母板及其复制品制作法制造技术

本发明专利技术涉及制作母板及其复制品包括压印图案与回射片的方法，还涉及相应的母板、压印图案尤其是回射片。该方法包括在基板（如金属板）内形成Ｖ形槽，其中三条槽的交叉线构成立体角元件，立体角元件在整个阵列中几乎为同尺寸。在整个阵列中，母板及相应的压印图案与片的平均槽距较佳为０．０００５英寸（０．０１２７ｍｍ）～０．００７英寸（０．１７７８ｍｍ），更佳为小于０．００４英寸（０．１０１６ｍｍ）。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及制作母板及其复制品包括压印图案与回射片的方法，还涉及相应的母板、压印图案，尤其是回射片。本方法包括在基板(如金属板)中形成V形槽，其中三条槽的交叉线形成立体角元件，而立体角元件在整个阵列中基本上为同尺寸。在整个阵列中，母板及相应的压印图案与片的平均槽距较佳为0.0005英寸(0.0127mm)～0.007英寸(0.1778mm)，更佳地小于0.004英寸(0.1016mm)。
技术介绍
回射性立体角片常用于各种装饰与安全目的。考虑到其高回射亮度，立体角片通常适用于交通标志、路面标志、车辆标志与个人安全物件。自从其创建以来，已作过各种改进，如涉及到立体角回射片的专利文献所描述的那样。例如，最近美国专利No.6,206,525教授的回射片，在阵列中形成反射光围绕由小金属支持的立体角棱镜构成的0.5度观察角的定向自由的锥体，阵列中央的棱镜尺寸为0.005～0.003英寸。该阵列通过将透明塑料棱镜注入模具制成，而模具通过划出三组以某一角度相交的槽构成，槽在中央的间距为0.0005～0.003英寸。在形成的前或后，对棱镜涂上金属等反射材料。极小棱镜的主要缺点是很难在大面积内在中央棱镜上划出0.002″的阵列，因为划切金刚钻会磨损。但是极小型棱镜也有优点，包括灵活性大。
技术实现思路
本专利技术者发现，当极小型立体角棱镜用V形交叉槽精密定位的母板构成时，回射母板及其回射复制件如回射片会显现出莫尔条纹状图案。出现这种莫尔条纹状图案估计是相邻立方体(即成组入射光相干的立方体)间的光学干扰引起的。片内有这种莫尔条纹状图案有损于包含这种回射片的回射物品的外观，尤其会使含这种片的交通标志的清晰度下降。本专利技术者发现了制作母板和相应的压印图案与回射片的方法，从而减小并消除莫尔条纹状图案。在诸较佳实施例中，该方法包括在基板中形成三组V形槽，使交叉线形成一立体角元件阵列。每组槽的平均槽距为0.0005英寸(0.0127mm)～0.0070英寸(0.1778mm)，槽形成为至少一组里的至少第10条槽的槽位置与相邻平行槽的变化幅度为50nm到平均槽距的1/10。还揭示了若干母板制作法，在形成的每组槽中，在10条连续槽距离内，槽位置精密度为±10nm～±500nm，三组中至少一组的至少第10条槽与相邻平行槽的变化幅度为15nm到平均槽距的1/10。还揭示了含立体角元件的母板的制作方法，其中诸元件在整个阵列中的平面图横向尺度为0.0005英寸(0.0127mm)～0.0070英寸(0.1778mm)，而在形成的相邻立方体中，至少有10％的立方体随机地相位偏移至少可见光波长的1/10。在诸较佳实施例中，更高百分比的相邻立方体都相位偏移，而且/或者相位偏幅度更大。槽位置变化幅度一般小于平均槽距的1/15，较佳小于1/20，更佳小于1/50还要佳小于1/75，而最佳小于1/100或以下。当槽位置最小变化幅度至少为200nm时，槽被形成得精密度至少为±100nm，对于槽位置最小变化幅度至少为400nm的实施例，则槽精密度至少为±200nm。槽位置的变化频度一般至少每隔7条槽，较佳至少每隔5条槽，更佳至少每隔3条槽，而最佳为每个槽位置在整个阵列中都变化。较佳地用一种随机或伪随机的工艺产生槽位置变化幅度。槽位置通过改变槽距和/或槽深而变化。立体角元件可以倾斜或不倾斜。槽角精密度一般至少为±2弧分，较佳为至少±1弧分，更佳为至少±1/2弧分。对母板为回射性的实施例，母板几乎无莫尔条纹状图案。还揭示了回射片的制作方法，包括提供导致出现莫尔条纹状图案的压印图案，并对一个或多个压印图案贴饰片，仅每块饰片至少在一个尺度小于1/4英寸(6.35mm)。还揭示了压印图案制作法，包括制备任一种这样的母板，电镀母板而形成负性压印图案，从母板中取出压印图案，选择性电镀负性压印图案而形成正性压印图案，再选择性电镀正性或负性压印图案而形成多代压印图案。还揭示了回射片的制作方法，包括制备这种有微棱镜表面的压印图案，在压印图案微棱镜面上浇注流体树脂成分，让该成分硬化成片，再取出该压印图案。在一替代实施例中，回射片的构成方法是制备有微棱镜表面的压印图案，制备模制基板，使压印图案微棱镜表面接触基板而把微棱镜表面的复制品传到基板上，再取出压印图案。树脂成分或模制基板一般呈透明，诸如聚碳酸酯。该法还可包括对硬化树脂或模制基板复制品加反射层。在其它方面，本专利技术涉及的回射片包含带立体角元件阵列的聚合物片，元件由交叉的V形槽构成，槽的平均槽距较佳为0.0005英寸(0.0127mm)～0.007英寸(0.1778mm)，该片几乎无莫尔条纹状图案，较佳地用连接的接合层连接诸元件。附图说明图1表示一种母板的放大平面图，包括三组V形平行槽。槽距为0.004英尺(0.1016mm)的实用6英寸见方(15.24厘米见方)母板，在整个面积总计为200万个元件内沿宽度有1500个立体角元件。该图还示出一部分回射片的放大平面图，该回射片用母板的负性复制品压印图案构成。图2示出压印图案的照片，它是母板的负性复制品，在整个阵列中具有小于0.003500英寸(0.088900mm)的恒定槽距，槽切割精度至少为±100nm。照片用带闪光的Olympus C700数码相机拍摄，距离约10英寸(3米)。图3示出压印图案的照片，它是母板的负性复制品，其中槽的切割精度至少为±100nm，90％的槽距随机变化，平均槽距与图2中相同，变化幅度在平均槽距的±1/100内。具体实施例方式本专利技术涉及母板及其复制品包括压印图案与回射片的制作方法，还涉及相应的母板、压印图案尤其是回射片。出现在回射母板、压印图案或片内的莫尔条纹状图案显著减少了，较佳被减至最少，更佳在回射片中被消除。这里的“几乎无莫尔条纹状图案”指相比图2而类似于图3的观察结果，评估时，使位于观察者眼部附件靠近鼻子位置的普通闪光点发光，与回射母板或仿制品的距离约20英尺照射回射母板或复制品，与其平面接近垂直。母板较佳地用应用直接机加工技术的开槽机制造，包括形成相互交叉槽图案以构成立体角元件。开槽基板称为母板，用它形成一系列复制品。直接机加工技术的例子包括美国专利No.4,588,258(Houpman)和3,712,706(Stamm)所描述的快速切削、铣削、研磨与划线，这些专利揭示的单通道或多通道型机床有两个相对的切割表面，可在基板内开槽而形成立体角光学面。本专利技术的母板制作方法可应用任一种适合直接形成机加工槽组的基板，合适的基板应该机加工光洁无毛口，延性小且粒状小，成槽后保持尺寸精度。可应用各种能机加工的塑料或金属，合适的塑料包括热塑或热固材料如丙烯酸或其它材料，金属包括铝、黄铜、无电镍合金与铜，较佳的金属包括无铁金属。为尽量减小切割工具在开槽时的磨损，一般选用较佳的机加工材料。适合直接机加工槽组的金刚钻工具是优质的金刚钻工具，可向K&YDiamoud(Mooers，NY)或Chardon，Tool(Chardon，OH)购买。尤其是合适的金刚钻工具在尖端10密耳内无刮痕，可用2000倍白光显微镜检查。一般，金刚钻尖端的平坦部尺寸为0.00003英寸(0.000762mm)～0.00005英寸(0.001270mm)。再者，金刚钻具的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在基片内形成三组Ｖ形槽而使交叉线构成立体角元件阵列的母板制作法，其特征在于，每组槽形成于某一位置，其平均槽距为０．０００５英寸（０．０１２７ｍｍ）～０．００７０英寸（０．１７７８ｍｍ），槽被形成得使至少一组中至少每第１０条槽的槽位置与相邻平行槽变化幅度为从１５ｎｍ到平均槽距的１／１０。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：ND西瓦尔，KL史密斯，DW梅茨，MB弗莱明，JC尼尔森，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]