JP2986161B2 - 高能率キューブ・コーナー再帰反射性材料 - Google Patents

高能率キューブ・コーナー再帰反射性材料

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はキューブ・コーナー再帰反射性材料、更に詳
しくは大なる入射角度で能率がよく、材料によって再帰
反射された光を所望のパターン又は拡散する形状に分布
させるようにした材料及びこれを作る工具に関する。
〔従来の技術〕
キューブ・コーナー型式の反射性素子を使用する再帰
反射性材料は現在公知である。キューブ・コーナー反射
性素子は室又は立方体の角隅部によって形成される形状
のような１つの角隅部で出合う３つの互いに垂直な側面
を有する三面体構造である。典型的にはキューブ・コー
ナー型式の反射性素子によって得られる再帰反射特性は
内部全反射の原理によっている。透明なキューブ・コー
ナー素子は入射光線をある角度で受入れて、これを同じ
方向に送り返す。例えば米国特許第3,924,929号、第4,6
72,089号、第4,349,598号及び第4,588,258号参照。
光源に向って送り返される再帰反射性物品により反射
された光は一般に反射装置に導かれる光路上に中心を有
する円錐形パターンに拡散されていて、このような拡散
は、例えば近付く自動車のヘッドランプからの光が再帰
反射性信号によって自動車に向って送り返される時にこ
の光が充分に拡散されてから、ヘッドランプからの光の
光軸から外れた位置にあるドライバーの眼に達するよう
にする為に必要であった。通常のキューブ・コーナー再
帰反射性製品に於ては、このような再帰反射光の円錐形
の拡散はキューブ・コーナー反射性素子の不完全性（例
えば面の非平面性、互いに垂直な位置からの面の企図さ
れない傾斜等）により、又３つの反射面の基本縁部によ
って形成される開口を通って出る再帰反射光によって生
ずる回折によって生ずる。米国特許第3,712,706号（ス
タム）参照。
しかし、キューブ・コーナー再帰反射性製品からの光
の拡散は欠点を有する。即ち再帰反射された光の円錐は
更に広く光軸から離れて見られるような反射光を要求さ
れる多くの用途に対してはしばしば狭過ぎ、又キューブ
・コーナー反射性素子の３つの側面を有する性質は再帰
反射された光の円錐に非対称的な形状を与え、キューブ
・コーナー再帰反射性製品が異なる提示角度（present
−ation angle）から見られた時に再帰反射光の明るさ
に変化を生ずる欠点を生ずる。これらの欠点はキューブ
・コーナー再帰反射性シートによって覆われた信号を通
過する、自動車内に隣り合って着座している２人の人が
信号の明るさについて明確に異なる知覚を持つ程充分甚
だしくなる恐れがある。
米国特許第3,817,596号（タナカ）はキューブ・コー
ナー反射性素子の面を垂直性又は直交性から外れるよう
に故意に傾斜させることによってキューブ・コーナー再
帰反射性製品からの光線の拡散又は拡がりを増加させて
いる。ジャーナル・オブ・ザ・オプティカル・ソサイア
ティー・オブ・アメリカ、第48巻、第７号、1958年７月
のピー・アール・ヨーダーによる「トリプルミラー及び
四面体プリズムにおける光の偏倚誤差の研究」、ゾヴイ
エト・ジャーナル・オブ・オプティカル・テクノロジ
ー、第34巻、第198頁以降のエヌ・イー・リテインによ
る「コーナーキューブ反射装置の光学」及びアプライド
・オプテイクス、第110巻、第７号、1971年７月、エッ
チ・ディー・エックハルトによる「コーナーレフレクタ
ー現象の簡単なモデル」のような論文にて教えられるよ
うに、このような面の傾斜はキューブ・コーナー反射性
素子によって反射される光が６つのような多くの異なる
光線に分割され、これらの光線が素子の基準軸線から離
れて拡散し、これによって光を更に広い角度範囲に拡げ
る。
米国特許第3,817,596号によって教えられる光の拡散
は再帰反射によって見ることの出来る観察角度を増大さ
せるけれども、キューブ・コーナー反射性素子の３つの
側面による性質によって生ずる基本的な非対称性を回避
する効果は得られない。更に、観察は普通経験される小
さい観察角度、即ち基準軸線に近い狭い角度に於ける再
帰反射性の明るさを減少させる。何故ならば通常このよ
うな小さい観察角度に指向される光は拡大された空間範
囲に拡がるからである。観察された光の大部分は無駄に
される。何故ならば製品は一般に拡大された空間全体の
点から視認されるものではなく、この失われた光は製品
の再帰反射性の明るさを著しく減少させるからである
（米国特許第3,817,596号の第６図参照）。
米国特許第3,833,285号（ヒーナン）はキューブ・コ
ーナー再帰反射性物品からの光の拡散又は拡がりを異な
る方法、特にこの製品に列の状態で配置された特別のキ
ューブ・コーナー反射性素子の組を組込むことによって
変化させている。
米国特許第3,833,285号によって教えられるような再
帰反射性製品の欠点は、交通信号のような多くの再帰反
射性製品に於て、製品の他の反射性素子のパターンと著
しく異なるパターンで光を分布させる反射性素子の単一
の絶縁された列を有することが混乱を招くと言う事実で
ある。例えば、均一に照明された再帰反射性信号を見る
代りに観察者は明るさの変化を見て、信号の有する情報
の理解を混乱させる恐れを生じさせる。更に、米国特許
第3,833,285号に記載されたような製品は素子の列を形
成する為に共に束ねられる個個のピンの正確な製造を必
要とされて来ていて、所望の公差内で再帰反射性を得る
為にこのような区別されるピンを正確に形成して共に組
分けを行うのが困難である。
〔発明が解決しようとする課題〕
再帰反射性材料によって再帰反射される光を所望のパ
ターン又は拡散状態に分布するように個々に作られ、大
なる入射角度にて能率のよい改良された再帰反射性材料
に対する要求が存在している。
本発明は大なる入射角度にて能率がよく、再帰反射性
材料から再帰反射された光を所望のパターン又は拡散状
態に分布させるように個々に形成され得る再帰反射性材
料を提供することを目的とする。
本発明は又キューブ・コーナー再帰反射性製品を形成
する工具を準備する方法を提供することを目的とする。
〔課題を解決する為の手段及び作用〕
本発明の再帰反射性材料は、前側及び後側を有する透
明な表面層と、キューブ・コーナー反射性素子の配列と
を含み、それぞれ反射性素子が前記表面層の背部に矩形
ベースと、互いに大体垂直で、夫々前記矩形ベースの縁
部に接合されて三角形断面を有する反射性素子を形成す
る２つの矩形面と、互いに大体平行で、前記矩形面に大
体垂直で、前記反射性素子の端部を形成する２つの三角
形面とを有し、更に前記三角形面及び矩形面がそれらの
間に一対のキューブ・コーナーを形成し、前記反射性素
子はそれらのベースが前記表面層に隣接して配置されて
いる。用語「大体平行」及び「大体垂直」はここで真に
平行又は垂直である面及び真の平行性又は垂直性から小
さく変化しているような面を示している。
反射性素子は直交する２つの平行溝群によって形成さ
れ、第１の溝群はＶ形溝群であり第２の溝群は矩形のベ
ースに大体垂直な一対の面を有する溝群である。第１溝
群は反射素子の矩形面を形成し、第２の溝群は反射素子
の三角形面を形成している。少なくとも一方の溝群は小
さい量（３゜より小さく、通常１゜よりも小さい）だけ
同じ溝群の他の溝の溝側部角度とは異なる溝側部角度を
有する１つよりも多い溝を含んでいる。
これらの溝側部角度の違いは繰返しパターン又は引き
続く状態で生ずる。溝側部角度の変化の結果として、キ
ューブ・コーナー反射性素子の配列体は１つの反射性素
子から他の反射素子への面の間の二面角の少なくとも１
つに小さい変化を有する。従って、複数の別々の形状の
キューブ・コーナー反射性素子が形成される。これらの
別々の形状の少なくとも１つは非直交性キューブ・コー
ナー反射性素子であって、この非直交性キューブ・コー
ナー反射性素子とは素子の少なくとも１つの面が直交す
べき素子内の総ての二面角に対して要求される角度とは
異なる角度に傾斜されていることを意味する。即ち二面
角が総て直交性であるわけではないが、このような素子
はここではキューブ・コーナー反射性素子と考えられて
いる。何故ならばこの素子はその形状及び作用が理想的
なキューブ・コーナー反射性素子に非常に類似している
からである。
本発明によるキューブ・コーナー再帰反射性物品を形
成する工具を準備する方法は、工具材料にキューブ・コ
ーナー反射性素子のいくつかの側面を形成する少なくと
も２つの平行溝群であって、少なくとも１つの溝群が小
さい量の溝側部角度の変化を有している少なくとも２つ
の平行溝群を形成することを有している。
弁別されて附形されたキューブ・コーナー反射性素子
は入射光を弁別附形された光のパターンの状態で反射さ
せる。本発明の製品によって再帰反射される光の全体の
パターン、即ち製品の拡散状態は溝側部角度を変化させ
ることによって設計されることが出来る。信号に対する
実際上の利点は溝側部角度が光を自動車のヘッドライト
に戻すのでなく、観察者に向って戻すような拡散形状を
有するように設計出来ることである。即ち、拡散形状を
拡げることが出来る。
望ましい上述の溝側部角度の変化の繰返しパターンに
よって、反射性素子の配列体は、夫々複数の異なる形状
のキューブ・コーナー反射性素子を含むような反復する
副配列体に分割される。この拡散形状は異なる種々の光
のパターンの集計を含んでいて、これらの光のパターン
に於ては副配列体の弁別的に附形されたキューブ・コー
ナー反射性素子が入射光を反射して、個々の弁別的に附
形された光のパターンが全体のパターンに所望の形状を
与えるように選択されることが出来る。
〔実施例〕
本発明の方法によって作られた工具により製造される
代表的再帰反射性シート材料10が第１図にてシート材料
の後部から示され、第２図で断面として示されている。
第１図に示されるように、シート材料10の附形された後
面は、密な、即ち完全に詰込まれたキューブ・コーナー
反射性素子の配列体を形成する交叉する平行なＶ形溝の
３つの群11、12及び13によって形成されている。溝の側
部に対する角度、即ち溝側部角度は、溝の交差線、例え
ば第１図の代表的なキューブ・コーナー反射性素子17に
対する線14、15及び16に於て形成される二面角が大体90
゜になるように選択されている。しかし、交叉する平行
溝群の少なくとも１つは繰返しパターンにて同じ溝群の
少なくとも１つの他の溝の溝側部角度とは異なる１つ又
は２つの溝側部角度を有する溝を含んでいる。「繰返し
パターン」とは特別な弁別された１つ又は複数の溝側部
角度が周期的にキューブ・コーナー反射性素子の配列体
にわたって生じ、即ち配列体内で前に起った位置から同
じ数の溝だけ間隔をおかれた位置に生ずることを意味す
る。
第２図は同じ溝群の他の溝の溝側部角度とは異なる誇
張されて示された溝側部角度を有する溝の代表的な溝群
の一部分を示す。詳しくは、第２図は第１図のシート材
料からの溝13の溝群、即ち溝131、132、133及び134を示
している。この溝群に於ては、溝の側部と、溝の底縁部
19によって定義される平面に垂直な平面18との間に形成
される４つの異なる溝側部角度ａ、ｂ、ｃ及びｄがあ
る。本発明は又溝の底縁部が同一平面上にないような形
状をも含んでいる。溝側部角度はａ−ｂ−ｃ−ｄ−ａ−
ｂ−ｃ−ｄの繰返しパターンの状態に配列されている。
この代表的な溝群に於ける溝側部角度ａは他の２つの溝
群の溝の溝側部との交差部に直交二面角を形成する角度
である（このような溝側部角度は時に「直交形成」と称
される）。溝側部角度ｂ、ｃ及びｄは直交二面角を作ら
ない。直交形成となる溝側部の位置は第２図にて点線で
示されている、判るように角度ｂは直交性を得るのに必
要な角度より小さく、角度ｃ及びｄは直交性を得るのに
必要な角度よりも大きい。
第３図及び第４図は本発明の方法によって作られた工
具から製造された再帰反射性製品に対する溝の代表的な
パターンを概略的平面図で示している。これらの図面に
於て、夫々の線は１つのＶ形溝を示し、線の両側の文字
がこの溝の同じ側の溝側部角度を示すようになってい
る。これらの実施例に示されるように、３つの溝群は夫
々異なる溝側部角度の繰返しパターンを有することが出
来る。第３図に於て、第１の溝群はａ−ｂ−ｂ−ａのパ
ターンを有し、第２の溝群はａ−ｂ−ａ−ｂ−ｂ−ａ−
ｂ−ａのパターンを有し、第３の溝群はｃ−ｄ−ｅ−ｆ
−ｄ−ｃ−ｆ−ｅのパターンを有する。第４図に於て、
異なる溝附形のパターンは夫々ａ−ｂ−ｂ−ａのパター
ン、ａ−ｂ−ａ−ｂ−ｂ−ａ−ｂ−ａのパターン及びｃ
−ｄ−ｄ−ｃのパターンになされている。
第５図から第７図を参照し、本発明の再帰反射性材料
110は反射性素子120を有するように示されている。反射
性素子120は矩形ベース122、一対の矩形面124及び126及
び一対の大体垂直な三角形面128及び129を含んでいる。
典型的にはこの矩形ベースは長さが0.5mmより短いか又
は等しく、矩形面124及び126の交叉部はベースから0.2m
m以下にある。
矩形面124及び126及び三角形面128及び129は以下に詳
述するようにキューブ・コーナー130及び132を形成して
いる。これらのキューブ・コーナー130及び132は、これ
らのものが直交性キューブ・コーナーであるか、又は非
直交性キューブ・コーナーであるかに拘わらず、以下に
キューブ・コーナーとして示される。
反射性素子120は第５図に示されるように列をなして
均一に配列され、三角形面128が隣の反射性素子120の三
角形面129に隣接するようになっている。矩形面124及び
126は第１のＶ形溝134を形成している。三角形面128及
び129は大体垂直な面として三角形面128及び129を有す
る第２の溝136を形成している。第１の溝134及び第２の
溝136は第５図に示されるように互いに垂直である。
第７図に示されるように、反射性素子120は透明な表
面層140の後側に形成されている。素子120は接着剤層16
2を有する支持材料160に取り付けられ、この接着剤層は
再帰反射性材料110を信号用材料164に取り付けるのに使
用されるのである。
この再帰反射装置は米国特許第4,349,598号（ホワイ
ト）（ここに参考として組込まれている）と同様である
が、重要な差を有する。即ちキューブ・コーナー素子の
あるものの二面角が90゜でなく、通常１゜より小さい差
だけ90゜から僅かに異なる角度になされている。この差
の量は、例えば１つのキューブ・コーナー素子が90゜3
0′の二面角を有し、次のものが89゜50′の角度を有す
るようになし得る。多非直交性（multi−nonorthogona
l）と称される再帰反射装置に於いて、多くのこのよう
な変化がある。この特徴は再帰反射装置の面部分にわた
る反射光の明るさの変化を減少させるのを助け、このこ
とはキューブ・コーナー素子を形成する溝の変化によっ
て生ずる。
第１のＶ溝134の溝側部角度は大体45゜である。本体
垂直な側部を有する第２の溝136の溝側部角度は大体０
゜である。しかし、交差する平行溝の少なくとも１つ溝
群は望ましくは繰返しパターンで同じ溝群の少なくとも
１つの他の溝の溝側部角度とは異なる１つ又は両方の溝
側部角度を有する溝を含んでいる。本発明のシート材料
の夫々の反射性素子は２つのキューブ・コーナーを有す
る。ある場合には、両方のキューブ・コーナーは同じで
あるが、他の場合にはキューブ・コーナーは互いに僅か
に異なり１つ又は両方のキューブ・コーナーが非直交性
である。
第６図は同じ溝群の他の溝側部角度とは異なる誇張さ
れて示される溝側部角度を有する溝の代表的な溝群の一
部分を示している。これらの溝は直角チャンネル断面溝
と称される。何故ならばこれらの溝は大体底部に垂直な
直角角隅部又は側部を有するチャンネルの断面に似てい
るからである。詳しくは、第６図は第５図のシート材料
からの１組の溝136、即ち1361、1362、1363及び1364を
示している。この溝群に於ては３つの異なる溝側部角度
ｇ、ｈ及びｉがあり、これらの溝側部角度は溝の側部
と、溝の底縁部137によって定義される平面139に垂直な
平面との間を延在している。これらの溝側部角度はｇ−
ｈ−ｉ−ｇ−ｉ−ｈ−ｇ−ｈの繰返しパターンに配列さ
れている。
この代表的な溝群に於ける溝側部角度ｇはこの代表的
な製品に於てＶ形溝の他の溝群の溝との溝側部の交差部
にて直交二面角を形成するような角度であり、溝側部角
度ｈ及びｉは直交二面角を作らない。直交性を作る溝側
部の位置は第６図に点線で示されている。溝側部角度ｈ
及びｉは直交性を得るのに必要な角度よりも大きい。
本発明の製品のＶ溝の溝群の溝側部角度は第２図につ
いて上述で論議したように変化されることが出来る。例
えば、直交キューブ・コーナーは第２図の２つの溝側部
角度ａ及び第６図の１つの溝側部角度ｇの交叉によって
形成される。
第５図は又本発明の再帰反射性製品に対する溝の代表
的なパターンを示している。この図面に於て、図面の左
側の夫々の水平線は１つのＶ形溝を示し、１つの線の両
側の文字はこの溝の同じ側の溝側部角度を示している。
一対の垂直な線は夫々大体垂直な側壁を有する第２の溝
を示し、線の両側の文字がその溝の同じ側の溝側部角度
を示している。この例によって示されるように、２つの
溝群の夫々の溝群は溝側部角度の異なる繰返しパターン
を有することが出来る。第５図に於て、第１の溝群はａ
−ｂ−ｂ−ａのパターンを有し、第２の溝群はｇ−ｈ−
ｉ−ｇ−ｉ−ｈ−ｇ−ｈのパターンを有する。
溝の望ましい繰返しパターンは再帰反射性製品の１つ
の大きい面積に分布されるキューブ・コーナー反射性素
子の周期的に繰返すグループ分け、即ち副配列体を形成
する。第５図に示される溝パターンによって、潜在的に
６つの異なるキューブ・コーナー反射性素子より成る副
配列体が形成される。即ち、a,b,g,h,iが総て互いに異
なると仮定すると、副配列体内に別々の形状の６つのキ
ューブ・コーナー反射性素子が存在する。
上述のように繰返しパターンにて反復される代りに溝
側部角度は更に不規則に、例えば与えられた溝側部角度
が再度生ずる間に４つ、６つ及び次に５つの溝があるよ
うにして繰返されることが出来る。本発明の大抵の再帰
反射性製品に於ては、複数の溝があり、特別な非直交性
溝側部角度が何回も（例えば10回又は100回又はそれ以
上の回数で）繰返される。又本発明の大抵の再帰反射性
製品に於ては、溝側部角度の内の複数のもの、（例えば
1/3又はそれ以上）及びしばしば実質的に総ての溝側部
角度が非直交性になされる。特定の溝側部角度が通常短
い溝の範囲内、例えば10又はそれ以下の溝の範囲内で繰
返される。
溝側部角度は互いに他と無関係に調節され、又は選択
されることが出来るから、対をなす素子の必要はなく、
その代りに、所望の場合に素子は総て互いに異なるよう
になし得る。第５図の配列体に対する対をなす素子が、
配列体内に使用される溝の特別の繰返しパターンの為に
生ずるが、これは例えばａ−ｂパターンが隣接する溝の
ｂ−ａパターンまで回転されて夫々の素子が、第１の素
子から180゜回転された同様に附形された素子に合致す
るようになされることによって行われる。パターンが周
期的である限り何れの繰返しパターンが使用されても副
配列体は総て互いに同じである。
副配列体内の総ての溝側部角度が互いに異なることは
重要ではない。例えば第３図に於て、ｃ及びｅは互いに
同じになされることが出来、又は他の溝側部角度が同じ
になされることが出来る。しかし、２つの溝群の少なく
とも１つの溝群、及び更に大なる制御の為に溝群の内の
少なくとも２つの溝群（２溝群の内の２溝群、又は３溝
群の内の２溝群）が同じ溝群の少なくとも１つの他の溝
の溝側部角度と異なる少なくとも１つの溝側部角度を含
み、その結果副配列体内の複数の（即ち少なくとも２つ
の）キューブ・コーナー反射性素子が弁別されて附形さ
れ、即ち互いに異なる形状を有する。この形状の違いは
単に素子の軸線の廻りの、上述された180゜回転のよう
な回転又は米国特許第4,588,258号のキューブ・コーナ
ー素子の同様の180゜回転以上のもので、例えばキュー
ブ・コーナー素子の特定の面が直交性を生ずるものでな
い為に生ずる。
溝側部角度を附形する方法及び結果の更に詳細な説明
はここに参考として組込まれた親特許即ち米国特許第3,
775,219号に記載されている。
夫々の繰返しパターンの個々の溝側部角度は、直交性
又は非直交性を生ずるようなものになし得るが、上述さ
れたように、少なくとも１つの溝群の内の他の溝の溝側
部角度とは異なるその溝群の内の少なくとも１つの溝の
溝側部角度があるようになされ、このことは直交性を作
らない少なくとも１つの溝側部角度が溝群の中にあるこ
とを意味する。直交性を作る溝側部角度よりも大きい
か、又は小さい角度の量は一般に円弧角度で数分、即ち
約15′〜30′の円弧角度又はそれ以下であるが、更に大
きい偏倚も使用出来る。選択された溝側部角度は本発明
の物品が±1/2′の円弧角度、望ましくは＋1/4′の円弧
角度以内でモールド成形される仕上げ方にて得られるの
が望ましい。さらに大きい偏倚もモールド成形で生ずる
が、２′又は３′の円弧角度よりも大きくない変化、更
に望ましいのはモールド成形で１′又は２′の円弧角度
の変化よりも大きくないようになすことである。Ｖ形の
ダイヤモンド工具によって平らな金属面に交差する平行
な溝群を切削することによってキューブ・コーナー再帰
反射装置のマスターを形成する技術は米国特許第3,712,
706号に記載されている。例えばこの特許の第３欄、第3
5〜54行、第４欄、第57行〜第５欄、第24行及び第17
欄、第25行〜第22欄、第47行参照、これらの総ての事項
は参考としてここに組込まれている。
本発明の方法の利点は、溝を切削する時に溝の夫々の
側部に沿って作られる総ての面が正確に同じ角度を有す
ることである。又この同じ面角度は切削工具が同じ溝を
繰返して割出し作動される夫々の時に全く正確に得られ
るのである。同じキューブ・コーナー反射性素子の附形
の正確さは夫々のキューブ・コーナー反射性素子から再
帰反射性光のパターンの正確な重畳が得られるのを可能
にし、従って、同じ光学的設計を有するキューブ・コー
ナー素子の間の差異を最少にする。相互に作用する正確
性は制御された光の使用に寄与し、光が企図された角度
だけに指向される。
本発明の再帰反射性製品の附形された表面を形成する
溝は連続的に多くの副配列体にわたって延在し、多くの
個々の副配列体が溝の繰返しのパターンによって作られ
る。このような連続的な溝は、大きいキューブ・コーナ
ー反射性素子に使用されるような個々のキューブ・コー
ナー反射性素子の形状を有する個個のピンの形成とは対
照的であって（米国特許第3,833,285号（ヒーナン）参
照）、又米国特許第4,243,618号（ヴアン・アーナム）
によって教示される手順とも対照的であるが、この特許
に於ては、異なる配向のキューブ・コーナー反射性素子
の領域を含む配列体がピンの束によって形成された平ら
な表面に溝を附形し、次に束を緩めてピンを回転させて
束を再度組合せることによって提供されている。連続的
な溝を使用することは有利である。何故ならばこれらの
溝は切削が更に便利で安価であり、領域の間の境界にお
いて、反射性の遮断及び損失を回避するからである。
溝の直交性からの偏倚はダイヤモンド工具のような溝
を形成するのに使用されるＶ形工具を傾斜又はずらせる
ことによって得られる。同じ工具が１つよりも多い溝群
を切削するのに使用されてもよい。殆ど垂直な側部を有
する溝も同様な方法で切削出来る。
第９図を参照し、本発明の変形実施例の概略的断面図
が示されている。第８図は第９図の実施例の部分的平面
図を示す。第８図及び第９図に於て、水平方向に於ける
改良された角度精度を可能になす再帰反射性材料170が
示されている。このような改良された角度精度は例えば
舗装道路マーカー又は垂直な防棚の輪郭形状に重要であ
る。角度精度の悪い再帰反射性材料は大体光軸上に中心
合せされた狭い角度範囲でこれに入射する光を唯明るく
再帰反射するだけである。高速道路に設けられた舗装道
路マーカーに於ては、入射角が自動車のヘッドライトの
光線の直線及び舗装道路マーカーの反射性シート面に垂
直な直線の間の角度であって、入射角の平面がこれらの
２つの直線によって規定される。角度精度はマーカーが
効果的な再帰反射装置として維持される舗装道路マーカ
ーの反射面に垂直な直線から離隔する最大角度として定
義されるシートの特性である。
第９図に於て、ベース171を有する反射素子172及び17
4が示されている。素子172は実質的に垂直な角度を形成
するように交差する一対の四辺形面176A及び176Bを有す
る。二等分線178が面176A及び176Bの間の角度を二等分
し、実質的に垂直な角度でベース171を横切っている。
このものは第５図から第７図に示されたものと同様な構
造であって、ここでは垂直二等分線素子として示され
る。
素子174は一対の四辺形面180A及び180Bを有し、これ
らの四辺形面は二等分線182を有する実質的に垂直な角
度を形成する。この二等分線182はベース171と実質的に
90゜以外の角度で交叉する。角度ベータはベース171に
垂直な線及び二等分線182の間の角度である。これらの
素子のような素子は時に傾斜二等分線素子と称される。
改良された角度精度を有するように設計された再帰反
射性材料はあるもの又は全部が素子174のような傾斜二
等分線素子である素子を含むことが出来る。角度ベータ
は例えば素子の全部に対して同じ角度に出来、又任意に
変化されることが出来、又均一に変化されることが出
来、又は特別の最終使用の為に多くの繰返しパターン又
は任意のパターンを有するように設計されることが出来
る。
傾斜二等分線素子を有する本発明の再帰反射性材料を
製造する為に、本体90゜の角度をなす工具によって第１
の溝を切削することによってマスターモールドが作られ
る。この90゜の角度をなす工具はある切削（垂直な二等
分線素子）に対して角度的に対称的（垂線の夫々の側に
て溝に対して45゜）であって、他の切削（傾斜二等分線
素子）に対して非対称的な種々の角度に位置決めされ
る。
角度ベータ即ち二等分線と垂線との角度は典型的には
約０゜乃至約45゜以下であって、望ましくは約０゜乃至
約35゜である。二等分線の傾斜の量は傾斜方向に於ける
角度精度の増加に対応している。
傾斜又は垂直な二等分線材料を作る為に、モールドが
切削された後で、モールドは逆形状モールドの製造の為
のマスターモールドとしての役割をする。マスターモー
ルドの複製は逆凹凸形状モールドによって電子成形マス
ターその他の周知のモールド複製技術によって作られる
ことが出来る。次に透明なプラスティックフィルム又は
シートが複製モールド又はダイに対して押圧されてフィ
ルム又はシートにマスターモールドのパターンを形成エ
ンボス加工する。あるいは、液体フィルム形成材料がモ
ールドに対して鋳込まれる。プラスティックフィルムマ
スターシートに対する圧印深さを制御することによっ
て、モールドの圧印を受けないフィルム又はシートの基
部が、得られた再帰反射性材料に対する透明カバーシー
トとしての役割をする。
次の製造工程に於て、反射素子及び透明カバーシート
の複合体が複合体を強化して反射性素子を塵埃及び湿気
から保護する材料層によって裏打ちされるのが望まし
い。典型的には、この支持層は不透明な熱可塑性フィル
ム又はシート、望ましくは良好な天候保護特性を有する
ものである。適当な材料は典型的には反射性素子の厚さ
に大体等しい厚さを有するが、他の厚さも又所望の可撓
性の程度によっては適当である。
支持フィルム又はシートは格子のパターン又はその他
の反射性素子に対して適当な形状に封止されることが出
来る。この封止は、反射性素子の配列体の所望の位置に
於ける超音波溶接、接着剤を含む多くの方法を利用する
ことにより、又は加熱封止によって行うことが出来る
（例えば米国特許第3,924,928号参照）。封止は汚れ及
び湿気の侵入を阻止し、キューブ・コーナー反射面の廻
りに空気空間を保有する為に重要であって、所望の場合
には、反射性素子は金属化されることが出来る。素子が
金属化される場合には、素子の廻りの空気空間は重要で
はない。何故ならば金属は光を反射するからである。耐
久性の為には金属層を保護層、典型的には重合体層によ
って被覆するのが望ましい。
複合体に強度又は靱性の附加が要求される場合には、
ポリカーボネート、ポリブチレート又は繊維補強プラス
ティックの支持シートが使用される。ここで得られる再
帰反射性材料の可撓性の程度に関係して、材料は圧延さ
れ、又は帯体又はその他の適当な形状に切断される。こ
こで再帰反射性材料は又接着剤及び剥離シートを附与さ
れて、接着剤を更に附与し、又はその他の緊締装置を使
用する附加的な工程を伴わないで再帰反射性材料を使用
可能にすることが出来る。
〔発明の効果〕
本発明は上述のように構成されているから、大なる入
射角度にて能率がよく、再帰反射性材料から反射された
光を所望のパターン又は拡散状態に分布させるように個
々に形成され得る再帰反射性材料が提供されると共にキ
ューブ・コーナー再帰反射性製品を形成する工具を準備
する方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
第１図は平行なＶ形溝が交差する３つの溝群によって形
成される本発明による方法によって製造される再帰反射
性材料の後部の平面図。 第２図は同じ溝群の他の溝の溝側部角度とは異なる誇張
して示された溝側部角度を有する代表的な溝群の一部分
を示す図面。 第３図は本発明の方法によって作られた再帰反射性製品
の代表的溝パターンの概略的平面図。 第４図は本発明の方法によって作られた再帰反射性製品
の代表的溝パターンの概略的平面図。 第５図は本発明の再帰反射性材料の後部の部分的な平面
図。 第６図は第５図の線６−６に沿う垂直断面図。 第７図は第５図の線７−７に沿う断面図。 第８図は本発明による傾斜した二等分線の実施例の部分
的平面図。 第９図は第８図の線９−９に沿う垂直断面図。 10……再帰反射性シート材料 11,12,13……Ｖ形溝 17……キューブ・コーナー反射性素子 110……再帰反射性材料 120……反射性素子 122……矩形ベース 124,126……矩形面 128,129……三角形面 130,132……キューブ・コーナー 134……Ｖ溝 136……第２の溝 137……底縁部 160……支持材料 162……接着剤層 164……信号用材料
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ティモシィ リー ホープマン アメリカ合衆国ミネソタ州，セント ポ ール，３エム センター（番地なし) (56)参考文献 特開 昭53−69596（ＪＰ，Ａ) 特開 昭48−17300（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−16098（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−192201（ＪＰ，Ａ) 実公 昭50−40952（ＪＰ，Ｙ１) 米国特許3833285（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G02B 5/124

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】前側及び後側を有する透明な表面層と、キ
    ューブ・コーナー反射性素子の配列とを含む再帰反射性
    材料に於て、夫々の前記反射性素子が、 （ａ）前記表面層の後側にある矩形ベースと、 （ｂ）互いに大体垂直で、夫々前記矩形ベースの縁部に
    接合されて三角形断面を有する反射性素子を形成する２
    つの矩形面と、 （ｃ）互いに大体平行で、且つ前記矩形面に大体垂直
    で、前記反射性素子の端部を形成する２つの三角形面
    と、 を含んでいて、 前記三角形面及び前記矩形面が一対のキューブ・コーナ
    ーをそれらの間に形成していて、前記反射性素子が互い
    にほぼ直交する２つの平行溝群、即ちＶ形溝の溝群と、
    前記矩形ベースに殆ど垂直な一対の面を有する溝の溝群
    によって形成されており、前記２つの溝群の少なくとも
    一方の溝群が、３゜よりも小さい量だけ同じ溝群の他の
    溝の溝側部角度とは異なる溝側部角度を有する溝を少な
    くとも１つ含んでいて、これにより前記キューブ・コー
    ナー反射性素子の配列体が、１つの反射性素子から他の
    反射性素子への面の間の二面角の少なくとも１つにおけ
    る小さい変化によって特徴づけられていることを特徴と
    する再帰反射性材料。
  2. 【請求項２】前記両方の溝群が同じ溝群の他の溝の溝側
    部角度とは３゜よりも小さい量だけ異なる溝側部角度を
    有する１つよりも多い溝を含んでいることを特徴とする
    請求項１記載の再帰反射性材料。
  3. 【請求項３】溝側部角度の違いが繰返しパターンにて生
    起し、これによってキューブ・コーナー反射性素子配列
    体が繰返しの副配列体に分割され、各副配列体が入射光
    を、弁別されて附形された光パターンで反射する弁別さ
    れた形状の複数のキューブ・コーナー反射性素子を含ん
    でいることを特徴とする請求項１記載の再帰反射性材
    料。
  4. 【請求項４】溝側部角度１゜よりも小さい量だけ異なっ
    ていることを特徴とする請求項１から３の何れか一項に
    記載の再帰反射性材料。
  5. 【請求項５】前記素子の配列体の前記キューブ・コーナ
    ー反射性素子が対を形成するように配列されていて、各
    対が互いに対して180゜回転された二つの素子を有する
    ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の再帰反
    射性材料。
  6. 【請求項６】前側及び後側を有する透明な表面層と、キ
    ューブ・コーナー反射性素子の配列とを含む再帰反射性
    材料に於て、前記反射性素子の各々が、 （ａ）前記表面層の後側にある矩形ベースと、 （ｂ）夫々前記矩形ベースの縁部に接合されて三角形断
    面を有する反射性素子を形成する２つの互いに実質的に
    垂直な矩形面と、 （ｃ）前記矩形面に垂直な２つの実質的に平行な三角形
    面と、 を含んでいて、 前記三角形面及び矩形面がそれらの間に一対のキューブ
    ・コーナーを形成し、前記矩形面が前記ベースと交差す
    る二等分線を有する交差角度を形成していて、前記二等
    分線と前記ベースに垂直な線との間の角度が、実質的に
    零である複数の垂直二等分線素子と、約０゜から約45゜
    以下である複数の傾斜二等分線素子とを含んでいる再帰
    反射性材料。
  7. 【請求項７】前記反射性素子が直交する平行溝の２つの
    溝群、即ちＶ形溝の溝群と、前記矩形ベースに殆ど垂直
    な一対の面を有する溝の溝群とによって形成されてい
    て、前記両方の溝群の内の少なくとも一方の溝群が３゜
    よりも小さい量だけ同じ溝群の他の溝の溝側部角度とは
    異なる溝側部角度を有する１つより多くの溝を含んでい
    て、これによって前記キューブ・コーナー反射性素子配
    列体が１つの反射性素子から他の反射性素子への面の間
    の二面角の少なくとも１つにおける小さい変化に特徴づ
    けられている請求項６記載の再帰反射性材料。
  8. 【請求項８】キューブ・コーナー再帰反射性物品を形成
    する工具を準備する方法が工具材料にキューブ・コーナ
    ー反射性素子のいくつかの側面を形成する少なくとも２
    つの平行溝群であって、少なくとも１つの溝群が３゜よ
    りも小さい量の溝側部角度の変化を有している少なくと
    も２つの平行溝群を形成することを有している方法。
  9. 【請求項９】キューブ・コーナー再帰反射性物品を形成
    する工具を準備する方法が、工具材料の表面に前記物品
    に含まれるキューブ・コーナー反射性素子の配列体を形
    成する面を附形することを有しており、該附形された面
    が前記物品のキューブ・コーナー素子の側面を形成する
    少なくとも１つの平行Ｖ形溝群を含んでおり、前記溝群
    の内の複数の溝の溝側部角度が直交キューブ・コーナー
    素子を形成するのに要求される角度とは３゜よりも小さ
    い量だけ異なる角度に変化されていることを特徴とする
    方法。
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