(57)【要約】      （修正有）【課題】再帰反射性物品上で狭い継ぎ目を生成することができ十分に強度が高い溶接部を備えた再帰反射性物品用ツーリングを作製するための改善された方法を提供する。【解決手段】再帰反射性物品を作製するための工具は、（ａ）微細構造化再帰反射性要素の配列を含むパターン付き表面を含む基材と、（ｂ）該配列の少なくとも一部分を通る溶接継ぎ目と、を含む。パターン付き表面の上の溶接継ぎ目に隣接する光学的劣化領域は、約４００μｍ以下の幅を有する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
再帰反射性物品を作製するための工具であって、
（ａ）微細構造化再帰反射性要素の配列を含むパターン付き表面を含む基材と、
（ｂ）前記配列の少なくとも一部分を通る溶接継ぎ目と、を含み、
前記パターン付き表面上の前記溶接継ぎ目に隣接する光学的劣化領域が約４００μｍ以下の幅を有する、工具。
【請求項２】
前記パターン付き表面がキューブコーナー要素を含む、請求項１に記載の工具。
【請求項３】
前記光学的劣化領域の前記幅が約５０μｍ〜約４００μｍの間にある、請求項１または２に記載の工具。
【請求項４】
前記光学的劣化領域の前記幅が約３００μｍ以下である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の工具。
【請求項５】
前記光学的劣化領域の前記幅が約２００μｍ以下である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の工具。
【請求項６】
前記光学的劣化領域の前記幅が約１００μｍ以下である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の工具。
【請求項７】
前記継ぎ目の引張り強さが約５０ｋｐｓｉ（３４５ＭＰａ）以上である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の工具。
【請求項８】
前記工具がシリンダー、ベルトまたはスリーブである、請求項１〜７のいずれかに記載の工具。
【請求項９】
前記基材が前記溶接継ぎ目によって接続された２つのツーリング要素を含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載の工具。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一項に記載の工具からまたはそれらのレプリカから複製された再帰反射性物品。
【請求項１１】
微細構造化再帰反射性要素の三次元の配列を含むパターン付き表面と、前記配列の少なくとも一部分を通る溶接継ぎ目と、を含む再帰反射性シーティングであって、前記パターン付き表面上の前記溶接継ぎ目に隣接した光学的劣化領域が約４００μｍ以下の幅を有する、再帰反射性シーティング。
【請求項１２】
前記パターン付き表面がキューブコーナー要素を含む、請求項１１に記載の再帰反射性シーティング。
【請求項１３】
前記光学的劣化領域の前記幅が約５０μｍ〜約４００μｍの間にある、請求項１１または１２に記載の再帰反射性シーティング。
【請求項１４】
前記光学的劣化領域の前記幅が約３００μｍ以下である、請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の再帰反射性シーティング。
【請求項１５】
前記光学的劣化領域の前記幅が約２００μｍ以下である、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の再帰反射性シーティング。
【請求項１６】
前記光学的劣化領域の前記幅が約１００μｍ以下である、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の再帰反射性シーティング。
【請求項１７】
溶接継ぎ目を形成するために単一空間モードのレーザーを連続波モード動作で用いて２つの実質的に平面的なツーリング要素の端部を互いに溶接することを含む再帰反射性物品用の工具を作製する方法であって、各ツーリング要素が微細構造化再帰反射性要素の配列を含むパターン付き面および前記パターン付き面と反対側の平坦な裏面を含む、方法。
【請求項１８】
前記パターン付き面の上の前記溶接継ぎ目に隣接する光学的劣化領域が約４００μｍ以下の幅を有する、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記光学的劣化領域の前記幅が約５０μｍ〜約４００μｍの間にある、請求項１７または１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記光学的劣化領域の前記幅が約３００μｍ以下である、請求項１７〜１９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２１】
前記光学的劣化領域の前記幅が約２００μｍ以下である、請求項１７〜２０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２２】
前記光学的劣化領域の前記幅が約１００μｍ以下である、請求項１７〜２１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２３】
前記パターン付き表面がキューブコーナー要素を含む、請求項１７〜２２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２４】
前記レーザーがファイバーレーザーまたはディスクレーザーである、請求項１７〜２３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２５】
前記レーザーがファイバーレーザーである、請求項１〜２４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２６】
２つの実質的に平面的なツーリング要素の前記端部を互いに溶接することが、前記ツーリング要素の前記裏面から溶接することを含む、請求項１７〜２５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２７】
前記２つのツーリング要素が１００％未満の溶込みを有する前記溶接継ぎ目において接合される、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記裏面の溶接よりも低出力で前記パターン付き面から前記２つのツーリング要素を溶接することを更に含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記工具から成形型または再帰反射性物品を複製すること、を更に含む、請求項１７〜２８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３０】
シリンダー、ベルトまたはスリーブを形成するために前記工具が溶接される、請求項１７〜２９のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は再帰反射性物品を作製するための溶接工具、工具を作製する方法、および工具から複製される再帰反射性物品に関する。
【背景技術】
【０００２】
再帰反射性シーティングは、例えば、道路標識、路面標示、ナンバープレートおよび衣料をはじめとする様々な用途に使用されている。これらの用途の多くは、シーティングが見た目にきれいな外観または美的な外観を備えることを要求する。
【０００３】
再帰反射性シーティングの１つの有用なタイプは、キューブコーナー再帰反射性シーティングである。キューブコーナー再帰反射性シーティングは、典型的には概ね平坦な前面および裏面から突出するキューブコーナー反射要素の配列を有するシートを含む。使用中、前面が概ね意図された観察者の予想される位置に向かって配設された状態でリトロレフレクターが配置される。この向きでは、前面に入射する光はシートに進入して、シートの本体全体を通過してキューブコーナー反射要素の面によって内部反射され、よって実質的に光源に向かう、すなわち、再帰反射の方向に前面を出射するようになっている。
【０００４】
再帰反射性キューブコーナー要素配列の製造は、典型的にはマスター工具の複数世代コピーとなり得る成形型または工具を使用して達成される。マスター工具は、ピン結束（pin bundling）、薄板組立体および直接機械加工等の既知の技術によって基本的には作製される。ピン結束によって製造される工具は、それぞれがキューブコーナー反射要素の特徴部で形状化された端部部分を有する個々のピンを互いに集合させることによって作製される。薄板組立体によって製造される工具は、それぞれがキューブコーナー反射要素の特徴部で形づくられた側面部分を有する個々の薄板またはブレードを互いに集合させることによって作製される。直接機械加工技術は、キューブコーナー要素を含む構造体を形成するように交差する溝のパターンを生成するために基材の一部を切り落とすことを伴う。溝付き基材は典型的には、それから一連の刻印、レプリカまたは成形型が形成されてよいマスターとして使用される。これらは典型的には、次いで、再帰反射性シーティング用の成形型として使用される。
【０００５】
いったん成形型または工具が作製されると、再帰反射性シーティングは、次いで、例えば、成形面を形成するために工具基材を用いてプラスチックシートを熱エンボス加工するか、またはその後架橋可能な、部分的に重合された樹脂を微細複製されるべき成形型の上に堆積させ、次いでこれを、典型的には、例えば、化学光または熱等の放射線に暴露させて樹脂を固化させるかのいずれかによることを含む任意の好適な方法によって製造されることができる。
【０００６】
このような製造プロセスは、典型的には連続プロセスである。再帰反射性シーティングの連続製造のために、工具は典型的には、本質的に概ね平坦である別個のツーリング要素から、該要素をそれらの幅にわたって１つまたは複数の溶接線で互いに接合することによって形成される。第１の別個のツーリング要素（マスター）は前述したように通常作り出され、次いで、複数世代コピーを備える複数コピーが電気メッキにより作製される。これらのコピーは、次いで、シリンダー、ベルトまたはスリーブの幅にわたる１つまたは複数の溶接線を用いてシリンダー、ベルトまたはスリーブの形態で互いに溶接される。
【０００７】
再帰反射性シーティングが工具の上で作製されるときには、樹脂が溶接線の中へ流れ込み、かつ継ぎ目線を結果得られたシーティングにおいて複製させる。継ぎ目線を、典型的には再帰反射性シーティングの幅にわたって観察することができる。これらの継ぎ目線はシーティングの美感を低下させるため、それらを狭くするか、またはそれらを無くす試みがなされてきた。例えば、米国特許第５，６４３，４００号および同第５，５５８，７４０号（両方ともＢｅｒｎａｒｄら）には、少なくとも２つの成形型表面が、各配列の前縁および／または後縁において重なり合う２つのプリズム配列を生成するのに使用される、再帰反射性シーティングを生産する装置および方法が記載されている。米国特許第６，７０９，２５８号（Ｐａｕｌｓｏｎら）には、実質的に平面的なツーリングの裏面の対向端部を互いに溶接して円筒形状を形成することによって作製される再帰反射性シーティング用の成形型が記載されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記を鑑みれば、再帰反射性シーティング等の再帰反射性物品上で狭い継ぎ目線を生成することができる十分に強度が高い溶接部を備えた再帰反射性物品用ツーリングを作製するための改善された方法の更なる必要性が存在することが認識される。
【０００９】
更に、溶接プロセスからの熱によって影響される溶接部に隣接する工具上の領域を最小限に抑えることもまた、任意のこのような方法において極めて重要であることが認識される。この領域における加熱およびその後の再冷却は工具材料の微細構造体を変化させるおそれがある。例えば、この領域におけるキューブコーナー要素に歪みが生じたり、再帰反射性の低下または劣化を呈するおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
簡潔に言えば、一態様では、本発明は（ａ）微細構造化再帰反射性要素の配列を含むパターン付き表面を含む基材と、（ｂ）前記配列の少なくとも一部分を通る溶接継ぎ目と、を備え、再帰反射性物品を作製するための工具を提供する。前記パターン付き表面上の前記溶接継ぎ目に隣接する光学的劣化領域は約４００μｍ以下の幅を有する。
【００１１】
別の態様では、本発明は微細構造化再帰反射性要素の三次元の配列を含むパターン付き表面と、前記配列の少なくとも一部分を通る溶接継ぎ目と、を含む再帰反射性シーティングを提供する。前記パターン付き表面上の前記溶接継ぎ目に隣接する光学的劣化領域は約４００μｍ以下の幅を有する。
【００１２】
更に別の態様では、本発明は再帰反射性物品用の工具を作製する方法を提供する。前記方法は溶接継ぎ目を形成するために単一モードレーザーを連続波モード動作で用いて２つの実質的に平面的なツーリング要素の前記端部を互いに溶接することを含む。各ツーリング要素は微細構造化再帰反射性要素の配列を含むパターン付き面と、前記パターン付き面とは反対側の平坦な裏面と、を含む。
【００１３】
本明細書で使用される場合、「ツーリング」または「工具」とは、それから成形型または再帰反射性シーティングなどの再帰反射性物品などの他の物品を複製することができる原型板を形成する少なくとも１つのパターン付き表面を有する基材を指す。
【００１４】
本明細書で使用される場合、「成形型」とは、ツーリングによって形成される構造体を指す。再帰反射性シーティングなどの物品を生成する際に更なる複製プロセスにおいて通常利用されるのが成形型である。
【００１５】
本明細書で使用される場合、用語「微細構造化」とは、約３００μｍ未満の横方向寸法（例えば、キューブコーナー構造体の溝頂点同士の間の距離）を有する再帰反射性要素を有する少なくとも１つの主面を指す。
【００１６】
本明細書で使用される場合、「溶接継ぎ目（welding seam or welded seam）」または「溶接線（welding line）」とは再帰反射性シーティングを作製するための工具における実際の溶接部または実際の溶接部を工具のレプリカ（それの複数世代のコピーを含む）へ複製することを指す。
【００１７】
本明細書で使用される場合、「光学的劣化領域」とは再帰反射性物品を作製するための工具のパターン付き表面上の、またはそれから複製された再帰反射性物品のパターン付き表面上の溶接継ぎ目に隣接する領域を指し、そこでは再帰反射性要素が歪みのせいで実質的に減少した再帰反射性能を呈する。歪みは溶接プロセス中に発生した熱に起因する場合がある。光学的劣化領域を規定するための１つの有用な方法は、好適な対物レンズ付き位相ずれ干渉計を使用して個々のキューブコーナー要素について山から谷までの光路差を測定して、よって歪みキューブコーナー要素と無歪みキューブコーナー要素との間の遷移がどこにあるかを判定することである。好適な対物レンズは、約０．５ｍｍより小さい、好ましくは０．２５ｍｍより小さい再帰反射性要素が使用される場合には、例えば、ビームコンプレッサを備えてよい。溶接継ぎ目の両側の、歪みキューブコーナー要素と無歪みキューブコーナー要素の遷移間の（溶接継ぎ目に対して垂直で、かつ再帰反射性キューブコーナー要素の概ね平坦な表面に対して平行な方向に測定された）距離が、光学的劣化領域の幅を規定する。この測定は、典型的には再帰反射性工具または物品の使用可能な領域内にある光学的劣化領域の最も幅広のポイントにおいて行われる。
【００１８】
本発明の工具および再帰反射性物品は、極めて狭い溶接継ぎ目および溶接継ぎ目に隣接する再帰反射性要素において最小面積の物理的歪みを有する。加えて、本発明の方法を用いて作製される工具の溶接部は、それらの意図された用途に対して十分な強度を有している。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】再帰反射性シーティングの試料およびその光学的劣化領域の幅の測定の概略図である。
【図２】レーザー実験装置である。
【図３】比較例Ａの溶接継ぎ目のディジタル画像である。
【図４】比較例Ｂの溶接継ぎ目のディジタル画像である。
【図５】比較例Ｃの溶接継ぎ目のディジタル画像である。
【図６】比較例Ｄの溶接継ぎ目のディジタル画像である。
【図７】比較例Ｅの溶接継ぎ目のディジタル画像である。
【図８】比較例Ｆの溶接継ぎ目のディジタル画像である。
【図９】実施例１〜３に記載されるように再帰反射性シーティングを作製するのに用いられるプロセスの概略図である。
【図１０】実施例１の溶接部のディジタル画像である。
【図１１】実施例２の溶接部のディジタル画像である。
【図１２】実施例３の溶接部のディジタル画像である。
【図１３】実施例１の光学的劣化領域の計算のための代表的データ集合である。
【図１４】成形用工具４の溶接部のディジタル画像である。
【図１５】成形用工具５の溶接部のディジタル画像である。
【図１６】成形用工具６の溶接部のディジタル画像である。
【図１７】成形用工具７の溶接部のディジタル画像である。
【図１８】実施例４の溶接部のディジタル画像である。
【図１９】実施例５の溶接部のディジタル画像である。
【図２０】実施例６の溶接部のディジタル画像である。
【図２１】実施例７の溶接部のディジタル画像である。
【図２２】成形用工具５の光学的劣化領域の計算のための代表的データ集合である。
【図２３】実施例５の光学的劣化領域の計算ための代表的データ集合である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明は、例えば、再帰反射性シーティングなどの再帰反射性物品を作製するための工具を提供する。本明細書で使用される場合、用語「再帰反射性」とは斜入射光線を、光線が光源またはそのごく近傍に戻るように、その入射方向に対して逆平行な方向に、またはほぼそのように、反射させる属性を指す。工具は、パターン付き表面である成形用表面を有し、成形用表面は典型的には複数の窪みを有する。工具のパターン付き表面はそれ自体再帰反射性である。
【００２１】
パターン付き表面は微細構造化再帰反射性要素の三次元配列を含む。好適な再帰反射性要素はキューブコーナー要素であってよい。それぞれのキューブコーナー要素は、３つのほぼ相互に垂直な光学面を含む。例えば、再帰反射性要素は、それぞれ１つのキューブコーナーおよび三角形底部を有する三面体ピラミッドであってよい。別の実施例では、再帰反射性要素は２つの四辺形の面、１つの正五角形の面、および２つの三角形の面とともに正五角形底部を有してよい。これらのまたはその他のキューブコーナー要素の実例が、例えば、米国特許第１，５９１，５７２号（Ｓｔｉｍｓｏｎ）、同第４，５８８，２５８号（Ｈｏｏｐｍａｎ）、同第４，７７５，２１９号（Ａｐｐｌｅｄｏｒｎら）、同第４，９３８，５６３号（Ｎｅｌｓｏｎら）、同第５，１３８，４８８号（Ｓｚｃｚｅｃｈ）、同第５，５５７，８３６号（Ｓｍｉｔｈら）、および同第７，１５６，５２７号（Ｓｍｉｔｈ）、並びに米国特許出願公開第２００９／０２５５８１７号（Ｌｕ）に記載されている。
【００２２】
工具内の各窪みは、結果得られた再帰反射性物品要素の高さに対応する深さを有する。例として、各窪みは０．０６ｍｍ、０．０９ｍｍおよび０．１８ｍｍの深さ（したがって、ある高さの反射性要素をもたらすことができる）を有することができる。しかしながら、当業者はツーリング内の窪みが任意の形状を有し得、所定のツーリングが様々な窪み形状およびサイズを含み得ることを容易に認識するであろう。当業者は、窪みの代わりに若しくはそれに加えて突出部が使用されてよいことを容易に認識するであろう。
【００２３】
反射性要素を複製するためのツーリングは、典型的には直接機械加工技術に適している基材材料から実質的に平坦な平面上に形成される。好ましい材料は、バリが形成されずにきれいに機械加工され、低い延性および低い粒状性を示し、表面形成後に寸法精度を維持するものである。金属は有用な基材材料である。その理由は、所望の形状に形成することができ、かつ所定の反射性要素構成の再帰反射性能を最大化させるために優れた光学表面を提供できるからである。好適な金属としては、例えば、アルミニウム、真鍮、銅、ニッケルなどが挙げられる。
【００２４】
本発明の工具は、典型的には約２００μｍ〜約５００μｍの範囲の厚さを有する。いくつかの実施形態では、工具は厚さ約４００μｍである。
【００２５】
再帰反射性要素の配列は、当該技術分野において既知の技術を用いて作製することができる。例えば、一般には「刻線加工（ruling）」として知られている直接機械加工技術も利用することができる。直接機械加工は、基材（例えば、金属板）の一部を切り落して窪みまたは溝のパターンを作り出すことを含む。この窪みまたは溝は、キューブコーナー要素を含む、結果得られる反射性要素を形成する構造体を形成するように交差する。周知の技術の１つにおいては、３組の平行溝が互いに６０度の夾角で交差して、それぞれが等辺の底部三角形を有するキューブコーナー要素の配列が形成される（例えば、米国特許第３，７１２，７０６号（Ｓｔａｍｍ）を参照されたい）。別の技術においては、２組の溝が６０度よりも大きな角度で互いに交差し、第３の組の溝が６０度未満の角度で他の２組のそれぞれと互いに交差して、傾斜したキューブコーナー要素が嵌まり合った組の配列が形成される（例えば、米国特許第４，５８８，２５８号（Ｈｏｏｐｍａｎ）を参照されたい）。
【００２６】
薄板組立体も使用することができる。薄板組立体によって製造される工具は、それぞれがキューブコーナー反射性要素の特徴部とともに形状化される側面部分を有する個々の薄板またはブレードを互いに集合させることによって作製される（例えば、米国特許第７，１５６，５２７号（Ｓｍｉｔｈ）を参照されたい）。
【００２７】
再帰反射性要素の配列はまた、それぞれが一方の端部においてキューブコーナー要素などの幾何学的形状を有する複数のピンを互いに集合させてマスター型を形成する、ピン結束技術を用いて作製することができる。ピン結束については、例えば、米国特許第１，５９１，５７２号（Ｓｔｉｍｓｏｎ）および同第３，９２６，４０２号（Ｈｅｅｎａｎ）、および米国特許出願公開第２００９／０２５５８１７号（Ｌｕ）に記載されている。
【００２８】
典型的には、工具は、複数パターン付きタイルまたは互いに接合されるツーリング要素を含む。ただし、幾つかの用途では、単一のツーリング要素の両端部が突き合わされ、かつ接合されて実質的に円筒形状を形成する。複数のツーリング要素が利用される場合、第１のツーリング要素（マスター）は前述したように直接機械加工によって通常形成され、次いで、複数コピーが電気メッキによるなど、当該技術分野において既知の技術を用いて作製される。電気メッキについては、例えば、米国特許第４，４７８，７６９号（Ｐｒｉｃｏｎｅ）、同第５，１５６，８６３号（Ｐｒｉｃｏｎｅ）および同第６，１５９，４０７号（Ｋｒｉｎｋｅ）に記載されている。結果得られたコピーは、別個の要素であって、次いで、互いに接合することができる。複合ツーリングが所望のサイズである場合、それは典型的にはシリンダー、ベルトまたはスリーブの形態に渦巻き状に巻かれる。
【００２９】
ツーリング要素が互いに溶接される場合、工具のパターン付き表面上に形成される、溶接による溶接線または継ぎ目は、それから複製された、再帰反射性シーティングなどの得られた成形型または物品において溶接継ぎ目を生成する。このようなツーリングによって生成される再帰反射性シーティングにおいて、継ぎ目は、昼光および再帰反射光において、所望される以上に目立つこととなり得る。継ぎ目の非平坦表面は反射光の散乱を引き起こし、かつ継ぎ目を目立たせる。このことは、その上に金属コーティングを有するツーリングから作製される再帰反射性シーティングにおいて特に当てはまる可能性がある。更に、流動性樹脂は溶接線に付着して完成再帰反射性シーティングにおいて欠陥を形成する傾向がある。これに加えて、溶接継ぎ目に隣接する再帰反射性要素における物理的歪み（加熱および再冷却に引き起こされる）は、それらの再帰反射性能を劣化させるおそれがある。
【００３０】
本発明において、ツーリング要素（または単一ツーリング要素の両端部）は単一空間モード連続波レーザー溶接法を用いて接合される。本明細書で使用される場合、用語「単一モード」または「単一空間モード」とは、実質的に単一空間モード動作を意味し、結果的にガウシアン断面強度プロファイルが得られる。単一モード動作はガウスシアン断面強度プロファイルからのわずかな偏差を許容することが理解されるべきである。本明細書で使用される場合、用語「連続波」または「ＣＷ」とは、連続的に光を発生し（パルスレーザーと比較して）、かつ動作の準連続波モードを含むことを意図しているレーザーを指す。
【００３１】
本発明の方法に使用するのに好適なレーザーは、例えば、ファイバーレーザーおよびディスクレーザーを含む。
【００３２】
ファイバーレーザーは、能動利得媒体が光ファイバであるレーザーである。光ファイバは、例えば、イッテルビウム、エルビウム、ネオジミウム、ジスプロシウム、プラセオジウム、若しくはシリウムなどの稀土類元素でドープされる。ファイバーレーザーは、優れた合焦特性を提供するほぼ理論的なビーム品質を備えた極めて強力なレーザービームを発生させることができる。非常に強力でかつ正確に焦点を合わせたファイバーレーザービームは、基材材料の極めて小さい領域を融解させ、かつ高い加工速度で深溶込み溶接部を発生させることができる。この高い加工速度および制限された溶融スポット径は、溶接点においておよび隣接領域内で従来のレーザーよりも少ない熱を発生させる。このようにして、連続波および高ビーム品質（単一モード）ファイバーレーザー溶接は、非常に狭い溶接継ぎ目を提供することができ、かつ溶接継ぎ目に隣接する再帰反射性要素における物理的歪みを最小に抑えることもできる。本発明の工具から複製された再帰反射性物品上の溶接継ぎ目に隣接する低下した光学性能の領域は、したがって先行技術の工具から複製された再帰反射性物品におけるよりも遥かに小さい。結果的に、本発明の工具から複製された再帰反射性物品上の溶接継ぎ目も余り目立たない。
【００３３】
本発明のいくつかの実施形態では、工具のパターン付き表面上の溶接継ぎ目、またはそこから複製された再帰反射性物品のパターン付き表面上に複製された対応する溶接継ぎ目に隣接する光学的劣化領域は、約４００μｍ以下、約３００μｍ以下、約２００μｍ以下、約１００μｍ以下、約７０μｍ以下、若しくは約５０μｍ以下の幅を有する。他の実施形態では、工具のパターン付き表面上または複製された物品上の溶接継ぎ目に隣接する光学的劣化領域は、約５０μｍ〜約４００μｍの間の、または約７０μｍ〜約３０μｍの間の幅を有する。本発明のいくつかの実施形態では、４０ｍｍ／秒以上、１００ｍｍ／秒以上、または更には１５０ｍｍ／秒以上の溶接速度を利用することができる。典型的には、例えば、本発明の方法のための溶接速度は約４０ｍｍ／秒〜約１５０ｍｍ／秒の間で変動する。
【００３４】
本発明の方法を用いて生成された溶接継ぎ目の狭さにもかかわらず、得られる溶接部はそれらの意図された用途には十分に強力である（例えば、引張り強さは約５０ｋｐｓｉ（３４５ＭＰａ）より大きい）。いくつかの実施形態では、溶接部は従来の溶接部と同じくらい強力であるか、または更にはそれより強力である。材料の強度とは印加された応力に耐えるそれの能力であると通常定義される。異なるタイプの応力を材料に印加することができ、応力は一定の変形を生じさせる。材料の強度を特徴づける１つの方法は、その引張り強さを求めることによるものであり、この引張り強さは、材料が壊れずに対応できる伸張中の最大印加応力に相当する。このタイプの強度試験は溶接継ぎ目の強度を特徴づけるために一般に使用されている。本発明の工具の溶接継ぎ目は、いくつかの実施形態では、従来の溶接プロセスを用いて溶接される先行技術の工具よりも少なくとも１５％高い引張り強さを有する。これは、得られる相および粒度に影響を及ぼし、より小さい粒子が増強された界面を生じさせる状態となる、ファイバーレーザー溶接プロセスによる融合部の急速冷却の効果に起因する場合がある。
【００３５】
例えば、１μｍあたりの波長で動作する市販のファイバーレーザーが本発明の方法において利用されてよい。好ましいファイバーレーザーはイッテルビウムによってドープされ、かつ１．０７μｍの波長で動作する。１つの好適な市販のファイバーレーザーはＳＰＩ  Ｌａｓｅｒｓ，ＵＫのＳＰ−４００Ｃモデルである。その他の好適なファイバーレーザーはＩＰＧ  ＰｈｏｔｏｎｉｃｓおよびＧＳＩ  Ｇｒｏｕｐからの単一モードファイバーレーザーを含むが、これらに限定されない。このような好適なレーザーは、ビーム送出光学系で終端する一体型単一モード外部光ファイバで光エネルギーを送出する。ビーム送出光学系からのレーザービームはミラーで溶接ヘッドへ誘導することができる。好適な市販の溶接ヘッドは、例えば、Ｌａｓｅｒ  Ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ，Ｎｏｖｉ，ＭＩから入手することができる。ダイクロイックミラーによって溶接対象材料に向かって反射された後、レーザービームは集束レンズによって集束させることができる。オペレータがツーリングのエッジの周りに精密にナビゲートできるように電荷結合素子（ＣＣＤ）カメラを使用することができる。
【００３６】
溶接プロセスにおける基本変数としては、ビームサイズ、焦点距離、溶接速度および出力が挙げられる。集束レーザービームのスポットサイズおよび溶接部の溶込み率（パーセント）を決定するためにこれらの変数を用いることができる。従来の固体レーザー溶接システムは、典型的には１：１またはより大きな倍率の撮像光学系とともに大径コア多モード外部ビーム送出ファイバを使用し、それは通常では焦点スポットサイズを数百マイクロメートルに制限する。より大きな焦点スポットを有する溶接は、典型的には伝導モード溶接部を生成するようにパルスレーザーを用いて行われる。このタイプの溶接は、加工される材料の伝導率に依拠し、かつ実質的な熱影響部を有する浅い溶接継手をもたらす。そこで、限られた熱影響部を有する狭い継ぎ目および深い溶込み溶接部を得るために、単一モードまたは低次モードＣＷレーザーが本発明の方法において使用される。レーザービーム出力は、例えば、約４０Ｗ〜約２００Ｗの範囲に設定することができる。
【００３７】
例えば、ディスクレーザーなどの他のタイプのレーザーも、狭い継ぎ目サイズ溶接に対応するために本発明の方法において使用できるが、ファイバーレーザーは、高い出力、優れた出力安定性、高いビーム品質、高い電気−光変換効率（wall plug efficiency）および比較的に低価格などの利点を提供することができる。
【００３８】
連続波単一モードレーザーで達成可能な限られた溶接継ぎ目サイズ、低い融解体積および高い加工速度は、伝統的な溶接技術に比べて熱量を大幅に低減させ、したがって熱影響部を制限させる。これによって前述の技術が再帰反射性微細構造化工具を接合するのに特に好適になる。本発明の工具（およびそれらのレプリカ）はこのようにして深い溶込みとともに狭い継ぎ目線を有する。
【００３９】
典型的には、本発明の工具は裏側から溶接される。いくつかの実施形態では、裏側から溶接するときにツーリング厚さの１００％に溶込みが起こらないように溶接変数が設定される。１００パーセントの溶込みが起こると、溶融材料の膨れや気泡が溶接線またはその付近で工具のパターン付き面から出現するまたは噴き出す。いくつかの実施形態では、最大溶込みは約８５％、約９０％または約９５％である。裏側から１００％未満の溶込みがあるとき、前面（すなわち、パターン付き面）は間隙を封止するために溶接されてよい。これは典型的にはより低い出力設定において行われる。
【００４０】
再帰反射性シーティングなどの再帰反射性物品を作製するために本発明の工具を使用することができる。本明細書で使用される場合、「シーティング」とは、その上に微細構造化再帰反射性要素が形成されたポリマー材料の薄い断片を指す。シーティングは任意の幅および長さであってよく、このような寸法は、シーティングが作製された設備（例えば、ロールの幅、スロットダイオリフィスの幅など）によってのみ制限される。
【００４１】
シーティングの製造は、典型的には流体樹脂組成物を工具上に注型して、シートを形成するために組成物を硬化させることによって達成される。流体樹脂を工具上に注型するための一方法が、例えば、米国特第７，４１０，６０４号（Ｅｒｉｃｋｓｏｎら）に記載されている。しかしながら、所望により、工具は、米国特第４，６０１，８６１号（Ｐｒｉｃｏｎｅ）に記載されるようなものなどの再帰反射性物品を形成するためのエンボス加工工具として使用することができる。
【００４２】
再帰反射性シーティングに適した樹脂組成物は、寸法安定性、耐久性、耐候性であり、かつ所望の構成へ容易に成形可能である透明材料であることが好ましい。好適な材料の実例としては、Ｒｏｈｍ  ａｎｄ  Ｈａａｓ  Ｃｏｍｐａｎｙによって製造されるＰｌｅｘｉｇｌａｓ（商標）樹脂などの約１．５の屈折率を有するアクリル、約１．５９の屈折率を有するポリカーボネート、熱硬化性アクリレートおよびエポキシアクリレートなどの反応性材料、Ｅ．Ｉ．Ｄｕｐｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ａｎｄ  Ｃｏ．，Ｉｎｃ．によってＳＵＲＬＹＮの商品名で販売されるものなどのポリエチレン系アイオノマー、（ポリ）エチレン−コ−アクリル酸、ポリエステル、ポリウレタン、および酢酸酪酸セルロースが挙げられる。ポリカーボネートは、それらの強靱性、および広範囲の照射角にわたって改善された再帰反射性能に一般に寄与する比較的に高い屈折率のため、特に好適である。これらの材料は、染料、着色剤、顔料、ＵＶ安定剤、またはその他の添加剤を含むこともできる。
【００４３】
金属コーティングなどの正反射コーティングを、再帰反射性要素の裏面上に配置することができる。金属コーティングに加えてまたはその代わりに、再帰反射性要素の裏面にシールフィルムを適用することができる。このシールフィルムは、内部全反射を可能にする裏面における空気界面を維持し、固形物および／または湿気等の汚染物質の侵入を防止する。更に、改善された耐久性のため、または画像受容面を得るために、シーティングの観察面上に独立したオーバレイフィルムを使用してもよい。
【００４４】
シーティングを基材にしっかりと固定させることを可能にするために、接着剤層を再帰反射性要素の裏側に配置することもできる。好適な基材としては、木材、アルミニウムシーティング、亜鉛めっき鋼、ポリマー材料、並びにこれら材料およびその他の材料から作製されるラミネートが挙げられる。
【００４５】
実施例
本発明の目的および利点は、次の実施例によって更に例示するが、これら実施例において列挙される特定の材料およびそれらの量、並びにその他の条件および詳細は、本発明を不当に制限するものと解釈されるべきでない。すべての部および百分率は特に指示がない限り重量基準である。実施例において、Ｎ／Ｍは測定されなかった特性を報告するために使用されてよい。
【００４６】
試験方法
引張り強さ：成形用工具１、２および３において概ね後述するように調製された成形用工具の３つの試料の溶接部の引張り強さを、インストロン試験（Ｉｎｓｔｒｏｎ，Ｎｏｒｗｏｏｄ，ＭＡから得られる、モデル「１１２３」）を使用して測定した。試験機は、溶接試験のために０．１インチ／分（０．２５ｃｍ／分）のクロスヘッド速度にセットアップした。幅０．５インチ（１．２７ｃｍ）、長さ５インチ（１２．７ｃｍ）および厚さ４００μｍの試験試料を切断して、かつそれらの幅に沿って溶接した。成形用工具１試料の裏面（平坦な主面）を約１０８Ｗの出力設定を用いて最初に溶接した後、約５３Ｗの出力設定で前面を溶接した。１００ｍｍ／秒および８０ｍｍ／秒の溶接速度をそれぞれ用いた。成形用工具試料２および３は、裏面のみを１００ｍｍ／秒の速度で溶接した。１２６Ｗおよび１４４Ｗの出力設定をそれぞれ用いた。幅、厚さおよび長さを試料毎に測定し、記録し、次いで、引張り強さを求めるために用いた。各試料をその破断点まで試験し、破断が起こったときの荷重を最大荷重として記録した。次いで、引張り強さ求めるために最大荷重値を溶接部の断面積で除算した。最大荷重における３つの試料の引張り強さの平均値が報告されている。
【００４７】
光学的劣化領域の幅：比較例Ａ〜Ｆおよび実施例１〜３の光学的劣化領域の幅は、次の技術を用いて干渉計（Ｍｅｔｒｏｐｒｏ  ９．０．１０ソフトウェアを実行して２０Ｘ対物レンズで６３２．８ｎｍにおいて動作するＺＹＧＯ（登録商標）Ｍｉｃｒｏ  ＧＰＩ（商標））を使用して測定した。構造化表面が干渉計から離れるように向いている状態で再帰反射性フィルム試料をサンプルホルダーに取り付けた。このサンプルホルダーは試料の位置の調節を可能にするために幾つかの並進および回転軸を有した。試料は、干渉計の光軸が再帰反射性フィルムの概ね平坦な表面に対しておよそ垂直となるように干渉計の焦点面に位置付けた。キューブコーナー配列内の１つの切頭型キューブコーナーが干渉計測定窓の大部分を占めるようにズームを調節した。最少数の干渉縞しか試料を横切って目に見えないように干渉計光軸に対する試料の傾斜を調節した。干渉計によって行われた測定の横方向空間寸法は、この倍率においてキューブコーナー配列上の特徴部同士の間の既知の距離を基準にして較正した。ソフトウェアマスクは解析においてキューブコーナーの光学活性アパーチャ内で取得されたデータのみを含むように構築した、すなわち、ソフトウェアマスクの外部のすべてのデータは解析から除外した。キューブコーナー配列材料の屈折率をソフトウェアに入力した。
【００４８】
再帰反射性フィルムを干渉計の焦点面内に移動させて、以前に定義されていたソフトウェアマスクと整列するようにキューブコーナーの活性アパーチャを位置決めした。干渉計ソフトウェアは、次いで、基準平面波と平面波との間の光路差（ＯＰＤ−約６３２．８ｎｍの波において測定）を計算した。平面波は所望の測定位置においてキューブコーナー要素の中を通り、かつそこから抜け出た（干渉計に対するキューブコーナー試料の任意の傾斜を許容するために平面の除去を含む）。
【００４９】
第１の測定は溶接部に直接隣接する第１の可視キューブコーナー要素において行われた。場合によっては、このキューブコーナー要素は溶接部の溶融域内に位置し、この場合キューブコーナー要素は破壊されており（または完全に歪められており）、再帰反射を呈しなかった。この実例では、干渉測定は必要とされず、このキューブコーナー要素には、依然再帰反射性であった他のキューブコーナー要素と区別するために、適宜に高いＯＰＤ値が手動で割り当てられた。干渉計は３回の別個の測定を行い、かつ結果得られた位相プロファイルを平均してキューブコーナーのＯＰＤを求めた。このキューブコーナーについては山−対−谷（Ｐ−Ｖ）ＯＰＤを記録した。溶接部の中心とキューブコーナーの山との間の垂直距離も較正済みの顕微鏡を使用して測定し、記録した。
【００５０】
再帰反射性フィルム試料を溶接部に対して垂直の方向に干渉計の焦点面内で並進させ、よって先に測定されたキューブコーナーに隣接するキューブコーナーが干渉計測定窓内で中心に置かれた。場合によっては、キューブコーナー要素を傾け、隣接するキューブコーナー要素の山は線に沿って位置しなかった。この場合には、隣接するキューブコーナーを測定窓の中心に位置決めするために、再帰反射性フィルム試料を溶接部に平行な方向に移動させた。測定されたＰ−Ｖ  ＯＰＤ値が１つのキューブコーナー要素から次の要素まで有意に変化しなくなり、かつＰ−Ｖ  ＯＰＤ値がまた溶接部から大きくかけ離れた基準キューブコーナー要素において測定したＰ−Ｖ  ＯＰＤ値と同じになるまで、後段の各測定位置が前回の測定位置よりも溶接部からさらに遠く離れるようにして、この測定プロセスを幾つかの横方向に隣接するキューブコーナー要素について繰り返した。この時点で、再帰反射性フィルム試料を開始位置まで戻るように並進させ、第１の測定が行われた溶接部の反対側で測定プロセスを繰り返した。
【００５１】
上記の手順により得られたデータ集合を解析して、溶接部の一方の側の無歪みキューブコーナー要素の測定されたＰ−Ｖ  ＯＰＤの平均および標準偏差を求めた。溶接部の各側の第１の無歪みキューブコーナー要素は、次式：
（Ｐ−Ｖ  ＯＰＤ）ｇｏｏｄ≦（Ｐ−Ｖ  ＯＰＤ）ａｖｇ＋３＊σ      （等式１）
（式中、（Ｐ−Ｖ  ＯＰＤ）ａｖｇは平均Ｐ−Ｖ  ＯＰＤであり、σは標準偏差である）によって定義されたＰ−Ｖ  ＯＰＤを有するコーナーキューブであると定義された。
【００５２】
光学的劣化領域は、これらの実施例において使用される場合、測定されたＰ−ＶＯＰＤが等式１で計算された値より大きい、再帰反射性シーティングの領域を意味する。図１に示すように、上方を指し示している矢印（Ｌ４、Ｌ３．．．Ｒ３、Ｒ４としてラベル表示された）は測定位置を示し、Ｗは光学的劣化領域の計算幅であり、Ｕは無歪みキューブコーナー要素を示し、Ｄは歪みキューブコーナー要素を示す。光学的劣化領域の幅は、溶接部の両側の光学的劣化領域および光学的機能性領域の遷移間の距離（溶接部に対して垂直に測定）であると定義される。再帰反射性フィルムの光学的劣化領域と光学的機能性領域との間の遷移は、第１の無歪みキューブコーナー要素Ｕと最後の歪みキューブコーナー要素Ｄとの間の途中位置と定義された。例えば、図１では、左側での遷移はＬ２とＬ１との間であり、かつ右側での遷移はＲ１とＲ２との間である。
【００５３】
【表１】
2018072850.tif 000002
【００５４】
レーザー装置
実験セットアップを図２に示す。１０７０ｎｍの波長において動作する４００Ｗ連続波ファイバーレーザー２６（ＳＰＩ  Ｌａｓｅｒｓ，ＵＫから得られるモデル「ＳＰ−４００Ｃ」）を使用した。約１．０５の「Ｍ二乗」（Ｍ２）パラメータを有する強力かつ高品質ビームをレーザーによって発生させた。このファイバーレーザーは、送達ビームファイバーの端部に載置されたファラデーアイソレーター１４で背面反射から保護した。この出力ビーム直径はおよそ５．２ｍｍであった。
【００５５】
ビームは、ディエレクトリックミラー１６で市販の溶接ヘッド１０（Ｌａｓｅｒ  Ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ  Ｉｎｃ．，Ｎｏｖｉ，Ｍｉｃｈｉｇａｎから得られる、モデル「ＹＡＧ  ＤＥＬ  ＨＥＡＤ  ＢＡＳＥ  ＵＮＩＴ」および「ＹＡＧ  ＤＥＬ  ＨＥＡＤ  ＷＥＬＤＥＲ」）へ誘導された。ダイクロイックミラー１８によって下方へ反射された後、ビーム１２は、ｆ＝１００ｍｍの焦点距離を有する集束レンズ２０によって焦束された。焦点位置を溶接材料の上面上に保った。窒素またはアルゴンを溶接アシストガスとして使用した。
【００５６】
ニッケル試料を高磁界マグネットの上部に載置した。マグネットは溶接プロセス中に試料を互いに保持した。マグネットの表面が、実験において用いる出力範囲内で融解されないようにマグネットを保護するために、銅ストリップを、溶接継手が形成される箇所である、マグネット２８の中心へ恒久的に挿入した。ストリップはまた溶接ピースを冷却しておくのを支援した。
【００５７】
試料を同一の均一な厚さになるまで平坦に研磨した。エッジを、次いで、精密ダイアモンド機械加工した。平行機械加工されたエッジをマグネット上で互いに突き合わせ、棒鋼を試料の上部に配置してそれらを平坦に保持した。
【００５８】
２台のＣＣＤカメラ（１台をヘッド２２の前側に載置し、２台目２４をダイクロイックミラー１８の上方に載置した）は、操作者が精密な方法でツーリングのエッジの周りをナビゲートするのを可能にする。溶接システム（すなわち、溶接ヘッド、カメラおよびファラデーアイソレーター）をＸＹＺ精密ガントリーステージ上に載置し、これによって溶接プロセス中に正確な運動が可能になった。
【００５９】
比較成形用工具および成形用工具１〜７の調製
マスターを、本質的に米国特許第６，８４３，５７１号（Ｓｅｗａｌｌ）に記載されるように調製した。およそ５０マイクロメートル（１．９５ミル）の高さを有する切頭型キューブコーナー構造体を形成した、３つの溝の組は、Ｍｏｏｅｒｓ  ｏｆ  Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ，Ｕ．Ｓ．Ａ．によって製造および販売される「Ｋ＆Ｙダイアモンド」等の高精密ダイアモンド工具を使用して機械加工可能な金属に切断した。結果得られたキューブコーナー構造体は、ピッチが４ミル（１０２マイクロメートル）である３組の交差溝を有した。＆この交差溝は、米国特許第５，１３８，４８８号（Ｓｚｃｚｅｃｈ）に一般に記載されるように、５８°の夾角を有するキューブコーナー底部三角形を形成した。
【００６０】
溝形成機からマスターを取り外した。第１世代ネガツーリングは、米国特許第４，４７８，７６９号（Ｐｒｉｃｏｎｅ）および同第５，１５６，８６３号（Ｐｒｉｃｏｎｅ）に一般に記載されるように、ニッケルスルファマート浴内のマスターをニッケル電鋳することによってマスターから作製された。ツーリングがマスターと実質的に同じ程度の精密なキューブ形成を有するように、追加的な複数世代ポジおよびネガコピーが形成された。各ツーリングは概ね平坦な主面（すなわち、裏面）および平坦な主面と反対側の構造化主面（すなわち、前面）を有した。この構造化表面はキューブコーナー突起部またはキューブコーナー凹み（空隙）を含有した。
【００６１】
キューブコーナー凹みを含有する複数第２世代ネガツーリングは、米国特許第７，４１０，６０４号（Ｅｒｉｃｋｓｏｎ）に一般に記載されるように、その後エンドレスベルトになった。
【００６２】
比較成形用工具は、米国特許第６，３２２，６５２号（Ｐａｕｌｓｏｎ）に一般に記載されるように、従来のレーザー（ＧＳＩ  Ｌｕｍｏｎｉｃｓ，Ｂｅｄｆｏｒｄ，ＭＡから得られる、モデル「ＪＫ７０２Ｈ」）を使用して裏面を溶接した。
【００６３】
異なるプロセスパラメータを用い、かつ溶接の位置を変えて、前述したファイバーレーザーおよびレーザー装置を使用して成形用工具１〜７を溶接した。成形用工具２〜６において、裏面の溶接部（すなわち、それらの概ね平坦な主面からツーリングを溶接した）が提供された。成形用工具１および７において、裏面および前面溶接部が提供された。成形用工具１および７では、機械的強度をもたらすためにおよそ８５％の溶込みを裏側から発生させ、間隙をシールするために前面をおよそ５３Ｗで溶接した。
【００６４】
比較成形用工具および成形用工具１〜７の調製において用いてプロセス条件および溶接部の位置を以下の表１に示す。
【００６５】
【表２】
2018072850.tif 000003
【００６６】
比較成形用工具および成形用工具１〜３に提供された溶接部の引張り強さを前述したように測定した。結果を下の表２に記す。
【００６７】
【表３】
2018072850.tif 000004
【００６８】
実施例
比較例Ａ〜Ｆ
下の表３に示す市販の再帰反射性シーティングを入手し、以降比較例Ａ〜Ｆと称する。
【００６９】
【表４】
2018072850.tif 000005
【００７０】
比較例Ａ〜Ｆの溶接部のディジタル画像を、１０Ｘ対物レンズ付きＮｉｋｏｎ  ＭＭ−１１Ｃ複合顕微鏡を使用して撮影し、それぞれ図３〜８に示されている。
【００７１】
（実施例１〜３）
実施例１〜３の調製についての次の説明は、一般に図９に示されるように装置６００を参照する。オーバレイフィルム６２１は、ＥＡＡフィルムを０．０１ｃｍ（４ミル）の厚さにおいてコロナ処理されたポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）キャリアフィルム６２８上へ押出し加工することにより製造した。ＥＡＡのペレットを１．９ｃｍ（０．７５インチ）シングルスクリュー押出成形機（Ｃ．Ｗ．Ｂｒａｂｅｎｄｅｒ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ  Ｉｎｃ．，Ｓｏｕｔｈ  Ｈａｃｋｅｎｓａｃｋ，ＮＪから得られる）内に送り込んだ。その際、温度はゾーン１に対して１４０℃（２８４°Ｆ）に設定し、かつ押出成形機出口およびダイにおいて１７５℃（３４７°Ｆ）まで上昇させ、結果的に約１７５℃（３４７°Ｆ）の溶解温度に至った。溶融樹脂が押出成形機から出ると、樹脂は従来の水平方向フィルムダイ（「ＵＬＴＲＡＦＬＥＸ−４０」という商品名でＥｘｔｒｕｓｉｏｎ  Ｄｉｅｓ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ  ＬＬＣ，Ｃｈｉｐｐｅｗａ  Ｆａｌｌｓ，ＷＩからで得られる）を通過し、かつＰＥＴキャリアフィルム６２８に注型された。ＰＥＴキャリアフィルム６２８は約３６メートル／分（１２０フィート／分）で移動していた。結果得られたＰＥＴキャリアフィルム６２８上の溶融オーバレイフィルム６２１を、溶融樹脂を層へ固化するためにゴムロールと急冷したスチールロールニップとの間を通過させた。ＥＡＡ表面を約１．０Ｊ／ｃｍ２のエネルギーレベルでコロナ処理した。
【００７２】
放射線硬化性樹脂は、２５重量％ＢＡＥＤ、１２重量％  ＤＭＡＥＡ、３８重量％  ＴＭＰＴＡ、２５重量％  ＨＤＤＡ、および０．５ｐｐｈ（百分率）ＴＰＯを混ぜ合わせることによって調製した。樹脂６３０の第１の部分を押出し加工し、かつ第１のダイ６５０を通過させた。第１のダイ６５０を第１のゴムロール６２４に極めて近接させた。ゴムロール６２４は時計回りに回転し、複数のキューブコーナー空隙６２７を含む１８０°Ｆ（８２℃）まで加熱させた成形用工具６２５に噛み込んだ。成形用工具６２５を、約７５ｆｐ（２２．８ｍ／分）にて反時計回りに回転するマンドレルの上に載置した。放射線硬化性樹脂６３０はキューブコーナーを部分的に満たした。オーバレイフィルム６２１はＥＡＡ側を上に向かせた状態で供給ロール６２２から引き出された。放射線硬化性樹脂６３２の第２の部分を、第２のゴムロール６２４の上に第２のダイ６５２を介して同時に注型させた。第２のゴムロール６２４はオーバレイフィルム６２１のＥＡＡ側に接触して、放射線硬化性樹脂６３２の第２の部分をオーバレイフィルム上に転写した。塗布されたオーバレイフィルムは、第３のシリコーン塗布されたゴムロール６２３を介して、部分的に充填され、予備硬化されたキューブコーナー構造体６３１を収容する成形用工具６２５に接触させた。オーバレイフィルム上に塗布された樹脂は、キューブコーナー空隙の充填されていない部分を完全に充填し、複合構成体はオーバレイフィルム６２１によって硬化され、よって６００Ｗ／インチ（２３６Ｗ／ｃｍ）に設定された２つのＦｕｓｉｏｎ「Ｄ」ランプ６４１（Ｆｕｓｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）を使用し、また紫外線ランプの前方にあるダイクロイックフィルタ（図示されない）も使用して、再帰反射性フィルム物品６３４を形成した。再帰反射性フィルム６３４を成形用工具６２５から分離させ、次いで、１００％にて作動するＦｕｓｉｏｎ「Ｄ」ランプ６４２によって照射し、よって複合キューブコーナー構造体６３５を介して紫外線照射後の硬化をもたらすようにした。再帰反射性フィルム６３４を、次いで、１２７℃（２６０°Ｆ）に設定したオーブン通過させた。
【００７３】
成形用工具１〜３は、それぞれ、実施例１〜３の再帰反射性フィルムの調製において使用した。結果得られたキューブコーナー構造体は、ピッチが４ミル（１０２マイクロメートル）である３組の交差溝を有した。交差する溝は、５８°の夾角および１．９５ミル（５０マイクロメートル）のキューブコーナー要素高さを有するキューブコーナー底部三角形を形成した。主溝間隔は、底部三角形の２つの５８°の底辺角度を形成する溝同士の間の溝間隔として定義される。
【００７４】
実施例１〜３の溶接部のディジタル画像は、１０Ｘ対物レンズ付きＮｉｋｏｎ  ＭＭ−１１Ｃ複合顕微鏡を使用して撮影され、図１０〜１２にそれぞれ示されている。
【００７５】
比較例Ａ〜Ｆおよび実施例１〜３の光学的劣化領域の幅（単位：マイクロメートル）は前述のように測定した。結果を以下の表４に記す。実施例１の光学的劣化領域の計算のための代表的なデータ集合を図１３に示す。
【００７６】
【表５】
2018072850.tif 000006
【００７７】
（実施例４〜７）
成形用工具４〜７は、微細構造化工具をポリカーボネート（厚さ０．０１２インチ（０．３０ｍｍ）のＢａｙｅｒ  Ｍａｔｅｒｉａｌ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ＡＧ，Ｇｅｒｍａｎｙによって製造されたＭａｋｒｏｌｏｎ（登録商標）２４０７）内に転写するため、熱プレスプロセス（１４２０ＰＳＩ（９．８ＭＰａ）、４２０°Ｆ（２１６℃）で１分間）を用いることによって、それぞれ、実施例４〜７の再帰反射性フィルムの調製において使用した。結果得られたキューブコーナー構造体は４ミル（１０２マイクロメートル）のピッチを有する３組の交差溝を備えた。交差溝は、５８°の夾角および１．９５ミル（５０マイクロメートル）のキューブコーナー要素高さを有するキューブコーナー底部三角形を形成した。主溝間隔は、底部三角形の２つの５８°底辺角度を形成する溝同士の間の溝間隔であると定義される。
【００７８】
成形用工具４〜７および実施例４〜７の溶接部のディジタル画像は１０Ｘ対物レンズ付きＮｉｋｏｎ  ＭＭ−１１Ｃ複合顕微鏡を使用して撮影され、図１４〜２１にそれぞれ示されている。
【００７９】
成形用工具４〜７および実施例４〜７の光学的劣化領域の幅（マイクロメートル単位）を前述したように測定した。結果を下の表５に記す。
【００８０】
【表６】
2018072850.tif 000007
【００８１】
成形用工具５および実施例５の光学的劣化領域の幅の計算のためのデータ集合は、それぞれ、図２２および２３に示されている。図２２および２３は、（前述したＰ−ＶＯＰＤ測定方法により定義されるような）光学的劣化領域の一般的な形状が成形用工具５と実施例５との間で変わりがなかったことを実証している。その代わりに、複製プロセスは追加的な歪みを再帰反射性キューブ要素へ導入した。この追加的な歪みが最初の溶接誘起歪みの影響を低減させた。無歪みキューブコーナー要素を特定するために等式１を用いることは、結果的に溶接部に直接隣接したキューブコーナー要素（成形用工具５において歪みキューブコーナー要素として特定された）が実施例５において無歪みキューブコーナー要素であると特定されることにつながる。これによって、実施例５の光学的劣化領域の幅（７４マイクロメートル）が成形用工具５（２０１マイクロメートル）の幅より小さくなる。光学的劣化領域の幅の変化は、なかんずく、工具溶接条件、複製プロセスの忠実度、および工具内の再帰反射性キューブコーナー要素のそれぞれに存在するＰＶ−ＯＰＤ歪み範囲に依存する。
【００８２】
本明細書中に引用される刊行物の完全な開示は、それぞれが個々に組み込まれたかのように、その全体が参照により組み込まれる。本発明の範囲および趣旨から逸脱することなく、本発明の様々な改変および変更が当業者には明らかとなるであろう。本発明は、本明細書に記載される例示的な実施形態および実施例によって不当に限定されるものではない点、また、こうした実施例および実施形態はあくまで例示を目的として示されるにすぎないのであって、本発明の範囲は本明細書において以下に記載する「特許請求の範囲」によってのみ限定されるものである点は理解すべきである。
【図１】
2018072850.tif 000008
【図２】
2018072850.tif 000009
【図３】
2018072850.tif 000010
【図４】
2018072850.tif 000011
【図５】
2018072850.tif 000012
【図６】
2018072850.tif 000013
【図７】
2018072850.tif 000014
【図８】
2018072850.tif 000015
【図９】
2018072850.tif 000016
【図１０】
2018072850.tif 000017
【図１１】
2018072850.tif 000018
【図１２】
2018072850.tif 000019
【図１３】
2018072850.tif 000020
【図１４】
2018072850.tif 000021
【図１５】
2018072850.tif 000022
【図１６】
2018072850.tif 000023
【図１７】
2018072850.tif 000024
【図１８】
2018072850.tif 000025
【図１９】
2018072850.tif 000026
【図２０】
2018072850.tif 000027
【図２１】
2018072850.tif 000028
【図２２】
2018072850.tif 000029
【図２３】
2018072850.tif 000030
【手続補正書】
【提出日】平成29年12月26日(2017.12.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
再帰反射性物品を作製するための工具であって、
（ａ）微細構造化再帰反射性要素の配列を含むパターン付き表面を含む基材と、
（ｂ）前記配列の少なくとも一部分を通る溶接継ぎ目と、を含み、
前記パターン付き表面上の前記溶接継ぎ目に隣接する光学的劣化領域が約４００μｍ以下の幅を有する、工具。
【外国語明細書】
2018072850000001.pdf