KR101293027B1 - 역 반사성 시트 구조물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 정면 광-수용 표면(30) 및 배면 역 반사성 표면(32)을 갖는 투명층(20)을 포함하는 역 반사성 시트 구조물(10)에 관한 것이다. 정면 표면(30) 상으로 입사된 광선은 상기 층(20)을 통해 통과할 것이고, 배면 역 반사성 표면(32) 상에 충돌하고, 정면 표면(30)을 통해 소정의 방향으로 되 반사될 것이다.

식별 표지(44)가 선택되고, 이어서 역 반사성 표면(32) 상에 형성된다. 이러한 표지(44)는 역 반사성 시트 구조물(10)을 채용한 최종 생성물이 당업계에 나타난지 수년 후조차 식별 목적을 위해 사용될 수 있다.

Description

역 반사성 시트 구조물 {RETROREFLECTIVE SHEET STRUCTURE}

본 발명은 일반적으로 지시된 바와 같이 역 반사성 시트 구조물에 관한 것이며, 더욱 상세하게는, 정면 광-수용 표면 및 배면 역반사 표면을 갖는 투명한 열가소성층을 포함하는 역 반사성 시트 구조물에 관한 것이다.

역 반사성 시트 구조물은 정면 광-수용 표면 및 배면 역반사 표면을 갖는 투명한 열가소성층을 포함한다. 정면 표면 상으로 입사한 광선은 투명한 열가소성층을 통해 통과하고, 배면 역반사 표면 상에 충돌하고, 소정의 방향으로 (예, 입사 방향과 정렬 및/또는 병렬로) 정면 표면을 통해 되반사된다. 이러한 방식으로, 입사광은 다른 방향의 암실 환경에서 표지들, 단어들, 및 기타 정보를 조명하기 위해 사용될 수 있다.

역반사 하는 표면은 열가소성층 내에 엠보싱된 역 반사성 소자들의 반복하는 어레이에 의해 형성될 수 있다. 이 역 반사성 소자들은 예를 들면 정점에 달하는 에지들에 의해 접속되고 상호 적절한 각도로 배향된 3개의 편평한 대향 면을 각각 갖는 코너-큐브 소자들을 포함할 수 있다(예, 미합중국 특허 US1906655, US3332327, US3541606, US3833285, US3873184, 및/또는 US3923378 참조. 또한 본 발명의 양수인에게 양도되고, 본원에 참고 문헌으로서 전문 인용된 US6767102 참 조).

수년에 걸쳐, 역 반사성 시트 구조물들은 예를 들면 차량 마킹, 고속도로 표지, 및 건축용 배럴들을 포함하여 광범위한 최종 생성물들 내로 채용 (incorporated)되고 있다. 이들 용도 및 다른 용도로, 증대된 옥외 내구성이 중요하고, 역 반사성 시트 구조물은 장기간의 태양 광선 노출 및 기타 가혹한 환경 조건들에 견딜 수 있어야 한다. 12년의 기대되는 유용한 수명은 역 반사성 구조물이 고속도로 상황에서 사용되고 있을 때 타당하지 못한 요건으로 간주되지 않는다. 적은 수요, 더욱 섬세한 세팅에서조차, 역 반사성 구조물은 특정 시간(예, 1 내지 5년) 동안 그의 물리적 안정성 및 광학 반사성을 유지할 것으로 기대된다.

전형적으로, 최종 생성물 제조자는 독립적인 공급자로부터 1개의 롤의 역 반사성 시팅을 받을 것이다. 최종 생성물을 제조하는 동안, 이 시팅은 롤로부터 풀려지고, 최종 생성물 내로의 통합을 위해 개별 구조물들 내로 분리된다. 그와 같이, 역 반사성 시팅 공급업자는 그의 시팅이 어느 최종 생성물 내에 사용되고 있는지 및/또는 특히 연장된 기간 후, 최종 생성물이 어디에 사용되고 있는지를 인식할 수 없다. 추가로 또는 대안으로, 다수의 시팅 공급업자들(많은 회사의 구매 정책에 의해 지시됨)을 갖는 최종 생성물 제조자는 어느 공급업자의 시팅이 특정 최종 생성물에 사용되었는지의 식별을 트래킹하는 것은 난해함을 알 수 있다.

본 발명은 구조물을 형성하기 위해 사용된 시팅에 관하여 무언가를 확인하기 위해 사용될 수 있는 표지를 포함하는 역 반사성 시트 구조물을 제공한다. 예를 들면, 식별용 표지는 시팅 공급업자들이 특정 역 반사성 구조물이 그의 회사로부터 기원하는지 여부를 결정하게 하고/하거나 최종 생성물 제조업자가 어떤 공급자의 시팅이 특정 생성물 내로 채용되었는지 결정하게 한다. 이는 중요할 수 있고, 예를 들면 역 반사성 구조물은 예상된 시간 동안 그의 물리적 안정성 및/또는 광학 반사성을 유지하지 않아야 한다. 본 발명은 반사성 시트 구조물을 채용한 최종 생성물이 당업계에 나타난지 수년 후조차 그러한 결정을 허용한다.

더욱 상세하게는, 본 발명은 투명층의 배면 역 반사성 표면 상에 형성된 표지를 식별하는 단계를 포함하는 역 반사성 시트 구조물을 제공한다. 공급자는 다른 시팅 공급자에 의해 사용되지 않을 식별용 표지를 선택할 수 있다. 식별용 표지는 근접 검사(예, 20 cm 이하) 중에 검출될 수 있지만, 구조물의 역 반사성 품질에 의해 간섭받지 않는다.

배면 역 반사성 표면은 그 위에 형성되는 역 반사성 소자들의 반복되는 어레이를 포함할 수 있고, 그 소자들의 일부는 식별용 표지에 대응하는 패턴으로 배열된 장애물을 갖는다. 예를 들면, 역 반사성 소자들이 마이크로큐브(microcube)인 경우, 적은 백분율의 큐브 대향면들 그 위에 평면-장애물을 가질 수 있다. 이러한 방식으로 식별용 표지를 형성함으로써 현존하는 툴 플레이트(방해받지 않는 역 반사성 소자들만을 가짐)가 본 발명을 실시하기 위해 개질되게 한다. 특히, 예를 들면, 현존하는 툴 플레이트는 목적하는 평면-장애물들의 역전물을 생성하도록 에칭(예, 레이저 에칭)될 수 있다.

본 발명의 이들 특징 및 기타 특징들이 완전히 개시되고, 특히 특허 청구의 범위들에서 지적된다. 다음 상세한 설명 및 도면들은 본 발명의 원리가 사용될 수 있는 여러 방식들 중의 하나를 지시하는 본 발명의 특정 실시예를 상세히 나타낸다.

도 1A, 1B 및 1C는 본 발명에 따라 역 반사성 시트 구조물을 채용한 최종 생성물들의 개략도이고, 최종 생성물들은 각각 차량, 고속도로 표지, 및 건설용 배럴인 도면.

도 2A 및 2B는 각각 최종 생성물들로부터 단리된 역 반사성 시트 구조물의 평면 및 측면도.

도 2C는 역 반사성 소자의 클로즈업 저면도.

도 2D는 그의 대향면들 중의 하나 위에 평면 장애물을 갖는 역 반사성 소자의 클로즈업 저면도.

도 3은 역 반사성 시트 구조물 내로 제조하기 위해 최종 생성물 제조자에게 공급되는 1개의 롤의 역 반사성 시팅(sheeting)의 사시도이고, 이 시팅은 엠보싱된 열가소성층을 포함하는 것인 도면.

도 4A 및 4B는 열가소성층을 엠보싱하는 방법의 개략도.

도 4C는 열가소성층을 엠보싱하는 방법에 사용된 툴링(tooling) 플레이트의 피라미드 돌출부의 클로즈업 측면도.

도 5A 및 5B는 열가소성층을 엠보싱하기 위해 툴 플레이트를 개질시키는 방법의 개략도.

도 5C는 레이저 에칭 전의 피라미드 툴링 부분의 클로즈업 측면도.

도 5D는 레이저 에칭 후의 피라미드 툴링 부분의 클로즈업 측면도.

상세한 설명

이하, 도면들, 먼저 도 1A, 1B 및 1C을 참조하여, 본 발명에 따른 역 반사성 시트 구조물(10)은 최종 생성물(12) 내로 채용되는 것으로 도시되어 있다. 예시된 구체예들에서, 최종 생성물들(12)은 각각 차량, 고속도로 표지, 및 건설용 배럴이다. 이들 최종 생성물들(12)에 의해, 연장된 옥외 내구성은 중요하고, 다른 시트 구조물(10)은 예상되는 시간 동안 연장된 태양광선 노출 및 기타 가혹한 환경 조건들을 견딜 수 있어야 한다. 그러나, 본 발명은 옥외 조건들로 제한되지 않고, 최종 생성물(12)은 본 발명에 따라 역 반사성 시트 구조물(10)을 채용하는 임의의 생성물일 수 있다. 임의의 경우에, 최종 생성물(12)은 시트 구조물(10)이 부착되고, 바람직하게는 접착제에 의해 부착되는 설치 표면(14)을 포함한다.

이하 도 2A 및 2B로 돌아가서, 역 반사성 시트 구조물(10)은 최종 생성물(12)로부터 단리되는 것으로 보인다. 이 구조물(10)은 투명층(20), 반사-보조층(22), 배킹층(24) 및 접착제층(26)을 포함한다. 제거 가능한 릴리스층(28)(점선으로 나타냄)은 최종 생성물의 이전-설치(pre-mounting) 단계 동안 접착제층(26)을 커버하도록 제공될 수 있다.

투명층(20)은 목적하는 제조 방법들과 호환될 수 있는 임의의 적절한 열가소성 물질(예, 아크릴, 비닐, 폴리메틸아크릴레이트, 폴리카르보네이트, 폴리우레탄, 폴리설폰, 폴리아릴레이트, 폴리에테르 이미드, 폴리에테르이미드, 시클로-올레핀계 공중합체 및/또는 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌)을 포함할 수 있다. 반사-보조제(22)는 금속화된 필름, 과립상 실리카 입자들, 또는 임의의 다른 허용되는 반사성 물질일 수 있다. 배킹층(24)은 층들(20/22) 뒤의 스페이스-충전제로서 및/또는 접착제층(26)을 위한 캐리어로서 작용할 수 있고, 결국에는 종이, 플라스틱, 금속, 또는 이들 기능들을 수행하는 다른 시트/기판을 포함할 수 있다. 이 접착제층(26)은 최종 생성물(12)의 설치 표면(14)에 반사성 시트 구조물(10)을 부착시키기 위해 사용되고, 압력-민감성 또는 열-활성화된 접착제를 포함할 수 있다.

투명층(20)은 정면 광-수용 표면(30) 및 배면 역 반사성 표면(32)을 갖고, 그 위에 역 반사성 소자들(34)의 반복되는 어레이가 형성된다. 평활한 정면 표면(30) 상으로 입사된 광선은 투명한 열가소성층(20)을 통해 통과하고, 역 반사성 소자들(34) 상에서 충돌하고, 정면 표면(30)을 통해 소정의 방향으로(입사광의 방향과 정렬 및/또는 병렬로) 되 반사된다.

도 2C에 가장 잘 나타난 바와 같이, 역 반사성 소자들(34)은 상호 적절한 각도로 배열되고, 정점(40)에서 만나는 에지들(38)에 의해 접속되는 3개의 편평한 대향면들(36)을 각각 포함하는 마이크로큐브들인 것이 바람직하다. 대향면들(36)의 크기, 형상 및 배열이 결정되고, 광학 품질을 조절하기 위해 다양화될 수 있다. 각각의 역반사 소자(34)의 큐브 면적(즉, 주된 회절 광선의 방향으로 3개의 대향면들(36)의 주변의 피라미드에 의해 한정된 큐브 형상으로 포위된 영역)은 약 1 mm² 이하일 수 있다.

대부분의 역 반사성 소자들(34)(예, 80% 이상, 90% 이상, 95% 이상, 및/또는 98% 이상)에서, 3개의 대향면들(36)은 임의의 돌출물들 또는 침하물들 없이 평면이다(도 2D 참조). 그러나, 선택된 몇몇 역 반사성 소자들(34)에서, 하나의 대향면(36)은 이 대향면(36)의 평면 프로필을 방해하는 평면-장애물(42)을 포함한다(도 2E 참조). 평면-장애물(42)을 갖는 역 반사성 소자들(34)은 식별 표지(44)에 대응하는 패턴 내에 배열된다. 예를 들면, 예시된 실시예에서, 평면 장애물(42)은 구조물(10)을 제조하기 위해 사용된 역 반사성 시팅 (즉, 아래 도입된 역 반사성 시팅(48))의 공급업자에 대응할 수 있는 "ABC" 로고를 총괄적으로 형성한다. 공급업자는 식별 표지(44)를 선택함으로써 다른 시팅 공급업자가 되지 않을 것으로 예상된다.

예시된 구체예에서, 평면-장애물(42)은 돌출물이고, 더욱 상세하게는 손잡이-형 형상을 갖는 융기이다. 그러나, 다른 돌출부 기하학들은 본 발명에 따라 특히 가능하고, 그에 의해 예상된다. 더욱이, 선택된 대향면들(36)의 평면 프로필의 다른 장애물들은 융기부(42) 대신에 또는 그에 덧붙여 사용될 수 있다. 예를 들면, 새김 눈들(indentations), 노치들, 피트들, 침하물들 또는 기타 리세스들은 식별 표지(44)를 형성하기 위해 사용될 수 있다. 평면-장애물(42)은 "방해받는" 역 반사성 소자들(34) 사이에서 동일하거나, 유사하거나, 또는 상이할 수 있다.

평면-장애물(42)은 각각의 역 반사성 소자(24)의 방해받은 대향면(36)의 표면 영역의 적은 백분율(예, 30% 미만, 20% 미만, 10% 미만, 및/또는 5% 미만)만을 점유할 것이다. 따라서, 방해받은 표면들(36)의 대부분의 반사성 용역들은 손상되지 않은 채로 남겨진다. 더욱이, 장애물(42)에 의해 총괄적으로 형성된 식별 표지(44)는 열가소성층(20)의 표면(32) 상에 16 cm² 미만의 면적을 점유하는 것이 바람직할 것이다. 이러한 방식으로, 식별 표지(44)는 근접 검사(예, 구조물(10)의 20 cm 이하 내에서) 중에 검출될 것이지만, 구조물(10)의 역반사 품질에 의해 간섭받지 않거나, 또는 그로부터 빗나가지 않을 것이다. 그것은 그러한 간섭 및/또는 검출이 특정 상황에서 허용되고 요구되는 경우에 더 큰 식별 표지(44)가 사용될 수 있다는 것이다.

이하 도 3으로 돌아가서, 복수개의 구조물들(10)을 생성하기 위해 사용될 수 있는 역 반사성 시팅(48)이 도시된다. 전형적으로, 최종 생성물(12)(또는 이를 위한 소 조립부품들)의 제조업자는 독립적인 공급업자로부터 1개의 롤의 역 반사성 시팅(48)을 수용할 것이다. 최종 생성물(12)을 제조하는 동안, 이 시팅(48)은 롤로부터 풀려져 최종 생성물(12) 내로 통합하기 위한 개별 구조물들(10)로 분리된다. 이를 위해, 시팅(48)은 투명한 열가소성층(50), 반사-보조층(52), 배킹층(54), 접착제층(56), 및 제거 가능한 릴리스층(58)을 포함한다. 투명층(50)은 역 반사성 소자들(34)의 반복되는 어레이를 포함하고, 각각의 구조물(10)이 적어도 하나의 그러한 표지(44)를 포함하는 것을 보장하는 소정의 위치 및/또는 간격으로 식별 표지(44)를 포함한다.

이하 도 4A 및 4B를 참조하여, 열가소성층(50)의 제조 방법이 개략적으로 도 시된다. 이 방법에서, 열가소성 필름(60)은 툴 플레이트(62)에 의해 엠보싱되고, 이어서 엠보싱된 마이크로구조물을 고형화시키기 위해 냉각된다. 이 방법에 사용된 툴링 플레이트(62)는 예를 들면 5인치 내지 60인치 범위의 폭/길이 범위를 갖는 다양한 크기일 수 있다. 예를 들면, 툴링 플레이트(62)는 30인치 폭 및 60인치 길이일 수 있거나, 또는 5인치 폭 및 5인치 길이일 수 있다.

도 4C에 가장 잘 나타난 바와 같이, 툴 플레이트(62)는 역 반사성 소자들(34)의 역전물에 대응하는 지형(topograph)을 갖는다. 구체적으로, 툴 플레이트(62)는 상호 적절한 각도로 배열되고, 정점(70)에 달한 에지들(68)에 의해 접속된 3개의 대향면들(66)을 포함하는 일련의 피라미드(또는 다른 다면체) 돌출물들(64)을 갖는다. 툴 플레이트(62)의 대향면들(66)의 대부분은 임의의 외부-돌출물들 또는 침하물들 없이 3개의 평면 대향면들(36)을 갖는 역 반사성 소자들(34)를 생산하기 위해 편평한 평면 프로필들을 갖는다. 그러나, 식별 표지(44)를 총괄적으로 형성하도록 의도된 툴 플레이트(62)의 대향면들(66')은 의도된 평면-장애물(42)의 역전물에 대응하는 장애물(72)을 포함한다. 따라서, 장애물(42)의 의도된 기하학이 도시된 바와 같이 돌출물인 경우, 장애물(72)은 침하될 것이다. (마찬가지로, 장애물(42)의 의도된 기하학이 리세스인 경우, 장애물(72)은 돌출물일 것이다.)

이하 도 5를 참조하여, 툴링 플레이트(62)의 제조 방법이 개략적으로 도시된다. 이러한 방법에서, 모두 3개의 편평한 평면 대향면들(36)을 갖는 역 반사성 소자들(34)에 대응하는 지형을 갖는 툴링 플레이트(92)가 제공된다(도 5A). 구체적 으로, 툴링 플레이트(92)는 상호 적절한 각도로 배열되고, 모두 정점(70)에 달한 에지들(68)에 의해 접속된 3개의 편평한 대향면들(66)을 포함하는 일련의 피라미드 돌출물들(64)을 포함할 수 있다. 식별 표지(44)가 선택된 후, 전체적인 열가소성층에 상대적으로 표지(44)의 위치가 결정되고, 평면-장애물들(72)의 위치에 대응하는 대향면 섹션들(66')이 차트화될 수 있다.

이어서, 평면-장애물(72)은 에너지, 화학 물질들, 또는 기계 처리의 적용 등의 적절한 기술에 의해 각각의 차트화된 대향면 섹션(66') 상에 형성된다. 예를 들면, 레이저 빔(예, YAG 펄스 레이저 또는 CO₂ 레이저)은 표면을 용융시키고, 장애물(72)을 형성하기 위해 대향면 섹션(66') 상에 집중될 수 있다. 화학 물질들은 특히 플라스틱 물질과 사용될 수 있고, 여기서 차트화된 대향면 섹션 상에 용매 한 방울을 도포함으로써 표면이 주름지게 하여 장애물(72)을 형성할 수 있다. 기계 처리 방법들은 예를 들면 마이크로-드릴링을 포함할 수 있다.

유리하게는, 본 발명은 새로운 툴링 플레이트(62)의 제작을 요구하지 않고, 오히려 현존하는 플레이트(92)의 개량을 허용한다.

식별 표지(44)가 시팅 공급업자에게 그의 회사로부터 기원하는 특정 구조물인지를 결정하고/하거나 최종 생성물 제조업자가 어떤 공급업자의 시팅이 특정한 최종 생성물 내로 채용되었는지 결정하게 하는 역 반사성 시트 구조물(10)을 본 발명이 제공한다는 것을 현재 누구나 인식할 수 있다. 본 발명을 특정한 바람직한 구체예들과 관련하여 도시하고 기재하였지만, 동등한 가치의 명확한 변경들 및 변 형들이 본원 명세서를 읽고 이해함에 따라 당업계의 숙련자들에게 발생할 수 있음은 명백하다. 본 발명은 그러한 모든 변경들 및 변형들을 포함하고, 다음 특허 청구의 범위에 의해서만 제한된다.

Claims (26)

1. 정면 광수용 표면(front light-receiving surface)(30)과 배면 역반사 표면(rear retroreflecting surface)(32)을 갖는 투명층(20)을 포함하는 역반사성 시트 구조물(retroreflective sheet structure)(10)로서,

   상기 정면 광수용 표면(30) 상에 입사된 광은 상기 투명층(20)을 통과하여, 상기 배면 역반사 표면(32)에 충돌하고 상기 정면 광수용 표면(30)을 통해 미리 결정된 방향으로 반사되는, 역반사성 시트 구조물(10)에 있어서,

   상기 역반사성 소자(34) 대부분은 임의의 돌출물이나 침하물이 없이 평면인 3개의 면(36)을 갖고, 나머지 상기 역반사성 소자(34)의 일부 또는 전부는 상기 면(36)의 평면 프로파일을 방해하는 평면-장애물(planar-disturbance)(42)을 포함하는 하나 이상의 방해받는 면(disturbed face)(36')을 갖고,

   방해받는 면(36')은 선택된 식별 표지(identifying indicia)(44)를 상기 역반사 표면(32) 상에 집합적으로 형성하는 패턴으로 배열되며,

   식별 표지(44)는 20㎝ 이하의 검사 거리에서 육안으로 감지 가능하게 되고,

   상기 방해받는 면의 반사 영역 대부분은 그대로 유지되는(remain intact), 역반사성 시트 구조물(10).
2. 제 1항에 기재된 역반사성 시트 구조물(10)을 채용한 최종 생성물(12)에 있어서,

   상기 최종 생성물(12)은, 상기 역반사성 시트 구조물(12)이 부착된 설치 표면(14)을 포함하는, 최종 생성물(12).
3. 제 1항에 기재된 역반사성 시트 구조물(10)을 채용한 최종 생성물(12)을 제조하는 방법에 있어서,

   상기 구조물(10)의 투명층(20)과 식별 표지(44)를 형성하는 투명층(50)을 포함하는 시팅(sheeting)(48)을 수용하는 단계와,

   상기 시팅(48)을 개별 구조물(10)로 분리하는 단계로서, 각각의 구조물(10)은 하나 이상의 식별 표지(44)를 포함하는, 상기 분리 단계와,

   개별 구조물(10)을 상기 최종 생성물(12)로 통합하는 단계를

   포함하는, 최종 생성물(12)을 제조하는 방법.
4. 제 1항에 기재된 복수의 역반사성 시트 구조물(10)을 제조하기 위한 시팅(48)에 있어서,

   상기 시팅(48)은, 각각의 구조물(10)이 하나 이상의 식별 표지(44)를 포함하는 것을 보증하기 위해, 미리 결정된 위치에 또는 간격으로 구조물(10)의 투명층(20)과 식별 표지(44)를 형성하는 투명층(50)을 포함하는, 시팅(48).
5. 제 4항에 기재된 시팅(48)의 투명층(50)을 제조하기 위해 열가소성 필름(60)을 엠보싱하는 툴 플레이트(tool plate)(62)를 제조하는 방법에 있어서,

   식별 표지(44)를 선택하는 단계와,

   식별 표지(44) 없이 반사성 소자(34)의 역전물(inverse)에 대응하는 지형(topography)을 갖는 기존에 존재하는 툴 플레이트(pre-existing tool plate)(92)를 제공하는 단계와,

   상기 식별 표지(44)의 역전물을 형성하기 위해 상기 지형을 수정하는 단계를

   포함하는, 툴 플레이트(62) 제조 방법.
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