(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
微細構造化面を有する工具を進行させるステップと、
上流リップと下流リップとの間にスロットオリフィスを有するスロットダイ装置を使用して流動性樹脂を前記工具上に注型するステップであって、
前記流動性樹脂と接触する前記下流リップが、第１の表面部分と、前記第１の表面部分とは異なる傾きまたは曲率を有する第２の表面部分とを含み、前記第２の表面部分の傾きまたは曲率が、前記第１の表面部分に対して、独立して調整可能であり、
前記樹脂を固化させて、微細構造化面を有するシートを形成するステップと、
前記シートを前記工具から取り外すステップと、
を含む、微細構造化物品の製造方法。
【請求項２】
前記工具の表面が、複数の微細構造化キューブコーナー要素を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記下流リップが、近接する表面部分が出会う位置で形成される線である１つの近接線を有する少なくとも２つの表面部分を含み、前記表面部分が、前記近接線において異なる傾きを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記スロットダイ装置の前記下流リップが前縁および後縁を含み；前記工具に対して法線方向で、前記下流リップの前記前縁と前記工具との間に第１の間隙が存在し；前記工具に対して法線方向で、前記下流リップの前記後縁と前記工具との間に第２の間隙が存在し；前記第２の間隙が前記第１の間隙に対して独立に調整可能である、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記樹脂を前記リップ領域と接触させることで、進行する前記工具と前記リップの前記領域との間に前記スロット圧力の半分を超える平均圧力を生じさせる、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
上流リップと下流リップとの間にスロットオリフィスを有するスロットダイ装置であって、
流動性樹脂と接触する前記下流リップが、第１の表面部分と、前記第１の表面部分とは異なる傾きまたは曲率を有する第２の表面部分とを含み、前記第２の表面部分の傾きまたは曲率が、前記第１の表面部分に対して、独立して調整可能である、
スロットダイ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スロットダイ装置を使用して微細構造化面を有する工具上に流動性合成樹脂を注型することによって製造される再帰反射性シーティングおよびその他の物品の製造方法に関する。本発明はさらにスロットダイ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
再帰反射性材料は、当該材料上に入射した光を発光源に戻す能力を特徴とする。この性質のために、種々の交通および個人の安全用途のための再帰反射性シーティングが広く使用されている。再帰反射性シーティングは、種々の物品、たとえば、交通標識、バリケード、ナンバープレート、路面表示、およびマーキングテープ、ならびに乗り物および衣類の再帰反射性テープにおいて一般に使用されている。
【０００３】
２つの公知の種類の再帰反射性シーティングは、微小球系シーティングおよびキューブコーナーシーティングである。「ビーズ」シーティングと呼ばれることもある微小球系シーティングは、入射光を再帰反射するために、典型的にはバインダー層中に少なくとも部分的に埋め込まれ、関連する正反射または拡散反射材料（たとえば、顔料粒子、金属フレーク、または気相コーティングなど）を有する多数の微小球を使用する。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、実質的に平面の前面と、一部またはすべてがキューブコーナー要素として構成される３つの反射面を含む複数の幾何学構造を含む構造化後面とを有する薄い透明層を含む。
【０００４】
キューブコーナー再帰反射性シーティングは、最初に構造化面を有するマスター型を製造することによって一般に製造され、完成シーティングがキューブコーナー型角錐またはキューブコーナー型空隙のいずれか（またはその両方）を有するべきかに依存して、このような構造化面は、完成シーティング中の所望のキューブコーナー要素形状、またはそのネガ（裏返し）のコピーのいずれかに対応している。次にこの型が、従来のニッケル電鋳などのあらゆる好適な技術を使用して複製されて、エンボス加工、押出成形、または注型および硬化などの方法によってキューブコーナー再帰反射性シーティングを形成するためのツーリングが製造される。米国特許第５，１５６，８６３号明細書（プリコーン（Ｐｒｉｃｏｎｅ）ら）には、キューブコーナー再帰反射性シーティングの製造に使用されるツーリングを形成する方法の例示的な概要が提供されている。マスター型の公知の製造方法としては、ピン結束（ｐｉｎ−ｂｕｎｄｌｉｎｇ）技術、直接機械加工技術、および薄板を使用する技術が挙げられる。
【０００５】
たとえば、米国特許第３，６８４，３４８号明細書および同第３，８１１，９８３号明細書には、再帰反射性材料および複合材料の製造方法が記載されており、それによると、キューブコーナーの凹部と、それに適用された予備成形部材とを有する成形面上に流動性成形材料が載せられる。次に、この成形材料を硬化させて、部材に結合させる。成形材料は溶融樹脂であってよく、その固化は少なくとも部分的には冷却によって実現され、溶融樹脂に固有の性質によって部材と結合を形成することができる。あるいは、成形材料は、架橋性基を有する流動性樹脂であってよく、その固化は、少なくとも部分的は樹脂の架橋によって実現されうる。成形材料は、部分的に重合した樹脂配合物であってもよく、この場合、その固化は、少なくとも部分的には樹脂配合物の重合によって実現される。
【０００６】
ミネソタ州セントポール（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）の３Ｍカンパニー（３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ）（「３Ｍ」）より商品名「３Ｍスコッチライト・ブランド・リフレクティブ・シーティング３９９０  ＶＩＰ」（３Ｍ  Ｓｃｏｔｃｈｌｉｔｅ  Ｂｒａｎｄ  Ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ  Ｓｈｅｅｔｉｎｇ  ３９９０  ＶＩＰ）で市販される再帰反射性シーティングなどの再帰反射性シーティングの製造において、溶融ポリカーボネートをマイクロプリズム工具表面上に注型するために、ある設計を有するスロットダイが使用されている。再帰反射性シーティングの製造に使用される工具表面は、鋭い先端となる複数の凹部を含む。ダイの下を進行する工具のライン速度が増加すると、凹部の充填が不完全であることが、明確な微小欠陥によって明らかとなる。凹部の不完全な充填が多発するおよび／または実質的である場合には、再帰反射性能が低下しうる。
【０００７】
この問題の解決策は、流動性ポリマーを工具表面中に押し込むためにコーティングダイにおける圧力を増加させることであった。スロットオリフィスにおいて溶融ポリマーを最大５０００ｐｓｉ（ポンド／平方インチ）の範囲の高圧にするために、押出機が使用されている。しかし、この方法には制限が存在する。このような高圧を封じ込めるために必要な装置の重量および大きさでは扱いにくくなる。さらに、ポリマー圧力の増加によって、ダイの嵌め合わされる両半体の間で漏れが生じることが多くなり、それによって炭化および劣化したポリマーが工具上に落ちて工具が損傷するなどの製造上の問題が生じる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、産業界では、流動性合成樹脂の工具上への注型を使用する再帰反射性シーティングおよびその他の微細構造化物品の改善された製造方法、ならびにそのような製造方法に好適な新規スロットダイ装置における優位性を見いだしている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、複数の微細構造化キューブコーナー要素（たとえば空隙）を含む表面を有する工具を進行させるステップと、スロットダイ装置を使用して流動性樹脂を前記工具表面上に注型するステップと、前記樹脂を固化させてシートを形成するステップと、前記シートを前記工具から取り外すステップとを含む、微細構造化物品、および特に再帰反射性シーティングの製造方法を開示する。本発明において使用されるスロットダイ装置は、再帰反射性シーティングの製造に従来使用されてきたスロットダイ装置とは異なる。
【００１０】
一実施態様においては、本発明の方法は、ダイリップと、進行する工具によってリップの下を移動する流動性樹脂との相互作用によってダイ力を高めることが可能なスロットダイ装置を使用する。一態様においては、この樹脂は、あるスロット圧力を有するオリフィスにおいて提供され、この樹脂がリップのある領域と接触して、進行する工具と、リップのその領域との間で平均圧力が生じ、この平均圧力はスロット圧力の半分を超える。
【００１１】
別の実施態様においては、本発明のスロットダイ装置は、近接線において異なる傾きを有する少なくとも２つの表面部分を含む下流リップを含み、この近接線は、近接する表面部分が出会う位置で形成される線である。好ましくは、少なくとも１つの表面部分が、進行する工具表面と、集束する断面を形成する。表面部分は、平面および／または湾曲していてもよい。さらに曲面部分は、近接線において異なる曲率半径を有する場合がある。
【００１２】
別の実施態様においては、本発明のスロットダイ装置は長い下流リップを含み、このようなリップは０．５インチ（１．２７ｃｍ）を超える長さを有する。
【００１３】
別の実施態様においては、本発明のスロットダイ装置が、上流リップと下流リップとの間にスロットオリフィスを含み、両リップが前縁および後縁を有する。工具に対して法線方向で、下流リップの前縁と工具との間に第１の間隙が存在する。工具に対して法線方向で、下流リップの後縁と工具との間に第２の間隙が存在する。第２の間隙は、第１の間隙に対して独立して調整可能である。好ましくは、第２の間隙は、独立に定位置に調整可能である。
【００１４】
別の実施態様においては、当業者には理解できるように、微細構造化物品（たとえば再帰反射性シーティング）の製造方法が、このような実施態様のあらゆる組み合わせを含む。
【００１５】
本発明は、上流リップと下流リップとの間にスロットオリフィスを含み、下流リップが、近接線において異なる傾きを有する少なくとも２つの表面部分を含むスロットダイ装置をさらに開示する。これらの表面部分は、好ましくは、下流ダイリップの後縁など、１つの表面部分の少なくとも１つの縁が独立に調整可能となるようにヒンジをさらに含む。
【００１６】
一態様においては、本発明のスロットダイ装置は、１０００ポンド／平方インチ（ｐｓｉ）未満のスロット圧力で４００ポンド／線インチ（ｐｌｉ）を超えるダイ力を得ることができる。
【００１７】
添付の図面のいくつかの図において、類似する部分は類似の参照番号を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の方法および装置は、微細構造化の再帰反射性シーティングなどの微細構造化シーティング物品の製造に関する。
【００１９】
本明細書において使用される場合、「スロットダイ装置」とは、樹脂分配部分を含む空隙を含む装置を意味し、この配列は、かかる空隙が、１組のダイリップの間に設けられるスロットオリフィス中で終了する種々の仕様（たとえばコートハンガー、Ｔスロットなど）をとることができる。スロットオリフィスは典型的には長方形である。スロットダイ装置は、典型的には、当技術分野で公知のような調整ボルト、電熱器、熱電対などの種々の他の構成要素が取り付けられる。スロットオリフィスの寸法は変動させることができる。たとえば幅は０．０１０インチ〜０．１インチで変動させることができ、一方、長さは２インチ〜６０インチ（すなわちコーティングラインの幅）で変動させることができる。
【００２０】
本明細書において使用される場合、「シーティング」とは、ポリマー（たとえば合成）材料の薄い断片を意味する。シーティングはいかなる幅および長さであってもよく、このような寸法は、シーティングが製造される設備（たとえば工具の幅、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。再帰反射性シーティングの厚さは、典型的には約０．００４インチ（０．１０１６ｍｍ）〜約０．１０インチ（２．５４ｍｍ）の範囲である。好ましくは、再帰反射性シーティングの厚さは約０．０１２インチ（０．３０４８ｍｍ）未満であり、より好ましくは約０．０１０インチ（０．２５４ｍｍ）未満である。再帰反射性シーティングの場合においては、その幅は、典型的には少なくとも３０インチ（１２２ｃｍ）であり、好ましくは少なくとも４８インチ（７６ｃｍ）である。このシーティングは、典型的には最大約５０ヤード（４５．５ｍ）〜１００ヤード（９１ｍ）の長さで連続であり、それによってシーティングは、取り扱いに好都合なロール状物で提供される。しかし、別の場合では、シーティングは、良好なロール状物としてよりも個別のシートとして製造することができる。そのような実施態様においては、それらのシートは、好ましくは完成物品の寸法に対応する。たとえば、再帰反射性シーティングは、標準的な米国の標識（たとえば３０インチ×３０インチ（７６ｃｍ×７６ｃｍ）の寸法を有することができ、したがってそのシーティングの製造に使用される微細構造化工具がそれとほぼ同じ寸法を有することができる。
【００２１】
本明細書において使用される場合、「微細構造化」とは、０．２５インチ（６．３５ｍｍ）未満、好ましくは０．１２５インチ（３，１７５ｍｍ）未満、より好ましくは０．０４インチ（１ｍｍ）未満の横寸法（たとえばキューブコーナー構造の溝の頂点間距離）を有する構造を含むシーティングの少なくとも１つの主面を意味する。特に、キューブコーナー要素の横寸法は、好ましくは０．０２０インチ（０．５０８ｍｍ）未満、より好ましくは０．００７インチ（０．１７７８ｍｍ）未満である。微細構造は、約０．００１インチ（０．０２５４ｍｍ）〜０．０１０インチ（０．２５４ｍｍ）の範囲の平均高さを有し、０．００４インチ（０．１０１６ｍｍ）未満の高さが最も典型的である。さらに、キューブコーナー微細構造の最小横寸法は典型的には少なくとも０．０００５インチ（０．０１２７ｍｍ）である。キューブコーナー微細構造は、キューブコーナーピーク、または、好ましくはキューブコーナー空隙のいずれかを含むことができる。
【００２２】
本明細書において使用される場合、「注型」とは、成形可能な樹脂を微細構造化型表面と接触させることによって、成形可能な樹脂を微細構造化面を有するシートに成形することを意味する。成形可能な樹脂は、好ましくは、微細構造化面を有する成形工具上に押出、圧送、または注入が行えるように十分に流動性である。この樹脂の粘度は、様々な値をとり得る。重合性樹脂は低から中粘度の液体であることが多く、一方、熱可塑性樹脂は注型温度において比較的粘稠となる場合がある。
【００２３】
キューブコーナー微細構造を含む再帰反射性シーティングの製造を特に参照しながら本発明の方法を説明するが、本発明の方法は、フックループファスナー、直線状の溝、およびフレネル（Ｆｒｅｓｎｅｌ）レンズなどの他の微細構造化物品とともに使用することもできる。
【００２４】
本明細書に記載される本発明（たとえば本明細書に記載されるスロットダイ装置の使用）を使用しない硬化性流動性合成樹脂の注型による再帰反射性シーティングの製造方法は一般に、たとえば米国特許第３，８１１，９８３号明細書（ローランド（Ｒｏｗｌａｎｄ））、同第３，６８９，３４６号明細書（ローランド（Ｒｏｗｌａｎｄ））、および米国特許第５，９６１，８４６号明細書（ベンソン・ジュニア（Ｂｅｎｓｏｎ  Ｊｒ．））によって公知となっている。
【００２５】
図１ａ〜１ｃを参照すると、代表的な製造装置および方法１０は、微細構造化面１１を有する工具１２を、たとえば駆動ロール１４ａおよび／または１４ｂによって進行させるステップと；後述する特性を有するスロットダイ装置１００を使用して流動性合成樹脂を工具の微細構造化面上に注型するステップと；工具と接触させながら樹脂を十分に硬化（すなわち固化）させて、シート１６を形成するステップと；シートを工具から取り外すステップとを含む。連続製造の場合では、シーティングの前縁は、たとえばストリッパーロール１８を使用して工具表面から取り外される。
【００２６】
スロットダイ装置および進行する工具が垂直配置で示されているが、水平またはその他の配置（すなわち水平と垂直の間の角度）を使用することもできる。特定の配置とは無関係に、スロットダイ装置は、スロットダイ装置のオリフィスにおいて、好ましくは工具に対して法線方向に、流動性樹脂を微細構造化工具に供給する。さらに、この製造工程は、複数のスロットダイ装置の配置を含むことができる。たとえば、第１のスロットダイ装置が、キューブ空隙を部分的に充填するために設けられ、続いて第２のスロットダイが、空隙の残りを充填するために設けられてもよい。
【００２７】
ダイは、ねじジャッキまたは水圧シリンダーなどの好適な手段によって、進行する工具表面に向かって移動することができる実質的に機械的な枠組み中に取り付けられる。あるいは、ダイが静止して、進行する工具表面がダイに向かって移動してもよい。ダイが工具から約０．０２０インチにある場合、流動性合成樹脂（たとえば溶融熱可塑性ポリマー材料）が工具と接触して、樹脂の連続層を微細構造化工具表面上に形成する。この樹脂は、場合によっては真空、圧力、温度、超音波振動、または機械的手段を使用することで、成形面の空隙内に流動するような粘度を有する。これは、好ましくは、空隙を実質的に充填するのに十分な量で使用される。好ましい実施態様においては、シーティングの最終ランド厚さ（すなわち、複製された微細構造から得られた部分を排除した厚さ、図１ｃ中の１３ｂ）が０．００１〜０．１００インチの間、好ましくは０．００３〜０．０１０インチの間となる速度で、流動性樹脂が供給される。図１ｃを参照すると、工具表面と対向する樹脂（たとえば固化している）の表面１３ａは、ほぼ平滑および平面である。しかし、別の場合では、キューブ空隙のみが充填されて、シーティングがランド層を実質的に有しないように樹脂を供給することができる。この実施態様においては、キューブコーナー要素は、典型的には、工具表面から除去する前にフィルム層に接合される。
【００２８】
溶融熱可塑性樹脂の押出成形の場合、典型的には樹脂は最初に固体ペレットの形態で供給され、樹脂を溶融押出機２０中に連続的に供給するホッパー２１に投入される。典型的には、たとえば循環する熱油を使用して、または電気誘導によって加熱される駆動ロールの上を通過することによって工具に熱が供給され、それによってポリマー軟化点よりも高温に工具表面温度が維持される。工具から除去できるように樹脂を十分に硬化させるために、押出後に、押し出された樹脂または工具上への水の噴霧、工具の非構造化面と冷却ロールの接触、または高圧送風機によって供給される直接衝突空気ジェットなどの好適な冷却手段が設けられる。
【００２９】
重合性樹脂の場合、スロットダイ装置１００に供給を行うディスペンサー中に樹脂を注入または圧送することができる。ポリマー樹脂が反応性樹脂である実施態様の場合、シーティングの製造方法は、１つ以上のステップで樹脂を硬化させることをさらに含む。たとえば、工具から除去する前に樹脂を十分硬化させるために、重合性樹脂の性質に依存して化学線、紫外光、可視光などの好適な放射エネルギー源に曝露することで樹脂を硬化させることができる。冷却と硬化との組み合わせを使用することもできる。
【００３０】
図２〜３を参照すると、スロットダイ装置１００は、第１のダイ部分１１０および第２のダイ部分１１５の２つの部分を含む。第１および第２のダイ部分が、ダイ分割線１８０において互いに接合して、長方形のスロットオリフィス１８１を有するスロット空隙（図示せず）を形成する。スロットオリフィス１８１と隣接し、ロール１４ａの回転方向３１０に対してその下流に、第１のダイリップ１２０が存在し、本明細書ではこれは下流リップとも呼ぶ。スロットオリフィス１８１と隣接し、ロール１４ａの回転方向３１０に対してその上流に、第２のダイリップ１７０が存在し、本明細書ではこれは上流リップとも呼ぶ。これらのリップは、連続的に前進する微細構造化面を有する工具１２と近接している。駆動ロール１４ａは、ロールの作用面上でロール全面の偏差を０．００１インチ未満に維持しながら、高いダイ負荷力に耐えるように構成されている。
【００３１】
本発明のスロットダイ装置は、溶融ポリカーボネートの押出成形によって再帰反射性シーティングを製造するための、３Ｍによる従来工業的に使用されてきたスロットダイ装置とは異なる。
【００３２】
一態様においては、本発明のスロットダイ装置は、ダイリップとリップの下を移動する流動性樹脂との相互作用によってより大きなダイ力および／またはより高い平均圧力を発生させることが可能なスロットダイ装置が提供されるという点において、従来使用されてきたスロットダイ装置とは異なる。
【００３３】
以下の実施例において示されるように、従来使用されてきたスロットダイ装置では、約８５０ポンド／平方インチ（ｐｓｉ）〜約１１００ｐｓｉの範囲のスロット圧力の場合に、約３００ポンド／直線インチ（ｐｌｉ）〜約３８０ｐｌｉの範囲のダイ力が得られた。本明細書に記載されるスロットダイ装置は、１０００ｐｓｉ未満のスロット圧力で４００ｐｌｉを超えるダイ力を好都合に得ることができる。約６００ｐｓｉ〜約９００ｐｓｉの範囲のスロット圧力では、本発明で使用されるスロットダイ装置のダイ力が６００ｐｌｉを超えることが示されている。したがって、従来のスロットダイ装置の嵌め合わされる両半体の間では漏れが生じる高いスロット圧力を使用しなくても、より高いダイ力を得ることができる。
【００３４】
スロット圧力は、フリーフローゲート圧力を注型ゲート圧力から差し引くことによって計算される。このゲート圧力は、押出機の末端上のゲートにおいて圧力変換器によって測定される。注型ゲート圧力は、通常の複製条件下で、ダイによって溶融樹脂が微細構造化工具表面上に中継される場合に測定されるゲート圧力である。フリーフロー圧力は、押出機ゲートからスロットダイオリフィスへの押出システムを介する圧力低下である。このフリーフロー圧力は、工具表面の数インチ上にダイを配置し、溶融樹脂を容器中に回収し、注型ゲート圧力条件と同じ押出機設定値（たとえば、１分当たりの回転数、樹脂の体積流量）を使用してゲート圧力を記録することによって求められる。ダイ力は、溶融樹脂がダイリップと相互作用することによって生じる全負荷をロードセルが検出し表示するように主支持体にロードセルをボルトで固定することによって測定される。ダイ力は典型的には、ポンドなどの単位力で測定される。さらに、ダイ力は、異なる幅のダイを比較するために、リップの幅で割ることができる（たとえばｐｌｉ）。本明細書において使用される場合、「平均圧力」とは、微細構造化物品（たとえば再帰反射性シーティング）の製造中、すなわち工具が進行してダイが工具と近接する間に、樹脂と接触するダイリップの面積で割ったダイ力を意味する。樹脂と接触するリップの面積は、下流リップ全体の面積、ならびに典型的には上流リップの最大５０％を含む。微細構造化物品の製造中に樹脂と接触する上流リップの部分は、操作直後に上流リップを検査することによって評価することができる。典型的には、樹脂と接触する上流リップの外周部分は、焼け（ｂｕｒｎ  ｍａｒｋ）によって縁取りされる。
【００３５】
理論に束縛されるわけではないが、樹脂が固化する前に、工具空隙中に先に存在した気体のポリマー樹脂中への拡散および溶解は、ダイ力が高いほど促進されると推測される。圧力が再分散されることによって、スロットダイオリフィスに与えられる圧力を実質的に低下させることができ、微細構造（たとえばキューブコーナー空隙）の充填がより十分に実施される。下流リップの下で発生するダイ力は、典型的には約２５０〜１５００ｐｌｉの範囲である。たとえば、ダイリップ長さの延長（たとえば１．５インチ、２インチ、３インチ）および／または後述するような好適なリップ形状の形成によって、さらに高いダイ力の圧力を実現することも可能である。
【００３６】
ダイ力が増加し平均圧力が増加すると、製造速度が速くなりやすい。後述の実施例に示されるように、１０ｆｐｍ（フィート／分）のライン速度の場合、約３８０ｐｌｉ未満のダイ力で良好な複製忠実度が得られた。しかし、１４ｆｐｍ、１８ｆｐｍ、およびそれを超える場合、複製忠実度が低かった。本明細書において使用される場合、「良好な複製忠実度」とは、１％以下の面積で非充填封入物（ｕｎｆｉｌｌｅｄ  ｉｎｃｌｕｓｉｏｎｓ）を含む固化シーティングを意味し、一方「低い複製忠実度」においては、非充填封入物の面積が１％を超え、典型的には２％を超え、より典型的には約３％以上となる。キューブコーナーシーティングにおいては、キューブコーナーを通って光が伝達する６つの独立した経路のために、構造の先端で６つの小さな気泡として再帰反射中に非充填部分が見られることが多い。非充填封入物の％値は、以下の実施例に示されるように拡大（たとえば１０倍）することによって求めることができる。本発明の方法は、４００ｐｌｉを超えるダイ力を得ることが可能なスロットダイ装置を使用するので、１４ｆｐｍを大きく超えるライン速度が得られた。たとえば、約６００ｐｌｉ〜６５０ｐｌｉの範囲のダイ力を使用すると、１４ｆｐｍ〜２０ｆｐｍの範囲のライン速度で良好な複製忠実度が得られた。
【００３７】
本出願人らは、下流リップの断面が平面形状であることが少なくとも一部の理由となって、従来使用されてきたスロットダイ装置のダイ力および平均圧力は、連続溶融押出機またはメルトポンプによって発生するスロット圧力に制限されると推測している。本発明の微細構造化物品の製造方法は、好ましくは、下流リップが少なくとも２つの異なる表面部分を含む新規スロットダイ装置を使用する。さらに、異なる表面部分は、好ましくは、樹脂と接触するリップ表面の長さ（図３に示されている）および幅全体にわたって連続的な表面が形成されるように接合される。この下流リップは、図３に示されるような第１の平面部分１２１および第２の平面部分１２６などの２つ以上の異なる平面部分を含むことができる。あるいは、下流リップは、２つ以上の曲面部分、または少なくとも１つの平面部分と少なくとも１つの曲面部分との組み合わせを含むことができる。２つ以上の曲面部分が使用される場合、その曲率半径は異なっていてもよい。本明細書において使用される場合、「異なる表面部分」とは、基準面２００に対して近接線１２５における一次または二次導関数のいずれかに不連続点を含む隣接する表面部分を意味し、図３に示されるように、この基準面はスロットダイ装置の下にあり、ダイ分割線１８０の外挿に対して垂直である。ダイ分割線が傾斜している実施態様においては、基準面は、上死点（すなわちロールの中心を通過する接線に対して垂直な線と接線との交点）においてロール１４ａと接する位置にある。たとえば、傾きが異なると、近接線における異なる一次導関数を有することになる。同様に、隣接する平面および／または曲面部分が、一定の一次導関数、すなわち傾きを近接線において有するが、二次導関数では不連続となる場合がある。表面部分は、基準面に対して画定されると好都合となる場合があり、この基準面２００は、図３に示されるようにダイ分割線１８０に対して垂直であり、スロットダイ装置より下にある。
【００３８】
表面部分は、表面部分の後縁が工具表面に接近するように、すなわちリップ表面からダイ分割線まで反時計回りに測定して０°を超え９０°未満の範囲の角度（すなわち負の傾き）となるように傾斜していてもよい。あるいは、表面部分は、後縁が工具表面からさらに離れるように、すなわちリップ表面からダイ分割線まで反時計回りに測定して９０°を超え１８０°未満（すなわち正の傾き）となるように傾斜していてもよい。下流リップは、基準面に対して平行である１つ以上の表面部分を含むこともできるが、下流リップは好ましくは、傾斜している、または進行する工具と同じ曲率半径で湾曲している少なくとも１つの表面部分（たとえば後縁を含む表面部分）を含む。
【００３９】
２つの平面部分の場合、下流リップの上流表面部分が、図３に示されるようにリップ表面からダイ分割線１８０の外挿まで反時計回りに測定して約８８°〜約９２°の範囲の角度を有することが好ましい。さらに、下流リップの下流表面部分は好ましくは、図３に示されるようにリップ表面からダイ分割線１８０の外挿まで反時計回りに測定して約８５°〜約９５°の範囲の角度を有する。
【００４０】
図３を参照すると、代表的なダイは、２つの表面部分を有する全長約１．０インチ（たとえば０．８８インチ）の下流リップを含む。第１の表面部分は、前縁１３０から第１の表面部分の後縁１２５（すなわち、２つの表面部分の場合の第２の表面部分の前縁および近接線）まで延在し、長さ１２１ａが０．４１インチであり、図３に示されるようにリップ表面からダイ分割線１８０の外挿まで反時計回りに測定した角度１２８が８９．２°から垂直である。第２の表面部分は、第１の表面部分の後縁１２５から延在し、長さ１２６ａが０．４７インチであり、図３に示されるようにリップ表面からダイ分割線１８０の外挿まで反時計回りに測定した角度１２２が８６．８°から垂直である。さらに、下流リップは、リップ表面部分と進行する工具との間に生じる高圧による曲げまたは偏差に耐えるのに十分な構造強度を有する。
【００４１】
本発明の新規スロットダイ装置は、下流リップが前述したばかりの２つの異なる表面部分を含むリップインサートで置き換えられることを除けば、米国特許第５，０６７，４３２号明細書（リッペルト（Ｌｉｐｐｅｒｔ））に記載のものと同じ全体設計を有することができる。本発明の新規スロットダイ装置の下流リップは、ダイと一体に製造することもでき、したがって２つの異なる表面部分を含むように市販のダイを変形することによって製造することができる。このような変形に適した好適なダイとしては、ウィスコンシン州チペワフォールズのエクストルージョン・ダイス・インコーポレイテッド（Ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ  Ｄｉｅｓ，Ｉｎｃ．，Ｃｈｉｐｐｅｗａ  Ｆａｌｌｓ，ＷＩ）より商品名「ウルトラコート」（Ｕｌｔｒａｃｏａｔ）および「ウルトラフレックス」（Ｕｌｔｒａｆｌｅｘ）で市販されるスロットダイ装置が挙げられる。
【００４２】
進行する工具に対する表面部分の形状に依存して、平行、集束、または発散する断面が形成される。集束する断面の場合、表面部分は、工具表面に向かって傾斜または湾曲し、および／または表面部分と工具表面との間の間隙が回転方向３１０に関して減少する。発散する断面の場合、表面部分は、工具表面から離れて傾斜または湾曲する。表面部分が工具表面と同じ角度または曲率を有する場合、平行な表面の断面が得られる。集束および発散する断面は、１つの平面部分が湾曲した工具表面とともに使用される場合に、１つの表面部分の下で存在することができる。好適な集束および／または発散リップ形状の組み合わせを選択することによって、下流リップの長さに沿って繰り返して、圧力が、それぞれの集束する表面部分において増加する、および／またはそれぞれの発散する表面部分において減少すると推測される。
【００４３】
本発明のスロットダイ装置は、低粘度ポリマー材料を使用する場合に、２つ以上の発散する下流リップ表面部分を含み、少なくとも１つの集束する表面部分は存在しなくてもよいが、下流リップが少なくとも１つの集束する表面部分、好ましくは２つ以上の集束する表面部分を含むことが好ましい。さらに、少なくとも１つの集束する表面部分は、典型的には後縁１４０を有する表面部分である。前述したように、下流リップは、集束する表面部分とともに、発散する表面部分および平行の表面部分を含むことができる。
【００４４】
別の態様においては、本発明の方法は、長い下流リップ１２０を含むスロットダイ装置を使用するという点において異なる。製造中、この長いリップ１２０によって、微細構造化工具表面と下流ダイリップとの間での合成樹脂の滞留時間が増加する。下流リップの長さ、すなわち前縁１３０と後縁１４０との間の距離は、典型的には少なくとも約０．５インチ、好ましくは少なくとも０．８インチ、より好ましくは少なくとも１．０インチである。典型的には、下流リップは上流リップよりもはるかに長い。たとえば、下流リップの長さは約１インチ（２．５４ｃｍ）であってよく、これと組み合わせて上流リップの長さは０．５０インチ（１．２７ｃｍ）であってよい。
【００４５】
下流リップの表面部分は固定することができる。しかし、別の態様においては、前述の下流リップの特徴（すなわち少なくとも２つの異なる表面部分および／または長い下流リップ）とは異なり、またはこれに加えて、スロットダイ装置の少なくとも１つの表面部分は独立に調整可能である。好ましくは、少なくとも、下流リップ１２０の後縁１４０を含む表面部分１２６は、微細構造化工具表面とほぼ垂直方向に独立に調整可能である。このためには、下流リップ１２０の前縁１３０と工具表面１１との間に存在する第１の間隙１３１は、下流リップ１２０の後縁１４０と工具表面１１との間に存在する第２の間隙１４１と異なっていてもよい。
【００４６】
図３を参照すると、下流リップ１２０は好ましくは、ヒンジ１２９の位置で接合された２つの異なる表面部分１２１および１２６を含む。このヒンジは、これらの表面部分が出会う領域付近の位置において下流リップの高さが減少することによって形成されることができる。図３に示されるようにウェッジ１８６によって力を加えて表面部分１２６を調整する。図２に示される機械的アクチュエーター３５０などの当技術分野で公知の熱的、電気的、または機械的アクチュエーターなどのあらゆる好適な手段によってウェッジに力を加えることができる。好ましくは、各表面部分を独立に調整可能にする力を加えるための独立した手段を各表面部分が含む。
【００４７】
微細構造化シーティング（たとえば再帰反射性シーティング）が製造される間、下流リップ１２０の前縁（たとえば第１の表面部分）と工具表面との間の間隙１３１は典型的には最終シーティング厚さの約２倍未満である。したがって、０．００２５インチ〜０．０１５インチの公称厚さを有するシーティングを製造する場合、この間隙は約０．００４インチ〜０．０３０インチの範囲となる。しかし、下流リップ１２０の後縁１４０（たとえば第２の表面部分）の間の第２の間隙１４１は、第１の間隙よりも大きくまたは小さくなるように独立に調整して変動させることができる。好ましくは、第２の間隙は第１の間隙よりも小さい。
【００４８】
表面部分は製造中（すなわち進行する工具の上に流動性樹脂を注型する間）に調整することができるが、下流の長いリップの表面部分は、一度調整されると定位置に束縛される。表面部分は自己調整性ではなく、これはリップが比較的不撓性であることを意味し、そのため、たとえば機械的アクチュエーター（たとえば図２の３５０）によって表面部分を調整するために加えられる力によってのみ、リップと工具との間の距離が実質的に変化する（すなわち０．００１インチ以上）。表面部分は、典型的には手動で調整される。しかし表面部分は、当技術分野で公知の自動手段によって調整することができる。たとえば、米国特許第４，５９４，０６３号明細書には、少なくとも１つの排出間隙を画定する調整可能なリップと、反対側の間隙と隣接するリップと、排出間隙を画定するダイリップ上で作用する少なくとも１つの調整要素と、押し出されたプラスチック製品の厚さを制御および調整する装置とを備える熱可塑性材料用ダイが記載されている。この調整要素は、制御および調整する要素と連係しており、それによって少なくとも部分的に操作される。ピエゾ変換器または磁気歪み変換器などの場変換器を調整要素として使用することができる。
【００４９】
上流リップは、下流リップに関して本明細書で説明したあらゆる特徴をさらに含むことができる。さらに、本発明のスロットダイ装置は、スロットダイ装置の技術分野で一般的に知られているように他の構成要素および機能をさらに含むことができる。
【００５０】
本発明に使用される工具は典型的には、構造化面を有するマスター型を最初に製造することによって得られる。マスター型の製造方法は公知である。再帰反射性シーティングの製造に使用されるマスター型は、典型的には、当技術分野において公知となっているピン結束（ｐｉｎ−ｂｕｎｄｌｉｎｇ）技術、直接機械加工技術、および薄板を使用する技術によって製造される。次に、このマスター型は、従来のニッケル電鋳などのあらゆる好適な技術を使用して複製され、キューブコーナー再帰反射性シーティングの形成に望ましい寸法の工具が製造される。米国特許第４，４７８，７６９号明細書および同第５，１５６，８６３号明細書（プリコーン（Ｐｒｉｃｏｎｅ））、ならびに米国特許第６，１５９，４０７号明細書（クリンク（Ｋｒｉｎｋｅ））に記載されているような電鋳技術が知られている。たとえば、米国特許第６，３２２，６５２号明細書（ポールソン（Ｐａｕｌｓｏｎ））に記載されるような溶接によって、複数の複製物が互いに接合されることが多い。
【００５１】
本発明の方法および装置は、あらゆる微細構造設計、たとえばキューブコーナー要素設計を使用する用途に好適である。再帰反射性シーティングの場合、工具は、複数の微細構造を有する、たとえば好ましくは空隙であるキューブコーナー要素を有する成形面を有する。空隙の上面における開口部は、結果として得られるキューブコーナー要素の基部に対応している。
【００５２】
直接機械加工技術においては、一連の溝が、平面の基材（たとえば金属板）の表面に形成されて、切り取られたキューブコーナー要素を含むマスター型が形成される（米国特許第３，７１２，７０７号明細書（スタム（Ｓｔａｍｍ））および米国特許第４，５８８，２５８号明細書（フープマン（Ｈｏｏｐｍａｎ））を参照されたい）。切り取られたキューコーナー（ｃｕｅ  ｃｏｒｎｅｒ）配列の隣接するキューブコーナー要素の基端部は、典型的には同一平面上にある。「フルキューブ」または「好ましい形状（ＰＧ）のキューブコーナー要素」と記載される他のキューブコーナー要素構造は、典型的には同一平面上の基端部を有さない。このような構造は典型的には、切り取られたキューブコーナー要素と比較して、戻る光の総量はより多い。平面図におけるフルキューブおよびＰＧキューブコーナー要素は、限定するものではないが台形、長方形、四辺形、五角形、または六角形などの非三角形である。好ましい光学設計の１つが、本出願と同日に出願された発明の名称「キューブコーナー要素を含む薄板および再帰反射性シーティング」（Ｌａｍｉｎａ  Ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ  Ｃｕｂｅ  Ｃｏｒｎｅｒ  Ｅｌｅｍｅｎｔｓ  ａｎｄ  Ｒｅｔｒｏｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ  Ｓｈｅｅｔｉｎｇ）の米国仮出願第６０／４５２，４６４号明細書に記載されており、マスター型の好ましい製造技術の１つが、これも本出願と同日に出願された発明の名称「微細構造化薄板の製造方法および装置」（Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｏｆ  Ｍａｋｉｎｇ  Ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ  Ｌａｍｉｎａ  ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ）米国特許出願第１０／３８３０３９号明細書に記載されている。
【００５３】
微細構造化工具は、ポリマー材料、金属材料、複合材料、またはセラミック材料から製造することができる。流動性合成樹脂が、微細構造の複製に使用され、工具と接触している間に硬化（すなわち固化）させることができる。工具を通して放射線を適用することによって樹脂の固化が実施される実施態様では、工具は、樹脂を通して放射線照射できるのに十分透明となるべきである。このような実施態様の工具を製造することができる材料の代表例としては、ポリオレフィンおよびポリカーボネートが挙げられる。所与のキューブコーナー要素構成の再帰反射性能を最大化するために所望の形状に成型して優れた光学面を得ることができるように、特に溶融熱可塑性樹脂の押出の場合には、典型的には金属工具が好ましい。熱可塑性樹脂は、典型的には冷却によって固化される。複合物品の製造中に空隙が変形してシーティングの再帰反射の明るさが減少することなく、硬化後にキューブコーナー要素の配列をそれより分離できるように、工具は好適な材料（たとえばニッケル）で構成される。使用される工具および樹脂組成物の性質に依存するが、硬化した配列は工具から容易に分離できる場合もあるし、あるいは、所望の分離特性を実現するために分離層が必要となる場合もある。分離層材料の代表例としては、誘導表面酸化層、中間の薄い金属コーティング、化学的銀めっき、および異なる材料またはコーティングの組み合わせが挙げられる。希望するなら、好適な物質を樹脂組成物中に混入することで、所望の分離特性を得ることができる。
【００５４】
本発明の再帰反射性シーティングに好適な樹脂組成物は、好ましくは、寸法安定性、耐久性、耐候性であり、所望の構成に容易に成形可能な透明材料である。好適な材料の例としては、ローム・アンド・ハース・カンパニー（Ｒｏｈｍ  ａｎｄ  Ｈａａｓ  Ｃｏｍｐａｎｙ）製造のプレキシグラス（Ｐｌｅｘｉｇｌａｓ）ブランドの樹脂などの約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．デュポン・ドゥ・ヌムール・アンド・カンパニー・インコーポレイテッド（Ｅ．Ｉ．Ｄｕｐｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ａｎｄ  Ｃｏ．，Ｉｎｃ．）よりサーリン（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。ポリカーボネートが、靭性、および広範囲の照射角にわたる改善された再帰反射性能に一般に寄与する比較的高い屈折率のため、特に好適である。１７ｇ／１０分〜２４ｇ／１０分（ＡＳＴＭ  Ｄ１２３８またはＩＳＯ  １１３３−１９９１；条件３００／１．２）の範囲のメルトフローレートを有する射出成形グレードのポリカーボネートが典型的には好ましい。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。再帰反射性シーティングの製造においては透明な合成樹脂が使用されるが、他の微細構造化物品の場合には、合成樹脂は不透明または半透明であってもよい。
【００５５】
溶融ポリマー樹脂の場合、この樹脂は、典型的には十分に冷却することによって固化する。たとえば、ポリカーボネートは、約２４０°Ｆ以下の温度に到達するまで十分に冷却される。冷却は、押し出された樹脂または工具上への水の噴霧、工具の非構造化面と冷却ロールの接触、または高圧送風機によって供給される直接衝突空気ジェットの本発明の手段などのあらゆる手段によって実現することができる。
【００５６】
キューブコーナー要素の配列を形成するのに好適な材料の他の代表例は、化学線、たとえば、電子ビーム、紫外光、または可視光に曝露することによりフリーラジカル重合機構によって架橋可能な反応性樹脂系である。さらに、これらの材料は、過酸化ベンゾイルなどの熱開始剤を添加して熱的手段によって重合させることもできる。放射線で開始するカチオン重合性樹脂を使用することもできる。キューブコーナー要素の配列の形成に好適な反応性樹脂は、光開始剤と、アクリレート基を有する少なくとも１種類の化合物との混合物であってもよい。好ましくはこの樹脂混合物は、放射線照射によって架橋ポリマー網目構造を形成する一官能性、二官能性、または多官能性の化合物を含有する。
【００５７】
本発明で使用することができるフリーラジカル機構によって重合可能な樹脂の代表例としては、エポキシ、ポリエステル、ポリエーテル、およびウレタンから誘導されるアクリル系樹脂、エチレン系不飽和化合物、少なくとも１つのペンダントアクリレート基を有するイソシアネート誘導体、アクリル化エポキシ以外のエポキシ樹脂、ならびにそれらの混合物および組み合わせが挙げられる。本明細書ではアクリレートという用語は、アクリレートおよびメタクリレートの両方を含むとして使用される。米国特許第４，５７６，８５０号明細書（マルテンス（Ｍａｒｔｅｎｓ））には、本発明のキューブコーナー要素配列中に使用することができる架橋樹脂の例が開示されている。
【００５８】
シーティングの製造は、シーティングの固化の前または後に、場合により他の製造ステップを含むことができる。たとえば、再帰反射性シーティングは、国際公開第９５／１１４６４号パンフレットおよび米国特許第３，６８４，３４８号明細書に教示されるように予備成形されたフィルムに対してキューブコーナー要素を注型することにより層状製品として製造することができるし、あるいは、予備成形されたフィルムを予備成形されたキューブコーナー要素に積層することにより層状製品として製造することもできる。このためには、個々のキューブコーナー要素が、予備成形されたフィルムによって相互に連結される。さらに、これらの要素およびフィルムは、典型的には異なる材料で構成される。
【００５９】
これとは別に、またはこれに加えて、金属コーティングなどの正反射コーティングを、キューブコーナー要素の裏側上に配置することができる。金属コーティングは、アルミニウム、銀、またはニッケルなどの金属の蒸着または化学析出などの公知の技術によって適用することができる。金属コーティングの接着性を向上させるために、キューブコーナー要素の裏側にプライマー層を適用してもよい。
【００６０】
金属コーティングに加えて、またはその代わりに、キューブコーナー要素の裏側にシールフィルムを適用することができ、たとえば、米国特許第４，０２５，１５９号明細書および同第５，１１７，３０４号明細書を参照することができる。このシールフィルムは、キューブ裏側における空気界面を維持することでその界面における全反射を可能にし、さらに汚れおよび／または湿気などの汚染物質の侵入を防止する。
【００６１】
本明細書に記載される特許、特許出願、および刊行物は、それぞれが組み込まれるように（その全体を）本明細書に援用する。以上の説明は例示を意図するものであって、限定を意図するものではないことを理解されたい。本発明の範囲から逸脱しない本発明の種々の修正および変形が、以上の説明から当業者には明らかになるであろうし、本明細書に記載される例示的実施態様に本発明が不当に限定されるべきではないことを理解されたい。
【実施例】
【００６２】
比較例１〜４
市販のシーティングの製造に使用されている比較用ダイを使用して再帰反射性シーティングを作製した。
【００６３】
実施にあたって、上死点においてロールと接する基準面に対して上死点の０．０５０インチ上流に水平に分割線スロットオリフィスが配置されるように、ダイ支持ビームと、加熱ローラーから任意の距離で配置できるように垂直面にダイを移動させるためのねじジャッキ組立体とを有する剛性の枠組みにダイを取り付けた。ねじジャッキ組立体に、ボルトを使用して支持ビームの両側のダイビームに取り付けられた駆動モーターを備え付けた。ねじジャッキの移動端は、ロードセル中にねじ込み、このロードセルは、溶融樹脂とダイリップとの相互作用によって発生する全負荷がロードセルに伝達され感知されるように主支持構造にボルト締めした。ロードセルは、これらのダイ力をデジタル表示する好適な電子機器に接続した。ダイは一軸スクリュー押出機に取り付けた。
【００６４】
１７ｇ／１０分〜２４ｇ／１０分（ＡＳＴＭ  Ｄ１２３８またはＩＳＯ  １１３３−１９９１；条件３００／１．２）の範囲のメルトフローレートを有する射出成形グレードのポリカーボネートを、２５０°Ｆの乾燥ホッパー中で４時間乾燥させた。この乾燥させたポリカーボネートペレットを押出機入口にフラッドフィードした。この押出機バレルのゾーン温度は、ゾーン１を４７５°Ｆ、ゾーン２を５３５°Ｆ、ゾーン３を５５０°Ｆ、ゾーン４を５６５°Ｆ、およびゾーン５を５７０°Ｆに設定した。押出機末端のゲート出口ゾーン温度は５７５°Ｆに設定した。ポリマーの溶融温度および圧力は、それぞれ溶融熱電対および圧力プローブを使用して押出機ゲートにおいて測定し、表１に示した。内径（Ｉ．Ｄ．）１．２５インチのアダプターで、押出機ゲートとダイとを接続した。このアダプター上の温度は５６０°Ｆに設定した。ダイボディーは、１６の温度ゾーンに分割され、各温度ゾーンはほぼ同じ面積を有した。下流リップは連続するゾーン１〜８を含み、一方上流リップは連続するゾーン９〜１６を含み、ゾーン１および１６は、スロットオリフィスの互いに対向する側の上で互いに隣接した。これらのゾーンの温度は、ゾーン１、２、７、８、９、および１０を５７５°Ｆ、ゾーン３、６、１１、および１４を５６０°Ｆ；ゾーン４、５、１２、および１３を５４５°Ｆ、およびゾーン１５および１６を５７０°Ｆに設定した。
【００６５】
再帰反射性シーティングの所望のマイクロプリズム設計の反転したものからなる工具のマイクロプリズム面から下流リップが約１０ミル離れるようにダイを配置した。この工具については後により詳細に説明する。マイクロプリズム面は、表１に示されるライン速度に設定された連続金属ベルト上にあった。高いダイ負荷力に耐え、３０インチの直径を有するローラーの作用面全体で１ミル未満の全ローラー表面偏差を維持するように形成された連続駆動加熱ローラーの周囲にこのベルトを巻き付けることによって、工具のマイクロプリズム面がダイに向けた。４９５°Ｆの設定点の熱油システムによってローラーに熱を供給した。表１に示されるように、ツーリングの左右両方の平坦な非構造化縁部の上で接触高温計を使用して、工具表面の温度測定した。
【００６６】
工具は、ダウンウェブ方向で約２０フィートであり、クロスウェブ方向で約３フィートであった。この工具は、約２インチ（すなわち各薄板のマイクロプリズム面の長さ）×約４インチの寸法を有する複数の薄板の組立体からなるマスター型より得た電鋳複製物を含んだ。薄板の機械加工方法、ならびに組立方法および組み立てられた積層体の複製方法は、本出願と同日に出願された発明の名称「微細構造化薄板の製造方法および装置」（Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｏｆ  Ｍａｋｉｎｇ  Ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ  Ｌａｍｉｎａ  ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ）の米国特許出願第１０／３８３０３９号明細書に記載されており、この記載内容を本明細書に援用する。１つまたは複数の薄板中に形成される光学設計は、本出願と同日に出願された発明の名称「キューブコーナー要素を含む薄板および再帰反射性シーティング」（Ｌａｍｉｎａ  Ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ  Ｃｕｂｅ  Ｃｏｒｎｅｒ  Ｅｌｅｍｅｎｔｓ  ａｎｄ  Ｒｅｔｒｏｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ  Ｓｈｅｅｔｉｎｇ）の米国仮特許出願第６０／４５２，４６４号明細書に記載されている。実質的に全薄板長さに延在する主溝面を各薄板上に形成した。この主溝面は、工具表面の面によって画定される法線ベクトルに対してほぼ３５．４９°の方向にあった。実質的に７５．２２６°および１０４．７７４°の開先角度の側溝の交互の組を、０．００５６２５インチの間隔で各薄板中に形成することで、キューブコーナー空隙の残りの面を形成した。このキューブコーナー空隙の対称軸は、薄板によって画定される面に対して１°以内で整列しており、この面と平行な面内で約６．０３°斜めに傾いていた。この側溝は、主溝面に対して実質的に垂直に形成された。側溝（すなわち開先角度および垂直）に関する実質的という用語は、再帰反射された発散プロファイルを改善するために非直交性を導入する目的でそれぞれ１°未満となる１／２角誤差、スキュー、および傾斜の組み合わせを含む側溝を意味する。スキューおよび／または傾斜を含む溝に関するさらなる詳細は、前述の米国仮特許出願第６０／４５２，４６４号明細書に見られる。１／２角誤差、スキュー、および傾斜の組み合わせが複製忠実度に影響するとは考えられていない。
【００６７】
工具表面は組み立てられた薄版のネガの複製であるため、隣接する薄板の隣接する主溝面が工具表面の稜線を形成する。この稜線と隣接し、薄板の方向と平行なキューブコーナー空隙をほぼ通るように延在する、実質的に連続のダウンウェブ流路が工具表面に存在する。工具は、ダウンウェブ流路がスロットオリフィスに対して垂直となるようにスロットダイ装置に向けられた。
【００６８】
この工具から複製した再帰反射性シーティングの写真を図４および５に示す。図４および５におけるキューブ空隙の水平寸法は０．００７５ミルであり、個々の薄板の厚さに対応している。個々の薄板の台形のキューブコーナー空隙は、図４および５における縦の列に対応している。
【００６９】
溶融ポリカーボネートを、ダイオリフィスからツーリングのマイクロプリズム面上に出して、微細複製シーティングの連続ウェブを形成した。押出機の排出速度は、公称厚さ１２ミルのシーティングが得られるように調整した。支持枠組み中に組み込まれたロードセルによってダイ力を測定した。
【００７０】
ベルトおよびウェブはロール曲面から平坦なフリースパンゾーンまで続き、次に２４０°Ｆ未満の温度に到達するまで、衝突ノズルから空気を吹き込むことによって冷却した。次に、このウェブをベルトから取り外して、巻き付けることによって再帰反射性シーティングのロールを得た。
【００７１】
各比較用再帰反射性シーティング試料の複製忠実度を、ウェブ全体の４つの位置のそれぞれで３インチ×５インチの４つの試料を取り出すことによって評価した。各比較例で１６個の試料が同じ位置から取り出されるように注意した。各試料を、倍率１０倍の顕微鏡（メジャースコープＭＭ−１１（Ｍｅａｓｕｒｅｓｃｏｐｅ  ＭＭ−１１））の下に置き、複製が最も不十分な試料の写真（カメラはジャベリン・スマートカム（Ｊａｖｅｌｉｎ  ＳｍａｒｔＣａｍ）であった）撮影した。これらの写真を図４ａ〜４ｄに示している。キューブ空隙の非充填封入物は、各台形中央部の黒色の塊に見え、各台形はキューブコーナー要素の基端部である。未充填介在物の％値は、平面図における非充填封入物の表面積を測定することによって概算される。「合格」の評価は１％以下の非充填封入物を意味し、一方「不合格」の評価は１％を超える非充填封入物を意味する。
【００７２】
【表１】
0004575365.tif 000002
【００７３】
表１のデータは、複製忠実度を測定すると、ライン速度が１０ｆｐｍで合格し、１４、１８、および２０ｆｐｍで不合格となったことを示している。
【００７４】
実施例５〜８
以下の具体的な特徴を組み込むために下流ダイリップを変化させたことを除けばウィスコンシン州チペワフォールズのエクストルージョン・ダイス・インコーポレイテッド（Ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ  Ｄｉｅｓ，Ｉｎｃ．，Ｃｈｉｐｐｅｗａ  Ｆａｌｌｓ，ＷＩ）より商品名「ウルトラコート」（Ｕｌｔｒａｃｏａｔ）で市販されるスロットダイ装置と実質的に同じであるスロットダイ装置を使用して、比較例１〜４に記載されるように再帰反射性シーティングを作製した：（１）リップの水平長さを０．４７８インチから０．８８４インチに変えた；（２）ポリカーボネート出口スロット付近のリップ断面を薄くすることで、リップ水平断面中にヒンジを形成し、それによってリップの下流部分を垂直面に調節できるようにした；（３）このリップのポリカーボネート接触面を、２つの平面が得られるように機械加工し、その第１の面は、工具表面からダイの分割線の外挿まで反時計回りに測定して垂直に対し８９．２°の角度であり、第２の面は、工具表面からダイの分割線の外挿まで反時計回りに測定して反時計回りに垂直に対し８６．８°とした；（４）ダイボルトは、ダイリップの外側または後部を押し込むように構成されており、このため、ボルトの調整によって後部リップを垂直に移動させることができたが、前部および後部ダイリップの間のポリカーボネートスロットは実質的に変化しなかった；（５）図３を参照して、寸法１５０が０．３３インチの厚さを有し、寸法１５１が０．２６インチの厚さを有し、寸法１５２が０．１９インチの厚さを有し、および角度１５３が基準面２００に対して１０５°となるように、リップをＰ−２０工具鋼から作製した。
【００７５】
後部ダイリップ１２６の垂直位置を、ダイボルトを１回転の３／８だけ回すことで調整し、第２の表面部分の後縁１４０が工具に０．００４インチ近づくようにしたことを除けば、比較例１〜４に詳述される条件と同じ条件を使用し、表２に記載の測定値でスロットダイを動作させた。これは、集束する断面リップ形状を最適化するために行った。この比較が表１と実質的に同じ押出機ゲート圧力を使用するように、押出機のＲＰＭをわずかに調整した。
【００７６】
比較例１〜４と同じ方法で複製忠実度を評価した。ツーリングのばらつきを解消するために比較例１〜４工具ベルトの同じ物理的位置に対応する位置で、シーティングの試料を取り出した。その写真を図５ａ〜５ｄに示す。
【００７７】
【表２】
0004575365.tif 000003
【００７８】
表２のデータは、表１に示されるものとほぼ同じゲート圧力で、本発明の実施例ではダイ力が実質的に増加したことを示している。複製忠実度は、２０ｆｐｍまでの速いライン速度で「合格」と評価された。
【００７９】
表Ｉを表ＩＩと比較すると、スロット圧力の関数としてのダイ力、またはスロット圧力および樹脂と接触するリップの長さの関数としてのダイ力が、各比較例の場合に０．４であることがわかる。本発明の方法または本発明の装置を使用すると、スロット圧力の関数としてのダイ力少なくとも０．５であった。記載の製造条件で良好な複製を得るためには、スロット圧力の関数としてのダイ力は、典型的には０．５〜約１．０の範囲である。しかし、スロット圧力の関数としてのダイ力は、他の一連の製造条件では１．０を超える場合もある。
【００８０】
実施例５と同じ動作条件で長いリップダイを使用して、第３のデータの組を得た。表４に報告されるデータに見られるように、回転数（たとえばダイボルトの回転量）が増加すると、ダイの縁１３０が工具に接近し、単位スロット圧力当たりのダイ力の量が増加した。
【００８１】
【表３】
0004575365.tif 000004
【００８２】
これらの結果から、本発明のスロットダイ装置が、スロット圧力とは独立にダイ力を増加させることができることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１ａ】本発明によるスロットダイを使用して溶融ポリマー樹脂を工具上に押し出す代表的方法の側面図である。
【図１ｂ】工具の拡大図である。
【図１ｃ】工具上の樹脂の拡大図である。
【図２】本発明の方法において使用するための代表的スロットダイ装置の側面図である。
【図３】本発明の代表的スロットダイ装置の詳細側面図を示している。
【図４ａ】従来技術のスロットダイ装置を使用して製造した再帰反射性シーティングの写真を示している。
【図４ｂ】従来技術のスロットダイ装置を使用して製造した再帰反射性シーティングの写真を示している。
【図４ｃ】従来技術のスロットダイ装置を使用して製造した再帰反射性シーティングの写真を示している。
【図４ｄ】従来技術のスロットダイ装置を使用して製造した再帰反射性シーティングの写真を示している。
【図５ａ】本発明の代表的方法および代表的スロットダイ装置を使用して製造した再帰反射性シーティングの写真を示している。
【図５ｂ】本発明の代表的方法および代表的スロットダイ装置を使用して製造した再帰反射性シーティングの写真を示している。
【図５ｃ】本発明の代表的方法および代表的スロットダイ装置を使用して製造した再帰反射性シーティングの写真を示している。
【図５ｄ】本発明の代表的方法および代表的スロットダイ装置を使用して製造した再帰反射性シーティングの写真を示している。
【図１ａ】
0004575365.tif 000005
【図１ｂ】
0004575365.tif 000006
【図１ｃ】
0004575365.tif 000007
【図２】
0004575365.tif 000008
【図３】
0004575365.tif 000009
【図４ａ】
0004575365.tif 000010
【図４ｂ】
0004575365.tif 000011
【図４ｃ】
0004575365.tif 000012
【図４ｄ】
0004575365.tif 000013
【図５ａ】
0004575365.tif 000014
【図５ｂ】
0004575365.tif 000015
【図５ｃ】
0004575365.tif 000016
【図５ｄ】
0004575365.tif 000017