KR20050110655A

KR20050110655A - 재귀반사성 시트 및 물품의 제조 방법

Info

Publication number: KR20050110655A
Application number: KR1020057016526A
Authority: KR
Inventors: 케니스 엘 스미스
Original assignee: 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 캄파니
Priority date: 2003-03-06
Filing date: 2004-02-09
Publication date: 2005-11-23
Also published as: US7309135B2; JP5706240B2; EP3006970A1; WO2004080700A1; US20170008241A1; CA2517672A1; US20170320280A1; CA2517672C; JP2006520711A; EP3006970B1; US10562249B2; EP2261013B1; US7744228B2; JP2015072496A; EP1610941A1; JP6039636B2; US20140036367A1; EP2258540A1; BRPI0407899A; JP2011203751A

Abstract

본 발명은 성형 가능한 합성 수지를 미세구조화된 표면을 갖는 공구 상에 주입 성형하여 제조한 재귀반사성 시트 및 기타 물품의 제조 방법에 관한 것이다.

Description

재귀반사성 시트 및 물품의 제조 방법{METHOD OF MAKING RETROREFLECTIVE SHEETING AND ARTICLES}

본 발명은 미세구조화된 표면을 갖는 공구 상에 성형 가능한 합성 수지를 주입 성형하여 제조한 재귀반사성 시트의 제조 방법에 관한 것이다.

재귀반사성 재료는 재료 상에 입사한 빛을 다시 그 출발 광원을 향해 되돌리는 능력을 갖는 것이 특징이다. 이러한 특성으로 인하여 재귀반사성 시트는 다양한 교통 및 개인 안전과 관련된 용도에 널리 사용되어 왔다. 재귀반사성 시트는 다양한 물품, 예를 들어 도로 표지판, 바리케이드, 자동차 번호판, 포장 도로 마커 및 마킹 테이프뿐 아니라 차량 및 의류의 재귀반사성 테이프에도 통상적으로 사용되고 있다.

재귀반사성 시트의 공지된 2 가지 유형은 미소구계 시트와 큐브 코너 시트이다. 때때로 "비드 시트(beaded sheeting)"로도 불리는 미소구계 시트는, 일반적으로 결합제층 내에 적어도 부분적으로 매립되고, 연합된 정반사 또는 확산 반사 재료(예, 안료 입자, 금속박 또는 증기 코트 등)를 가지는 다수의 미소구를 이용하여 입사광을 재귀반사시킨다. 큐브 코너 재귀반사성 시트는 통상적으로 실질적으로 평면인 전면과 다수의 기하학적 구조체(이 중 일부 또는 전부는 큐브 코너 요소로서 형성된 3개의 반사성 면을 포함한다)를 포함하는 구조화된 배면을 가지는 얇고 투명한 층을 포함한다.

큐브 코너 재귀반사성 시트는 일반적으로 먼저, 완성된 시트가 큐브 코너 피라미드를 가질 것인지 큐브 코너 캐비티를 가질 것인지 또는 이들 둘 다를 가질 것인지에 따라, 완성된 시트 내의 원하는 큐브 코너 요소 기하구조에 상응하거나 또는 그 네가티브(역; inverted) 카피에 상응하는 구조화된 표면과 같은 구조화된 표면을 갖는 마스터 금형을 제작하여 제조한다. 마스터 금형의 공지된 제작 방법으로는 핀-번들링 기법, 직접 기계가공 기법 및 라미나(lamina)를 이용하는 기법을 들 수 있다.

핀 번들링 기법에서는, 각각 한쪽 말단에 큐브 코너 요소와 같은 기하학적 형상을 갖는 복수의 핀을 함께 조립하여 마스터 금형을 형성한다. 미국 특허 제1,591,572호(Stimson) 및 제3,926,402호(Heenan)가 대표적인 예를 제시한다.

직접 기계가공 기법에서는, 일련의 그루브를 평면형 기재(예, 금속판)의 표면에 형성하여, 절두형 큐브 코너 요소를 포함하는 마스터 금형을 형성한다. 널리 공지된 한 가지 기법에서는, 3 세트의 평행한 그루브가 내부각 60°로 서로 교차하여 큐브 코너 요소들의 배열을 형성하는데, 이들 요소 각각은 밑면이 등변인 삼각형을 갖는다(미국 특허 제3,712,706호(Stamm) 참고). 또 다른 기법에서는, 2 세트의 그루브가 60°보다 큰 각으로 서로 교차하고, 제3 세트의 그루브가 나머지 2 세트 각각과 60°미만의 각으로 교차하여 경사진 큐브 코너 요소 매칭쌍의 배열을 형성한다(미국 특허 제4,588,258호(Hoopman) 참고). 직접 기계가공에서는, 다수의 개개의 면들이 일반적으로 절삭 공구의 연속 동작에 의해 형성된 그 그루브를 따라 형성된다. 따라서, 그러한 개개의 면들은 금형 제작 절차 전반에 걸쳐 그 정렬을 유지한다. 이러한 이유로, 직접 기계가공 기법에 의하면 매우 작은 큐브 코너 요소들을 정밀하게 기계가공할 수 있다. 그러나 직접 기계가공 기법의 단점은, 제조할 수 있는 큐브 코너 기하구조의 유형에 있어서 디자인 융통성을 감소시켰고, 이는 전체 광 회귀에 영향을 준다는 것이다.

라미나를 이용하는 기법에서는, 하나의 종방향 연부 상에 형성된 기하학적 형상을 갖는 라미나로서 불리는 복수의 얇은 시트(즉, 평판)를 조립하여 마스터 금형을 형성한다. 라미나 기법은 일반적으로 핀 번들링 기법에 비해 노동력이 적게 드는데, 그 이유는 별도로 기계가공하는 부품이 더 적기 때문이다. 예를 들어, 한 개의 라미나는 일반적으로 단일 큐브 코너 요소를 포함하는 각 핀과 비교하여 약 400∼1000개의 개별 큐브 코너 요소를 포함한다. 라미나 기법의 대표적인 예는 EP 0 844 056 A1(Mimura); 미국 특허 제6,015,214호(Heenan); 미국 특허 제5,981,032호(Smith); 미국 특허 제6,159,407호(Krinke) 및 미국 특허 제6,257,860호(Luttrell)를 참조할 수 있다.

절두형 큐브 코너 배열의 인접 큐브 코너 요소들의 밑변은 일반적으로 동일 평면 상에 있다. "완전 큐브(full cube)" 또는 "우선 기하구조(preferred geometry; PG) 큐브 코너 요소"로 지칭되는 다른 큐브 코너 요소 구조체는 일반적으로 동평면 상에 존재하지 않는 적어도 2개의 비-이면각 변을 포함한다. 그러한 구조체는 절두형 큐브 코너 요소에 비하여 일반적으로 더 높은 총 광 회귀를 나타낸다. 특정 PG 큐브 코너 요소들은 WO 00/60385에 기재된 바와 같이, 일련의 기재들의 직접 기계가공을 통해 제작할 수 있다. 그러나, 이러한 다단계 제작 과정을 이용하여 기하학적 정확도를 유지하는 것은 어렵다. 또한, 형성된 PG 큐브 코너 요소들 및/또는 요소들의 배열에 디자인 제약도 분명히 발생할 수 있다. 이와는 달리, 핀 번들링 기법 및 라미나를 이용하는 기법에 의하면 PG 큐브 코너 요소들의 다양한 형상 및 정렬의 형성이 가능하다. 그러나 핀 번들링과는 달리 라미나를 이용하는 기법에 의하면, 상대적으로 더 작은 PG 큐브 코너 요소를 형성할 수 있다는 장점도 있다.

마스터 금형을 제작한 후에, 이 마스터 금형은 일반적으로 통상적인 니켈 전기성형과 같은 임의의 적합한 기법을 이용하여 복제하여 미세구조화된 시트를 형성하기 위한 소정의 크기의 공구를 제조한다. 이로써 다형성성(multigenerational) 포지티브 및 네가티브 카피 공구, 예컨대 마스터와 실질적으로 동일한 정도의 큐브 형성 정밀도를 갖는 공구가 형성된다. 미국 특허 제4,478,769호 및 제5,156,863호(Pricone)뿐 아니라 미국 특허 제6,159,407호(Krinke)에 기재된 것과 같은 전기성형 기법이 공지되어 있다. 흔히 복수의 복제품을, 예를 들어 미국 특허 제6,322,652호(Paulson)에 기재된 방법과 같은 용접에 의해 서로 결합시킨다. 그 후 형성된 공구는, 당분야에 공지된 바와 같은 엠보싱 가공, 압출, 또는 주입 성형-경화와 같은 공정에 의해 큐브 코너 재귀반사성 시트를 형성하는 데 이용할 수 있다.

예를 들어 미국 특허 제3,684,348호 및 제3,811,983호는 재귀반사성 재료 및 복합 재료의 제조 방법을 기술하는데, 이 방법에서는 유체 성형 재료를 큐브 코너 오목부를 갖는 금형 표면 상에 용착시키고 예비성형 바디 부재를 그 위에 적용한다. 그 후 성형 재료는 경화시켜 바디 부재에 결합시킨다. 성형 재료는 용융된 수지일 수 있으며, 이것은 적어도 부분적으로 냉각에 의해 고화시키는데, 용융 수지의 고유 성질에 의해 그 바디 부재에 대한 결합력이 생성된다. 대안으로, 성형 재료는 가교성 기를 갖는 유체 수지일 수 있으며, 이것은 적어도 부분적으로 수지의 가교에 의해 고화시킬 수 있다. 성형 재료는 또한 부분 중합된 수지 조성물일 수 있으며, 이 때 이의 고화는 적어도 부분적으로 수지 조성물의 중합에 의해 수행한다.

미국 미네소타주 세인트 폴 소재의 3M 컴퍼니("3M")에서 상표명 "3M Scotchlite Brand Reflective Sheeting 3990 VIP"로 시판되는 재귀반사성 시트와 같은 절두형 큐브 코너 배열을 포함하는 다양한 재귀반사성 시트가 성공적으로 시판되고 있다. 완전 큐브 또는 PG 큐브 코너 요소의 배열을 포함하는 재귀반사성 시트는 특허 문헌에 기술되어 있긴 하지만 아직 상업적으로 제조되거나 시판되고 있지는 않다. 완전 큐브 또는 PG 큐브 코너 요소의 배열을 포함하는 재귀반사성 시트의 상업적 성공을 위해서는, 산업계에서는 그러한 배열을 포함하는 재귀반사성 시트의 개선된 제조 방법을 유리하게 이용해야 할 것이다.

발명의 개요

완전 큐브 또는 PG 큐브 코너 캐비티의 배열을 포함하는 재귀반사성 시트의 제조를 위한 특정 공구의 한 가지 특징은 채널의 존재이다. 본 발명자는, 그러한 채널의 존재뿐 아니라, 시트의 제조 과정에서, 수지 공급 시스템(예, 전진 공구)과 비교하여 상기 공구의 상대적 동작 방향에 대한 그러한 채널의 배향이 복제의 품질뿐 아니라 시트의 제조 속도에도 상당한 영향을 미친다는 사실을 발견하였다. 본 발명은 하나 이상의 채널을 갖는 큐브 코너 미세구조화된 표면을 포함하는 공구를 제공하는 단계; 채널이 전진 공구의 방향에 실질적으로 평행하도록 하는 방향으로 상기 공구를 전진시키는 단계; 성형 가능한 수지를 상기 공구 표면 상에 주입 성형하는 단계; 수지를 고화시켜 큐브 코너 요소를 포함하는 표면을 갖는 재귀반사성 시트를 형성하는 단계 및 상기 공구로부터 시트를 분리해 내는 단계를 포함하는, 재귀반사성 시트의 제조 방법에 관한 것이다.

또 다른 구체예에서, 본 발명은 한 쌍의 종방향 주연부 및 1열 이상의 PG 큐브 코너 미세구조 및 상기 열에 실질적으로 평행하게 연장되는 하나 이상의 채널을 포함하는 재귀반사성 시트를 개시하는데, 여기서 상기 채널은 시트의 종방향 주연부에 실질적으로 평행하다. 종방향 주연부의 치수는 제조되었을 때의 시트의 최대 치수에 이른다. 시트는 롤-굿(roll-good)으로서 제공되는 것이 바람직하다.

이러한 구체예 각각에서 큐브 코너 미세구조는 바람직하게는 PG 큐브 코너 미세구조이다. 큐브 코너 미세구조는 캐비티(cavity) 또는 요소(element)일 수 있다. 채널은 공통의 정점에서 교차하는 제1 평면형 면과 제2 평면형 면을 포함하는 주요 그루브 채널일 수 있다. 대안으로 또는 이에 더하여, 채널은 큐브 코너 면들을 포함하는 제1 면 및 대향하는 큐브 코너 면들을 포함하는 제2 면을 포함하는 구조화된 채널일 수 있다. 대안으로, 구조화된 채널은 대향하는 큐브 코너 미세구조의 대향하는 비-이면각 변의 교선을 포함할 수 있다. 대안으로 또는 이에 더하여, 채널은 제1 평면형 면과 제2의 구조화된 면을 포함하는 큐브 캐비티 채널일 수 있다. 제1 평면형 면은 바람직하게는 주요 그루브 면의 레플리카이다. 큐브 캐비티 채널의 레플리카는 큐브 코너 요소들을 제공한다. 수지는 용융된 상태로 제공되거나 시트의 형태로 제공되는 열가소성 수지일 수 있다. 경우에 따라 (예를 들어, 열경화성, 방사선 경화성) 수지가 캐리어 웹 상에 제공될 수 있다.

첨부 도면 중 몇몇 도면에서, 동일한 부분은 동일한 도면 부호를 표시하였다.

도 1은 큐브 코너 미세구조 형성 전의 예시적인 단일 라미나의 투시도이다.

도 2는 큐브 코너 요소 미세구조를 포함하는 4개의 라미나를 포함하는 마스터 공구의 투시도이다.

도 3은 큐브 코너 캐비티 미세구조를 포함하는, 도 2의 마스터 공구의 레플리카인 공구의 투시도이다.

도 4a는 본 발명에 따라 슬롯 다이를 사용하여 공구 상에 용융된 중합체 수지를 압출하는 예시적인 방법의 측면도이다.

도 4b는 공구의 확대도이다.

도 4c는 공구 위에 위치한 수지의 확대도이다.

도 5는 본 발명의 방법에 사용하기 위한 장치의 예시적인 슬롯 다이 장치의 측면도이다.

도 6은 본 발명에 사용하기 위한 예시적인 슬롯 다이 장치의 상세 측면도를 도시한다.

도 7a-7d는 본 발명의 예시적인 방법 및 예시적인 슬롯 다이 장치를 사용하여 제조된 재귀반사성 시트의 사진을 도시한다.

도 8은 크로스웹 채널과 비교하여 다운웹(downweb) 채널을 갖는 공구로부터 제조된 재귀반사성 시트를 도시한다.

도 9a는 채널이 공구의 동작 방향에 대하여 크로스웹(crossweb)(즉, 수직) 방향으로 배향된, 제조된 재귀반사성 시트의 사진을 도시한다.

도 9b는 채널이 공구의 동작 방향에 대하여 다운웹(즉, 수직) 방향으로 배향된, 제조된 재귀반사성 시트의 사진을 도시한다.

본 발명의 방법 및 장치는 재귀반사성 시트와 같은 미세구조화된 시트 물품의 제조에 관한 것이다.

본원에 사용되는 "시트"란 용어는 중합체(예, 합성) 재료의 얇은 단편을 의미한다. 시트는 임의의 폭 및 길이를 가질 수 있으며, 그러한 치수는 단지 시트가 제조되는 장치(예를 들어, 공구의 폭, 슬롯 다이 오리피스의 폭 등)에 의해서 제한된다. 재귀반사성 시트의 두께는 일반적으로 약 0.004 인치(0.1016 mm)∼약 0.10 인치(2.54 mm)이다. 바람직하게는 재귀반사성 시트의 두께는 약 0.020 인치(0.508 mm) 미만이며, 보다 바람직하게는 약 0.014 인치(0.3556 mm) 미만이다. 재귀반사성 시트의 경우, 그 폭은 일반적으로 30 인치(122 cm) 이상이며, 바람직하게는 48 인치(76 cm) 이상이다. 시트는 일반적으로, 이 시트가 취급이 편리한 롤-굿으로서 제공되도록, 최대 약 50 야드(45.5 m)∼100 야드(91 m)의 길이에 대하여 연속적인 형태이다. 시일 필름(seal film) 또는 오버레이(overlay)와 같은 추가의 층을 이용할 수도 있다. 그러나 대안으로, 시트는 롤-굿으로서가 아니라 개별 시트로서 제조될 수도 있다. 그러한 구체예에서, 시트는 바람직하게는 그 치수가 완성된 물품의 치수에 상응한다. 예를 들어, 재귀반사성 시트는 표준 U.S. 표지판의 치수(예, 30 인치 x 30 인치(76 cm x 76 cm))를 가질 수 있으며, 따라서 시트를 제조하는 데 이용되는 미세구조화된 공구는 대략 그와 동일한 치수를 가질 수 있다. 자동차 번호판 또는 반사성 버튼과 같은 더 작은 물품은 그에 따라 더 작은 치수를 갖는 시트를 이용할 수 있다.

재귀반사성 시트가 롤-굿으로 제공되는지 시트로서 제공되는지에 관계없이, 시트는 도 8의 2a 및 2b로 표시된 바와 같이 한 쌍의 종방향 주연부를 포함한다. 그러한 종방향 주연부는 그 범위가 일반적으로 시트의 최대 방향에 이른다. 또한, 종방향 주연부는 전진 공구의 동작 방향 및/또는 시트가 제조되는 공정으로부터의 전진하는 성형 가능한 수지와 평행하다. 바람직하게는, PG 큐브 코너 요소의 열은 이러한 종방향 주연부에 평행하게 정렬된다.

본원에 사용되는 "미세구조화된"이란 시트의 적어도 한 주요 표면이 측면 치수(예, 큐브 코너 구조의 그루브 정점 간의 간격)가 0.25 인치(6.35 mm) 미만, 바람직하게는 0.125 인치(3.175 mm) 미만, 보다 바람직하게는 0.04 인치(1 mm) 미만인 구조를 포함하는 것을 의미한다. 측면 치수, 특히 큐브 코너 요소의 측면 치수는 바람직하게는 0.020 인치(0.508 mm) 미만, 보다 바람직하게는 0.007 인치(0.1778 mm) 미만이다. 미세구조는 평균 높이가 약 0.001 인치(0.0254 mm)∼0.010 인치(0.254 mm)이며, 0.004 인치(0.1016 mm) 미만의 높이가 가장 일반적이다. 또한, 큐브 코너 미세구조의 최소 측면 치수는 일반적으로 0.0005 인치(0.0127 mm) 이상이다. 큐브 코너 미세구조는 큐브 코너 캐비티, 또는 바람직하게는 피크를 갖는 큐브 코너 요소를 포함할 수 있다.

본원에서 사용되는 "주입 성형"이란 성형 가능한 수지를 미세구조화된 금형 표면과 접촉시킴으로써 성형 가능한 수지를 미세구조화된 표면을 갖는 시트로 형성하는 것을 의미한다. 성형 가능한 수지는 미세구조화된 표면을 갖는 금형 공구 상에 압출하거나 펌핑하거나 주입할 수 있도록 충분히 유동성인 것이 바람직하다. 수지의 점도는 매우 다양할 수 있다. 중합성 수지는 흔히 저점도에서 중간 점도의 액체인 반면, 열가소성 수지는 주입 성형 온도에서 비교적 점성을 띨 수 있다. 선택적으로, 성형 가능한 수지는 전진 엠보싱 공구와 접촉하는 시트의 형태로 제공되거나 코팅된 캐리어 웹과 공구를 접촉시키는 것을 포함하는 롤링 뱅크 공정에 의해 제공될 수 있다.

본원에서 사용되는 "공구"는 일반적으로 먼저 미세구조화된 표면을 갖는 마스터 금형을 제작하여 얻는다. 마스터 금형의 제작 방법은 공지되어 있다. 재귀반사성 시트의 제조에 이용되는 마스터 금형은 일반적으로 당분야에 공지된 바와 같이 핀-번들링 기법, 직접 기계가공 기법 및 라미나를 이용하는 기법으로부터 제조한다. 본 발명에 사용하기 위한 마스터 금형은 라미나 기법으로부터 유도된 것이 바람직하다.

도 1을 참조하면, 라미나(10)는 제1 주요 표면(12) 및 반대쪽의 제2 주요 표면(나타내지 않음)을 포함한다. 라미나(10)는 작업면(16)과, 제1 주요 표면(12)과 제2 주요 표면 사이에서 연장되는 반대쪽 바닥 표면을 더 포함한다. 라미나(10)는 제1 말단 표면(20)과 반대쪽 제2 말단 표면(22)을 더 포함한다.

라미나(10)는 동일한 수퍼임포즈 Cartesian 좌표계를 사용하여 3차원 공간에서 묘사할 수 있다. 제1 기준면(24)은 주요 표면(12) 사이의 중심에 위치한다. x-z 면으로서 지칭되는 제1 기준면(24)은 그 수직 벡터로서 y-축을 갖는다. x-y 면으로서 지칭되는 제2 기준면(26)은 라미나(10)의 작업면(16)과 실질적으로 동일 평면 상에서 연장되고 그 수직 벡터로서 z-축을 갖는다. y-z 면으로서 지칭되는 제3 기준면(28)은 제1 말단 표면(20)과 제2 말단 표면(22) 사이의 중심에 위치하며 그 수직 벡터로서 x-축을 갖는다.

큐브 코너 미세구조를 포함하는 라미나의 기계가공 방법에서는, 제1 그루브 세트, 선택적인 제2 그루브 세트 및 바람직하게는 제3의 주요 그루브가 그루브 형성 기계에 의해 형성된다. 본원에서 사용되는 "그루브 세트"란 용어는 그루브 세트 내 인접한 그루브들에 대해 공칭 평행 내지 1°내에서 비평행한 범위로 존재하는, 라미나(10)의 작업면(16)에 형성된 그루브를 의미한다. 대안으로 또는 이에 더하여, 그루브 세트의 그루브들은 후술하는 바와 같이 특정 기준면에 대해 공칭 평행 내지 1°내에서 비평행한 범위로 존재할 수 있다. 따라서, 개별 그루브 또는 그루브 세트의 그루브에 대한 각각의 특징(예, 직각, 각 등)은 상기한 정도의 잠재적 편차를 갖는 것으로 이해된다. 공칭 평행 그루브는 그루브 형성 기계의 정밀도 내에서 어떠한 고의적인 편차도 도입되지 않은 그루브이다.

일반적으로, 제1 그루브 세트는 라미나의 제1 주요 표면(12)과 작업면(16)을 교차하는 개개의 그루브 정점을 갖는 복수의 그루브를 포함한다. 작업면(16)은 비변경 상태(즉, 비구조화 상태)로 남아있는 부분을 포함할 수 있긴 하지만, 작업면(16)은 비구조화된 표면 부분이 실질적으로 없는 것이 바람직하다.

제2 그루브 세트(즉, 존재할 경우)는 라미나의 제1 주요 표면과 작업면(16)을 교차하는 개개의 그루브 정점을 갖는 복수의 그루브를 포함한다. 제1 그루브 세트와 제2 그루브 세트는 대략 제1 기준면(24)을 따라 교차하여 교호하는 복수의 피크 및 V형 밸리를 포함하는 구조화된 표면을 형성한다. 도시되진 않았지만, 이러한 구체예는 도 2의 라미나(200)과 라미나(300)의 조합체와 동일한 것으로 볼 수 있다.

제1 그루브 세트와 제2 그루브 세트 둘 다를 본원에서는 "사이드 그루브(side groove)"로 칭할 수도 있다. 본원에서 사용되는 사이드 그루브란, 그루브(들)가 그 개개의 그루브 방향 벡터에 대하여 하나 이상의 인접 그루브에 대해, 바람직하게는 사이드 그루브 세트의 모든 그루브에 대해 공칭 평행 내지 1°내에서 비평행한 범위로 존재하는 개개의 그루브 또는 그루브 세트를 의미한다. 특정 그루브의 방향은 그루브 정점을 따라 정렬된 벡터에 의해 정의된다. 그루브 방향 벡터는 x, y, 및 z 방향으로 그 성분에 의해 정의될 수 있으며, x-축은 기준면(28)에 수직이고 y-축은 기준면(24)에 수직이다. 대안으로 또는 이에 더하여, 사이드 그루브는 기준면(28)에 대해 공칭 평행 내지 기준면(28)에 대해 1°내에서 비평행한 범위에 존재하는 그루브를 의미한다. 사이드 그루브는 경우에 따라 상기한 정도의 편차까지 기준면(28)에 대하여 수직일 수 있다. 사이드 그루브는 내부각 오차 및/또는 비대칭 및/또는 경사와 같은 재귀반사된 발산 프로필을 개선시키기 위하여 의도적인 작은 변화량을 포함할 수 있다. 비대칭 및/또는 경사의 장점은 2003년 3월 6일자 미국 특허 출원 제60/452464호에 기재되어 있다. 미국 특허 출원 제60/452464호는 본 출원의 우선권 주장의 기초가 되는 출원인 미국 특허 출원 제60/452605호와 동시에 출원되었다.

라미나는 바람직하게는 실질적으로 라미나의 전체 길이에 걸쳐 연장되는 주요 그루브 면을 포함한다. 주요 그루브 면의 형성에 의해 라미나 상에 3개의 수직 또는 거의 수직인 광학면을 갖는 복수의 큐브 코너 요소들을 포함하는 구조화된 표면이 형성된다. 전형적으로, 그러한 주요 그루브 면과 작업면 (12) 또는 (14)의 교선은 기준면 (24) 및 (26)에 공칭 평행하다. 단일 라미나는 단일 주요 그루브 면, 대향 측 상의 한 쌍의 그루브 면 및/또는 한 쌍의 주요 그루브 면을 동시에 제공하는 기준면(24)과 작업면의 교선을 따라 위치하는 주요 그루브를 가질 수 있다. 대향 배향을 갖는 한 쌍의 단일 라미나 및 바람직하게는 대향 배향을 갖는 복수의 라미나(예, 도 2에서 100, 200, 300 및 400으로 표시된 4개의 라미나)는 일반적으로, 예를 들어 도 2에 도시된 바와 같이 그 개개의 주요 그루브 면이 주요 그루브(52)를 형성하도록 조립된다.

재귀반사성 시트를 형성하기 위한 적합한 크기의 마스터 공구를 형성하기 위해서는, 복수의 공구(타일(tile)이라고도 칭함)를, 마스터 공구의 표면을 전기도금하여 네가티브 카피를 형성한 후, 네가티브 카피를 전기도금하여 포지티브 카피를 형성하고, 포지티브 카피를 전기도금하여 2세대 네가티브 카피를 형성하는 등의 방식으로 형성한다. 포지티브 카피는 마스터 공구와 동일한 큐브 코너 요소 구조를 지니는 반면, 네가티브 카피는 큐브 캐비티 레플리카이다. 따라서, 네가티브 카피 공구(예, 도 3)는 포지티브 카피(즉, 큐브 코너 요소) 시트를 제조하는 데 이용되는 반면, 포지티브 카피 공구(예, 도 2)는 네가티브 카피(즉, 큐브 코너 캐비티) 시트를 제조하는 데 이용된다. 그 후 공구와 같은 타일링을 원하는 크기의 마스터 공구를 형성하도록 함께 조립할 수 있다. 본 발명에서, 공구는 일반적으로 채널이 접합된 공구 부분 사이에서 실질적으로 연속적이 되도록 하는 배향으로 타일링(tiling)한다.

공구를 얻은 방식과 무관하게, 또 공구가 면들이 피크에서 교차하는 큐브 코너 요소 미세구조를 포함하는지 아니면 그 복제가 큐브 코너 요소를 형성하는 큐브 코너 캐비티 미세구조를 포함하는지와 무관하게, 본 발명의 방법에 이용되는 공구는 적어도 하나, 일반적으로는 복수의 채널을 포함한다. 이 채널은 일반적으로 큐브 코너 미세구조(예, 개개의 라미나 상에 형성된 큐브 코너 미세구조)의 열에 평행하다.

한 양태에서, 채널은 주요 그루브에 의해 한정된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 주요 그루브 채널(52)은 일반적으로 한 쌍의 인접한 주요 그루브 면에 의해 생성된다. 대안으로 또는 이에 더하여, 주요 그루브 채널은 도 1에 도시된 바와 같이 작업면(16)과 기준면(24)의 교선을 따라 존재할 수 있다. 주요 그루브 면들은 일반적으로 교차하여 선을 형성한다. 이러한 교선은 정점이라고도 칭할 수 있다. 주요 그루브 채널은 절두형 큐브 코너 배열의 직접 기계가공에 의해 형성된 그루브와는 상이하다. 한 양태에서, 절두형 큐브 코너 배열의 어느 하나의 직접 기계가공된 그루브의 정점은 일반적으로 다른 그루브 세트(예를 들어, 제1 그루브 세트에 대해 60°에서 형성된 것)에 의해 교차되며, 그루브 면들은 연속적이지 않다. 이와는 달리, 주요 그루브의 바닥 부분(예, 정점)은 일반적으로 다른 그루브들과 교차되지 않는다. 따라서, 절두형 큐브 코너 배열의 그루브 면은 복수의 대향하는 삼각형 면을 포함하는 반면, 주요 그루브 면은 오각형과 같은 비삼각형 면을 포함한다. 절두형 큐브 코너 배열에서는 공구가 복수의 요소 또는 복수의 캐비티를 포함하나, 한 공구에 둘 다를 포함하지는 않는다. 이와는 달리, 완전 큐브 또는 PG 큐브 코너 배열을 포함하는 공구는 캐비티(예, 큐브 코너 캐비티 또는 다른 캐비티) 및 돌출부(예, 큐브 코너 요소 및 다른 구조체)의 조합을 갖는다. 일반적으로, 주요 그루브 면의 약 10% 이상에서 약 50%가 연속적이며 그루브 정점선 위에 위치한다.

또 다른 양태에서, 주요 그루브 채널(들)의 존재 대신에 또는 이에 더하여, 공구는 채널(54)를 포함할 수 있고, 바람직하게는 도 2에 도시된 바와 같은 대향 배향을 가지는 미세구조화된 요소와 같은 한 쌍의 미세구조화 요소의 열의 교선에 의해 형성된 복수의 채널을 포함할 수 있다. 이러한 유형의 채널은 본원에서 "구조화된 채널"이라 칭한다. 이러한 구조화된 채널은 주요 그루브 채널 사이에 존재할 수 있다. 또한, 그러한 구조화된 채널은 주요 그루브 채널에 일반적으로 평행하다. 예를 들어, 공구는 도 2에 도시된 구조화된 채널과 교호하는 주요 그루브 채널을 가질 수 있다. 구조화된 채널은 직선에서 교차하지 않는다. 오히려, 교선은 일반적으로 반복 패턴으로 교호하는 피크와 밸리와 같은, 피크와 밸리에 의해 형성된 복수의 선분을 포함한다. 구조화된 채널의 면은 바람직하게는 큐브 코너 면(예, 인접 라미나 상에 형성된 인접 큐브 열로부터)을 포함한다.

재귀반사성 시트는 공구의 레플리카이기 때문에, 도 2의 공구는 큐브 코너 캐비티를 포함하는 큐브 코너 미세구조를 생성한다. 따라서, 재귀반사성 시트는 도 3에 도시된 바와 같은 큐브 코너 캐비티를 포함하는 공구로부터 유도된다. 이러한 유형의 공구의 채널(53)은 도 2의 채널의 것과는 상이하다. 이러한 구체예에서, 각각의 채널은 일반적으로 실질적으로 연속적인 평면형 면(51)을 포함한다. 이 면은 바람직하게는 주요 그루브 면의 복제로부터 유도될 수 있다. 대안으로, 이 면은 주요 표면(예, 도 1의 12)의 일부분의 복제로부터 형성될 수 있다. 대안으로, 이 면은, 면이 이 면과 교차하는 구조체에 의해 중단되는 불연속성일 수 있다. 채널의 제2 면은 일반적으로 구조화된 면이다. 도 2에 도시된 구조화된 면과는 달리, 공구 상에 도시된 도 3의 제2 면의 구조체는 큐브 코너 요소 구조체가 아니다. 그러나, 평면형 면(51)과 제2의 구조화된 면 사이에 형성된 채널은 큐브 코너 캐비티를 형성하는데, 이는 캐비티의 복제가 큐브 코너 요소를 (예를 들어, 열로) 형성한다는 것을 의미한다. 따라서 이러한 채널은 큐브 코너 캐비티 채널이라 칭할 수 있다.

채널은 또한 미세구조화된 표면의 전체 높이, 즉 미세구조의 최고 지점과 최저 지점 사이에서 z-축을 따르는 길이에 대한 채널의 깊이의 비와 관련하여 추가로 묘사할 수 있다. 이 비는 다양할 수 있지만, 10 피트/min 이상의 속도로 우수한 복제를 달성하기 위해서는 이 비가 약 0.4보다 큰 것(예, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1에 근접함)이 바람직하다.

일반적으로, 요소들의 각 열에 대해 하나 이상의 채널이 존재하는 것이 통상적이다. 각 채널은 일반적으로 라미나의 전체 길이, 큐브 열의 전체 길이, 배열의 전체 치수, 또는 시트의 전체 길이에 걸쳐 연장된다. 그러나, 최소한, 채널은 그 폭의 약 10배 이상의 길이, 바람직하게는 그 폭의 100배 이상의 길이, 보다 바람직하게는 그 폭의 500배 이상의 길이에 대하여 연장된다. 채널의 유형과 관계없이, 즉, 주요 그루브 채널, 구조화된 채널 또는 큐브 코너 캐비티 채널에 관계없이, 본 발명의 방법은 그러한 채널의 주요 부분, 바람직하게는 실질적으로 채널 전부가 공급 시스템, 즉 전진 공구 및/또는 전진 분배 장치의 방향과 비교하여 공구의 상대적 동작에 대해 실질적으로 평행하도록 공급 시스템(예, 슬롯 다이 장치와 같은 분배 장치)에 공구를 제공하는 것을 이용한다. 채널의 충전 방향에 대한 채널의 방향 또는 배향과 관련하여 사용되는 "실질적으로 평행한"이란 이러한 두 방향에 의해 형성된 예각을 지칭한다. 바람직하게는, 채널(들)의 배향은 0°에서 20°이하로 변화하며, 보다 바람직하게는 10°이하로(예, 9°, 8°, 7°, 6°), 가장 바람직하게는 5°이하로(예, 5°, 4°, 3°, 2°, 1°)로 변화한다. 본 발명의 방법은 성형 가능한(예를 들어 유체) 수지를 제공하기 위한 분배 수단으로서 슬롯 다이 장치를 사용하는 것과 관련하여 설명한다. 본원에서 사용되는 "슬롯 다이 장치"란 수지 분배 부분을 포함하는 캐비티를 포함하는 장치를 지칭하는데, 그 배열의 디자인은 다양할 수 있고(예, 코트 행어, T-슬롯 등), 캐비티는 한 쌍의 다이 립 사이에 제공된 슬롯 오리피스에서 종결된다. 슬롯 오리피스는 전형적으로 장방형이다. 슬롯 다이 장치에는 통상 조정 볼트, 전기 히터, 열전대 등과 같은 당분야에 공지된 다양한 기타 구성요소들이 장착된다. 슬롯 오리피스의 치수는 다양할 수 있다. 예를 들어, 폭은 0.010 인치∼0.1 인치 범위에서 다양할 수 있는 한편, 그 길이는 2 인치에서 60 인치의 범위(즉, 코팅 라인의 폭)에서 다양할 수 있다.

본원에서 기술하는 예시적인 슬롯 다이 장치 대신에 다른 분배 장치를 대안으로 사용할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 니들 공급 시스템을 이용할 수 있다. 또한, 대안으로 성형 가능한 수지를 엠보싱 공구와 접촉하는 시트(즉, 이 중 적어도 하나는 전진성)로서 제공할 수 있거나 또는 성형 가능한 수지를 롤링 뱅크 공정의 경우에서와 같이 캐리어 웹 상에 제공할 수 있다. 분배 장치에 따라 오리피스는 공구 표면에 근접 위치할 수 있거나 또는 약간 떨어져 위치할 수 있다.

예를 들어, 공구는 미국 특허 제4,601,861호(Pricone)에 기재된 바와 같은 재귀반사성 물품을 형성하기 위해 엠보싱 공구로서 이용할 수 있다. 대안으로, 재귀반사성 시트는 PCT 출원 번호 WO 95/11464 및 미국 특허 제3,684,348호에 교시된 바와 같은 예비성형된 필름에 대하여 큐브 코너 요소를 주입 성형함으로써, 또는 예비성형된 큐브 코너 요소에 예비성형된 필름을 적층함으로써, 층상 제품으로서 제조할 수 있다.

본원에 기재된 본 발명을 이용하지 않고 경화 가능한 유체 합성 수지를 주입 성형하여 재귀반사성 시트를 제조하는 방법은, 미국 특허 제3,811,983호(Rowland); 제3,689,346호(Rowland); 및 미국 특허 제5,961,846호(Benson Jr.)에 개괄적으로 개시되어 있다.

도 4a∼4c를 참조하면, 대표적인 제조 장치 및 방법(1010)은, 예를 들어 드라이브 롤 (1400a) 및/또는 (1400b)를 사용하여 미세구조화된 표면(1100)을 갖는 공구(1200)를 전진시키는 단계; 슬롯 다이 장치(1000)를 사용하여 유체 합성 수지를 공구의 미세구조화된 표면 상에 주입 성형하는 단계; 공구와 접촉시키면서 수지를 충분히 경화(즉, 고화)시켜 시트(1600)를 형성하는 단계; 및 공구로부터 시트를 분리해 내는 단계를 포함한다. 연속 제조법의 경우, 시트의 선도 연부를, 예를 들어 스트리퍼 롤(1800)을 사용하여 공구 표면으로부터 분리해 낸다. 공구의 충전 방향은 공급 시스템(예, 슬롯 다이 장치)에 대한 공구의 상대적 동작 방향(310)이다. 따라서, 도 4a∼4c에서, 충전 방향은 분배 장치의 오리피스에 수직이다.

슬롯 다이 장치 및 전진 공구가 수직 배열로 도시되어 있긴 하지만, 수평 또는 다른 배열(즉, 수평과 수직 사이의 각) 역시 이용될 수 있다. 특정한 배열에 관계없이, 슬롯 다이 장치는 유체 수지를 슬롯 다이 장치의 오리피스에서 미세구조화된 공구에, 바람직하게는 공구에 수직인 방향으로 제공한다. 또한, 제조 공정은 다수의 슬롯 다이 장치 배열을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 슬롯 다이 장치를 제공하여 큐브 캐비티를 부분적으로 충전한 후 제2 슬롯 다이를 제공하여 캐비티의 나머지 부분을 충전할 수 있다.

다이는 잭스크류 또는 수압 실린더와 같은 적절한 수단에 의해 전진 공구 표면을 향하여 이동할 수 있는 실체적인 기계적 구조틀에 장착한다. 대안으로, 다이는 정지형일 수 있으며 전진 공구 표면이 다이를 향해 이동할 수 있다. 다이가 공구로부터 약 0.020 인치 떨어져 위치할 경우, 유체 합성 수지(예, 용융된 열가소성 중합체 재료)는 공구와 접촉하여 미세구조화된 공구 표면 상에 연속 수지층을 형성한다. 슬롯 다이 장치와 공구 표면 사이의 갭은 일반적으로 최종 시트 두께의 약 2배보다 작다. 따라서, 갭은, 공칭 두께가 0.0025 인치∼0.015 인치인 시트를 제조할 경우, 약 0.004 인치∼0.030 인치의 범위이다.

수지의 점도는, 수지가 경우에 따라 적용된 진공, 압력, 온도, 초음파 진동, 또는 기계적 수단에 의해 금형 표면 내의 캐비티로 유입되도록 하는 점도이다. 수지가 캐비티를 실질적으로 채울 정도로 충분한 양으로 적용되는 것이 바람직하다. 바람직한 구체예에서, 유체 수지는 시트의 최종 랜드(land) 두께(즉, 복제된 미세구조로부터 형성되는 부분을 제외한 두께, 도 4에서 1300b)가 0.001∼0.100 인치, 바람직하게는 0.003∼0.010 인치가 되도록 하는 속도로 공급된다. 도 4c를 참조하면, 공구 표면 반대쪽의 (예를 들어 고화된) 수지의 표면(1300a)은 대체로 평활하고 평면이다. 그러나 대안으로 수지는 큐브 캐비티만이 충전되어 시트에 실질적으로 랜드층이 없도록 하는 방식으로 공급될 수 있다. 이러한 구체예에서, 큐브 코너 요소는 일반적으로 필름층에 접합시킨 후에 공구 표면으로부터 분리해 낸다.

용융된 열가소성 수지를 압출하는 경우, 수지는 일반적으로 먼저 고형 펠릿 형태로 제공하고, 수지를 용융 압출기(2000)에 연속 공급하는 호퍼(2100)에 주입한다. 열은 일반적으로 드라이브 롤(1400A) 위를 통과시켜 공구에 공급하며, 상기 드라이브 롤은, 예를 들어 순환하는 고온 오일에 의해 또는 전기 유도에 의해 가열되어 공구 표면 온도를 중합체의 연화점보다 높게 유지한다. 압출된 수지 또는 공구 상에 물을 분사하는 것, 공구의 비구조화된 표면을 냉각 롤과 접촉시키는 것, 또는 고압 송풍기에 의해 제공되는 직접 충돌 공기 분사와 같은 적합한 냉각 수단을 압출 후에 제공하여, 수지가 공구로부터 분리해 낼 수 있도록 수지를 충분히 경화시킨다.

중합성 수지의 경우, 이 수지는 슬롯 다이 장치(1000)를 공급하는 분배기로 직접 주입 또는 펌핑할 수 있다. 중합체 수지가 반응성 수지인 구체예의 경우, 시트의 제조 방법은 수지를 하나 이상의 단계로 경화시키는 것을 더 포함한다. 예를 들어, 수지는 공구로부터 분리해 내기 전에 수지를 충분히 경화시키기 위하여 중합성 수지의 성질에 따라 화학선, 자외광, 가시광 등과 같은 적합한 방사선 에너지원에 노출시켜 경화시킬 수 있다. 냉각 및 경화를 병용할 수도 있다.

도 5 및 6을 참조하면, 본 발명에 사용하기 위한 예시적인 슬롯 다이 장치(1020)는 두 개의 부분, 즉 제1 다이 부분(110) 및 제2 다이 부분(115)을 포함한다. 제1 다이 부분과 제2 다이 부분은 다이 분할선(180)에서 서로 결합되어 장방형 슬롯 오리피스(181)를 갖는 슬롯 캐비티(도시하지 않음)를 형성한다. 슬롯 오리피스(181)에 인접하고 롤(1400a)의 회전 방향(310)에 대하여 하류에, 본원에서 하류 립이라고도 칭하는 제1 다이 립(120)이 위치한다. 슬롯 오리피스(181)에 인접하고 롤(1400a)의 회전 방향(310)에 대하여 상류에, 본원에서 상류 립이라고도 칭하는 제2 다이 립(170)이 위치한다. 이들 립은 미세구조화된 표면을 갖는 연속 전진 이동성 공구(1200)에 아주 근접하게 된다. 드라이브 롤(1400a)은 롤의 작업면에 대하여 전체 롤 표면 휨 정도를 0.001 인치 미만으로 유지하면서 높은 다이 하중력을 견디도록 형성된다.

본 발명의 방법에서는, 공구 및/또는 성형 가능한 수지가 전진되며, 따라서 공구의 채널(즉, 주요 그루브 채널 및/또는 구조화된 채널 및/또는 큐브 코너 캐비티 채널)이 전진 공구의 방향에 실질적으로 평행하도록 제공된다. 이렇게 함에 있어서, 공구의 채널은 바람직하게는 슬롯 다이 장치의 슬롯 오리피스에 실질적으로 수직인 것이 바람직하다. 본 발명자들은, 채널이 전진 공구의 방향에 수직이 되도록 분배 장치에 공구를 제공하면 공구 충전이 불량해진다는 사실을 발견하였다. 불량한 공구 충전은 도 8의 B 부분에 도시된 바와 같이 불균일성이 실질적으로 없는 것이 아니라 도 8의 A 부분에 도시된 바와 같이 평면도 내에 크로스웹 줄무늬와 같은 고르지 못한 외관을 갖는 시트에 의해 명백히 확인할 수 있다. 시트를 현미경으로 관찰해 보면, A 부분은 도 9b에 도시된 바와 같이 상당한 비충전 함유부를 갖는 반면, 도 9a의 비충전 함유부의 비율은 1% 미만임이 명백하다. 도 8의 A 부분은 또한 큐브 코너 요소 결함의 심각성으로 인하여 (존재한다면) 불량한 재귀반사 휘도를 나타낼 것이다.

예를 들어 미국 특허 제6,257,860호(Lutrell 등)에 기술된 바와 같은, 라미나를 기계가공하고 라미나로부터 마스터 공구를 형성하는 방법이 공지되어 있다. 사이드 그루브에 실질적으로 비대칭 및/또는 경사가 없는 구체예의 경우, 사이드 그루브는 미국 특허 제6,257,860호(Lutrell 등) 및 미국 특허 제6,159,407호(Krinke 등)에 기재된 바와 같이, 복수의 적층된 라미나 내에 형성될 수 있다. 개개의 라미나(예, 비대칭 및/또는 경사를 포함하는 사이드 그루브를 갖는 라미나)의 연부 상에 그루브를 형성하고, 라미나를 조립하고, 조립된 라미나의 미세구조화된 표면을 복제하기 위한 바람직한 방법은 2003년 3월 6일자 미국 특허 출원 제10/383039호에 기재되어 있다. 미국 특허 출원 제10/383039호는 본 출원의 우선권 주장의 기초가 되는 출원인 미국 특허 출원 제60/452605호와 동시에 출원되었다. 상기한 방법은 그루브 형성 기계를 사용하여 복수의 V형 그루브를 형성함으로써 라미나의 노출된 연부 표면 부분(즉, 도 1에 도시된 작업면(16)) 상에 큐브 코너 미세구조를 기계가공하는 것에 관해 기술한다.

라미나는 길이 및 높이가 그 두께의 약 10배 이상(바람직하게는 두께의 100배, 200배, 300배, 400배, 500배 이상)인 얇은 판이다. 라미나(들)는 어떠한 특정한 치수에 한정되는 것은 아니다. 당업자라면 라미나의 최적 치수가 라미나의 굴곡 강도, 좌굴 강도 및 취급 용이성과 관련됨을 알 것이다. 또한, 최적 치수는 최종 디자인(예, 큐브 코너 구조체)의 광학 요건에 의해 제약을 받을 수 있다. 라미나는 일반적으로 그 두께가 0.25 인치(6.35 mm) 미만, 바람직하게는 0.125 인치(3.175 mm) 미만이다. 라미나의 두께는 바람직하게는 약 0.020 인치(0.508 mm) 미만이며, 보다 바람직하게는 약 0.010 인치(0.254 mm) 미만이다. 일반적으로, 라미나의 두께는 약 0.001 인치(0.0254 mm) 이상이고, 보다 바람직하게는 약 0.003 인치(0.0762 mm) 이상이다. 그러한 라미나의 길이는 약 1 인치(25.4 mm)∼약 20 인치(5.08 cm)의 범위이며, 일반적으로 6 인치(15.24 cm) 미만이다. 라미나의 높이는 일반적으로 약 0.5 인치(12.7 mm)∼약 3 인치(7.62 cm)의 범위이며, 보다 전형적으로는 2 인치(5.08 cm) 미만이다.

일반적으로, 라미나는 연부 상에 직접 기계가공된 그루브를 형성하기에 적합한 임의의 기재로 구성될 수 있다. 적합한 기재는 거친 부분을 형성하지 않고 깨끗하게 기계가공되며, 낮은 연성 및 낮은 입상도를 나타내고, 그루브 형성 후에 치수 정확성을 유지한다. 기계가공 가능한 다양한 플라스틱 또는 금속이 이용될 수 있다. 적합한 플라스틱은 아크릴 또는 기타 재료와 같은 열가소성 또는 열경화성 재료를 포함한다. 기계가공 가능한 금속은 알루미늄, 황동, 구리, 무전해 니켈 및 이들의 합금을 포함한다. 바람직한 금속은 비철 금속을 포함한다. 적합한 라미나 재료는, 예를 들어 롤링, 주입 성형, 화학적 용착, 전기 용착 또는 단조(forging)에 의해 시트로 형성할 수 있다. 바람직한 기계가공 재료는 일반적으로 그루브 형성 중에 절삭 공구의 마모를 최소화하도록 선택한다. 다른 재료 역시 다른 유형의 미세구조를 포함하는 라미나에 적합하게 이용될 수 있다.

V형 그루브는 각 그루브를 정밀하게 형성할 수 있는 다이아몬드 가공 기계를 사용하여 형성하는 것이 바람직하다. 커네티컷주 브릿지포트 소재의 Moore Special Tool Company; 뉴 햄프셔 킨 소재의 Precitech; 및 펜실베이니아주 피츠버그 소재의 Aerotech Inc.가 상기한 목적에 적합한 기계를 제조한다. 그러한 기계는 일반적으로 레이저 간섭계-위치 지정 장치를 포함한다. 적합한 정밀 회전 테이블은 AA Gage(마이애미주 스털링 하이츠 소재)에서 시판되는 반면, 적합한 마이크로 간섭계는 Zygo Corporation(커네티컷주 미들필드 소재) 및 Veeco의 계열사인 Wyko(아리조나주 턱선 소재)로부터 시판된다. 미세구조(예, 그루브 정점 간격 및 그루브 깊이)의 정밀도(즉, 포인트 대 포인트 위치 지정)는 그 정밀도가 +/- 500 nm 이상인 것이 바람직하고, +/- 250 nm 이상인 것이 보다 바람직하며, +/- 100 nm 이상인 것이 가장 바람직하다. 그루브 각의 정밀도는 절단체의 길이(예, 라미나의 두께)에 대하여 +/- 2 arc 분(+/- 0.033°) 이상이며, +/- 1 arc 분(+/- 0.017°) 이상인 것이 보다 바람직하고, +/- 1/2 arc 분(+/- 0.0083°) 이상인 것이 더욱 더 바람직하고, +/- 1/4 arc 분(+/- 0.0042°) 이상인 것이 가장 바람직하다. 또한, 분해능(즉, 현재 축 위치를 검출하기 위한 그루브 형성 기계의 능력)은 일반적으로 정밀도의 약 10% 이상이다. 따라서, 정밀도가 +/- 100 nm인 경우, 분해능은 +/- 10 nm 이상이다. 짧은 간격(즉, 10개의 평행한 인접 그루브)에 대해서는 정밀도가 대략 분해능과 동일하다. 시간이 경과함에 따라 그러한 정확도를 갖는 복수의 그루브를 일관적으로 형성하기 위해서는, 공정 온도를 +/1 0.1℃ 내로 유지하고, +/- 0.01℃ 내로 유지하는 것이 바람직하다.

사용하기에 적합한 다이아몬드 공구는 K&Y Diamond(뉴욕주 무어스 소재) 또는 Chardon Tool(오하이오주 차든 소재)로부터 구입할 수 있는 다이아몬드 공구와 같은 고품질의 공구이다. 특히, 적합한 다이아몬드 공구는, 2000배 화이트 광학 현미경으로 관찰 시, 팁의 0.010 인치(0.254 mm) 내에 스크래치가 없는 것이다. 일반적으로, 다이아몬드의 팁은 크기가 약 0.00003 인치(0.000762 mm)∼약 0.00005 인치(0.001270 mm)인 평면형의 부분을 갖는다. 또한, 적합한 다이아몬드 공구의 표면 마감은 바람직하게는 조도(roughness)가 평균 약 3 mm 미만이고, 피크-밸리 조도가 약 10 nm 미만이다. 표면 마감은 기계가공 가능한 기재에서 시험 절편을 형성하고 이 시험 절편을 Veeco의 계열사인 Wyko(아리조나주 턱선 소재)에서 구입할 수 있는 것과 같은 마이크로간섭계로 평가함으로써 평가할 수 있다.

본 방법은 미세구조화된 공구 표면 상에 성형 가능한(예를 들어, 유체) 수지를 주입 성형하기 위한 각종 분배 장치를 이용할 수 있다. 적합한 분배 장치는 미국 특허 제5,067,432호(Lippert)에 기재된 슬롯 다이 장치뿐 아니라 위스콘신주 치페와 폴스 소재의 Extrusion Dies, Inc.에서 상표명 "Ultracoat" 및 "Ultraflex"로 시판하는 슬롯 다이 장치를 포함한다. 몇몇 구체예에서, 본 발명의 방법은 2003년 3월 6일자 미국 특허 출원 제10/382375호(발명의 명칭: "재귀반사성 시트 및 슬롯 다이 장치의 제조 방법")에 기재된 방법 및 장치를 추가로 이용한다.

도 6을 참조하면, 예시적인 다이가 두 개의 표면 부분을 가지고 총 길이가 약 1.0 인치(예, 0.88 인치)인 하류 립을 포함한다. 제1 표면 부분은, 도 6에 도시된 바와 같이, 선도 연부(130)에서부터, 길이(121a)가 0.41"이고 립 표면으로부터 다이 분할선(180)의 외삽까지 반시계 방향으로 측정 시 수직선에 대한 각(128)이 89.2°인 제1 표면 부분의 트레일링 연부(trailing edge)(125)(즉, 또한 제2 표면 부분의 선도 연부와 두 개의 표면 부분에 대해 인접한 선)까지 연장된다. 제2 표면 부분은, 도 3에 도시된 바와 같이, 길이(126a)가 0.47"이고 립 표면으로부터 다이 분할선(180)의 외삽까지 반시계 방향으로 측정 시 수직선에 대한 각(122)이 86.8°인 제1 표면 부분의 트레일링 연부(125)까지 연장된다. 또한, 하류 립은 립 표면 부분과 전진 공구 사이에 발생하는 높은 압력으로 인한 굴곡 또는 휨을 견디기에 충분한 기계적 강도를 포함한다.

본 발명의 방법은 임의의 미세구조 디자인, 예를 들어 전술한 바와 같이 주요 그루브 및/또는 미세구조화된 채널 및/또는 큐브 코너 캐비티 채널을 포함하는 큐브 코너 요소 디자인과 함께 사용하기에 적합하다. 공구는 채널의 주요 부분이 전진 공구의 방향에 실질적으로 평행하도록 제공되기 때문에, 롤-굿의 경우에는 채널 역시 시트의 종방향 연부, 즉 최대 치수에 실질적으로 평행하다.

재귀반사성 시트는 바람직하게는, 라미나(들) 및 재귀반사성 시트의 큐브 코너 요소의 적어도 일부분, 바람직하게는 실질적으로 모든 큐브 코너 요소가 절두되지 않은 완전 큐브인 큐브 코너 미세구조의 배열을 포함한다. 한 양태에서, 완전 큐브 요소의 밑면은 삼각형이 아니다. 또 다른 양태에서, 완전 큐브 요소의 비-이면각 변은 전부 동일 면 내에 있는 것은 아닌 것(즉, 동평면성이 아님)이 특징이다. 그러한 큐브 코너 요소는 바람직하게는 "우선 기하구조(PG) 큐브 코너 요소"이다. 완전 큐브 및 PG 큐브 코너 요소는 일반적으로 절두형 큐브 코너 요소에 비해 더 큰 총 빛 회귀량을 나타낸다.

PG 큐브 코너 요소는 기준면을 따라 연장되는 큐브 코너 요소의 구조화된 표면에 대하여 한정될 수 있다. 본 출원에서, PG 큐브 코너 요소는 (1) 기준면에 평행하지 않고, (2) 이웃하는 큐브 코너 요소의 인접 비-이면각 변에 실질적으로 평행한 하나 이상의 비-이면각 변을 갖는 큐브 코너 요소를 의미한다. 3개의 반사성 면이 장방형(사각형 포함), 장방형, 4변형, 사다리꼴, 5변형 또는 6변형을 포함하는 큐브 코너 요소가 PG 큐브 코너 요소의 예이다. PG 큐브 코너 요소의 정의와 관련하여 사용되는 "기준면"은 인접한 큐브 코너 요소 또는 다른 기하학적 구조체 그룹 부근의 면에 근접한 면 또는 다른 표면을 의미하며, 상기 큐브 코너 요소 또는 기하학적 구조체는 그 면을 따라 배치된다. 단일 라미나의 경우, 인접한 큐브 코너 요소들의 그룹은 하나의 열 또는 한 쌍의 열로 구성된다. 조립된 라미나의 경우, 인접한 큐브 코너 요소들의 그룹은 단일 라미나 및 인접하는 접촉 라미나의 큐브 코너 요소를 포함한다. 시트의 경우, 인접 큐브 코너 요소들의 그룹은 대체로 육안으로 식별 가능한 면적(예, 바람직하게는 1 mm² 이상), 바람직하게는 시트의 전체 치수에 걸쳐 존재한다.

본 발명의 재귀반사성 시트를 위한 적합한 수지 조성물은 치수 안정성이고 영구성이고 내후성이고 원하는 구조로의 성형이 용이한 투명한 재료인 것이 바람직하다. 적합한 재료의 예로는 Rohm and Haas Company에서 제조된 상표명 Plexiglas의 수지와 같은 굴절률 약 1.5 이상의 아크릴; 굴절률 약 1.59 이상의 폴리카르보네이트; 열경화성 아크릴레이트 및 에폭시 아크릴레이트와 같은 반응성 재료; 폴리에틸렌계 이오노머, 예컨대 E.I. Dupont de Nemours and Co., Inc.에서 상표명 SURLYN으로 시판되는 것; (폴리)에틸렌-코-아크릴산; 폴리에스테르; 폴리우레탄; 및 셀룰로스 아세테이트 부티레이트를 포함한다. 강도 및 비교적 높은 굴절률로 인하여 폴리카르보네이트가 특히 적합하며, 이것은 일반적으로 더 넓은 범위의 입사각에 대하여 향상된 재귀반사 성능을 제공한다. 용융 유량 범위가 17 g/10분∼24 g/10분(ASTM D1238 또는 ISO 1133-1991; 조건 300/1.2)인 사출 성형 등급의 폴리카르보네이트가 일반적으로 바람직하다. 이들 재료는 또한 염료, 착색제, 안료, UV 안정화제, 또는 기타 첨가제를 함유할 수 있다. 재귀반사성 시트의 제조에는 투명한 합성 수지가 이용되지만, 다른 미세구조화된 물품의 경우 합성 수지는 불투명하거나 반투명한 것일 수도 있다.

용융된 중합체 수지의 경우 이 수지는 일반적으로 충분한 냉각이 진행됨에 따라 고화된다. 예를 들어, 폴리카르보네이트는 온도가 약 240℉ 또는 그 이하에 도달하게 되면 충분히 냉각된다. 냉각은, 압출된 수지 또는 공구에 물을 분사하고, 수지 또는 공구의 비구조화된 표면을 냉각 롤과 접촉시키는 것에 의해, 또는 고압 송풍기에 의해 제공되는 직접 충돌 공기 분사에 의할 수 있다.

큐브 코너 요소의 배열을 형성하기에 적합한 재료의 다른 예로는 화학선, 예를 들어 전자빔, 자외광 또는 가시광에 노출되어 자유 라디칼 중합 메카니즘에 의해 가교될 수 있는 반응성 수지 시스템이 있다. 또한, 이들 재료는 벤조일 퍼옥시드와 같은 열적 개시제를 첨가하여 열적 수단에 의해 중합시킬 수 있다. 방사선에 의해 개시되는 양이온 중합성 수지 역시 이용될 수 있다. 큐브 코너 요소의 배열을 형성하는 데 적합한 반응성 수지는 아크릴기를 보유하는 1종 이상의 화합물과 광개시제의 배합물일 수 있다. 바람직하게는 수지 배합물은 조사 시 가교된 중합체 망상조직의 형성을 확실히 하기 위해 일작용성, 이작용성 또는 다작용성 화합물을 함유한다.

본 발명에 사용될 수 있는, 자유 라디칼 메카니즘에 의해 중합될 수 있는 수지의 예로는 에폭시, 폴리에스테르, 폴리에테르 및 우레탄으로부터 유도된 아크릴계 수지, 에틸렌계 불포화 화합물, 하나 이상의 펜던트 아크릴기를 갖는 이소시아네이트 유도체, 아크릴화 에폭시 이외의 에폭시 수지와 이들의 혼합물 및 조합물을 들 수 있다. 아크릴레이트란 용어는 본원에서 아크릴레이트와 메타크릴레이트 둘 다를 포함하는 용어로 사용된다. 미국 특허 제4,576,850호(Martens)는 본 발명의 큐브 코너 요소 배열에 사용될 수 있는 가교된 수지들의 예를 개시한다.

시트의 제조는 시트의 고화 이전 또는 이후에 다른 선택적인 제조 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 재귀반사성 시트는 PCT 출원 WO 95/11464 및 미국 특허 제3,684,348호에 교시된 바와 같이 예비성형된 필름에 대하여 큐브 코너 요소를 주입 성형하거나 또는 예비성형된 필름을 예비성형된 큐브 코너 요소에 적층함으로써, 층상 제품으로서 제조할 수 있다. 이를 수행하기 위해, 개별 큐브 코너 요소들을 예비성형된 필름에 의해 서로 연결한다. 또한, 요소 및 필름은 일반적으로 상이한 재료로 구성된다.

대안으로 또는 이에 더하여, 금속 코팅과 같은 정반사 코팅을 큐브 코너 요소의 이면에 적용할 수 있다. 금속 코팅은 알루미늄, 은 또는 니켈과 같은 금속을 증착 또는 화학적 용착시키는 것과 같은 공지의 기법에 의해 적용할 수 있다. 금속 코팅의 부착을 촉진하기 위해 큐브 코너 요소의 이면에 프라이머 층을 적용할 수 있다.

금속 코팅에 더하여 또는 그 대신에, 시일 필름을 큐브 코너 요소의 이면에 적용할 수 있다. 이에 대해서는, 예를 들어 미국 특허 제4,025,159호 및 제5,117,304호를 참조할 수 있다. 시일 필름은 계면에서 총 내부 반사를 가능하게 하고 오물 및/또는 수분과 같은 오염물의 진입을 방지하도록 큐브의 이면에서 공기 계면을 유지한다. 또한, 별개의 오버레이 필름을 개선된 내구성(예, 옥외 내구성)을 위해 또는 이미지 수용 표면을 제공하기 위해 시트의 가시면에 이용할 수 있다. 그러한 옥외 내구성의 표시는 장기간 동안 기후에 노출된 후(예를 들어, 1년, 3년) ASTM D49560-1a에서 요구되는 것과 같은 충분한 휘도 명세를 유지하는 것이다. 또한, 기후 노출 전과 후에 CAP Y 백도가 30보다 큰 것이 바람직하다.

재귀반사성 시트는 높은 재귀반사 휘도로 인하여 교통 표지판, 포장 도로 마킹, 차량 마킹 및 개인 안전 물품과 같은 다양한 용도에 유용하게 사용될 수 있다. 미연방 시험 방법 표준 370에 따라 입사각 4°, 배향각 0°, 관찰각 0.2°에서 측정될 수 있는 재귀반사율 R_A는 일반적으로 적어도 100 칸델라/룩스/m²(CDL), 바람직하게는 적어도 300 CDL, 가장 바람직하게는 적어도 600 CDL이다.

상술한 설명은 예시를 위한 것이며 한정적인 것이 아님을 이해하여야 한다. 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위에서 전술한 설명으로부터 본 발명의 다양한 변형예 및 변경예가 당업자에게는 자명할 것이며, 본 발명은 본원에 기술된 예시적인 구체예에 부당하게 한정되는 것이 아님을 이해하여야 한다.

실시예 1∼4

위스콘신주 치페와 폴스 소재의 Extrusion Dies Inc.에서 상표명 "Ultracoat"로 시판하는 슬롯 다이 장치와 실질적으로 동일하되, 단, 하류 다이 립이 하기 (1)∼(5)와 같은 특수한 특징을 포함하도록 변경시킨 장치를 사용하여 재귀반사성 시트를 제조하였다: (1) 립의 가로 방향 길이는 0.478"에서 0.884"로 변경시켰다; (2) 폴리카르보네이트 출구 슬릿 부근의 립 섹션은 립의 가로 방향 섹션에 힌지를 제공하도록 얇게 만듦으로써, 립의 하류 부분이 수직 면에서 조정될 수 있도록 하였다; (3) 상기 립의 폴리카르보네이트 접촉 표면은 2개의 평면형 표면, 즉, 공구 표면으로부터 다이의 분할선의 외삽까지 반시계 방향으로 측정 시 수직선에 대해 89.2°각도에 위치하는 제1 표면 및 공구 표면으로부터 다이의 분할선의 외삽까지 반시계 방향으로 측정 시 수직선에 대해 87.6°각도에 위치하는 제2 표면을 제공하도록 기계가공하였다; (4) 다이 볼트는 다이 립의 아웃보드(outboard) 또는 트레일링 섹션 상에 추진되도록 구성하여, 볼트의 조정이 트레일링 립의 수직 변위를 발생시키는 한편, 전방 다이 립과 후방 다이 립 사이의 폴리카르보네이트 슬롯은 실질적으로 변화시키지 않도록 하였다; (5) 립을 P-20 공구 스틸로부터 제조하여, 도 3을 참조할 경우 치수(150)이 두께 0.33 인치, 치수(151)이 두께 0.26 인치, 치수(152)가 두께 0.19 인치, 각(153)이 면(2000)에 대하여 105°가 되도록 하였다.

작동 시, 다이는, 분할선 슬롯 오리피스가, 수직 면 내에서 다이를 이동시키기 위한 다이 지지보 및 잭스크류 조립체를 갖는 강성 구조틀 내 상사점(top dead center)에서 롤에 접하는 기준면에 대해 상사점에서 0.050" 상류에 수평으로 위치하도록 설치하여, 이것이 가열된 롤러로부터 일정 간격 이격 배치되도록 하였다. 잭스크류 조립체에는 지지보의 양 측면 상에 작동 모터를 장착하고, 이를 다이보에 볼트로 고정하였다. 잭스크류의 이동 말단은 로드 셀로 쓰레딩(threading)하였고, 로드 셀은 다이 립과 상호작용하는 용융된 수지에 의해 발생된 순 부하가 로드 셀을 통해 전달되어 로드 셀에 의해 감지되도록 주 지지 구조체에 볼트로 고정하였다. 로드 셀은 이들 다이 힘의 디지털 디스플레이를 제공하는 적절한 전자장치에 연결하였다. 다이는 단축 스크류 압출기에 장착하였다.

용융 유량 범위가 17 g/10분∼24 g/10분(ASTM D1238 또는 ISO 1133-1991; 조건 300/1.2)인 사출 성형 등급의 폴리카르보네이트를 250℉ 건조 호퍼에서 4 시간 동안 건조시켰다. 건조된 폴리카르보네이트 펠릿은 압출기 입구에 일괄 공급하였다. 압출기 배럴 구역 온도는 구역 1의 경우 475℉, 구역 2의 경우 535℉, 구역 3의 경우 550℉, 구역 4의 경우 565℉, 구역 5의 경우 570℉로 설정하였다. 압출기 말단에 있는 게이트 출구 구역 온도는 575℉로 설정하였다. 중합체 용융 온도 및 압력은 각각 용융 열전대 및 압력 프로브를 사용하여 압출기 게이트에서 측정하였고, 하기 표 1에 제시하였다. 내경(I.D.) 1.25 인치의 어댑터가 압출기 게이트와 다이를 연결하였다. 어댑터 상의 온도는 560℉로 설정하였다. 다이 바디는 16개의 온도 구역으로 나누었으며, 각 온도 구역은 면적이 거의 동일하였다. 하류 립은 연속 구역 1∼8을 포함한 반면, 상류 립은 연속 구역 9∼16을 포함하였고, 구역 1 및 16은 슬롯 오리피스의 반대측 상에서 서로 인접하였다. 구역 온도는 구역 1, 2, 7, 8, 9 및 10의 경우 575℉; 구역 3, 6, 11 및 14의 경우 560℉; 구역 4, 5, 12 및 13의 경우 545℉; 구역 15 및 16의 경우 570℉로 설정하였다.

다이는 처음에는, 하류 립이 재귀반사성 시트의 원하는 미세프리즘형 디자인의 역(inverse)으로 구성된 공구의 미세프리즘형 표면으로부터 약 10 mil 이격되도록 배치하였다(하기에서 더 상세히 설명함). 트레일링 다이 립(126)의 수직 위치는, 다이 볼트 전부를 1회전의 3/8만큼 돌려 제2 표면 부분의 트레일링 연부(140)가 공구에 0.004" 더 가까워지도록 하여 조정하였다. 미세프리즘형 표면은 하기 표 1에 제시된 라인 속도로 설정된 연속 금속 벨트 상에 위치하였다. 공구의 미세프리즘형 표면은, 높은 다이 하중력을 견디도록 제조된 연속 구동 가열 롤러 둘레로 벨트를 감는 한편, 직경 30 인치의 롤러의 작업면에 대하여 전체 롤러 표면 휨 정도가 1 mil로 유지되도록 하여 다이에 제공하였다. 열은 설정 온도 495℉의 고온 오일 시스템에 의해 롤러에 공급하였다. 공구 표면 온도는 하기 표 1에 제시된 공구의 좌측 및 우측의 평평한 비구조화된 가장자리 상에서 접촉 고온계로 측정하였다.

공구는 다운웹 방향으로 약 20 피트, 크로스웹 방향으로 약 3 피트였다. 공구는 치수가 약 2 인치 x 4 인치(즉, 각 라미나의 미세프리즘형 표면의 길이)인 라미나의 조립체로 이루어진 마스터 금형으로부터 유도된 전기성형된 복제품을 포함하였다. 라미나의 기계가공 방법뿐 아니라 조립 방법 및 조립된 라미나의 복제 방법에 대해서는 앞서 언급한 2003년 3월 6일자 미국 특허 출원 제10/383039호에 기술되어 있다. 라미나(들) 내에 형성된 광학적 디자인은 앞서 언급한 미국 특허 출원 제60/452464호에 기술되어 있다. 실질적으로 전체 라미나 길이에 걸쳐 연장되는 주요 그루브가 각 라미나에 형성되었다. 주요 그루브 면은 공구 표면의 면에 의해 정의되는 수직 벡터에 대해 약 35.49°로 배향되었다. 실질적으로 75.226°및 104.774°의 내부각을 갖는 사이드 그루브의 교호 쌍을 0.005625 인치 간격으로 각 라미나 내에 형성하여 큐브 코너 캐비티의 나머지 면을 생성하였다. 큐브 코너 캐비티의 대칭 축은 기준면(24)에 실질적으로 평행한 면 내에 약 6.03°로 경사지게 하였다. 사이드 그루브는 주요 그루브 면에 실질적으로 직각이 되도록 형성하였다. 사이드 그루브(즉, 내부각 및 직각)와 관련하여 사용되는 "실질적으로"란 용어는 1/2 각 오차, 비대칭 및 경사의 조합을 포함하는 사이드 그루브에 사용되며, 그 각각은 재귀반사된 발산 프로필을 향상시키기 위해 다중 비직교성을 도입할 목적으로 1°미만이 된다. 비대칭 및/또는 경사를 포함하는 그루브에 관한 더 상세한 설명은 앞서 언급한 attorney docket FN58179US002호에서 찾아볼 수 있다. 1/2 각 오차, 비대칭 및 경사의 조합은 복제 충실도에 영향을 주지 않는 것으로 생각된다.

공구 표면은 조립된 라미나의 네가티브 레플리카이기 때문에, 공구는 실질적으로 평행한 복수의 큐브 코너 캐비티 채널을 포함한다. 공구는 채널이 슬롯 오리피스에 대해 수직이 되도록 슬롯 다이 장치에 제공하였다.

이 공구로부터 복제된 재귀반사성 시트의 사진이 도 7에 도시되어 있다. 도 7의 큐브 캐비티의 가로 방향 치수는 0.0075 mil로서, 개별 라미나의 두께에 해당한다. 개별 라미나의 사다리꼴 큐브 코너 캐비티는 도 1의 수직 열에 해당한다.

용융 폴리카르보네이트는 다이 오리피스로부터 공구의 미세프리즘형 표면으로 유출되어 미세복제된 시트의 연속 웹을 형성하였다. 압출기 출력 속도는 12 mil 공칭 캘리퍼의 시트를 제공하도록 조정하였다. 다이 힘은 지지 구조틀 내에 장착되는 로드 셀에 의해 측정하였다.

벨트 및 웹은 롤의 굴곡면으로부터 평평한 자유 스팬 구역까지 연속되며, 그 후 240℉ 미만의 온도에 도달할 때까지 충돌 노즐을 통해 공기를 송풍시켜 냉각시켰다. 그 후 웹은 벨트로부터 분리하여 재귀반사성 시트의 롤에 권취하였다.

각 재귀반사성 시트 샘플의 복제 충실도는 웹을 가로질러 4개 위치 각각으로부터 4개의 3" x 5" 샘플을 취하여 평가하였다. 각 비교예로부터 16개의 샘플이 동일한 위치에서 취해지도록 주의를 기울였다. 각 샘플은 10배 배율의 현미경(Measurescope MM-11) 하에 배치하고, 사진을 찍어(카메라는 Javelin SmartCam이었음) 가장 불량한 복제를 나타낸 샘플을 골라 내었다. 사진은 도 7a∼7d에 도시하였다. 불량한 복제는 각 사다리꼴의 중심부에 흑색 클러스터로서 나타나는 큐브 캐비티의 비충전 함유부의 존재에 의해 확인하였으며, 각 사다리꼴은 큐브 코너 요소의 밑변이다. 비충전 함유부의 비율은 평면도 내의 비충전 함유부의 표면적을 측정하여 근사치를 구하였다. "합격" 등급은 비충전 함유부가 1% 이하인 것을 나타내는 반면, "불합격" 등급은 비충전 함유부가 1%를 초과한다는 것을 나타낸다.

[표 1]

실시예 번호	1	2	3	4
라인 속도(fpm)	10	14	18	20
압출기 속도(rpm)	7	9	11	13
압출기 게이트 용융 온도(℉)	561	563	561	561
슬롯 압력(psi)	886	730	785	661
압출기 게이트 용융 압력(psi)	1789	1767	2164	2210
공구 온도(℉)	425	405	400	398
다이 힘(pli)	607	647	637	636
복제 충실도	합격도 5a< 1% 소실	합격도 5b< 1% 소실	합격도 5c< 1% 소실	합격도 5d< 1% 소실

상기 표 1은 실시예 1∼4가 각각 우수한 복제 충실도를 나타내었음을 보여준다.

실시예 5 및 비교예 A

하류 립의 총 길이가 0.501 인치이고 하류 립이 단일 평면형 표면으로 구성된 상이한 슬롯 다이 장치를 사용하여 실시예 1∼4에 기술된 바와 동일한 일반 절차를 반복하였다. 공구는 전방으로 약 9.74°경사진 라미나로부터 복제된 큐브 캐비티를 갖는 큐브 코너 캐비티 채널로 구성되었다. 큐브 캐비티의 폭은 라미나의 두께에 해당하는 7.5 mil이었고, 사이드 그루브 간격은 5.0 mil이었다. 큐브 코너는 사이드 그루브 사이에 집중되고, 평면도에서 주요 그루브 표면에 의해 교차된 라미나의 측면으로부터 4.125 mil에 위치하였다. 모든 사이드 그루브는 내부각이 실질적으로 90°이다. 주요 그루브 면은 공구 표면의 면에 의해 정의되는 수직 벡터에 대해 약 45°로 배향되었다.

공구의 제1 섹션에서, 공구는 큐브 캐비티 채널이 전진 공구의 방향에 대해 크로스웹으로 배향되도록 슬롯 다이 장치에 제공하였다. 복제는 5 피트/분 미만의 속도에서 우수하였지만, 공구 충전은 5 피트/분을 초과하는 속도에서는 불량하였다.

공구의 제2 섹션에서, 공구는 큐브 캐비티 채널이 전진 공구의 방향에 대해 다운웹으로 배향되도록(즉, 전진 공구의 방향에 평행한 채널) 슬롯 다이 장치에 제공하였다. 복제는 최대 약 28 피트/분의 속도 범위에서 우수하였다.

도 8은 재귀반사성 시트의 사진을 도시한다. 섹션 A는 공구의 채널이 크로스웹 방향으로 배향되도록 하면서 11 피트/분의 속도로 복제한 시트의 일부분이며, 섹션 B는 동일한 공구가 공구의 채널이 다운웹 방향으로 배향되도록 슬롯 다이 오리피스에 제공된 것을 제외하고는 동일한 조건을 이용하여 복제한 시트의 일부분이다.

도 9a는 섹션 A의 재귀반사성 시트의 사진을 도시한 반면, 도 9b는 섹션 B의 사진을 도시한다. 이들 사진에 나타난 바와 같이, 섹션 B는 상당한 비충전 함유부를 보유하였다.

Claims

하나 이상의 채널을 갖는 PG 큐브 코너 미세구조화된 표면을 포함하는 공구를 제공하는 단계;

채널이 전진 공구의 방향에 실질적으로 평행하도록 하는 방향으로 공구를 전진시키는 단계;

상기 공구 표면 상에 성형 가능한 수지를 주입 성형하는 단계;

수지를 고화시켜 큐브 코너 요소를 포함하는 표면을 갖는 재귀반사성 시트를 형성하는 단계; 및

공구로부터 시트를 분리해 내는 단계

를 포함하는 재귀반사성 시트의 제조 방법.
제1항에 있어서, 큐브 코너 미세구조가 캐비티인 방법.
제1항에 있어서, 큐브 코너 미세구조가 큐브 코너 요소인 방법.
제1항에 있어서, 채널이 주요 그루브 채널인 방법.
제4항에 있어서, 채널은 공통의 정점에서 교차하는 제1 평면형 면과 제2 평면형 면을 포함하는 것인 방법.
제1항에 있어서, 채널이 구조화된 채널인 방법.
제6항에 있어서, 채널은 큐브 코너 면을 포함하는 제1 면 및 대향하는 큐브 코너 면을 포함하는 제2 면을 포함하는 것인 방법.
제6항에 있어서, 채널은 대향하는 큐브 코너 미세구조의 대향하는 비-이면각 변의 교선을 포함하는 것인 방법.
제1항에 있어서, 채널이 큐브 캐비티 채널인 방법.
제9항에 있어서, 채널은 제1의 평면형 면과 제2의 구조화된 면을 포함하는 것인 방법.
제9항에 있어서, 채널의 레플리카는 큐브 코너 요소를 제공하는 것인 방법.
제10항에 있어서, 제1의 평면형 면은 주요 그루브 면의 레플리카인 방법.
제1항에 있어서, 수지는 용융된 열가소성 수지인 방법.
제1항에 있어서, 수지는 시트의 형태로 제공된 열가소성 수지인 방법.
제1항에 있어서, 수지는 캐리어 웹 상에 제공하는 것인 방법.
주요 그루브 채널, 구조화된 채널, 큐브 캐비티 채널 및 이들의 조합으로부터 선택되는 채널을 갖는 큐브 코너 미세구조화된 표면을 포함하는 공구를 제공하는 단계;

채널이 전진 공구의 방향에 실질적으로 평행하도록 하는 방향으로 공구를 전진시키는 단계;

상기 공구 표면 상에 성형 가능한 수지를 주입 성형하는 단계;

수지를 고화시켜 큐브 코너 요소를 포함하는 표면을 갖는 재귀반사성 시트를 형성하는 단계; 및

공구로부터 시트를 분리해 내는 단계

를 포함하는 재귀반사성 시트의 제조 방법.
하나 이상의 종방향 주연부 및 1열 이상의 PG 큐브 코너 미세구조 및 상기 열에 실질적으로 평행하게 연장되는 하나 이상의 채널을 포함하는 재귀반사성 시트로서, 상기 채널은 시트의 종방향 주연부에 실질적으로 평행한 것인 시트.
제17항에 있어서, 큐브 코너 미세구조가 PG 큐브 코너 요소인 시트.
제17항에 있어서, 큐브 코너 미세구조가 PG 큐브 코너 캐비티인 시트.
제17항에 있어서, 시트가 열가소성 수지를 포함하는 것인 시트.
제17항에 있어서, 종방향 주연부의 범위는 시트의 최대 치수에 이르는 것인 시트.
제17항에 있어서, 시트가 한 쌍의 평행한 종방향 주연부를 포함하는 것인 시트.
제17항에 있어서, 시트가 롤-굿(roll-good)으로서 제공되는 것인 시트.
한 쌍의 종방향 주연부 및 큐브 코너 미세구조의 열 및 상기 열에 실질적으로 평행하게 연장되는 채널을 포함하는 재귀반사성 시트로서, 상기 채널의 주요 부분은 시트의 종방향 주연부에 실질적으로 평행하고, 상기 채널은 주요 그루브 채널, 구조화된 채널, 큐브 캐비티 채널 및 이들의 조합으로부터 선택되는 것인 시트.