パターン付きシートのためのシステム、方法と装置
全体の円筒形パターンを形成する1つ又は複数のパターン付きリングを備えるパターン付きローラ。パターン付きローラはまた、表面内に溝又はチャネルを形成するための1つ又は複数のスペーサ・リングを備える。パターン付きローラは、パターン付きフィルム用の製造システムの一部としてローラ・スタックを備えてもよい。パターン付きローラは、継ぎ目なしで反射性のシートの長さに沿って、その幅にわたって連続して様々なサイズ及び/又は幾何形状のフル・コーナー・キューブを形成するためのパターンを備えることができる。製造方法は、パターン付きローラの円筒形パターンを押し出されたシートの表面内へ回転させることを含む。物品は、ライセンス・プレート、靴、高速道路標識、衣料品、路面表示、自動車レフレクター及び自転車レフレクターを含んで製造方法を使用して製造される。
【発明の詳細な説明】
【関連出願】
【0001】
(関連出願の相互引用)
David Reedによって提出された米国(US)特許本出願は、2002年9月11日にDavid Reedによって提出された米国特許仮出願第60/410、206号の利益を請求する。
【技術分野】
【0002】
本発明は、一般にパターン付きシートの分野に関する。特に、本発明は、反射性及び逆反射性のシートに関する。
【背景技術】
【0003】
図中の類似の符号及び記号は、類似の機能を提供する類似の要素を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【0004】
本発明の以下の詳細な説明では、多数の特定の詳細が本発明を十分に理解させるために示される。しかし、本発明は、これらの特定の詳細なしで実施されてもよいことを理解されたい。他の例では、本発明の態様を不必要にあいまいにしないように、公知の方法、手順、要素、構成要素及び装置は詳細に説明されない。
【0005】
レフレクターは、放射を反射させるように光学材料で形成されたボール又は球状レンズのアレイを使用している。他の場合では、レフレクターは、放射を反射するために光学材料で形成されたハーフ・コーナー・キューブのアレイを使用する。いくつかの場合では、ハーフ・コーナー・キューブが、放射を反射するためにボール又は球状レンズと結合されることもある。他の例では、レフレクターは、放射を反射するために光学材料から形成されたフル・コーナー・キューブのアレイを使用してもよい。
【0006】
本発明は、レフレクター又はレフレクターの要素として使用される反射性のシート又はフィルムを製造するための方法と装置を含む。この反射性のシート又はフィルムは、放射を反射するためにハーフ・コーナー・キューブ又はフル・コーナー・キューブの微小構造化された列として形成された光学材料の面を持つ。一実施形態では、本発明の反射性のシート又はフィルムが、パターン付きローラを使用して押出しプロセスで形成される。
【0007】
ハーフ・コーナー・キューブは、入射する放射が入射光源に戻るように再方向付けされるように放射を2回反射する2つの境界面を有する。フル・コーナー・キューブは、入射する放射が入射光源に戻るように再方向付けされるために放射を3回反射する3つの境界面を使用している。フル・コーナー・キューブは、入射する光を受取り、光源に戻すように再方向付けさせるために、より大きな範囲の角度となる。光学材料内での損失が低いと仮定すると、フル・コーナー・キューブは、ハーフ・コーナー・キューブの反射効率より良い傾向がある。しかし、フル・コーナー・キューブは、製造するのがより困難である。通常、反射性のフィルムは、入射光を所定の角度で自然に反射させるハーフ・コーナー・キューブ・パターンを浮き彫りにした薄いフィルムから形成される。
【0008】
ハーフ・コーナー・キューブのアレイを反射性のシート又はフィルムに製造する典型的な方法は、成形、機械切削、型押しプロセスである。
【0009】
成形プロセスは、所定のパターンを設けた金型を通常必要とする。溶融したプラスチック又は液体形態のその他の類似の光学材料が、金型内に、及び金型の上に注入される。光学材料は、反射特性を有する形状とするために金型内で硬化する時間を必要とする。硬化時間はかなり長いこともある。また、金型は、光学材料内でフル・コーナー・キューブを形成させるのに適していない。
【0010】
機械切削プロセスは、プラスチックなどの光学材料内にパターンを個別に刻み付けるための機械工具を必要とする。パターンを個別に刻み付けることは、極めて時間を消費し、反射性材料の連続するシートを製造するコスト効果のある方法ではない。
【0011】
型押しプロセスは、固定されたパターンを有する矩形のスタンプを通常必要とする。プラスチックなどの柔らかい半固体又は半液体の光学材料が、スタンプによって反射特性を有する形状に型押しされる。矩形のスタンプで微小な領域を型押しするのは遅く、コスト効果が低い。
【0012】
これらの典型的なプロセスは、十分なサイズとするために、反射性のシート又はフィルム内の反射性のパターンの間に継目を導入する。継目は、反射性のパターンを分割し、非反射性であり、それによって反射率又は強度効率を低下させる。
【0013】
これらの典型的なプロセスのそれぞれは、分割されないハーフ・コーナー・キューブ・パターンを限られた領域にわたって形成してもよい。たとえば、48インチ(約121.92cm)四方のシート内に36個の9インチ(約22.86cm)パターンのブロックを有する9インチ以下四方の分割されないパターン(すなわち、9インチ・パターン・ブロック)である。ある場合では、9インチ・パターン・ブロックは、このサイズに適用を制限し、そうでない場合は、これより大きなパターンを作成するために細かい繋ぎ作業を必要とする。
【0014】
本発明は、ほぼ任意の長さの継ぎ目のない反射性フィルムを顧客に提供するために、連続するロール上に微小構造化されたフィルムを継ぎ目なしで形成することができる。反射性のシートの製造での継ぎ目を除去することによって、反射効率を増加させることができ、反射性のパターンの密度を増加させることによってコストを低減させることができる。
【0015】
反射性のフィルムの連続ロールを提供するために、表面に切り込まれた光学パターンを有する微小構造化された円筒形の金型が形成される。微小構造化された円筒形の金型は、ここではパターン付きローラと呼ばれる。この微小構造化された円筒形の金型は、そのパターンをプラスチック・フィルムへ押圧させ、暖かいプラスチックなどの暖かい光学材料内へパターンを連続的に刻印する。典型的なプロセスでは、円筒形の金型にハーフ又はフル・コーナー・キューブ・パターンを切削することは困難である。
【0016】
パターン付きローラは、ハーフ・コーナー・キューブとフル・コーナー・キューブのいずれか及び/又は両方を有する、微小構造化された反射性のフィルムの連続的な製造を可能にする製造プロセスのための工具となる。正確なコーナー・キューブ溝が、3次元表面上に形成される。固体のシリンダ又はローラではなく、パターン付きローラは、複数の部片又はサブ・パターンから円筒形のパターンを形成する。パターン付きローラは、全体として円筒形のパターンを形成するために、互いにしっかりと固定された、1つ又は複数の幅の狭い環状のリング又はシムを使用する。各リング又はシムは、パターンの一部を作製するために個別に切削される。一実施形態では、リングは1ミリメートル未満の幅である。隣り合わせに密に配置された様々な数のリング又はシムを使用することによって、所望のパターンを有する様々な幅のシリンダが形成される。
【0017】
パターン付きローラは、フル・コーナー・キューブを備える大きな、分割されない反射性の面を提供することができる。すなわち、反射性のフィルム又はシートの面を、広く、無限に長い分割されない反射性の面に形成することができる。パターン付きローラの全体の円筒形パターンを形成するために1つ又は複数のリング又はシムを使用することによって、各リング上で異なる角度を有することを含む、フル・コーナー・キューブの表面の角度の調節が行われてもよい。フル・コーナー・キューブは、リングからリングへ、リングを横切るサブ・パターンの列を交番させることによって提供されてもよい。結果として、いくつかの反射角度と反射効果が、入射光又は放射の反射又は逆反射を提供するために光学材料の面に作製される。反射性のフィルムや最終製品の反射特性を変更するために、コーナー・キューブの角度(すなわち、広いか狭いか)と深さ(すなわち、浅いか深いか)を、全体の円筒形パターンのリング又はシムを変更することによって、それらの直交性を変えることで容易に調節することができる。より大きく、より深いコーナー・キューブを、反射品質を犠牲にすることなく、面に形成することができる。異なる反射性のシート又はフィルムを、同じ工具の異なる形状を使用して製造することができるように、パターン付きローラを適用可能である。全体の円筒形パターンは、円筒形パターン上のリング又はシムの形状を変更することによって修正することができる。単一のパターン付きローラ上には、全体としての円筒形パターンを形成するために、ローラの円筒形の面に同時に共存する多数のサイズ及び種類のコーナー・キューブがある。
【0018】
パターン付きローラは、リング又はシムのためのホルダとして働くベース・シリンダを備える。ベース・シリンダは、リングを適切に整列させる働きをし、リングを互いにしっかりと結合させて保持するのを助ける、1つ又は複数のガイドを縦方向に備える。リング/シムの位置を保持し、パターンの移動を回避するために、ベース・シリンダの外径及び形状は、リングの内径及び形状と同様である。
【0019】
図1をここで参照すると、パターン付きローラ100Aの第1の実施形態が示されている。パターン付きローラ100Aは、パターン付きドラム又はパターン付き回転シリンダとも呼ばれる。パターン付きローラ100Aは円筒形パターンを備える。好ましい実施形態では、円筒形パターンを用いて、材料層の表面に微小構造を形成する。
【0020】
光学フィルムすなわち層は、パターン付きローラ100Aと別のローラ104の間に挟まれる。好ましい実施形態では、パターン付きローラ100Aのパターンを光学フィルムすなわち層の表面に形成し、パターン付きの又は反射性のフィルム、シートの層102の連続的なパターンを生成する。
【0021】
一実施形態では、光学フィルムすなわち層は、パターン付きローラ100Aの円筒形パターンが光学フィルムの表面に刻印されるように、液体と固体の間の柔軟な状態に加熱されたプラスチック材料である。別の実施形態では、パターン付きローラ100Aのパターンは、固体状態での光学フィルムの表面に切り込むのに十分鋭い。
【0022】
図1に示すように、パターン付きローラ100Aは、1つ又は複数の回転自在な車軸、シャフト又はジャーナル112と、1つ又は複数N個のパターン付きシム/リング114と、M個のスペーサ・シム/リング(図1には図示せず)と、一対の端部フランジ116と、一対のロッド118と、中央円筒形スリーブ120と、各端部フランジ116での1つ又は複数の固定具122とを備える。中央円筒形スリーブ120はまた、円筒形コア120とも呼ばれる。1つ又は複数のパターン付きリング及びスペーサ・シム/リングのそれぞれの数N及びMは、パターン付きローラ及び光学フィルムの所望の円筒形パターンに依存する。一実施形態では、M=N+1である。別の実施形態では、M=0であり、スペーサ・シム/リングは使用されない。パターン付きシム/リング114は、所望のパターンの関数である幅を有する。スペーサ・シム/リングは、それらに切削又は形成されたパターンを有さずに、フィルムの表面に直線、溝又はぎざぎざパターンを形成するのに適切なサイズにされてもよい。スペーサ・シム/リングは、表面に直線、溝又はぎざぎざパターンを形成する縁部パターンを有するように考慮されてもよい。
【0023】
1つ又は複数のフィルムの材料層が、反射性のフィルム102を形成するためにパターン付きローラとローラ104の間を通って押される及び/又は引かれるとき、パターン付きローラ100Aが、1つ又は複数の車軸112の周りを回転する。N個のパターン付きシムとM個のスペーサ・シムのうちの1つ又は複数の円筒形パターンが、パターン付きローラが反射性のフィルム102の上を回転するときその面に形成される。フィルムの表面に形成されたパターンは、連続パターンとみることができる。N個のパターン付きシム114のうちの1つ又は複数が、中央円筒形スリーブ120の周りに配置されている。一対のロッド118が、N個のパターン付きシム114のうちの1つ又は複数、さらにもしあれば、M個のスペーサ・シム(図示せず)を、パターン付きローラ100A上の固定された位置に保持する。端部フランジ116が、N個のパターン付きシム114のうちの1つ又は複数、もしあればM個のスペーサ・シム、1つ又は複数のロッド118、及びそれらの間の中央円筒形スリーブ120を挟んでいる。固定具122が、端部フランジ116のそれぞれで、端部フランジ116を互いに押しつけ、それらの間で互いに挟まれているその他の要素をユニットとして保持する。一実施形態では、固定具122は、それぞれナットとボルトの組合せである。
【0024】
N個のパターン付きシム及び、もしあれば、M個のスペーサ・シムが1つ又は複数のロッド118と滑動自在に結合している。1つ又は複数のロッド118は、車軸112と平行にパターン付きローラの周囲に配置される。1つ又は複数のロッド118は、図示のようにパターン付きローラ100Aの対向位置に配置されるか、あるいはパターン付きローラ100Aの周囲に互いにある角度離して配置される。図1は、向き合って配置され、互いから180度だけ等しく離れている一対のロッド118を示している。しかし、シムを保持するためにパターン付きローラ100Aの周囲に配置された1、2、3,4又はそれ以上のロッド118があってもよい。
【0025】
ここで図2を参照すると、パターン付きシム114と一対のスペーサ・シム214の分解図が示されている。パターン付きローラ100Aに組み立てられたとき、パターン付きシム114は、一対のスペーサ・シム/リング214によって挟まれている。スペーサ・シム214のそれぞれは、1つ又は複数のロッド118上を滑動するための1つ又は複数の位置合わせ孔218を備える。同様に、パターン付きシム114のそれぞれは、1つ又は複数のロッド118上を滑動するための1つ又は複数の位置合わせ孔218’を備える。また、各スペーサ・シム214とパターン付きシム114は、中央円筒形スリーブ120上を滑動するための中央開口220を備える。
【0026】
ここで図3を参照すると、図2の一部分の拡大図が示されている。1つ又は複数のパターン付きシム114のそれぞれは、その外縁部の周囲にサブ・パターン300を備える。1つのパターン付きシム114の場合、1つのパターン付きシム114のサブ・パターン300は、スペーサ・シム214が全体パターンの一部を形成するために使用されていない場合、全体パターンとなる。各パターン付きシム114のサブ・パターン300のそれぞれは、反射性のフィルム102の面に巻き付けられるパターン付きローラの全体の円筒形パターンを完成させるために、類似又は独自のものであってよい。サブ・パターン300は、奇数及び偶数のパターン付きシム114の間で交番してもよい。各パターン付きシム114のサブ・パターン300は同一であってもよいが、サブ・パターンは、パターン付きローラ100上の、あるパターン付きシムから次のパターン付きシムへわずかにずれてしてもよい。パターン付きローラ100の全体の円筒形パターンは、パターン付きシム114とスペーサ・シムを、異なる形状のパターン付きシムとスペーサ・シムと交換することによって容易に変更できる。
【0027】
パターン付きシムのそれぞれは、特定のパターン付きシムに対して選択されたサブ・パターンによって異なった厚さ302を有する。それと比較して、スペーサ・シム214の厚さはかなり小さい。たとえば、一実施形態では、スペーサ・シムの厚さは、パターン付きシムの厚さの25パーセントである。しかし、スペーサ・シム214は、全体パターンの中にそれ自体のサブ・パターンを形成することができる。ある場合には、スペーサ・シム214は、フィルムの表面に溝又はラインを形成する。スペーサ・シム214の厚さは、図3ではかなり薄い、又はゼロであるように図示されているが、全体パターンの中にサブ・パターンをさらに形成するためにより大きな厚さを備えてもよい。
【0028】
図4Aをここで参照すると、パターン付きローラ100Bの第2の実施形態が図示されている。パターン付きローラ100Bも同様に、パターン付きドラム又はパターン付き回転シリンダと呼ばれる。パターン付きローラ100Bは、パターン付きローラ100Aのいくつかの要素を備える。パターン付きローラ100Bは円筒形パターンを備える。好ましい実施形態では、円筒形パターンは、材料層の面に微小構造を形成するためのものである。しかし、パターン付きシムとスペーサ・シムは、各パターン付きローラのそれぞれの中で異なるように保持される。
【0029】
パターン付きローラ100Bは、1つ又は2つのシャフト、ジャーナル又は車軸112と、N個のパターン付きシム114’のうちの1つ又は複数、M個のスペーサ・シム214’、一対の端部フランジ116’、中央円筒形スリーブ120’、1つ又は複数の固定具122を備える。中央円筒形スリーブ120’は、円筒形コア120’とも呼ばれる。パターン付きローラ100Bの実施形態では、中央円筒形スリーブ120’は、ガイド・スロット418を備える。ガイド・スロット418は、中央円筒形スリーブ120’の周りでそれぞれの角度方向を保持するために、各パターン付きシム114’と各スペーサ・シム214’内のガイド・タブと係合する。端部フランジ116’は、ガイド・スロット418が、1つ又は複数のロッド118なしで使用されるため、図1の端部フランジ116とはわずかに異なる。
【0030】
図4Bをここで参照すると、円筒形パターン400を形成するために、パターン付きシム114’のすべて及び/又はスペーサ・シム214’がパターン付きローラ100B上で互いに組み立てられる。1つ又は複数のパターン付きシム214’内の微小機械加工された面のため、円筒形パターン400の詳細は、図4Bには示されておらず、すべて黒く見えている。
【0031】
図4Cをここで参照すると、パターン付きローラ100Bの一部分の拡大図が示されている。円筒形パターン400は、一対の端部フランジ116’の間の1つ又は複数のパターン付きシム114’と、ゼロ以上のスペーサ・シム214’を備える。スペーサ・シム214’は、パターン付きシム114’の両側に配置されてもよい。別法として、パターン付きシム114’は、ある円筒形パターン400内で互いに隣接してもよい。1つ又は複数のパターン付きシム114’がスペーサ・シム214’の両側に配置されてもよい。別法として、スペーサ・シム214’が別の円筒形パターン400内で互いに隣接していてもよい。
【0032】
サブ・パターン300が、各シムの外周又は外縁部の周りの各パターン付きシム114’内に形成されている。サブ・パターン300は、パターン付きシムの外周の周りで繰り返されてもよい。別法として、サブ・パターン300は、所与のパターン付きシム114’の弧又は全円周に沿って独自であってもよい。
【0033】
サブ・パターン300は、全円筒形パターン400内で各シム114に対して独自であってもよい。すなわち、いずれの2つのパターン付きシム114’も類似していない。別法として、1組のパターン付きシム114がその組の中でそれぞれ独自であり、そのパターン付きシム114の組が全円筒形パターン400にわたって繰り返される。さらに別の実施形態では、各パターン付きシム114’が、全円筒形パターン400を形成するために同一のサブ・パターン300を有してもよい。このようにして、円筒形パターン400は、材料の面にパターンを形成するように容易に適合可能である。
【0034】
図4Bを再び参照すると、1つ又は複数の車軸112内に形成された駆動溝420が示されている。駆動溝420は、1つ又は複数の車軸112の端部と平行であり、それと近接している。1つ又は複数の車軸112の一方の車軸上又は車軸112の一方の側に、駆動溝420が、パターン付きローラ100Bを回転させるために、車軸を駆動ギア又はモータと結合できるように設けられている。一実施形態では、キー(図示せず)が、ギアなどの駆動結合部のキー溝と結合するために駆動溝420に配置される。別の実施形態では、ギアなどの駆動結合部は、駆動溝420内に滑動するタブを有している。別の実施形態では、駆動溝420は、車軸の円筒形表面から外向きに延びる駆動キーとして構成されている。
【0035】
図5をここで参照すると、パターン付きシム114’の透視図が示されている。図5に示されているパターン付きシム114’は、パターン付きローラ100BのN個のパターン付きシム114’の例である。パターン付きシム114’は、中央開口220’、ガイド・タブ518、サブ・パターン300を備える。ガイド・タブ518は、中央開口220’内のパターン付きシム114’の内縁の一部に配置されている。中央開口220’によって、パターン付きシム114’が、中央円筒形スリーブ120’の外側面上を滑動することができる。パターン付きシム114’のガイド・タブ518は、中央開口220’が中央円筒形スリーブ120’の外側面上を滑動するとき、ガイド・スロット418内を滑動する。
【0036】
パターン付きシム114、114’とスペーサ・シム214、214’は、ほぼリング形状又は環状である。パターン付きシム114、114’とスペーサ・シム214、214’は有限の厚さと高さを有する中空の円筒としてほぼ形成されているとみることもできる。パターン付きシムのそれぞれの外縁部は、サブ・パターン300のために、その外縁部又は外周に沿って様々である。スペーサ・シムは、一定でも、外縁部又は外周に沿って様々でもよい。パターン付きシムとスペーサ・シムの内縁部すなわち内縁面は、中央円筒形スリーブ120の形状に適合するように形成されている。一実施形態では、中央円筒形スリーブ120は、スペーサ・シムとパターン付きシムのそれぞれの内縁部又は内縁面がほぼ円筒形であるように円筒である。他の実施形態では、内縁部は、正方形、長方形、六角形又は、中央円筒形スリーブの形状に適合するように別の筒形状でもよい。
【0037】
スペーサ・シム214とパターン付きシム114’が、中央円筒形スリーブ120’上で、それぞれガイド・スロット418と位置合わせされているガイド・タブ518に組み付けられる。
【0038】
図6を参照すると、パターン付きローラ100Bのリング/シムの別の部分の拡大図が示されている。前に議論したように、パターン付きシム114’は、一対のスペーサ・シム214’によって挟まれている。各パターン付きシム114’のサブ・パターン300がその外周又は外縁部の周りで繰り返される。
【0039】
図7をここで参照すると、図6のシム/リングの一部分の拡大図が示されている。サブ・パターン300が、パターン付きリング114’の外縁部又は外周の周りで連続している。サブ・パターン300は、反射性のフィルム102の領域内でコーナー・キューブを形成する。スペース・シム又はリング214’は、各パターン付きシム/リング114’のサブ・パターン300によって反射性のフィルム102内に形成されるコーナー・キューブの列を分離する溝、スロット又はラインを形成する。
【0040】
サブ・パターン300は、パターン付きリング114又は114’に、精密切削工具を使用して機械加工される。別法として、パターン付きリング114又は114’は、外縁部に沿ってサブ・パターン300を備えるように成形又は鋳造されてもよい。独自のサブ・パターンが、各パターン付きリング内に形成されてもよい。別法として、同様のサブ・パターンが、各パターン付きリング内で、円筒形スリーブの周囲の異なる角度位置に形成されてもよい。別法として、サブ・パターン300は、パターン付きローラ100A及び100B上に組み立てられたパターン付きリング114又は114’を横切る形状及び位置が周期的に似ていてもよい。
【0041】
1つ又は複数のパターン付きリング114又は114’はそれぞれ、互いに対して及びいずれかのスペーサ・リングに対して円筒形スリーブ120又は120’上の位置を特定するために独自に番号付けされてもよい。同様に、ゼロ以上のスペーサ・リング214又は214’はそれぞれ、互いに対して及びパターン付きリング114又は114’に対して円筒形スリーブ120又は120’上の位置を特定するために独自に番号付けされてもよい。
【0042】
図8A〜8Dをここで参照すると、反射性のフィルム102の一部分の図が、反射性のフィルム102’として示されている。図8Aは、反射性のフィルム102’の平面図を示している。図8Bは、反射性のフィルム102’の側面図を示している。図8Cは、反射性のフィルム102’の透視図を示している。図8Dは、反射性のフィルム102’の断面図を示している。パターン付きローラ100A及び100Bのいずれの実施形態もフィルム内にパターンを形成することができるため、パターン付きローラは、一般にパターン付きローラ100と呼ばれる。
【0043】
前に議論したように、フィルム102が、パターン付きローラ100とローラ104の間に押される及び/又は引かれるとき、全体のパターンが反射性のフィルム102の面に形成される。パターン付きローラ100によって反射性のフィルム102内に形成されたパターンは、成形プロセスではない。
【0044】
反射性のフィルム102’は、複数のフル・コーナー・キューブ800を備える。反射性のフィルム102’は、本体領域802と微小構造領域804を備える。複数のコーナー・キューブ800が、反射性のフィルム102’の微小構造領域804内に形成されている。反射性のフィルム102’の本体領域802は、微小構造領域804を支持している。
【0045】
パターン付きローラ100のパターンの実施形態では、複数のフル・コーナー・キューブ800が列814A〜814F内に配置される。各列814A〜814Fは、それぞれの線、スロットすなわち溝列824A〜824Gによって分離されている。
【0046】
各コーナー・キューブ800は、底縁部(B)、尾部(T)、頭部(H)、最高点又は頂点(A)、光を反射させる3つの面(S1、S2、S3)を有する。3つの面(S1、S2、S3)が隅部で互いに接合する頂点は、各コーナー・キューブ800の頭部により近い。各コーナー・キューブ800の尾部は、頭部と対向している。各コーナー・キューブ800の底縁部は、反射性のフィルムの底面と同じ高さである。列に沿って、1つのコーナー・キューブ800の底縁部が、次のコーナー・キューブの底縁部と接合してもよい。各コーナー・キューブは、四面体に似ている。すなわち、各コーナー・キューブは、3つの三角形の側面と三角形の底面を有する三角ピラミッドに似ている。三角ピラミッド形状は、対称であっても、なくてもよい。すなわち、3つの三角形の側面は、非対称の三角ピラミッド又は不規則な四面体を形成するために等しくない側面を有してもよい。
【0047】
各列内で、各コーナー・キューブ800は、次のキューブから方向を反転させる。行に沿って(すなわち、列を横切って)各コーナー・キューブ800は、次のキューブと位置合わせされた方向を有する。たとえば、1つの行では、コーナー・キューブ800は、反射性のフィルムの左側に尾部で右側に頭部がくるように並んでいる。それと隣接する次の行では、コーナー・キューブ800は、反射性のフィルムの左側に頭部、右側に尾部がくるように並べられる。
【0048】
図8A〜8Dに示されている反射性のフィルム102’は、反射性のフィルムの全シート又はロールの一部分に過ぎない。図8A〜8Dに示されている部分については、反射性のフィルム102’は、パターン付きローラ100の6個のパターン付きシム114又は114’及び7個のスペーサ・シム214又は214’によって形成されている。反射性のフィルム内に形成されたコーナー・キューブの各列814A〜814Fは、各パターン付きシム114又は114’によって形成される。反射性のフィルム102’内の列814A〜814Fの間の溝824A〜824Gのそれぞれは、各スペーサ・シム214又は214’によって形成される。
【0049】
一実施形態では、反射性のフィルム102の面に形成されたコーナー・キューブは、雄型コーナー・キューブである。別の実施形態では、表面に形成されたコーナー・キューブは雌型コーナー・キューブである。いずれの場合にも、反射性のフィルム102に形成される全体パターンは、継ぎ目のない連続パターンであってよい。
【0050】
図9A〜9Bをここで参照すると、反射性の積層シートを形成するために、反射性のフィルム102又は102’を、所望の用途に応じて材料の他の層と貼り合わせてもよい。反射性のフィルム102又は102’の表面に切削又は刻印された、フル・コーナー・キューブなどの光学用微小構造が、光学的微小構造の前から又は光学的微小構造の後ろから入射する光を反射させるように形成されている。
【0051】
図9Aでは、光線910Aが光学的微小構造の後側面へ結合され、光線910Bが反射性の積層シート900Aの反射層102’内の光学的微小構造の前面に結合される。
【0052】
図9Bでは、光線910Aが光学的微小構造の後側面内に結合され、光線910Bが反射性の積層シート900Bの反射層102’内の光学的微小構造の前面に結合される。
【0053】
図9Aは、他の材料の1つ又は複数の層が、反射性の層102’の上部と底部のいずれか又は両方の上に積層されることを示している。1つ又は複数の層910A〜901Nが、第1の面上に反射性の層102’とともに積層されている。1つ又は複数の層902A〜902Nが、第1の面に対向する第2の面上に反射性の層102’とともに積層されてもよい。
【0054】
図9Bは、反射性の層102’とともに積層される他の材料の1つ又は複数の層が、様々な幅と様々な厚さを有することをさらに示している。たとえば、層911は、幅W1、厚さT1を有する。層912は、たとえば、層911の幅W1、厚さT1とそれぞれ異なる幅W2、厚さT2を有する。層の長さも、積層されたフィルムに沿って様々である。また、他の材料層の幅、厚さ、長さは、反射性の層102’にわたって一様である必要はない。
【0055】
様々な幅と長さが、たとえば、文字を表示するための反射率を変えるために、又はたとえば、光源に戻される反射光の色又は周波数を変えるために使用されてもよい。様々な厚さが、反射率を変えるために同様に使用されてもよく、又は所望の効果を提供するために必要な材料の量に関連付けられてもよい。反射性のシート102を形成するために使用される材料のタイプは、反射性の層の反射率を変えることができる。他の材料タイプ、それらの屈折率、光学的微小構造に対する位置もまた、反射性の層の反射率を変えることができる。また、反射率を、ある周波数又は光の色に対して最大にすることができ、他の材料の層、その厚さ、寸法の適切な選択によって他の周波数又は光の色に対して最小にすることもできる。他の材料層のいくつかは、ある所望の波長又は周波数の光に対して透過性又は不透過性であり、他ではそうでない。
【0056】
反射性のシート層102は、切削又はパターン付きローラ100によってパターン付けされる光学的特性を有する熱可塑性プラスチック又はその他の材料層などのポリマー又はプラスチック層であってもよい。一実施形態では、層102は、透明な半結晶質の重合体である。
【0057】
反射性の層102とともに積層されることができる他の材料層のタイプの例は、反射性のフィルム被覆、着色顔料、インク、蛍光体、シリカ、偏光子、シーリング材、保護被覆、結合剤、基剤、接着剤、取外し可能な解放シート層である。接着性の層は、感圧性の接着剤、熱活性の接着剤又は放射活性の接着剤であってもよい。取外し可能な解放シート層は、反射性の積層を表面に結合させる準備がととのうまで、接着性の層を保護するために使用されてもよい。
【0058】
シリカ(二酸化シリコン)が、平らな面内の光学用微小構造によって形成された空隙を充填するために使用されてもよい。使用されることができるシリカの一形態は、マイカである。
【0059】
保護被覆層は、道路標示上を走るタイヤによっるような摩耗や汚染に抵抗するために設けられる。保護被覆層は、また、泥や土又は埃に曝された後でも、層の本来の反射率を維持するために土や露をはじく性質を与えることができる。
【0060】
衣服又は靴に縫い込むことによってなど機械的な手段によって反射性の面をある表面に固定するために基材を用いてもよい。反射性の層を表面に固定するために結合層又は接着性の層を用いてもよい。
【0061】
アルミニウム、真鍮、銅、金、ニッケル、プラチナ、銀又はチタンの薄い層で形成された金属箔などの反射性のフィルムを、光を反射するため及び/又は反射率の差を与えるために使用してもよい。反射性のフィルムは、積層されてもよい、又は別法として反射性の層102の上に噴霧されてもよい。チタニア、ジルコニア、コバルト/鉄混合物、二酸化ジルコニア、酸化亜鉛、鉛白、酸化アンチモン、硫化亜鉛、アルミナ、酸化マグネシウムなどの他の材料を、反射性のフィルム層を形成するために使用することができる。
【0062】
他の層が、構造的に光の干渉を生じさせるために屈折率が一致しないように選択された100ナノメートル未満の厚さをそれぞれ有する、2つのポリマーの複数の交番する層であってもよい。
【0063】
層は、押出成形プロセスで圧力と熱によって互いに積層されてもよい。別法として及び/又はそれと相俟って、圧力によって、あるいは多数の層を一緒に保持するために層の間で選択的に使用される糊、結合剤又はエポキシの薄い層の使用によって層を一緒に積層させてもよい。
【0064】
図10をここで参照すると、処理ライン、生産ライン、又は製造システム1000の例示的な概略図が示されている。一実施形態では、製造システム1000は、反射性のフィルムを押出成形するための同時押出成形システムである。例示的な製造システム1000内での材料の流れは、頁の左から右へ進行する。製造システム1000は、その出力としての反射性のフィルム1002のロールを形成するために、複数のペレット、ビード、粉体、塊又はその他の形態の生の材料1001を入力として受ける。
【0065】
例示的な製造システム1000は、押出成形機1014、押出金型1016、パターン付きローラ・スタック1020、アイドラ・ローラ(「アイドラ」)1030、一対のニップ・ローラ1032、巻き上げローラ1034を備える。例示的な製造システム1000は、製造システムの様々な位置に、フィーダ、ブレンダ、スクリーン・パック・フィルタ、ギア・ポンプ、フィード・ブロック、厚みゲージ、スリッタ、ダンサをさらに備えてもよい。また、例示的な製造システム1000は、反射性のフィルムの複数の層のためのフィード・ブロックと結合されることができる、溶融された又は液化された材料の1つ又は複数の流れを有してもよい。別法として、積層機が、反射性のフィルム層102を一緒に備える材料の複数の層を積層するために使用されてもよい。別の場合では、真空形成機が、反射性のフィルム層102に追加の材料層を付着させるために使用されてもよい。
【0066】
パターン付きローラ・スタック1020は、第1のローラ1022、パターン付きローラ100、第2のローラ1024を備える。パターン付きローラ100は、押出成形されたフィルムをパターン付けするためにパターン付きローラ・スタック1020内に引き込むようにモータによって駆動される。押出成形されたフィルムの第1の面は、ローラ100の円筒形パターンが第1の面に刻印される又は切り込まれるように、パターン付きローラ100と密に接触する。スタックの上部の第1のローラ1022が、パターン付きローラ100と第1のローラ1022の間でフィルムを圧搾するために押出成形されたフィルムの第2の面を押圧する。第1のローラ1022は、押出成形されたフィルムを部分的に冷却することもできる。したがって、第1のローラ1022は、上部冷却ローラとも呼ばれる。スタックの底部の第2のローラ1024が、パターン付きローラ・スタック1020を通って反射性のフィルムを引き出すためにモータによって駆動される。また、第2のローラ1024は、押出成形された反射性のフィルムを固体状態に冷却することもできる。したがって、第2のローラ1024は底部冷却ローラとも呼ばれる。パターン付きローラ・スタック1020は、第1のローラ1022、パターン付きローラ100、第2のローラ1024が回転自在に結合されるシャシー、スタンド、又は枠1026をさらに備えてもよい。枠1026は、ローラの配置を補助し、押出成形されたフィルムを圧搾し、圧力を加えるように1つ又は複数のローラを互いに移動させることができる。
【0067】
押出成形された反射性のフィルムの製造を開始するために、適切な割合の生材料1001が、押出成形機1014に結合される。押出成形機1014は、生材料を固体状態から液化又は溶融された状態に加熱し、生材料を互いに混合し、溶融された生材料を、液化又は溶融された生材料1004として押し出す。
【0068】
液化された生材料1004の断面を材料の層又はシートの断面に変形させることが望ましい。液化された生材料1004が、押出成形金型1016内に供給される。押出成形金型1016が、液化された生材料の第1の断面を、押出成形されたフィルム1006のシート、フィルムすなわち層の薄く広い断面に変換する。押出成形されたフィルム1006は、一対の側縁部と上面及び底面を有する。押出成形されたフィルム1006の側縁部は、比較的薄く、押出成形されたフィルム1006の上面と底面は比較的幅が広い。
【0069】
押出成形されたフィルム1006の平坦化されたシート、フィルムすなわち層が、第1のローラ1022とパターン付きローラ100の間のパターン付きローラ・スタック1020内に結合させられる。
【0070】
前に議論したように、パターン付きローラ100は、1つ又は複数のパターン付きリング114又は114’及び/又はゼロ以上のスペーサ214又は214’によって形成された円筒形パターン400を備える。パターン付きローラ100の連続的な円筒形パターン400が、フィルム102に微小構造を形成するために押出成形されたフィルム1006のシートの面に刻印、押圧又は切り込まれる。一実施形態では、フィルム内の微小構造は、フル・コーナー・キューブであり、フィルム102は、押出成形された反射性のフィルムすなわち層である。パターン付きローラ100の連続的な円筒形パターン400が、反射性の層102の表面に連続するパターン800を形成する。
【0071】
反射性の層102が、フィルム102を方向を変えるためにパターン付きローラ・スタック1026の第2のローラ1024の周囲に巻き付けられる。第2のローラ1024は、柔軟な状態から固体状態への材料のシートの追加冷却のための手段をも用意している。パターン付きローラ・スタック1020から出力された材料のシートが、次に、巻き上げローラ1034に向けられる。
【0072】
フィルム102は、フィルムが製造システム内を流れる角度を変えるためにアイドル・ローラ1030の上に巻かれている。フィルム102は、一対のニップ・ローラ1032によってアイドル・ローラ1030上を引張られる。ニップ・ローラ1032のそれぞれは、モータによって駆動されるローラである。フィルム102は、一対のニップ・ローラ1032の間で圧搾され、巻き上げローラ1034に向って流れる。
【0073】
巻き上げローラ1034は、フィルム102のシートを受け、ロール1002に巻き上げる。フィルム102が押出成形された反射性のフィルムである場合、ロール1002は、押出成形された反射性のシート又はフィルムからなる反射性フィルムのロールである。巻き上げローラ1034は、押出成形されたフィルムをスパイラル・ロールにしっかりと巻き付けるように駆動される。巻き上げローラ1034は、フィルムのスパイラル・ロールへの巻き上げのときにフィルム102の位置合わせを維持するための縁部を有するスプールを備えてもよい。
【0074】
要約すると、製造システム1000は、押出又は液化プロセス、平坦化プロセス、パターン付けプロセス、巻き上げプロセスを含む。押出又は液化プロセスは押出成形機1014によって実行される。平坦化プロセスは押出成形金型1016によって実行される。パターン付けプロセスはパターン付きローラ・スタック1020によって実施される。巻き上げプロセスはニップ・ローラ1032と巻き上げローラ1034によって実施される。
【0075】
図11をここで参照すると、例示的なパターン付きロール・アセンブリ1100が示されている。パターン付きロール・アセンブリ1100は、図11に示されているように互いに結合された、パターン付きローラ100、一対のベアリング1102、ギア・ボックス1104、ACモータ1106を備える。一対のべアリング1102は、内部で車軸又はジャーナル112と結合されたパターン付きローラ100に対する支点となっている。パターン付きロール・アセンブリ1100を支持するために、一対のべアリング1102の外側をパターン付きローラ・スタック1020の枠と結合させてもよい。一対のベアリング1102は、パターン付きローラ・スタック内でパターン付きローラ100を回転させる。一対のベアリング1102のそれぞれは、ローラー・ベアリングであってもよい。
【0076】
モータ1106は、ギア・ボックス1104を駆動するための回転シャフトを備える。ギア・ボックス1104は、パターン付きローラの回転に対する回転シャフトの回転の比を決める歯車を備える。一実施形態では、ギア・ボックスの比は、パターン付きローラに伝達されるモータの回転数を減少させる。別の実施形態では、ギア・ボックス1104の比は、パターン付きローラ100に伝達されるモータの回転数を増加させる。さらに別の実施形態では、ギア・ボックス1104の比は1であり、モータ1106と同じ回転数がパターン付きローラ100に伝達される。ギア・ボックス1104の比は、パターン付きローラ100の回転速度を変化させるための変速機と選択的に類似であってもよい。
【0077】
図12をここで参照すると、反射性のシート102を備えるロール1002が示されている。前に議論したように、材料の他の層が、反射性の積層1200を形成するために反射性のシート102の周囲に積層されている。反射性の積層は、反射性のシート102と、たとえば層1201〜1204などの他の材料の1つ又は複数の他の層を備える。前に議論し、図9A〜9Bに示したように、他の材料の1つ又は複数の層を、様々なサイズとすることができ、また反射性のシートのいずれの側に配置してもよい。
【0078】
したがって、ロール1002は、他の層のない、反射性のシート102のロールであってもよい。また、ロール1002は、反射性のシート102とともに積層された他の層を備える反射性の積層1200のロールであってもよい。ロール1002は、反射性のシート102又は反射性の積層1200がら巻き付けられる中央円筒コア1202を備えていてもよい。中央円筒コア1202は、反射性のシート102又は反射性の積層1200をワイド・アップ・ローラによって巻き取るとき、それらを位置合わせするための縁部を備えるスプールであってもよい。
【0079】
図13A〜13Gをここで参照すると、反射性のフィルム102の例示的な適用例が示されている。反射性のフィルム102は、反射信号、路面表示、スポーツウェア、安全用衣服を含む広い範囲のレフレクターの適用例として使用されるが、それに限定されない。レフレクターや反射性のフィルムを、いくつかの方式で製品に組み込むことができる。レフレクターは、自転車用のスポーク・レフレクター又は自動車用のテール・レフレクターなど、物品の一部として形成できる。他には、レフレクターを材料層のシート又はストリップとして形成し、それを物品に付着又は結合させるようにしていもよい。例えば、反射性のテープを衣服に付着させてもよい。反射性のシート又はフィルムを高速道路の信号又は標識に付着させることもできる。反射性のフィルム102又は反射性の積層を巻いておいて、又はロール1002から繰り出しながら、製造中の物品に付着させるようにすることもできる。
【0080】
図13Aでは、ロール1002の一部分に相当する反射性のフィルム1002Aが、ライセンス・プレート1300Aとして実施されている。反射性の積層1200に1つ又は複数の異なる色のインク層を含ませて文字や数字を形成させてもよい。
【0081】
図13Bでは、ロール1002の一部分に相当する反射性のフィルム1002Bが靴1300Bに設けられている。反射性のフィルム1002Bは、靴1300Bに縫い付けられる基材及び/又は靴にのり付けするための接着剤を備えてもよい。
【0082】
図13Cでは、ロール1002の一部分に相当する反射性のフィルム1002Cが、停止標識などの高速道路標識1300Cとして実施されている。
【0083】
図13Dでは、ロール1002の一部分に相当する反射性のフィルム1002Dがベストなどの衣服1300Dに取り付けられている。
【0084】
図13Eでは、ロール1002の一部分に相当する反射性のフィルム1002Eが、道路標示1300Eとして実施されている。道路標示1300Eは、図13Eに示されているように、接着剤1354によって道路1352に固定されている。
【0085】
図13Fでは、ロール1002の一部分に相当する反射性のフィルム1002Fが、自動車1360のレフレクター1300F、1300F’として実施されている。レフレクター1300Fは、自動車1360のサイド・マーカ又はサイド・レフレクターである。レフレクター1300F’は、自動車1360のリア・レフレクター又はフロント・レフレクターである。
【0086】
図13Gでは、ロール1002の一部分に相当する反射性のフィルム1002Gが、自転車1370のレフレクター1300G、1300G’、1300G”として実施されている。レフレクター1300Gはスポーク又はホイール・レフレクターである。レフレクター1300G’は自転車のフロント又はリア・レフレクターである。レフレクター1300G”はペダル・レフレクターである。
【0087】
パターン付きローラは、金型ではなく、印刷又は切削ローラとして働くため、光学的反射性シートのために必要な硬化時間はほとんどなく、押出成形された反射性のシートの形成を高速化することができる。パターン付きローラは、フル・コーナー・キューブの連続的なシートを、光学材料のシートの表面に形成することができる。パターン付きローラを使用することによって、連続するシートに全体にわたってパターンに継ぎ目がない。パターン付きローラは変えることができる。すなわち、パターン付きリングとスペーサ・リングを別の形状のパターン付きリングとスペーサ・リングに交換することによって、パターン付きローラによって形成されるパターンを変えることができる。
【0088】
ある例示的な実施形態が説明され、添付の図面に示されてきたが、このような実施形態は例示的なものに過ぎず、広範囲の発明を限定するものではないこと、及び他の様々な実施形態が、本開示を読んだ後に当業者に明らかになるため、本発明は、ここに示し、説明した特定の構造及び構成に限定されないことを理解されたい。たとえば、パターン付きローラは、押出成形された反射性のフィルムを製造するために使用されるとして本明細書で説明された。しかし、パターン付きローラを、材料のフィルム又はシートの表面に他のタイプの構造又は微小構造を形成するために使用することもできる。本発明を、ここに図示し、説明した特定の構造に限定されるものではなく、本発明は、添付の特許請求の範囲に従って解釈されたい。
【図面の簡単な説明】
【0089】
【図1】パターン付きローラの実施形態と別のローラの間で圧搾されたフィルムの透視図である。
【図2】図1のパターン付きローラからの、パターン付きリング又はシム及び一対のスペーサ・リング又はシムの分解図である。
【図3】図2の一部分の拡大図である。
【図4A】部分的に組み立てられたパターン付きローラの別の実施形態の透視図である。
【図4B】すべてのパターン付きリング又はシム及び/又はスペーサ・リング又はシムが組み立てられた、図4Aのパターン付きローラの透視図である。
【図4C】図4Aのパターン付きローラの一部分の拡大図である。
【図5】図4Aのパターン付きローラのパターン付きリング又はシムの透視図である。
【図6】図4Aのパターン付きローラの一部分の拡大図である。
【図7】図6の一部分の拡大図である。
【図8】入射光を反射するためのフル・コーナー・キューブを有する反射性のフィルムの一部分の図である。
【図9】反射性のフィルムとともに積層する前での他の層及びそれらの方向の分解図である。
【図10】パターン付きローラを備えるローラ・スタックを備える例示的な製造システムの概略図である。
【図11】パターン付きローラを備えるパターン付きローラ・アセンブリの前面図である。
【図12】反射性のフィルムの例示的なロールの透視図である。
【図13】反射性のフィルムの適用例を示す図である。
【関連出願】
【0001】
(関連出願の相互引用)
David Reedによって提出された米国(US)特許本出願は、2002年9月11日にDavid Reedによって提出された米国特許仮出願第60/410、206号の利益を請求する。
【技術分野】
【0002】
本発明は、一般にパターン付きシートの分野に関する。特に、本発明は、反射性及び逆反射性のシートに関する。
【背景技術】
【0003】
図中の類似の符号及び記号は、類似の機能を提供する類似の要素を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【0004】
本発明の以下の詳細な説明では、多数の特定の詳細が本発明を十分に理解させるために示される。しかし、本発明は、これらの特定の詳細なしで実施されてもよいことを理解されたい。他の例では、本発明の態様を不必要にあいまいにしないように、公知の方法、手順、要素、構成要素及び装置は詳細に説明されない。
【0005】
レフレクターは、放射を反射させるように光学材料で形成されたボール又は球状レンズのアレイを使用している。他の場合では、レフレクターは、放射を反射するために光学材料で形成されたハーフ・コーナー・キューブのアレイを使用する。いくつかの場合では、ハーフ・コーナー・キューブが、放射を反射するためにボール又は球状レンズと結合されることもある。他の例では、レフレクターは、放射を反射するために光学材料から形成されたフル・コーナー・キューブのアレイを使用してもよい。
【0006】
本発明は、レフレクター又はレフレクターの要素として使用される反射性のシート又はフィルムを製造するための方法と装置を含む。この反射性のシート又はフィルムは、放射を反射するためにハーフ・コーナー・キューブ又はフル・コーナー・キューブの微小構造化された列として形成された光学材料の面を持つ。一実施形態では、本発明の反射性のシート又はフィルムが、パターン付きローラを使用して押出しプロセスで形成される。
【0007】
ハーフ・コーナー・キューブは、入射する放射が入射光源に戻るように再方向付けされるように放射を2回反射する2つの境界面を有する。フル・コーナー・キューブは、入射する放射が入射光源に戻るように再方向付けされるために放射を3回反射する3つの境界面を使用している。フル・コーナー・キューブは、入射する光を受取り、光源に戻すように再方向付けさせるために、より大きな範囲の角度となる。光学材料内での損失が低いと仮定すると、フル・コーナー・キューブは、ハーフ・コーナー・キューブの反射効率より良い傾向がある。しかし、フル・コーナー・キューブは、製造するのがより困難である。通常、反射性のフィルムは、入射光を所定の角度で自然に反射させるハーフ・コーナー・キューブ・パターンを浮き彫りにした薄いフィルムから形成される。
【0008】
ハーフ・コーナー・キューブのアレイを反射性のシート又はフィルムに製造する典型的な方法は、成形、機械切削、型押しプロセスである。
【0009】
成形プロセスは、所定のパターンを設けた金型を通常必要とする。溶融したプラスチック又は液体形態のその他の類似の光学材料が、金型内に、及び金型の上に注入される。光学材料は、反射特性を有する形状とするために金型内で硬化する時間を必要とする。硬化時間はかなり長いこともある。また、金型は、光学材料内でフル・コーナー・キューブを形成させるのに適していない。
【0010】
機械切削プロセスは、プラスチックなどの光学材料内にパターンを個別に刻み付けるための機械工具を必要とする。パターンを個別に刻み付けることは、極めて時間を消費し、反射性材料の連続するシートを製造するコスト効果のある方法ではない。
【0011】
型押しプロセスは、固定されたパターンを有する矩形のスタンプを通常必要とする。プラスチックなどの柔らかい半固体又は半液体の光学材料が、スタンプによって反射特性を有する形状に型押しされる。矩形のスタンプで微小な領域を型押しするのは遅く、コスト効果が低い。
【0012】
これらの典型的なプロセスは、十分なサイズとするために、反射性のシート又はフィルム内の反射性のパターンの間に継目を導入する。継目は、反射性のパターンを分割し、非反射性であり、それによって反射率又は強度効率を低下させる。
【0013】
これらの典型的なプロセスのそれぞれは、分割されないハーフ・コーナー・キューブ・パターンを限られた領域にわたって形成してもよい。たとえば、48インチ(約121.92cm)四方のシート内に36個の9インチ(約22.86cm)パターンのブロックを有する9インチ以下四方の分割されないパターン(すなわち、9インチ・パターン・ブロック)である。ある場合では、9インチ・パターン・ブロックは、このサイズに適用を制限し、そうでない場合は、これより大きなパターンを作成するために細かい繋ぎ作業を必要とする。
【0014】
本発明は、ほぼ任意の長さの継ぎ目のない反射性フィルムを顧客に提供するために、連続するロール上に微小構造化されたフィルムを継ぎ目なしで形成することができる。反射性のシートの製造での継ぎ目を除去することによって、反射効率を増加させることができ、反射性のパターンの密度を増加させることによってコストを低減させることができる。
【0015】
反射性のフィルムの連続ロールを提供するために、表面に切り込まれた光学パターンを有する微小構造化された円筒形の金型が形成される。微小構造化された円筒形の金型は、ここではパターン付きローラと呼ばれる。この微小構造化された円筒形の金型は、そのパターンをプラスチック・フィルムへ押圧させ、暖かいプラスチックなどの暖かい光学材料内へパターンを連続的に刻印する。典型的なプロセスでは、円筒形の金型にハーフ又はフル・コーナー・キューブ・パターンを切削することは困難である。
【0016】
パターン付きローラは、ハーフ・コーナー・キューブとフル・コーナー・キューブのいずれか及び/又は両方を有する、微小構造化された反射性のフィルムの連続的な製造を可能にする製造プロセスのための工具となる。正確なコーナー・キューブ溝が、3次元表面上に形成される。固体のシリンダ又はローラではなく、パターン付きローラは、複数の部片又はサブ・パターンから円筒形のパターンを形成する。パターン付きローラは、全体として円筒形のパターンを形成するために、互いにしっかりと固定された、1つ又は複数の幅の狭い環状のリング又はシムを使用する。各リング又はシムは、パターンの一部を作製するために個別に切削される。一実施形態では、リングは1ミリメートル未満の幅である。隣り合わせに密に配置された様々な数のリング又はシムを使用することによって、所望のパターンを有する様々な幅のシリンダが形成される。
【0017】
パターン付きローラは、フル・コーナー・キューブを備える大きな、分割されない反射性の面を提供することができる。すなわち、反射性のフィルム又はシートの面を、広く、無限に長い分割されない反射性の面に形成することができる。パターン付きローラの全体の円筒形パターンを形成するために1つ又は複数のリング又はシムを使用することによって、各リング上で異なる角度を有することを含む、フル・コーナー・キューブの表面の角度の調節が行われてもよい。フル・コーナー・キューブは、リングからリングへ、リングを横切るサブ・パターンの列を交番させることによって提供されてもよい。結果として、いくつかの反射角度と反射効果が、入射光又は放射の反射又は逆反射を提供するために光学材料の面に作製される。反射性のフィルムや最終製品の反射特性を変更するために、コーナー・キューブの角度(すなわち、広いか狭いか)と深さ(すなわち、浅いか深いか)を、全体の円筒形パターンのリング又はシムを変更することによって、それらの直交性を変えることで容易に調節することができる。より大きく、より深いコーナー・キューブを、反射品質を犠牲にすることなく、面に形成することができる。異なる反射性のシート又はフィルムを、同じ工具の異なる形状を使用して製造することができるように、パターン付きローラを適用可能である。全体の円筒形パターンは、円筒形パターン上のリング又はシムの形状を変更することによって修正することができる。単一のパターン付きローラ上には、全体としての円筒形パターンを形成するために、ローラの円筒形の面に同時に共存する多数のサイズ及び種類のコーナー・キューブがある。
【0018】
パターン付きローラは、リング又はシムのためのホルダとして働くベース・シリンダを備える。ベース・シリンダは、リングを適切に整列させる働きをし、リングを互いにしっかりと結合させて保持するのを助ける、1つ又は複数のガイドを縦方向に備える。リング/シムの位置を保持し、パターンの移動を回避するために、ベース・シリンダの外径及び形状は、リングの内径及び形状と同様である。
【0019】
図1をここで参照すると、パターン付きローラ100Aの第1の実施形態が示されている。パターン付きローラ100Aは、パターン付きドラム又はパターン付き回転シリンダとも呼ばれる。パターン付きローラ100Aは円筒形パターンを備える。好ましい実施形態では、円筒形パターンを用いて、材料層の表面に微小構造を形成する。
【0020】
光学フィルムすなわち層は、パターン付きローラ100Aと別のローラ104の間に挟まれる。好ましい実施形態では、パターン付きローラ100Aのパターンを光学フィルムすなわち層の表面に形成し、パターン付きの又は反射性のフィルム、シートの層102の連続的なパターンを生成する。
【0021】
一実施形態では、光学フィルムすなわち層は、パターン付きローラ100Aの円筒形パターンが光学フィルムの表面に刻印されるように、液体と固体の間の柔軟な状態に加熱されたプラスチック材料である。別の実施形態では、パターン付きローラ100Aのパターンは、固体状態での光学フィルムの表面に切り込むのに十分鋭い。
【0022】
図1に示すように、パターン付きローラ100Aは、1つ又は複数の回転自在な車軸、シャフト又はジャーナル112と、1つ又は複数N個のパターン付きシム/リング114と、M個のスペーサ・シム/リング(図1には図示せず)と、一対の端部フランジ116と、一対のロッド118と、中央円筒形スリーブ120と、各端部フランジ116での1つ又は複数の固定具122とを備える。中央円筒形スリーブ120はまた、円筒形コア120とも呼ばれる。1つ又は複数のパターン付きリング及びスペーサ・シム/リングのそれぞれの数N及びMは、パターン付きローラ及び光学フィルムの所望の円筒形パターンに依存する。一実施形態では、M=N+1である。別の実施形態では、M=0であり、スペーサ・シム/リングは使用されない。パターン付きシム/リング114は、所望のパターンの関数である幅を有する。スペーサ・シム/リングは、それらに切削又は形成されたパターンを有さずに、フィルムの表面に直線、溝又はぎざぎざパターンを形成するのに適切なサイズにされてもよい。スペーサ・シム/リングは、表面に直線、溝又はぎざぎざパターンを形成する縁部パターンを有するように考慮されてもよい。
【0023】
1つ又は複数のフィルムの材料層が、反射性のフィルム102を形成するためにパターン付きローラとローラ104の間を通って押される及び/又は引かれるとき、パターン付きローラ100Aが、1つ又は複数の車軸112の周りを回転する。N個のパターン付きシムとM個のスペーサ・シムのうちの1つ又は複数の円筒形パターンが、パターン付きローラが反射性のフィルム102の上を回転するときその面に形成される。フィルムの表面に形成されたパターンは、連続パターンとみることができる。N個のパターン付きシム114のうちの1つ又は複数が、中央円筒形スリーブ120の周りに配置されている。一対のロッド118が、N個のパターン付きシム114のうちの1つ又は複数、さらにもしあれば、M個のスペーサ・シム(図示せず)を、パターン付きローラ100A上の固定された位置に保持する。端部フランジ116が、N個のパターン付きシム114のうちの1つ又は複数、もしあればM個のスペーサ・シム、1つ又は複数のロッド118、及びそれらの間の中央円筒形スリーブ120を挟んでいる。固定具122が、端部フランジ116のそれぞれで、端部フランジ116を互いに押しつけ、それらの間で互いに挟まれているその他の要素をユニットとして保持する。一実施形態では、固定具122は、それぞれナットとボルトの組合せである。
【0024】
N個のパターン付きシム及び、もしあれば、M個のスペーサ・シムが1つ又は複数のロッド118と滑動自在に結合している。1つ又は複数のロッド118は、車軸112と平行にパターン付きローラの周囲に配置される。1つ又は複数のロッド118は、図示のようにパターン付きローラ100Aの対向位置に配置されるか、あるいはパターン付きローラ100Aの周囲に互いにある角度離して配置される。図1は、向き合って配置され、互いから180度だけ等しく離れている一対のロッド118を示している。しかし、シムを保持するためにパターン付きローラ100Aの周囲に配置された1、2、3,4又はそれ以上のロッド118があってもよい。
【0025】
ここで図2を参照すると、パターン付きシム114と一対のスペーサ・シム214の分解図が示されている。パターン付きローラ100Aに組み立てられたとき、パターン付きシム114は、一対のスペーサ・シム/リング214によって挟まれている。スペーサ・シム214のそれぞれは、1つ又は複数のロッド118上を滑動するための1つ又は複数の位置合わせ孔218を備える。同様に、パターン付きシム114のそれぞれは、1つ又は複数のロッド118上を滑動するための1つ又は複数の位置合わせ孔218’を備える。また、各スペーサ・シム214とパターン付きシム114は、中央円筒形スリーブ120上を滑動するための中央開口220を備える。
【0026】
ここで図3を参照すると、図2の一部分の拡大図が示されている。1つ又は複数のパターン付きシム114のそれぞれは、その外縁部の周囲にサブ・パターン300を備える。1つのパターン付きシム114の場合、1つのパターン付きシム114のサブ・パターン300は、スペーサ・シム214が全体パターンの一部を形成するために使用されていない場合、全体パターンとなる。各パターン付きシム114のサブ・パターン300のそれぞれは、反射性のフィルム102の面に巻き付けられるパターン付きローラの全体の円筒形パターンを完成させるために、類似又は独自のものであってよい。サブ・パターン300は、奇数及び偶数のパターン付きシム114の間で交番してもよい。各パターン付きシム114のサブ・パターン300は同一であってもよいが、サブ・パターンは、パターン付きローラ100上の、あるパターン付きシムから次のパターン付きシムへわずかにずれてしてもよい。パターン付きローラ100の全体の円筒形パターンは、パターン付きシム114とスペーサ・シムを、異なる形状のパターン付きシムとスペーサ・シムと交換することによって容易に変更できる。
【0027】
パターン付きシムのそれぞれは、特定のパターン付きシムに対して選択されたサブ・パターンによって異なった厚さ302を有する。それと比較して、スペーサ・シム214の厚さはかなり小さい。たとえば、一実施形態では、スペーサ・シムの厚さは、パターン付きシムの厚さの25パーセントである。しかし、スペーサ・シム214は、全体パターンの中にそれ自体のサブ・パターンを形成することができる。ある場合には、スペーサ・シム214は、フィルムの表面に溝又はラインを形成する。スペーサ・シム214の厚さは、図3ではかなり薄い、又はゼロであるように図示されているが、全体パターンの中にサブ・パターンをさらに形成するためにより大きな厚さを備えてもよい。
【0028】
図4Aをここで参照すると、パターン付きローラ100Bの第2の実施形態が図示されている。パターン付きローラ100Bも同様に、パターン付きドラム又はパターン付き回転シリンダと呼ばれる。パターン付きローラ100Bは、パターン付きローラ100Aのいくつかの要素を備える。パターン付きローラ100Bは円筒形パターンを備える。好ましい実施形態では、円筒形パターンは、材料層の面に微小構造を形成するためのものである。しかし、パターン付きシムとスペーサ・シムは、各パターン付きローラのそれぞれの中で異なるように保持される。
【0029】
パターン付きローラ100Bは、1つ又は2つのシャフト、ジャーナル又は車軸112と、N個のパターン付きシム114’のうちの1つ又は複数、M個のスペーサ・シム214’、一対の端部フランジ116’、中央円筒形スリーブ120’、1つ又は複数の固定具122を備える。中央円筒形スリーブ120’は、円筒形コア120’とも呼ばれる。パターン付きローラ100Bの実施形態では、中央円筒形スリーブ120’は、ガイド・スロット418を備える。ガイド・スロット418は、中央円筒形スリーブ120’の周りでそれぞれの角度方向を保持するために、各パターン付きシム114’と各スペーサ・シム214’内のガイド・タブと係合する。端部フランジ116’は、ガイド・スロット418が、1つ又は複数のロッド118なしで使用されるため、図1の端部フランジ116とはわずかに異なる。
【0030】
図4Bをここで参照すると、円筒形パターン400を形成するために、パターン付きシム114’のすべて及び/又はスペーサ・シム214’がパターン付きローラ100B上で互いに組み立てられる。1つ又は複数のパターン付きシム214’内の微小機械加工された面のため、円筒形パターン400の詳細は、図4Bには示されておらず、すべて黒く見えている。
【0031】
図4Cをここで参照すると、パターン付きローラ100Bの一部分の拡大図が示されている。円筒形パターン400は、一対の端部フランジ116’の間の1つ又は複数のパターン付きシム114’と、ゼロ以上のスペーサ・シム214’を備える。スペーサ・シム214’は、パターン付きシム114’の両側に配置されてもよい。別法として、パターン付きシム114’は、ある円筒形パターン400内で互いに隣接してもよい。1つ又は複数のパターン付きシム114’がスペーサ・シム214’の両側に配置されてもよい。別法として、スペーサ・シム214’が別の円筒形パターン400内で互いに隣接していてもよい。
【0032】
サブ・パターン300が、各シムの外周又は外縁部の周りの各パターン付きシム114’内に形成されている。サブ・パターン300は、パターン付きシムの外周の周りで繰り返されてもよい。別法として、サブ・パターン300は、所与のパターン付きシム114’の弧又は全円周に沿って独自であってもよい。
【0033】
サブ・パターン300は、全円筒形パターン400内で各シム114に対して独自であってもよい。すなわち、いずれの2つのパターン付きシム114’も類似していない。別法として、1組のパターン付きシム114がその組の中でそれぞれ独自であり、そのパターン付きシム114の組が全円筒形パターン400にわたって繰り返される。さらに別の実施形態では、各パターン付きシム114’が、全円筒形パターン400を形成するために同一のサブ・パターン300を有してもよい。このようにして、円筒形パターン400は、材料の面にパターンを形成するように容易に適合可能である。
【0034】
図4Bを再び参照すると、1つ又は複数の車軸112内に形成された駆動溝420が示されている。駆動溝420は、1つ又は複数の車軸112の端部と平行であり、それと近接している。1つ又は複数の車軸112の一方の車軸上又は車軸112の一方の側に、駆動溝420が、パターン付きローラ100Bを回転させるために、車軸を駆動ギア又はモータと結合できるように設けられている。一実施形態では、キー(図示せず)が、ギアなどの駆動結合部のキー溝と結合するために駆動溝420に配置される。別の実施形態では、ギアなどの駆動結合部は、駆動溝420内に滑動するタブを有している。別の実施形態では、駆動溝420は、車軸の円筒形表面から外向きに延びる駆動キーとして構成されている。
【0035】
図5をここで参照すると、パターン付きシム114’の透視図が示されている。図5に示されているパターン付きシム114’は、パターン付きローラ100BのN個のパターン付きシム114’の例である。パターン付きシム114’は、中央開口220’、ガイド・タブ518、サブ・パターン300を備える。ガイド・タブ518は、中央開口220’内のパターン付きシム114’の内縁の一部に配置されている。中央開口220’によって、パターン付きシム114’が、中央円筒形スリーブ120’の外側面上を滑動することができる。パターン付きシム114’のガイド・タブ518は、中央開口220’が中央円筒形スリーブ120’の外側面上を滑動するとき、ガイド・スロット418内を滑動する。
【0036】
パターン付きシム114、114’とスペーサ・シム214、214’は、ほぼリング形状又は環状である。パターン付きシム114、114’とスペーサ・シム214、214’は有限の厚さと高さを有する中空の円筒としてほぼ形成されているとみることもできる。パターン付きシムのそれぞれの外縁部は、サブ・パターン300のために、その外縁部又は外周に沿って様々である。スペーサ・シムは、一定でも、外縁部又は外周に沿って様々でもよい。パターン付きシムとスペーサ・シムの内縁部すなわち内縁面は、中央円筒形スリーブ120の形状に適合するように形成されている。一実施形態では、中央円筒形スリーブ120は、スペーサ・シムとパターン付きシムのそれぞれの内縁部又は内縁面がほぼ円筒形であるように円筒である。他の実施形態では、内縁部は、正方形、長方形、六角形又は、中央円筒形スリーブの形状に適合するように別の筒形状でもよい。
【0037】
スペーサ・シム214とパターン付きシム114’が、中央円筒形スリーブ120’上で、それぞれガイド・スロット418と位置合わせされているガイド・タブ518に組み付けられる。
【0038】
図6を参照すると、パターン付きローラ100Bのリング/シムの別の部分の拡大図が示されている。前に議論したように、パターン付きシム114’は、一対のスペーサ・シム214’によって挟まれている。各パターン付きシム114’のサブ・パターン300がその外周又は外縁部の周りで繰り返される。
【0039】
図7をここで参照すると、図6のシム/リングの一部分の拡大図が示されている。サブ・パターン300が、パターン付きリング114’の外縁部又は外周の周りで連続している。サブ・パターン300は、反射性のフィルム102の領域内でコーナー・キューブを形成する。スペース・シム又はリング214’は、各パターン付きシム/リング114’のサブ・パターン300によって反射性のフィルム102内に形成されるコーナー・キューブの列を分離する溝、スロット又はラインを形成する。
【0040】
サブ・パターン300は、パターン付きリング114又は114’に、精密切削工具を使用して機械加工される。別法として、パターン付きリング114又は114’は、外縁部に沿ってサブ・パターン300を備えるように成形又は鋳造されてもよい。独自のサブ・パターンが、各パターン付きリング内に形成されてもよい。別法として、同様のサブ・パターンが、各パターン付きリング内で、円筒形スリーブの周囲の異なる角度位置に形成されてもよい。別法として、サブ・パターン300は、パターン付きローラ100A及び100B上に組み立てられたパターン付きリング114又は114’を横切る形状及び位置が周期的に似ていてもよい。
【0041】
1つ又は複数のパターン付きリング114又は114’はそれぞれ、互いに対して及びいずれかのスペーサ・リングに対して円筒形スリーブ120又は120’上の位置を特定するために独自に番号付けされてもよい。同様に、ゼロ以上のスペーサ・リング214又は214’はそれぞれ、互いに対して及びパターン付きリング114又は114’に対して円筒形スリーブ120又は120’上の位置を特定するために独自に番号付けされてもよい。
【0042】
図8A〜8Dをここで参照すると、反射性のフィルム102の一部分の図が、反射性のフィルム102’として示されている。図8Aは、反射性のフィルム102’の平面図を示している。図8Bは、反射性のフィルム102’の側面図を示している。図8Cは、反射性のフィルム102’の透視図を示している。図8Dは、反射性のフィルム102’の断面図を示している。パターン付きローラ100A及び100Bのいずれの実施形態もフィルム内にパターンを形成することができるため、パターン付きローラは、一般にパターン付きローラ100と呼ばれる。
【0043】
前に議論したように、フィルム102が、パターン付きローラ100とローラ104の間に押される及び/又は引かれるとき、全体のパターンが反射性のフィルム102の面に形成される。パターン付きローラ100によって反射性のフィルム102内に形成されたパターンは、成形プロセスではない。
【0044】
反射性のフィルム102’は、複数のフル・コーナー・キューブ800を備える。反射性のフィルム102’は、本体領域802と微小構造領域804を備える。複数のコーナー・キューブ800が、反射性のフィルム102’の微小構造領域804内に形成されている。反射性のフィルム102’の本体領域802は、微小構造領域804を支持している。
【0045】
パターン付きローラ100のパターンの実施形態では、複数のフル・コーナー・キューブ800が列814A〜814F内に配置される。各列814A〜814Fは、それぞれの線、スロットすなわち溝列824A〜824Gによって分離されている。
【0046】
各コーナー・キューブ800は、底縁部(B)、尾部(T)、頭部(H)、最高点又は頂点(A)、光を反射させる3つの面(S1、S2、S3)を有する。3つの面(S1、S2、S3)が隅部で互いに接合する頂点は、各コーナー・キューブ800の頭部により近い。各コーナー・キューブ800の尾部は、頭部と対向している。各コーナー・キューブ800の底縁部は、反射性のフィルムの底面と同じ高さである。列に沿って、1つのコーナー・キューブ800の底縁部が、次のコーナー・キューブの底縁部と接合してもよい。各コーナー・キューブは、四面体に似ている。すなわち、各コーナー・キューブは、3つの三角形の側面と三角形の底面を有する三角ピラミッドに似ている。三角ピラミッド形状は、対称であっても、なくてもよい。すなわち、3つの三角形の側面は、非対称の三角ピラミッド又は不規則な四面体を形成するために等しくない側面を有してもよい。
【0047】
各列内で、各コーナー・キューブ800は、次のキューブから方向を反転させる。行に沿って(すなわち、列を横切って)各コーナー・キューブ800は、次のキューブと位置合わせされた方向を有する。たとえば、1つの行では、コーナー・キューブ800は、反射性のフィルムの左側に尾部で右側に頭部がくるように並んでいる。それと隣接する次の行では、コーナー・キューブ800は、反射性のフィルムの左側に頭部、右側に尾部がくるように並べられる。
【0048】
図8A〜8Dに示されている反射性のフィルム102’は、反射性のフィルムの全シート又はロールの一部分に過ぎない。図8A〜8Dに示されている部分については、反射性のフィルム102’は、パターン付きローラ100の6個のパターン付きシム114又は114’及び7個のスペーサ・シム214又は214’によって形成されている。反射性のフィルム内に形成されたコーナー・キューブの各列814A〜814Fは、各パターン付きシム114又は114’によって形成される。反射性のフィルム102’内の列814A〜814Fの間の溝824A〜824Gのそれぞれは、各スペーサ・シム214又は214’によって形成される。
【0049】
一実施形態では、反射性のフィルム102の面に形成されたコーナー・キューブは、雄型コーナー・キューブである。別の実施形態では、表面に形成されたコーナー・キューブは雌型コーナー・キューブである。いずれの場合にも、反射性のフィルム102に形成される全体パターンは、継ぎ目のない連続パターンであってよい。
【0050】
図9A〜9Bをここで参照すると、反射性の積層シートを形成するために、反射性のフィルム102又は102’を、所望の用途に応じて材料の他の層と貼り合わせてもよい。反射性のフィルム102又は102’の表面に切削又は刻印された、フル・コーナー・キューブなどの光学用微小構造が、光学的微小構造の前から又は光学的微小構造の後ろから入射する光を反射させるように形成されている。
【0051】
図9Aでは、光線910Aが光学的微小構造の後側面へ結合され、光線910Bが反射性の積層シート900Aの反射層102’内の光学的微小構造の前面に結合される。
【0052】
図9Bでは、光線910Aが光学的微小構造の後側面内に結合され、光線910Bが反射性の積層シート900Bの反射層102’内の光学的微小構造の前面に結合される。
【0053】
図9Aは、他の材料の1つ又は複数の層が、反射性の層102’の上部と底部のいずれか又は両方の上に積層されることを示している。1つ又は複数の層910A〜901Nが、第1の面上に反射性の層102’とともに積層されている。1つ又は複数の層902A〜902Nが、第1の面に対向する第2の面上に反射性の層102’とともに積層されてもよい。
【0054】
図9Bは、反射性の層102’とともに積層される他の材料の1つ又は複数の層が、様々な幅と様々な厚さを有することをさらに示している。たとえば、層911は、幅W1、厚さT1を有する。層912は、たとえば、層911の幅W1、厚さT1とそれぞれ異なる幅W2、厚さT2を有する。層の長さも、積層されたフィルムに沿って様々である。また、他の材料層の幅、厚さ、長さは、反射性の層102’にわたって一様である必要はない。
【0055】
様々な幅と長さが、たとえば、文字を表示するための反射率を変えるために、又はたとえば、光源に戻される反射光の色又は周波数を変えるために使用されてもよい。様々な厚さが、反射率を変えるために同様に使用されてもよく、又は所望の効果を提供するために必要な材料の量に関連付けられてもよい。反射性のシート102を形成するために使用される材料のタイプは、反射性の層の反射率を変えることができる。他の材料タイプ、それらの屈折率、光学的微小構造に対する位置もまた、反射性の層の反射率を変えることができる。また、反射率を、ある周波数又は光の色に対して最大にすることができ、他の材料の層、その厚さ、寸法の適切な選択によって他の周波数又は光の色に対して最小にすることもできる。他の材料層のいくつかは、ある所望の波長又は周波数の光に対して透過性又は不透過性であり、他ではそうでない。
【0056】
反射性のシート層102は、切削又はパターン付きローラ100によってパターン付けされる光学的特性を有する熱可塑性プラスチック又はその他の材料層などのポリマー又はプラスチック層であってもよい。一実施形態では、層102は、透明な半結晶質の重合体である。
【0057】
反射性の層102とともに積層されることができる他の材料層のタイプの例は、反射性のフィルム被覆、着色顔料、インク、蛍光体、シリカ、偏光子、シーリング材、保護被覆、結合剤、基剤、接着剤、取外し可能な解放シート層である。接着性の層は、感圧性の接着剤、熱活性の接着剤又は放射活性の接着剤であってもよい。取外し可能な解放シート層は、反射性の積層を表面に結合させる準備がととのうまで、接着性の層を保護するために使用されてもよい。
【0058】
シリカ(二酸化シリコン)が、平らな面内の光学用微小構造によって形成された空隙を充填するために使用されてもよい。使用されることができるシリカの一形態は、マイカである。
【0059】
保護被覆層は、道路標示上を走るタイヤによっるような摩耗や汚染に抵抗するために設けられる。保護被覆層は、また、泥や土又は埃に曝された後でも、層の本来の反射率を維持するために土や露をはじく性質を与えることができる。
【0060】
衣服又は靴に縫い込むことによってなど機械的な手段によって反射性の面をある表面に固定するために基材を用いてもよい。反射性の層を表面に固定するために結合層又は接着性の層を用いてもよい。
【0061】
アルミニウム、真鍮、銅、金、ニッケル、プラチナ、銀又はチタンの薄い層で形成された金属箔などの反射性のフィルムを、光を反射するため及び/又は反射率の差を与えるために使用してもよい。反射性のフィルムは、積層されてもよい、又は別法として反射性の層102の上に噴霧されてもよい。チタニア、ジルコニア、コバルト/鉄混合物、二酸化ジルコニア、酸化亜鉛、鉛白、酸化アンチモン、硫化亜鉛、アルミナ、酸化マグネシウムなどの他の材料を、反射性のフィルム層を形成するために使用することができる。
【0062】
他の層が、構造的に光の干渉を生じさせるために屈折率が一致しないように選択された100ナノメートル未満の厚さをそれぞれ有する、2つのポリマーの複数の交番する層であってもよい。
【0063】
層は、押出成形プロセスで圧力と熱によって互いに積層されてもよい。別法として及び/又はそれと相俟って、圧力によって、あるいは多数の層を一緒に保持するために層の間で選択的に使用される糊、結合剤又はエポキシの薄い層の使用によって層を一緒に積層させてもよい。
【0064】
図10をここで参照すると、処理ライン、生産ライン、又は製造システム1000の例示的な概略図が示されている。一実施形態では、製造システム1000は、反射性のフィルムを押出成形するための同時押出成形システムである。例示的な製造システム1000内での材料の流れは、頁の左から右へ進行する。製造システム1000は、その出力としての反射性のフィルム1002のロールを形成するために、複数のペレット、ビード、粉体、塊又はその他の形態の生の材料1001を入力として受ける。
【0065】
例示的な製造システム1000は、押出成形機1014、押出金型1016、パターン付きローラ・スタック1020、アイドラ・ローラ(「アイドラ」)1030、一対のニップ・ローラ1032、巻き上げローラ1034を備える。例示的な製造システム1000は、製造システムの様々な位置に、フィーダ、ブレンダ、スクリーン・パック・フィルタ、ギア・ポンプ、フィード・ブロック、厚みゲージ、スリッタ、ダンサをさらに備えてもよい。また、例示的な製造システム1000は、反射性のフィルムの複数の層のためのフィード・ブロックと結合されることができる、溶融された又は液化された材料の1つ又は複数の流れを有してもよい。別法として、積層機が、反射性のフィルム層102を一緒に備える材料の複数の層を積層するために使用されてもよい。別の場合では、真空形成機が、反射性のフィルム層102に追加の材料層を付着させるために使用されてもよい。
【0066】
パターン付きローラ・スタック1020は、第1のローラ1022、パターン付きローラ100、第2のローラ1024を備える。パターン付きローラ100は、押出成形されたフィルムをパターン付けするためにパターン付きローラ・スタック1020内に引き込むようにモータによって駆動される。押出成形されたフィルムの第1の面は、ローラ100の円筒形パターンが第1の面に刻印される又は切り込まれるように、パターン付きローラ100と密に接触する。スタックの上部の第1のローラ1022が、パターン付きローラ100と第1のローラ1022の間でフィルムを圧搾するために押出成形されたフィルムの第2の面を押圧する。第1のローラ1022は、押出成形されたフィルムを部分的に冷却することもできる。したがって、第1のローラ1022は、上部冷却ローラとも呼ばれる。スタックの底部の第2のローラ1024が、パターン付きローラ・スタック1020を通って反射性のフィルムを引き出すためにモータによって駆動される。また、第2のローラ1024は、押出成形された反射性のフィルムを固体状態に冷却することもできる。したがって、第2のローラ1024は底部冷却ローラとも呼ばれる。パターン付きローラ・スタック1020は、第1のローラ1022、パターン付きローラ100、第2のローラ1024が回転自在に結合されるシャシー、スタンド、又は枠1026をさらに備えてもよい。枠1026は、ローラの配置を補助し、押出成形されたフィルムを圧搾し、圧力を加えるように1つ又は複数のローラを互いに移動させることができる。
【0067】
押出成形された反射性のフィルムの製造を開始するために、適切な割合の生材料1001が、押出成形機1014に結合される。押出成形機1014は、生材料を固体状態から液化又は溶融された状態に加熱し、生材料を互いに混合し、溶融された生材料を、液化又は溶融された生材料1004として押し出す。
【0068】
液化された生材料1004の断面を材料の層又はシートの断面に変形させることが望ましい。液化された生材料1004が、押出成形金型1016内に供給される。押出成形金型1016が、液化された生材料の第1の断面を、押出成形されたフィルム1006のシート、フィルムすなわち層の薄く広い断面に変換する。押出成形されたフィルム1006は、一対の側縁部と上面及び底面を有する。押出成形されたフィルム1006の側縁部は、比較的薄く、押出成形されたフィルム1006の上面と底面は比較的幅が広い。
【0069】
押出成形されたフィルム1006の平坦化されたシート、フィルムすなわち層が、第1のローラ1022とパターン付きローラ100の間のパターン付きローラ・スタック1020内に結合させられる。
【0070】
前に議論したように、パターン付きローラ100は、1つ又は複数のパターン付きリング114又は114’及び/又はゼロ以上のスペーサ214又は214’によって形成された円筒形パターン400を備える。パターン付きローラ100の連続的な円筒形パターン400が、フィルム102に微小構造を形成するために押出成形されたフィルム1006のシートの面に刻印、押圧又は切り込まれる。一実施形態では、フィルム内の微小構造は、フル・コーナー・キューブであり、フィルム102は、押出成形された反射性のフィルムすなわち層である。パターン付きローラ100の連続的な円筒形パターン400が、反射性の層102の表面に連続するパターン800を形成する。
【0071】
反射性の層102が、フィルム102を方向を変えるためにパターン付きローラ・スタック1026の第2のローラ1024の周囲に巻き付けられる。第2のローラ1024は、柔軟な状態から固体状態への材料のシートの追加冷却のための手段をも用意している。パターン付きローラ・スタック1020から出力された材料のシートが、次に、巻き上げローラ1034に向けられる。
【0072】
フィルム102は、フィルムが製造システム内を流れる角度を変えるためにアイドル・ローラ1030の上に巻かれている。フィルム102は、一対のニップ・ローラ1032によってアイドル・ローラ1030上を引張られる。ニップ・ローラ1032のそれぞれは、モータによって駆動されるローラである。フィルム102は、一対のニップ・ローラ1032の間で圧搾され、巻き上げローラ1034に向って流れる。
【0073】
巻き上げローラ1034は、フィルム102のシートを受け、ロール1002に巻き上げる。フィルム102が押出成形された反射性のフィルムである場合、ロール1002は、押出成形された反射性のシート又はフィルムからなる反射性フィルムのロールである。巻き上げローラ1034は、押出成形されたフィルムをスパイラル・ロールにしっかりと巻き付けるように駆動される。巻き上げローラ1034は、フィルムのスパイラル・ロールへの巻き上げのときにフィルム102の位置合わせを維持するための縁部を有するスプールを備えてもよい。
【0074】
要約すると、製造システム1000は、押出又は液化プロセス、平坦化プロセス、パターン付けプロセス、巻き上げプロセスを含む。押出又は液化プロセスは押出成形機1014によって実行される。平坦化プロセスは押出成形金型1016によって実行される。パターン付けプロセスはパターン付きローラ・スタック1020によって実施される。巻き上げプロセスはニップ・ローラ1032と巻き上げローラ1034によって実施される。
【0075】
図11をここで参照すると、例示的なパターン付きロール・アセンブリ1100が示されている。パターン付きロール・アセンブリ1100は、図11に示されているように互いに結合された、パターン付きローラ100、一対のベアリング1102、ギア・ボックス1104、ACモータ1106を備える。一対のべアリング1102は、内部で車軸又はジャーナル112と結合されたパターン付きローラ100に対する支点となっている。パターン付きロール・アセンブリ1100を支持するために、一対のべアリング1102の外側をパターン付きローラ・スタック1020の枠と結合させてもよい。一対のベアリング1102は、パターン付きローラ・スタック内でパターン付きローラ100を回転させる。一対のベアリング1102のそれぞれは、ローラー・ベアリングであってもよい。
【0076】
モータ1106は、ギア・ボックス1104を駆動するための回転シャフトを備える。ギア・ボックス1104は、パターン付きローラの回転に対する回転シャフトの回転の比を決める歯車を備える。一実施形態では、ギア・ボックスの比は、パターン付きローラに伝達されるモータの回転数を減少させる。別の実施形態では、ギア・ボックス1104の比は、パターン付きローラ100に伝達されるモータの回転数を増加させる。さらに別の実施形態では、ギア・ボックス1104の比は1であり、モータ1106と同じ回転数がパターン付きローラ100に伝達される。ギア・ボックス1104の比は、パターン付きローラ100の回転速度を変化させるための変速機と選択的に類似であってもよい。
【0077】
図12をここで参照すると、反射性のシート102を備えるロール1002が示されている。前に議論したように、材料の他の層が、反射性の積層1200を形成するために反射性のシート102の周囲に積層されている。反射性の積層は、反射性のシート102と、たとえば層1201〜1204などの他の材料の1つ又は複数の他の層を備える。前に議論し、図9A〜9Bに示したように、他の材料の1つ又は複数の層を、様々なサイズとすることができ、また反射性のシートのいずれの側に配置してもよい。
【0078】
したがって、ロール1002は、他の層のない、反射性のシート102のロールであってもよい。また、ロール1002は、反射性のシート102とともに積層された他の層を備える反射性の積層1200のロールであってもよい。ロール1002は、反射性のシート102又は反射性の積層1200がら巻き付けられる中央円筒コア1202を備えていてもよい。中央円筒コア1202は、反射性のシート102又は反射性の積層1200をワイド・アップ・ローラによって巻き取るとき、それらを位置合わせするための縁部を備えるスプールであってもよい。
【0079】
図13A〜13Gをここで参照すると、反射性のフィルム102の例示的な適用例が示されている。反射性のフィルム102は、反射信号、路面表示、スポーツウェア、安全用衣服を含む広い範囲のレフレクターの適用例として使用されるが、それに限定されない。レフレクターや反射性のフィルムを、いくつかの方式で製品に組み込むことができる。レフレクターは、自転車用のスポーク・レフレクター又は自動車用のテール・レフレクターなど、物品の一部として形成できる。他には、レフレクターを材料層のシート又はストリップとして形成し、それを物品に付着又は結合させるようにしていもよい。例えば、反射性のテープを衣服に付着させてもよい。反射性のシート又はフィルムを高速道路の信号又は標識に付着させることもできる。反射性のフィルム102又は反射性の積層を巻いておいて、又はロール1002から繰り出しながら、製造中の物品に付着させるようにすることもできる。
【0080】
図13Aでは、ロール1002の一部分に相当する反射性のフィルム1002Aが、ライセンス・プレート1300Aとして実施されている。反射性の積層1200に1つ又は複数の異なる色のインク層を含ませて文字や数字を形成させてもよい。
【0081】
図13Bでは、ロール1002の一部分に相当する反射性のフィルム1002Bが靴1300Bに設けられている。反射性のフィルム1002Bは、靴1300Bに縫い付けられる基材及び/又は靴にのり付けするための接着剤を備えてもよい。
【0082】
図13Cでは、ロール1002の一部分に相当する反射性のフィルム1002Cが、停止標識などの高速道路標識1300Cとして実施されている。
【0083】
図13Dでは、ロール1002の一部分に相当する反射性のフィルム1002Dがベストなどの衣服1300Dに取り付けられている。
【0084】
図13Eでは、ロール1002の一部分に相当する反射性のフィルム1002Eが、道路標示1300Eとして実施されている。道路標示1300Eは、図13Eに示されているように、接着剤1354によって道路1352に固定されている。
【0085】
図13Fでは、ロール1002の一部分に相当する反射性のフィルム1002Fが、自動車1360のレフレクター1300F、1300F’として実施されている。レフレクター1300Fは、自動車1360のサイド・マーカ又はサイド・レフレクターである。レフレクター1300F’は、自動車1360のリア・レフレクター又はフロント・レフレクターである。
【0086】
図13Gでは、ロール1002の一部分に相当する反射性のフィルム1002Gが、自転車1370のレフレクター1300G、1300G’、1300G”として実施されている。レフレクター1300Gはスポーク又はホイール・レフレクターである。レフレクター1300G’は自転車のフロント又はリア・レフレクターである。レフレクター1300G”はペダル・レフレクターである。
【0087】
パターン付きローラは、金型ではなく、印刷又は切削ローラとして働くため、光学的反射性シートのために必要な硬化時間はほとんどなく、押出成形された反射性のシートの形成を高速化することができる。パターン付きローラは、フル・コーナー・キューブの連続的なシートを、光学材料のシートの表面に形成することができる。パターン付きローラを使用することによって、連続するシートに全体にわたってパターンに継ぎ目がない。パターン付きローラは変えることができる。すなわち、パターン付きリングとスペーサ・リングを別の形状のパターン付きリングとスペーサ・リングに交換することによって、パターン付きローラによって形成されるパターンを変えることができる。
【0088】
ある例示的な実施形態が説明され、添付の図面に示されてきたが、このような実施形態は例示的なものに過ぎず、広範囲の発明を限定するものではないこと、及び他の様々な実施形態が、本開示を読んだ後に当業者に明らかになるため、本発明は、ここに示し、説明した特定の構造及び構成に限定されないことを理解されたい。たとえば、パターン付きローラは、押出成形された反射性のフィルムを製造するために使用されるとして本明細書で説明された。しかし、パターン付きローラを、材料のフィルム又はシートの表面に他のタイプの構造又は微小構造を形成するために使用することもできる。本発明を、ここに図示し、説明した特定の構造に限定されるものではなく、本発明は、添付の特許請求の範囲に従って解釈されたい。
【図面の簡単な説明】
【0089】
【図1】パターン付きローラの実施形態と別のローラの間で圧搾されたフィルムの透視図である。
【図2】図1のパターン付きローラからの、パターン付きリング又はシム及び一対のスペーサ・リング又はシムの分解図である。
【図3】図2の一部分の拡大図である。
【図4A】部分的に組み立てられたパターン付きローラの別の実施形態の透視図である。
【図4B】すべてのパターン付きリング又はシム及び/又はスペーサ・リング又はシムが組み立てられた、図4Aのパターン付きローラの透視図である。
【図4C】図4Aのパターン付きローラの一部分の拡大図である。
【図5】図4Aのパターン付きローラのパターン付きリング又はシムの透視図である。
【図6】図4Aのパターン付きローラの一部分の拡大図である。
【図7】図6の一部分の拡大図である。
【図8】入射光を反射するためのフル・コーナー・キューブを有する反射性のフィルムの一部分の図である。
【図9】反射性のフィルムとともに積層する前での他の層及びそれらの方向の分解図である。
【図10】パターン付きローラを備えるローラ・スタックを備える例示的な製造システムの概略図である。
【図11】パターン付きローラを備えるパターン付きローラ・アセンブリの前面図である。
【図12】反射性のフィルムの例示的なロールの透視図である。
【図13】反射性のフィルムの適用例を示す図である。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
車軸と、
前記車軸と同軸である、前記車軸の周囲の円筒形スリーブと、
1つ又は複数のパターン付きリングであって、それぞれが、外縁部にローラのパターンのサブ・パターンを有し、前記円筒形スリーブと滑動自在に係合するように形成された内縁部を有し、円筒形スリーブと滑動自在に係合され、スリーブに対して垂直である、前記車軸と同軸な1つ又は複数のパターン付きリングと、
前記円筒形スリーブ及び前記1つ又は複数のパターン付きリングを挟んでいる、前記車軸と垂直に結合され、車軸と同軸である第1の端部フランジ及び第2の端部フランジと、
前記円筒形スリーブ及び前記1つ又は複数のパターン付きリングを一緒に挟んでいる前記第1の端部フランジ及び前記第2の端部フランジを保持するための、前記第1の端部フランジと前記第2の端部フランジの間に結合された1つ又は複数の固定具とを備える
製造プロセス用のパターン付きローラ。
【請求項2】
前記1つ又は複数のパターン付きリングがそれぞれサブ・パターンを有し、材料のシートの表面上を回転して前記ローラのパターンを形成する請求項1に記載のパターン付きローラ。
【請求項3】
前記1つ又は複数の固定具が、互いに結合された一対又は複数対のナットとボルトである請求項1に記載のパターン付きローラ。
【請求項4】
1つ又は複数のスペーサ・リングのそれぞれが、外縁部にローラのパターンの縁部パターンを有し、前記円筒形スリーブと滑動自在に係合するように形成された内縁部を有し、円筒形スリーブと滑動自在に係合され、スリーブに対して垂直で、前記車軸と同軸な1つ又は複数のスペーサ・リングをさらに備える請求項1に記載のパターン付きローラ。
【請求項5】
前記1つ又は複数のスペーサ・リングが、それぞれサブ・パターンを有し、材料のシートの表面上を回転してローラのパターンを形成する請求項4に記載のパターン付きローラ。
【請求項6】
前記1つ又は複数のスペーサ・リングの対が、前記1つ又は複数のパターン付きリングの1つのパターン付きリングを挟んでいる請求項4に記載のパターン付きローラ。
【請求項7】
前記第1及び第2のフランジの間に結合された前記車軸と平行であり、前記1つ又は複数のパターン付きリングと滑動自在に係合され、リングに対して垂直である1つ又は複数のロッドをさらに備え、
前記1つ又は複数のパターン付きリングのそれぞれが、前記1つ又は複数のロッドと滑動自在に係合し、前記車軸の周囲の固定された回転位置を保持するための開口を有する請求項1に記載のパターン付きローラ。
【請求項8】
前記円筒形のスリーブが前記車軸と平行であるガイド・スロットを備え、
前記1つ又は複数のパターン付きリングのそれぞれが、前記ガイド・スロットと滑動自在に係合し、前記車軸の周囲の固定された回転位置に保持するための内縁部内のガイド・タブを備える請求項1に記載のパターン付きローラ。
【請求項9】
前記ローラを駆動するモータと、
第1のベアリングが、第1の端部の近くに配置され、第2のベアリングが前記車軸の第2の端部の近くに配置されている、前記ローラを支持するための第1及び第2のベアリングと、
前記モータと前記車軸の第1の端部の間に結合され、前記モータのシャフトの回転に応答して前記ローラをモータに比例するように回転させる歯車を有するギア・ボックスとを備える請求項1に記載のパターン付きローラ。
【請求項10】
第1のローラと、
フィルムの表面上を回転し、その表面にパターンを形成するための円筒形パターンを有する第2のローラであって、
回転可能なシャフトと、
前記シャフトに対して互いに平行に結合され、1つ又は複数のリングのそれぞれの外縁部が、前記円筒形パターンを形成するために互いに位置合わせされたそれぞれのサブ・パターンを有する1つ又は複数のリングとを備える第2のローラと、
前記第1のローラと前記第2のローラの間に配置され、前記第2のローラが前記パターンを形成するように表面に押圧されるフィルムと
を備える、フィルムの表面にパターンを形成するためのローラ・スタック。
【請求項11】
前記フィルムを冷却するための第3のローラをさらに備える請求項10に記載のローラ・スタック。
【請求項12】
前記第2のローラの前記回転可能なシャフトを駆動するために結合されたモータと、
前記第2のローラを支持するための第1及び第2のベアリングであって、第1のベアリングが、第1の端部の近くに配置され、第2のベアリングが前記回転可能なシャフトの第2の端部の近くに配置されている第1及び第2のベアリングと、
前記モータと前記回転可能なシャフトの間に結合され、前記モータのシャフトの回転に応答して前記第2のローラを比例して回転させるための歯車を有するギア・ボックスとを備える請求項10に記載のパターン付きローラ・スタック。
【請求項13】
前記フィルムを冷却するための第3のローラをさらに備える請求項12に記載のローラ・スタック。
【請求項14】
前記第1のローラ、前記第2のローラ及び前記第3のローラを互いに平行に回転自在に支持するための枠をさらに備える請求項13に記載のローラ・スタック。
【請求項15】
液化された生材料をさらに加熱し、押出成形する、固体の生材料を受けるための押出成形機と、
液化された生材料を半固体化された生材料の薄く幅広のシートに平坦化するための、液化された生材料を受ける押出成形金型と、
半固体の生材料の薄く幅広のシートを受けるローラ・スタックであって、
前記半固体の生材料の薄く幅広のシートを受けるように配置された第1のローラと第2のローラとを有し、第2のローラが、1つ又は複数のリングから形成される円筒形のパターンを有し、前記半固体の生材料の薄く幅広の表面上を回転してその表面にパターンを形成し、固体の生材料の薄く幅広の材料を出力するローラ・スタックと、
固体の生材料の薄く幅広の材料を移送するために、固体の生材料の薄く幅広のシートを引張る一対のニップ・ローラと、
固体の生材料の薄く幅広の材料を受け、それを巻いてシートのロールにするための巻き上げローラとを備える
押出成形フィルムの製造のための製造システム。
【請求項16】
前記第1のローラが半固体の生材料の薄く幅広のシートをさらに冷却するためのローラである請求項15に記載の製造システム。
【請求項17】
前記ローラ・スタックが、
前記半固体の生材料の薄く幅広のシートを冷却して、固体の生材料の薄い幅広のシートにするための第3のローラをさらに備える請求項15に記載の製造システム。
【請求項18】
前記第2のローラが、前記パターンをその中に形成するために、半固体の生材料の薄く幅広のシートの表面を押圧する請求項15に記載の製造システム。
【請求項19】
前記第2のローラが、
回転可能なシャフトと、
前記回転可能なシャフトを駆動するために前記回転可能なシャフトの一方の端部と結合されたモータと、
前記シャフトに対して互いに平行に結合され、外縁部に前記第2のローラの円筒形パターンを形成するように互いに位置合わせされたそれぞれのサブ・パターンを有する、1つ又は複数のリングとをさらに有する請求項15に記載の製造システム。
【請求項20】
生材料を液化された形態にするステップと、
液化された形態の生材料を薄いシートに形成するステップと、
パターン付きローラを前記薄いシートの表面上を転がすステップであって、そのパターン付きローラが、そのローラの円筒形パターンのそれぞれのサブ・パターンをそれぞれ有する1つ又は複数のリングを備える、転がすステップと、
薄いシートをロールに巻き付けるステップと
を含むパターン付きフィルムを製造する方法。
【請求項21】
第1の冷却ローラ及び第2の冷却ローラを使用して薄いシートを冷却するステップをさらに含む請求項20に記載の方法。
【請求項22】
巻き付けローラに前記薄いシートをロール状に巻き付ける請求項20に記載の方法。
【請求項23】
押出成形金型で液化された形態の生材料を薄いシートに形成する請求項20に記載の方法。
【請求項24】
押出成形機が生材料を液化された形態で供給する請求項20に記載の方法。
【請求項25】
前記薄いシートの巻き付けの前に、
前記薄いシートを引くステップをさらに含む請求項20に記載の方法。
【請求項26】
ニップ・ローラ・ペアで前記薄いシートを引く請求項25に記載の方法。
【請求項27】
前記薄いシートを引く前に、前記薄いシートの移動方向を変えるステップをさらに含む請求項25に記載の方法。
【請求項28】
アイドラ・ローラで前記薄いシートの移動方向を変える請求項27に記載の方法。
【請求項29】
液化された形態の生材料を薄いシートに形成するステップと、
パターン付きローラの円筒形パターンのそれぞれのサブ・パターンをそれぞれ有する1つ又は複数のリングを備えるパターン付きローラを前記薄いシートの表面上で回転させるステップと、
前記薄いシートを冷却するステップと、
前記薄いシートをロールに巻き付けるステップと含む、生材料を液化された形態で押出成形する方法によって形成された押出成形されたフィルムのロール。
【請求項30】
フィルムをローラ・スタック内に結合するステップと、
反射性のフィルムを形成するために、パターン付きローラのコーナー・キューブ・パターンをフィルムの表面上で回転させ、押圧するステップであって、前記コーナー・キューブ・パターンが、1つ又は複数のパターン付きリングのサブ・パターンで形成されている、押圧するステップと、
前記反射性のフィルムを固体状態に冷却するステップと
を含む反射性のフィルムを製造する方法。
【請求項31】
冷却ローラで、前記反射性のフィルムを前記固体状態に冷却する請求項30に記載の方法。
【請求項32】
前記フィルムを前記ローラ・スタック内へ引き込むことをさらに含む請求項30に記載の方法。
【請求項33】
前記パターン付きローラが、前記フィルムを前記ローラ・スタック内へ引き込むように駆動される請求項32に記載の方法。
【請求項34】
第1の冷却ローラと前記パターン付きローラとで、反射性のフィルムを形成するために、パターン付きローラのコーナー・キューブ・パターンをフィルムの表面内で回転させ、押圧する請求項30に記載の方法。
【請求項35】
第2の冷却ローラで前記反射性のフィルムを固体状態に冷却する請求項34に記載の方法。
【請求項36】
前記ローラ・スタックが、前記パターン付きローラ、前記第1の冷却ローラ、前記第2の冷却ローラを備える請求項35に記載の方法。
【請求項37】
前記反射性のフィルムを前記ローラ・スタックから引き出すことをさらに含む請求項30に記載の方法。
【請求項38】
前記第2の冷却ローラが、前記反射性のフィルムを前記ローラ・スタックから引き出すために駆動される請求項37に記載の方法。
【請求項39】
フィルムをローラ・スタックに結合するステップと、
前記反射性のフィルムを形成するために前記フィルムの表面内でパターン付きローラのコーナー・キューブ・パターンを回転させ、押圧するステップであって、前記コーナー・キューブ・パターンが1つ又は複数のパターン付きリングのサブ・パターンで形成されている押圧するステップと、
反射性のフィルムを固体状態に冷却するステップと
を含む方法によって形成された反射性のフィルム。
【請求項40】
フィルムをローラ・スタックに結合するステップと、
前記反射性のフィルムを形成するために前記フィルムの表面内でパターン付きローラのコーナー・キューブ・パターンを回転させ、押圧するステップであって、前記コーナー・キューブ・パターンが1つ又は複数のパターン付きリングのサブ・パターンで形成されている押圧するステップと、
反射性のフィルムを固体状態に冷却するステップと
を含む方法によって形成された反射性のフィルムの層を備える反射性の積層シートのロール。
【請求項41】
フィルムをローラ・スタックに結合するステップと、
前記反射性のフィルムを形成するために前記フィルムの表面内でパターン付きローラのコーナー・キューブ・パターンを回転させ、押圧するステップであって、前記コーナー・キューブ・パターンが1つ又は複数のパターン付きリングのサブ・パターンで形成されている押圧するステップと、
反射性のフィルムをロールに巻き付けるステップと
を含む方法によって形成された反射性のフィルムの一部分を備える製品。
【請求項42】
前記製品が、ライセンス・プレート、靴、高速道路標識、衣料品、路面表示、自動車レフレクター、自転車レフレクターのうちの1つ又は複数である請求項41に記載の製品。
【請求項43】
ロールに巻かれた光学フィルムを備え、前記光学フィルムが、
フル・コーナー・キューブの複数の列と、
次の列から逆向きとなっているフル・コーナー・キューブのパターンを有するフル・コーナー・キューブの隣接する列と、
フル・コーナー・キューブの前記複数の列のそれぞれの間の溝と
を有する第1の面を備えるフィルムのロール。
【請求項44】
前記光学フィルムが、
前記光学フィルムを表面に接着するための接着剤を有する第2の面をさらに備える請求項43に記載のフィルムのロール。
【請求項45】
前記光学フィルムの第2の面が、
前記接着剤を保護するための解放層を有する請求項44に記載のフィルムのロール。
【請求項46】
前記第1の面の前記フル・コーナー・キューブが入射光を反射し、
前記光学フィルムが、
入射光をさらに反射するための反射性の層を有する第2の面をさらに備える請求項43に記載のフィルムのロール。
【請求項47】
前記第1の面の前記フル・コーナー・キューブが入射光を反射し、
前記光学フィルムの前記第1の面が、入射光をさらに反射するための反射性の層を有する請求項43に記載のフィルムのロール。
【請求項48】
前記光学フィルムの前記第1の面が、前記光学フィルムをある面に接着するための接着剤をさらに有する請求項47に記載のフィルムのロール。
【請求項49】
フル・コーナー・キューブの前記複数の列が、フル・コーナー・キューブの継ぎ目のない複数の列である請求項43に記載のフィルムのロール。
【請求項50】
光学領域とその光学領域を支持する本体領域とから形成された光学材料と、
前記光学領域が、N列の継ぎ目のないコーナー・キューブを有し、
前記光学領域が、
N個のパターン付きリングを備えるパターン付きローラをフィルム表面上で回転させることによって形成された、反射性のフィルム。
【請求項51】
前記光学領域が、コーナー・キューブのN個の列の間に散在されるM個の溝を有し、
前記光学領域が、M個のスペーサ・リングを備えるパターン付きローラによって形成されている請求項50に記載の反射性のフィルム。
【請求項52】
前記光学材料が熱可塑性プラスチックである請求項50に記載の反射性のフィルム。
【請求項53】
ある入射角度の入射光源をある反射角度で反射させるレフレクターであって、
フル・コーナー・キューブのそれぞれが三角ピラミッドとして形成されている継ぎ目のないフル・コーナー・キューブのN個の列と、
継ぎ目のないフル・コーナー・キューブの対の列を分離しているM個の溝と
からなる面を備える反射層を有する積層を備えるレフレクター。
【請求項54】
各フル・コーナー・キューブが、底部、頭部、尾部、頂点に接合された3つの反射性の面を備える請求項53に記載のレフレクター。
【請求項55】
各フル・コーナー・キューブが、雄型コーナー・キューブである請求項53に記載のレフレクター。
【請求項56】
前記フル・コーナー・キューブが行に並べられている請求項53に記載のレフレクター。
【請求項57】
偶数行の前記フル・コーナー・キューブが、頭部から尾部へ並んでおり、奇数行の前記フル・コーナー・キューブが、尾部から頭部へ並んでいる請求項56に記載のレフレクター。
【請求項58】
前記積層が、前記反射性のフィルムを、ある面に結合するための接着性の層をさらに備える請求項53に記載のレフレクター。
【請求項59】
継ぎ目のないフル・コーナー・キューブのN個の列とM個の溝が、
N個のパターン付きリングとM個のスペーサ・リングを備えるパターン付きローラをフィルムの表面上で回転させることによって形成される請求項53に記載のレフレクター。
【請求項60】
前記レフレクターが、ライセンス・プレート、靴、高速道路標識、衣料品、路面表示、自動車レフレクター、自転車レフレクターの1つ又は複数である請求項53に記載のレフレクター。
【請求項61】
前記フル・コーナー・キューブのそれぞれが、非対称性の三角形ピラミッドとして形成される請求項53に記載のレフレクター。
【請求項62】
前記フル・コーナー・キューブのそれぞれが、対称性の三角形ピラミッドとして形成される請求項53に記載のレフレクター。
【請求項1】
車軸と、
前記車軸と同軸である、前記車軸の周囲の円筒形スリーブと、
1つ又は複数のパターン付きリングであって、それぞれが、外縁部にローラのパターンのサブ・パターンを有し、前記円筒形スリーブと滑動自在に係合するように形成された内縁部を有し、円筒形スリーブと滑動自在に係合され、スリーブに対して垂直である、前記車軸と同軸な1つ又は複数のパターン付きリングと、
前記円筒形スリーブ及び前記1つ又は複数のパターン付きリングを挟んでいる、前記車軸と垂直に結合され、車軸と同軸である第1の端部フランジ及び第2の端部フランジと、
前記円筒形スリーブ及び前記1つ又は複数のパターン付きリングを一緒に挟んでいる前記第1の端部フランジ及び前記第2の端部フランジを保持するための、前記第1の端部フランジと前記第2の端部フランジの間に結合された1つ又は複数の固定具とを備える
製造プロセス用のパターン付きローラ。
【請求項2】
前記1つ又は複数のパターン付きリングがそれぞれサブ・パターンを有し、材料のシートの表面上を回転して前記ローラのパターンを形成する請求項1に記載のパターン付きローラ。
【請求項3】
前記1つ又は複数の固定具が、互いに結合された一対又は複数対のナットとボルトである請求項1に記載のパターン付きローラ。
【請求項4】
1つ又は複数のスペーサ・リングのそれぞれが、外縁部にローラのパターンの縁部パターンを有し、前記円筒形スリーブと滑動自在に係合するように形成された内縁部を有し、円筒形スリーブと滑動自在に係合され、スリーブに対して垂直で、前記車軸と同軸な1つ又は複数のスペーサ・リングをさらに備える請求項1に記載のパターン付きローラ。
【請求項5】
前記1つ又は複数のスペーサ・リングが、それぞれサブ・パターンを有し、材料のシートの表面上を回転してローラのパターンを形成する請求項4に記載のパターン付きローラ。
【請求項6】
前記1つ又は複数のスペーサ・リングの対が、前記1つ又は複数のパターン付きリングの1つのパターン付きリングを挟んでいる請求項4に記載のパターン付きローラ。
【請求項7】
前記第1及び第2のフランジの間に結合された前記車軸と平行であり、前記1つ又は複数のパターン付きリングと滑動自在に係合され、リングに対して垂直である1つ又は複数のロッドをさらに備え、
前記1つ又は複数のパターン付きリングのそれぞれが、前記1つ又は複数のロッドと滑動自在に係合し、前記車軸の周囲の固定された回転位置を保持するための開口を有する請求項1に記載のパターン付きローラ。
【請求項8】
前記円筒形のスリーブが前記車軸と平行であるガイド・スロットを備え、
前記1つ又は複数のパターン付きリングのそれぞれが、前記ガイド・スロットと滑動自在に係合し、前記車軸の周囲の固定された回転位置に保持するための内縁部内のガイド・タブを備える請求項1に記載のパターン付きローラ。
【請求項9】
前記ローラを駆動するモータと、
第1のベアリングが、第1の端部の近くに配置され、第2のベアリングが前記車軸の第2の端部の近くに配置されている、前記ローラを支持するための第1及び第2のベアリングと、
前記モータと前記車軸の第1の端部の間に結合され、前記モータのシャフトの回転に応答して前記ローラをモータに比例するように回転させる歯車を有するギア・ボックスとを備える請求項1に記載のパターン付きローラ。
【請求項10】
第1のローラと、
フィルムの表面上を回転し、その表面にパターンを形成するための円筒形パターンを有する第2のローラであって、
回転可能なシャフトと、
前記シャフトに対して互いに平行に結合され、1つ又は複数のリングのそれぞれの外縁部が、前記円筒形パターンを形成するために互いに位置合わせされたそれぞれのサブ・パターンを有する1つ又は複数のリングとを備える第2のローラと、
前記第1のローラと前記第2のローラの間に配置され、前記第2のローラが前記パターンを形成するように表面に押圧されるフィルムと
を備える、フィルムの表面にパターンを形成するためのローラ・スタック。
【請求項11】
前記フィルムを冷却するための第3のローラをさらに備える請求項10に記載のローラ・スタック。
【請求項12】
前記第2のローラの前記回転可能なシャフトを駆動するために結合されたモータと、
前記第2のローラを支持するための第1及び第2のベアリングであって、第1のベアリングが、第1の端部の近くに配置され、第2のベアリングが前記回転可能なシャフトの第2の端部の近くに配置されている第1及び第2のベアリングと、
前記モータと前記回転可能なシャフトの間に結合され、前記モータのシャフトの回転に応答して前記第2のローラを比例して回転させるための歯車を有するギア・ボックスとを備える請求項10に記載のパターン付きローラ・スタック。
【請求項13】
前記フィルムを冷却するための第3のローラをさらに備える請求項12に記載のローラ・スタック。
【請求項14】
前記第1のローラ、前記第2のローラ及び前記第3のローラを互いに平行に回転自在に支持するための枠をさらに備える請求項13に記載のローラ・スタック。
【請求項15】
液化された生材料をさらに加熱し、押出成形する、固体の生材料を受けるための押出成形機と、
液化された生材料を半固体化された生材料の薄く幅広のシートに平坦化するための、液化された生材料を受ける押出成形金型と、
半固体の生材料の薄く幅広のシートを受けるローラ・スタックであって、
前記半固体の生材料の薄く幅広のシートを受けるように配置された第1のローラと第2のローラとを有し、第2のローラが、1つ又は複数のリングから形成される円筒形のパターンを有し、前記半固体の生材料の薄く幅広の表面上を回転してその表面にパターンを形成し、固体の生材料の薄く幅広の材料を出力するローラ・スタックと、
固体の生材料の薄く幅広の材料を移送するために、固体の生材料の薄く幅広のシートを引張る一対のニップ・ローラと、
固体の生材料の薄く幅広の材料を受け、それを巻いてシートのロールにするための巻き上げローラとを備える
押出成形フィルムの製造のための製造システム。
【請求項16】
前記第1のローラが半固体の生材料の薄く幅広のシートをさらに冷却するためのローラである請求項15に記載の製造システム。
【請求項17】
前記ローラ・スタックが、
前記半固体の生材料の薄く幅広のシートを冷却して、固体の生材料の薄い幅広のシートにするための第3のローラをさらに備える請求項15に記載の製造システム。
【請求項18】
前記第2のローラが、前記パターンをその中に形成するために、半固体の生材料の薄く幅広のシートの表面を押圧する請求項15に記載の製造システム。
【請求項19】
前記第2のローラが、
回転可能なシャフトと、
前記回転可能なシャフトを駆動するために前記回転可能なシャフトの一方の端部と結合されたモータと、
前記シャフトに対して互いに平行に結合され、外縁部に前記第2のローラの円筒形パターンを形成するように互いに位置合わせされたそれぞれのサブ・パターンを有する、1つ又は複数のリングとをさらに有する請求項15に記載の製造システム。
【請求項20】
生材料を液化された形態にするステップと、
液化された形態の生材料を薄いシートに形成するステップと、
パターン付きローラを前記薄いシートの表面上を転がすステップであって、そのパターン付きローラが、そのローラの円筒形パターンのそれぞれのサブ・パターンをそれぞれ有する1つ又は複数のリングを備える、転がすステップと、
薄いシートをロールに巻き付けるステップと
を含むパターン付きフィルムを製造する方法。
【請求項21】
第1の冷却ローラ及び第2の冷却ローラを使用して薄いシートを冷却するステップをさらに含む請求項20に記載の方法。
【請求項22】
巻き付けローラに前記薄いシートをロール状に巻き付ける請求項20に記載の方法。
【請求項23】
押出成形金型で液化された形態の生材料を薄いシートに形成する請求項20に記載の方法。
【請求項24】
押出成形機が生材料を液化された形態で供給する請求項20に記載の方法。
【請求項25】
前記薄いシートの巻き付けの前に、
前記薄いシートを引くステップをさらに含む請求項20に記載の方法。
【請求項26】
ニップ・ローラ・ペアで前記薄いシートを引く請求項25に記載の方法。
【請求項27】
前記薄いシートを引く前に、前記薄いシートの移動方向を変えるステップをさらに含む請求項25に記載の方法。
【請求項28】
アイドラ・ローラで前記薄いシートの移動方向を変える請求項27に記載の方法。
【請求項29】
液化された形態の生材料を薄いシートに形成するステップと、
パターン付きローラの円筒形パターンのそれぞれのサブ・パターンをそれぞれ有する1つ又は複数のリングを備えるパターン付きローラを前記薄いシートの表面上で回転させるステップと、
前記薄いシートを冷却するステップと、
前記薄いシートをロールに巻き付けるステップと含む、生材料を液化された形態で押出成形する方法によって形成された押出成形されたフィルムのロール。
【請求項30】
フィルムをローラ・スタック内に結合するステップと、
反射性のフィルムを形成するために、パターン付きローラのコーナー・キューブ・パターンをフィルムの表面上で回転させ、押圧するステップであって、前記コーナー・キューブ・パターンが、1つ又は複数のパターン付きリングのサブ・パターンで形成されている、押圧するステップと、
前記反射性のフィルムを固体状態に冷却するステップと
を含む反射性のフィルムを製造する方法。
【請求項31】
冷却ローラで、前記反射性のフィルムを前記固体状態に冷却する請求項30に記載の方法。
【請求項32】
前記フィルムを前記ローラ・スタック内へ引き込むことをさらに含む請求項30に記載の方法。
【請求項33】
前記パターン付きローラが、前記フィルムを前記ローラ・スタック内へ引き込むように駆動される請求項32に記載の方法。
【請求項34】
第1の冷却ローラと前記パターン付きローラとで、反射性のフィルムを形成するために、パターン付きローラのコーナー・キューブ・パターンをフィルムの表面内で回転させ、押圧する請求項30に記載の方法。
【請求項35】
第2の冷却ローラで前記反射性のフィルムを固体状態に冷却する請求項34に記載の方法。
【請求項36】
前記ローラ・スタックが、前記パターン付きローラ、前記第1の冷却ローラ、前記第2の冷却ローラを備える請求項35に記載の方法。
【請求項37】
前記反射性のフィルムを前記ローラ・スタックから引き出すことをさらに含む請求項30に記載の方法。
【請求項38】
前記第2の冷却ローラが、前記反射性のフィルムを前記ローラ・スタックから引き出すために駆動される請求項37に記載の方法。
【請求項39】
フィルムをローラ・スタックに結合するステップと、
前記反射性のフィルムを形成するために前記フィルムの表面内でパターン付きローラのコーナー・キューブ・パターンを回転させ、押圧するステップであって、前記コーナー・キューブ・パターンが1つ又は複数のパターン付きリングのサブ・パターンで形成されている押圧するステップと、
反射性のフィルムを固体状態に冷却するステップと
を含む方法によって形成された反射性のフィルム。
【請求項40】
フィルムをローラ・スタックに結合するステップと、
前記反射性のフィルムを形成するために前記フィルムの表面内でパターン付きローラのコーナー・キューブ・パターンを回転させ、押圧するステップであって、前記コーナー・キューブ・パターンが1つ又は複数のパターン付きリングのサブ・パターンで形成されている押圧するステップと、
反射性のフィルムを固体状態に冷却するステップと
を含む方法によって形成された反射性のフィルムの層を備える反射性の積層シートのロール。
【請求項41】
フィルムをローラ・スタックに結合するステップと、
前記反射性のフィルムを形成するために前記フィルムの表面内でパターン付きローラのコーナー・キューブ・パターンを回転させ、押圧するステップであって、前記コーナー・キューブ・パターンが1つ又は複数のパターン付きリングのサブ・パターンで形成されている押圧するステップと、
反射性のフィルムをロールに巻き付けるステップと
を含む方法によって形成された反射性のフィルムの一部分を備える製品。
【請求項42】
前記製品が、ライセンス・プレート、靴、高速道路標識、衣料品、路面表示、自動車レフレクター、自転車レフレクターのうちの1つ又は複数である請求項41に記載の製品。
【請求項43】
ロールに巻かれた光学フィルムを備え、前記光学フィルムが、
フル・コーナー・キューブの複数の列と、
次の列から逆向きとなっているフル・コーナー・キューブのパターンを有するフル・コーナー・キューブの隣接する列と、
フル・コーナー・キューブの前記複数の列のそれぞれの間の溝と
を有する第1の面を備えるフィルムのロール。
【請求項44】
前記光学フィルムが、
前記光学フィルムを表面に接着するための接着剤を有する第2の面をさらに備える請求項43に記載のフィルムのロール。
【請求項45】
前記光学フィルムの第2の面が、
前記接着剤を保護するための解放層を有する請求項44に記載のフィルムのロール。
【請求項46】
前記第1の面の前記フル・コーナー・キューブが入射光を反射し、
前記光学フィルムが、
入射光をさらに反射するための反射性の層を有する第2の面をさらに備える請求項43に記載のフィルムのロール。
【請求項47】
前記第1の面の前記フル・コーナー・キューブが入射光を反射し、
前記光学フィルムの前記第1の面が、入射光をさらに反射するための反射性の層を有する請求項43に記載のフィルムのロール。
【請求項48】
前記光学フィルムの前記第1の面が、前記光学フィルムをある面に接着するための接着剤をさらに有する請求項47に記載のフィルムのロール。
【請求項49】
フル・コーナー・キューブの前記複数の列が、フル・コーナー・キューブの継ぎ目のない複数の列である請求項43に記載のフィルムのロール。
【請求項50】
光学領域とその光学領域を支持する本体領域とから形成された光学材料と、
前記光学領域が、N列の継ぎ目のないコーナー・キューブを有し、
前記光学領域が、
N個のパターン付きリングを備えるパターン付きローラをフィルム表面上で回転させることによって形成された、反射性のフィルム。
【請求項51】
前記光学領域が、コーナー・キューブのN個の列の間に散在されるM個の溝を有し、
前記光学領域が、M個のスペーサ・リングを備えるパターン付きローラによって形成されている請求項50に記載の反射性のフィルム。
【請求項52】
前記光学材料が熱可塑性プラスチックである請求項50に記載の反射性のフィルム。
【請求項53】
ある入射角度の入射光源をある反射角度で反射させるレフレクターであって、
フル・コーナー・キューブのそれぞれが三角ピラミッドとして形成されている継ぎ目のないフル・コーナー・キューブのN個の列と、
継ぎ目のないフル・コーナー・キューブの対の列を分離しているM個の溝と
からなる面を備える反射層を有する積層を備えるレフレクター。
【請求項54】
各フル・コーナー・キューブが、底部、頭部、尾部、頂点に接合された3つの反射性の面を備える請求項53に記載のレフレクター。
【請求項55】
各フル・コーナー・キューブが、雄型コーナー・キューブである請求項53に記載のレフレクター。
【請求項56】
前記フル・コーナー・キューブが行に並べられている請求項53に記載のレフレクター。
【請求項57】
偶数行の前記フル・コーナー・キューブが、頭部から尾部へ並んでおり、奇数行の前記フル・コーナー・キューブが、尾部から頭部へ並んでいる請求項56に記載のレフレクター。
【請求項58】
前記積層が、前記反射性のフィルムを、ある面に結合するための接着性の層をさらに備える請求項53に記載のレフレクター。
【請求項59】
継ぎ目のないフル・コーナー・キューブのN個の列とM個の溝が、
N個のパターン付きリングとM個のスペーサ・リングを備えるパターン付きローラをフィルムの表面上で回転させることによって形成される請求項53に記載のレフレクター。
【請求項60】
前記レフレクターが、ライセンス・プレート、靴、高速道路標識、衣料品、路面表示、自動車レフレクター、自転車レフレクターの1つ又は複数である請求項53に記載のレフレクター。
【請求項61】
前記フル・コーナー・キューブのそれぞれが、非対称性の三角形ピラミッドとして形成される請求項53に記載のレフレクター。
【請求項62】
前記フル・コーナー・キューブのそれぞれが、対称性の三角形ピラミッドとして形成される請求項53に記載のレフレクター。
【図1】
【図2】
【図3】
【図5】
【図6】
【図7】
【図10】
【図11】
【図12】
【図2】
【図3】
【図5】
【図6】
【図7】
【図10】
【図11】
【図12】
【公表番号】特表2006−512220(P2006−512220A)
【公表日】平成18年4月13日(2006.4.13)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2004−536212(P2004−536212)
【出願日】平成15年9月11日(2003.9.11)
【国際出願番号】PCT/US2003/028695
【国際公開番号】WO2004/025604
【国際公開日】平成16年3月25日(2004.3.25)
【出願人】(505092463)アールピーエム・オプトエレクトロニクス・インコーポレーテッド (1)
【Fターム(参考)】
【公表日】平成18年4月13日(2006.4.13)
【国際特許分類】
【出願日】平成15年9月11日(2003.9.11)
【国際出願番号】PCT/US2003/028695
【国際公開番号】WO2004/025604
【国際公開日】平成16年3月25日(2004.3.25)
【出願人】(505092463)アールピーエム・オプトエレクトロニクス・インコーポレーテッド (1)
【Fターム(参考)】
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