MX2014011914A - Herramientas para elaborar articulos retrorreflectivos. - Google Patents

Abstract

Una herramienta para elaborar artículos retrorreflectivos comprende (a) un sustrato que comprende una superficie con patrón que comprende un conjunto de elementos retrorref lectivos microestructurados y (b) una unión de soldadura a través de al menos parte del conjunto. Un área degradada ópticamente adyacente a la unión de soldadura sobre la superficie con patrón tiene un ancho de aproximadamente 400 µm o menor.

Description

HERRAMIENTAS PARA ELABORAR ARTICULOS RETRORREFLECTIVOS Campo de la Invención La presente invención se refiere a herramientas soldadas para elaborar artículos retrorreflectivos , métodos para elaborar las herramientas y artículos retrorreflectivos reproducidos a partir de las herramientas.

Antecedentes de la Invención Se usa una lámina retrorreflectiva en varias aplicaciones que incluyen, por ejemplo, en señales viales, marcadores de pavimento, matrículas para automóviles y prendas de vestir. Muchas de estas aplicaciones precisan que la lámina tenga un aspecto atractivo o cosmético.

Un tipo útil de lámina retrorreflectiva es una lámina retrorreflectiva de esquinas cúbicas. La lámina retrorreflectiva de esquinas cúbicas incluye, típicamente, una lámina que tiene una superficie anterior generalmente plana y un conjunto de elementos reflectivos de esquinas cúbicas que sobresalen del lado posterior. En uso, el retrorreflector se coloca con la superficie anterior dispuesta, generalmente, hacia la ubicación prevista de los posibles observadores. En esta orientación, la luz que incide sobre la superficie anterior entra en la lámina, pasa a través del cuerpo de la lámina para reflejarse, internamente, en las caras de los elementos reflectivos de esquinas cúbicas, Ref. 251534 de manera que sale de la superficie anterior en una dirección sustancialmente hacia la fuente de luz, es decir, retrorreflexión.

La fabricación de conjuntos de elementos retrorreflectivos de esquinas cúbicas se efectúa, típicamente, mediante el uso de moldes o herramientas que pueden ser copias multigeneracionales de herramientas maestras. Las herramientas maestras se elaboran, primordialmente , mediante técnicas conocidas tales como pin bundling, ensamblaje de láminas y mecanizado directo. Las herramientas fabricadas mediante pin bundling se producen mediante la agrupación de pasadores individuales, cada uno con una porción de extremo conformada con las características de un elemento reflectivo de esquinas cúbicas . Las herramientas fabricadas por ensamblaje de láminas se producen mediante la agrupación de láminas u hojas individuales juntas, cada una con una porción lateral conformada con las características de los elementos reflectivos de esquinas cúbicas. La técnica de mecanizado directo implica cortar porciones de un sustrato para crear un patrón de ranuras que se intersecan para formar estructuras que incluyen elementos de esquinas cúbicas. Este sustrato ranurado se usa, típicamente, como una matriz a partir de la que se pueden formar una serie de impresiones, réplicas o moldes. Estos se usan, después, típicamente, como moldes de una lámina retrorreflectiva .

Una vez que se elabora el molde o la herramienta, se puede, después, elaborar la lámina retrorreflectiva mediante cualquier método adecuado que incluye, por ejemplo, mediante engofrado térmico de una lámina de plástico con el sustrato de la herramienta para formar una superficie moldeada o mediante la colocación subsiguiente de una resina reticulable polimerizada parcialmente sobre un molde para microrreproducirla, que después se expone, típicamente, a radiación tal como, por ejemplo, luz actínica o calor, para solidificar la resina.

Estos procesos de fabricación son, típicamente, procesos continuos. En la fabricación continua de una lámina retrorreflectiva, se forma, típicamente, una herramienta a partir de elementos de mecanizado discretos que son, generalmente, de naturaleza plana, mediante su unión junta con una o más líneas de soldadura a través de sus anchos. El primer elemento de mecanizado discreto (la matriz) se crea, usualmente, como se describió, anteriormente, y se elaboran, después, múltiples copias que comprenden copias multigeneracionales a través de galvanizado. Estas copias se sueldan, después, juntas en la forma de un cilindro, una correa o una manga con una o más líneas de soldadura a través del ancho del cilindro, la correa o la manga.

Cuando la lámina retrorreflectiva se elabora sobre la herramienta, la resina fluye dentro de las líneas de soldadura y provoca que se reproduzcan líneas de unión en la lámina resultante. Las líneas de unión pueden observarse, típicamente, a través del ancho de la lámina retrorreflectiva . Por cuanto estas líneas de unión reducen la estética de la lámina, se ha intentado estrecharlas o eliminarlas. Por ejemplo, las patentes de los EE. UU. núm. 5,643,400 y 5,558,740 (ambas otorgadas a Bernard et al.) describen un aparato y un método para producir una lámina retrorreflectiva, en donde se usan al menos dos superficies de moldeo para generar dos conjuntos de prismas que se sobreponen en un borde delantero y/o posterior de cada conjunto. La patente de los EE. UU. núm. 6,709,258 (Paulson et al.) describe moldes para una lámina retrorreflectiva elaborados mediante soldadura de los extremos opuestos del lado posterior de una herramienta sustancialmente plana juntas para obtener una forma cilindrica.

Breve Descripción de la Invención En vista de lo anterior, se reconoce que existe aún una necesidad de un método mejorado para elaborar herramientas para artículos retrorreflectivos con una soldadura lo suficientemente fuerte que sea capaz de producir una línea de unión estrecha en un artículo retrorreflectivo, tal como una lámina retrorreflectiva .

Adicionalmente , reconocemos que es, además, de suma importancia en este método minimizar el área en la herramienta adyacente a la soldadura afectada por el calor del proceso de soldadura. El calentamiento y el reenf iamiento subsiguiente en esta área pueden alterar la microestructura del material de la herramienta. Por ejemplo, los elementos de esquinas cúbicas en esta área pueden distorsionarse y tener una retrorreflectividad disminuida o degradada .

Brevemente, en un aspecto, la presente invención proporciona una herramienta para elaborar artículos retrorreflectivos que comprende (a) un sustrato que comprende una superficie con patrón que comprende un conjunto de elementos retrorreflectivos microestructurados (b) una unión de soldadura a través de al menos parte del conjunto. Un área degradada ópticamente adyacente a la unión de soldadura sobre la superficie con patrón tiene un ancho de aproximadamente 400 µ?t? o menor.

En otro aspecto, la presente invención proporciona una lámina retrorreflectiva que comprende una superficie con patrón que comprende un conjunto tridimensional de elementos retrorreflectivos microestructurados y una unión de soldadura a través de al menos parte del conjunto. Un área degradada ópticamente adyacente a la unión de soldadura sobre la superficie con patrón tiene un ancho de aproximadamente 400 ]im o menor.

Aún en otro aspecto, la presente invención proporciona un método para elaborar una herramienta para artículos retrorreflectivos . El método comprende soldar los extremos de dos elementos de mecanizado sustancialmente planos juntos con un láser en modo único en operación en modo de onda continua para formar una unión soldada. Cada elemento de mecanizado comprende un lado con patrón que comprende un conjunto de elementos retrorreflectivos microestructurados y un lado posterior plano opuesto al lado con patrón.

Como se usa en la presente descripción, "herramientas" o "herramienta" se refiere a un sustrato que tiene al menos una superficie con patrón que forma un patrón original a partir del que se pueden reproducir otros artículos tales como un molde o un artículo retrorreflectivo tal como una lámina retrorreflectiva .

Como se usa en la presente descripción, "molde" se refiere a una estructura formada por la herramienta. Es el molde que se usa, típicamente, en otros procesos de reproducción para producir artículos tales como una lámina retrorreflectiva .

Como se usa en la presente descripción, el término "microestructurado" se refiere a al menos una superficie principal que tiene elementos retrorreflectivos con una dimensión lateral (por ejemplo, la distancia entre los vértices de las ranuras de las estructuras de esquinas cúbicas) menores que aproximadamente 300 µp?.

Como se usa en la presente descripción, "unión de soldadura" o "unión soldada" o "línea de soldadura" se refiere a una soldadura real en una herramienta para elaborar láminas retrorreflectivas o para la reproducción de una soldadura real en una réplica (lo que incluye las copias multigeneracionales de esta) de la herramienta.

Como se usa en la presente descripción, "área degradada ópticamente" se refiere al área adyacente a una unión de soldadura sobre la superficie con patrón de una herramienta para elaborar artículos retrorreflectivos o sobre la superficie con patrón de un artículo retrorreflectivo reproducido a partir de esta, en donde los elementos retrorreflectivos tienen un desempeño retrorreflectivo disminuido, sustancialmente , debido a la distorsión. La distorsión puede ser el resultado del calor generado durante el proceso de soldadura. Un método útil para definir el área degradada ópticamente usa un interferómetro de desplazamiento de fase con un objetivo adecuado para medir las diferencias en la trayectoria óptica de pico a valle de los elementos de esquinas cúbicas individuales para determinar en dónde yace la transición entre los elementos de esquinas cúbicas con y sin distorsión. Los objetivos adecuados pueden, por ejemplo, comprender compresores de haz cuando se usa elementos retrorreflectivos menores que aproximadamente 0.5 mm y, preferentemente, menores que 0.25 mm. La distancia (medida en una dirección perpendicular a la unión de soldadura y paralela a la superficie generalmente plana de los elementos retrorreflectivos de esquinas cúbicas) entre las transiciones de los elementos de esquinas cúbicas con y sin distorsión a ambos lados de la unión de soldadura define el ancho del área degradada ópticamente. Esta medición se realiza, típicamente, en el punto más ancho del área degradada ópticamente, es decir, en el área disponible de la herramienta o artículo retrorreflectivos .

Las herramientas y artículos retrorreflectivos de la invención tienen uniones de soldadura muy estrechas y áreas mínimas de distorsión física en los elementos retrorreflectivos adyacentes a las uniones de soldadura. Además, las soldaduras en la herramienta elaboradas mediante el uso de los métodos de la invención son lo suficientemente fuertes para su aplicación prevista.

Breve Descripción de las Figuras La Fig. 1 es una vista esquemática de una muestra de una lámina retrorreflectiva y la medición del ancho de su área degradada ópticamente.

La Fig. 2 es una configuración de láser experimental. La Fig. 3 es una fotografía digital de la unión de soldadura del Ejemplo comparativo A.

La Fig. 4 es una fotografía digital de la unión de soldadura del Ejemplo comparativo B.

La Fig. 5 es una fotografía digital de la unión de soldadura del Ejemplo comparativo C.

La Fig. 6 es una fotografía digital de la unión de soldadura del Ejemplo comparativo D.

La Fig. 7 es una fotografía digital de la unión de soldadura del Ejemplo comparativo E.

La Fig. 8 es una fotografía digital de la unión de soldadura del Ejemplo comparativo F.

La Fig. 9 es una vista esquemática de un proceso usado para elaborar una lámina retrorreflectiva como se describe en los Ejemplos 1 - 3.

La Fig. 10 es una fotografía digital de la soldadura del Ejemplo 1.

La Fig. 11 es una fotografía digital de la soldadura del Ejemplo 2.

La Fig. 12 es una fotografía digital de la soldadura del Ejemplo 3.

La Fig. 13 es un conjunto de datos representativo para el cálculo del área degradada ópticamente del Ejemplo 1.

La Fig. 14 es una fotografía digital de la soldadura de la Herramienta de moldeo 4.

La Fig. 15 es una fotografía digital de la soldadura de la Herramienta de moldeo 5.

La Fig. 16 es una fotografía digital de la soldadura de la Herramienta de moldeo 6.

La Fig. 17 es una fotografía digital de la soldadura de la Herramienta de moldeo 7.

La Fig. 18 es una fotografía digital de la soldadura del Ej emplo 4.

La Fig. 19 es una fotografía digital de la soldadura del Ejemplo 5.

La Fig. 20 es una fotografía digital de la soldadura del Ejemplo 6.

La Fig. 21 es una fotografía digital de la soldadura del Ejemplo 7.

La Fig. 22 es un conjunto de datos representativo para el cálculo del área degradada ópticamente de la Herramienta de moldeo 5.

La Fig. 23 es un conjunto de datos representativo para el cálculo del área degradada ópticamente del Ejemplo 5.

Descripción Detallada de la Invención La presente invención proporciona una herramienta para elaborar artículos retrorreflectivos tales como, por ejemplo, una lámina retrorreflectiva . Como se usa en la presente descripción, el término "retrorreflectivo" se refiere al atributo de reflejar un rayo de luz que incide, oblicuamente, en una dirección antiparalela a su dirección de incidencia, o casi antiparalela, de manera que regrese a la fuente de luz o al entorno inmediato de esta. La herramienta tiene una superficie de moldeo que es una superficie con patrón que tiene, típicamente, una pluralidad de hendiduras. La superficie con patrón de la herramienta es en sí misma retrorreflectiva .

La superficie con patrón comprende un conjunto tridimensional de elementos retrorreflectivos microestructurados . Los elementos retrorreflectivos adecuados pueden ser elementos de esquinas cúbicas. Cada elemento de esquinas cúbicas comprende tres caras ópticas aproximadamente perpendiculares juntas. Por ejemplo, los elementos retrorreflectivos pueden ser pirámides de tres lados, cada uno con una esquina cúbica y una base triangular. En otro ejemplo, los elementos retrorreflectivos pueden tener una base pentagonal con dos lados cuadrilaterales, un lado pentagonal, y dos lados triangulares. Se describen ejemplos ilustrativos de estos u otros elementos de esquinas cúbicas, por ejemplo, en las patentes de los EE. UU. núm. 1,591,572 (Stimson) ; 4,588,258 (Hoopman) ; 4,775,219 (Appledorn et al.); 4,938,563 (Nelson et al.); 5,138,488 (Szczech) ; 5,557,836 (Smith et al.); y 7,156,527 (Smith) ; y en la publicación de solicitud de patente de los EE . UU. núm. 2009/0255817 (Lu) .

Cada hendidura en la herramienta tiene una profundidad que concuerda con la altura del elemento retrorreflectivo resultante. A título de ejemplos, cada hendidura puede tener una profundidad (y, por consiguiente, producir elementos reflectivos de una altura) de 0.06 mm, 0.09 mm y 0.18 mm. Sin embargo, aquellos con experiencia en la materia apreciarán con facilidad que las hendiduras en la herramienta pueden tener cualquier forma y que una herramienta dada puede incluir una variedad de formas y tamaños de hendiduras. Aquellos con experiencia en la materia apreciarán, además, con facilidad que se pueden usar prominencias en lugar o además de hendiduras .

Una herramienta para la reproducción de elementos reflectivos se forma, típicamente, en un plano sustancialmente plano de un material de sustrato que es adecuado en una técnica de mecanizado directo. Los materiales preferidos son los que se mecanizan, limpiamente, sin formación de rebaba, que tienen una ductilidad y una granulosidad bajas, y que conservan su precisión dimensional luego de moldear la superficie. Los metales son un material de sustrato útil por cuanto se pueden moldear en las formas deseadas y proporcionan superficies ópticas excelentes para maximizar el desempeño retrorreflectivo de una configuración de un elemento reflectivo dado. Los metales adecuados incluyen, por ejemplo, aluminio, bronce, cobre, níquel y lo similar .

Las herramientas de la invención tienen, típicamente, espesores en el intervalo de aproximadamente 200 µt? a aproximadamente 500 m. En algunas modalidades, las herramientas tienen un espesor de aproximadamente 400 µp?.

El conjunto de elementos retrorreflectivos puede elaborarse por medio del uso de métodos conocidos en la materia. Por ejemplo, se pueden usar técnicas de mecanizado directo conocidas, además, generalmente, como "rayado". El mecanizado directo comprende cortar porciones de un sustrato (por ejemplo, una placa metálica) para crear un patrón de hendiduras o ranuras que se intersecan para formar estructuras que forman los elementos reflectivos resultantes, lo que incluye elementos de esquinas cúbicas. En una técnica ampliamente conocida, tres grupos de ranuras paralelas se intersecan juntas a ángulos que incluyen 60 grados para formar un conjunto de elementos de esquinas cúbicas, cada uno con un triángulo de base equilátero (ver, por ejemplo, la patente de los EE . UU. núm. 3,712,706 (Stamm) ) . En otra técnica, dos grupos de ranuras se intersecan juntas a un ángulo mayor que 60 grados y un tercer grupo de ranuras se interseca con cada uno de los otros dos grupos a un ángulo menor que 60 grados para formar un conjunto de pares coincidentes de elementos de esquinas cúbicas biselados (ver, por ejemplo, la patente de los EE. UU. núm. 4,588,258 (Hoopman) ) .

Se pueden, además, usar ensamblajes de láminas. Las herramientas fabricadas mediante ensamblaje de láminas se elaboran a través del ensamblaje de láminas u hojas individuales juntas, cada una de las cuales tiene una porción lateral conformada con las características de los elementos reflectivos de esquinas cúbicas (ver, por ejemplo, la patente de los EE. UU. núm. 7,156,527 (Smith) ) .

El conjunto de elementos retrorreflectivos puede, además, elaborarse mediante el uso de técnicas de unión de alfileres, en donde se ensamblan una pluralidad de alfileres juntas, cada uno con una forma geométrica tal como un elemento de esquinas cúbicas en un extremo, para formar un molde maestro. La unión de alfileres se describe, por ejemplo, en las patentes de los EE . UU. núm. 1,591,572 (Stimson) y 3,926,402 (Heenan) , y en la publicación de la solicitud de patente de los EE. UU. núm. 2009/0255817 (Lu) .

Típicamente, la herramienta contiene múltiples losas con patrones o elementos de mecanizado que se unen juntas, aunque en algunas aplicaciones, los extremos opuestos de un elemento de mecanizado individual se juntan y se acoplan para formar una forma sustancialmente cilindrica. Cuando se usan múltiples elementos de mecanizado, el primer elemento de mecanizado (el patrón) se crea, usualmente, como se describió anteriormente, mediante mecanizado directo y se elaboran, después, múltiples copias mediante el uso de métodos conocidos en la técnica tales como a través de galvanizado. El galvanizado se describe, por ejemplo, en las patentes de los EE. UU. núm. 4,478,769 (Pricone) 5,156,863 (Pricone) y 6,159,407 (Krinke) . Las copias resultantes, que son elementos distintos, pueden después unirse juntas. Cuando la herramienta compuesta es de un tamaño deseado se enrosca, típicamente, en la forma de un cilindro, una correa o una manga .

Cuando los elementos de mecanizado se sueldan juntas, las líneas o unión o de soldadura resultantes que se forman sobre la superficie con patrón de la herramienta producen una unión de soldadura en el molde o artículo resultante, tal como una lámina retrorreflectiva, reproducida a partir de estas. En una lámina retrorreflectiva producida mediante esta herramienta, la unión puede ser más visible de lo deseado en la luz del día y en la luz retrorreflejada. La superficie texturizada de la unión provoca la dispersión de la luz reflejada y que la unión sea visible. Este puede ser el caso, especialmente, en una lámina retrorreflectiva elaborada a partir de una herramienta que tiene un recubrimiento metálico sobre esta. Además, la resina fluida tiende a adherirse a la línea de soldadura para formar defectos en la lámina retrorreflectiva terminada. Adicionalmente , las distorsiones físicas (provocadas por el calentamiento y reenfriamiento) en los elementos retrorreflectivos adyacentes a una unión de soldadura pueden degradar su desempeño retrorreflectivo .

En la presente invención, se unen los elementos de mecanizado (o los extremos opuestos de un elemento de mecanizado individual) mediante el uso de un proceso de soldadura con láser de onda continua en modo espacial único. Como se usan en la presente descripción, los términos "modo único" o "modo espacial único" significan una operación sustancialmente en modo espacial único, que resulta en un perfil de intensidad en sección transversal gaussiano. Se entenderá que la operación en modo único admite desviaciones leves del perfil de intensidad en sección transversal gaussiano. Como se usa en la presente descripción, el término "onda continua" u "OC" se refiere a un láser que genera, continuamente, luz (en comparación con un láser pulsado) e incluye los modos de onda cuasicontinuos de operación.

Los láseres adecuados para usar en el método de la invención incluyen, por ejemplo, láseres de fibra y láseres de disco.

Los láseres de fibra son láseres en los que el medio de ganancia activo es una fibra óptica contactada con elementos de tierras raras tales como, por ejemplo, iterbio, erbio, neodimio, disprosio, praseodimio, o tulio. Los láseres de fibra pueden generar rayos láser muy intensos con una calidad de los rayos casi teórica que proporciona propiedades de enfoque excelentes. Los rayos láser de fibra sumamente intensos y enfocados estrechamente funden un área muy pequeña del material de sustrato y pueden generar soldaduras de penetración profunda a velocidades de procesamiento altas. Las velocidades de procesamiento altas y el diámetro puntual fundido limitado producen menos calor que los láseres convencionales en el punto de soldadura y en las áreas adyacentes. Por consiguiente, la soldadura con láser de fibra (en modo único) de onda continua y de calidad del rayo alta puede proporcionar una unión de soldadura extremadamente estrecha y, además, minimizar las distorsiones físicas en los elementos retrorreflectivos adyacentes a la unión de soldadura. La región de desempeño óptico disminuido adyacente a las uniones de soldadura en los artículos retrorreflectivos reproducidos a partir de las herramientas de la invención es, por lo tanto, mucho menor que en los artículos retrorreflectivos reproducidos a partir de las herramientas de la técnica previa. En conformidad, las uniones de soldadura en los artículos retrorreflectivos reproducidos a partir de las herramientas de la invención son, además, menos evidentes .

En algunas modalidades de la presente invención, el área degradada ópticamente adyacente a la unión de soldadura sobre la superficie con patrón de la herramienta o la unión de soldadura correspondiente que se reproduce sobre la superficie con patrón de un artículo retrorreflectivo reproducido a partir de esta tiene un ancho de aproximadamente 400 \im o menor, de aproximadamente 300 µ?? o menor, de aproximadamente 200 µp? o menor, de aproximadamente 100 ]im o menor, de aproximadamente 70 µp? o menor, o de aproximadamente 50 µp? o menor. En otras modalidades, el área degradada ópticamente adyacente a la unión de soldadura sobre la superficie con patrón de la herramienta o el artículo reproducido tiene un ancho de entre aproximadamente 50 µp? y aproximadamente 400 µt?, o de entre aproximadamente 70 µt? y aproximadamente 300 µp?. En algunas modalidades de la presente invención, se pueden usar velocidades de soldadura de 40 mm/s o mayores, de 100 mm/s o mayores, o incluso de 150 mm/s o mayores. Típicamente, por ejemplo, la velocidad de soldadura en los métodos de la presente invención varía entre aproximadamente 40 mm/s y aproximadamente 150 mm/s.

A pesar de la estrechez de las uniones de soldadura producidas mediante el uso del método de la invención, las soldaduras proporcionadas son lo suficientemente fuertes para su aplicación prevista (por ejemplo, la resistencia a la tracción es mayor que aproximadamente 345 MPa (50 kpsi) ) . En algunas modalidades, las soldaduras son tan fuertes como o incluso más fuertes que las soldaduras convencionales. La resistencia de un material se define, usualmente, como su capacidad de soportar un esfuerzo aplicado. Se pueden aplicar tipos diferentes de esfuerzos a los materiales y estos provocan determinadas deformaciones. Una forma de caracterizar la resistencia de un material consiste en determinar su resistencia a la tracción, que es el esfuerzo máximo aplicado durante el estiramiento que el material puede soportar sin fallar. Este tipo de prueba de resistencia se usa, comúnmente, para caracterizar la resistencia de las uniones soldadas . Las uniones soldadas de las herramientas de la invención pueden, en algunas modalidades, tener una resistencia a la tracción al menos 15 % mayor que las herramientas de la técnica previa soldadas mediante el uso de procesos de soldadura convencionales. Esto se puede deber a que los efectos del enfriamiento rápido de la zona de fusión del proceso de soldadura con láser de fibra afectan el tamaño de fase y grano resultantes, en donde los granos más pequeños producen interfaces reforzadas .

Se pueden usar los láseres de fibra comercialmente disponibles que trabajan a, por ejemplo, longitudes de onda de aproximadamente 1 µp? en el método de la invención. Los láseres de fibra preferidos se contactan con iterbio y trabajan con una longitud de onda de 1.07 m. Un láser de fibra disponible comercialmente adecuado es el modelo SP-400C de SPI Lasers, Reino Unido. Otros láseres de fibra adecuados incluyen, pero no se limitan a, los láseres de fibra en modo único de IPG Photonics and GSI Group. Estos láseres adecuados suministran energía lumínica con una fibra óptica externa en modo único integrada que termina con un lente de suministro de rayos. El rayo láser del lente de suministro de rayos puede dirigirse hacia el cabezal de soldadura con un espejo. Se pueden adquirir cabezales de soldadura disponibles comercialmente adecuados, por ejemplo, de Láser Mechanisms, Novi, MI. Después de reflejarse hacia el material que se ha de soldar con un espejo dicroico, el rayo láser se puede enfocar con un lente de enfoque. Se pueden usar cámaras de dispositivo de acoplamiento de cargas (CCD, por sus siglas en inglés) para permitir que el operador navegue de manera precisa alrededor de los bordes de la herramienta.

Las variables clave en el proceso de soldadura incluyen el tamaño de rayo, la longitud focal, la velocidad de soldadura y la potencia. Estas variables se pueden usar para determinar el tamaño de punto del rayo láser enfocado y el porcentaje de penetración de la soldadura. Los sistemas de soldadura con láser de estado sólido convencionales usan, típicamente, fibras de suministro de rayos externas multimodales de núcleo grande con lentes de visualización de amplificación 1:1 o mayor, que limitan usualmente el tamaño de punto focal a cientos de micrones. La soldadura con puntos focales grandes se lleva a cabo, típicamente, con láseres pulsados para producir, generalmente, soldaduras en modo de conducción. Este tipo de soldadura depende de la conductividad del material que se procesa y conlleva a uniones soldadas llanas con áreas afectadas por el calor sustancial. Por consiguiente, en las soldaduras de unión estrecha y penetración profunda con áreas afectadas por el calor limitadas, se usan láseres OC en modo único o en modo de grado bajo en los métodos de la invención. La potencia del rayo láser se puede fijar, por ejemplo, en intervalos entre aproximadamente 40 W y aproximadamente 200 .

Aunque se pueden usar, además, otros tipos de láseres tales como, por ejemplo, láseres de disco, en el método de la invención para obtener una soldadura con un tamaño de unión estrecho, los láseres de fibra pueden tener ventajas tales como una potencia alta, una estabilidad de la potencia excelente, una calidad de los rayos alta, una eficiencia de potencia transmitida a potencia consumida alta y un costo relativamente bajo.

El tamaño de unión soldada limitado, el volumen de fusión bajo y las velocidades de procesamiento altas que se pueden lograr con los láseres OC en modo único reducen, significativamente, la cantidad de calor en comparación con las técnicas de soldadura tradicionales y, por consiguiente, limitan el área afectada por calor. Esto causa que la técnica citada anteriormente sea, particularmente, adecuada para unir herramientas retrorreflectivas microestructuradas . Las herramientas de la presente invención (y sus réplicas) por consiguiente tienen líneas de unión estrechas con penetración profunda .

Típicamente, las herramientas de la invención se sueldan por el lado posterior. En algunas modalidades, las variables de soldadura se fijan para no lograr 100 % de penetración del espesor de la herramienta cuando la soldadura se realiza por el lado posterior. Se observa una penetración del cien por ciento como ampollas o burbujas del material fundido que emergen o brotan del lado con patrón de la herramienta en o cerca de la línea de soldadura. En algunas modalidades, la penetración máxima es de aproximadamente 85 %, aproximadamente 90 % o aproximadamente 95 %. Cuando existe menos de 100 % de penetración del lado posterior, el lado anterior (es decir, el lado con patrón) puede soldarse para sellar la interrupción. Esto se elabora, típicamente, a un ajuste de potencia menor.

Las herramientas de la invención se pueden usar para elaborar artículos retrorreflectivos tales como una lámina retrorreflectiva . Como se usa en la presente descripción, "lámina" se refiere a una pieza delgada de un material polimérico sobre la que se forman elementos retrorreflectivos microestructurados . La lámina puede ser de cualquier ancho y longitud, y estas dimensiones solo las limitan los equipos (por ejemplo, ancho del rodillo, ancho del orificio del troquel ranurado, etc.) con los que se elabora la lámina.

La fabricación de la lámina se lleva a cabo, típicamente, mediante la colada de una composición de una resina fluida sobre la herramienta y permite que la composición se solidifique para formar una lámina. Se describe un método para colar una resina fluida sobre la herramienta, por ejemplo, en la patente de los EE. UU. núm. 7,410,604 (Erickson et al.). Sin embargo, se puede emplear, opcionalmente, la herramienta como una herramienta de engofrado para formar artículos retrorreflectivos tal como se describe en la patente de los EE. UU. núm. 4,601,861 (Pricone) .

Las composiciones de resinas adecuadas para una lámina retrorreflectiva son, preferentemente, materiales transparentes que son estables dimensionalmente , durables, resistentes a la intemperie y que pueden moldearse, fácilmente, en la configuración deseada. Algunos ejemplos de materiales adecuados incluyen los materiales acrílieos, que tienen un índice refracción de aproximadamente 1.5, tales como la resina Plexiglás™ fabricada por Rohm and Haas Company; los policarbonatos , que tienen un índice de refracción de aproximadamente 1.59; los materiales reactivos tales como los acrilatos y los acrilatos de epoxi termoestables ; los ionómeros a base de polietileno tales como los comercializados bajo la denominación de SURLYN por E.I. Dupont de Nemours and Co . , Inc.; ácido (poli ) etileno-co-acrílico; los poliésteres ; los poliuretanos ; y los acetato butiratos de celulosa. Los policarbonatos son particularmente adecuados en virtud de su dureza y de su índice refractivo relativamente mayor, que contribuyen, generalmente, a mejorar el desempeño retrorreflectivo sobre un intervalo más amplio de ángulos de entrada. Estos materiales pueden, además, incluir tintes, colorantes, pigmentos, establizadores de UV u otros aditivos.

Se puede colocar un recubrimiento reflectivo especular, tal como un recubrimiento metálico, sobre el lado posterior de los elementos retrorreflectivos . Además o en lugar de un recubrimiento metálico, se puede aplicar una película aislante al lado posterior de los elementos retrorreflectivos La película aislante mantiene una interfaz de aire en el lado posterior que permite un reflejo interno total y que inhibe la entrada de contaminantes tales como sólidos y/o humedad. Además, se puede usar una película sobrepuesta individual sobre la superficie de visualización de la lámina para mejorar la durabilidad o para producir una superficie receptiva a las imágenes.

Se puede, además, colocar una capa adhesiva detrás de los elementos retrorreflectivos para permitir que la lámina se fije a un sustrato. Los sustratos adecuados incluyen madera, una lámina de aluminio, acero galvanizado, materiales poliméricos y laminados elaborados a partir de estos y otros materiales .

EJEMPLOS Los objetivos y ventajas de la presente invención se ilustran más claramente mediante los siguientes ejemplos, pero los materiales particulares y las cantidades de estos citados en estos ejemplos, así como además otras condiciones y detalles, no deben interpretarse que limitan indebidamente la presente invención. Todas las partes y porcentajes son en peso a menos que se indique de cualquier otra manera. En los ejemplos, se puede usar N/M para indicar las propiedades que no se midieron.

Métodos de ensayo Resistencia a la tracción Se mide la resistencia a la tracción de las soldaduras de 3 muestras de una herramienta de moldeo preparadas como se describe, generalmente, a continuación en las Herramientas de moldeo 1, 2 y 3, mediante el uso de una máquina de prueba Instron (modelo "1123", adquirida de Instron, Norwood, MA) . La máquina de prueba se configura para probar las soldaduras con una velocidad de la cruceta de 0.25 cm/rain (0.1 pulgadas/minuto). Se cortan muestras de prueba de 1.27 cm (0.5 pulgadas) de ancho y 12.7 cm (5 pulgadas) de longitud y 400 µ?? de espesor y se sueldan a lo largo de su ancho. Los lados posteriores (superficies principales planas) de la muestra de la Herramienta de moldeo 1 primero se sueldan mediante el uso de un ajuste de potencia de aproximadamente 108 W, seguida de la soldadura del lado anterior a un ajuste de potencia de aproximadamente 53 W. Se emplean velocidades de soldadura de 100 mm/s y 80 mm/s, respectivamente. Las muestras de las Herramienta de moldeo 2 y 3 se sueldan por el lado posterior únicamente a una velocidad de 100 mm/s. Se usan ajustes de la potencia de 126 W y 144 W, respectivamente. Se mide el ancho, el espesor y la longitud de cada muestra y se registran y después se usan para determinar la resistencia a la tracción. Se prueba cada muestra hasta su punto de ruptura y se registra la carga a la que ocurre como la carga máxima. Los valores de carga máxima después se dividen entre las áreas en sección transversal de las soldaduras para determinar la resistencia a la tracción. Se documenta el valor promedio de resistencia a la tracción de las tres muestras a la carga máxima .

Ancho del área degradada ópticamente. Se mide el ancho de las áreas degradadas ópticamente de los ejemplos comparativos A - F y de los Ejemplos 1 - 3 mediante el uso de un interferómetro (ZYGO® Micro GPI™ que trabaja a 632.8 nm con un objetivo de 20X mediante la ejecución del software Metropro 9.0.10), por medio del uso de la siguiente técnica: Se unen muestras de la película retrorreflectiva a un portamuestras con la superficie estructurada orientada en contra del interferómetro . El portamuestras tiene varios ejes de traslación y rotación para permitir el ajuste de la posición de la muestra. La muestra se coloca en el plano focal del interferómetro de manera que el eje óptico del interferómetro se ubica aproximadamente perpendicular a la superficie generalmente plana de la película retrorreflectiva .

Se ajusta el aumento de manera que una esquina cúbica truncada en el conjunto de esquinas cúbicas ocupe la mayor parte de la ventana de medición del interferómetro . Se ajusta la inclinación de la muestra con respecto al eje óptico del interferómetro de manera que se visualice un número mínimo de márgenes a través de la muestra. Se calibran las dimensiones espaciales laterales de las mediciones efectuadas por el interferómetro mediante referencia a distancias conocidas entre las características en el conjunto de esquinas cúbicas a este aumento. Se construye una máscara de software para incluir, únicamente, los datos capturados dentro de la abertura activa ópticamente de la esquina cúbica en el análisis; todos los datos fuera de la máscara de software se excluyen del análisis. Se introduce el índice de refracción del material del conjunto de esquinas cúbicas en el software.

La película retrorreflectiva se mueve dentro del plano focal del interferómetro para colocar la abertura activa de la esquina cúbica de manera que se alinea con la máscara de software definida previamente. El software del interferómetro después calcula la diferencia en la trayectoria óptica (OPD, por sus siglas en inglés, medida en ondas de aproximadamente 632.8 nm) entre una onda del plano de referencia y una onda plana que entra y sale del elemento de esquinas cúbicas en la ubicación de medición deseada (lo que incluye la eliminación de un plano para dar razón de cualquier inclinación de la muestra de esquinas cúbicas con respecto al interferómetro) .

La primera medición se efectúa en un primer elemento de esquinas cúbicas visible inmediatamente adyacente a la soldadura. En algunos casos, este elemento de esquinas cúbicas yace dentro de la región fundida de la soldadura, en cuyo caso el elemento de esquinas cúbicas se destruye (o se distorsiona por completo) y no tiene retrorreflexión En este caso, la medición interferométrica no es necesaria y al elemento de esquinas cúbicas se le asigna, manualmente, un valor de OPD arbitrariamente alto para diferenciarlo de los demás elementos de esquinas cúbicas que son aún retrorreflectivos . El interferómetro efectúa tres mediciones individuales y promedia los perfiles de fase resultantes para determinar la OPD de la esquina cúbica. Se registra la OPD de pico a valle (P-V) de esta esquina cúbica. Se mide, además, la distancia perpendicular entre el centro de la soldadura y el pico de la esquina cúbica, mediante el uso de un microscopio calibrado, y se registra.

La muestra de la película retrorreflectiva se traslada dentro del plano focal del interferómetro en una dirección perpendicular a la soldadura de manera que la esquina cúbica adyacente previamente medida se centre dentro de la ventana de medición del interferómetro . En algunos casos, los elementos de esquinas cúbicas se biselan y los picos de los elementos de esquinas cúbicas adyacentes no yacen a lo largo de una línea. En este caso, se mueve la muestra de la película retrorreflectiva en una dirección paralela a la soldadura para colocar la esquina cúbica adyacente en el centro de la ventana de medición. Se repite este proceso de medición en varios elementos de esquinas cúbicas adyacentes horizontalmente , con cada ubicación de medición subsiguiente más distante de la soldadura que la ubicación de medición previa, hasta que el valor de OPD P-V no cambie, significativamente, de un elemento de esquinas cúbicas al siguiente, y el valor de OPD P-V es, además, similar al valor de OPD P-V medido en un elemento de esquinas cúbicas de referencia distanciado de la soldadura. En este punto, la muestra de la película retrorreflectiva se traslada, nuevamente, a la posición inicial y se repite el proceso de medición en el lado de la soldadura opuesto a donde se efectuaron las primeras mediciones .

El conjunto de datos resultante del procedimiento descrito anteriormente se analiza para determinar la desviación promedio y estándar de la OPD P-V medida de los elementos de esquinas cúbicas sin distorsión a un lado de la soldadura. El primer elemento de esquinas cúbicas sin distorsión a cada lado de la soldadura se define como la esquina cúbica que tiene una OPD P-V definida por: (OPD P-V) buena = (OPD P-V) promedio + 3*s (Ecuación 1) , en donde (OPD P-V) promedio es la OPD P-V promedio y s es la desviación estándar. Área degradada ópticamente, como se usa en estos ejemplos, significa un área de la lámina retrorreflectiva en la que la OPD P-V medida es mayor que el valor calculado en la Ecuación 1. Como se ilustra en la Fig. 1, las flechas que apuntan hacia arriba (identificadas como L4 , L3... R3 , R4) muestran las ubicaciones de medición, es el ancho calculado del área degradada ópticamente, U muestra los elementos de esquinas cúbicas sin distorsión, y D muestra los elementos de esquinas cúbicas con distorsión. El ancho del área degradada ópticamente se define como la distancia (medida perpendicular a la soldadura) entre las transiciones del área degradada ópticamente y el área ópticamente funcional a ambos lados de la soldadura. La transición entre el área degradada ópticamente y el área ópticamente funcional de la película retrorreflectiva se define como la ubicación intermedia entre el primer elemento de esquinas cúbicas sin distorsión U y el último elemento de esquinas cúbicas con distorsión D. Por ejemplo, en la Fig. 1, la transición en el lado izquierdo se encuentra entre L2 y Ll, y la transición en el lado derecho se encuentra entre Rl y R2.

Materiales Configuración del láser La configuración experimental se presenta en la Fig. 2.

Se usa un láser de fibra de onda continua de 400 W 26 (modelo "SP-400C", adquirido de SPI Lasers, Reino Unido) que trabaja a una longitud de onda de 1070 nm. Se genera un rayo intenso y de calidad alta con un parámetro "M cuadrado" (M2) de aproximadamente 1.05 con el láser. El láser de fibra se protege de la retrorreflexión con un aislador Faraday 14 montado en el extremo de la fibra de suministro del rayo. El diámetro del rayo de salida es de aproximadamente 5.2 mm.

El rayo se dirige hacia un cabezal de soldadura disponible comercialmente 10 (modelo "YAG DEL HEAD BASE U IT" y "YAG DEL HEAD WELDER" , adquirido de Láser Mechanisms Inc., Novi , Michigan) con un espejo dieléctrico 16. Después de reflejarse hacia abajo con un espejo dicroico 18, el rayo 12 se enfoca con un lente de enfoque 20 que tiene una longitud focal de f = 100 mm. La posición del punto focal se mantiene sobre la superficie superior de los materiales soldados. Se usa nitrógeno o argón como el gas auxiliar de soldadura.

Se montan muestras de níquel sobre un imán fuerte, que las mantiene unidas durante el proceso de soldadura. Se inserta, permanentemente, una cinta de cobre en el centro del imán 28, en donde se forman las juntas soldadas, para proteger el imán de manera que su superficie no se funda dentro del intervalo de potencia usado en los experimentos. La cinta ayuda, además, a mantener las piezas soldadas frías.

Las muestras se aplanan hasta el mismo espesor uniforme.

Los bordes se mecanizan, después, con un diamante de precisión. Los bordes paralelos mecanizados se unen a tope juntas sobre el imán y se colocan barras de acero sobre las muestras para mantenerlas planas.

Dos cámaras de CCD, una montada en el lado anterior del cabezal 22 y la segunda 24 montada sobre el espejo dicroico 18, permiten que el operador navegue alrededor de los bordes de las herramientas de modo preciso. El sistema de soldadura (es decir, el cabezal de soldadura, las cámaras y el aislador Faraday) se monta sobre etapas portales de precisión XYZ, que permiten un movimiento preciso durante el proceso de soldadura .

Preparación de la Herramienta de moldeo comparativa y de las Herramientas de moldeo 1 - 7 Se prepara una matriz esencialmente como se describe en la patente de los EE. UU. núm. 6,843,571 (Sewall) . Se cortan tres grupos de ranuras, que forman estructuras de esquinas cúbicas truncadas con una altura de aproximadamente 50 micrones (1.95 mils) , sobre un metal mecanizable mediante el uso de una herramienta de diamante de precisión alta tal como "K&Y Diamond," fabricada y comercializada por Mooers of New York, EE . UU. Las estructuras de esquinas cúbicas resultantes tienen tres grupos de ranuras secantes con una inclinación de 102 micrómetros (4 mils) . Las ranuras secantes forman un triángulo de base de esquinas cúbicas con ángulos incluidos de 58°, tal como se describe, generalmente, en la patente de los EE . UU. núm. 5,138,488 (Szczech) .

La matriz se retira de la máquina de ranurado. Se elabora una herramienta negativa de primera generación a partir de la matriz por electromoldeado con níquel de la matriz en un baño de sulfamato de níquel como se describe, generalmente, en las patentes de los EE . UU. núm. 4,478,769 (Pricone) y 5,156,863 (Pricone) . Se forman copias multigeneracionales positivas y negativas adicionales de manera que la herramienta tenga, sustancialmente, el mismo grado de formación de cubos precisa de la matriz. Cada herramienta tiene una superficie principal generalmente plana (es decir, el lado posterior) y una superficie principal estructurada (es decir, el lado anterior) , opuesta a la superficie principal plana. La superficie estructurada contiene salientes de esquinas cúbicas o rebajes (cavidades) de esquinas cúbicas.

Múltiples herramientas negativas de segunda generación, que contienen rebajes de esquinas cúbicas se convierten, después, en una correa sin fin, como se describe, generalmente, en la patente de los EE . UU. núm. 7,410,604 (Erickson) .

La Herramienta de moldeo comparativa se suelda por el lado posterior mediante el uso de un láser convencional (modelo "JK702H" , adquirido de GSI Lumonics, Bedford, MA) como se describe, generalmente, en la patente de los EE. UU. núm. 6,322,652 (Paulson) .

Las Herramientas de moldeo 1-7 se sueldan mediante el uso del láser de fibra y la configuración del láser descritos anteriormente, mediante el uso de parámetros del proceso diferentes y al variar la ubicación de la soldadura. En las Herramientas de moldeo 2-6, se proporciona una soldadura en el lado posterior (es decir, las herramientas se sueldan por su superficie principal generalmente plana) . En las Herramientas de moldeo 1 y 7, se proporcionan soldaduras en los lados posterior y anterior. En las Herramientas de moldeo 1 y 7, se genera aproximadamente 85 % de penetración del lado posterior para conferir resistencia mecánica y el lado anterior se suelda con aproximadamente 53 para sellar la interrupción .

Las condiciones del proceso y la ubicación de la soldadura usada en la preparación de la Herramienta de moldeo comparativa y de las Herramientas de moldeo 1 - 7 se muestran en la Tabla 1, que sigue.

Tabla 1 Se mide la resistencia a la tracción de las soldaduras provistas sobre la Herramienta de moldeo comparativa y las Herramientas de moldeo 1 - 3 como se describió, anteriormente Los resultados se documentan en la Tabla 2, más abajo.

Tabla 2 EJEMPLOS Ejemplos comparativos A - F Se obtienen láminas retrorref lectivas disponibles comercialmente , como se muestra en la Tabla 3, que sigue, y se denominan en lo sucesivo Ejemplos comparativos A - F.

Tabla 3 Se toman fotografías digitales de las soldaduras de los Ejemplos comparativos A - F mediante el uso de un microscopio compuesto Nikon MM-llC con objetivo 10X, y se muestran en las Fig. 3 - 8, respectivamente.

Ejemplos 1 - 3 La siguiente descripción de la preparación de los Ejemplos 1 - 3 se refiere al aparato 600 que se muestra, generalmente, en la Fig. 9. Se elabora una película sobrepuesta 621 mediante la extrusión de una película de EAA a un espesor de 0.01 cm (4 mil) sobre una película portadora de tereftalato de polietileno (PET) 628 tratada con corona. Se introducen comprimidos de EAA en una extrusora de tornillo individual de 1.9 cm (0.75 pulgadas) (adquirida de C.W. Brabender Instruments Inc., South Hackensack, NJ) con las temperaturas fijadas en 140 °C (284 °F) en la zona 1 y aumentadas gradualmente a 175 °C (347 °F) a la salida de la extrusora y el troquel, lo que resulta en una temperatura de fusión de aproximadamente 175 °C (347 °F) . A medida que la resina fundida sale del extrusor, esta pasa a través de un troquel de películas horizontal convencional (adquirida de Extrusión Dies Industries LLC, Chippewa Falls, I , bajo la denominación comercial de "ULTRAFLEX-40" ) y se cuela sobre la película portadora de PET 628. La película portadora de PET 628 se desplaza a aproximadamente 36 metros/min (120 pies/min) . La película sobrepuesta fundida resultante 621 sobre la película portadora de PET 628 se pasa entre un rodillo de goma/rodillo de presión de acero frío para solidificar la resina fundida en una capa. La superficie de EAA se trata con corona a un nivel de energía de aproximadamente 1.0 J/cm2.

Se prepara una resina curable por radiación mediante la combinación de 25 % en peso de BAED, 12 % en peso de DMAEA, 38 % en peso de TMPTA, 25 % en peso de HDDA, y 0.5 pph (partes por cien) de TPO. Una primera porción de la resina 630 se extrude y se pasa a través de un primer troquel 650 que se pone muy cerca de un primer rodillo de goma 624. El rodillo de goma 624 corre con un movimiento en sentido horario y se presiona contra una Herramienta de moldeo 625 calentada a 180 °F (82 °C) que contiene una pluralidad de cavidades de esquinas cúbicas 627. La Herramienta de moldeo 625 se monta sobre un mandril que rota con un movimiento en sentido antihorario a aproximadamente 22.8 m/min (75 fpm) . La resina curable con radiación 630 ocupa, parcialmente, la esquina cúbica. La película sobrepuesta 621 se pasa a lo largo de un rodillo de suministro 622 con el lado de EAA orientado hacia arriba. Una segunda porción de la resina curable con radiación 632 se cuela, simultáneamente, a través de un segundo troquel 652 sobre un segundo rodillo de goma 624. El segundo rodillo de goma 624 se pone en contacto con el lado de EAA de la película sobrepuesta 621, y transfiere la segunda porción de la resina curable con radiación 632 sobre la película sobrepuesta. La película sobrepuesta recubierta se pone en contacto con la Herramienta de moldeo 625 que contiene las estructuras de esquinas cúbicas precuradas parcialmente llenas 631 a través de un tercer rodillo de goma recubierto con silicona 623. La resina recubierta sobre la película sobrepuesta ocupa por completo la porción vacía de las cavidades de esquinas cúbicas, y la construcción compuesta se cura a través de la película sobrepuesta 621 para formar un artículo de película retrorreflectiva 634, mediante el uso de dos lámparas Fusión "D" 641 (Fusión Systems) fijadas en 236 /cm (600 W/pulgada) , y además mediante el uso de filtros dicroicos (no se muestran) frente a las lámparas de UV. La película retrorreflectiva 634 se separa de la Herramienta de moldeo 625 y después se irradia con una lámpara de UV Fusión "D" 642 que trabaja al 100 % para proporcionar un curado post-irradiación con UV a través de las estructuras de esquinas cúbicas compuestas 635. La película retrorreflectiva 634 después se pasa a través de un horno fijado en 127 °C (260 °F) .

Se usan las Herramientas de moldeo 1 - 3 en la preparación de las películas retrorreflectivas de los Ejemplos 1 - 3, respectivamente. Las estructuras de esquinas cúbicas resultantes tienen tres grupos de ranuras secantes con una inclinación de 102 micrómetros (4 mils) . Las ranuras secantes forman un triángulo de base de esquinas cúbicas con ángulos incluidos de 58° y una altura de los elementos de esquinas cúbicas de 50 micrómetros (1.95 mil). La separación entre ranuras primaria se define como la separación entre ranuras entre las ranuras que forman los dos ángulos de base de 58° del triángulo de base.

Se toman fotografías digitales de las soldaduras de los Ejemplos 1 - 3 mediante el uso de un microscopio compuesto Nikon MM-11C con objetivo 10X, y se muestran en las Fig. 10 -12, respectivamente.

Se mide el ancho de las áreas degradadas ópticamente (en micrones) de los Ejemplos comparativos A - F y de los Ejemplos 1 - 3 como se describió, anteriormente. Los resultados se documentan en la Tabla 4, que sigue. Se muestra un conjunto de datos representativo para el cálculo del área degradada ópticamente del Ejemplo 1 en la Fig. 13.

Tabla 4 Ejemplos 4- 7 Se usan las Herramientas de moldeo 4 - 7 en la preparación de las películas retrorreflectivas de los Ejemplos 4 - 7, respectivamente, mediante el uso de un proceso de prensado térmico (9.8 MPa (1420 PSI) , 216 °C (420 °F) durante 1 min.) para transferir la herramienta microestructurada a policarbonato Makrolon® 2407 (0.30 mm (0.012 pulgadas) de espesor fabricado por Bayer Material Science AG, Alemania) . Las estructuras de esquinas cúbicas resultantes tienen tres grupos de ranuras secantes con una inclinación de 102 micrómetros (4 mils) . Las ranuras secantes forman un triángulo de base de esquinas cúbicas con ángulos incluidos de 58° y una altura de los elementos de esquinas cúbicas de 50 micrómetros (1.95 mil). La separación entre ranuras primaria se define como la separación entre ranuras entre las ranuras que forman los dos ángulos de base de 58° del triángulo de base.

Se toman fotografías digitales de las soldaduras de las herramientas de moldeo y de los Ejemplos 4-7 mediante el uso de un microscopio compuesto Nikon MM-llC con objetivo 10X, y se muestran en las Fig. 14-21, respectivamente.

Se miden los anchos de las áreas degradadas ópticamente (en micrones) de las Herramientas de moldeo 4 - 7 y de los Ejemplos 4 - 7 como se describió, anteriormente. Los resultados se documentan en la Tabla 5, que sigue.

Tabla 5 Se muestran grupos de datos para el cálculo del ancho del área degradada ópticamente de la Herramienta de moldeo 5 y del Ejemplo 5 en las Fig. 22 y 23, respectivamente. Las Figuras 22 y 23 demuestran que la forma general del área degradada ópticamente (definida mediante el método de medición de OPD P-V descrito anteriormente) no cambia entre la Herramienta de moldeo 5 y el Ejemplo 5. Por lo contrario, el proceso de reproducción introduce una distorsión adicional en los elementos cúbicos retrorreflectivos . Esta distorsión adicional reduce el impacto de la distorsión inducida por soldadura original. El uso de la Ecuación 1 para identificar los elementos de esquinas cúbicas sin distorsión resulta en Ia identificación de elementos de esquinas cúbicas inmediatamente adyacentes a la soldadura (que se identificaron como elementos de esquinas cúbicas con distorsión en la Herramienta de moldeo 5) como elementos de esquinas cúbicas sin distorsión en el Ejemplo 5. Esto provoca que el ancho del área degradada ópticamente del Ejemplo 5 (74 micrones) sea menor que el de la Herramienta de moldeo 5 (201 micrones) . Los cambios en el ancho del área degradada ópticamente dependen, entre otras cosas, de las condiciones de soldadura de la herramienta, la conflabilidad del proceso de reproducción, y el intervalo de distorsión de OPD-PV presente en cada uno de los elementos retrorreflectivos de esquinas cúbicas en la herramienta.

Las descripciones completas de las publicaciones citadas en la presente descripción se incorporan como referencia en su totalidad como si cada una se incorporara individualmente. Diversas modificaciones y alteraciones a esta invención resultarán evidentes para los expertos en la materia sin desviarse del alcance y espíritu de esta invención. Se entenderá que la presente invención no tiene por objeto quedar limitada indebidamente por las modalidades y ejemplos ilustrativos expuestos en la presente descripción y que los ejemplos y modalidades se presentan, únicamente, con carácter ilustrativo, con el alcance de la invención limitado únicamente por las reivindicaciones expuestas a continuación en la presente descripción.

Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (10)

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones :

1. Una herramienta para elaborar artículos retrorreflectivos , caracterizada porque comprende: (a) un sustrato que comprende una superficie con patrón que comprende un conjunto de elementos retrorreflectivos microestructurados ; y (b) una unión de soldadura a través de al menos parte del conjunto; en donde un área degradada ópticamente adyacente a la unión de soldadura sobre la superficie con patrón tiene un ancho de aproximadamente 400 µ?t? o menor.

2. La herramienta de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la superficie con patrón comprende elementos de esquinas cúbicas.

3. La herramienta de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la herramienta es un cilindro, una correa o una manga.

4. Un artículo retrorreflectivo reproducido a partir de la herramienta de conformidad con la reivindicación 1 o de una réplica de esta.

5. Una lámina retrorreflectiva, caracterizada porque comprende una superficie con patrón que comprende un conjunto tridimensional de elementos retrorreflectivos microestructurados y una unión de soldadura a través de al menos parte del conjunto; en donde un área degradada ópticamente adyacente a la unión de soldadura sobre la superficie con patrón tiene un ancho de aproximadamente 400 µp? o menor.

6. Un método para elaborar una herramienta para artículos retrorreflectivos , caracterizado porque comprende soldar los extremos de dos elementos de mecanizado sustancialmente planos juntos con un láser en modo espacial único en operación en modo de onda continua para formar una unión soldada ,- en donde cada elemento de mecanizado comprende un lado con patrón que comprende un conjunto de elementos retrorreflectivos microestructurados y un lado posterior plano opuesto al lado con patrón.

7. El método de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque soldar los extremos de dos elementos de mecanizado sustancialmente planos juntos comprende soldar el lado posterior de los elementos de mecanizado.

8. El método de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque los dos elementos de mecanizado se unen en la unión soldada con menos de 100 % de penetración.

9. El método de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque comprende además, soldar los dos elementos de mecanizado del lado con patrón a una potencia menor que la soldadura del lado posterior.

10. El método de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque comprende además, reproducir un molde o un artículo retrorreflectivo a partir de la herramienta.