KR20000016171A

KR20000016171A - 마이크로큐브를 갖는 재귀 반사성 물품과 마이크로큐브를 제조하는 공구 및 방법

Info

Publication number: KR20000016171A
Application number: KR1019980709739A
Authority: KR
Inventors: 시드니 에이 히난; 앤쏘니 제이 몬탈바노; 리뷰 에이 코먼; 데니스 아이 쿠진
Original assignee: 스팀소나이트 코포레이숀
Priority date: 1996-05-30
Filing date: 1997-05-22
Publication date: 2000-03-25
Also published as: KR100498822B1

Abstract

본 발명은 마이크로큐브를 갖는 재귀 반사성 물품과 마이크로큐브를 제조하는 방법 및 공구를 제공한다. 재귀 반사성 물품중 하나는 어레이내의 적어도 하나의 마이크로큐브가 직사각형(110)인 마이크로큐브들의 어레이를 포함한다.

Description

마이크로큐브를 갖는 재귀 반사성 물품과 마이크로큐브를 제조하는 공구 및 방법

마이크로큐브 재귀 반사성 시트재로는 반사형 도로 표지판, 안전 반사물, 반사형 조끼와 기타의 의류, 및 기타 안전 관련 제품을 제조하는 재료로서 현재 공지되어 있다. 이와 같은 재귀 반사성 시트재는 통상적으로 평탄한 전면 및 후면 상의 복수개의 재귀 반사성 마이크로큐브 소자를 갖는 예를 들어 아크릴 또는 폴리카보네이트 또는 비닐 등의 투명한 수지층을 구비한다. 상기 시트재를 관통하여 평탄한 전면상에 입사하는 광은 재귀 반사성 소자상에 부딪쳐서 입사 방향에 대해 공칭적으로 180°방향으로 상기 평탄한 전면을 통해 역으로 반사된다.

마이크로큐브를 포함하는 수지층의 후면에는 시트재, 또는 소수성 실리카, 접착제, 릴리즈 라이너(release liner), 또는 다른 점으로서 상기 시트재의 기능성에 기여하는 기타의 층의 엔트런스 각정도(entrance angularity)를 향상시키는 추가의 금속화 층을 추가로 제공될 수 있다.

큐브 코너 재귀 반사기는 1900년 초 이후에 자동차 및 도로 표지판에 사용되어 오고 있다. 이러한 종래의 장치는 핀 제조 기술에 의해 제조된 매크로큐브 코너 소자에 기초하고 있다. 이 매크로큐브의 사용으로부터, 큐브 코너 기술을 사용한 다수의 광학 원리가 공개되어 있고, 몇 몇 기술은 현재 특허되어 있다. 통상, 이와 같은 원리들은 큐브의 크기, 큐브면의 형상 또는 경사도, 또는 이 큐브면들 간에 내재된 2면각(dihedral angle)의 변화를 수반하게 되어, 소정의 재귀 반사기 성능을 실현할 수 있다. 이러한 공지된 광학 원리는,

Heenan에게 허여된 미국 특허 제3,833,285호에 개시된 바와 같이, 큐브의 하나 또는 복수개의 3개의 2면각을 변화시킴으로써 큰 관찰각의 재귀 반사기의 효율성을 증가시키는 단계와;

예를 들어, Leray에게 허여된 미국 특허 제2,055,298호 및 브라질 특허 제423,464호와, Heenan에게 허여된 제3,332,327호에 개시된 바와 같이, 법선(종종 "각반사(angled reflex)라 칭함")에 대하여 큐브 축을 경사지게 함으로써 큰 입사각의 재귀 반사기의 효율성을 증가시키는 단계와;

Heenan에게 허여된 제3,873,184호 및 제3,923,378호에 개시된 바와 같이, 큐브축 경사를 갖는 어레이 큐브 내에 포함되는, 특히 서로 직각인 2개의 평면에 조사 각정도를 증가시키기 위해 Heenan 등에게 허여된 제3,541,606호에 개시된 바와 같이 반사기의 전면에 대해 평행한 다수개의 서로 대향되게 배치된 큐브의 각각의 한면을 위치 설정함으로써 하나 또는 복수개의 평면에 엔트런스 각정도를 증가시키는 단계와;

물품의 전면에 대해 대략 법선 정도로 변화시키는 것에 의해 일부 큐브를 회전시키고, Uding Canadian에게 허여된 미국 특허 제785,139호에 개시된 바와 같이 가변성의 어레이 내에 큐브를 조립하며, 미국 특허 제3,923,378호에 개시된 바와 같이 다중 회전에 의해 조합된 큐브 축을 경사지도록 함으로써 재귀 반사도 대 방위의 균일성을 증가시키는 단계를 포함하고 있다.

이들 재귀 반사성 광학 설계 원리에 대해서는 종래의 큐브 코너 기술에 공지되어 있었지만, 근래의 몇 몇 기술에서는 종래의 매크로큐브 기술에 있어서 실행될 수 없었거나 또는 마이크로큐브 재귀 반사성 시트재에 인가될 때 종래 기술의 응용성을 무시하거나 또는 극히 제한되도록 선택될 수 없기 때문에 마이크로큐브 시트재 기술에 있어서 다시 특허권을 얻기 위해 시도되고 있다.

본 발명의 동일 양수인에 의한 종래 기술에 있어서, 실질적으로 모든 마이크로큐브 시트재는 평행한 평면을 따라 규격화하는 것에 의해 제조된 마이크로큐브를 사용하기 위해서는 다소 제약이 있었다. 이러한 제한에 의해, 마이크로큐브의 치수는 핀 제조 기술에서 사용되는 절삭, 광택, 및 세정 기술에 의해 얻을 수 있는 치수 보다 작다. 종래의 규격화 기술을 사용하기 위해서는 제한된 퍼센트의 유효 개구를 100% 미만으로 하는 한가지 예외가 있지만 마이크로큐브에 대한 공지된 광학 원리의 응용을 규제하게 된다.

본 발명에 의하면, 마이크로큐브 시트재 기술에 있어서 중요한 진전이 있었다. 이와 같은 진전에는 종래 기술의 공지된 재귀 반사성 광학 원리의 마이크로 큐브에 대한 응용 가능성 및 서로 다른 베이스 구성의 마이크로큐브의 제조 성능의 양쪽에 있어서 향상된다. 이들 진전에 대한 설명에 앞서, 이하에서는 배경 기술의 정보에 대하여 추가로 설명한다.

재귀 반사성 시트재 및 이러한 시트재 내에 마이크로큐브 재귀 반사성 소자를 제조하는 방법으로서는 예를들어 본 명세서에서 동일 양수인에 의해 양도된 Princone 등에게 허여된 미국 특허 제4,486,363호에 개시되어 있고, 전체로서 참조를 위해 본 명세서에서 설명하고 있다. 이 미국 특허 제4,486,363호에 개시된 바와 같이, 시트재의 수지 모양의 층의 두께는 0.01 인치(0.25 mm)이거나 이보다 작은 두께로 이루어질 수 있고, 이 수지 모양의 층의 이면에 형성된 재귀 반사성 소자는 가소성 재귀 반사성 시트재의 제조에 있어서 공지된 바와 같은 삼각형 마이크로큐브를 포함한다.

이러한 마이크로큐브 시트재를 제조하기 위해서, 통상적으로 재귀 반사성 삼각형 마이크로큐브의 원판은 재귀 반사성 큐브 코너의 패턴을 이 판의 평탄면으로 규격화함으로써 제조된다. 이것은 동일 양수인에 의해 양도된 Stamm에게 허여된 미국 특허 제3,712,706호; 제5,122,902호; 제4,478,769호에 개시되어 있고, 전체로서 참조를 위해 본 명세서에서 설명하고 있다.

전술한 미국 특허 제4,478,769호의 도 1A, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 원판의 평탄면은 정확하게 평행한 일련의 V형 홈을 절삭하는 다이아몬드 공구로 규격화된다. 등변형 삼각형 마이크로큐브를 규격화하기 위해서는 60°의 각으로 서로 교차하는 3세트의 평행한 홈이 구성되고, 각 홈은 실질적으로 70.53°의 선단각을 가질 수 있으며, 소정의 마이크로큐브의 높이에 의해 결정되는 홈 깊이로 규격화될 수 있다. 이것은 원판의 면에 대해 서로 대향하도록 배치된 쌍의 등변형 삼각형 마이크로큐브의 어레이 내에서 자동적으로 규격화된다.

이 규격화 된 원판은 전기 주조에 의해 일련의 복사본을 제조하기 위해 사용될 수 있고, 단일 "머더(mother)" 공구를 형성하기 위해 상기 복사본과 함께 조립되어 있다. 이 조립된 "머더" 공구는 전기 주조 주형을 위해 사용되는데, 상기 주형은 융기, 주조, 또는 종래 기술에 공지된 기타의 수단에 의해 시트재 상의 마이크로큐브 재귀 반사성 소자를 제공할 수 있는 공구를 형성하기 위해 조립되어서 궁극적으로 사용된다. 연속해서 융기하는 방법은 전술한 미국 특허 제4,478,769호에 개시되어 있고, 마이크로큐브를 형성하기 위한 주조 기법은 예컨대 Rowland에게 허여된 미국 특허 제3,684,348호 및 제3,689,346호에 개시되어 있다.

이하에 후술하는 바와 같이, 등변형 삼각형과 상이한 베이스를 갖는 삼각형 마이크로큐브는 매크로큐브 기술에 개시되어 있는 공지된 광학 원리의 사용에 의해 향상된 엔트런스 각정도를 실현하기 위해 사용되고 있다. 그러므로, 동일 양수인에 의해 양도된 Montalbano에게 허여된 미국 특허 제4,633,567호에 개시된 바와 같이, 삼각형 마이크로큐브의 변화는 공구 규격화 각을 변화시켜 큐브 축을 경사지게 하고, 이것에 의해서, 마이크로큐브 기술에 대해 일부 종래 기술의 광학 원리를 채용하여 적용함으로써 실현될 수 있다. 예를들어 서로 다른 엔트런스 각정도 또는 방위 각정도를 갖는 어레이를 실현하는 것이 가능하게 된다.(c.f. Rowland에게 허여된 미국 특허 제3,684,348호의 칼럼 10, 11. 1-18; Montalbano에게 허여된 미국 특허 제4,633,567호의 칼럼 6, 11. 4-36 참조)

전술한 바와 같이, 미국 특허 제3,833,285호에는 큐브 코너 재귀 반사의 관찰 각정도가 큐브의 3개의 2면각중 하나의 각을 증가시키거나 또는 감소시킴으로써 하나의 평면 내에서 증가될 수 있는 것이 개시되어 있고, 미국 특허 제3,873,184호 및 제3,923,378호에는 인접한 큐브의 큐브축이 서로에 대해 경사져 있고 엔트런스 각정도가 증가되도록 서로 대향 배치되어 있는 재귀 반사성 소자의 어레이가 개시되어 있으며, 미국 특허 제3,541,606호에는 각각 서로 대향 배치된 큐브의 하나의 큐브면이 전면에 더욱 평행한 경우에 엔트런스 각정도는 서로 직각인 2개의 평면에서 증가되는 것에 관해 개시되어 있다. 각각의 전술한 특허에는 참조를 위해 본 명세서에서 설명하고 있다.

재귀 반사도를 향상시키기 위해 마이크로큐브에 사용되는 동일한 광학 원리는 재귀 반사성 시트재에 사용되는 바와 같이 미소 크기의 삼각형 큐브에도 적용될 수 있다. 그러므로, Hoopman에게 허여된 미국 특허 제4,588,258호에는 신규의 각정도를 갖는 재귀 반사성 물품을 개시하고 있는데, 삼각형 마이크로큐브 소자의 어레이는 서로에 대해 기울어진 각 쌍에서 큐브의 큐브축과 매칭된 쌍의 세트를 포함하고 있지만, 이것은 예를들어 본 발명의 동일 양수인에게 양도된 종래의 미국 특허 제3,541,606호, 제3,923,378호 또는 제3,873,184호에 개시된 면에 대해 더 평행한(face-more-parallel ; 이하, 면 평행성이라 한다) 구조체를 간단히 복제하고 있다. 또한, Hoopman에 의한 삼각형의 매칭된 쌍은 Hoopman의 출원시에 규격화하는 삼각형이 단지 마이크로큐브를 제조하기 위해 사용되는 경우로만 제한되고 있다.

이와 마찬가지로, Appeldorn 등에게 허여된 미국 특허 제4,775,219호에는 평행한 V형 홈의 3개의 교차 세트에 의해 형성되는 마이크로큐브 재귀 반사성 소자의 어레이를 갖는 변경된 관찰 각정도의 재귀 반사성 물품이 개시되어 있고, 상기 3개의 교차 세트중 적어도 하나의 세트는 반복 패턴으로 서로 다른 적어도 2개의 홈 측면 각을 포함한다. Appeldorn에 의한 물품은 본 발명의 동일 양수인에 의해 양수된 미국 특허 제3,833,285호에서 개시하는 동일한 원리를 명확히 실현하고 있다.

그러나, 모든 삼각형 큐브는 적당한 재귀 반사성을 제공하는 동안 임의의 특정 입사각에 대해서 본질적으로 이들 영역의 단지 66% 정도만 재귀 반사될 수 있다고 하는 결점이 있다. 삼각형 큐브의 이와 같은 결함을 극복하기 위한 시도에 있어서, Minnesota Mining and Manufacturing Company에 의한 국제 특허 출원(공개 공보 WO 95/11463; WO 95/11465; WO 95/11467; WO 95/11470)의 시리즈에는 일부 비삼각형 큐브를 포하하는 마이크로큐브의 어레이 및 이러한 어레이를 규격화하는 기술에 관하여 개시되어 있다. 그러나, 이들 특허 출원에 개시된 어레이는 크게 상이한 높이(제조상의 문제가 제기될 수 있다) 및 크게 변화하는 개구 크기(재귀 반사도에서 회절 및 충격에 영향이 미치게 된다)의 큐브를 가지고 있다. 최상의 상태로도, 이들 특허 출원에 개시된 어레이는 계산된 퍼센트의 91%의 유효 개구를 제공하는데, 이는 제조 방법을 고려할 때(예컨대, WO 95/11470의 도 12 참조), 약 87%로 하강하는 것으로 볼 수 있다. 만일 큐브가 개시된 규격화 기술에 의해 경사지게 되면, 그 효율성은 더욱 균일하게 하강된다. 단일 평면에 평행한 규격화된 홈을 교차시킴으로써 이들 큐브를 형성하는 특성은 구할 수 있는 결과치에 있어서 본질적으로 제한이 있게 된다.

본 발명에 따른 기술 및 물품은 본 발명의 도면에 도시되고 본 명세서에서 상세히 설명하는 바와 같이 초기의 삼각형 미이크로큐브에 의해 얻어질 수 있거나 또는 삼각형 큐브 및 비삼각형 큐브의 보다 최근에 규격화된 혼합물에 의해 평탄하게 되는 이점이 있다.

삼각형 큐브 코너와 달리, 6각형 및 직사각형 큐브 코너는 이들 영역의 100%가 큰 입사각으로 균일하게 재귀 반사될 수 있는 이점이 있다. 그러나, 삼각형 큐브 코너와 달리, 6각형 및 직사각형 마이크로큐브는 평탄면을 따라 연장되는 연속해서 직선으로 규정되고 있지는 않으며, 그에 따라 공통 평면에 평행한 모든 평행 라인의 교차 세트로 규격화될 수는 없게 된다. 따라서, 직사각형 큐브의 유일한 예외로서 미국 특허 제4,349,598호 및 제4,895,428호(유효 큐브면 중의 하나의 면은 반사기의 전면에 대해 수직이다)에서 개시되어 있는데, 이들 특허에 의해서는 단일 평탄면에서 직선을 규격화함으로서 모든 6각형 또는 모든 직사각형 마이크로큐브를 포함하는 원판을 절삭하거나 또는 규격화할 수는 없게 된다. 또한, 미국 특허 제4,349,598호 및 제4,895,428호에 대해서 큐브를 규격화하는데 있어서 기하학적인 제한으로 인하여, 본 명세서에서 개시된 큐브 구조체는 주 광원이 도로 표지판 시트재와 같이 거의 제로 입사각에서 입사되는 경우에는 유용하지 않게 된다.

매크로큐브를 가진 공구의 제조 방법은 종래 기술에 공지되어 있다. 이러한 공구는 통상적으로 금속 핀의 클러스터를 조립하는 것에 의해 제조되고, 각 핀은 일단부 상에 가공되어 연마된 단일 큐브 코너를 갖는다. 6각형 핀은 약 0.10 인치(2.5 mm) 정도로 평행한 평면의 치수를 가질 수 있다. 직사각형 핀은 약 0.70 인치(1.8 mm)의 짧은 치수 및 약 0.120 인치(3.0 mm)의 긴 치수를 가질 수 있다. 이러한 핀들의 클러스터는 주형을 전기 주조하기 위해 원판으로서 사용되고 있다. 이들 큰 큐브는 그 높이로 인해서 마이크로큐브에 필요로 되는 얇은 가소성 재귀 반사성 시트재의 제조에 사용하는 데는 너무 크지만, 도로 표지판용으로 주조되는 플라스틱 반사기, 자동차 미등 등의 큰 재귀 반사성 소자가 수용 가능한 곳에서는 실용성을 찾을 수 있다.

제조상의 제약으로 인하여, 가장 작은 핀이 적용되는 공지된 것으로는 약 0.040" 제곱의 큐브 형상을 갖는다. 가소성 재귀 반사성 시트재에 사용되는 마이크로큐브로는 측면상에서 약 0.016 인치(0.4 mm) 보다 크지 않으며, 본 발명의 동일 양수인에 의해 시판중인 시트재 제품으로서 큐브 형상의 가장 큰 에지는 약 0.010 인치(0.25 mm)이다.

마이크로큐브(또는 작은 치수의 큐브)는 핀을 그룹화(또는 큰 큐브를 형성하기 위해 사용되는 다른 기술에 의해)하는 것에 의해 통상적으로 형성되는 매크로큐브를 포함하는 재귀 반사기 물품과 대항되는 바와 같이, 규격화 된 원판으로부터 직접 또는 간접적으로 제조되는 공구에 의해 제작된 시트재 제품에 대해서 다른 특허에서 사용되고 있다.

6각형 큐브를 마무리하기 위해 "핀 클러스터" 제조 기술과 관련된 다른 대안으로는 Applied Optics, Vol. 20, No. 6, p, 1268(1981년 4월 15일)를 들 수 있다. 이 문헌에서는, 6각형 큐브 코너가 한 스택의 평판의 에지면에서 홈을 정확하게 기계 광택을 내며 원하는 각으로 평면을 조립하는 것을 실현할 수 있는 방법이 개시되어 있다. 이 문헌을 참조하면, 정점부에 적층된 하나의 에지에서 홈이 절삭되고 홈이 오프셋되도록 인접한 판이 서로에 대해 변위되는 여러개의 평판의 사진이 도시되어 있다. 6각형 큐브의 세트에 따라 조립되는 기울어진 스택의 평판은 주형을 전기 주조하기 위한 마스터로서 사용될 수 있다. 그러나, 이 기술은 동일 양수인에 의한 전술한 10건의 문헌에 개시되어 있으며, 재귀 반사기를 세정하기 위한 만족스럽지 못한 기술이지만 미국 특허 제1,591,572호(FIG. 16, p. 5, 11. 85-99 참조)를 참조하여 논의되고 있다.

이전에는 매크로큐브를 제조하는 전술한 "적층된 평판" 방법은 상업 판매에 따라 재귀 반사성 제품용 주형을 제작하는데는 실제로 관심을 끌지 못했다. 먼저, 매크로큐브에 대한 주형은 6각형 핀의 전술한 클러스터링에 의해 만족스럽게 제조될 수 있다. 두 번째로, 미국 특허 제1,591,572호에서 인지된 바와 같이 종래의 가공 및 연마 기술을 사용하는 것에 의해서는 정확한 각 허용 오차로 내부 교차면을 절단하여 광택을 내는 것과 핀 기술에 의해 얻을 수 있는 에지를 예리하게 하는 것은 불가능하게 된다.

특히, 절삭 동작 혹은 연마(polishing) 동작중 어느 하나에 의해 발생될 수 있는 큐브 표면의 어떤 불규칙성들은 재귀 반사광의 발산을 불합리하게 증가시킬 수 있고, 그에 따라 종래 기술에 의해 형성된 큐브의 유효 재귀 반사도를 감소시킬 수 있다. 홈이 형성되는 내부 각을 연마하는 경우의 이러한 인식된 어려움은 균일하게 연마할 수 없는 영역이 결과로서 발생될 큐브 표면 영역의 비교적 큰 백분율의 면적을 차지하고 있기 때문에 마이크로큐브에서 더욱 악화된다.

본 출원의 일부로서, 출원인은 이전에 입수할 수 없었던 마이크로큐브를 얻기위해서 연마 동작이 필요없이 룰링(ruling)되고, 다양한 방법으로 조립할 수 있는 박판을 제조 및 사용하는 방법을 개시한다.

본 발명의 목적은 하나의 면내에 룰링에 의해 생성할 수 없는 마이크로큐브의 어레이를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 비(非)2면각 면 에지들이 공통면에 대해 모두 평행하지 않은 마이크로큐브의 어레이를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 마이크로큐브의 바람직한 광학 특성을 최적화시키기 위하여 6각형 마이크로큐브를 정의하는 3개의 구조적인 파라미터(예컨대, 하기 설명된 슬립(slippage), 홈 깊이 및 판 두께)를 상관시키는 수단을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 재귀 반사성 물품 특히, 바람직한 재귀 반사 특성을 갖는 6각형 재귀 반사성 마이크로큐브의 패턴을 갖는 재귀 반사성 시트재를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 재귀 반사성 물품, 특히, 재귀 반사성 시트재를 제조하는데 사용될 수 있고, 2 이상의 인접한 6각형 마이크로큐브를 포함하는 공구를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 판의 세트의 단부내로 홈의 세트를 룰링하여 바람직한 재귀 반사 특성을 갖는 6각형 마이크로큐브의 어레이로 형성하도록 상기 판을 조립하여 부분적으로 제조하고, 모든 6각형 마이크로큐브의 패턴을 갖는 공구를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 모든 큐브 면이 5면인 6각형 마이크로큐브를 갖는 물품을 제공하고, 그러한 물품을 제조하는 공구를 제공하며, 그러한 물품 및 공구를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 하나의 큐브의 2면각 면 에지가 다른 큐브의 2면각 면 에지와 동일선상에 있지 않는 직사각형 재귀 반사성 마이크로큐브를 갖고 특히 마이크로큐브가 바람직한 재귀 반사 특성을 제공하는 재귀 반사성 물품, 특히 재귀 반사성 시트재를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 큐브 축 경사가 인접된 큐브의 2면각 표면 에지의 공선성(collinearity)에 대한 필요성에 제한되지 않는 직사각형 마이크로큐브의 독특한 패턴을 가지며, 재귀 반사성 물품, 특히 재귀 반사성 시트재를 제조하는데 사용될 수 있는 공구를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 2면각 면 에지들이 동일선상에 있지 않는 직사각형 마이크로큐브의 패턴을 가지며, 시트재와 같이 직사각형 마이크로큐브를 갖는 재귀 반사성 물품을 제조하는데 사용될 수 있는 공구를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 직사각형 마이크로큐브의 패턴을 가지며, 바람직한 직사각형 큐브 형상 및 패턴을 제공하도록 단부내로 홈들 및 사면을 룰링하여 부분적으로 제조하는데 사용될 수 있는 공구를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 일 단부 상에 직사각형 마이크로큐브가 형성된 평판을 조립함에 의해 직사각형 마이크로큐브 공구를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 4개의 큐브의 정사각형 세트의 마이크로큐브가 4개의 상이한 방향으로 경사진 큐브축을 가지며, 재귀 반사성 정사각형 마이크로큐브의 패턴을 갖는 물품을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 재귀 반사성 5각형 마이크로큐브의 패턴을 갖는 물품을 제공하고, 그러한 물품을 제조하는 공구를 제공하며, 그러한 물품 및 공구를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 경사진 큐브 축을 갖는 5각형 마이크로큐브의 패턴을 가지며, 상이하게 경사진 큐브 축을 갖는 5각형 마이크로큐브를 갖는 물품을 제공하고, 그러한 물품을 제조하기 위한 공구를 제공하며, 그러한 물품 및 공구를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 큐브 형상과 이 큐브 형상내에서 큐브 정점의 돌출된 위치가 큐브 축 경사에 무관한 하나 이상의 3각형 마이크로큐브를 갖는 재귀 반사성 물품을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 인접한 3각형 마이크로큐브가 상이한 경사도의 큐브축을 가질 수 있고, 불필요하게 매칭된 쌍이 없는 재귀 반사성 물품을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적, 장점 및 신규한 특징들은 하기 명세서와 첨부된 도면들로부터 당업자에 의해 용이하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명은 재귀 반사성 물품의 제작용으로서 사용하는 마이크로큐브 재귀 반사성 소자를 제조하는 공구에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 재귀 반사성 시트재와; 마이크로큐브를 구비하는 물품 및 시트재; 및 이러한 공구와 물품을 제조하는 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 공구, 물품, 및 마이크로큐브가 삼각형 외에 경계 형상을 갖도록 제조하는 방법에 관한 것이다.

도 1은 본 발명에 사용된 무전해 니켈 판을 형성하기 위한 강철 블록의 사시도이다.

도 2A는 블록의 상부 표면 상에 무전해 니켈 층을 증착한 후의 화살표 2-2 방향에서 본 도 1의 블록의 단면도이다.

도 2B는 상부 에지 중의 한 에지를 가공한 후의 도 1의 블록과 무전해 니켈 증착물의 단면도이다.

도 2C는 무전해 니켈 판이 분리되고 무전해 니켈 잔여물이 블록 하부 절삭부 중의 하나에 잔류하는 블록의 단면도이다.

도 3은 룰링되기 전의 무전해 니켈 판의 스택에 대한 사시도이다.

도 3A는 룰링을 위한 판과 전기 주조 원판의 어셈블리를 정렬시키는 한 방법에 사용된 맞춤못 구멍의 배열을 도시하는 도 3의 판들 중 하나의 판의 면에 수직한 방향에서 본 도면이다.

도 4는 홈이 룰링된 후의 동일 판 스택의 사시도이다.

도 5는 인접 판들이 수직 방향으로는 홈 깊이만큼 그리고 수평 방향으로는 1/2 홈 폭만큼 오프셋된 도 4의 판들의 사시도이다.

도 6은 "L"(도 4에 도시된 바와 같은)이 "t"와 동일하고 화살표 6-6의 방향에서 본 도 5의 판 스택의 측면도이다.

도 6A는 도 6의 화살표 6A-6A의 방향에서 본 도면이다.

도 6B는 인접 판들간의 오프셋을 강조하기 위해 상이한 음영이 추가된 도 6의 화살표 6B-6B 방향에서 본 도면이다.

도 7A는 본 발명에 따라 판 단부의 홈을 룰링하기 위해 사용된 절삭 공구의 전면의 일부분을 전면에 수직한 방향에서 본 도면이다.

도 7B는 도 7A의 화살표 7B-7B의 방향에서 본 도면이며, 도 7A의 절삭 공구의 측면도이다.

도 8A는 홈을 절삭하기 위해 기울어져 있을 때의 절삭 공구의 전면의 일부분에 대한 도면이다.

도 8B는 공구의 면의 경사 e를 나타내고 있고 도 8A의 화살표 8B-8B 방향과 절삭 방향에서 본 도 8A의 절삭 공구의 측면도이다.

도 9는 절삭 공구의 경사 e에 대응하는 내부 홈 각도 c+Δc로 판 내에 절삭될 때의 하나의 완전한 홈을 나타내는 도면이다.

도 10은 도 6의 적층 판과 유사하지만 "L"이 "t"보다 크고 인접 판들이 수직 방향으로는 홈 깊이 d와 수평 방향으로는 1/2 홈 폭으로 오프셋되는 적층 판에 대한 측면도이다.

도 10A는 주요 반사 광선과 일치할 판에 의해 형성된 큐브의 대각선을 따르는 도 10의 화살표 10A-10A 방향에서 본 도면이다.

도 10B는 큐브 정점을 통과하는 평면에 수직을 이루는 도 10의 화살표 10B-10B 방향에서 본 도면이다.

도 10C는 인접 판들간의 오프셋을 강조하기 위해 상이한 음영이 추가되어 있는 판들의 면에 수직한 방향에서 본 도면이다.

도 11은 홈을 가지고 룰링되고 절삭 평면을 도시하기 위해 매우 과장된 각도로 설정하는 판의 스택에 대한 측면도이다.

도 11A는 룰링 후 및 수직 방향으로는 홈 깊이 그리고 수평 방향으로는 1/2 홈 폭만큼 인접 판에 대해 오프셋된 후의 도 11의 판의 스택에 대한 측면도이다.

도 11B는 홈의 에지가 판(판의 일부만이 예시를 목적으로 상이하게 음영되어 있음)의 면에 대한 수직선에 대해 각을 이루는 것을 예시하는 판의 면의 평면에 수직 방향에서 본(도 11A의 화살표 11B-11B를 따라) 도면이다.

도 12는 도 6에서와 같이 "L"이 "t"와 동일하지만 수직으로 1.64t 그리고 수평으로 0.707t의 인접 판들과의 오프셋으로 적층된 판의 스택의 측면도이다.

도 12A는 큐브 대각선에 평행한 도 12의 화살표 12A-12A 방향에서 본 돌출부를 도시하는 도면이다.

도 12B는 도 12의 판들의 정면도이다.

도 12C 및 도 12D는 상이한 입사 광선에 대한 각종 큐브 파라미터의 상호 관계를 예시하는 도면이다.

도 13은 도 12에 유사한 적층 판으로 형성되고 9.74°의 면 평행성(face-more-parallel) 마이크로큐브를 제공하도록 d=0.55t이고, s=0.45t인 6각형 마이크로큐브의 쌍을 이루는 어레이를 포함하는 물품의 부분 측면도이다.

도 14A 및 도 14B는 각각 직사각 큐브를 가공하기 전의 판의 부분 평면도 및 측면도이다.

도 15는 절삭 공구를 이용하여 경사면을 가공하기 위해 각도 X로 경사진 스페이서 및 대체 판의 스택의 단면에 대한 모식 측면도이다.

도 16A 및 도 16B는 각각 경사면을 가공한 후의 도 14A 및 도 14B의 단일 판의 부분 평면도 및 측면도이다.

도 17은 도 15와 유사하게 경사면을 가공한 후의 스페이서와 대체 판의 스택의 단면을 도시하고, 판들 사이의 공간이 가공 홈의 제작시에 플라스틱으로 충전되어 있는 도면이다.

도 18은 용지의 평면을 향해 이동하고 홈을 가공하는 절삭 공구(와 점선을 따라 절삭되는 후속 홈)를 도시하고 홈 면을 부분 가공한 후의 스페이서와 판의 스택에 대해 도 17의 화살표 18-18 방향에서 본 도면이다.

도 19는 화살표 19-19 방향에서 본 도 18의 단일 평면의 단면에 대한 측면도이다.

도 20은 마이크로큐브 코너의 직사각 외형을 도시하고 대표적인 마이크로큐브가 점선의 원 내에 도시되어 있으며 경사면과 홈 면을 가공한 후의 단일 평면을 도 19의 화살표 20-20 방향에서 본 평면도이다.

도 21은 인접 판들이 상호 180°로 배향되어 조립되고 전기 주조 시에 원판으로서 사용되며 대표적인 개개의 코브가 점이 찍혀진 3개의 면으로 표시되어 있는 도 20에서와 같이 가공된 3개의 판의 스택에 대한 평면도이다.

도 22는 직사각 마이크로큐브를 구성하는 본 발명의 다른 방법에서 사용된 2배의 두께를 갖는 판들이 각도 (90°- X)로 위치되는 룰링 기계의 받침대의 평면에 수직한 경사면을 절삭한 후의 판의 부분 측면도이다.

도 22A는 도 22의 경사면을 절삭하기 위해 위치될 때의 절삭 공구를 도시하는 도면이다.

도 22B는 절삭 공구에 의해 판 단부로 가공된 임시 면과 제1 경사면을 도시하고 도 22의 화살표 22B-22B 방향에서 본 도면이다.

도 22C는 절삭 홈의 제조 시에 충전되는 도 22에서의 제1 경사면과 임시 면을 도시하는 도면이다.

도 23은 제2 절삭 공구에 의해 절삭된 제1 경사의 방향에 실질적으로 수직인 방향에서 본 홈 면의 절삭 중의 도 22의 판을 도시하는 도면이다.

도 23A는 도 23의 화살표 23A-23A 방향에서 본 홈 면을 위한 절삭부의 골에서의 도 23을 관통한 단면도이다.

도 23B는 점선의 원 내에 점이 찍여진 면에 의해 직사각형 큐브의 하나가 표시되어 있는 제1 열의 직사각형 큐브를 형성하기 위해 홈 면을 절삭한 후의 도 23A의 화살표 23B-23B 방향에서 본 도면이다.

도 24는 임시 면(점선으로 도시된 바와 같은)을 제거하기 위해 제1 절삭 공구에 의해 큐브의 제2 열의 큐브용의 제2 경사면을 절삭하도록 재위치된 도 23A의 판의 측면도이다.

도 25는 제2 열의 큐브용의 제2 경사면을 제거한 후 그리고 제2 경사면에 거의 수직한 새로운 홈 면을 가공하는 동안의 도 24의 판에 대한 정면도이다.

도 25A는 도 25의 화살표 25A-25A 방향에서 본 제2 열의 큐브의 홈 면을 위한 절삭부의 골에서의 단면도이다.

도 25B는 도 25A의 화살표 25B-25B 방향에서 본 전주 마스터로서의 사용을 위해 완성된 판의 평면도이며, 제2 열의 한 큐브가 점선의 원 내에 표시되어 있는 제2 열의 큐브의 경사면과 홈 면을 도시하는 도면이다.

도 26은 2개의 정사각형 마이크로큐브의 평면도이다.

도 27은 홈의 골이 경사면의 교차부에 평행하지만 그 위에서 오프셋되는 평면을 형성하는 홈 면을 절삭하는 방향에서 본 도 26의 정사각형 마이크로큐브를 형성하기 위한 판의 정면도이다.

도 27A는 홈의 골을 관통하여 취한 도 27의 화살표 27A-27A 방향에서 본 단면도이다.

도 27B는 전기 주조 원판로서의 사용을 위한 완성된 판이 도시되어 있고 도 27A의 화살표 27B-27B 방향에서 본 도면이다.

도 27C는 도 13와 유사한 물품이지만 H=2W이고 축이 기울어져 있으며 정점이 하강되어 있는 점을 제외하고는 도 27 내지 도 27B와 유사한 방식으로 구성된 직사각형 마이크로큐브의 어레이를 도시하는 다른 부분 측면도이다.

도 28은 3개의 주요 광학 파라미터(정점 하강, 경계 비율 및 축 경사)가 예시를 위해 변경되어 있고 도시되어 있지는 않지만 큐브 사이즈가 제4 파라미터인 직사각형 큐브를 도시하는 도면이다.

도 29는 예를 들어 55°입사각으로 포장 도로 표지로 사용될 때의 면이 더욱 평행한 개량된 직사각형 큐브를 도시하는 도면이다.

도 29의 (a)는 주 반사 광선에 평행한 도 29의 큐브의 돌출부를 도시하는 도면이다.

도 30은 도 29의 표시기로 도시된 유형의 큐브의 어레이의 후면 등각도이다.

도 31은 모두 평행하지는 않은 베이스를 갖는 3각형 마이크로큐브의 세공을 예시하는 도면이다.

도 32는 슬립 월(slippage wall)없이 4개의 배향성을 제공하는 정사각 마이크로큐브의 어레이를 도시하는 도면이다.

도 33은 지시된 3회의 절삭 단계가 있는 도 32에 도시된 정사각형 큐브 형태의 단일 열을 갖는 판을 나타낸 평면도.

도 34A 및 34B는 경사면이 판의 전면에 대해 평행인 방향으로 룰링된 도 15-21에 기술된 세공 방법과 비교하여, 판의 전면에 직각인 방향으로 룰링된 경사면을 갖는 직사각형 마이크로큐브가 있는 판 부분을 나타낸 평면도 및 측면도.

도 35는 가장 밝은 하나의 판의 단부를 갖는 5면 6각형 큐브 어레이를 나타낸 평면도.

도 36은 본 발명의 판 처리 기술에 따라 구성된 5각형 마이크로큐브의 어레이를 나타낸 도면.

도 36A는 상이한 경사면을 갖는 2개의 5각형 마이크로큐브를 나타낸 도면.

도 37은 도 6 내지 도 6B에 도시된 형태의 d/t=0.7071, s/t=0 인 6각형 마이크로큐브의 어레이에 대해, -90°로부터 +90°까지의 입사각에 대한 다양한 굴절율를 갖는 마이크로큐브의 재귀 반사율을 비교하는 곡선군을 나타낸 그래프.

도 38은 d/t 가 변경되고 s/t=0 인 굴절율=1.49 를 갖는 쌍을 이루지 않는 6각형 마이크로큐브의 어레이에 대해, -90°로부터 +90°까지의 입사각 I에 대한 재귀 반사율의 곡선군을 나타낸 그래프.

도 39는 도 38에 사용된 동일 마이크로큐브에 대해, -90°로부터 +90°까지의 입사각 I에 대한 (재귀 반사율 대신에)유효 개구 백분율의 곡선군을 나타낸 그래프.

도 40은 유효 개구 백분율과 재귀 반사율로 도시되는 유효도와, 0°내지 70°의 입사각에서 도 13 및 27C의 6각형 마이크로큐브의 쌍을 이루는 어레이와 쌍을 이루는 직사각형 마이크로큐브의 유효도를 비교하는 그래프.

도 41은 종래 기술에서와 같이 반사기의 전면에 직각인 비사변형 면에 대해, 큐브 축 경사각이 1.9°인 직사각형 마이크로큐브와 비교하여, 도 29 및 30의 본 발명의 직사각형 마이크로큐브에 대하여 재귀 반사율 대 수평 엔트런스각의 곡선군을 나타낸 그래프.

도 42A 내지 42E는 Hoopman의 미국 특허 제4,588,258호의 3각형 마이크로큐브 재귀 반사성 물품의 재귀 반사율과 비교된 5개의 큐브 축 경사각 각각에 대해 굴절율이 1.59 인 6각형 마이크로큐브의 쌍을 이루는 어레이에 대해, 0°내지 70°의 엔트런스각 대 재귀 반사율의 3개의 곡선군을 나타낸 도면.

도 43은 동일하게 경사진 Hoopman의 미국 특허와 비교하여 쌍을 이루는 경사진 직사각형과 쌍을 이루는 어레이의 경사진 6각형에 대한 큐브의 대칭 평면에 직각인 평면에서 0°내지 60°의 엔트런스각 대 재귀 반사율의 곡선을 나타낸 도면.

도 44는 종래의 공개 유럽 특허 WO 95/11470호의 도 12로부터 마이크로큐브의 어레이와 비교하여, 둘다 경사각이 없는 쌍을 이루는 직사각형과 쌍을 이루는 정사각형에 대하여 -20°내지 20°의 엔트런스각에 대한 유효 개구 백분율을 나타낸 도면.

도 45는 종래의 공개 유럽 특허 WO 95/11463호의 도 32와 비교하여, 쌍을 이루는 경사진 직사각형 마이크로큐브와 쌍을 이루는 경사진 6각형 마이크로큐브의 어레이에 대하여 -70°내지 70°의 엔트런스각 대 유효 개구 백분율을 나타낸 그래프.

도 46a-c 는 6각형 마이크로큐브의 3개의 상이한 크기에 대해 재귀 반사된 광 패턴에 대한 회절 효과를 나타낸 도면.

이들 다양한 도면은 비율에 따라 도시된 것은 아니며, 예시를 위해 나타내었으며, 제한을 하는 것도 아니다. 다양한 그래프들도 마찬가지로 제한하는 것이 아니라 예증적으로 나타낸 것이며 비교를 위해 도시되었다. 다른 그래프와 실시예들은 이하 상세한 설명으로부터 명백하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 따르면, 재귀 반사성 물품을 제조하는데 사용되는 마이크로큐브의 패턴을 갖는 공구를 제조하는 방법이 개시된다. 각각의 판이 커트와 같이 광학 표면을 생성할 절삭 공구에 의해 절삭될 수 있는 물질로 제조된 적어도 하나의 단부와 2개의 실질적으로 평행한 평면을 갖는 복수의 판들을 제공한다. 상기 판들은 세공되는 마이크로큐브 코너의 형태에 의존하는 극소 크기의 두께 "t", 즉 하나 또는 2개의 마이크로큐브의 폭과 유사한 두께를 갖는다. 상기 두께는 모든 판에 대해 동일할 필요는 없다.

마이크로큐브의 다양한 형상은 본 명세서에 개시된 판 처리 공정을 이용하여 제조 가능하다. 6각형과 직사각형의 두가지 형상에 대해서는 더욱 상세히 논의하며, 다른 형상에 대해서도 처리 공정의 융통성을 예증하기 위해 더욱 총괄적으로 설명한다.

6각형 마이크로큐브

6각형 마이크로큐브의 패턴을 생성하기 위하여, 상기 판은 바람직한 형태로는 단일 면상에 실질적으로 놓여있는 절삭 가능한 물질의 단부 세트가 각 판의 평행한 평면에 대해 실질적으로 수직이 되도록 하나씩 적층된다. 일련의 평행한 V 형 홈들은 절삭 가능한 단부의 세트로 절삭 공구를 사용하여 룰링된다. 룰링된 홈들은 절삭으로 바람직하게는 연마된 표면을 가지며, 그에 따라 마이크로큐브 제조 시에 사용되는 핀에서와 같이 연속적인 래핑(lapping) 및 연마가 필요없게 된다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 홈을 절삭하는 방향은 상기 판의 평면에 대해 공칭적으로 수직이고, 상기 절삭 방향에 수직인 홈의 각 경사면의 길이 "L"은 판의 두께 "t"와 동일하게 선택되며, 상기 경사진 표면 사이의 협각은 약 90°이다. 상기 협각은 절삭되는 표면에 대하여 절삭 공구의 절삭면을 경사지게 함으로써 90°로부터 가변시킬 수 있다.

하나의 판의 홈의 상부 에지가 인접한 판의 룰링된 홈의 하부 에지와 일치하도록, 상기 홈이 형성된 판들은 수평으로 홈 폭의 1/2만큼, 그리고 가능하지만 반드시 필수적인 것은 아닌 수직으로 하나의 홈의 깊이 "d"만큼 서로 오프셋되며, 그에 따라 2개의 중첩된 6각형 큐브 코너의 어레이가 생성된다. 하나의 어레이는 후속의 인접한 판의 하나의 홈의 2개의 면과 하나의 판의 노출된 평면이 더해져서 각각 이루어지는 암(female)(오목한) 6각형 큐브 코너로 구성된다. 다른 어레이는 동일한 판상의 인접한 홈들로부터 2개의 인접한 표면과 하나의 판의 노출된 평면이 더해져서 각각 이루어지는 수(male)(볼록한) 6각형 큐브 코너로 구성된다. 결과로서 생성되는 재귀 반사성 물품의 정확도를 좀 더 향상시키기 위하여, 수 큐브 코너는 임의의 판간의 각도 에러를 피할수 있기 때문에 바람직하다.

직사각형 마이크로큐브

직사각형 마이크로큐브의 패턴을 생성하기 위하여, 일 실시예에서는 선택된 두께 "t"의 판이 미소하게 단축된 스페이서로서 교번하여 적층된다. 상기 판과 스페이서의 조립체는 룰링 기계의 작업대에 평행한 면에 놓여 있는 절삭 가능한 단부의 에지의 일 세트를 갖도록 소정의 바람직한 각으로 기울어진다. 그 후, 각 판의 절삭 가능한 단부는 사면이 상기 규정된 기계의 작업대에 수직이 되도록 절삭 공구에 의해서 사면으로 절삭된다. 그 후, 일련의 바람직한 협각의 홈들이 사면에 대해 실질적으로 수직인 방향으로 절삭 공구에 의해 절삭된다. 직사각형 마이크로큐브를 포함하는 전기 주조 원판(electroform master)을 생성하기 위하여, 상기 스페이서는 제거되고, 그 후 상기 판은 판의 측면에 수직인 동일한 평면내에 모두 놓이는 직사각형 큐브 코너의 정점을 갖고 상기 홈들에 평행하게 정열된 인접 판내에 큐브의 정점을 갖는 서로에 대해 180°회전된 인접 판과 함께 적층된다.

물품의 제조

홈이 형성된 판(6각형 큐브용) 또는 홈이 형성된 사면 판(직사각형 큐브용)의 적층판은 재귀 반사성 물품, 특히 기존의 6각형 혹은 직사각형 마이크로큐브의 패턴을 갖지 않는 재귀 반사성 시트재의 제조에 대한 미국 특허 제4,478,769호에 개시된 바와 같은 더 큰 주형 삽입물 또는 엠보싱(embossing) 벨트를 전기 주조하기 위해 머더링(mothering) 공정을 개시하거나 주형 삽입물을 전기 주조하기 위한 원판으로 사용될 수 있다. 3각형 마이크로큐브 대신에 6각형 또는 직사각형 마이크로큐브의 사용은 66% 이하로부터 근본적으로는 100%까지의 주 굴절 광선에 평행하게 투사되는 것처럼 물품의 유효 개구를 유리하게 증가시킨다.

용어의 해설

본 출원의 목적을 위하여, 출원인은 본 명세서에 정의된 바와 같은 특별한 의미로 임의의 용어를 사용하고, 기존의 ASTM의 정의와 같이 당업계에서 통용되는 실예에 따른 다른 용어도 사용한다. 이러한 다수의 정의는 본 명세서에 각각 정의되어 있는 큐브와 큐브 형상 사이를 구별시킨다.

인접(Adjacent) -- 마이크로큐브에 대하여, 하나의 큐브 형상의 에지의 일부가 다른 큐브 형상의 에지의 일부와 근본적으로 일치하는 것을 의미함.

입사각 -- 재귀 반사기의 전면에 대한 법선과 조명축 사이의 각. 또한, "엔트런스각(entrance angle)" 참조.

어레이 유효 개구(Array active aperture) -- 어레이를 형성하는 개별 마이크로큐브 소자의 유효 개구의 합. (또한, "유효 개구 백분율" 참조)

접촉 마이크로큐브(Contiguous microcubes) -- 다른 마이크로큐브의 비2면각 면 에지와 일치하는 하나의 마이크로큐브의 비2면각 면 에지. "인접 큐브"와 비교. 비접촉 마이크로큐브는 인접될 수 있다.

큐브 (또는 "큐브 코너") -- 표면의 크기 또는 형상에 관계없이 3개의 공칭적으로 수직인 면으로 이루어진 소자; 당업계나 문헌에서는 "코너 큐브", "3면체" 또는 "4면체"로 통칭됨.

큐브 면적 -- 큐브 형상에 의해 둘러싸인 면적.

큐브축 -- 마이크로큐브의 3개의 교차되는 면에 의해 한정되는 내부 또는 2면각의 3등분인 중앙축. 본 기술 분야에서는 "대칭축"으로 칭해진다.

큐브축 경사 -- 큐브축과 주 굴절 광선 사이의 각도. 경사의 부호는 면에 더 평행한 것(이하, 면 평행성이라 칭함)(face-more-parallel)에 대해서는 부(-)이고, 에지에 더 평행한 것(이하, 에지 평행성이라 칭함)(edge-more-parallel)에 대해서는 정(+)이다. 큐브는 큐브축 경사가 0이 아닌 경우 경사진 것으로 간주된다.

큐브 사선(diagonal) -- 임의의 큐브 코너에 대해, 큐브 사선에 평행한 큐브 코너의 외형의 투사 시에 큐브 형상의 양단부상에서 종결되는 정점을 통하는 모든 선이 상기 정점에 의해 양분되게 하기 위한 각도에서 큐브 코너의 정점을 통과하는 가상선이다.

큐브 주변(perimeter) -- 큐브의 표면의 비2면각 에지를 포함하는 폐쇄된 공간 곡선. 2 이상의 마이크로큐브에 의해 공유되는 연속 표면이 존재하는 경우에, 마이크로큐브들 사이의 분할된 선은 다각형을 완성하도록 작도될 수 있는 최단 선들로 고려된다(도 27B 참조).

큐브 형상 -- 주 굴절 광선의 방향으로 큐브 주변의 투사에 의해 정의된 2차원의 기하학적 도형. 따라서, 3각형 큐브는 삼각형으로 된 큐브 형상을 가지며, 6각형 큐브는 6각형으로 된 큐브 형상을 갖는다.

큐브 대칭면 -- 미러 상(images)으로 큐브 코너를 분할하는 면. 모든 큐브 코너들이 대칭면을 갖는 것은 아니다.

디자인 광선 -- 공구내의 큐브 정점을 통하는 가상선이고, 상기 광선은 물품내의 주 굴절 광선과 일치한다.

2면각 면 에지 -- 단일 큐브의 2면의 교점.

엔트런스각 -- 조명축과 광축(재귀 반사기 축)사이의 각도. 엔트런스각과 입사각 사이의 구별에 유의하라. 입사각은 항상 (재귀 반사기 축이거나 아닐 수도 있는) 표면에 대한 법선과 입사 광선 사이에서 측정되는 반면에, 엔트런스각은 입사 광선과 (표면에 대한 법선이거나 아닐 수도 있는) 재귀 반사기 축사이에서 측정된다. 엔트런스각은 입사 광선이 재귀 반사기 축에 대하여 각도를 이루고 상기 법선과는 관련되지 않는 경우의 양으로만 측정되고; 입사각은 입사 광선이 법선에 대해 각을 이루고 상기 재귀 반사기 축과는 관련되지 않는 경우의 양으로만 측정된다. 예들 들어, 포장 도로 표지(pavement marker)가 광축에 대해 60°의 각도를 이루도록 표지 표면에 대해 수직으로 설계된 경우; 접근하는 차량의 불빛이 재귀 반사기 축을 따라 표지상으로 입사된다면, 엔트런스각은 0°가 되고 입사각은 60°가 되며, 접근하는 차량의 불빛이 재귀 반사기 축과 관련하여 20°의 수평각으로 표지상에 입사된다면, 엔트런스각은 20°이고 입사각은 61.98°=[cos^-1(cos60)(cos20)].

"면 평행성"과 "에지 평행성"은 주 굴절 광선과 관련된 큐브의 위치 설정에 관한 것이다. 큐브 표면과 주 굴절 광선 사이의 각도가 35.26°와 모두 일치하지 않는 경우에, 상기 큐브는 35.26°와 상당히 상이한 주 굴절 광선에 대하여 면 각도가 각각 35.26°이상 혹은 이하인지의 여부에 의존하여 "면에 더 평행"하거나 "에지에 더 평행"하다. 주 굴절 광선이 재귀 반사기의 전면에 공칭적으로 수직이도록 하기 위한 시트재 또는 다른 재귀 반사기인 경우에, 면 평행성 마이크로큐브에 대하여, 선택된 큐브 면은 또한 경사지지 않은 마이크로큐브의 어떤 면보다도 상기 반사기의 전면에 더 평행하게 될 것이다.

수평 엔트런스 각도 -- 포장 도로 표지에 대해서, 입사광의 방향과 재귀 반사기 축 사이의 수평 평면에서의 각도.

마이크로큐브(또는 "마이크로큐브 코너") -- 약 0.0016 제곱 인치(1㎟)(약 0.040"(1.0㎜)의 평방 베이스 코너에 대한 규브 높이에 대응하는) 이하의 최대 면적을 갖는 큐브 코너.

비2면각 면 에지(non-dihedral face-edge) -- 2면각 면 에지가 아닌 마이크로큐브 면의 에지, 즉 큐브 주변의 세그먼트인 에지.

광학 축 -- 재귀 반사기가 위에 설치될 또는 그와 관련하여 설치될 도로의 방향과 같은 의도된 조명 방향 중에서 중심으로 선택되는 재귀 반사기 중앙으로부터의 지정 라인 세그먼트.

쌍을 이루는(paired) -- 반대로 배향됨. 본 명세서에서 사용된 바와 같은 쌍을 이루는 큐브는 반대로 배향된 인접 큐브를 지칭한다. 또한, 본 명세서에서 사용된 쌍을 이루는 어레이는 다른 큐브에 반대로 배향되는 한 어레이 내의 큐브들을 지칭한다.

유효 개구 백분율(percent active aperture) -- 돌출부의 특정 선택 방향에 대해 재귀 반사적으로 기능하는 어레이의 돌출 영역의 일부분(이 정의는 큐브의 후면이 100% 반사율을 갖는 것으로 가정한다. 이 정의는 WO 95/11470의 6페이지 23-25 라인에 사용된 정의와 동일하다.)

주 입사 광선 -- 물품 전면에서의 반사 후 광선이 큐브 코너의 정점을 통과하도록 선택된 광학 축에 평행한 광선.

주 반사 광선 -- 재귀 반사기 전면에서의 반사 후 주 입사 광선의 연장선.

재귀 반사율 -- 유효 개구 백분율과 각 큐브 면의 반사율과 전면의 투과량의 제곱(프레즈널 투과 손실을 상쇄하기 위해)과의 곱(이 용어는 전면의 프레즈널 손실의 "재귀 반사율"을 포함함으로써 WO95/11467 의 17페이지 26 및 27라인에 정의된 바와 같은 "전체 광 복귀"와는 상이하다). 재귀 반사율은 적합하게 작은 모든 관측 각도와 모든 회전 각도에 걸쳐 축적된 전체 재귀 반사의 측정치이다.

재귀 반사기 축 -- "광학 축"과 동일

룰링 가능 -- 공통 평면에 평행한 경로를 따라 성형 공구의 반복적인 직선 운동에 의해 발생될 수 있다.

재귀 반사의 존 -- 재귀 반사기가 소정의 최소 재귀 반사율을 유지하는 소정 엔트런스 평면에서의 엔트런스각의 범위

마이크로큐브를 형성하는 본 발명의 방법은 임의의 판의 단부를 특정한 형태로 룰링하는 원리를 이용하여, 이들 판을 특정하게 조합하여 마이크로큐브의 어레이를 형성할 수 있다. 본 명세서에서 사용된 "어레이"는 마이크로큐브를 포함한 기하학적인 소자의 반복 패턴을 의미한다. 본 기술분야의 당업자는 바람직한 성능 특징을 갖는 재귀 반사성 물품이 상이한 어레이를 합성하여 만들어질 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 이러한 물품은 본 발명의 하나 이상의 기술에 의해 만들어진 각각의 상이한 어레이를 포함할 수 있거나, 이러한 물품은 본 발명의 어레이와 종래 기술의 기계 가공 방법에 의해 만들어진 어레이의 조합을 포함할 수 있다. 상이한 어레이들을 단일의 물품으로 조합하는 수단은 이 기술 분야의 당업자에게 공지되어 있으며, 복수개의 어레이를 가지며 본 발명에 따라 만들어진 하나 이상의 재귀 반사성 물품은 본 발명의 응용 범위에 포함된다고 간주된다. 상이한 어레이들이 조합되는 모든 경우에 있어서, 명세서와 청구범위는 본 발명의 기술에 의해 만들어진 어레이 또는 어레이의 일부와 관련된다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

이후 논의되는 다양한 예들은 이 기술에 있어서 가장 간단한 형태로의 진보를 나타내고 있으며, 개선된 재귀 반사기의 성능이 마이크로큐브에서 채택되었던 것과 동일한 광학적 원리를 이용하여 마이크로큐브에서 달성될 수 있는 특정 실시예를 개시하고 있다.

본 발명의 모든 실시예는 상이한 형태의 마이크로큐브에 대해 다소 상이한 판의 사용을 필요로한다. 이 판의 두께는 약 0.004 - 0.040 인치(0.1 - 1.00 mm)의 미세 크기이다. 판에는 4개의 기본적인 형태가 있다. 직사각형 큐브 면을 갖는 6각형 마이크로큐브의 공구링에 적당한 판(10)는 평평하고 평행한 면들을 가지며, 판의 한 면만이 큐브의 면이 되기 때문에 연마된 표면을 가져야 한다. 직사각형 및 3각형 마이크로큐브의 세공에 적당한 판(110, 210)는 평평하고 평행한 면들을 가지며, 판의 어느 표면도 마이크로큐브의 면이 되지 않는 것이 바람직하다. 도 36의 5각형 마이크로큐브를 룰링하기에 적당한 판(710,810)는 하나의 평평한 면과 하나의 홈이 형성된 면을 가지며, 어느 면도 마이크로큐브의 면이 되지는 않는다. 도 35의 5각형 면을 갖는 6각형 마이크로큐브를 세공하고 한 판에 대해 5각형 마이크로큐브의 2개의 열을 절삭하는데 적당한 판은 양측에 홈이 형성되며, 홈의 간격과 홈의 각은 양측에 대해 반드시 동일할 필요는 없다.

판 제조 방법

판은 종래 기술에서 공지된 바와 같이 다이아몬드 절삭 공구와 같은 것에 의해 룰링될 때 깨끗하게 절삭되는 물질로 형성되어야 한다. 무전해 니켈은 본 발명의 방법에서 사용된 룰링 가능한 판용으로 특히 적당하다.

상기 기술된 판과 상이할 수 있지만, 판의 제조 방법은 6각형 마이크로큐브의 제조에 사용된 판(10)를 형성하는 방법에 의해 설명되는 것이 일반적이다. 예증을 위해, 판(10)는 약 1.0"×4.0" 의 치수와 약 0.010" 의 두께를 가질 수 있다.

도 1에 있어서, 약 1.0"×4.0" 의 평평한 상단면(602)을 갖는 스테인레스 강철 블록(601)이 제공된다. 이 블록(601)은 등급이 440C 인 스테인레스로 만들어질 수 있다. 블록(601)의 표면(602)은 연삭 및 연마된다. 2개의 0.75"×4.0" 측면에 언더컷을 기계가공한다. 이 2개의 측면은 연마된 표면(602)에서 0으로부터 0.005"까지 테이퍼링되고, 깊이는 연마된 표면(602)으로부터 아래로 0.250"가 된다. 블록(601)은 예컨대, 30%의 질산에 10초간 침전시킴으로써 표면 안정화(passivate)되고, 도 2A 에 도시된 바와 같이 스테인레스 블록의 연마된 상단면(602)에 무전해 니켈(604)을, 바람직한 두께인 약 0.002" 에 더하여, 이 실시예에서 블록 상면의 전체 두께는 0.012" 로 하고 블록의 측면 아래로는 대략 0.25" 두께로 증착시킨다.

무전해 니켈(604)의 1.0"×4.0" 표면(609)은 다이아몬드 공구를 이용하여 바람직한 두께, 이 실시예에서는 0.010" 로 기계 가공한다. 무전해 니켈을 도 2B의 605 위치에서 언더컷(undercut)의 상부에서 스테인레스까지 절삭하기 위해 블록의 측면이 다이아몬드 공구를 이용하여 도 2B의 605 위치에서 가공되며, 도 2C의 무전해 니켈 판(606)를 스테인레스 블록으로부터 분리되도록 0.010" 두께로 자유롭게 한다. 언더컷에 있는 무전해 니켈의 도 2C에 있는 느슨한 웨지(607)를 뽑아냄으로써 블록에 있는 언더컷을 제거한다. 필요한 만큼의 판(606)를 형성하기 위한 과정을 반복한다. 이어지는 단계에 있어서, 판(606)는 6각형, 단일 직사각형 또는 이중 직사각형의 마이크로큐브 각각의 세공 시에 10, 110 또는 210으로 확인될 수 있다.

6각형 마이크로큐브의 세공에 있어서, 스테인레스 블록의 연마된 표면에 접촉한 무전해 니켈 판(606)의 표면(도 2C)의 일부는 큐브 코너의 일면이 될 것이다. 또 무전해 니켈의 대략 1.0"×4.0" 치수를 갖는 표면(609)은 다이아몬드 공구를 이용하여 판의 크기를 가공하는 단계 동안 광학 다듬질에 제공될 수 있으며, 이 경우, 스테인레스 강철 블록의 표면을 연마하는 것은 불필요하게 될 것이다. 직사각형 마이크로큐브의 세공에 대해, 판의 어느 표면도 마이크로큐브의 면이 되지 않기 때문에, 전기 주조를 행하기 전에 스테인레스 스틸 블록의 표면을 연마하는 것은 불필요하게 될 것이다.

6각형 마이크로큐브 제조 방법

도 3에 도시된 바와 같이, 판(10)은 평평한 것이 바람직하며, 각각의 판은 다이아몬드 절삭 공구에 의해 절삭 가능한 단부를 적어도 하나의 평평한 단부(12)를 갖는다. 판(10)은 서로 합쳐져서, 평면내에 적어도 한 세트의 단부(12)가 놓이게 된다. 도 3에 도시된 3개의 판은 명확히 나타내기 위한 것이며, 3개 이상의 판이 단일 스택에 포함될 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 단부(12) 세트에는 일련의 V자 홈(14)이 룰링된다. 도 4는 동일한 판(10)의 스택을 나타내지만, V자 홈(14)이 직선 단부(12)에 룰링된 것이다. 홈(14)은 서로 평행하고, 판(10)의 스택의 전면에 대해 실질적으로 직각인 것이 바람직하다. V자 홈은 거의 90°인 협각을 가지며, 각각의 홈은 2개의 상단 에지나 마루(20) 및 바닥 에지나 골(21)로 형성된다. 최적의 효율성을 위해, 홈(14)은 서로 이격되고, 인접한 홈의 상단 에지(20)에 의해서만 분리되어, 홈(14) 사이에는 실질적으로 평평한 표면이 없다.

도 7A 및 7B 는 홈을 룰링하기 위한 절삭 공구의 일부를 나타낸 정면도 및 측면도이다. 여기서 C 는 공구의 전면에 대해 직각인 절삭 에지 사이의 각이다. 각 C 는 도 9에서 요구되는 협각인 C+ΔC 보다 작게 되도록 선택될 수 있어서, 홈의 각의 미세한 조절이 도 8B의 비교적 큰 양으로 공구를 경사지게 함으로써 만들어질 수 있다. 여기서 "e" 는 절삭 공구의 면이 절삭의 방향에 대해 직각으로부터 다음 등식과 같이 경사진 각이다.

식 A:

도 8A는 도 8B의 "e" 만큼 경사진 절삭 공구의 전면 일부를 나타낸 도면이고, 여기서 C+ΔC 는 절삭의 방향에 대해 평행인 절삭 에지 사이의 각이다. 도 9는 절삭 홈에서 변화된 각 C+ΔC 를 나타낸다.

6각형 재귀 반사성 마이크로큐브의 패턴을 형성하기 위해, 홈이 형성된 판(10)은 도 5에 도시된 바와 같이 다른 판로부터 오프셋될 수 있다. 인접한 판은 도 5에 도시된 바와 같이 홈의 폭의 1/2인 거리 "a" 만큼 수평 방향으로 서로 오프셋되어 있다. 또, 인접한 판은 도 4에 도시된 바와 같이 홈의 깊이인 거리 "d" 만큼 수평 방향으로 오프셋되어 있다. 판이 서로 오프셋된 방식은 도 6B에 도시되어 있으며, 여기서 교차하는 판들은 명확히 나타내기 위해 서로 다르게 음영 표시하였다. 본 명세서를 통해 "수직" 이라는 표현은 단일 판의 홈의 골 평면에 대해 직각인 방향을 말하며, "수평" 이라는 표현은 판의 평면 그리고 수직에 대해 직각인 방향을 말한다.

이러한 방식으로 판을 오프셋하여, "수" 마이크로큐브는 상단 에지(20)에서 접하는 인접한 홈들의 경사진 벽에 의해 형성되어 마이크로큐브의 2개의 표면(17, 18)을 형성하고, 동일 판의 전면이 마이크로큐브의 제3 표면(19)을 형성하게 된다. 도 6A에서 알 수 있는 바와 같이, 단일 수 큐브(도트로 표시됨)의 3개의 표면(17, 18, 19)은 단일 판(10)상에 형성된다. "암" 마이크로큐브는 하나의 판에서의 홈의 2개의 면과 인접한 판의 전면에 의해 형성될 수 있다. 수 마이크로큐브의 이점은 각 마이크로큐브의 면들 사이의 각도의 정확성이 홈의 룰링 동작의 정확성에만 관련되고, "원판"의 형태로 스택되고 조립된 판의 정확성에는 관련되지 않는다는 것이다. 스택되고 조립된 판의 "원판"은 이하에서 더욱 상세히 기술되는 공구를 형성하기 위한 전기 주조 과정을 거치게 될 것이다.

상기 기술된 방법에 의해 생성된 큐브 코너의 6각형 외형과 큐브 면의 4변형 외형은 모두 도 5와 도 6A에 명백하게 나타나 있다. 특히, 6각형 큐브 코너가 상기 언급된 미국 특허 제4,478,769호의 도 1A의 예에 도시된 3각형 큐브 코너의 경우에서와 같이, 룰링된 원판의 표면 전체를 따라 연장하는 연속적인 직선에 의해 형성되어 있지 않다는 것이 도 5와 도 6A에 명백히 도시되어 있다. 따라서, 6각형 마이크로큐브 코너만을 구비하는 공구는 상기 미국 특허 제4,478,769호에 기술된 것과 같이 3 세트의 평행한 홈들을 룰링함으로써 가공될 수 없다는 것이 명백하다.

도 5 및 도 6의 실시예에 있어서, 홈의 측면 길이(도 4 및 6B의 "L")와 판의 두께(도 3 및 도 6의 "t")는 동일하며, 룰링 방향은 판(10)의 표면에 대해 직각이다. 이 실시예에 대해, 큐브 축은 큐브 축들의 평면에 대해 직각이며, 도 6의 각 X는 통상 35.26°이다.

상기 실시예에서 모든 큐브 2면각과 모든 큐브 면은 동일하지만, 일부 응용을 위한 큐브 코너의 재귀 반사기는 각 큐브 면의 큐브 각과 상대적인 크기 및 형태에 대하여 소정의 변형을 행함으로써 재귀 반사성 물품의 다양한 광학 특성을 변경하도록 하는 것이 바람직하다는 것을 알 수 있을 것이다. 이들 변형은 본 발명의 방법을 이용하여 달성될 수 있다. 따라서, 예컨대, 판의 두께 "t" 는 홈의 측면의 길이 "L" 과 반드시 동일할 필요가 없으며, 하나의 홈의 마루는 인접한 판에 있는 홈의 골과 부합할 필요가 없고, 룰링 방향은 판(10)의 표면에 대해 반드시 직각일 필요는 없다.

예를 들어, 주 입사 광선의 다양한 각도는 판의 두께에 대한 홈의 깊이를 변화시키거나(도 10), 또는 단일 홈의 2개의 측면 길이가 동일하지 않도록 2등분을 경사지게 하거나(도시 생략), 또는 인접한 판의 오프셋을 변화시킴으로써(도 12) 달성될 수 있다. 다른 실시예의 경우, 엔트런스 각정도(角精度)는 큐브 축을 면에 더 평행하도록 경사지게 하여 큐브 대칭 평면에 대하여 수직하게 한 평면(도 41 및 43)에서 증가시킬 수 있으며, 또 면이나 에지에 더 평행한 좌우 경사 중 어느 한 경사와 서로 상반되게 배향된 쌍을 이용하여 큐브 대칭 평면에 수직하고 평행한 평면(도 42)에서 증가시킬 수 있고, 또는 상반되게 배향된 쌍과 면에 더 평행한 좌우 경사를 결합하여 대칭 평면에 대하여 평행하고 수직한 다중 평면(도 43 및 45) 중 어느 한 평면에서 증가시킬 수 있다. 또 다른 실시예의 경우, 재귀 반사된 빔의 발산(즉, 관측 각정도)은 도 11에서 과장된 각도 "b"로 도시된 바와 같이 판의 전방 표면에 대한 법선 및 절삭 경로 사이의 작은 각도와 동일한 절삭 공구의 경로를 판의 면에 대하여 법선의 각도가 되게 하거나 그리고, 홈의 각도를 90°보다 다소 크거나 작게함으로써 한 평면 또는 다중 평면 내에서 증가시킬 수 있다. 도 11에서, 각도 "b"는 수직 평면에 놓여 있지만, 다른 판의 이동에 의해, 판의 면에 대하여 절삭 경로 및 법선을 포함하는 임의의 평면에 놓여지게 할 수 있다. 도 11A는 하나의 판 내의 홈의 마루가 인접한 판 내의 홈의 골과 정합되도록 오프셋되어 있는 것을 도시하고 있다. 판이 서로 오프셋된 방식은 도 11B에 도시하고 있으며, 여기서, 교차의 판은 서로 구분되도록 음영 처리되어 있다. 또한, 도 11B는, 시야가 면(19)에 수직이라할지라도 과장된 절삭 각도에 기인하여 면(17, 18)이 보이게끔 나타내었다.

당업자는 입사 각정도, 엔트런스 각정도 및 관측 각정도를 제어할 수 있는 전술한 본 발명의 다양한 방법은 반드시 상호 배타적이지 않다는 것을 알 수 있으며, 당업자에 의해 소정의 특성이 결합된 재귀 반사기의 성능을 갖는 어레이를 생성하도록 결합될 수 있다.

3개의 구조적 변수는 6각형형 큐브 코너의 어레이를 생성하는 동일하게 홈이 파인 규칙적 판 조립체의 입사 각정도를 결정한다. 이 때, 판의 두께는 t, 홈의 깊이는 d 및 판의 슬립은 s이다(도 12C 및 도12D 참조). 슬립은 하나의 홈이 파인 판의 마루와 이 다음 인접 판의 골 사이의 거리이다. 도 6의 조립체의 경우, 슬립 S는 0이고, 도 12의 조립체의 경우, 슬립 S는 거의 0이다.

입사각 I에서 물품의 전면 상의 빛의 입사는 다음의 관계식을 갖는 경우에, 100% 기하학적 유효도(즉, 유효 개구 백분율은 100%이다)로 재귀 반사될 것이다.

식 E:

I'는 물품의 전방 표면에 의한 굴절 후의 입사 각도로서, I'=sin^-1(sinI/n)이며, 여기서 n은 물질의 굴절율이다. 오목(hollow) 형태의 재귀 반사기의 경우 I'=I이다. I와 I'는 네가티브 또는 포지티브 중의 하나이다. 즉, I와 I'의 부 및 정의 값은 각각 도 12C와 12D에 도시되어 있다. 큐브 크기는 무시될 수 있기 때문에, 치수 d와 s는 t에 관계되었다.

-90°에서 +90°까지의 I의 각 값의 경우, t, d 및 s를 이용한 식 E에서 그 결과치를 얻을 수 있다. 슬립 s/t의 작은 값의 경우, 식 E는 각 입사 각도에 대하여 판 두께에 대한 홈 깊이의 단일비인 d/t 양을 확인시켜 준다. 예를 들어, 표 B는 슬립이 없는 즉, s/t=0 일 때와 굴절율이 1.49 일 때의 결과치를 나타낸다.

입사 각도에 대한 판의 재단(tailoring), s/t=0, n=1.49로 가정.

외부 입사 각도 I	두께에 대한 깊이의 비 d/t
-90°	0.301
-80°	0.307
-60°	0.351
-40°	0.434
-20°	0.552
0°	0.707
20°	0.906
40°	1.151
60°	1.423
80°	1.628
90°	1.659

슬립 s/t가 큰 값인 경우, I의 큰 값에 대해서만 식 E에 대한 결과치가 존재한다. 예를 들면, 표 C는 s/t=.75 일 때 및 굴절율은 1.49 일 때의 예를 나타낸다.

입사 각도에 대한 판의 재단(tailoring), s/t=.75, n=1.49로 가정.

외부 입사 각도 I	두께에 대한 깊이의 비 d/t
-40°이하	불가능
-40°	불가능
-20°	0.028
0°	0.169
20°	0.352
40°	0.583
60°	0.842
80°	1.041
90°	1.071

만일, 제조된 판의 세트에 대한 예인 경우에 d/t의 비가 고정된다면, s/t의 포지티브 값으로 식 E를 풀 수 있는 입사 각도의 범위가 존재할 수 있다. 예를 들면, 표 D는 d/t=.707 및 굴절율 1.49에 대하여 전개된 것이다.

d/t=.707, n=1.49를 갖는 판의 유용한 슬립

외부 입사 각도 I	두께에 대한 슬립의 비 s/t
0°이하	불가능
0°	0
20°	0.262
40°	0.581
60°	0.932
80°	1.199
90°	1.239

표 B와 표 D 모두에 나타난 d/t=.707 및 s/t=0의 결과치는, 하나의 판 내의 홈의 마루가 인접한 판의 홈의 골과 정합되는 한편 슬립이 없도록 L은 t와 동일하고, 인접한 판이 도 6과 같이 홈 깊이 d만큼의 수직 방향으로 오프셋되어 있는 전술한 실시예와 대응한다.

표 B에 나타난 d/t=1.423 및 s/t=0의 결과치는 L이 대략 2배의 판 두께로 증가된 도 10의 실시예와 대응한다. 도 10A는 큐브 사선(diagonal)(60°의 입사 각도 I에 대응하는 큐브 정점의 평면에 대하여 대략 35.54°)에 평행한 도 10의 어레이의 돌출(projection)을 나타낸다. 도 10A와 같이, 수직에 대하여 35.54°에서 볼수 있기 때문에, 마이크로큐브의 개구 유효도는 100%이다. 도 10B는 큐브 정점의 평면에 수직한 도 10의 마이크로큐브의 돌출을 나타내고 있으며, 이러한 각도에서 개구 유효도는 낮음을 도시하고 있다. 도 10C는 판의 측면에 수직한 돌출을 나타내고 있으며, 여기서 교차의 판은 구분을 위해 음영 처리 되어 있다.

표 D에 나타난 d/t=0.707 및 s/t=0.932의 결과치는 도 12에 도시한 실시예와 대응하며, 이 경우 유효 개구는 도 12A와 같은 60°입사 각도에서 100%이다. 도 12B는 판의 측면에 수직한 도 12의 돌출로서, 교차 판은 구분을 위해 음영 처리되어 있다.

표 C에 나타난 d/t=0.352 및 s/t=0.75의 결과는 도 45의 가장 상단에 도시한 성능을 갖는 실시예에 거의 대응한다. 표 C는 이러한 곡선이 20°의 입사 각도 I에서 100% 유효도를 갖는다는 것을 나타내고 있다. 만일, 이러한 곡선이 도 45의 예에서와 같이, 한쌍의 어레이일 경우, 다음에 하나의 큐브 어레이가 I=20°에서 광을 수신할 때에 다른 어레이는 I=-20°에서 광을 수신하고, 이러한 입사 각도에 기인하여 큐브 어레이는 낮은 유효 개구 백분율을 갖게 된다. 2개의 큐브 어레이의 상승 및 하강 유효도는 -20°부터 20°까지의 엔트런스 각도 값에 대하여 평탄한 도 45의 성능 곡선을 생성하도록 부가된다.

d/t 및 s/t가 임의의 값 I'에 대하여 식 E를 풀 때에 6각형 큐브는 단지 하나의 내부 입사 각도에 대해서만 100% 개구 유효도를 달성한다. 굴절율에 따라서, 개구 유효도는 하나의 외부 입사 각도 I에 대응한다. 모든 기타의 입사 각도에 대한 6각형 큐브의 유효 개구 백분율, 즉 일반적으로 재귀 반사도는 추가의 계산을 필요로한다. -90°부터 +90°까지의 입사 각도 대비 유효 개구 백분율 및 역반사도의 그래프는 9개의 상이한 쌍을 이루지 않는 6각형 마이크로큐브 어레이에 대하여 각각 도 38과 도 39에 도시되어 있다. 각 마이크로큐브는 식 E에 따라서 n=1.49, s/t=0 및 선택된 d/t를 가지게 되어 -80°내지 +80°사이의 한 입사 각도에서 20°로 증분하는 100%의 유효 개구 백분율이 된다.

-90°부터 +90°까지의 입사 각도 대비 재귀 반사도의 그래프는 d/t=0.707 및 s/t=0을 갖는 비쌍의 6각형 마이크로큐브 어레이 및 5개의 상이한 재귀 반사 지수에 대하여 도 37에 도시되어 있다. 도 37은 이 기술 분야에서 잘 알려진 것으로서, 재귀 반사도의 임의의 분석은 이용된 물질의 굴절율을 포함해야만 한다는 것을 나타내고 있다.

슬립이 제로가 아닌 경우, 큐브 코너는 엄격히 말해 더 이상 6각형이 아니다. 2개 또는 그 이상의 인접한 큐브 소자에 의해 공유된 연속 면이 있는 경우, 소자 사이의 분할 라인(dividing line)은 다각형을 완성하도록 묘화될 수 있는 최단 이미지 라인(도 12A의 15)이 되도록 고려되어야만 한다. 공유 또는 연속적인 면은 배향 및 엔트런스 각도에서 광학적으로 이로우며, 그 각도에서 하나의 6각형 내의 연속적인 면을 가장 먼저 반사하는 광선은 그 다음의 2개의 반사가 인접한 6각형에서 재귀 반사가 될 수 있게 한다.

슬립은 광학적 설계에 있어 유용한 변수이다. 예를 들면, 표 C와 표 D의 결과치는 선택된 입사 각도에서 100% 기하학적 유효도를 보장하는 한편 상이한 체적, 상이한 회절 개구, 상이한 스폿 "가중치" 및 상이한 큐브 축 좌우 경사를 갖는 상이한 모양의 6각형 큐브를 수반한다.

어레이의 전면에 대하여 측정된 큐브 축 좌우 경사는 이하의 식에 따라 단순히 (s+d)/t에 의존한다.

식 F:

식 E로부터 홈이 파인 판으로 조립된 6각형 큐브 어레이가 0° 입사 각도에서 100%의 유효 개구 백분율을 갖는다면, d, s 및 t는 아래의 식을 만족해야만 한다.

식 G:

(2d+s)(d+s)=t²

이 식으로부터 다음의 식이 수행된다.

식 H:

식 F에 따라서, 이 식은 0°부터 -9.74°까지의 좌우 경사 범위에 대응한다. 모든 좌우 경사가 홈이 파인 판 구조에서 얻어질 수 있는 한편 0°부터 -9.74°까지 범위에서만 0°입사 각도에서 100%의 유효 개구 백분율을 갖도록 선택될 수 있다.

그러나, 엔트런스 각정도를 추가로 증가시키기 위해, 설계자는 0°입사 각도에서 100% 유효도 이하를 수용하도록 선택할 수 있다. 도 42a 내지 42e의 일련의 재귀 반사도 그래프로써 도시한 바와 같이, 0° 엔트런스 각도를 포함하는 유용한 성능은 식 H의 한계를 휠씬 넘는 즉, 0.5 부터 1.2로 변화하는 (d+s)/t를 갖는 홈이 파인 판으로부터 얻어질 수 있다.

도 42a 내지 도 42e에서 각각 5개의 곡선 집합은 d+s의 개별값과 최종의 축 좌우 경사를 나타낸다. 예를들면, 도 42a에 있어서, 모든 3개의 곡선에 대한 d+s는 0.5t와 동일하고, 최종 좌우 경사는 +8.70°emp이다. 이 "emp"는 에지에 더 평행함을 의미한다. 각 집합 내의 3개의 곡선 각각은 d와 s의 상이한 값을 나타내며, 그 총합은 42a 집합 내에서 0.5t 이다. 각 집합 내에서 3개의 곡선 중 하나인 경우, s는 0과 동일하도록 선택되고(도 42a에서 d/t=.5, s/t=0 곡선에 의해 예증된 바와 같다), 각 집합 내에서 3개의 곡선 중 기타 곡선인 경우, d는 0.1t와 동일하도록 선택된다(도 42a에서 d/t=.1, s/t=.4 곡선에 의해 예증된 바와 같다). 비교를 위하여, PCT WO95/11463에 설명된 Hoopman 3각형에 대한 엔트런스 각도 대비 재귀 반사도의 곡선은 각 도면에서 보다 두꺼운 라인으로 표시되어 있다. 6각형 마이크로큐브도 도 42b에 예증한 바와 같은 34°입사 각도를 통해 Hoopman 보다 큰 재귀 반사도 40% 내지 100%를 제공하도록 0설계될 수 있으며, 또는 도 42e의 d/t=0.3, s/t=0.2 곡선으로 나타낸 바와 같이 10°부터 40°까지 50% 이상 만큼, 또는 도 42e의 d/t=0.1, s/t=1.1과 같이 10°부터 70°까지 호프만을 초과하는 전체 40°의 일정 재귀 반사도를 제공하도록 설계될 수 있다.

도 42에서, 100%의 유효 개구 백분율의 경우, 재귀 반사도는 재귀 반사도의 계산에서 포함되는 전방 표면의 프레스넬 소실(Fresnel losses) 때문에 폴리카보네이트 물품의 경우 결코 0.9를 초과할 수 없다는 것을 주목하여야 한다.

직사각형 마이크로큐브 제조 방법

본 발명에 따라서 직사각형 마이크로큐브를 갖는 공구를 제조하는 방법은 그 두께 t가 직사각형의 소정의 치수 H(도 26)와 동일한 적층판(110)(도 14A에서 부분 정면도로 도시됨)으로 시작한다. 판(110)은 평탄한 것이 좋으며, 각각 다이아몬드 절삭 공구에 의해 절삭 가능한 도 14B의 측면에 나타낸 적어도 하나의 평탄한 단부(112)를 갖는다.

각각의 판(110) 또는 적층 판(115)은 절삭 가능 단부(112) 및 소정의 양 X 예컨대, 35.26°만큼의 각도의 판의 전방 표면(124)을 갖는 세공 기계상에서 도 15의 세공 기계의 절삭 평면에 수직하게 위치된다. 만일, 적층 판이 이용될 경우, 단부(112)의 상단 에지(125)는 모두 단일 평면 내에 놓이게 되어, 기계 가공될 판 사이에 절삭 공구를 위한 간격이 제공되고, 에지(125)의 판으로부터 움푹 들어간 절삭 가능한 물질의 공간 또는 공간(111)은 도 15와 같이 판들 사이에 제공되어, 절삭 공구는 손상을 끼칠 수 있는 임의의 물질과 접촉하지 않게 된다. 절삭 방향에 평행하게 돌출된 절삭 공구(119)의 절삭 에지(119A)는 기계 작업대(bed)의 평면에 수직하게 위치되며, 절삭 가능 단부(112)의 하단 에지는 절삭 공구가 단부(112)의 중간점에 도달할 때 까지 또는 초과하여 도 15의 사면(bevel face)(113)을 생성할 때 까지 판(110)의 길이를 따라 절삭된다. 도 16A와 16B는 각각 사면(113)을 절삭한 후에 판(110)의 평면 및 측면을 나타내고 있다. 이러한 단계는 적층(115)에서 각 판(110)에 대하여 반복된다.

사면(113)이 절삭된 후, 절삭에 의한 거친 부분의 발생을 방지하기 위하여, 판 사이의 공간은 절삭 공구에 의해 손상받지 않게 하는 도 17과 같은 플라스틱 복합물로 채워질 수 있다.

도 18에서, 소정의 협각 Y, 예컨대, 90°의 홈은 서로 평행한 방향으로 절삭되고, 절삭된 경사면의 방향과는 거의 수직이 된다. 점선 116A는 이미 절삭된 면(116)을 나타낸다. 도 7A, 도 7B, 도 8A 및 도 8B에 도시된 기술된 방법에서, 홈 각도 C+ΔC 에 대하여 절삭 공구(118)의 경사를 조절함으로써 각도 Y를 조절할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이 실시예에서, 면(116)에 의해 형성되는 홈의 골은 경사 면(113)의 하부 에지를 교차한다.

도 19는 홈의 골에서 취해지는 다듬질된 판을 관통하고 제2 룰링 동작 방향에 수직인 단면(도 18의 19-19)을 도시한다. 도 20은 판(110)의 면에 평행하고 큐브 정점을 통하는 라인과 수직인 화살표 20-20의 방향으로 절취된 도면이며, 근접한 홈으로부터 경사면(100A) 및 면(100B, 100C)으로 형성되는 마이크로큐브(100)의 직사각형의 외형을 도시한다. 큐브 면(100A)은 경사 면(113)의 홈간의 부분이고, 큐브 면(100B, 100C)은 인접하는 홈으로부터의 홈 면이다. 도 18의 얇게 룰링된 판은 도 21의 교번하는 판에서 180° 회전되어 함께 적층될 수 있다.

마이크로큐브가 일정 시간에 1개의 판에 가공될 수 있지만, 가공 시에 비용을 최소화하기 위해 판을 그룹 처리하는 것이 바람직하다.

소형의 마이크로큐브를 제조하는 데 사용될 수 있는 공정의 변화는, 단일의 판에 2개 열의 마이크로큐브를 가공하여 판의 두께를 2배로 하고 강도(剛度)를 증가시키는데 있다. 도 22에 도시된 바와 같이, 스페이서가 없는 두꺼운 판(210)은 절삭 가능한 단부(212)를 갖는 룰링 기계에 배치되고 판의 전면(224)은 기계 작업대의 평면의 수직에 대하여 예컨대, 35.26°의 소망의 양 X만큼 기울어져 있다.

도 22A에서 기계 작업대의 평면에 수직으로 배치되고 공구 이동 방향에 평행한 절삭 공구(219)의 절삭 에지(219A)에 있어서, 하부의 에지(223)에서 판의 두께의 중간 지점에서 포인트(222)로 판의 상부 에지(213)로부터 판 폭의 25% 이하 연장하고, 경사 각 X의 1배 내지 2배의 각도 X로 면(213)에 대하여 임시 면(213A) 및 제1 경사 면(213)을 생성하는 절삭 가능한 단부(212)로 절삭을 행한다.

다이아몬드 공구의 기능을 저하시키지 않는 플라스틱 합성물(114)(도 22C)로 절삭부를 충전한 다음, 다이아몬드 공구(118)(도 23)를 이용하여 홈 면(216)을 형성하는 제1 경사 면(213)의 절삭 방향에 대하여 거의 수직인 방향으로 소정의 협각 Y, 예를 들면 90°을 갖는 V 형의 홈으로 절삭하며, 홈의 골은 제1 경사면(213)의 하부 에지(223)(도 23A)를 통과한다.

상부 에지(200)에서 만나는 근접한 홈의 경사진 면(216)은 마이크로큐브(200)의 2개의 면(200B, 200C)을 형성하고, 제1 경사면(213)은 제3 면(200A)(도 23B)을 형성하며; 마이크로큐브(200)의 직사각형의 외형이 명백해진다. 이 포인트에 관한 방법에 의하면 판의 단부에 제1 열의 마이크로큐브가 형성된다.

판(210)가 기울어져서 전면(224)은 기계 작업대의 평면의 수직에 대하여 각도 X로 기울어지게 된다. 명세서 상에서 기호 "X"가 판의 전면과 기계 작업대의 평면의 수직 사이의 각을 나타내기 때문에, 도 22에서의 각도 "X"는 재귀 반사성 물체에 관한 소망의 성능 특성에 따라 도 24의 각도 "X"와 동일하거나 또는 동일하지 않을 수 있다. 절삭 공구(219)는 공구 이동 방향과 평행하고 에지가 기계 작업대의 평면에 수직이 되게 다시 배치되며, 임시 면(213A)(도 24)을 완전히 제거하여 제2 경사 면(313)을 생성하는 판(210)의 절삭 가능한 단부(212)에서 절삭이 행해진다. 홈은 플라스틱 합성물(도시 생략)로 홈을 다시 충전하고, 추가의 홈은 공구(118)(도25)에 의해 제2 경사 면(313)의 절삭 방향에 수직인 방향으로 절삭된다.

상부 에지(320)에서 만나는 근접한 홈의 경사진 면(316)은 마이크로큐브(300)의 2개의 면(300B, 300C)을 형성하고 제2 경사 면(313) 제3 면(300A)을 형성한다. 제2 열의 마이크로큐브는 제1 열의 마이크로큐브가 형성되는 판의 동일 단부의 다른 측에 형성된다. 마이크로큐브(200) 면의 교차를 나타내는 도 25의 점선으로부터 명백해지듯이, 교차선은 연속적이지 못하기 때문에, 단일의 편평한 표면에서의 일직선을 룰링함으로써 대향하는 방향으로 모든 직사각형 마이크로큐브를 포함하는 원판을 룰링할 수 없게 된다.

룰링하기 위해 판을 위치시키는 방법

전술된 큐브 코너를 얻기 위해 고정시키는 방법은 당업자에게 이미 공지된 기술이다. 그러나, 마이크로큐브에 대해 요구되는 명백한 허용 오차 때문에 가공 작동시 판을 위치시키는 수단에 관하여 더 상세하게 설명될 것이다. 모든 형태의 마이크로큐브에 대하여, 도 3A의 2개의 맞춤못 구멍(R)은 각 판의 전면을 통해 접지 될 것이다. 6각형의 마이크로큐브에 대하여, 맞춤못 구멍(R)은 홈을 절삭하기 위한 판을 어셈블링하고, 전기 주조 원판의 어셈블리에 대하여 또다른 2개의 맞춤못 구멍 M 세트를 연마하기 위해 각 판을 위치시키는데 사용될 것이다. 맞춤못 구멍 M은 각 판의 다른 위치에 있다. 맞춤못 구멍 M은 k1+n(d+s)과 동일한 양만큼 맞춤못 구멍 R(도 3A)로부터 수직으로 이동되며, 이 k1은 상수이고 n은 스택의 판 수이며, d는 홈 깊이이고 s는 슬립이다. 모든 맞춤못 구멍 M은 기준 홀 R로부터 모든 홀수 번째 판의 상수 k2만큼 이동되고 짝수 번째의 판의 d + k2 만큼 이동되며, d는 홈 깊이이고 홈 폭의 1/2과 같다. 홈 절삭시, 맞춤못은 기준 맞춤못 구멍 R에만 삽입되고; 전기 주조시, 맞춤못은 맞춤못 구멍 M에만 삽입된다. 근접한 판의 홈에 관하여 1개의 판에 홈을 위치시킬 때의 에러는 임의의 방향에서 0.0002"(5μ) 이하 정도로 예상된다. 아랫 부분이 절삭된 부분을 삽입하고 손실을 증가시키는 부(-)의 슬립을 피하기 위해, 정(+)의 슬립이 0.0005"(12.5μ) 이상이 되도록 마이크로큐브를 설계하는 것이 바람직하다. 일정 시간 1개의 판의 직사각형 마이크로큐브를 가공하기 위해, 판은 기준 맞춤못 구멍 R을 통해 맞춤못에 의해 룰링 기계에 배치되고, 고정물에 제공되는 맞춤못을 매칭하며, 그 표면은 룰링 기계의 작업대에 수직으로부터 X 만큼 경사진다. 경사 면 및 홈이 가공된 후에, 기준 맞춤못 구멍 R은 전기 주조시 판을 위치시키는데 사용된다. 판의 중앙에 대하여 마이크로큐브의 정점을 위치시킬 때의 최대 에러는 0.0001"(2.5μ) 이하로 예상된다. 다수의 판이 일정 시간 룰링되면, 2차 맞춤못 구멍은 6각형의 마이크로큐브에 대해 기술된 절차와 다소 유사한 방법으로 각 판에 제공될 수 있다; 그러나, 10개 판으로 된 스택에 대하여, 마이크로큐브의 정점을 위치시킬 때의 에러는 판의 측면에 수직인 방향으로 0.0005"(12.5μ) 정도 증가시킬 것으로 기대된다.

바람직한 마이크로큐브 가공 방법에 대하여 상세하게 기술된다; 그러나, 판 개념에 기초한 다른 가공 방법은 쉽게 숙련된 공구 제조업자에게 공지되어 있으며, 이러한 설명들이 한정으로서 생각되지 않을 것이다.

재귀 반사기 성능

본 발명의 직사각형의 마이크로큐브는 2가지 주요 방법으로 본 발명의 6각형의 마이크로큐브와는 상이하다. 첫 번째, 직사각형의 마이크로큐브는 쌍을 이루는(거울 이미지) 소자로서 정렬될 수 있으며, 반면에 단일의 절삭된 판로부터 생성된 6각형의 마이크로큐브는 방향 면에서 모두 같다; 대칭 동작을 나타내도록 6각형의 마이크로큐브를 쌍으로 만들기 위해서는 대형 어레이로 6각형 마이크로큐브의 소형 거울 이미지 어레이를 쌍으로 해야 한다. 두 번째로, 직사각형의 마이크로큐브는 단일 절삭 판로부터 생성되는 6각형 마이크로큐브 보다 더 자유롭게 설계된다; 직사각형에 대하여, 축 경사 정점 중심, 직사각형 크기는 각각 독립적으로 변경될 수 있고(도 28 참조), 반면에 6각형에 대하여 변수중 하나의 변화는 다른 2개중 하나의 변화를 필요로 한다. 직사각형 큐브는 정점에 중심을 맞춤으로써 0°입사각에서 100% 유효 개구 백분율을 갖는다; 그런 다음, 경사는 -54.74° 내지 +35.26°에서 조절 가능하고, 그 크기는 여전히 변수이다. 반대로, 종래의 직접 룰링된 삼각형 큐브는 어떠한 독립적인 변수도 가지고 있지 않다. 경사, 정점 중심 맞춤 및 비율은 복잡한 상호 관계가 있다.

직접적으로 룰링된 삼각형의 마이크로큐브에 대하여, 큐브 축 경사는 하기 식에 의해 삼각형의 형태에 의해 결정된다.

식 I:

여기에서, A 및 B는 삼각형의 2개의 예각의 탄젠트이다. 본 발명의 판 어셈블리 기술로 가공된 삼각형 마이크로큐브에 대하여, 큐브 축 경사는 상기에서 계산된 각과 삼각형 바닥과 전면 사이의 각의 조합이 된다.

미네소타 앤드 매뉴팩추어링 코포레이숀의 최근의 PCT 공개 번호 WO95/11463호, WO95/11465호 및 WO95/11470호에서, 다양한 그래프는 유효 개구 백분율에 따른 재귀 반사도의 비교를 도시하고 있으며, 이것은 총 내부 반사(TIR) 제한을 고려하지 않은 것이다; 전면 거울 손실을 고려하지 않은 경우 높은 입사 각도에서 그 손실은 상당하다.

본 발명의 그래프에서, 이하의 파라미터는 재귀 반사의 측정에 대해 선택된다.

1. 프리즘 물체는 일정한 반사율을 갖는 단일 물질로 간주된다.

2. 내부 반사는 광이 편광되지 않는다는 가정(사실과는 반대)하에서 프레즈넬 방정식으로 계산된다.

3. 전면 전송은 광이 편광되지 않는다는 가정하에 프레넬 등식으로 계산된다.

4. 입사각에 의한 코사인 손실은 전혀 고려되지 않는다.

5. 엔트런스 평면은 큐브 코너의 대칭 평면과 평행하다.

6. 회절 효과는 무시된다.

가능한 디자인에 대해 다양하게 도시된 곡선은 필연적으로 상업적으로 실제적인 물품을 나타낼 뿐만 아니라, 본 발명의 다양한 양태에 따른 공구 및 마이크로큐브 재귀 반사기를 생산함으로써 달성될 수 있는 폭넓은 다양한 결과물을 설명할 수 있다.

대부분의 그래프는 금속화되지 않는 큐브에 대한 것으로 전반사(TIR)의 효과를 포함한다. 도 39, 40, 44 및 45는 마이크로큐브가 금속화될 때 나타나는 결과를 보여준다["금속화된(metallized)"이란 용어는 일반적으로 TIR이 실패하는 각도에서 특정 반사를 제공하기 위해 큐브 면에 적용되는 모든 금속을 포함하는 의미로 사용됨]. 유효율 개구를 측정하는 것에 관해서 전술한 최근의 PCT 출원에 나타난 다양한 개념은 큐브가 금속화될 경우만을 대상으로 한다.

도 44 및 45는 각각 본 발명에 따른 일부 물품과 종래 기술의 성능을 비교한다. 이들 도면은 WO 95/11470의 도 12 및 WO 95/11463의 도 32에 의해 제공되며 본 출원인에게 공지된 공개 기하학적 유효도(유효 개구 백분율로서 측정됨)을 나타내는 곡선뿐 아니라 본 발명의 물품에 대응하는 곡선을 포함한다. 도 44는 본 발명의 매우 단순한 비경사 직사각형 큐브 디자인의 효율과 WO 95/11470의 도 12로부터의 유효도 곡선을 비교한다. 도 44는 0°에서 본 발명의 마이크로 큐브의 유효 개구 백분율이 WO 95/11470의 최상의 곡선(곡선 153)보다 9% 더 높고, Hoopman에 대한 곡선보다는 50% 더 높다는 것을 나타낸다.

20°에서, 본 발명의 마이크로큐브에 대한 유효 개구 백분율은 곡선 153보다 29% 더 높고 Hoopman의 곡선보다는 19% 더 높다.

실시예 1

증가된 엔트런스 각정도를 위한 재귀 반사기

본 명세서에 참조로 통합되고 동일한 양수인에게 허여된 미국 특허 제3,541,606, 제3,873,184호 및 제3,923,378호에 개시된 것과 같은 큐브의 엔트런스 각정도를 증대하기 위해, 도 6에 도시된 s/t=0, d/t=0.707 솔루션은 도 13에 도시된 것과 같이 큐브축 슬립이 어레이의 전면에 대해 -9.74°로 되는 s/t=0.45; d/t=0.55 솔루션에 의해 대체될 수 있으며, 유효 개구 백분율은 0°의 입사각에서 72.5%이고, 19.6°에서 100%이다(이 실시예를 통해, 입사면은 큐브 코너의 대칭면에 정렬되며, 굴절률은 1.59로 된다). 그러나, 6각형 어레이가 19.6°의 입사각에 대해 유리하게 배향된 각 큐브에 대해 쌍이 되면, 그 미러 이미지는 동일한 입사각에 대해 단지 45%의 유효 개구 백분율만을 갖게 되며, 그에 따라 쌍을 이루는 어레이는 19.6°의 각도에서 입사하는 광에 대해 72.5% 의 평균을 가지며 0°의 입사에서의 평균만큼 높다. 유효 개구에 대한 이 평균의 결과는 쌍을 이루는 경사진 직사각형 및 쌍을 이루는 도 45의 경사진 6각형의 어레이에 대해서 유효 개구 백분율 대 -20°로부터 +20°로 연장하는 입사각의 바람직하게 대단히 평평한 곡선을 나타내는데, 20°엔트런스각 영역을 걸친 이 곡선은 Hoopman에 대한 유효 개구 백분율 곡선에 비해 48% 이상 우세하며, WO 95/11463호의 유효 개구 백분율 곡선 예컨대, 460에 비해서는 16% 우세하다. 본 발명의 예시적인 직사각형 및 6각형의 곡선은 50°의 엔트런스각까지 Hoopman에 대한 곡선에 대해 계속 우세하고, 예컨대 460의 곡선에 대해서는 70°까지 계속 우세한데, 이 두 경우 모두에 있어서의 엔트런스각은 모든 의미있는 엔트런스각 또는 상술한 것 이상이다.

직접적으로 쌍을 이루는 직사각형은 직사각형 높이의 13.75%만큼 큐브 정점을 중심에서 벗어나게 함으로써 예시적인 6각형에 대한 것과 같이, 0°및 19.6°입사각에서 동일한 -9.74°및 실질적으로 동일한 72.5%의 유효 개구 백분율로서 도 27C의 1:2(폭:높이) 비율로 룰될 수 있다. 도 40 및 도 45에서 곡선에 의해 나타나는 바와 같이, 쌍을 이루는 6각형 어레이와 쌍을 이루는 직사각형의 평균 유효 개구 백분율은 0°의 입사각에서 유효 개구 백분율이 일치하는 경우에 대해 모든 엔트런스각에서 놀랄만큼 유사할 수 있다.

경사진 큐브축의 이점은 전반사에 좌우되는 큐브에서 주로 실현되기 때문에, 유효 개구 백분율에 대한 것보다는 재귀 반사성에 대한 유효도를 고려하는 것을 기초로 하는 것이 더 적절하다. 직사각형 및 6각형 실시예의 양 경우에, 입사각이 19.6°인 경우 전반사는 유효 개구에서 얻는 쌍의 큐브(또는 어레이)에 대해서는 유지되지만, 유효한 개구에서 상실하는 큐브에 대해서는 상실된다(0.898 인자는 전면의 표면 상실에 기인한다). 도 40은 이들 직사각형 쌍과 쌍을 이루는 6각형 어레이의 재귀 반사도 및 유효 개구 백분율을 큐브의 대칭면으로 정렬된 입사면에 대한 입사각의 넓은 범위에 걸쳐 비교한다.

도 42D의 d/t =0.55 및 s/t =0.45 곡선은 대칭면에 정렬된 입사각에 대해 쌍을 이루는 6각형의 어레이의 재귀 반사성( 및 관련하여 도 27C의 직사각형 쌍의 재귀 반사성)을 Hoopman의 곡선과 비교한다. 도 43은 대칭면에 수직인 입사면에 관해서 동일한 직사각형 쌍 및 쌍을 이루는 6각형의 어레이에 대한 재귀 반사도 대 입사각을 나타낸다. 대칭면에 있어서, 도 13의 면에 더 평행한, 쌍을 이루는 6각형 어레이 및 도 27C의 직사각형 쌍은 Hoopman에 대해 47°까지 우세한데, 대칭면에 수직인 평면에 있어서는 이들 쌍이 60°까지 우세하다.

쌍을 이루는 5각형(도 36을 참조)에 대한 유효 개구 백분율과 재귀 반사도는 0°입사각에서 동일한 축 경사 및 유효 개구 백분율에 대해 전술한 6각형 및 직사각형과 동일하다.

마주 보도록 배향된 큐브 세트에 있어서, "면 평행성(face-more- parallel)" 구조의 장점은 미국 특허 제3,541,606호의 제15 칼럼의 62째줄~제16 칼럼의 47째줄과 도 18, 19 및 20에 나타나 있다.

실시예 1에 개략된 방법은 하나 이상의 평면에서의 입사각의 범위를 최대화하기 위한 것으로 상기 범위를 통해 최소 재귀 반사성이 유지될 수 있는데, 이 개념은 전술한 특허 및 3M의 "다이아몬드 경사(Diamond Grade)" 시트재(Hoopman에 의한 미국 특허 제4,588,258호)에 나타난 바와 같이 마주 보도록 배향된 경사 큐브축을 갖는 큐브(또는 큐브 어레이)를 요구한다.

실시예 2

예컨대, 포장 도로 표지용의 큰 입사각에 대한 재귀 반사성

실시예 2는 실시예 1과 전적으로 다르다. 실시예 2의 방법은 재귀 반사기의 면에 수직이 아닌 축(주요한 입사 광선)에 대해 입사각의 비교적 작은 범위에 대해 재귀 반사성을 최대화하는 것이다. 예컨대, 도로 상에 설치된 양각성 재귀 반사 차선 표지는 포장 도로의 평면에 대해 수직인 평면으로부터 60° 후방으로 기울어진 전면을 가질 수 있다. 포장 도로에 실질적으로 평행하여 근접해오는 차량의 전조등으로부터의 광선은 수직선에 대해 60°각도에서 재귀 반사기의 면에 투사하여 수직선에 대해 35.5°각도로(아크릴에서) 재귀 반사된다. 설명을 위해, 포장 도로의 표면 및 도로의 중앙선에 평행한 광선은 주요 투사 광선 또는 광학축이라고 하고, 전면에서 재귀 반사 후에 표지 내의 광선은 주요 재귀 반사 광선이라고 한다.

L=t에 관하여 도 6에 도시된 판에 대한 재귀 반사기는 판이 실시예 1, 즉 도 6A와 같이 이웃하는 판의 홈의 상부 에지에 적재된다면 효율적인 큐브 영역이 상실되기 때문에, 포장 도로 표지로서 이용하는데 바람직하지 않다. 재귀 반사된 광선은 투사 지점으로부터 큐브 정점의 대향하는 측면 상의 정점과 큐브 정점으로부터 동일한 거리에서 큐브 코너로부터 벗어난다. 만일 주요 재귀 반사 광선이 큐브축에 대한 각도에 있다면, L=t에 대한 큐브 상에 투사하는 광의 일부는 큐브 중심에 대향하는 측면 상에 대응 지점이 없기 때문에 상실된다. 광학축의 방향에서 각 큐브의 영역을 100% 활용하기 위해서, 도 12에서 큐브 코너의 3개의 실재면의 교차점(29)으로부터 3개의 실재면 각각에 대해 비교적 평행한 3개의 가상면의 교차점(30)까지 그려진 큐브 대각선(28)은 주요 반사 광선에 평행해야만 한다.

식 E에 나타난 바와 같이, 6각형의 마이크로큐브에 대해 I', d, s 및 t 사이의 관계는 다음과 같다.

식 E:

도로에서 30°기울어진 전면을 갖는 아크릴 포장 도로 표지에 대해서, I'=35.54°이다. 만일 슬립이 0(s/t=0)이 되도록 선택된다면

90°- 35.54 °= tan^-1(t/d) + tan^-1(t/2d)이고,

이 식으로부터 d/t=1.42이다.

상기 포장 도로 표지를 위해 6각형의 마이크로큐브를 포함하는 공구를 생산하기 위해, 판은 d/t=1.42가 되도록 구조화되어, 도 10에 도시된 바와 같이 수평 및 수직 방향 모두에서 d=1.42t만큼 서로에 대해 오프셋될 수 있다.

별법으로, 도 6의 판(d/t=0.707)이 사용되어, 판은 d=0.707t만큼 수평 방향으로 오프셋되고, 수직 방향에서는 도 12에 도시된 것과 같은 s=0.932t에 더하여 d=0.707만큼 서로에 대해 오프셋될 수 있다. 큐브 대각선(28)을 따라 투사된 불규칙한 6각형은 도 12A의 점선(15)으로 표시된다. 마이크로큐브는 더 양호한 수평 입사 각정도를 제공하기 위해 금속화될 수 있다.

판 방법에 의해 구조화된 직사각형 마이크로큐브를 포함하는 포장 도로 표지는 Nelson의 미국 특허 제4,895,428호의 방향 제어된 큐브와 비교하여 개선된 수평 입사 각정도를 갖도록 제조될 수 있다. 55°의 전면 슬립을 갖는 아크릴 포장 도로 표지에 사용하기 위해 9°면에 더 평행한 직사각형 큐브를 구조화하기 위해서는, 판 두께는 도 29A에서와 같은 주요한 반사 광선에 평행하게 투사되는 대칭면에 평행한 큐브 측면의 치수인 H와 동일하도록 선택되고, 판은 룰링 기계상에서 큐브축 경사 즉, CAC에 동일한 수직선인 X에 35.26°를 더한 각도로(이 실시예에서는 9°에 동일한 각도 X에 35.26°을 더한 각도에서 또는 44.26°에서) 위치되고, 경사면(113)은 판의 중간점에서 절삭되고, 홈은 도 29에 도시된 것과 같이 0.5W에 동일한 깊이로 경사면의 절삭 방향에 수직하도록 구조화되는데, 도 29A에서의 W는 H에 수직인 직사각형의 측면의 치수이다. 도 29의 각도 θ는 5각형의 면과 큐브 정점의 평면에 대한 수직선 사이의 각도로서 CAC에서 sin^-1[(sinT)/n]을 감산한 것에 35.26°을 더한 것과 동일하며, 여기에서 T는 전면의 슬립이다. Nelson에 의한 미국 특허 제4,895,428호의 직접 구조화된 큐브에서, θ는 반드시 0°이고, 5각형 면은 삼각형이 된다. 도 29는 결과적인 직사각형 큐브를 단면으로 도시하고 있으며, 도 30은 이러한 큐브의 어레이를 나타내는 사시도이며, 도 41은 Nelson의 특허와 비교하여 수평 입사 각정도에서 약 11°의 개선을 나타내는데, 이는 Heenan에 의한 미국 특허 제3,541,606호에 개시된 이론에 따라 9°면에 더 평행한 구조에 의해 달성된다.

아크릴 포장 도로 표지에 대해 9°보다 큰, 면에 더 평행한 각도의 사용은 설비 허용 오차로 인해 문제가 된다. 도 41에서와 같이, 최대 재귀 반사성은 55°입사각에서 전면 손실으로 인해 약 0.87로 제한된다.

실시예 3

증가된 발산성을 갖는 재귀 반사기

재귀 반사된 빔의 발산성(즉, 관찰 각정도)은, 동일한 출원인에 의한 미국 특허 제3,833,285호에 개시된 바와 같이 2개 또는 3개의 면 사이의 상반각을 변화시킴으로써 및/또는 회절에 영향을 미치는 큐브의 크기를 변화시킴으로써 하나의 면 또는 다수의 면에서 변화될 수 있는데, 상기 특허는 참조로 본 명세서에 통합되어 있다.

상반각은 도 11의 각도 "b"로서 도시된 바와 같이 홈이 절삭되기 전에, 90°보다 크고 작은 홈 각도를 형성함으로써 및/또는 판(10)의 스택을 절삭면에 수직선을 약간 경사지게 함으로써 변화될 수 있다. 홈 각도는 다이아몬드 공구의 각도 "C"(도 7A)를 변화시킴으로써 또는 전술한 식 A에 따라 구조화된 표면에 대한 수직선과 관련하여 다이아몬드 공구의 각도 "e"(도 8A)를 조절함으로써 변화될 수 있다.

절삭 공구의 경사각 "e"는 모든 홈에 대해 동일함을 유지할 수 있다. 별법으로, 절삭 공구의 경사각 "e"는 각 홈이 구조화된 표면을 따라 절삭 공구에 의해 이동한 거리의 함수로서 절삭되거나, 절삭 공구가 각 홈의 전체 길이에 대해 일정한 각도 "e"에서 유지되지만 표면으로 각 연속적인 홈 절삭에 대해 변화될 수 있는 것과 같이 연속적으로 조절될 수 있다. 이들 기술을 조합하여 사용할 수도 있는데, 즉 각 홈의 길이를 따라 그리고, 홈에서 홈으로 표면과 관련하여 절삭 공구의 각도 "e"를 변화시킬 수 있다.

회절은 빔 크기를 제한함으로써 발생되는 광 빔의 확산이다. 회절은 매크로큐브와 마이크로큐브 사이의 주요한 광학적 차이이다. 고속도로 표지와 같은 상업적 응용과 관련된 관찰각, 즉 0.1°내지 1.5°에 대해, 마이크로큐브에 대한 회절 효과는 중요할 수 있는 반면, 매크로큐브에 대해서는 중요하지 않다. 매크로큐브에 관하여 관찰 각정도는 상반각, 면의 평면도 및 큐브 형태에 의해 전적으로 결정되지만, 마이크로큐브 크기에 대해서는 이들은 부가적인 결정자이다.

도 46a 내지 도 46c는 0°입사각 및 3개의 서로 다른 큐브 크기에 대해 굴절률 1.49의 d/t=0.707, s/t=0인 5각형 큐브 코너에 관하여 재귀 반사된 광의 패턴에 있어서의 회절의 효과를 나타낸다. 도면의 원주는 0.5°의 발산을 나타내고, 회색의 각 밴드는 재귀 반사된 강도에 있어서의 2개의 인자를 나타낸다. 모든 큐브 코너는 평편한 면 및 상반각의 단지 하나에 있어서 0.103°의 에러를 갖는 것이 바람직하다. 도 46a는 t=0.866mm, 도 46b는 t=0.217mm, 도 46c는 t=0.087mm에 대한 것이다.

도 6의 판에 있어서 홈 각도 90.103°를 형성함으로써, 공구로부터 정확하게 복제된 굴절률 1.49를 갖는 프리즘 물품은 지오메트리에 의해서만 정확하게 0.25°의 발산을 가져야 하며 모든 재귀 반사는 2 지점에서 지향된다. 실제로, 광 패턴은 큐브 크기에 좌우된다. 1mm의 큐브 높이 및 1.22 mm의 평면 폭을 갖는 도 46a의 큰 마이크로큐브에 대해서, 광 패턴은 지오메트리의 예측을 근사한다(도 46a). 0.25mm의 큐브 높이 및 0.306mm의 평면 폭을 갖는 도 46b의 평균 크기의 마이크로큐브에 대해서, 광 패턴은 여전히 기하학적 예측과 동일하지만, 상당히 넓어졌다(도 46b). 0.1mm의 큐브 높이와 0.122mm의 평면의 폭을 갖는 도 46c의 작은 마이크로큐브에 대해서, 광 패턴은 기하학적 예측과는 반대로, 2개의 예측된 지점(도 46c) 가까이, 0°의 발산에서 그 주요 피크를 가지며 3°의 발산에서는 약한 2차 피크만을 갖는다. 마이크로큐브에 의한 회절은 유익하게도 광 패턴을 평탄화하지만, 광을 비작용적인 방향으로 보낼 수 있기 때문에 모든 마이크로큐브에 있어서 회절이 계산되어야 한다. 적절한 큐브 코너 회절 이론은 적어도 35년 동안 광학 문헌에 기재되어 왔다.

본 발명의 구조화 방법에 사용되는 판은 필요한 두께의 평평한 판으로 형성될 때 충분히 강하고 단단하게 조직화되는 어떤 재료로도 형성될 수 있다. 재료는 반드시 고정밀도로 절삭되고 연마될 수 있어야 한다. 폴리메틸메타크릴레이트와 같은 어떤 플라스틱은 전기 주조를 위해 전기 전도성을 부여하기 위해 기계적인 처리 후에 금속화된다면 적합할 수 있다. 적절한 금속은 순도 925의 경화된 순은, 경화된 알루미늄 707T6 및 무전해 니켈을 포함한다. 무전해 니켈은 매우 단단하다고 알려져 있지만 다이아몬드 절삭 공구에 의해 용이하게 절삭된다. 스테인레스 스틸 상에 도포된 무전해 니켈은 일단부 상에 무전해 니켈을 갖는 판으로 분할되는데, 이 판은 본 발명에서 사용하기에 특히 적합하다. 별법으로, 무전해 니켈은 표면 안정화된 스테인레스 강철 블록(또는 알루미늄 또는 금속화된 플라스틱과 같은 다른 물질의 블록) 상에 약 0.012 인치의 두께로 판(10)으로 기능하는 판으로 분리된 비점착성 판으로서 형성될 수 있다.

본 발명의 다른 형태에서, 전술된 바와 같이 구조화 및 어셈블리되어 배향될 때 판에 의해 형성된 마이크로큐브의 어셈블리는 전기 주조 복사에 대한 원판로서 사용될 수 있다. 복사는 인접 소자의 클러스터로 어셈블리되고 클러스터는 다수의 복제물을 제공하기 위해 반복되며 이러한 처리가 반복되어 결국 연속하는 패턴을 갖는 가요성 스트립을 생성하는데, 이 스트립은 실린더형 심축 상에서 제공된 실린더형 세그먼트로 어셈블리되어 실린더형 세그먼트는 재귀 반사 소자에 제공되는 웹의 폭에 대응하는 소정의 치수의 실린더를 제공하도록 어셈블리되고, 어셈블리된 실린더는 마이크로큐브의 패턴을 갖는 가요성의 연속적인 원판 실린더를 제공하도록 복사된다. 원판 실린더는 비교적 두꺼운 마더 실린더를 형성하기 위해 복사되고 이어서 대략 실린더형의 금속 엠보싱 공구를 형성하기 위해 복사될 수 있다.

전술한 바와 같이 형성된 엠보싱 공구는 미국 특허 제4,486,363호에 개시된 바와 같이 재귀 반사성 시트재 물품을 제조하기 위해 연속적인 수지성 시트재 재료의 표면 상에 마이크로큐브를 엠보싱하는데 사용될 수 있다. 여기에 개시된 방법에 따라, 전술된 엠보싱 공구는 폐쇄된 경로를 따라 가열부를 통과하면서 소정의 온도로 가열되고 이어서 소정의 온도 이하로 냉각시키는 냉각부로 이동하는데, 수지성 시트재 재료는 가열부를 통해 엠보싱 공구로 계속적으로 공급되고, 시트재는 공동 마이크로큐브의 패턴과 직접 접촉하며, 시트재는 가열부의 하나 이상의 지점에서 시트재의 일표면이 5각형 또는 직사각형 마이크로큐브의 패턴을 복사할 때까지 엠보싱 공구에 접하여 프레스된 후, 엠보싱 공구 및 시트재는 냉각부로 이송되어 시트재는 그 유리 전이 온도 이하에서 냉각되고, 엠보싱된 시트재는 엠보싱 공구로부터 분리된다.

당업자는 엠보싱 공구 및 전술한 기술에 추가하여, 전술한 5각형 또는 직사각형 마이크로큐브 엠보싱 공구가 다른 방법, 예컨대 주형법, 프레스법, 또는 주조법에 의해 재귀 반사성 시트재를 제조하는 데에 사용될 수 있음을 이해한다. 예컨대, 전술한 바와 같이 공동 5각형 또는 직사각형 마이크로큐브를 갖는 전기 주조된 스트립에는 적절한 지지체가 제공될 수 있으며, 엠보싱 또는 압축 주형 공구이지만 Rowland에 의한 미국 특허 제4,244,683호에 개시된 바와 같은 비연속 방식으로 사용될 수 있다.

본 발명에 따라 제조되고 다양한 큐브 형태의 마이크로큐브의 정밀한 광학 패턴을 갖는 재귀 반사성 시트재는 시트재 상에 삼각형의 마이크로큐브와 함께 형성되는 것이 일반적으로 바람직하다. 재귀 반사성 고속도로 표지 및 표지에 대해 특히 관련있는 0°내지 5°의 작은 입사각에 대해, 5각형 또는 직사각형 마이크로큐브의 전체 범위는 실질적으로 재귀 반사성에 대해 유효하지만, 삼각형 마이크로큐브는 66%의 범위만이 재귀 반사성을 나타낸다. 따라서, 이들 협소한 입사각에서, 5각형 또는 직사각형 마이크로큐브 재귀 반사성 시트재는 종래의 3각형 마이크로큐브에 비해서 그 재귀 반사성이 50% 증대한다.

마이크로큐브와 함께 제조되는 시트재보다는 재귀 반사성 물품이 또한 5각형 또는 직사각형 마이크로큐브에 대한 변경에 유리하다. 예컨대, 본 발명의 마이크로큐브를 통합한 포장 도로 표지는 감소된 재료 비용으로 인해 비용이 적게 들며, 존재하는 광선이 투사 광선에 가깝기 때문에 마모에 의해 덜 열화되어 표면 불규칙의 영향이 감소되며, 우묵한 포장 도로 표지 또는 약간 구져질 수 있는 포장 도로 표지에 대해 그림자에 의한 손실은 최소화된다.

반사성 시트재 업계에서, 아크릴, 폴리카보네이트 및 비닐 등의 상이한 시트재 재료는 서로 다른 굴절률 "n"을 가지며, 동일한 큐브 형태라도 다른 재귀 반사성을 나타낸다는 것이 잘 공지되어 있다(도 37 참조).

본 발명의 구조화 처리에 대한 변경에 의해 큐브에 대한 다양한 변형이 가능하다.

(1) 도 26에 도시된 바와 같이, 홈면(416)의 421에서의 교차면과 홈면(516)의 521에서의 교차면의 깊이를 도 27과 도 27A에 도시된 것처럼 경사면(413, 513)의 423에서의 교차면의 깊이에 비교하여 감소시킴으로써 정사각형 큐브를 세공할 수 있다. 정사각형 마이크로큐브의 배열은 결과적으로 도 27B에 평면도로 표시되며, 여기에서 큐브(500)는 정사각형이고, 연장된 가상선(515)에 따른 면(500A)은 5각형이 되며, 도 27B의 500A와 도 25B의 삼각형 면 300A를 비교하라. 또한, 도 27B의 사변형 면 500B와 500C는 도 25B의 면 300B와 300C와 비교되어 연장된다. 정사각형 큐브나 정사각형 범위를 벗어나 연장되는 큐브는 재귀 반사광의 스폿 패턴을 고려할 때 몇가지 이점을 갖는다.

(2) 큐브 정점면에 수직에 비례하는 큐브축의 각도는 기계의 평면에 수직에 비례한 평면의 전면 124나 224의 각 X를 선택하거나 및/또는 기계 작업대의 수직에 비례하여 도 18, 도 23, 도 25, 도 27에 도시된 V형 홈의 내부각을 이등분하여 변형 가능하고, 입구 뾰족한 모서리상의 큐브축 각의 효과를 논하기 위해 동일 출원인의 미국 특허 제3,541,606호와 Hoopman의 미국 특허 제4,588,258호와 같은 관련 특허를 참조한다.

(3) 직사각형 또는 5각형 마이크로큐브에 대해, 큐브면 사이의 2면각은 경사면을 가공하기 위해 도 15의 공구(119)의 절삭 에지(119A)를 예를 들어 도구 이동 방향에서 보았을 때 공구의 작업대에 수직인 각으로 설정함으로써 및/또는 V형 홈의 협각 Y를 90°로부터 증가시키거나 감소시킴으로써 90°로부터 변경될 수 있으며, 이러한 큐브면들 사이의 협각의 변화가 재귀 반사되는 빔의 발산을 제어한다.

(4) 큐브 개구 크기는 평판 두께와 홈 깊이를 변경하거나 쌍으로 이루어진 마이크로큐브의 열보다 더 큰 이중 두께 평판상의 마이크로큐브의 한 열을 가공하여 변경될 수 있고, 상이한 큐브 개구 크기의 마이크로큐브를 연결하여 어떤 하나의 관찰각에서의 전위 회절 손실을 최소화한다.

(5) 직사각형 큐브의 하나의 에지는 직선이기 때문에, 상이한 특성을 갖는 대향하는 직사각형 큐브쌍의 세트는 그 세트 사이의 영역 손실이나 슬립 없이 결합될 수 있다. 따라서 결합 세트는 상이한 큐브 축이나 상이한 발산, 혹은 비활성면이나 세트 사이의 날카로운 에지가 없는 상이한 큐브 높이를 가질 수 있다. 상이한 큐브 높이를 갖는 평면들 사이를 이동하기 위해, 하나 혹은 두 개로 결합하는 상이한 크기의 큐브열의 큐브 정점은 중심에서 벗어날 수 있다. 한 세트의 커다란 큐브의 마지막 큐브열의 정점을 한 세트의 더 작은 큐브 방향으로 이동시켜 2 세트의 큐브의 물질의 체적을 동일하게 한다.

유사하게, 대향하는 세트 쌍의 직사각형 큐브는 마이크로큐브 이외의 광학 항목을 가지는 평면, 원통형 평면 혹은 렌즈 모양의 구성 요소와 결합될 수 있다. 재귀 반사부와 다른 광학부로 구성된 이러한 시트재는 투과되는 시트재로서 당업계에 공지되어 있다. 평면이나 원통형 광학면의 직사각형 에지는 직사각형 마이크로큐브의 직사각형 에지와 동일한 높이로 설정될 수 있으며, 이것에 의해 2가지 형태의 평면 사이의 임의의 슬립의 월을 방지시킨다.

(6) 커다란 입사각에 대해, 매크로큐브 기술에 있어서 복수의 핀의 직사각형 큐브는 포장 도로 표지용 6각형 큐브를 사용하여 예증될 때 한 방향으로 모두 향하여 결합될 수 있고, 사용하는데 있어서 큐브축에 나란하고 핀의 한 노출 측면에 대응하는 슬립 월이 존재하게 될 것이다. 유사하게 마이크로큐브 기술에 대해, 직사각형 마이크로큐브를 가공하는 평면은 대향하여 방향 설정된 인접한 평면과(또는 동일한 방향으로 선택적으로 방향지어진 커다란 경사각에 대해) 평면의 측면에 90°-R의 각으로 설정된 기준면을 접촉시키는 큐브 정점과 결합될 수 있고, R은 주 굴절 광선과 정상적인 광선 사이의 각도가 된다.

(7) 도 32에 도시된 것처럼, 4개의 방향으로 밀접하게 그룹으로 설정된 사각 큐브는 도 33에 도시된 것처럼 평면을 만들어 생성될 수 있다. 어떤 순서가 요구되는 것은 아니지만 3세트의 홈은 도시된 것처럼 절삭된다. 3개의 홈 각각에 대해 2개의 면이 2개의 상이한 큐브에 대하여 각각 형성된다. 각 홈 세트는 평면에 대해 상이한 경사각 X와 절삭 공구의 상이한 협각을 요구하고, 이들 모두 삼각법에 의해 계산 가능하다. 하기 테이블 J는 여러 가지 큐브축 경사의 큐브를 발생하는데 사용되는 절삭 공구의 협각과 평면 경사각을 나타낸다. 예를 들어 만일 큐브축 경사가 0°가 되면 평면을 기울여야 하는 각 X로 절삭 번호 #1로 하도록 45°가 되고, 제1 절삭 공구의 협각은 109.47°가 될 것이다. 도 32에 도시된 4개의 큐브 방향을 발생하기 위해, 완성된 평면은 대향하는 평면을 교번하여 결합하고, 예를 들어 서로에 대해 180°로 회전된다. 큐브축 경사가 0°이외의 것이 되면, 평면의 경사각과 절삭 공구의 협각의 값은 각각 3개의 홈 세트 각각에 대해 하기 테이블 J에 도시된 것처럼 계산될 수 있다.

	홈 1	홈 2	홈 3
큐브축 경사	경사각	협각	경사각	협각	경사각	협각
-10°	35.02°	120.31°	16.22°	62.44°	59.80°	163.35°
-8°	36.92°	118.02°	16.99°	65.15°	58.57°	161.90°
-6°	38.87°	115.78°	17.76°	67.85°	57.36°	160.40°
-4°	40.86°	113.61°	18.53°	70.54°	56.16°	158.85°
-2°	42.90°	111.51°	19.32°	73.21°	54.97°	157.25°
0°	45°	109.47°	20.10°	75.88°	53.79°	155.60°
2°	47.15°	107.51°	20.90°	78.53°	52.63°	153.91°
4°	49.35°	105.63°	21.70°	81.16°	51.49°	152.17°
6°	51.60°	103.83°	22.51°	83.78°	50.35°	150.38°
8°	53.91°	102.11°	23.32°	86.39°	49.23°	148.56°
10°	56.28°	100.50°	24.14°	88.98°	48.13°	146.69°

상기 기록된 큐브축 경사값은 단지 예증을 위한 것이며, 본 발명의 범주를 제한하거나 본 발명의 방법으로 획득 가능한 큐브축 경사의 범위를 제한하지 않는다.

(8) 도 36에 도시된 것과 같이 5각형의 마이크로큐브를 생성하기 위해, 평판(710, 810)이 제공되며, 각 평판은 한 면이 평평하고, 다른 한 면은 다음과 같은 수학식과 동일한 협각과 평면상에 큐브를 소정 간격 이격시킨 폭을 갖는 V형 홈로 홈이 파여져 있다.

식 K:

여기서, g는 홈의 협각이고, u와 v는 평판(710, 810)상에 각각 형성된 큐브의 경사각이다(도 36A). 평판(710, 810)은 반드시 동일한 두께를 요구하지 않는다. 경사면(813)과 홈면(716)은 사각 큐브에 대해 상세히 기술된 절차와 동일한 절차로 평판(810)의 평탄면과 홈이 형성된 면으로 각각 절삭된다. 경사면(713)과 홈면(816)은 평판(710)의 홈이 형성된 면과 평탄면으로 절삭된다. 다음으로 이 평판들은 도 36에 도시된 것처럼 2개의 평판(710)이 쌍이 되고 2개의 평판(810)이 쌍이 되어 교차로 서로 대향하게 향한다. 2쌍의 대향하여 방향지어진 평판(710)의 조립의 동등물은 도 22 내지 도 25A의 사각 큐브로 도시된 것처럼 좀더 두꺼운 하나의 평판상에 2개의 큐브 열로 절삭하여 만들어질 수 있다. 이러한 구조에 대한 평판의 양 측면에는 홈이 형성된다. 경사면(713, 813)은 각각 평판(710, 810)의 길이만큼 계속된다. 2개 이상의 인접한 큐브 구성 요소에 의해 공유된 연속된 면이 육각 큐브와 존재하기 때문에, 구성 요소간의 분리선은 다각형을 완성하도록 그려질 수 있는 가장 짧은 선(도 36의 선 715와 815)으로 여겨진다. 평판의 측면상의 홈의 에지를 손상시키는 것을 막기 위하여 평판은 동등하게 홈이 생성된 더미 평판에 대향하여 홈이 형성된 측면으로 가공하도록 조립된다.

(9) 도 31에 도시된 것처럼 삼각 마이크로큐브를 생성하기 위해, 경사 영역과 활성 영역은 큐브 형태에만 의존하지 않고, 평판의 평판(110) 또는 스택은 룰링 기계 절삭면의 수직에 대하여 소정 양 X만큼 각이 형성된 평판의 측면을 갖는 룰링 기계상에 배치된다. 삼각 마이크로큐브의 패턴은 연속하는 표면을 제한하는 것과 유사한 방법으로 평판의 절삭 가능 단부상에서 제어되고, Stamm의 미국 특허 제3,712,706호 또는 본 출원인의 미국 특허 제4,478,769호에 개시된다. 다음으로 제어된 평판은 도 31에 도시된 것처럼 조립되고, 평판이 서로 180°로 서로 향한다. 또한 도 31의 어셈블리는 2중 두께의 평판(210)을 이용하여 만들어지고, 개별적으로 이 평판의 단부상의 삼각 마이크로큐브의 두 배열을 제어하며, 도 22 내지 도 25에 도시된 사각형 마이크로큐브로 도시된다. 상기 두 방법중 하나의 방법으로 가공된 삼각 마이크로큐브의 경사는 각 X와 선택된 제어각으로 생성되는 큐브축 경사를 조합하게 된다. 대부분의 경우에 있어서, 열로 쌍을 이루는 큐브는 면과 에지가 평평하게 교번하여 형성된다.

(10) 도 35에 도시된 것처럼 5각형 면과 6각형 큐브로 이루어진 재귀 반사성 어레이는 복수의 평판으로 만들어지고, 각 평판은 2개의 대향하는 표면상에 평행한 복수의 V형 홈을 갖는다. 평판을 형성하기 위해, 첫째로 대략 0.010″ 두께로 스테인레스 강철 블록의 표면상에 접착성 무전해 니켈을 도금하여 원판을 형성한다. 비전자 니켈 원판은 120°인 협각을 갖는 한 세트의 평행한 V형 홈을 형성하도록 제어되고, 예를 들어, 6각형 마이크로큐브의 소정의 양단의 치수와 동등한 홈 폭, 즉 0.006″을 형성하도록 제어된다. 홈 표면은 표면 안정화되고, 또한 원판상에 대략 0.010″의 깊이로 무전해 니켈로 도포한다. 원판으로부터 비전자 니켈 침전물을 제거하기 전에, 침전물의 표면은 서로 같은 120°V형 홈 세트로 가공되고, 원판상의 제1 세트의 V형 홈과 배열되며, 침전물의 니켈의 가장 큰 두께가 소정의 양단의 치수배인 1.155와 동일한 깊이가 된다. 침전물은 원판로부터 홈 평면처럼 분리된다.

평판은 홈이 룰링 기계의 작업대에 수직이 되도록 배치된다. 면 A는 협각이 70.52°인 절삭 공구로 가공되고(절삭 방향으로 돌출될 때), 협각의 2등분은 기계의 작업대에 수직이 된다. 다음으로 평판은 홈 측면은 각 X가 기계의 작업대에 수직에 관하여 50.77°와 동일하게 되도록 경사지어지고, 면 B1은 기계의 작업대에 수직인 협각의 2등분으로 131.81°인 협각을 갖는 절삭 공구로 절삭된다. 이 공정은 면 B2에도 반복된다.

완성된 평판은 홈 연동 장치와 전기 주조하기 위해 쌓이고, 측으로 1/2 큐브 폭을 교체하는 인접한 평판이 된다. 어셈블리내의 하나의 평판은 굵은 선으로 도시된다.

각 마이크로큐브에 있어서, 평판의 어셈블리 내에 하나의 작은 3각형 수직 벽부가 노출되어 잔존하고, 도 35에 원형으로 표시된 C로 나타낸 것처럼, 한 평면의 큐브 2면각은 인접한 평판의 큐브면에 인접한다. 이러한 노출된 벽부는 전기 주조나 엠보싱 처리로 문제 발생을 제거하지만, 필요하다면 노출된 벽부는 드래프트될 수 있다.

당업계의 당업자는 본 발명에 따라 5각형 면을 갖는 6각형 큐브의 어레이를 생성하는 방법을 인지할 것이다. 하지만 도시된 방법은 각 공작 평판에 바람직한 것이다.

실시예는 홈과 에지를 형성하기 위해 다이아몬드 공구를 사용하여 가공하는 것이 개시된 것임을 인지할 것이며, 레이저 절삭, EDM, 혹은 이온 가공과 같은 다른 선형 형성 기술을 사용할 수 있다는 것을 인지할 것이다. 또한 공지된 여러 가지 룰링 기술은 본 발명의 범주를 벗어나지 않고 사용할 수 있다. 예를 들어 평면이 평평하지 않은 홈을 절삭할 수 있지만, 약간의 곡률을 가질 수 있다.

Claims

마이크로큐브 어레이를 포함한 물품에 있어서, 상기 어레이는 2개의 인접하는 마이크로큐브마다에 대하여 그 인접 위치에 하나의 평면에 평행한 적어도 하나의 비 2면각 면 에지가 배치되고 상기 하나의 평면에는 다른 인접 위치에 있는 적어도 하나의 비 2면각 면 에지가 또한 평행하게 되는 조건을 만족하지 않는 것을 특징으로 하는 물품.
마이크로큐브로 된 룰링 불능 어레이를 포함한 것을 특징으로 하는 물품.
연속 마이크로큐브 어레이를 포함하고, 상기 어레이 내의 적어도 하나의 마이크로큐브는 삼각형이 아닌 것을 특징으로 하는 물품.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 어레이의 적어도 하나의 마이크로큐브는 삼각형인 것을 특징으로 하는 물품.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 어레이의 적어도 하나의 마이크로큐브는 삼각형인 적어도 하나의 면과 삼각형이 아닌 적어도 하나의 면을 포함하는 것을 특징으로 하는 물품.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 어레이의 적어도 하나의 마이크로큐브는 삼각형 면들을 갖지 않는 것을 특징으로 하는 물품.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 어레이의 적어도 하나의 마이크로큐브는 적어도 2개의 5각형 면을 갖는 것을 특징으로 하는 물품.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 어레이의 적어도 하나의 마이크로큐브는 4각형, 5각형 또는 6각형인 것을 특징으로 하는 물품.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 어레이는 재귀 반사성인 것을 특징으로 하는 물품.
제9항에 있어서, 상기 물품이 재귀 반사성 시트재를 포함하는 것을 특징으로 하는 물품.
제10항에 있어서, 상기 어레이의 적어도 하나의 마이크로큐브는 약 1 mm²이하의 돌출 영역을 갖는 것을 특징으로 하는 물품.
제11항에 있어서, 상기 어레이의 적어도 하나의 마이크로큐브는 약 0.35 mm²이하의 돌출 영역을 갖는 것을 특징으로 하는 물품.
제12항에 있어서, 상기 어레이의 적어도 하나의 마이크로큐브는 약 0.04 - 0.12 mm²의 돌출 영역을 갖는 것을 특징으로 하는 물품.
제10항에 있어서, 상기 시트재는 중합체 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 물품.
제14항에 있어서, 상기 중합체 수지는 아크릴, 폴리카보네이트, 비닐, 폴리에스테르 및 폴리에틸렌으로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 물품.
제14항에 있어서, 상기 마이크로큐브는 양각 세공에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 물품.
제14항에 있어서, 상기 마이크로큐브는 주조에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 물품.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 어레이의 적어도 하나의 마이크로큐브는 경사진 것을 특징으로 하는 물품.
제18항에 있어서, 상기 어레이는 굴절율이 n인 물질로 형성되고, 상기 어레이의 적어도 하나의 마이크로큐브의 경사부는 대략 을 초과하지 않는 것을 특징으로 하는 물품.
제18항에 있어서, 상기 어레이의 적어도 하나의 마이크로큐브는 면 평행성인 것을 특징으로 하는 물품.
제18항에 있어서, 상기 어레이의 적어도 하나의 마이크로큐브는 에지 평행성인 것을 특징으로 하는 물품.
제18항에 있어서, 상기 어레이의 모든 큐브축은 서로에 대해 평행하지 않는 것을 특징으로 하는 물품.
제22항에 있어서, 인접하는 큐브들 중 일부는 교대로 면 평행성 및 에지 평행성인 것을 특징으로 하는 물품.
제20항에 있어서, 상기 어레이의 적어도 하나의 마이크로큐브는 상기 마이크로큐브의 큐브축이 배치되는 대칭 평면을 가지며, 그에 따라 상기 대칭 평면에 수직한 평면으로 상기 어레이의 입사각이 증가하는 것을 특징으로 하는 물품.
제21항에 있어서, 상기 어레이의 마이크로큐브의 대칭 평면에서의 재귀 반사성은 실질적으로 일정하고 약 30°이하의 모든 입사각에 대하여 약 50% 이상인 것을 특징으로 하는 물품.
제25항에 있어서, 상기 어레이는 포장 도로 표지의 재귀 반사성 부품인 것을 특징으로 하는 물품.
제24항에 있어서, 다수의 마이크로큐브는 면 평행성이고, 상기 면 평행성 마이크로큐브는 쌍을 이룬 마이크로큐브 또는 쌍을 이룬 마이크로큐브 어레이로서 나타나며, 그에 따라 대칭 평면으로 및 이 대칭 평면에 수직한 방향으로의 입사각을 모두 증가시키는 것을 특징으로 하는 물품.
제27항에 있어서, 상기 물품은 입사광을 받기 위한 면을 가지며, 상기 물품의 재귀 반사기 축은 상기 면에 수직인 것을 특징으로 하는 물품.
마이크로큐브의 어레이를 포함하고, 상기 어레이의 적어도 일부는 약 0°의 입사각에서 실질적으로 100%인 유효 개구를 갖는 것을 특징으로 하는 물품.
6각형 마이크로큐브의 어레이를 포함하고, 상기 어레이의 적어도 일부는 소정의 입사각에서 실질적으로 100%인 유효 개구를 갖는 것을 특징으로 하는 물품.
인접한 마이크로큐브의 어레이를 포함하고, 상기 인접한 마이크로큐브의 적어도 일부는 삽각형이며, 그 형상은

로 되고, 여기에서 A와 B는 삼각형의 2개의 예각의 접선인 것을 특징으로 하는 물품.
삼각형 마이크로큐브의 어레이를 포함하고, 상기 각 마이크로큐브의 비 2면각 면 에지는 평면을 한정하며, 상기 한정된 평면의 적어도 하나는 상기 한정된 평면 이외의 적어도 하나에 평행하지 않는 것을 특징으로 하는 물품.
쌍을 이룬 직사각형 마이크로큐브를 포함한 것을 특징으로 하는 물품.
적어도 일부의 마이크로큐브의 형상이 직사각형이고 상기 직사각형 마이크로큐브의 적어도 하나의 면이 5각형인 마이크로큐브의 어레이를 포함한 것을 특징으로 하는 물품.
직사각형의 마이크로큐브의 어레이를 포함하고, 적어도 그 일부는 임의의 인접 마이크로큐브의 어떤 비 2면각 면 에지에 대해서도 비 2면각 면 에지 공선성을 갖지 않는 것을 특징으로 하는 물품.
제35항에 있어서, 상기 어레이는 4개의 인접하는 사각형 마이크로큐브로 된 사각형 서브어레이를 포함하고, 각 마이크로큐브는 인접 마이크로큐브에 대하여 90°회전되는 것을 특징으로 하는 물품.
마이크로큐브의 어레이를 포함하고, 적어도 하나의 마이크로큐브는 6각형이며 적어도 하나의 사변형의 면을 갖는 것을 특징으로 하는 물품.
5각형의 마이크로큐브의 어레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 물품.
6각형의 마이크로큐브로 이루어진 어레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 물품.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 물품은 재귀 반사성 물품을 제조하기 위한 공구의 생산에 사용되는 원판인 것을 특징으로 하는 물품.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 물품은 재귀 반사성 물품을 제조하기 위한 공구의 생산에 사용되는 전기 주조형인 것을 특징으로 하는 물품.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 어레이의 마이크로큐브는 서로 다른 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 물품.
제10항에 있어서, 상기 시트재는 투시되는 것을 특징으로 하는 물품.
6각형 마이크로큐브의 패턴을 갖는 물품의 제조 방법에 있어서,

적어도 하나의 단부와 하나의 면을 각각 갖는 복수의 미소 두께의 판들을 제공하는 단계와;

상기 판들의 각 단부가 실질적으로 단일 평면내에 놓여지도록 상기 판들을 서로 인접하게 배치하는 단계와;

각각의 홈에 대한 내부 홈 각을 형성하는 광택면들을 가지며 대략 V 자형으로 형성되고 미리 정해진 깊이 및 폭을 갖는 복수의 미소 크기 홈들을 상기 판들의 단부에 제공하는 단계와;

인접 판들 상의 홈들이 서로로부터 오프셋되어 6각형 마이크로큐브의 패턴을 형성하도록 상기 판들 중 인접하는 판들을 서로에 대하여 변위시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 물품의 제조 방법.
제44항에 있어서, 인접 판들 상의 홈들은 수직으로 대략 하나의 홈 깊이만큼, 그리고 수평으로 대략 홈 폭의 절반만큼 서로로부터 오프셋되는 것을 특징으로 하는 물품의 제조 방법.
제44항에 있어서, 인접 판들 상의 홈들은 수평으로 대략 홈 폭의 절반만큼, 그리고 수직으로 하나의 홈 깊이보다 더 크게 서로로부터 오프셋되는 것을 특징으로 하는 물품의 제조 방법.
제44항에 있어서, 상기 내부 홈 각은 홈의 길이를 따라서 일정하지 않은 것을 특징으로 하는 물품의 제조 방법.
제44항에 있어서, 각 홈의 측면의 길이는 각 판의 두께와 대략 동일한 것을 특징으로 하는 물품의 제조 방법.
제44항에 있어서, 상기 홈들은 상기 판들의 면에 대해 실질적으로 수직한 것을 특징으로 하는 물품의 제조 방법.
제44항에 있어서, 각 홈의 측면의 길이는 각 판의 두께와 동일하지 않는 것을 특징으로 하는 물품의 제조 방법.
제41항에 있어서, 상기 홈들은 각 판의 면에 실질적으로 수직하지 않는 것을 특징으로 하는 물품의 제조 방법.
직사각형 마이크로큐브의 패턴을 갖는 물품의 제조 방법에 있어서,

적어도 하나의 단부를 갖는 복수의 미소 두께의 판들을 제공하는 단계와;

상기 각 판의 단부에 경사면을 제공하는 단계와;

직사각형 마이크로큐브의 열을 형성하도록 상기 경사면에 실질적으로 수직하게 상기 판들의 단부상에 복수의 홈들을 제공하는 단계와;

상기 판들을 미리 정해진 직사각형 마이크로큐브 열의 배열로 배열시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 물품의 제조 방법.
제52항에 있어서, 상기 직사각형 마이크로큐브의 정점들은 모두 하나의 평면 내에 있는 것을 특징으로 하는 물품의 제조 방법.
제52항에 있어서, 상기 직사각형 마이크로큐브의 정점들은 모두 하나의 평면 내에 있지 않는 것을 특징으로 하는 물품의 제조 방법.
제52항에 있어서, 상기 판들은 인접하는 판들이 서로에 대해 180°배향되도록 배열되는 것을 특징으로 하는 물품의 제조 방법.
제52항에 있어서, 상기 각 홈은 홈 밑부분에서 교차하는 2개의 홈 면을 가지며, 상기 경사면은 하부 에지를 갖고, 적어도 하나의 홈의 상기 밑부분은 상기 경사면의 하부 에지를 교차하는 것을 특징으로 하는 물품의 제조 방법.
제52항에 있어서, 상기 경사면은 상기 각 판의 단부의 하나의 에지를 따라 제공되는 것을 특징으로 하는 물품의 제조 방법.
직사각형 마이크로큐브의 패턴을 갖는 물품을 제조하는 방법에 있어서,

적어도 하나의 단부를 각각 갖는 복수의 판들을 제공하는 단계와;

상기 각 단부에 제1 경사면을 제공하는 단계와;

직사각형 마이크로큐브의 제1열을 형성하도록 상기 제1 경사면에 대략 수직하게 상기 각 단부상에 제1의 복수의 홈들을 제공하는 단계와;

상기 각 단부상에 상기 제1 경사면에 인접하는 제2 경사면을 제공하는 단계와;

직사각형 마이크로큐브의 제2열을 형성하도록 상기 제2 경사면에 대략 수직하게 제2의 복수의 홈들을 제공하는 단계와;

직사각형 마이크로큐브의 열의 소정의 배열로 상기 판들을 배열시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 물품의 제조 방법.
제44항, 제52항 및 제58항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 내부의 홈 각은 상기 각 홈들에 대하여 동일하지 않는 것을 특징으로 하는 물품의 제조 방법.
제44항, 제52항 및 제58항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 판들은 각각 대략 동일한 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 물품의 제조 방법.
제44항, 제52항 및 제58항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 홈들은 서로 대략 평행한 것을 특징으로 하는 물품의 제조 방법.
제44항, 제52항 및 제58항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 홈들은 대략 평평한 면을 갖는 것을 특징으로 하는 물품의 제조 방법.
제44항, 제52항 및 제58항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 홈들은 절삭 공구로 절단함으로써 마련되고, 상기 판 단부들은 상기 절삭 공구에 의한 동시 절단 및 연마 가능한 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 물품의 제조 방법.
제63항에 있어서, 상기 판 단부들은 무전해 니켈을 포함하는 것을 특징으로 하는 물품의 제조 방법.
제63항에 있어서, 상기 판 단부들은 룰링가능한 플라스틱을 포함하는 것을 특징으로 하는 물품의 제조 방법.
제44항, 제52항 및 제58항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 홈의 내측 교차면들은 상이한 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 물품의 제조 방법.
제44항, 제52항 및 제58항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 홈들은 임의의 협각을 갖는 절삭 공구로 룰링함으로써 마련되고, 상기 절삭 공구의 협각은 홈의 소망하는 협각보다 더 작게 선택되고, 상기 홈의 협각은 식

e=cos^-1[(tan 0.5C)/tan 0.5(C+ΔC)]

(여기에서 C는 절삭 공구의 협각, C + ΔC는 홈의 협각, e는 수선에 대한 절삭 공구의 기울기를 나타냄)에 따라 절삭 공구를 기울임으로써 얻어지는 것을 특징으로 하는 물품의 제조 방법.
마이크로큐브의 패턴을 갖는 물품을 제조하는 방법에 있어서,

적어도 하나의 단부에 복수의 마이크로큐브 면들이 마련되어 있는 복수의 미소 두께의 판들을 제공하는 단계와;

상기 마이크로큐브 면들이 마이크로큐브의 패턴을 형성하도록 상기 복수의 판들은 배열하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 물품의 제조 방법.
마이크로큐브의 패턴을 갖는 물품을 제조하는 방법에 있어서,

미소 크기의 두께를 가지며 각각의 판이 그들 사이에 2개의 대략 평행한 면들 및 적어도 하나의 단부를 갖는 복수개의 판들을 제공하는 단계와;

적어도 하나의 면을 각각 갖는 복수개의 미소 크기의 연마된 홈들을 상기 판들의 각 단부에 제공하는 단계와;

소망하는 마이크로큐브의 패턴을 형성하도록 상기 판들을 소정의 배열로 서로 인접하게 배치시키는 단계를 포함하고, 상기 패턴은 상기 판들의 단부에 상기 홈의 면들을 포함하는 것을 특징으로 하는 물품의 제조 방법.
제69항에 있어서, 상기 마이크로큐브는 6각형이고, 상기 소정의 판 배열은 판 두께 t, 홈의 깊이 d 및 판들 사이의 소망의 슬립 s에 의해 결정되며, 상기 배열은 0의 슬립을 갖는 것을 특징으로 하는 물품의 제조 방법.
제69항에 있어서, 상기 마이크로큐브는 6각형이고, 상기 소정의 판 배열은 판 두께 t, 홈의 깊이 d 및 판들 사이의 소망의 슬립 s에 의해 결정되며, 상기 배열은 0이 아닌 슬립을 갖는 것을 특징으로 하는 물품의 제조 방법.
제69항에 있어서, 상기 마이크로큐브는 6각형이고, 상기 소정 배열의 판 두께 t, 홈의 깊이 d 및 슬립 s는 하기 식을 만족하도록 선택되는 것을 특징으로 하는 물품의 제조 방법.
제69항에 있어서, 상기 홈들을 제공하는 단계 중에, 상기 판들은 상기 홈들의 방향에 대해 소정의 각으로 유지되는 것을 특징으로 하는 물품의 제조 방법.
제73항에 있어서, 상기 소정의 각은 90°가 아닌 것을 특징으로 하는 물품의 제조 방법.
제70항 또는 제71항에 있어서, 상기 t, d 및 s는 하기 식을 만족하는 값을 갖는 것을 특징으로 하는 물품의 제조 방법.
제75항에 있어서, 상기 t, d 및 s는 하기 식을 만족하는 값을 갖는 것을 특징으로 하는 물품의 제조 방법.
제69항에 있어서, 상기 마이크로큐브는 직사각형이고, 상기 판의 단부의 한 에지를 따라 경사면을 제공하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 물품의 제조 방법.
제77항에 있어서, 상기 소정의 배열을 갖고 인접하는 판들은 서로에 대해 180°회전되는 것을 특징으로 하는 물품의 제조 방법.
제69항에 있어서, 상기 마이크로큐브는 직사각형이고 마이크로큐브의 2개의 열이 상기 각 판의 단부상에 형성되며,

상기 제1열의 마이크로큐브들이 상기 제1 경사면의 일부 및 2개의 인접하는 홈의 면들을 포함하도록 상기 단부의 두께의 대략 중간점을 따라 제1의 경사진 면을 제공하는 단계와;

상기 제2열의 마이크로큐브들이 상기 제2 경사면의 일부 및 제2의 복수개의 홈들 중 2개의 인접하는 홈의 면들을 포함하도록 상기 단부의 두께의 대략 중간점을 따라 제2 경사면을 제공함과 동시에 제2의 복수개의 미소 크기 홈들을 제공하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 물품의 제조 방법.
제79항에 있어서, 상기 제1 및 제2 경사면은 상기 단부로부터의 소정의 정해진 깊이에서 교차하고, 상기 홈들의 깊이 및 상기 제1 및 제2 경사면의 교차부의 깊이는 상기 얻어진 마이크로큐브가 사각형이 되도록 선택되는 것을 특징으로 하는 물품의 제조 방법.
제69항에 있어서, 상기 마이크로큐브는 직선 에지를 갖는 사각형이고, 상기 복수의 홈들은 3세트의 홈을 포함하며, 그 중 제1세트의 홈들은 제1의 협각을 가짐과 동시에 제1의 경사각으로 상기 판들이 설치되어 있고 제2세트의 홈들은 제2의 협각을 가짐과 동시에 제2의 경사각으로 상기 판들이 설치되어 있으며 제3세트의 홈들은 제3의 협각을 가짐과 동시에 제3의 경사각으로 상기 판들이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 물품의 제조 방법.
제81항에 있어서, 상기 소정 배열의 인접하는 판들은 서로에 대해 180°회전되는 것을 특징으로 하는 물품의 제조 방법.
제69항에 있어서, 상기 마이크로큐브는 5각형이고,

상기 복수의 판들은 제1의 복수개의 판들과 제2의 복수개의 판들로서 제공되며, 각각의 판들은 평평한 측면과 홈이 형성된 측면을 갖도록 하나의 평평한 면과 복수의 평행한 V자 홈들을 가진 반대쪽 면을 갖고 있고,

상기 제1의 복수개의 판들에는 각각 상기 단부의 평평한 측면을 따라 경사면이 형성됨과 동시에 상기 단부의 홈이 형성된 측면을 따라 복수개의 홈들이 마련되어 있으며,

상기 제2의 복수개의 판들에는 각각 상기 단부의 홈이 형성된 측면을 따라 경사면이 형성됨과 동시에 상기 단부의 평평한 측면을 따라 복수개의 홈들이 마련되어 있으며,

상기 판들은 상기 제1의 복수개의 판들 중 반대로 배향된 판들의 쌍이 상기 제2의 복수개의 판들 중 반대로 배향된 판들의 쌍과 엇갈리도록 소정의 배열로 서로 인접하게 위치되는 것을 특징으로 하는 물품의 제조 방법.
제83항에 있어서, 상기 판들의 측면에 형성된 홈들은 하기식에 따른 협각 g를 갖는 것을 특징으로 하는 물품의 제조 방법.

여기에서 v와 u는 각각 제1 및 제2의 복수개의 판들에 형성된 5각형 마이크로큐브의 기울기 임.
제69항에 있어서, 상기 마이크로큐브는 5각형 면들을 갖는 6각형이고, 상기 복수개의 판들은 상기 각 단부의 2개의 측면에 홈이 형성되도록 그 2개의 대향하는 면들 상에 복수개의 V자 홈들이 형성되어 있으며,

제1의 복수개의 홈들에는 그 각 단부에 제1 위치로 유지된 판이 제공되어 있고,

제2의 복수개의 홈들에는 그 각 단부에 제2 위치로 유지된 판이 제공되어 있으며,

제3의 복수개의 홈들에는 그 각 단부에 제3 위치로 유지된 판이 제공되어 있고,

상기 판들은 서로 맞물리는 측면 홈들과 함께 위치되어 있어서 5각형 면들을 가진 6각형 마이크로큐브의 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 물품의 제조 방법.
제85항에 있어서, 상기 제1의 복수개의 홈들은 약 70.52°의 협각을 갖고 상기 제1 위치는 실질적으로 수직하며, 상기 제2의 복수개의 홈들은 약 131.81°의 협각을 갖고 상기 제2 위치에서 상기 판이 수직으로부터 약 +50.77°경사져 있으며, 상기 제3의 복수개의 홈들은 약 131.81°의 협각을 갖고 상기 제3 위치에서 상기 판이 수직으로부터 약 -50.77°경사져 있는 것을 특징으로 하는 물품의 제조 방법.
제69항에 있어서, 상기 마이크로큐브는 삼각형이고,

상기 각 단부에 3세트의 평행한 홈들이 마련되고, 각 세트의 홈들은 소정의 협각을 가지며, 각 세트의 홈들은 2개의 다른 세트의 평행한 홈들에 대하여 소정의 각도를 유지하여 상기 각 단부에 삼각형 마이크로큐브의 열을 형성하고,

상기 판들은 반대로 배향된 인접 판들과 함께 배열되는 것을 특징으로 하는 물품의 제조 방법.
제87항에 있어서, 상기 각 세트의 홈의 소정의 협각은 약 70.52°이고 각 세트의 홈들은 다른 2개의 세트에 대하여 약 60°의 각으로 유지되는 것을 특징으로 하는 물품의 제조 방법.
마이크로큐브를 갖는 물품의 제조에 사용하는 미소 두께 판들의 제조 방법에 있어서,

비활성 표면을 갖는 기판을 제공하는 단계와;

상기 비활성 표면상에 미소 두께의 물질층을 증착하는 단계와;

상기 기판으로부터 상기 증착된 물질을 미소 두께 판으로서 분리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미소 두께 판 제조 방법.
제89항에 있어서, 상기 물질은 무전해 니켈인 것을 특징으로 하는 미소 두께 판 제조 방법.
제89항에 있어서, 상기 기판에는 언더컷이 제공되고 상기 증착된 물질은 상기 언더컷까지 연장하며, 그에 따라 상기 증착된 물질은 기판으로부터 분리되기 전에 상기 기판상에 유지되는 것을 특징으로 하는 미소 두께 판 제조 방법.
제91항에 있어서, 상기 증착된 물질은 상기 언더컷 부근에서 상기 증착된 층을 통해 연마함으로써 상기 기판으로부터 분리되는 것을 특징으로 하는 미소 두께 판 제조 방법.
제91항에 있어서, 상기 비활성 표면은 광택 표면인 것을 특징으로 하는 미소 두께 판 제조 방법.
제95항에 있어서, 상기 기판의 광택 표면은 상기 판에 모사되는 것을 특징으로 하는 미소 두께 판 제조 방법.
제89항에 있어서, 상기 물질은 요구되는 두께로 증착되는 것을 특징으로 하는 미소 두께 판 제조 방법.
제89항에 있어서, 상기 물질은 요구되는 두께보다 더 크게 증착되고 그 다음에 상기 요구되는 두께로 연마되는 것을 특징으로 하는 미소 두께 판 제조 방법.
제96항에 있어서, 상기 물질은 상기 요구되는 두께로 연마될 때 광학 표면이 제공되는 것을 특징으로 하는 미소 두께 판 제조 방법.
제89항에 있어서, 상기 증착된 물질은 윤이 나게 닦여지는 것을 특징으로 하는 미소 두께 판 제조 방법.
제89항에 있어서, 상기 기판의 비활성 표면은 상기 물질층을 증착하기 전에 홈이 형성되고 그에 따라 상기 홈이 형성된 표면이 상기 판에 모사되는 것을 특징으로 하는 미소 두께 판 제조 방법.
제89항에 있어서, 상기 증착된 물질에는 복수개의 흠들이 제공되고, 그에 따라 상기 판은 그 2개의 대향하는 면들상에 홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 미소 두께 판 제조 방법.
제89항에 있어서, 상기 증착된 물질에는 복수개의 홈들이 제공되는 것을 특징으로 하는 미소 두께 판 제조 방법.
제89항에 있어서, 상기 증착된 물질에 복수개의 홈을 제공하는 단계와;

상기 홈이 형성된 표면에 제2의 물질층을 증착하는 단계와;

상기 제2의 물질층의 표면에 제2의 복수개의 홈들을 제공하는 단계와;

상기 제2의 물질층이 상기 2개의 대향 측면에 홈이 형성된 판으로 되도록 상기 제2의 물질층을 상기 제1의 증착된 물질로부터 분리하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 미소 두께 판 제조 방법.
제102항에 있어서, 상기 제1의 증착된 물질은 그 위에 상기 제2의 물질층을 증착하기 전에 비활성화되는 것을 특징으로 하는 미소 두께 판 제조 방법.
마이크로큐브를 갖는 물품의 제조에 사용하기 위한 판들의 제조 방법에 있어서,

표면을 갖는 기판을 제공하는 단계와;

상기 표면상에 물질층을 증착하는 단계와;

상기 기판을 일단부에 증착층을 갖는 미소 두께 판으로 분할하는 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 판 제조 방법.
제104항에 있어서, 상기 증착된 물질은 무전해 니켈인 것을 특징으로 하는 판 제조 방법.
제89항에 기재된 방법에 따라 제조된 것을 특징으로 하는 미소 두께 판.
제104항에 기재된 방법에 따라 제조된 것을 특징으로 하는 미소 두께 판.
2개의 대향 표면과 그 사이의 적어도 하나의 단부를 가지며, 상기 적어도 하나의 단부에는 복수개의 마이크로큐브 면들이 제공되어 있는 것을 특징으로 하는 미소 두께 판.
제108항에 있어서, 상기 단부는 무전해 니켈을 포함하는 것을 특징으로 하는 미소 두께 판.