ВЫПОЛНЕННЫЙ ПО НАПРАВЛЯЮЩИМ ЛИНИЯМ МНОГОНАПРАВЛЕННЫЙ ПРИЗМАТИЧЕСКИЙ КЛАСТЕРНЫЙ СВЕТОВОЗВРАЩАЮЩИЙ ЛИСТОВОЙ МАТЕРИАЛ
RULABLE MULTI-DIRECTIONAL PRISM CLUSTER RETROREFLECTIVE SHEETING

[0001] Настоящая заявка притязает на приоритет по патентной заявке США No. 13/286,505, поданной 1 ноября 2011 года, которая полностью включена в настоящий документ посредством ссылки.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
[0002] Настоящее изобретение в целом относится к призматическому световозвращающему листовому материалу и, в частности, относится к выполненному по направляющим линиям призматическому листовому материалу, имеющему световозвращающие свойства, которые кажутся наблюдателю по существу одними и теми же независимо от ориентации поворота листового материала.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0003] Способность световозвращающего листового материала иметь одну и ту же проявляемую при наблюдении световозвращающую яркость независимо от угловой ориентации листового материала на знаке уже давно является желательным свойством для призматического световозвращающего листового материала. Это свойство называется в дальнейшем "нечувствительностью к поворачиванию". Ранее световозвращающий листовой материал, выполненный по технологии стеклянных шариков, имел это свойство. В отличие от этого, рабочие характеристики призматического световозвращающего листового материала, как правило, очень зависят от поворотов в плоскости листового материала. Следовательно, если наблюдатель направит луч фонаря на такой световозвращающий лист и при этом лист будет поворачиваться, то лист будет казаться наблюдателю потемневшим или посветлевшим по меньшей мере каждые 180° по мере того, как матрица призм световозвращающих кубических уголковых элементов на указанном листе будет отражать луч фонаря в большем или меньшем процентном отношении. Такой световозвращающий листовой материал применяется в целом ряде случаев, при которых его наносят в различных ориентациях (например, на автомобильных номерных знаках, дорожных конусах, световозвращающих полосах на грузовиках, отражающей ленте высокой видимости и т.п.), и при которых, следовательно, очень желательна нечувствительность к поворачиванию. Возникают также ситуации, при которых рядом друг с другом размещают различные куски листового материала, такие как вырезанные буквы, размещенные на знаках, знак, использующий более одного куска листового материала, или два знака, установленные рядом друг с другом. В таких ситуациях нежелательно иметь визуальный контраст между этими кусками.
[0004] Для минимизации чувствительности к поворачиванию были предложены и использованы различные методы. Один из наиболее распространенных методов предполагает размещение призм световозвращающих кубических уголковых элементов с разделением на соседние группы плотноупакованных матриц из призм световозвращающих кубических уголковых элементов, называемых "мозаичными плитками". Каждая "мозаичная плитка" обычно содержит пары призм с призмами в двух противоположных ориентациях. Различные "мозаичные плитки" могут иметь пары призм, ориентированных по-разному, так что мозаичные плитки в совокупности обладают меньшей чувствительностью к поворотам. Однако производство таких матриц в виде "мозаичных плиток" гораздо сложнее, чем матриц не в виде "мозаичных плиток". Кроме того, различные световозвращающие рисунки, создаваемые различными мозаичными плитками, создают нежелательный зрительный контраст между этими "мозаичными плитками", когда листовой материал рассматривается с близких расстояний. Другие методы включают в себя использование кубов на пластинках, имеющих боковой скос оптических осей с переменным знаком, таким образом, чтобы снизить чувствительность к ориентации. Этот метод обеспечивает умеренную чувствительность к поворачиванию, однако получаемый продукт все еще может проявлять нежелательную чувствительность к поворотам.
[0005] В более поздних предлагаемых решениях используется сборка многонаправленных световозвращающих элементов. В одном подходе используются сборки из пяти, семи или большего количества элементов, имеющих два общих ребра основания и общую вершину. Этот подход обеспечивает возможность создания матрицы призм, имеющих десять или большее количество ориентаций, которые в свою очередь могут обеспечивать нечувствительность к поворачиванию. Это также позволяет избежать всех работ, связанных с "мозаичными плитками", а также визуальным контрастом между "мозаичными плитками", который может наблюдаться, когда листовой материал рассматривается с достаточно близкого расстояния.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0006] Хотя самые последние подходы обеспечивают устранение некоторых из недостатков более ранних попыток создания нечувствительного к поворачиванию призматического световозвращающего листового материала, многие проблемы остаются. Чтобы иметь возможность оценить значение этих проблем, требуется некоторое понимание технологий производства призматического световозвращающего листового материала.
[0007] Призмы, используемые в призматическом световозвращающем листовом материале, как правило являются призмами треугольной формы типа кубических уголковых элементов вследствие того факта, что непрерывные плотноупакованные матрицы таких призм могут быть образованы посредством резки рисунка из прямых пересекающихся канавок, имеющих V-образную форму (далее по тексту "V-образные канавки"), на поверхности подложки, реплика которой может быть использована для формования листового материала. Матрица, или упорядоченная совокупность, кубических уголковых элементов, которая может быть выполнена посредством рисунка из пересекающихся V-образных канавок, является выполненной по направляющим линиям ("rulable") матрицей, когда каждая из V-образных канавок выполнена по существу прямой, а все направления V-образных канавок по существу параллельны общей плоскости. Резку V-образных канавок на поверхности подложки относительно легко выполнить алмазным инструментом, имеющим V-образную форму и установленном на вращающемся шпинделе. В результате, выполненная по направляющим линиям матрица кубических уголковых элементов оказывается преимущественно дешевле в производстве, чем матрица, не выполненная по направляющим линиям.
[0008] Заявители отмечают, что производство вышеупомянутых известных сборок из пяти, семи или большего количества кубических уголковых элементов, имеющих два общих ребра основания и общую вершину требует либо (1) резки нескольких V-образных канавок, которые не проходят по непрерывным прямым линиям, а по изогнутым линиям, либо (2) резки нескольких V-образных канавок, имеющих глубину, которая изменяется по длине канавки. Поскольку обычными вращающимися алмазными инструментами, имеющими V-образную форму, не просто осуществить резку таких изогнутых, прерывистых или имеющих переменную глубину V-образных канавок, производство таких ранее известных сборок кубических уголковых элементов является относительно дорогим.
[0009] Изобретение решает вышеупомянутые проблемы посредством обеспечения возможности получения световозвращающего листа, имеющего матрицу призм световозвращающих кубических уголковых элементов, которая полностью выполнена по направляющим линиям ("rulable") и поэтому проста в изготовлении. Матрица содержит множество дискретных кластеров из кубических уголковых элементов, выполненных из прозрачного материала, которые отделены друг от друга на всех сторонах поверхностью, при этом каждый кубический уголковый элемент имеет ребро основания, не коллинеарное, или параллельное, прерывистым ребрам оснований кубических уголковых элементов по обе стороны от него, причем кубические уголковые элементы в каждом кластере образованы совокупностью прямых V-образных канавок, каждая из которых имеет по существу одну и ту же глубину на протяжении своей длины.
[00010] Четыре или большее количество кубических уголковых элементов в каждом кластере могут иметь ребра, которые сходятся в центральной точке внутри кластера, а кубические уголковые элементы кластеров могут содержать по меньшей мере две симметричные пары кубических уголковых элементов. В некоторых вариантах реализации изобретения одна из кромок каждого из кубических уголковых элементов в симметричных парах выполнена под прямыми углами к одной из кромок указанных двух кубических уголковых элементов по обе стороны от него. Формы кластеров кубических уголковых элементов могут быть многоугольными, и все из кубических уголковых элементов могут иметь общую вершину, расположенную по центру указанной многоугольной формы. Кубические уголковые элементы внутри кластера могут быть размещены симметричными парами кубических уголковых элементов вокруг указанной общей вершины.
[00011] Поверхность, разделяющая дискретные кластеры из кубических уголковых элементов, может быть выполнена текстурированной так, чтобы обеспечивать способность рассеивать свет. Поверхность, разделяющая кластеры, может быть выполнена плоской или образована V-образной канавкой, или даже криволинейной поверхностью. Когда разделительная поверхность образована V-образной канавкой, эта канавка может быть продолжением сторон кубических уголковых элементов в различных кластерах. Кластеры кубических уголковых элементов могут быть равномерно размещены на расстоянии друг от друга таким образом, что поверхность, разделяющая кластеры, формирует единообразный рисунок наподобие решетки.
[00012] Кубические уголковые элементы могут быть покрыты зеркально отражающим металлом, таким как алюминий, или листовой материал может содержать уплотнительную подкладочную пленку, обеспечивающую создание воздушных ячеек позади кластеров. Уплотнительная подкладочная пленка может быть прикреплена к поверхности, разделяющей кластеры.
[00013] Изобретение также включает в себя способ формирования нечувствительного к поворачиванию листового материала со световозвращающими призмами, включающий: формирование кубических уголковых элементов в материале подложки посредством резки лицевой стороны материала подложки с получением рисунка из по существу прямых V-образных канавок, каждая из которых имеет одну и ту же глубину на протяжении своей длины, причем получаемые кубические уголковые элементы имеют различные ориентации; выполнение текстурированной поверхности на лицевой стороне подложки или реплики подложки, которая определяет дискретные кластеры кубических уголковых элементов, окруженные текстурированной поверхностью, и использование подложки или ее реплики для формирования листового материала со световозвращающими призмами из прозрачного материала, имеющего множество дискретных кластеров из кубических уголковых элементов, которые отделены друг от друга на всех сторонах текстурированной поверхностью, при этом каждый кубический уголковый элемент в кластерах имеет ребро основания, не коллинеарное, или параллельное, ребрам оснований кубических уголковых элементов по обе стороны от него, а кубические уголковые элементы в каждом кластере имеют различные ориентации.
[00014] В альтернативном варианте реализации изобретения сначала можно выполнить текстурированную поверхность на лицевой стороне подложки, затем выполнить дискретные области приподнятого, или выпуклого, или рельефного, материала на указанной текстурированной поверхности, за которым следует операция резки дискретных областей приподнятого материала с образованием рисунка из направляющих линий прямых V-образных канавок для формирования указанных кластеров из кубических уголковых элементов. В альтернативном варианте реализации изобретения сначала могут быть прорезаны каналы для образования поверхностей между кластерами. В этих каналах может быть выполнено текстурирование, и затем могут быть прорезаны призмы.
[00015] Тот факт, что различные кубические уголковые элементы внутри дискретных кластеров ориентированы по-разному и, следовательно, осуществляют возвращение света рисунками, которые взаимно дополняют друг друга, предпочтительно обеспечивает создание нечувствительного к поворотам листового материала со световозвращающими призмами. Возможность изготовления кластеров кубических уголковых элементов из совокупности прямых V-образных канавок, каждая из которых поддерживает постоянное направление по свей длине, обеспечивает выполнение листового материала полностью по направляющим линиям ("rulable") и простоту изготовления.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[00016] Фиг. 1 является видом сверху первого варианта реализации световозвращающего листового материала согласно изобретению, в котором кластеры кубических уголковых элементов имеют квадратную форму, а разделительные поверхности между кластерами кубических уголковых элементов представляют собой V-образные канавки;
[00017] Фиг. 2 является видом сверху второго варианта реализации световозвращающего листового материала согласно изобретению, в котором разделительные поверхности между кластерами кубических уголковых элементов являются плоскими поверхностями, размещенными с образованием рисунка наподобие решетки;
[00018] Фиг. 3 является видом сверху третьего варианта реализации световозвращающего листового материала согласно изобретению, в котором разделительные поверхности между кластерами были расширены, чтобы обеспечить возможность резки дополнительных призм. Эти дополнительные призмы представляют собой кубические уголковые элементы; при этом первоначальные призмы не представляют собой кубические уголковые элементы;
[00019] Фиг. 4 является видом сверху четвертого варианта реализации световозвращающего листового материала согласно изобретению, в котором кластеры кубических уголковых элементов выполнены восьмиугольными и размещены на равномерном расстоянии друг от друга по отношению к обеим осям х и у, а разделительные поверхности между кластерами кубических уголковых элементов являются плоскими поверхностями;
[00020] Фиг. 5 является видом сверху пятого варианта реализации световозвращающего листового материала согласно изобретению, в котором кластеры кубических уголковых элементов выполнены квадратными и размещены на равномерном расстоянии друг от друга по отношению к обеим осям х и у, а несветовозвращающие призмы между световозвращающими кубическими уголковыми элементами выполнены усеченными;
[00021] Фиг. 6 является схематическим изображением траекторий режущего устройства, которыми можно создавать кластеры кубических уголковых элементов, имеющие световозвращающие кубические уголковые элементы со скосом 0°;
[00022] Фиг. 7 и 8 являются видами сверху шестого и седьмого вариантов реализации листового материала, имеющего кластеры кубических уголковых элементов с имеющими скос 0° световозвращающими кубическими уголковыми элементами, которые могут быть выполнены посредством прохождения режущего устройства по рисунку согласно фиг. 7;
[00023] Фиг. 9 является схематическим изображением траекторий режущего устройства, обеспечивающих возможность создания кластеров кубических уголковых элементов, имеющих световозвращающие кубические уголковые элементы со скосом -9,74°;
[00024] Фиг. 10 является видом сверху восьмого варианта реализации световозвращающего листового материала, выполненного с использованием схематического изображения согласно фиг. 10, имеющего кластеры кубических уголковых элементов, каждые из которых содержат кубические уголковые элементы, имеющие скос -9,74°;
[00025] Фиг. 11 и 12 являются схематическими изображениями траекторий режущего устройства, которыми можно создавать кластеры кубических уголковых элементов, имеющие световозвращающие кубические уголковые элементы со скосами 11,2° и -19,5°, соответственно;
[00026] Фиг. 13 является общим изображением геометрии вариантов реализации изобретения, имеющей квадратную решетку кластеров кубических уголковых элементов;
[00027] Фиг. 14-16 являются схематическими изображениями траекторий режущего устройства, которыми можно создавать квадратную решетку кластеров кубических уголковых элементов для ϕ, имеющего значения тангенса 1/2, 1/3 и 2/3;
[00028] Фиг. 17А является общим изображением геометрии вариантов реализации изобретения, имеющей прямоугольную решетку кластеров кубических уголковых элементов;
[00029] Фиг. 17В является схематическим изображением, иллюстрирующим способ "растяжения/сжатия решетки" для определения схемы резки по направляющим линиям для изготовления вариантов реализации изобретения, имеющих прямоугольную решетку кластеров кубических уголковых элементов;
[00030] на Фиг. 18 показана формула, которая определяет величину растяжения решетки, необходимого для выравнивания углов общих вершин световозвращающих кубических уголковых элементов в кластерах кубических уголковых элементов в прямоугольной решетке;
[00031] Фиг. 19A-19D представляют собой графики, иллюстрирующие световозвращающую эффективность в диапазоне углов ωs ориентации от 0° до 180° для различных углов β освещения для вариантов реализации предлагаемого листового материала, выполненного с четверками и задней частью с воздухом, в котором световозвращающие кубические уголковые элементы в кластерах кубических уголковых элементов имеют скосы -19,47°, -9,74°, 0,00°, 5,26°, соответственно;
[00032] Фиг. 20A-20D представляют собой графики, иллюстрирующие световозвращающую эффективность в диапазоне углов ωs ориентации от 0° до 180° для различных углов β освещения для вариантов реализации предлагаемого листового материала, выполненного с четверками и металлизацией, в котором световозвращающие кубические уголковые элементы в кластерах кубических уголковых элементов имеют скосы -19,47°, -9,74°, 0,00°, 5,26°, соответственно;
[00033] Фиг. 21 представляет собой таблицу, в которой сравниваются характеристики вариантов реализации предлагаемого листового материала как в отношении световозвращения, так и отражения в дневное время, и в котором световозвращающие кубические уголковые элементы в кластерах кубических уголковых элементов имеют различные скосы;
[00034] Фиг. 22А и 22В представляют собой графики, иллюстрирующие световозвращающую эффективность в диапазоне углов ωs ориентации от 0° до 180° для вариантов реализации предлагаемого листового материала, выполненного с восьмерками и металлизацией и задней частью с воздухом соответственно, в котором световозвращающие кубические уголковые элементы в обоих вариантах реализации имеют скос 15,79°, и
[00035] Фиг. 23А и 23В являются видом сверху и увеличенным видом в перспективе варианта реализации предлагаемого согласно изобретению листового материала, в котором восемь призм в каждом кластере представляют собой световозвращающие кубические уголковые элементы.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ РЕАЛИЗАЦИИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[00036] Как показано на фиг. 1 и 2, световозвращающий листовой материал 1 согласно изобретению содержит множество кластеров 3 кубических уголковых элементов, размещенных с разделением на расстоянии друг от друга посредством разделительных поверхностей 5, которые полностью окружают каждый из кластеров 3. Каждый из кластеров 3 содержит по меньшей мере четыре световозвращающих кубических уголковых элемента 8, разделенных несветовозвращающими призмами 10. В таком варианте применения кластеры 3, имеющие четыре световозвращающих кубических уголковых элемента 8, называются кластерами-четверками. Во всех случаях каждый из световозвращающих кубических уголковых элементов 8 и несветовозвращающих призм 10 имеет вершину 12 которая, если не является общей для каждого из кубических уголковых элементов 8 и призм 10 (как на фиг. 1 и 2 вариантов реализации изобретения), по меньшей мере выровнена с общей фокальной точкой. Во всех случаях каждый из световозвращающих кубических уголковых элементов 8 содержит ребро 14 основания, которое не коллинеарно или параллельно прерывистым ребрам 15, 16 оснований кубических уголковых элементов 8 по обеим сторонам кубических уголковых элементов 8. На обеих фиг. 1 и 2 вариантов реализации изобретения, кластеры 3 образованы шестью совокупностями параллельных прорезов, световозвращающие кубические уголковые элементы 8 имеют скос 5,26° (ребро более параллельно).
[00037] Разделительные поверхности 5 могут быть выполнены в форме V-образной канавки 20 (образованных в этом случае из прорезов глубиной 60°) как проиллюстрировано на фиг. 1, или они могут быть выполнены плоскими 22, как показано на фиг. 2. Такие формы являются предпочтительными, поскольку они совместимы с процессами изготовления по направляющим линиям, при которых имеющие острый кончик или плоский кончик V-образные вращающиеся режущие устройства перемещают вдоль прямой траектории для резки совокупностей параллельных V-образных канавок в подложке. Однако форма разделительных поверхностей 5 не ограничена V-образной канавкой или плоскими формами и может, например, иметь криволинейный или "С"-образный профиль. Как будет показано далее, разделительные поверхности 5 не обязательно разделяют кластеры 3 кубических уголковых элементов на одни и те же расстояния вдоль различных ортогональных осей и не обязательно имеют квадратную или прямоугольную форму, особенно когда кластеры 3 кубических уголковых элементов не являются ни квадратными, ни прямоугольными. В предпочтительном варианте реализации изобретения разделительные поверхности 5 обеспечивают высокоэффективное диффузное отражение (например, белого цвета или покрытые зеркально отражающим материалом, таким как алюминий, и выполненные текстурированными так, чтобы рассеивать отраженный свет). Эффективность может быть увеличена использованием текстурирования с наклонами поверхности, ограниченными для уменьшения возникновения рассеяния многократного отражения. Получаемая в результате способность разделительных поверхностей 5 большого диффузного отражения способствует увеличению яркости в дневное время (CapY) листового материала 1. Увеличение яркости листового материала 1 в дневное время особенно необходимо в случаях, когда задняя часть листового материала 1 выполнена металлизированной.
[00038] Следует отметить, что разделительные поверхности по фиг. 2 варианта реализации могут проходить дальше в более широкие разделительные поверхности 5 для дополнительного увеличения яркости листового материала 1 в дневное время (CapY), а также для обеспечения возможности образования в кластерах 3 уголковых элементов дополнительных пирамид с треугольными основами посредством дополнительных совокупностей прорезов в 45°. В таком варианте реализации такие призмы уголковых элементов могут не представлять собой кубические уголковые элементы до тех пор, пока предыдущие шесть совокупностей угловых прорезов не будут выполнены режущими устройствами с отличающимся прилежащим углом (83,6206° вместо 75,5225°), и при этом новые прорезы в 45° выполняют режущими устройствами, имеющими прилежащий угол 38,9424°. При следовании такой операции резки четыре призмы, выполненные в кластерах 3 уголковых элементов, окажутся работоспособными световозвращающими кубическими уголковыми элементами, как показано на фиг. 3.
[00039] Фиг. 4 является видом сверху четвертого варианта реализации предлагаемого согласно изобретению световозвращающего листового материала 1, в котором кластеры 3 кубических уголковых элементов имеют восьмиугольную периферию 30 вместо периферии квадратной формы и равномерно размещены на расстоянии по отношению к обеим осям х и у.
[00040] Фиг. 5 является видом сверху пятого варианта реализации световозвращающего листового материала 1, в котором кластеры 3 кубических уголковых элементов выполнены квадратными и размещены на равномерном расстоянии друг от друга по отношению к обеим осям х и у и несветовозвращающие призмы 10 между световозвращающими кубическими уголковыми элементами 8 имеют усеченные участки 32.
[00041] Варианты реализации листового материала 1, проиллюстрированные на фиг. 1-5, иллюстрируют возможность резки матрицы призм 8 световозвращающих кубических уголковых элементов с четырьмя имеющимися ориентациями, с разделением на 90°. Как описано более подробно далее, призмы 8 могут иметь несколько различных скосов. Также возможно создание кластеров 3 из не имеющих скосов призм 8 с четырьмя используемыми ориентациями, с разделением на 90°. Фиг. 6 является схематическим изображением траекторий режущего устройства, которыми можно создавать кластеры кубических уголковых элементов, имеющие световозвращающие кубические уголковые элементы со скосом 0°. Фиг. 7 и 8 иллюстрируют шестой и седьмой варианты реализации листового материала 1, имеющего кластеры кубических уголковых элементов 3 с имеющими скос 0° световозвращающими кубическими уголковыми элементами 8, которые могут быть выполнены посредством прохождения режущего устройства по рисунку согласно фиг. 6.
[00042] В модификации варианта реализации, показанного на фиг. 3, также возможно произвести резку матрицы кластеров-четверок 3 кубических уголковых элементов, имеющих световозвращающие призмы 8 с восемью используемыми ориентациями (например, некоторые кластеры с четырьмя центральными призмами 8 со скосом 5,3°, имеющими ориентацию 0°/90°/180°/270°, и другие кластеры с четырьмя призмами 8 со скосом 15,8°, имеющими ориентацию 45°/135°/225°/315°) с разделительными поверхностями 25 и призмами 27. Это может быть выполнено посредством использования двух режущих устройств, выполненных под разными углами, для прорезов с прохождением через центр кластеров 3. Одно режущее устройство (прилежащий угол = 75,5225°) подошло бы для выполнения призм 8 со скосом около 5,3°. Другое режущее устройство (прилежащий угол = 83,6206°) подошло бы для выполнения призм 10 со скосом около 15,8°. Чередуя эти режущие устройства в четырех совокупностях канавок с прохождением через центры кластеров 3, могут быть выполнены кластеры двух типов, то есть кластер первого типа, в котором четыре центральные призмы 8, имеющие ориентацию 0°/90°/180°/270°, являются световозвращающими, и кластер второго типа, в котором призмы 10, имеющие ориентацию 45°/135°/225°/315°, являются световозвращающими.
[00043] Также возможно выполнить резку отрицательного скоса призм 8 с четырьмя имеющимися ориентациями, с разделением на 90°. Фиг. 9 представляет собой схематическое изображение траекторий режущего устройства, которыми можно создавать кластеры 3 кубических уголковых элементов, имеющие световозвращающие кубические уголковые элементы 8 с отрицательным скосом. Фиг. 10 является видом сверху восьмого варианта реализации световозвращающего листового материала 1, образованного посредством рисунка резки согласно фиг. 9, имеющего кластеры 3 кубических уголковых элементов, каждый из которых содержит кубические уголковые элементы 8, имеющие отрицательный скос -9,74°. Такие кубические уголковые элементы 8 заполняют большую площадь кластера 3 и таким образом могут быть более эффективными, чем другие раскрытые ранее варианты реализации изобретения. Фиг. 11 и 12 представляют собой схематические изображения траекторий режущего устройства, которыми можно создавать кластеры 3 кубических уголковых элементов, имеющих четверку выполненных под 90° разделенных световозвращающих кубических уголковых элементов 8 со скосами 11,2° (ребро более параллельно) и -19,5° (лицевая сторона более параллельна), соответственно.
[00044] Фиг. 13 является общим изображением геометрии вариантов реализации изобретения, имеющих кластеры 3 кубических уголковых элементов, размещенных на квадратной решетке, которые содержат четверку световозвращающих кубических уголковых элементов 8, имеющих треугольные основания, ориентации которых разделены на 90°. Кубические уголковые элементы 8 в таких квадратных кластерах 3 кубических уголковых элементов выполнены идентичными по форме и размеру (хотя они могут иметь небольшие изменения двугранных углов). Следует отметить, что делящий вершину пополам угол ϕ является одним и тем же для каждого из кубических уголковых элементов 8 указанной четверки. Как указывалось ранее, матрица таких кластеров 3 кубических уголковых элементов может быть образована шестью совокупностями параллельных направляющих линий, выполненных посредством делительной машины или алмазно-токарного станка. Схема резки по направляющим линиям может быть просто определена для таких квадратных кластеров 3 кубических уголковых элементов, когда тангенс делящего вершину пополам угла ϕ установлен в виде простой дроби, такой как 1/2, 1/3 и 2/3. Фиг. 14-16 представляют собой схематические изображения траекторий режущего устройства, которыми можно создавать такие кластеры кубических уголковых элементов для таких значений ϕ.
[00045] Конечно, простота разработки схемы резки по направляющим линиям для таких кластеров должна быть сбалансирована с общими оптическими рабочими характеристиками полученного листового материала 1. Соответственно, теперь будет произведено сравнение оптических рабочих характеристик трех вариантов реализации листового материала 1, использующего такие кластеры 3, где tn ϕ=1/2, 1/3 и 2/3, соответственно. При оценке оптических свойств полученной матрицы кластеров 3 кубических уголковых элементов, были рассмотрены следующие коэффициенты:
(1) Retro FF - (коэффициент заполнения по световозвращению) Доля общей площади, образованной треугольными призмами кубических уголковых элементов. Следует отметить, что эта доля не является отношением общей площади кластеров призм к общей площади листового материала; а является отношением общей площади только световозвращающих кубических уголковых элементов в кластерах к общей площади листового материала.
(2) Cap-Y FF - коэффициент заполнения по яркости в дневное время. Какая доля общей площади подходит для рассеяния света, чтобы увеличить яркость в дневное время. Иными словами, [области 5, окружающие кластеры 3 призм + области кластеров 3, которые вносят вклад в значение яркости в дневное время], разделенные на [общую площадь листового материала].
(3) Waste (коэффициент потери) - Какая доля общей площади не вносит вклада в значение световозвращения или значение яркости в дневное время.
Из приведенной выше таблицы отчетливо видны некоторые компромиссные данные в оптических рабочих характеристиках. Например, световозвращающий листовой материал 1, имеющий квадратную решетчатую матрицу кластеров 3, где tn ϕ=1/2, имеет наибольшую площадь световозвращательной способности (0,32), но наименьшую площадь, вносящую вклад в значение яркости в дневное время (0,36), и наибольшую величину площади (0,32) потерь, которая не вносит вклада ни в значение световозвращательной способности, ни в значение яркости в дневное время. Хотя два других варианта реализации листового материала 1, где tn ϕ=1/3 и tn ϕ=2/3, имеют гораздо большие величины площади, вносящей вклад в значение яркости в дневное время (0,64 и 0,79, соответственно) и гораздо меньшие области потерь (0,24 и 0,07, соответственно), они также имеют гораздо меньшие области, обладающие световозвращательной способностью (0,12 и 0,14, соответственно). Значения в таблице основаны на том допущении, что призмы 10 некубических уголковых элементов в кластерах 3 уголковых элементов не вносят вклада в яркость в дневное время. Это допущение может быть неверным, особенно если некубические уголковые элементы 10 выполнены имеющими заднюю часть с воздухом, а листовой материал имеет подкладочную пленку. Значения в таблице также основаны на допущении, что кластеры 3 кубических уголковых элементов размещены по решетке с минимально возможным расстоянием между ними так, чтобы максимизировать коэффициент Retro FF. Расстояние между кластерами 3 может при необходимости быть увеличено с увеличением, таким образом, коэффициента Cap-Y FF и пропорциональным уменьшением коэффициент Retro FF и коэффициент Waste.
[00046] До сих пор были рассмотрены в основном квадратные кластеры 3 кубических уголковых элементов, содержащие четверку световозвращающих кубических уголковых элементов 8, имеющих треугольные основания одинаковых размера и формы, которые разделены на 90°. Эти кластеры 3 размещены на решетке квадратов таким образом, что между центрами четверок 8 в направлениях х и у имеет место одинаковое расстояние. Не все точки пересечения на квадратной решетке могут быть заняты кластерами 3. Фиг. 17А является общим изображением геометрии вариантов реализации изобретения, имеющей прямоугольные кластеры 35 кубических уголковых элементов на квадратной решетке. В отличие от описанных ранее кластеров 3 кубических уголковых элементов, кубические уголковые элементы 37 в таких прямоугольных кластерах 35 кубических уголковых элементов не идентичны по форме и размеру. Следует отметить, что делящие вершину пополам углы ϕ1 и ϕ2 отличаются. Кроме того, такие прямоугольные кластеры 35 размещены на решетке квадратов таким образом, что между центрами четверок в направлениях х и у имеет место одинаковое расстояние. Такое расположение может быть полезным, но не идеальным для достижения нечувствительности к поворачиванию. Однако, посредством растяжения или сжатия решетки углы ϕ1 и ϕ2 могут быть выровнены, и указанные четыре кубических уголковых элемента 37 могут иметь одинаковые форму и размер, а решетка становится прямоугольной.
[00047] Фиг. 17В и 18 иллюстрируют способ "растяжения/сжатия решетки" для выработки схемы резки для изготовления таких кластеров 35 посредством выполняемых по направляющим линиям прорезов для различных начальных значений ϕ1 и ϕ2. В этом способе определяют величину, на которую необходимо "растянуть" или "сжать" решетку, по которой выполнен кластер 35, до тех пор, пока ϕ1 не будет равен ϕ2, как показано на фиг. 17В. Величина растяжения или сжатия упоминается как "s". Как указано на фиг. 18,
В случае, когда tn ϕ1=1,0 и tn ϕ2=1/2, . Таким образом, расстояние между горизонтальными направляющими линиями должно превосходить расстояние между вертикальными направляющими линиями с умножением на коэффициент s или около 1,4142, чтобы задать прямоугольную решетку, при этом другие четыре совокупности параллельных направляющих линий (под углом  и все отрицательные и дополнительные к ним углы должны будут проходить через центры прямоугольников согласно схеме резки. Окончательный схематический рисунок резки показан на фиг. 10. Тот же самый способ "растяжения/сжатия решетки" может без труда быть использован для определения схематического рисунка резки для кластеров 35 призм, где ϕ1 и ϕ2 являются различными значениями. Это может быть сделано также в случаях, когда начальное нерастянутое состояние представляет собой квадратную решетку с кубическими уголковыми элементами одинакового размера.
[00048] Фиг. 19A-19D представляют собой графики, иллюстрирующие световозвращающую эффективность в диапазоне углов ωs ориентации от 0° до 180° для углов β освещения, изменяющихся в диапазоне от 0° до 80°, для вариантов реализации предлагаемого листового материала, выполненного с четверками и задней частью с воздухом, при этом световозвращающие кубические уголковые элементы в кластерах кубических уголковых элементов имеют скосы -19,47°, -9,74°, 0,00°, 5,26°, соответственно. Следует отметить, что эти графики обозначают общую эффективность листового материала. Поскольку световозвращающая эффективность различных листовых материалов проявляет симметричность между 0°-180° и 180°-360°, каждый из этих графиков был построен только для угла ωs ориентации от 0° до 180°. График по фиг. 19В показывает, что листовой материал с кластерами 3 типа четверок, имеющими световозвращающие кубические уголковые элементы, выполненные со скосами под углом -9,74°, имеет самую высокую световозвращающую эффективность при небольших углах (β) освещения, поскольку график по фиг. 19А показывает, что такой листовой материал, имеющий световозвращающие кубические уголковые элементы, выполненные со скосами под углом -19,47°, имеет самую низкую световозвращающую эффективность при небольших углах (β) освещения.
[00049] Фиг. 20A-20D представляют собой графики, иллюстрирующие световозвращающую эффективность в диапазоне углов ωs ориентации от 0° до 180° для углов β освещения, изменяющихся в диапазоне от 0° до 80°, для вариантов реализации предлагаемого листового материала, выполненного с четверками и металлизацией, при этом световозвращающие кубические уголковые элементы в кластерах кубических уголковых элементов имеют скосы -19,47°, -9,74°, 0,00°, 5,26°, соответственно. При этом график по фиг. 20В показывает, что листовой материал с кластерами 3 типа четверок, имеющими световозвращающие кубические уголковые элементы, которые выполнены со скосом под углом -9,74°, имеет самую высокую световозвращающую эффективность при небольших углах освещения, поскольку график по фиг. 20А показывает, что такой листовой материал, имеющий световозвращающие кубические уголковые элементы, выполненные со скосами под углом -19,47°, имеет самую низкую световозвращающую эффективность при небольших углах освещения.
[00050] Фиг. 21 представляет собой таблицу, в которой сравниваются варианты реализации предлагаемого листового материала, выполненного с четверками, как в отношении световозвращения, так и отражения в дневное время, и в котором световозвращающие кубические уголковые элементы в кластерах кубических уголковых элементов имеют различные скосы. Как указано ранее, в таблице на фиг. 21 сравниваются различные листовые материалы на основе коэффициентов Retro FF, Cap-Y FF и Waste. На фиг. 21 также приведено сравнение этих различных листовых материалов на основе четвертого коэффициента, "Retro Waste" (коэффициент потерь по световозвращению), который определяется как доля площади листового материала, не вносящей вклад в значение яркости в дневное время, которая также не вносит вклада в световозвращение. Сравнительные результаты таблицы согласно фиг. 21 дают данные, отличные от данных графиков световозвращающей эффективности согласно фиг. 19A-19D и 20A-20D. В отличие от фиг. 21, фиг. 19A-19D и 20A-20D учитывают влияния отражения и/или пропускания задней части металлических призм, выполненной с воздухом или металлизированной, и геометрической эффективности выполненных с различными скосами призм кубических уголковых элементов для различных направлений падающего света. Например, фиг. 21 показывает, что четверка кластеров 3 кубических уголковых элементов, которые содержат световозвращающие кубические уголковые элементы 8, имеющие скос -19,47°, имеет небольшие величины коэффициентов Waste и Retro Waste и, для десяти типов сравниваемых листовых материалов, второе по величине значение для коэффициента Retro FF. Однако этот листовой материал показывает самую низкую световозвращающую эффективность при небольших углах освещения из всех листовых материалов, рассмотренных на фиг. 20, в основном вследствие низкой геометрической эффективности. Таким образом, рейтинг листового материала, у которого световозвращающие кубические уголковые элементы имеют скос -19,47°, изменяется от первого или второго до последнего при измерении по более представительной совокупности оптических критериев.
[00051] Фиг. 22А и 22В представляют собой графики, иллюстрирующие световозвращающую эффективность в диапазоне углов ωs ориентации от 0° до 180° и для углов β освещения, изменяющихся в диапазоне от 0° до 80°, для вариантов реализации предлагаемого листового материала, выполненного с восьмерками и металлизацией и задней частью с воздухом соответственно. В обоих случаях световозвращающие кубические уголковые элементы кластеров имеют скос 15,79°. Хотя листовой материал, выполненный с восьмерками и металлизацией, имеет чрезвычайно низкую чувствительность к направлению для всех углов освещения, световозвращающая эффективность листового материала, выполненного с восьмерками и задней частью с воздухом, выше для углов β освещения, изменяющихся в диапазоне от 0° до 40°. Фиг. 23А и 23В представляют собой вид сверху и увеличенный вид в перспективе листового материала, выполненного с восьмерками, при этом измерения были смоделированы на основе графиков согласно фиг. 22А и 22В.
[00052] Кроме того, изобретение также включает в себя способ формирования нечувствительного к поворачиванию листового материала 1 со световозвращающими призмами согласно изобретению. В одном варианте реализации этого способа поверхность первой рабочей подложки сначала выполняют текстурированной таким образом, чтобы способствовать достижению высокого коэффициента Cap-Y FF в конечном продукте. Такая текстурированная поверхность рабочей подложки может быть получена заранее или создана на гладкой непрерывной рабочей поверхности посредством химического или электрического травления, электроосаждения, лазерной гравировки, измельчения, электроэрозионной обработки или т.п. Далее, на текстурированной поверхности выполняют рисунок из углублений там, где должны быть световозвращающие кластеры 3. Отдельные углубления, соответствующие каждому из необходимых кластеров кубических уголковых элементов, могут быть выполнены в текстурированной поверхности с использованием, например, фотолитографии/травления или ионного травления. В альтернативном варианте реализации, в ситуации, когда необходимые кластеры кубических уголковых элементов в конечном продукте должны быть близко расположены друг к другу вдоль одного направления, углубления могут принимать форму параллельных каналов с использованием, например, алмазно-токарной обработки, обработки делительной машиной с получением направляющих линий, электроэрозионной вырезки или электроэрозионного погружения. В любом случае "негативная" копия текстурированной заглубленной поверхности формируется из выполненного с возможностью резки материала посредством, например, гальванопластики, создавая, таким образом, выполненную с возможностью резки рабочую поверхность, имеющую либо "островки" приподнятого материала, ограничивающего кластеры, либо полосы приподнятого материала, которые могут быть прорезаны поперечно для формирования необходимых островков приподнятого материала, ограничивающего кластеры кубических уголковых элементов. Наконец, в обоих случаях кластеры 3 кубических уголковых элементов формируют посредством резки рисунка из по существу прямых V-образных канавок (таких, как показанные на фиг. 6, 9, 10, 11, 12, 14, 15 и 16) в островках приподнятого материала на лицевой стороне выполненной с возможностью резки подложки. Преимущественно каждая V-образная канавка выполнена прямой и имеет одну и ту же глубину на протяжении своей длины. В случае, когда в первой рабочей подложке вместо дискретных углублений были прорезаны параллельные каналы, может быть добавлено текстурирование между кластерами кубических уголковых элементов в областях рабочей поверхности, где это текстурирование было уничтожено поперечным прорезанием параллельных каналов.
[00053] В альтернативном варианте реализации способа согласно изобретению, каналы прорезают в гладкой лицевой стороне выполненной с возможностью резки рабочей подложки там, где должны быть текстурированные области. Резка может быть выполнена посредством имеющего V-образную канавку режущего устройства острым кончиком или плоским кончиком, или криволинейным кончиком. В альтернативном варианте реализации изобретения каналы могут быть прорезаны посредством электроэрозионной вырезки или электроэрозионного погружения. Резка этих каналов приводит не только к образованию текстурированной поверхности, но также к формированию приподнятых островков материала, который ограничивает форму кластеров кубических уголковых элементов. Далее выполняют текстурированными донные поверхности каналов. Это обычно выполняют посредством текстурирования всей подвергнутой резке подложки. Такое текстурирование может быть осуществлено, например, посредством химического или электрического травления, электроосаждения или лазерной гравировки. Наконец, кластеры кубических уголковых элементов формируют посредством резки рисунка из по существу прямых V-образных канавок (такие, как показаны на фиг. 6, 9, 10, 11, 12, 14, 15 и 16) в приподнятом материале, образованном каналами на лицевой стороне, выполненной с возможностью резки подложки.
[00054] Еще в одном альтернативном варианте реализации способа сначала может быть выполнена текстурированная поверхность на лицевой стороне первой подложки, затем на текстурированной поверхности выполнены дискретные области приподнятого материала, после чего следует операция резки дискретных областей приподнятого материала с образованием рисунка из направляющих линий прямых V-образных канавок (таких, как показаны на фиг. 6, 9, 10, 11, 12, 14, 15 и 16) для формирования кластеров из кубических уголковых элементов.
[00055] Хотя изобретение было описано подробно с конкретной ссылкой на определенные предпочтительные варианты его осуществления, должно быть понятно, что варианты и модификации могут осуществляться в рамках сущности и объема изобретения, которое ограничено только прилагаемой формулой изобретения и ее эквивалентами.