuando se fabrica hoja siguiendo la segunda técnica, la química aplicable a los elementos de esquina de cubo es más amplia que según la primera técnica, es decir, que los elementos de esquina de cubo pueden comprender polímeros ya sea duros o ya sea blandos. En la Solicitud de Patente de EE.UU. 08/625. 857, de Wilson y otros (presentada con fecha 1 de abril de 1996), se describen ejemplos de polímeros que pueden usarse en los elementos de esquina de cubo del presente invento.
Cuando se prepara un artículo del invento siguiendo la segunda técnica, se pueden usar polímeros blandos-es decir, polímeros que tengan un módulo elástico de menos de 10x10^{8} pascal-para producir los elementos de esquina de cubo en hoja retrorreflectante de destellos. Según la segunda técnica, los elementos de esquina de cubo no son sometidos a las condiciones de calor y/o de presión de los procesos por lotes o continuos de la primera técnica, debido a que las orientaciones de los elementos de esquina de cubo vienen determinadas por la configuración del molde. Es decir, que las hojas con destellos hechas siguiendo la segunda técnica reciben las orientaciones de los elementos de esquina de cubo directamente del molde. La distorsión de los elementos de esquina de cubo preocupa por lo tanto mucho menos, y es posible producir hojas de destellos que comprendan solamente, o que consistan esencialmente en, polímeros blandos en toda la construcción.
Como ejemplos de polímeros blandos que pueden usarse para fabricar hoja de esquinas de cubo con destellos usando la segunda técnica, se incluyen los poli(halogenuros de vinilo) flexibles, tales como el poli(cloruro de vinilo), el poli(cloruro de vinilideno); el PVC-ABS; las resinas de vinilo reactivas y no reactivas; los acrilatos de vinilo; mezclas de acrilatos de vinilo con epoxis acriladas; polisiloxanos, alcohilalcoxisilanos; polisiloxanos acrilados; poliuretanos; uretanos acrilados; poliésteres; poliésteres acrilados; poliéteres; poliéteres acrilados; aceites acrilados; poli(tetrafluoretileno); poli(fluoroetileno-co-fluoropropileno); poli(etilen-co-tetrafluoretileno);polibutileno; polibutadieno; poli(metilpenteno); polietilenos tales como los de baja densidad, los de alta densidad, y los de baja densidad lineal; el poli(etilen-co-vinil acetato); el poli(etilen-co-etil acrilato).
Estos polímeros se pueden usar ya sea solos o ya sea mezclados juntos. Además, pueden mezclarse con los descritos para la primera técnica, para obtener hoja retrorreflectante de superficies de destellos siguiendo la segunda técnica. Además, ajustando la densidad de entrecruzamiento de los polímeros reactivos o de las mezclas relacionadas para la primera técnica se pueden también obtener materiales blandos. Se pueden ajustar las propiedades de los polímeros no reactivos cambiando para ello la concentración de los aditivos tales como el plastificante, o bien mediante la selección de diferentes grados de polímeros.
Se pueden añadir a la parte de cuerpo o a los elementos de esquina de cubo colorantes, absorbedores de UV, estabilizadores frente a la luz, evacuadores de radicales libres o antioxidantes, ayudas para el procesado tales como las de agentes de antibloqueo, agentes de desprendimiento, lubricantes, y otros aditivos. El colorante particular seleccionado depende, por supuesto, del color deseado de la hoja. Los colorantes se añaden típicamente en la proporción de aproximadamente el 0,01 al 0,5 por ciento en peso. Los absorbedores de UV se añaden típicamente en la proporción de aproximadamente el 0,5 al 2,0 por ciento en peso. Como ejemplos de absorbedores de UV se incluyen los derivados del benzotriazol tales como el Tinuvin ^{TM} 327, 328, 900, 1130, el Tinuvil-P ^{TM}, que puede obtenerse de la firma Ciba-Geigy Corporation, de Ardsley, New York (EE.UU.); los derivados químicos de la benzofenona, tales como el Uvinul ^{TM}-M40, 408, D-50, que pueden obtenerse de la firma BASF Corporation, de Clifton, New Jersey (EE.UU.), o el Cyabsorb ^{TM} UV531 de la firma Cytech Industries, de West Patterson, New Jersey (EE.UU.); los Syntese ^{TM} 230, 800, 1200, que pueden obtenerse de la firma Neville-Syntese Organics, Inc., de Pittsburgh, Pennsylvania (EE.UU.); o los derivados químicos del difenilacrilato, tales como el Uvinul ^{TM}-N35, 539, que también puede obtenerse de la firma BASF Corporation de Clifton, New Jersey (EE.UU.). Los estabilizadores frente a la luz que pueden usarse incluyen las aminas frenadas, que se usan típicamente en proporciones del 0,5 al 2,0 por ciento en peso. Como ejemplos de estabilizadores frente a la luz de amina frenada se incluyen los Tinuvin ^{TM}-144, 292, 622, 770, y el Chimabssorb ^{TM}-944, que pueden todos obtenerse de la firma Ciba-Geigy Corp., de Ardsley, New York (EE.UU.). Se pueden usar los evacuadores de radicales libres o los antioxidantes, típicamente, en la proporción de aproximadamente el 0,01 al 0,5 por ciento en peso. Como antioxidantes adecuados se incluyen las resinas fenólicas frenadas, tales como las Irganox ^{TM}-1010, 1076, 1035, ó MD-1024, o el Irgafos ^{TM}-168, que pueden obtenerse de la firma Ciba Geigy Corp. de Ardsley, New York (EE.UU.). Se pueden añadir pequeñas cantidades de otras ayudas para el procesado, típicamente en la proporción de no más del uno por ciento en peso de las resinas de polímero, para aumentar la facilidad de procesado de la resina. Como ayudas útiles para el procesado se incluyen los ésteres de los ácidos grasos, o las amidas de los ácidos grasos que pueden obtenerse de la firma Glyco Inc., de Norwalk, Connecticut (EE.UU.), los estearatos metálicos que pueden obtenerse de la firma Henkel Corp., de Hoboken, New Jersey (EE.UU.), o el Wax E ^{TM} que puede obtenerse de la firma Hoechst Celanese Corporation, de Somerville, New Jersey (EE.UU.). También se pueden añadir retardadores de la llama-tales como el Monómero de Tetrabromo Bisfenol A Diacrilato SR 640, de la firma Sauromer Company, Inc., de Exton, Pennsylvania (EE.UU.), o el Tricresil fosfato, Kronitex ^{TM} TCP, de la firma FMC Corporation de Philadelphia, Pennsylvania (EE.UU.)-a los materiales polímeros de la hoja del invento para optimizar sus propiedades generales, así como las propiedades del artículo al cual puedan ser unidos.
Se puede usar hoja retrorreflectante de destellos flexible sobre superficies irregulares, tales como las de metal ondulado. Por ejemplo, se puede colocar la hoja sobre la pared lateral de un remolque de camión, o bien sobre una superficie flexible tal como la de un artículo de vestir. Como otras aplicaciones para tal hoja retrorreflectante de destellos incluyen las banderolas de aviso, las señales de carretera, los conos de tráfico, las varillas luminosas, y las marcas para visibilidad para vehículos. Cuando se use en varillas luminosas, se puede colocar la hoja con una configuración tubular. Por ejemplo, se puede adaptar la hoja a la forma de un tubo o cilindro, y se puede dirigir un manantial de luz al artículo de destellos tubular. La hoja de destellos tubular puede adaptarse con un acoplamiento que permita que la misma sea asegurada a un manantial de luz tal como al extremo de una linterna. Las hojas retrorreflectantes de destellos pueden también ser realzadas o adaptadas de otro modo a estructuras tridimensionales, como se enseña en la Solicitud de Patente de EE.UU. 08/641.126 titulada ``Formed Ultra-Flexible Retroreflective Cube-Corner Composite Sheeting With Target Optical Properties and Methods for Making Same'' (``Hojas de Material Compuesto de Esquinas de Cubos Retrorreflectantes Ultraflexibles Conformadas con Propiedades Ópticas como Objetivo y Método para Fabricar las Mismas''), presentada con la misma fecha que la de esta solicitud de patente.
Se ha ilustrado además en detalle el invento mediante los siguientes Ejemplos. Aunque los Ejemplos sirven para este fin, ha de quedar entendido que los ingredientes particulares usados, así como las demás condiciones y detalles, no deben interpretarse de una manera que limite indebidamente el invento.
Ejemplos Prueba de brillo de retrorreflexión
Se midió el coeficiente de retrorreflexión, R_{A}, de acuerdo con la prueba normalizada de la ASTM E 810-93b. Los valores para R_{A} se expresan en candelas por lux por metro cuadrado (cd.lx^{-1}.m^{- 2}). El ángulo de entrada usado en la prueba de la ASTM E 810-93b fue de-4 grados, y el ángulo de observación fue de 0,2 grados. Las posteriores referencias a ``ASTM E 810-93b'' significan la prueba de la ASTM E 810-93b en la que los ángulos de entrada y de observación son los que se han especificado en el subpárrafo anterior.
Prueba de luminosidad
Se midió la luminosidad de la hoja de esquinas de cubo usando un espectrocolorímetro de acuerdo con la prueba normalizada de la ASTM E 1349-90. La luminosidad se expresa por el parámetro denominado Factor de Luminancia Y (LFY), el cual se define como el valor de la luminosidad de la muestra de prueba con relación a un reflector de difusión perfecta. Para determinar el LFY se empleó iluminación de cero grados y visión circunferencial de 45 grados. Los valores del LFY variaron de 0 a 100, donde un valor 0 del LFY representa el negro, y un valor 100 del LFY representa el blanco.
Ejemplos de producción por lotes 1a-1ee de artículos de destellos
Se usaron hojas retrorreflectantes de esquinas de cubo ordenadas como las descritas en el Ejemplo 1 de la Solicitud de Patente de EE.UU. Nº de Serie 08/472.444, presentada con fecha 7 de junio de 1995. La hoja incluía elementos retrorreflectantes de esquina de cubo que medían aproximadamente 90 micrómetros (\mum) desde el vértice hasta la base, y hechos de 1,6-hexanodiol diacrilato, trimetilolpropano triacrilato, y bisfenol A epoxi diacrilato, en una relación de 25:50:25 partes en peso, con un 1% en peso de resina Darocur ^{TM} 4265 como fotoiniciador, una capa de cuerpo de vinilo flexible incolora, transparente de 250 \mum de grueso, y una película de soporte de tereftalato de polietileno de 50 \mum de grueso. Se curó la resina a través de la película con una lámpara FUSION H (que puede obtenerse de la firma Fusion UV Curing Systems, de Gaithersburgh, Maryland (EE,UU.) que funciona a 235 vatios/cm a 7,6 m/min, y luego se sometió a postcurado desde la cara posterior de los elementos de esquina de cubo, con una lámpara de mercurio de presión media AETEK (que puede obtenerse de la firma AETEJ International, Plainfield, Illinois (EE.UU.) funcionando a 120 vatios/cm a 7,6 m/min. Se colocó la hoja sobre papel de desprendimiento Kraft Scotchcal(tm) SCW 98 Marking Film, de la firma 3M, de St. Paul Minnesota (EE.UU.), con los elementos de esquina de cubo expuestos apuntando hacia abajo, hacia el papel. Se colocaron juntos el papel Kraft y la hoja de esquinas de cubo ordenadas sobre la superficie de caucho de una máquina de laminación por calor Hix Modelo M-800 (de la firma Hix Corporation, de Pittsburgh, Kansas (EE.UU.)) que fue precalentada a 175ºC, con el papel Kraft descansando sobre la superficie de caucho. Se ajustó la máquina de laminación para aplicar 2,75x10^{5} pascal (Pa) de presión de la línea de aire a 175º durante 45 segundos. Se activó la máquina de laminar y, al final del período de calentamiento, se retiró la hoja de esquinas de cubo. Después de enfriar a la temperatura ambiente, se retiró la película de poliéster de la capa de cuerpo para dejar al descubierto hoja retrorreflectante de esquinas de cubo susceptible de destellar. Se usaron otras condiciones de procesado para preparar hoja retrorreflectante de brillo, en las que se cambiaron la temperatura, el tiempo y la presión. Los efectos de estos cambios en el brillo y la luminosidad por retrorreflexión se han ilustrado en la Tabla 1.
Se sometió a prueba el Ejemplo 1, en cuanto a luminosidad, y esta muestra presentó un valor del LFY de 37,73.
TABLA 1 Efecto de las condiciones para el proceso por lotes en la formación de hoja con destellos
Brillo Medio R_{A} en
(cd/lux/m^{2})
Entrada Tempª Tiempo Presión 90º Comentarios
(ºC) (s) (kg/cm^{2})
1a 91 45 2,8 528 440 Sin destellos
1b 107 45 2,8 599 514 Sin destellos
1c 120 45 2,8 721 608 Sin destellos
1d 135 45 2,8 1270 739 Sin destellos
1e 149 45 2,8 919 834 Sin destellos
1f 162 45 2,8 543 582 Ligeros destellos
1g 171 45 2,8 303 302 Máximos destellos
1h 177 45 2,8 253 268 Máximos destellos
1i 190 45 2,8 197 238 Máximos destellos
1j 204 45 2,8 105 137 Máximos destellos
1k 177 60 2,8 254 222 Máximos destellos
1l 177 40 2,8 234 222 Máximos destellos
1m 177 30 2,8 342 356 Máximos destellos
1n 177 20 2,8 482 502 Máximos destellos
1o 177 18 2,8 624 602 Máximos destellos
1p 177 16 2,8 670 670 Máximos destellos
1q 177 14 2,8 580 658 Máximos destellos
1r 177 12 2,8 655 743 Máximos destellos
1s 177 10 2,8 1086 874 Destellos medios
1t 177 8 2,8 1357 860 Destellos medios
1u 177 6 2,8 1136 847 Ligeros destellos
1v 177 4 2,8 1245 789 Sin destellos
1w 177 2 2,8 845 727 Sin destellos
1x 177 10 0,35 - - - - - - Ligeros destellos
1y 177 10 0,7 - - - - - - Destellos medios
1z 177 10 1,4 - - - - - - Máximos destellos
1aa 177 10 2,1 - - - - - - Máximos destellos
1bb 177 10 2,8 - - - - - - Máximos destellos
1cc 177 10 3,5 - - - - - - Máximos destellos
1dd 177 10 4,2 - - - - - - Máximos destellos
1ee 177 10 4,9 - - - - - - Máximos destellos
Ejemplos 2a-2m
Artículo con destellos con imagen formado usando placa de impresión por flexografía
Se usó hoja retrorreflectante de esquinas de cubo ordenadas, como la que se ha descrito en los Ejemplos 1a-1ee. Se colocó una hoja de papel de desprendimiento Kraft sobre la estera de caucho de una máquina de laminar por calor Hix Modelo N-800. Encima de la hoja de papel se puso una placa de impresión por flexografía que tenía una imagen en relieve (Fig. 16a) con la forma de las letras ``JPJ'' rodeadas por un círculo. Se colocó una hoja retrorreflectante de esquinas de cubo ordenadas con un soporte de poliéster encima de la capa de cuerpo sobre la placa para impresión por flexografía, de tal modo que la cara posterior de los elementos de esquina de cubo hacía contacto con los elementos de imagen de proyección de la placa para impresión. Se colocó una segunda hoja de papel de desprendimiento Kraft encima de la hoja de esquinas de cubo. Esta disposición corresponde a la Fig. 11, en donde la placa para impresión por flexografía se ha representado por 104. Se calentó el conjunto a 175ºC con una presión en la línea de aire (kg/cm^{2}) y durante los tiempos relacionados en lo que sigue en la Tabla 2. Una vez que hubo terminado el ciclo de laminación, se abrió la máquina de laminar y se retiró la hoja retrorreflectante de esquinas de cubo. Una vez enfriada la hoja a la temperatura ambiente, se retiró la película opcional de poliéster (si se había usado) para dejar al descubierto una hoja retrorreflectante de esquinas de cubo capaz de destellar. Se prepararon varios tipos de imágenes ``JPJ'', dependiendo de la construcción y de las condiciones de procesado, y éstas se han indicado en lo que sigue en la Tabla 2.
TABLA 2
Imágenes con destellos formadas mediante varias condiciones de procesado y configuraciones a 175ºC
Ejemplo Soporte Opcional Posición de Placa Presión en Tiempo Descripción de la Imagen
de Poliéster para Flexografía Línea de Aire (s)
2a Ausente Esquinas de cubo 3,5 45 Imagen casi cortada a troquel con cubos
en contacto apilados adyacentes. Destellando y junto a
la imagen y en el fondo.
2b Ausente Esquinas de cubo 1,4 3 Sin troquelado. Imagen destellando con el fondo
en contacto destellando, sin destellos entre imágenes.
2c Ausente Capa de cuerpo en 1,4 20 Imagen muy débil, destellando muy débilmente.
contacto Fondo y área entre imágenes sin destellar.
2d Ausente Capa de cuerpo en 2,1 20 Imagen muy débil, destellando muy débilmente.
contacto Sin destellar en el fondo ni entre imágenes.
2e Ausente Capa de cuerpo en 3,5 20 Imagen débil, destellando débilemnte en la
contacto forma de la imagen, más que en los Ejemplos 2c
y 2d. Sin destellar en el fondo ni entre imágenes.
2f Ausente Capa de cuerpo en 3,5 45 Imagen completa destellando por completo solo
contacto en la forma de la imagen. Sin destellar en el
fondo ni entre imágenes.
2g Presente Esquinas de cubo 2,8 20 Forma de la imagen muy bien marcada, casi
en contacto troquelada. Poco destello en la forma de la
imagen; destellando fuertemente adyacente a
la forma de la imagen, en el fondo, algo
entre imágenes.
2h Presente Esquinas de cubo 2,8 6 Imagen intensa; mucho menos troquelada que
en contacto en 2g. Destellando en la forma de la imagen,
en el fondo y entre imágenes.
2i Presente Esquinas de cubo 0,7 20 Imagen my intensa; menos troquelada que en
en contacto el Ejemplo 2h. Destellando en la forma de la
imagen, en el fondo, y algo entre imágenes.
Esquinas de cubo destellando apiladas.
2j Presente Esquinas de cubo 0,7 3 Imagen intensa, destellando en la forma de
en contacto la imagen, sin esquinas de cubo apiladas.
Destellando mucho menos en el fondo y entre
imágenes que en el Ejemplo 2i.
2k Presente Esquinas de cubo 1,4 3 Imagen intensa, destellando en la forma de
en contacto la imagen, sin esquinas de cubo apiladas.
Destellando en el fondo y entre imágenes más
que en el Ejemplo 2j.
2l Presente Esquinas de cubo 1,4 6 Imagen intensa, destellando en la forma de
en contacto la imagen, sin esquinas de cubo apiladas.
Destellando en el fondo y entre imágenes más que en
el Ejemplo 2k, mucho más que en el Ejemplo 2j.
2m Presente Soporte de 2,8 20 Imagen extremadamente débil y sin estar
poliéster en completamente formada. Sin destellar en parte alguna.
contacto
Ejemplos 3a-3f
Creación de imágenes usando una película de poliéster
Se usaron la hoja retrorreflectante de esquinas de cubo ordenadas y el aparato descrito en los Ejemplos 1a-1ee anteriores, en ausencia del papel de desprendimiento inferior 76. Se usó película de poliéster de varios grosores como elemento para la formación de la imagen 104 y que se situó de modo que tocaba con la cara posterior de los elementos de esquina de cubo. Para producir imágenes positivas en la hoja destellando, se cortaron las formas de las figuras geométricas de un cuadrado, un círculo, y un triángulo (cada uno de aproximadamente 1,25 cm de dimensión exterior) de una hoja de película de poliéster de 10,2 x 15,2 cm, de un grosor conocido. El elemento de formación de imagen de película de poliéster resultante fue situado como 104, como se ha ilustrado en la Fig. 11. Para producir imágenes negativas en hoja destellando, con textura, se colocaron las figuras geométricas que habían sido recortadas para producir la imagen positiva directamente sobre la superficie del laminador no calentada 74. Se formaron las imágenes en la hoja retrorreflectante de esquinas de cubo con textura destellando, haciendo funcionar para ello la máquina de laminar por calor a 177ºC durante 45 minutos, y a una presión en la línea de 2,8 kg/cm^{2}. En la Tabla 3 se han relacionado descripciones de las hojas con las imágenes.
TABLA 3
Formación de imágenes con elementos de formación de imagen de película de poliéster
Ejemplo Tipo de imagen Grosor del elemento Descripción de la imagen y del fondo
de formación de imagen
de poliéster (\mu m)
3a Positiva 180 Con textura muy intensa y con efecto de destello en la forma de las figuras
geométricas recortadas sobre un fondo que destella ligeramente. Tanto la
imagen como el fondo son retrorreflectantes. La imagen presenta efecto de
arco iris, el fondo no.
3b Negativa 180 Imagen destellando ligeramente no cambiada de las figuras geométricas sobre
un fondo con textura intensa y destellando. Tanto la imagen como el fondo
son reflectantes; solamente el fondo presenta efecto arco iris.
3c Positiva 100 Imagen con textura muy intensa, destellando en la forma de las figuras
geométricas sobre un fondo que destella ligeramente. La imagen y el fondo
son retrorreflectantes; solamente la imagen con textura, destelllando,
presenta efecto arco iris.
3d Negativa 100 Imagen que destella ligeramente en la forma de las formas geométricas sobre
un fondo con textura intensa y destellando. La imagen y el fondo son ambos
retrorreflectantes; solamente el fondo con textura, destellando, presenta
efecto arco iris.
3e Positiva 50 Imagen con textura intensa y destellando en la forma de las figuras
geométricas sobre un fondo que destella, con grandes partes irregulares del
fondo presentando efecto de destellos y arco iris. El fondo y la imagen eran
ambos retrorreflectantes.
3f Negativa 50 Imagen destellando en la forma de las figuras geométricas sobre un fondo
con intensa textura y destellando. La imagen y el fondo son ambos
retrorreflectantes; solamente el fondo con textura, destellando,
presenta efecto arco iris.
Ejemplo 4 Creación de imagen usando tinta de transferencia
Se usó la hoja retrorreflectante de esquinas de cubo ordenadas y el aparato descrito en los Ejemplos 1a-1ee con el soporte de poliéster opcional en posición. El elemento de formación de la imagen era un trozo de cinta para etiquetas impresa en negro (Fig. 16b) hecha con una máquina de cinta para etiquetas Merlin Express Elite (de la firma Varitronic Systems, In., de Minneapolis, Minnesota (EE.UU.)) y que se situó con la imagen en tinta tocando con los elementos de esquina de cubo. Se mantuvo la máquina de laminar a una temperatura próxima a 175ºC durante 45 segundos, a una presión en la línea de aire de 2,8 kg/cm^{2}. Al final del ciclo de procesado se retiró la hoja de la máquina. Cuando retornó a la temperatura ambiente, se retiró el soporte de poliéster para dejar al descubierto un material de hoja retrorreflectante de esquinas de cubo de destellos con una imagen en tinta negra transferida desde la cinta para etiquetas. El examen de la hoja con iluminación retrorreflejada puso de manifiesto una imagen oscura a retrorreflexión sobre un fondo de destellos y retrorreflectante.
Ejemplo 5 Imagen de destellos producida de tela tejida en telar
Se usó la hoja retrorreflectante de esquinas de cubo ordenadas y el aparato descrito en los Ejemplos 1a-1ee, con el soporte opcional de poliéster en posición. El elemento de formación de la imagen era una pieza de tela tejida en telar de poliéster lisa, de 188 g/m^{2}, y estaba situada como se ha ilustrado en 104 en la Fig. 11. Se permitió continuar el ciclo de procesado durante 45 segundos a 175ºC con una presión en la línea de 2,8 kg/cm^{2}. Después de enfriada la hoja a la temperatura ambiente, se retiró el soporte de poliéster para dejar al descubierto una hoja retrorreflectante de esquinas de cubo que contenía una textura general en el patrón de la tela usada, y con efecto de destello además de la textura general. La hoja con textura de destello así preparada presentaba un destello más intenso que la hoja preparada en el Ejemplo 1 sin textura. Se sometió la muestra a prueba de luminosidad y presentó un valor del LFT de 54,33 (valor medio de tres mediciones).
Ejemplo 6 Hoja de destello producida por un proceso continuo
Se hizo pasar hoja retrorreflectante de esquinas de cubo ordenadas, como la descrita en los Ejemplos 1a-1ee, a través de una estación de laminación del tipo de separación de agarre continua, como se ha ilustrado en la Fig. 12. El aparato se construyó especial para la ocasión, y comprendía un rodillo de acero inoxidable calentado 77, un rodillo recubierto de caucho no calentado 77', un mecanismo para controlar y ajustar, mediante presión de aire, la fuerza con la que se encontraban en la separación de agarre el rodillo calentado 77 y el rodillo no calentado 77', y unos medios para controlar la velocidad a la cual se mueve el rodillo de accionamiento. Se ajustó el aparato de laminación continua a una velocidad de 30,5 cm/min, con una temperatura de 175º del rodillo calentado, y 2,8 kg/cm^{2} de presión de cierre en la separación de agarre. Se alimentaron hojas de la hoja retrorreflectante de esquinas de cubo ordenadas de 7,5x43 cm a la separación de agarre en movimiento con los elementos de esquina de cubo tocando con el rodillo recubierto de caucho no calentado. Se recogieron las hojas después de pasar a través de la separación de agarre, a la temperatura ambiente, y de ser retirado el soporte de poliéster, para obtener una hoja retrorreflectante de esquinas de cubo de destellos. Se usaron otras condiciones de procesado para preparar hoja retrorreflectante de destellos, donde se cambiaron la temperatura, la velocidad y la presión en la separación de agarre. El cambio de estas condiciones produjo efectos similares en las hojas retrorreflectantes de destellos a los observados en el cambio de las condiciones de procesado en el proceso por lotes descrito en el Ejemplo 1. Se obtuvieron resultados similares usando un rollo continuo de hoja.
Ejemplo 7 Hoja de destellos producida en un molde electroconformado
Se puso hoja retrorreflectante de esquinas de cubo capaz de destellar preparada como se ha descrito en el Ejemplo 1h sobre un soporte de respaldo y se fijó en posición con cinta adhesiva por las dos caras. Se proporcionó un recubrimiento metálico de plata sobre toda la superficie por deposición no electrolítica, para hacer la hoja retrorreflectante de esquinas de cubo de destellos conductora para revestimiento electrolítico. Se sumergió el conjunto resultante en un baño de sulfamato de níquel que contenía 120 g/l de níquel; 3,7 g/l de bromuro de níquel, y 30 g/l de ácido bórico. El resto del baño para revestimiento se llenó con agua destilada. Una cierta cantidad de pastillas de ánodo de níquel-S estaban contenidas en una cesta de titanio que estaba suspendida en el baño para revestimiento. Se proporcionó una bolsa de polipropileno tejido en telar que rodeaba a la cesta de titanio dentro del baño para revestimiento, para aprisionar las partículas. El baño para revestimiento fue filtrado continuamente a través de un filtro de 5 micrómetros. Se mantuvo la temperatura del baño a 32ºC y se mantuvo un pH de 4,0 en la solución del baño para revestimiento. Se aplicó al sistema una corriente de 215 amperios/metro cuadrado durante 24 horas, mientras se hacía girar continuamente la hoja a 6 rpm para mejorar la uniformidad del depósito. Al sacarla del baño de electroconformación, la hoja retrorreflectante de esquinas de cubo capaz de presentar el efecto de destellos fue retirada del metal electrodepositado para obtener un molde de níquel, de aproximadamente 0,063 cm de grueso, el cual era la imagen negativa de la hoja retrorreflectante de esquinas de cubo de destellos original. El molde solo presentaba las propiedades de destellar, aunque no presentaba los matices de arco iris de los cuales era capaz la hoja, y el molde era retrorreflectante.
Se aplicó cuidadosamente a un borde del molde eletroconformado una mezcla de 1,6-hexanodiol diacrilato, trimetilol propano triacrilato, y bisfenol A epoxi diacrilato, en una relación de 25:50:25 partes en peso, con un 1% en peso de resina Darocur ^{TM} 4265 como fotoiniciador (Radcure IRR 1010, Lote N215-0302, de la firma UCB Radcure, de Smyrna, Georgia (EE.UU.)). Se hizo rodar lentamente el banco de resina a través del molde para dejar que la resina llenase todas las particularidades del molde. Cuando quedaba en el molde un recubrimiento liso de resina, se cubrió éste por laminación sobre una hoja de película de vinilo de 0,0225 cm de grosor (de la firma American Renolit Corporation, de Whippany, New Jersey 07981 (EE.UU.)). La construcción resultante, conteniendo resina húmeda, fue curada a través de la película de vinilo mediante su paso a través de un sistema Fusion Modelo DRS-120QN, y por exposición a una lámpara FUSION V que operaba a alta potencia (235 vatios/cm) a una velocidad de 7,6m/s. La retirada de la hoja curada del molde proporcionó una hoja que fue post-curada sobre la cara posterior de la disposición ordenada de elementos de esquina de cubo mediante el paso bajo una lámpara FUSION H a 7,6 m/s, a una alta potencia de 235 vatios/cm. La hoja de esquinas de cubo resultante, hecha a partir del molde electroconformado, era retrorreflectante, con destellos, y presentaba un arco iris de colores en los puntos de luz.
Ejemplo 8 Hoja de destellos producida a partir de un molde electroconformado con una imagen en tinta
Se formó una imagen con la forma ``3M'' con un tampón con tinta no acuosa sobre la cara de esquinas de cubo de la hoja retrorreflectante de esquinas de cubo que fue preparada como se ha descrito en el Ejemplo 1h. Cuando se secó la tinta, la hoja retrorreflectante de esquinas de cubo de destellos resultante, que llevaba la imagen en tinta, fue montada, preparada y electroconformada como se ha descrito en el Ejemplo 7. La retirada de la hoja del molde electroconformado proporcionó un molde de níquel, de aproximadamente 0,063 cm de grosor, que llevaba una imagen inversa del sello de caucho. Se usó este molde para preparar hoja de esquinas de cubo de acuerdo con el Ejemplo 7. Después de curar y retirar del molde la hoja recién formada, se observó que la hoja era retrorreflectante, capaz de presentar el efecto de destellos, capaz de presentar el efecto de arco iris, y que la hoja llevaba la imagen de ``3M'' tal como fue estampada sobre la hoja original de la cual se hizo el molde. La imagen aparecía en la hoja como una imagen de destellos no retrorreflectante, sobre un fondo retrorreflectante.
Ejemplos 9a-9f
Imágenes impresas por serigrafía
Se equipó una mesa para serigrafiado manual (Modelo 1218 AWT de la World Trade, Inc., de Chicago, Illinois (EE.UU.)) con una malla de imprimir 110 T (número de mallas por cada 2,5 cm) que llevaba la imagen ``Atlanta 1996''. Se puso sobre la superficie de impresión hoja retrorreflectante de esquinas de cubo ordenadas, como la descrita en los Ejemplos 1a-1ee, y se imprimió con la tinta azul permanente transparente CV-159 (de la Naz-Dar Corporation, de Chicago, Illinois 60622-4292 (EE.UU.)), o con tinta verde transparente SUPERFICIE 863 (de la firma Plast-O-Meric SP, Inc., de Sussex, Wisconsin 53089-0375 (EE.UU.)), o con tinta púrpura opaca SUPERFICIE 864B (Plast-O-Meric). Cuando los elementos de esquina de cubo estaban mirando hacia arriba durante la impresión, la imagen impresa por serigrafía se formó sobre la cara posterior de los elementos de esquina de cubo. Cuando los elementos de esquina de cubo estaban mirando hacia abajo durante la impresión, la imagen serigrafiada se formó sobre la superficie frontal de película de vinilo de la hoja de esquinas de cubo. La hoja, con las imágenes impresas con la tinta Azul Permanente GV-159, fue secada al aire durante la noche antes de seguir con el procesado. La hoja con las imágenes impresas con SX 863 o con SX 864 B fue gelificada con una estufa para cinta de imprimir por serigrafía Texair Modelo 30 (de la American Screen Printing Equipment Company, Chicago, Illinois 60622 (EE.UU.)) ajustada de modo que el panel de infrarrojos funcionara a 593ºC, el aire forzado calentado eléctricamente estaba en la posición de ``desconectado'', y con una velocidad de la cinta para permitir un tiempo de permanencia de 42-46 segundos, antes de seguir con el procesado. Después de la gelificación o secado inicial, se procesaron las hojas de esquinas de cubo impresas por serigrafiado bajo calor y presión, como se ha descrito en el Ejemplo 1.
Los resultados del procesado se han relacionado a continuación en la Tabla 4.
TABLA 4
Imágenes impresas por serigrafía sobre hoja retrorreflectante de esquinas de cubo susceptible del efecto de destellos
Ejemplo Tinta Fórmula Imagen Cara de la Descripción
Hoja
9a GV-19 Se usa tal como se Transparente Frontal Retrorreflexión azul a través de la imagen. Azul con
Permanente suministra de Vinilo destellos por ambas caras a través de la imagen.
Azul cubo Destellos máximos fuera del área de la imagen.
9b GV-159 Se usa tal como se Transparente Posterior de Sin retrorreflexión en el área de la imagen. Destellos
Permanente suministra Esquinas de atenuados en la imagen tanto en la cara posterior como
Azul cubo en la frontal. Máximos destellos fuera de la imagen.
9c Superficie Cian (8 partes) Transparente Frontal Retrorreflexión verde a través de la imagen. Destellos
863 Amarilla (1 parte) de Vinilo verdes a través de la imagen por ambas caras. Máximos
verde destellos fuera del área de la imagen.
9d Superficie Cian (8 partes) Transparente Posterior de Sin retrorreflexión a través de la imagen. Sin
863 Amarilla (1 parte) Esquinas de destellos en el área de la imagen desde cualquier
Verde Cubo cara. Máximos destellos fuera del área de la imagen
desde ambas caras. Extrema claridad a través de la
imagen.
9e Superficie Cian (10,6 partes) Opaca Frontal Sin retrorreflexión en el área de la imagen. Sin
864 B Magenta de Vinilo destellos desde la cara frontal de la imagen.
Azul (17,7 partes) Destellos blancos intensos desde la cara posterior
Blanca en la imagen. Máximos destellos fuera del área de la
(4,3 partes) imagen desde ambas caras.
9f Superficie Cian (10,6 partes) Opaca Posterior de Sin retrorreflexión en el área de la imagen. Sin
864 B Magenta Esquinas de destellos en la imagen desde cualquiera de las caras.
Azul (17,7 partes) Cubo Máximos destellos fuera del área de la imagen en ambas
Blanca caras.
(4,3 partes)
\newpage
Ejemplos 10a-10n
Hoja recubierta por vapor
Se usó hoja retrorreflectante de esquinas de cubo no aleatorias, ordenadas, y el aparato usado en los Ejemplos 1a-1ee. Se preparó la hoja retrorreflectante con una capa depositada por vapor de un material de aproximadamente 850 \ring{A} de grueso. Se instaló la hoja retrorreflectante de esquinas de cubo en un aparato de vacío del tipo de campana de vidrio con una capacidad aproximada de 250 litros (Modelo 900-217-12, de la Stokes Vacuum Equipment, Equipment División de la Pensalt Chemical Corporation, Philadelphia, Pennsylvania 19120 (EE.UU.)). Después de hacer el vacío en la campana de vacío hasta 10^{-5} Torr o menos, se irradió el material destinado a ser depositado por vacío sobre la hoja con un haz de electrones (Airco Temescal, Electron Beam Power Supply Modelo CV-10, de Berkeley, California (EE.UU.)) hasta que se completó la deposición sobre la cara de cubos de la hoja. La hoja de esquinas de cubo no aleatorias ordenadas, recubierta por vapor, resultante, fue procesada con calor y presión, como se ha descrito en el Ejemplo 1, para obtener una hoja de esquinas de cubo capaz de presentar destellos muy intensos, extremadamente brillantes, por desde ambas caras. La hoja preparada de esta manera parecía tener una luminosidad mayor que la de la hoja que fue recubierta por vapor, pero no tiene los elementos de esquina de cubo orientados de acuerdo con el invento. En la Tabla 5 que sigue se han relacionado los materiales representativos que han sido recubiertos por vapor sobre hoja de esquinas de cubo no aleatorias, ordenadas. Después de recubrir por vapor, se procesaron todas las hojas con calor y presión para obtener una hoja capaz de destellar. En la Tabla 5 se ha ilustrado también una breve caracterización de las hojas recubiertas por vapor.
Los dos pasos de este ejemplo, el de recubrimiento por vapor y luego el de procesado con calor y presión, pueden efectuarse en el orden inverso, con el mismo resultado. Es decir, que se puede primero procesar la hoja de esquinas de cubo no aleatorias, ordenadas, como se ha descrito en el Ejemplo 1, para proporcionar hoja capaz de presentar el efecto de destellos. La hoja de destellos resultante puede ser luego sometida a depósito por vacío de materiales sobre la cara de esquinas de cubo, para obtener hoja de esquinas de cubo que sea capaz de presentar destellos muy intensos, extremadamente brillantes, desde ambas caras. La columna con el encabezamiento de ``Secuencia de Procesado'' en la Tabla 5 se refiere a si primero se hizo destellar la hoja de esquinas de cubo y luego se recubrió por vapor, o bien se recubrió primero por vapor y luego se hizo destellar. La entrada de ``Destello, y luego VC'' se refiere a hoja que fue hecha destellar en una primera operación y que fue después recubierta por vapor, en una segunda operación. La entrada ``VC y luego destellos y textura'' se refiere a hoja que fue recubierta por vapor en una primera operación y luego se hizo destellar en una segunda operación. En este caso, la hoja recubierta por vapor se hizo destellar en ausencia del papel de desprendimiento inferior 76 en la Fig. 11, y la hoja resultante tenía el efecto de destellos superpuesto sobre un patrón o textura general del plato inferior de caucho no calentado 74.
Los Ejemplos 10a y 10b fueron sometidos a la prueba de luminosidad, y esas muestras presentaron valores del LFY de 16,7 y 18,9, respectivamente.
Brillo
R_A
(cd/lux/m^2)
Material 90º
Ejemplo Secuencia Recubierto Descripción
de procesado por vapor
10a Destellos, Aluminio 384 791 Gris plateado con intensos destellos y arco iris desde la cara
luego VC frontal, destellos blancos intensos desde la cara posterior.
10b VC luego Aluminio 240 La hoja normal recubierta por vapor se hacía de máximos
destellos y destellos después del procesado con algo de arco iris desde la
textura cara frontal. Destellos bancos intensos desde la cara posterior.
10c Destellos, Cobre 303 301 Hermoso color rojo-bronce con máximos destellos y arco iris
luego VC desplazado hasta matices del rojo. Con retroiluminación la hoja
presenta destellos y retrorreflexión
por separado, ambos en color.
10d VC luego Cobre 72 La hoja normal recubierta por vapor se hacía de máximos
destellos y destellos después del procesado con arco iris desde la cara
textura frontal. La cara posterior se colorea de cobre con intensos
destellos; mayores y más intensos cuando son transmitidos
desde la cara opuesta que cuando son reflejados.
10e Destellos, ZnS 355 352 Retrorreflectante y con máximos destellos. Arco iris
luego VC desde ambas caras.
10f VC luego ZnS 154 Retrorreflectante con máximos destellos y arco iris desde ambas caras;
destellos y mayores y más intensos cuando son transmitidos desde la cara
textura opuesta que cuando son reflejados desde ambas caras.
10g Destellos, ZnS/Criolita 344 506 Retrorreflexión y máximos destellos.
luego VC Arco iris desde ambas caras.
Brillo
R_A
(cd/lux/m^2)
Material 90º
Ejemplo Secuencia Recubierto Descripción
de procesado por vapor
10h VC luego ZnS/Criolita 110 Retrorreflexión con máximos destellos y arco iris desde ambas
destellos y caras; mayores y más intensos cuando son transmitidos desde la
textura cara opuesta que cuando son reflejados desde la misma cara.
10i Destellos, SiO 558 884 Hoja transparente, retrorreflectante, con máximos destellos y
luego VC arco iris desde ambas caras.
10j VC luego SiO 224 Retrorreflectante con máximos destellos y arco iris desde ambas
destellos y caras; más intensos cuando son transmitidos desde la cara
textura opuesta que cuando son reflejados desde al misma cara.
10k Destellos, ZnS/Al 54 59 Opaca y gris mate con máximos destellos y algo de arco iris.
luego VC La cara posterior es de color plata brillante y con destellos.
10l VC luego ZnS/Al 128 107 Gris opaco con destellos de grano fino y pequeño efecto arco iris.
destellos y La cara posterior es de color plata brillante y con destellos.
textura
10m Destellos, 20% TiO_{2} 128 107 Gris-marrón sin brillo, escasa transparencia y retrorreflexión.
luego VC 80% Bi_{2}O_{3} Máximos destellos y arco iris con un aspecto metálico debido al
fondo marrón.
10n VC luego 20% TiO_{2} 28 Cara frontal de marrón a dorada con máximos destellos y arco
destellos y 80% Bi_{2}O_{3} iris; más intensos cuando son transmitidos desde la otra cara
textura que cuando son reflejados desde la misma cara. Cara posterior
con máximos destellos y arco iris en tonos dorados.
Ejemplo 11 Preparación de producto retrorreflectante que tiene película de obturación
Hojas retrorreflectantes de esquinas de cubo de destellospreparadas de acuerdo con el Ejemplo 9, fueron soldadas por ultrasonidos a una película de obturación de vinilo realzada, pigmentada de blanco, de 250 micrómetros de grueso (de Nan Ya, Bachelos, Louisiana (EE.UU.)), Los elementos de esquina de cubo de la hoja de destellos impresa por serigrafía fueron puestos en contacto con la cara realzada de la película de obturación, y se colocó una película de poliéster de 50 micrómetros de grueso sobre la cara no realzada de la película de obturación. Se colocó la construcción sobre un yunque con dibujo, unido a la base de una soldadora por ultrasonidos Bransoin Modelo 184V, con la cara de la hoja de poliéster mirando hacia el cuerno de la soldadora, y la capa del cuerpo de vinilo de la hoja de esquinas de cubo de destellos tocando con el yunque con dibujo. Se hizo funcionar la soldadora por ultrasonidos a 20 KHz, 4,2 kg/cm^{2}, 5,2 m/min, con una amplitud igual al 60% de la máxima y un radio del cuerno de 7,277 cm. El yunque comprendía tres calles de 2,5 cm de anchura con triángulos adyacentes de lados de aproximadamente 3,5 cm de longitud y bases de aproximadamente 5 cm de longitud, y una calle de 2,5 cm de anchura con rombos de lados de aproximadamente 2 cm de longitud. El proceso de soldadura por ultrasonidos proporcionó muestras obturadas cuyas líneas de obturación eran una nítida reproducción del dibujo del yunque.
Todas las patentes y solicitudes de patente citadas en lo que antecede quedan incorporadas en su totalidad por sus referencias a esta solicitud de patente.
Como se ha ilustrado mediante el estudio hecho en lo que antecede, el invento puede adoptar diversas modificaciones y alteraciones sin rebasar su alcance total ni desviarse de su espíritu. En consecuencia, el invento no queda limitado a lo descrito en lo que antecede, sino que ha de considerarse controlado por las limitaciones expuestas en las Reivindicaciones y por cualesquiera equivalentes a las mismas.

Claims (23)

1. Una hoja retrorreflectante de destellos que comprende una disposición ordenada de elementos de esquina de cubo que tienen las caras de los elementos de esquina de cubo adyacentes dispuestas de tal modo que un ángulo diedro á situado entre las caras de los elementos de esquina de cubo adyacentes varía en tal medida que la hoja destella cuando incide la luz sobre la misma, siendo los destellos apreciables desde una cara frontal de la hoja, con independencia de que esté o no asegurada una película de obturación a la disposición ordenada de elementos de esquina de cubo,
en la que la disposición ordenada de elementos de esquina de cubo está definida por estrías que se cortan en general, en las que una estría al menos tiene caras de los elementos de esquina de cubo dispuestas de tal modo que un ángulo diedro \alpha situado entre caras adyacentes varía a lo largo de la estría (o las estrías).
2. La hoja retrorreflectante de la Reivindicación 1, en la que la disposición ordenada de elementos de esquina de cubo está definida por tres conjuntos de estrías que se cortan, en que cada conjunto de estrías incluye dos o más estrías en general paralelas, y al menos una estría en al menos uno de los conjuntos tiene las caras de los elementos de esquina de cubo adyacentes dispuestas de tal modo que el ángulo diedro \alpha situado entre las caras adyacentes varía a lo largo de la estría (o las estrías) del conjunto.
3. La hoja retrorreflectante de la Reivindicación 1 ó 2, en la que al menos una estría en cada uno de los tres conjuntos de estrías que se cortan tiene las caras de los elementos de esquina de cubo adyacentes dispuestas de tal modo que el ángulo diedro \alpha situado entre las caras adyacentes varía a lo largo de las estrías en los tres conjuntos de estrías.
4. La hoja retrorreflectante de las Reivindicaciones 1-3, en la que los elementos de esquina de cubo incluyen cada uno un plano de base, y los elementos de esquina de cubo están dispuestos de tal modo que los planos de base no residen en el mismo plano general cuando se tiende la hoja plana.
5. La hoja retrorreflectante de las Reivindicaciones 1-4, en la que los elementos de esquina de cubo están inclinados aleatoriamente a través de al menos una parte de la disposición ordenada.
6. La hoja retrorreflectante de las Reivindicaciones 1-5, en la que los elementos de esquina de cubo tienen aproximadamente de 60 a 200 micrómetros de altura y presentan una variación de la altura entre vértices adyacentes de 1 a 40 micrómetros, como su valor medio.
7. La hoja retrorreflectante de las Reivindicaciones 1-6, en la que los destellos pueden verse desde las caras frontal y posterior de la hoja cuando la luz incide ya sea en el frente o ya sea en la parte posterior de la disposición ordenada.
8. La hoja retrorreflectante de las Reivindicaciones 1-7, en la que los destellos proporcionan a la hoja un valor del factor de luminancia Y de 38 ó mayor, cuando se mide de acuerdo con la prueba E 1349-90 de la ASTM.
9. La hoja retrorreflectante de las Reivindicaciones 1-8, en la que los destellos proporcionan a la hoja un valor del factor de luminancia Y de 55 ó mayor, cuando se mide de acuerdo con la prueba E 1349-90 de la ASTM.
10. La hoja retrorreflectante de las Reivindicaciones 1-7, en la que la disposición ordenada de elementos de esquina de cubo está recubierto con una capa de metal, y en que la hoja presenta un factor de luminancia Y de valor 10 ó mayor, cuando se mide de acuerdo con la prueba E 1349-90 de la ASTM.
11. La hoja retrorreflectante de las Reivindicaciones 1-3 y 5-10, en la que los elementos de esquina de cubo tienen aristas de la base que no están en un mismo plano común cuando se tiende la hoja plana.
12. La hoja retrorreflectante de la Reivindicación 2, en la que el ángulo \alpha varía de 0 grados a 180 grados.
13. La hoja retrorreflectante de la Reivindicación 12, en la que el ángulo \alpha varía de 35 a 115 grados en su valor medio.
14. La hoja retrorreflectante de las Reivindicaciones 1-13, en la que algunos elementos de esquina de cubo están apilados unos sobre otros.
15. La hoja retrorreflectante de la Reivindicación 1, que contiene una imagen de destellos sobre un fondo que no destella, una imagen que no destella sobre un fondo de destellos, o bien una imagen que destella sobre un fondo de destellos.
16. La hoja retrorreflectante de las Reivindicaciones 1-15, en la que los puntos de luz que constituyen el destello presentan varios colores del espectro visible.
17. La hoja retrorreflectante de las Reivindicaciones 1-16, en la que los destellos producen al menos aproximadamente 10 puntos de luz por centímetro cuadrado.
18. La hoja retrorreflectante de las Reivindicaciones 1-17, en la que los destellos producen al menos aproximadamente 50 puntos de luz por centímetro cuadrado.
19. Un producto retrorreflectante que incluye la hoja retrorreflectante de las Reivindicaciones 1-18 y que comprende además una película de obturación asegurada a una cara posterior de la disposición ordenada de elementos de esquina de cubo.
20. Un artículo de vestir que comprende el producto retrorreflectante de las Reivindicaciones 1-19 asegurado a una superficie exterior del mismo.
21. Un artículo retrorreflectante que incluye la hoja retrorreflectante de las Reivindicaciones 1-19 colocada con una configuración tubular.
22. El artículo retrorreflectante de la Reivindicación 21, que comprende un accesorio de acoplamiento en un extremo del mismo, cuyo accesorio de acoplamiento permite asegurar el artículo retrorreflectante a un manantial de luz.
23. Un artículo de destellos que es capaz de retrorreflejar la luz, cuyo artículo comprende:
(a)
una superficie de base; y
(b)
una superficie estructurada opuesta a la superficie de base, comprendiendo la superficie estructurada una disposición ordenada de elementos de esquina de cubo, cuya disposición ordenada está definida por tres conjuntos de estrías que se cortan, en que cada conjunto de estrías incluye dos o más estrías en general paralelas, y al menos una estría en al menos uno de los conjuntos tiene las caras de los elementos de esquina de cubo adyacentes dispuestas de tal modo que un ángulo diedro situado entre las caras adyacentes varía a lo largo de la estría (o las estrías) del conjunto, siendo la variación del ángulo diedro independiente de que se asegure, o no, una película de obturación a la superficie estructurada.
ES97920113T 1996-04-30 1997-04-03 Hoja retrorreflectante destelleante de esquinas de cubo. Expired - Lifetime ES2197994T3 (es)

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