JP4308135B2

JP4308135B2 - マスターおよびそのレプリカの製造方法

Info

Publication number: JP4308135B2
Application number: JP2004511877A
Authority: JP
Inventors: ディー．セウォール，ネルソン; エル．スミス，ケネス; ダブリュ．メイッツ，デイビッド; ビー．フレミング，マデレイヌ; シー．ネルソン，ジョン
Original assignee: 3M Innovative Properties Co
Current assignee: 3M Innovative Properties Co
Priority date: 2002-06-11
Filing date: 2002-06-11
Publication date: 2009-08-05
Anticipated expiration: 2022-06-11
Also published as: EP1512035B1; CN1299131C; AU2002316268A1; KR20050005555A; CN1650192A; ATE440300T1; DE60233441D1; EP1512035A1; WO2003104858A1; KR100911232B1; JP2005530189A

Description

本発明は、マスター、およびそのレプリカ、たとえばツーリングおよび再帰反射シーティングの製造方法に関する。さらに本発明は、対応するマスター、ツーリング、および特に再帰反射シーティングに関する。本発明の方法は、基材（たとえば金属板）中にＶ字型溝を形成するステップを含み、３つの溝の交点がキューブコーナー要素を形成する。これらのキューブコーナー要素は、アレイ全体で実質的に同じ寸法である。マスターならびに対応するツーリングおよびシーティングは、アレイ全体にわたる平均溝間隔が好ましくは約０．０００５インチ（０．０１２７ｍｍ）〜約０．００７インチ（０．１７７８ｍｍ）の範囲内であり、より好ましくは平均溝間隔は約０．００４インチ（０．１０１６ｍｍ）未満である。

再帰反射性のキューブコーナーシーティングは、種々の装飾的目的および安全の目的に一般的に使用されている。キューブコーナーシーティングは、再帰反射の輝度が高いことから、交通標識、路面標示、自動車の標示、および個人用安全用品に好ましい場合が多い。初期より、キューブコーナー再帰反射シーティングに関する特許文献に記載されるような種々の改良が行われている。

より最近では、たとえば米国特許第６，２０６，５２５号明細書には、アレイ中に小さな金属で裏打ちされたキューブコーナープリズムで形成される、無方向性の０．５°の視角を含む反射光の円錐を形成するための再帰反射シーティングが教示されており、そのプリズムの寸法は、中心間が０．０００５インチ〜０．００３インチの間の範囲である。このアレイは、ある角度で交差する３組の溝が引かれて形成された型に透明なプラスチックプリズムを注型することで形成される。これらの溝は、中心間で０．０００５インチ〜０．００３インチの距離を置いて離れている。形成前または形成後に、プリズムには金属などの反射性材料がコーティングされる。非常に小さなプリズムの主な欠点は、刻線用ダイヤモンドが摩耗するので、大きな面積にわたってプリズム中心間０．００２インチのアレイを形成することが非常に困難であることだと言える。しかし、非常に小さなプリズムは、可撓性の増大などの利点も有すると記載されている。

本発明者らは、正確に配置されたＶ字型の交差する溝を有するマスターから非常に小さなキューブコーナープリズムが形成される場合、再帰反射マスターおよびその再帰反射レプリカ、たとえば再帰反射シーティングは、モアレ状パターンを示す場合があることを発見した。このようなモアレ状パターンの出現は、近傍のキューブ（すなわち、入射光が干渉性となるキューブの群）の間の光学干渉が原因であると推測される。シーティング中にこのようなモアレ状パターンが存在すると、このような再帰反射シーティングを含む再帰反射物品の外観を損なうことがあり、特にこのようなシーティングを含む交通標識の可読性が低下することがある。

本発明者らは、このようなモアレ状パターンの発生を軽減および解消するマスターならびに対応するツーリングおよび再帰反射シーティングを製造する方法を発見した。

好ましい実施態様においては、本発明の方法は、交点がキューブコーナー要素のアレイを形成するように、基材中に３組のＶ字型溝を形成するステップを含む。各組中の溝は０．０００５インチ（０．０１２７ｍｍ）〜０．００７０インチ（０．１７７８ｍｍ）の範囲の平均溝間隔を有する。少なくとも１つの組中の少なくとも１０本ごとの溝の溝位置が、約５０ｎｍから平均溝間隔の約１／１０までの範囲の大きさで隣接する平行な溝から変動するように、溝が形成される。

１０本の連続した溝の距離で、溝位置精度が約±１０ｎｍ〜約±５００ｎｍとなるように各組中の溝が形成され、３つの組の中の少なくとも１つにおいて少なくとも１０本ごとの溝が、隣接する平行な溝と、約１５ｎｍから平均溝間隔の約１／１０までの範囲の大きさで変動するマスターの製造方法も開示される。

キューブコーナー要素を含むマスターの製造方法であって、これらの要素は平面図における横寸法がアレイ全体で０．０００５インチ（０．０１２７ｍｍ）〜０．００７０インチ（０．１７７８ｍｍ）の範囲となり、近傍のキューブの少なくとも１０％は、可視光の波長の少なくとも１／１０だけこれらのキューブの位相が不規則にずれるように形成される方法も開示される。好ましい実施態様においては、より高い比率の近傍のキューブで位相がずれる、および／または位相のずれの大きさがより大きくなる。

溝位置の変動の大きさは、典型的には平均溝間隔の１／１５未満であり、好ましくは１／２０未満であり、より好ましくは１／５０未満であり、さらにより好ましくは平均溝間隔の１／７５未満であり、最も好ましくは平均溝間隔の約１／１００以下である。溝位置の変動の最小の大きさが少なくとも２００ｎｍである場合、溝は少なくとも±１００ｎｍの精度で形成され、一方、溝位置の変動の最小の大きさが少なくとも４００ｎｍである場合の実施態様では、溝の精度は少なくとも±２００ｎｍである。溝位置の変動の頻度は、典型的には少なくとも７本ごとの溝であり、好ましくは少なくとも５本ごとの溝であり、より好ましくは少なくとも３本ごとの溝であり、最も好ましくは各溝位置がアレイ全体で変動する。

溝位置の変動の大きさを発生させるために、ランダムまたは疑似ランダム法が使用されると好ましい。溝位置は、溝間隔および／または溝深さを変化させることによって変動させられる。キューブコーナー要素は、傾斜していても傾斜していなくてもよい。溝角度の精度は典型的には少なくとも±２分角の精度であり、好ましくは少なくとも±１分角の精度であり、より好ましくは少なくとも±１／２分角の精度である。マスターが再帰反射性である実施態様の場合、マスターはモアレ状パターンを実質的に有さない。

モアレ状パターンが発生するツーリングを提供するステップと、各タイルの少なくとも１つの寸法が約１／４インチ（６．３５ｍｍ）未満となるように１つ以上のツーリングをタイル張りするステップとを含む再帰反射シーティングの製造方法も開示される。

このようなマスターのいずれかを提供するステップと、前記マスターに電気めっきしてネガツーリングを形成するステップと、前記ツーリングを前記マスターから取り外すステップと、任意選択で、前記ネガツーリングに電気めっきしてポジツーリングを形成するステップと、任意選択で、前記ポジツーリングまたはネガツーリングに電気めっきして複数世代のツーリングを形成するステップとを含むツーリングの製造方法も開示される。

マイクロプリズム表面を有するそのようなツーリングを提供するステップと、流体樹脂組成物を前記ツーリングのマイクロプリズム面上に注型するステップと、前記組成物を硬化させてシートを形成するステップと、前記ツーリングを取り外すステップとを含む再帰反射シーティングの製造方法も開示される。別の実施態様においては、再帰反射シーティングは、マイクロプリズム表面を有するツーリングを提供するステップと、成形用基材を提供するステップと、前記ツーリングの前記マイクロプリズム表面を前記基材と接触させて、前記マイクロプリズム表面のレプリカを前記基材上に形成させるステップと、前記ツーリングを取り外すステップとによって形成することができる。この樹脂組成物または成形用基材は、典型的には透明であり、たとえばポリカーボネートである。この方法は、場合によっては、硬化した樹脂または成形用基材のレプリカに反射性コーティングを適用するステップをさらに含んでもよい。

別の態様においては、本発明は、キューブコーナー要素のアレイを有するポリマーシートを含む再帰反射シーティングに関する。これらの要素は、交差するＶ字型溝から形成される。溝の平均溝間隔は好ましくは０．０００５インチ（０．０１２７ｍｍ）〜０．００７インチ（０．１７７８ｍｍ）の範囲であり、シーティングはモアレ状パターンを実質的に有さない。連続したランド層によってこれらの要素が連結されることが好ましい。

本発明は、マスター、およびそのレプリカ、たとえばツーリングおよび再帰反射シーティングの製造方法に関する。本発明はさらに、対応するマスター、ツーリング、および特に再帰反射シーティングに関する。再帰反射マスター、ツーリング、またはシーティング中のモアレ状パターンの発生は実質的に軽減され、好ましくは最小限となり、より好ましくは再帰反射シーティングにおいて解消される。本明細書で使用される場合、「モアレ状パターンを実質的に有さない」とは、再帰反射性のマスターまたはレプリカから最大約２０フィート離れた鼻の位置の付近で観察者の目の近くに維持された通常のフラッシュライトを光らせて、再帰反射性のマスターまたはレプリカの面に対してほぼ垂直に照射することによって評価した場合に、図２と比較して図３に示されるものと同様に観察されることを意味する。

互いに交差してキューブコーナー要素を形成する溝のパターンを形成することを含む直接機械加工技術を使用する溝形成装置を使用して、マスターが製造されることが好ましい。溝が形成された基材をマスターと呼び、これより一連のレプリカを作製することができる。直接機械加工技術の例としては、フライカッティング、フライス削り、研削および刻線が挙げられ、たとえば、米国特許第４，５８８，２５８号明細書（フープマン（Ｈｏｏｐｍａｎ））および同第３，７１２，７０６号明細書（シュタム（Ｓｔａｍｍ））には、溝を切削するための互いに反対側の２つの切削面を有する工作機械に１回以上通して基材中にキューブコーナー光学面を形成することが開示されている。

直接機械加工された溝の組の形成に適したあらゆる基材を、本発明のマスターの製造方法に使用することができる。好適な基材は、バリが形成されずきれいに機械加工され、低延性および低粒状性を示し、溝の形成後に寸法精度が維持されるべきである。種々の機械加工可能なプラスチックまたは金属を使用することができる。好適なプラスチックとしては、熱可塑性または熱硬化性材料、たとえばアクリル樹脂、またはその他の材料が挙げられる。機械加工可能な金属としては、アルミニウム、真鍮、無電解ニッケル合金、および銅が挙げられる。好ましい金属としては非鉄金属が挙げられる。通常、好ましい機械加工用材料は、溝の形成中に切削工具の摩耗が最小限となるように選択される。

溝の組を直接機械加工するのに好適なダイヤモンド工具は高品質のものであり、たとえばＫ＆Ｙダイヤモンド（Ｋ＆ＹＤｉａｍｏｎｄ）（ニューヨーク州ムーアズ（Ｍｏｏｅｒｓ，ＮＹ））またはチャードン・ツール（ＣｈａｒｄｏｎＴｏｏｌ）（オハイオ州チャードン（Ｃｈａｒｄｏｎ，ＯＨ））より購入可能である。特に、好適なダイヤモンド工具は、先端部１０ミル以内に傷がなく、これは２０００倍の白色光顕微鏡を使用して評価することができる。典型的には、ダイヤモンドチップは、約０．００００３インチ（０．０００７６２ｍｍ）〜約０．００００５インチ（０．００１２７０ｍｍ）の範囲の寸法の平坦部分を有する。さらに、好適なダイヤモンド工具の表面仕上は、粗さの平均が約３ｎｍ未満であり、山対谷粗さが約１０ｎｍ未満であることが好ましい。表面仕上は、機械加工可能な基材中に試験切削を行い、ビーコ（Ｖｅｅｃｏ）の一部門であるワイコ（Ｗｙｋｏ）（アリゾナ州トゥーソン（Ｔｕｃｓｏｎ，ＡＺ））より購入可能なものなどの顕微干渉計を使用して試験切削を評価することによって評価することができる。

本発明によるマスターの製造方法は直接機械加工方法に向けられているが、本発明のツーリングおよび再帰反射シーティングは、本発明を使用せずに再帰反射性キューブコーナー要素を正確に形成するとモアレ状パターンが発生する他の方法によって製造されたマスターから得ることができる。平面図において、得られたキューブコーナー要素は、三角形以外の他の形状を有することができ、たとえば、限定するものではないが台形、長方形、四辺形、五角形、または六角形などを有することができる。

本発明のマスターの製造方法においては、複数のＶ字型溝が基材（たとえば金属板）中に形成される。本明細書で使用される場合、「切削角」とは、互いの溝の組の相対的方向を意味する。「溝間隔」とは、溝の最下点と隣接する平行な溝の最下点との間の距離（たとえばｘ方向）を意味し、最下点は溝の最も低い場所である。「溝深さ」とは、基材（たとえば板）の表面と溝の最下点との間の距離距離（たとえばｙ方向）を意味する。「溝位置」とは、マスター表面に対する溝の二次元位置（たとえばｘ、ｙ座標）を意味する。溝の第３の寸法（たとえばｚ方向）は通常一定であり、マスターの板の一方の外縁から対向する外縁まで延在する。したがって、溝間隔、溝深さ、またはそれらの組み合わせを変化させることによって、溝位置を変えることができる。「溝半角」とは、Ｖ字型溝のいずれかの側に形成される角度を意味する。溝半角は、切削方向と一致し基材面に対して垂直である基準面に対して測定される。「溝角」は、同じ最下点を共有した隣接する半角の和である。

典型的には、平行な溝の第１の組は平面内に形成され、図１に溝１，１〜１，２０として示されており、平行な溝の第２の組は、第１の組に対してある切削角で平面内に形成され、図１に溝２，１〜２，３１として示されており、平行な溝の第３の組は、第１の組に対してある切削角で平面内に形成され、図１に溝３，１〜３，３１として示されている。各組は、複数の隣接する平行な溝を含む。本明細書で使用される場合、「隣接する平行な溝」とは、同じ組中のいずれかの側にある溝を意味する。たとえば、溝１，２に対して隣接する平行な溝は、溝１，１または１，３である。

ある組内の各溝、および溝の各組は、典型的には共通の深さで形成される。切削角は典型的には約６０°であり、特に約４５°〜約７５°の範囲内の指定の角度となるように選択される。各溝の組の交点における溝角は、二面角が約９０°となってキューブコーナー要素が形成されるように選択される。傾斜していないキューブの場合、公称の溝角は３つすべての組で同じである。あるいは、キューブコーナー要素は傾斜してもよく、その溝および切削角は、要素の光軸が傾斜するように選択される。前傾の例は米国特許第４，５８８，２５８号明細書（フープマン（Ｈｏｏｐｍａｎ））に記載されている。さらに、傾斜のあるまたは傾斜のないキューブは、再帰反射光の広がりを制御するために溝角がわずかに変動する（たとえば±１０分角）ように形成することができる。図１に示されるように、交差する３組の溝によって、均一なパターンに配列したキューブコーナー要素のアレイが得られる。アレイは、キューブコーナー要素の面積当たりの要素数が実質的に最大となることが好ましい。

Ｖ字型溝は、各溝を高精度で形成することができるダイヤモンド−ツーリング装置を使用して形成される。コネチカット州ブリッジポートのムーア・スペシャル・ツール・カンパニー（ＭｏｏｒｅＳｐｅｃｉａｌＴｏｏｌＣｏｍｐａｎｙ，Ｂｒｉｄｇｅｐｏｒｔ，ＣＴ）、ニューハンプシャー州キーンのプレシテック（Ｐｒｅｃｉｔｅｃｈ，Ｋｅｅｎｅ，ＮＨ）、およびペンシルバニア州ピッツバーグのエアロテック・インコーポレイテッド（ＡｅｒｏｔｅｃｈＩｎｃ．，Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇ，ＰＡ）が、このような目的に適した装置を製造している。典型的には、このような装置はレーザー干渉計位置決め装置を備えている。好適な精密回転テーブルは、ＡＡゲージ（ＡＡＧａｇｅ）（ミシガン州スターリングハイツ（ＳｔｅｒｌｉｎｇＨｅｉｇｈｔｓ，ＭＩ））より市販されており、一方好適な顕微干渉計はザイゴ・コーポレーション（ＺｙｇｏＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）（コネチカット州ミドルフィールド（Ｍｉｄｄｌｅｆｉｅｌｄ，ＣＴ））およびビーコ（Ｖｅｅｃｏ）の一部門であるワイコ（Ｗｙｋｏ）（アリゾナ州トゥーソン（Ｔｕｃｓｏｎ，ＡＺ）より市販されている。溝間隔および溝深さの精度（すなわち２点間の位置決め）は、好ましくは少なくとも±５００ｎｍの精度であり、より好ましくは少なくとも±２５０ｎｍの精度であり、最も好ましくは少なくとも±１００ｎｍの精度である。溝角の精度は、少なくとも±２分角（±０．０３３°）の精度であり、より好ましくは少なくとも±１分角（±０．０１７°）の精度であり、最も好ましくは少なくとも±１／２分角（±０．００８３°）の精度である。さらに、分解能（すなわち、現在の軸の位置を検出する溝形成装置の能力）は、典型的には精度の少なくとも約１０％である。したがって、精度が±１００ｎｍである場合、分解能は少なくとも±１０ｎｍである。短い距離（すなわち１０本の隣接する平行な溝）においては、精度は分解能にほぼ等しい。

持続時間にわたってこのような高精度の複数の溝を一貫して形成するために、工程の温度は±０．１℃以内、好ましくは±０．０１℃に維持される。さらに、溝角の許容誤差を維持するために、マスター中のすべての溝は、最初に最終深さよりも約１０μｍ浅い深さで大まかに切削し、続いて交互の方向に仕上切削することが好ましい。図１に示されるように、第１の溝１，１（すなわち第１の組，第１の溝）仕上切削する。第２の溝をとばして、方向が反対であることを除けば同じ方法で第３の溝１，３を仕上切削する。第４の溝をとばし、第５の溝１，５を第１の方向で仕上切削した、などと続き、板の最下部の最後の溝まで続けた。続いて、互い違いの（すなわちとばした偶数番号の）溝を、同じ方法で最下部から最上部まで同じ方法で仕上切削した。続いて第２および第３の溝の組を同じ方法で切削する。

本出願人らは、このような精度で小さなキューブがマスター中に形成される場合、その再帰反射レプリカ（すなわちツーリングおよびシーティング）はモアレ状パターンを示すことを発見した。マスター自体が再帰反射性（たとえば透明なプラスチック）となるように好適な基材からマスターが製造される場合では、マスターもこのモアレ状パターンを示す。ツーリングがマスターから製造される実施態様の場合、ツーリングの製造中にこのパターンが複製される。さらに続いて、このパターンは、再帰反射シーティングがこのようなツーリングから製造されるときにも複製される。したがって、ネガコピー工具を使用してポジコピー再帰反射シーティングが製造される実施態様の場合、再帰反射シーティングの表面は、その製造に使用されたマスターと実質的に同じとなる。

理論によって束縛しようと意図するものではないが、このようなモアレ状パターンが存在するのは、近傍のキューブに照射されて反射される入射光の干渉性によって生じる干渉作用のためであると推測される。光が干渉性となる面積によって、近傍の大きさが決定され、これはキューブの開口部寸法よりも大きい。この近傍全体を画定するキューブの集合体全体が、同じように入射する光に影響を与える。近傍のキューブは可視光波長の一部の範囲内にあり、同一の繰り返し形状を有する。反射された光の電界は、キューブの位置のみによって異なり、個々のキューブの電界の和によって観察されるようなモアレ状パターンが得られると理論づけられる。

理由は十分に理解されてないが、このようなモアレ状パターンの発生は、溝間隔がたとえば０．０１インチ（０．２５４ｍｍ）であるより大型のキューブではあまり見られなかった。したがって、本発明の方法および物品は主として、平均溝間隔（すなわちピッチ）が０．０００５インチ（０．０１２７ｍｍ）〜０．００７インチ（０．１７７８ｍｍ）の比較的小さなキューブに関するものである。さらに、このモアレ状パターンの発生の程度は、ピッチが減少すると増加する傾向にあると推測される。したがって、本発明は、平均溝間隔が０．００４インチ（０．１０１６ｍｍ）未満、好ましくは０．００３５インチ（０．０８８９ｍｍ）未満であるマスターおよび対応する物品の最も有用な製造方法である。

再帰反射要素の製造に使用される技術とは無関係に、これらの要素の横寸法（すなわち対向する側面または構造の間で測定される要素の寸法）は好ましくは０．０００５インチ（０．０１２７ｍｍ）〜０．００７インチ（０．１７７８ｍｍ）の範囲である。要素の横寸法は好ましくは０．００４インチ（０．１０１６ｍｍ）未満であり、より好ましくは０．００３５インチ（０．０８８９ｍｍ）未満である。

本出願人らは、溝位置の変動性のある大きさおよび頻度をマスターの製造方法に導入することによって、このようなパターンの発生を軽減または解消することが可能なことを発見し、ここでこの変動性は、意図的なものであって制御される。これによって、再帰反射の明るさを犠牲にすることなくモアレ状パターンを軽減または解消することができる。溝間隔、溝深さ、またはそれらの組み合わせを変えることによって、溝位置を変動させることができる。

米国特許第６，１６８，２７５号明細書などに記載されるように実質的に異なる寸法のキューブコーナー要素を形成することとは対照的に、本発明においては、マスター、ツーリング、およびシーティングのキューブコーナー要素は変動は比較的小さく、アレイ全体で実質的に同じ寸法となるように、、これは最小のキューブが最大のキューブの寸法と比較して、少なくとも８５％、好ましくは少なくとも９０％となることを意味する。別の点において、同等のシーティングがアレイ全体で一定の溝位置を使用することのみが実質的な差である場合、各キューブの有効開口部は、同等のシーティング中の対応するキューブと実質的に同じである。たとえば、同等のシーティングにおいては溝はアレイ全体で共通の深さおよび一定の間隔［たとえば０．００３５００インチ（０．０８８９００ｍｍ）］を有するが、本発明のシーティングは平均溝間隔が０．００３５００インチ（０．０８８９００ｍｍ）であり、実際の溝間隔は、±０．００００３５インチ（０．０００８８９ｍｍ）の範囲の大きさでこの平均から変動している。本発明においては、変動するキューブコーナー要素（たとえば溝１，２、２，２０、および３，２の交点によって形成されるキューブ）の有効開口部は、溝位置が一定である同等のシーティングの同じ交点によって形成されるキューブコーナー要素と実質的に同じ有効開口部を有する。１個すなわち個々のキューブコーナー要素の有効領域（すなわち有効開口部）は、屈折した入射光線に対して垂直な面上への３つのキューブコーナー面の射影と、同じ面上への第３の反射の画像面の射影との位相的共通部分によって求めることができ、それ自体が求めるものである。有効開口部を決定するための手順の１つは、たとえば、エックハルト（Ｅｃｋｈａｒｄｔ）によって，ＡｐｐｌｉｅｄＯｐｔｉｃｓ，ｖ．１０ｎ．７，Ｊｕｌｙ１９７１，ｐｐ．１５５９−１５６６において議論されている。ストラウベル（Ｓｔｒａｕｂｅｌ）の米国特許第８３５，６４８号明細書でも有効領域または開口部の概念が議論されている。

溝位置の変動の大きさは、溝形成装置の精度（すなわち±分解能）を超える値から溝の組の平均溝間隔の約１／１０までの範囲をとる。したがって、本明細書に記載される意図的な変動の大きさは、機械加工の許容誤差の結果得られる変動よりも大きい。しかしさらに、この変動は、実質的に寸法が異なるキューブコーナー要素を形成するために使用される変動よりも実質的に小さい。人間の肉眼によって検出できる程度に反射光の位相をずらすのに十分大きな変動になるようにするため、変動の大きさは少なくとも１５ｎｍであり、好ましくは少なくとも２５ｎｍであり、より好ましくは少なくとも５０ｎｍであり、より好ましくは少なくとも１００ｎｍである。より精度の低い溝形成装置の場合、変動の最小の大きさは典型的には少なくとも約２００ｎｍであり、好ましくは少なくとも約４００ｎｍである。目標平均溝間隔の１／１０を超える変動では、そのキューブコーナー要素はもはや実質的に同じ寸法および形状ではなない。さらに、溝の少なくとも一方の側のキューブコーナー要素は、実質的に縮小された有効開口部を有し、これによって、ある角度において再帰反射の明るさが低下することがあり、特に溝位置の変動は高頻度で起きる場合、たとえばすべての溝間隔がアレイ全体でランダムに変動する場合にこのようなことが起こりうる。しかし再帰反射の明るさに実質的に影響を与えずにモアレ状パターンの発生を実質的に解消するためには、典型的には溝位置の変動の大きさは溝間隔の約１／１５未満であり、好ましくは約１／２０未満であり、より好ましくは約１／５０未満であり、さらにより好ましくは約１／７５未満であり、最も好ましくは約１／１００以下である。

モアレ状パターンの発生を顕著に軽減するためには、３つの組の少なくとも１つにおいて少なくとも１０本ごとの溝を上述の大きさまで変動させることであり、これはアレイ全体で、１つの溝の組中の９本以下の連続する平行な溝が同一の深さ（たとえば０．００１５００インチ（０．０３８１ｍｍ））および一定の溝間隔（たとえば０．００３２００インチ（０．０８１２８ｍｍ））±精度を有することを意味する。さらに軽減するためには、少なくとも１つの組において少なくとも８本ごとの溝、好ましくは少なくとも１つの組において少なくとも７本ごとの溝、より好ましくは少なくとも１つの組において少なくとも６本ごとの溝を変動させる。しかし、大きく軽減するためには、少なくとも１つの組において少なくとも５本ごとの溝、好ましくは少なくとも４本ごとの溝、より好ましくは少なくとも３本ごとの溝の間隔を変動させる。実質的に軽減するためには、１つおきの溝またはすべての溝位置が変動する頻度で、この変動が導入される。

少なくとも２つの組において、上記の頻度で溝位置を変動させると、１つの溝の組のみでこのような変動を導入するよりも好ましいと推測される。さらに、このような変動を３つの組すべてで導入すると最も好ましいと推測される。したがって、本発明では溝位置の変動の頻度の１０００通りの組み合わせについて説明する。

十分な変動を導入すると、近傍のキューブの有意な部分で位相のずれが起こり、その部分はもはや入射光によって同じように影響を受けることがない。典型的には、近傍のキューブの少なくとも１０％は、光が移動する媒体中でランダムに位相がずれる。マイクロプリズム基材を光が通過する場合においては、媒体とマイクロプリズム基材とは同じものである。基材の微細構造面から光が再帰反射されるその他の構造の場合、媒体は微細構造面と隣接する材料である。好ましくは、このずれはランダムであるが、その理由は規則的なパターン中では近傍のキューブの位相のぞれによって異なる光学干渉パターンが発生しうると推測されるからである。位相がずれるキューブのパーセント値は、溝位置の変動が導入される頻度と関連がある。モアレ状パターンの発生を有意に軽減するためには溝位置を変動させる頻度を高くすることが好ましいので、同様に、近傍のキューブの好ましくは少なくとも２０％、より好ましくは少なくとも３０％、さらにより好ましくは少なくとも４０％、さらにより好ましくは少なくとも５０％は、キューブの位相がずれるように形成される。発生を解消するためには、好ましくは少なくとも６０％、より好ましくは少なくとも７０％、さらにより好ましくは少なくとも８０％、最も好ましくは９０％以上の近傍のキューブの位相がずらされる。

変動の大きさはある繰り返しパターンで導入することができるが、変動の大きさをランダムまたは疑似ランダム方法で得ることが好ましい。指定の範囲内で乱数を発生させるのに好適な、商品名「マイクロソフト・エクセル９７ＳＲ−２」（ＭｉｃｒｏｓｏｆｔＥｘｃｅｌ９７ＳＲ−２）で市販されるコンピュータソフトウェアなどの種々のコンピュータソフトフェアプログラムが入手可能である。指定の数の範囲内で乱数を発生させるためには、以下の一般式を使用することができ：
ＲＮＤ＊（ＵＬ−ＬＬ）＋ＬＬ
式中、ＲＮＤは０〜１の間の乱数であり、ＵＬは範囲の上限であり、ＬＬは範囲の下限である。たとえば、目標の溝間隔が０．００３２００００インチ（０．０８１２８０ｍｍ）である場合、上限を０．００００３２インチ（０．０００８２ｍｍ、すなわち目標溝間隔の１／１００）とすることができ、下限は−０．００００３２インチである。したがって、式はＲＮＤ＊（０．００００３２−−０．００００３２）＋−０．００００３２、すなわちＲＮＤ＊（０．００００６４）−０．００００３２と書くことができる。

典型的には、溝間隔、溝深さ、および溝角が各溝全体で一定となるように、ダイヤモンド工具を使用して溝が基材中に形成される。したがって、溝位置の変動の大きさは溝全体で同じである。しかし別の方法では、溝は、ランダムまたは繰り返しパターンのいずれかで波形または不規則に切断することができ、それによって溝位置はキューブ間で変動したり、１つのキューブの境界に沿って変動したりすることができる。あるいは、このようなモアレ状パターンを有する再帰反射シーティングが得られるあらかじめ形成されたマスターの溝を、上述の大きさおよび頻度で変化させることができる。たとえば、溝位置が修正されるように溝を再切削することができる。しかし典型的には、さらなる機械加工が含まれることを考えると、このことはあまり好ましくはない。

溝が形成される基材に依存するが、溝が好適な透明プラスチック基材中に形成されるような場合には、マスター自体が再帰反射物品として有用となりうる。しかし典型的には、金属板を基材として使用する場合などでは、マスター自体は再帰反射性ではない。再帰反射シーティングの製造に好適な寸法のマスター工具を製造するために、マスターの溝が形成された面に電気めっきしてネガコピーを形成し、続いてネガコピーに電気めっきしてポジコピーを形成し、ポジコピーに電気めっきして第二世代のネガコピーを形成するなどによって、複数のツーリング（タイルとも呼ばれる）が製造される。電気めっき技術は一般に知られており、たとえばプリコーン（Ｐｒｉｃｏｎｅ）らに付与された米国特許第４，４７８，７６９号明細書および第５，１５６，８６３号明細書に記載されている。続いて、このようなツーリングを合わせてタイル張りすることで、所望の寸法のマスター工具を組み立てることができる。

継ぎ合わされたタイルの間の境界面において溝位置の変動を導入するために、タイル張り方法が好適となる場合もあることが分かる。しかし典型的には、タイルは寸法が比較的大きく、そのため、モアレ状パターンの発生を十分軽減するためには、タイル張りによって得られる溝位置の変動では頻度が不十分となる。しかし、タイルが十分に小さく約１／４インチ（０．６３５ｃｍ）未満であれば、タイル張りによってモアレ状パターンを軽減することも可能である。このような「微細な」タイル張りのためにはさらなる製造時間が必要となるので、この方法はあまり好ましくない。さらに、タイル張りによって得られる溝位置の変動は、タイル内部（すなわちサブアレイ）のモアレ状パターンの発生には影響を与えない。

再帰反射シートは、一体型の材料として製造されることが好ましく、すなわち、キューブコーナー要素が相互に連結して成形型の寸法全体で連続相となり、個々の要素およびそれらの間の連結部が同じ材料を含むことが好ましい。マイクロプリズム表面とは反対側のシーティング表面は、典型的には平滑で平面的であり、「ランド層」とも呼ばれる。このランド層の厚さは典型的には約０．００１インチ（２５μｍ）〜約０．００６インチ（１５０μｍ）の範囲であり、好ましくは少なくとも０．００２インチ（５０μｍ）〜０．００３インチ（７５μｍ）である。このようなシーティングの製造は、流体樹脂組成物をマスター工具上に注型し、組成物を硬化させてシートを形成することにより通常は行われる。

しかし場合によっては、特開平０８−３０９８５１号公報および米国特許第４，６０１，８６１号明細書（プリコーン（Ｐｒｉｃｏｎｅ））などに記載されるように、溝が形成されたマスターまたはそのポジコピーを、再帰反射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。あるいは、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、キューブコーナー要素をあらかじめ形成されたフィルムに注型することによって、またはあらかじめ形成されたフィルムをあらかじめ形成されたキューブコーナー要素に積層することによって、層状製品として再帰反射シーティングを製造することができる。この場合、個々のキューブコーナー要素は、あらかじめ形成されたフィルムによって相互に連結される。さらに、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。

本発明の再帰反射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、所望の構造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、屈折率が約１．５であるアクリル樹脂、たとえばローム・アンド・ハース・カンパニー（ＲｏｈｍａｎｄｏＨａａｓＣｏｍｐａｎｙ）製造のプレキシグラス（Ｐｌｅｘｉｇｌａｓ）ブランド樹脂；屈折率が約１．５９であるポリカーボネート；反応性材料、たとえば熱硬化性アクリレートおよびエポキシアクリレート；Ｅ．Ｉ．デュポン・ドゥ・ヌムール・アンド・カンパニー（Ｅ．Ｉ．ＤｕｐｏｎｔｄｅＮｅｍｏｕｒｓａｎｄＣｏ．，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型アイオノマー；（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特に好適であり、その理由は、靭性があり比較的屈折率が高く、このことはより広範囲の照射角にわたる改善された再帰反射性能に寄与するからである。これらの材料としては染料、着色剤、顔料、ＵＶ安定剤、またはその他の添加剤を挙げることもできる。金属コーティングなどの鏡面反射コーティングを、キューブコーナー要素の裏面に設けることができる。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的析出などの公知の技術によって適用することができる。プライマー層をキューブコーナー要素の裏面に適用して、金属コーティングの付着を促進させることができる。金属コーティングに加えてまたはその代わりに、キューブコーナー要素の裏側に封止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号明細書および第５，１１７，３０４号明細書を参照されたい。封止フィルムは、キューブの裏面において空気界面を維持し、これによって界面における全内部反射が可能となり、汚れおよび／または水分などの汚染物質の侵入が防止される。

キューブコーナー再帰反射シーティングを基材に固定できるようにするため、キューブコーナー要素または封止フィルムの裏側に接着剤層を設けることもできる。好適案基材としては、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、たとえばポリメタクリル酸メチル、ポリエステル、ポリアミド、ポリフッ化ビニル、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン、ならびにこれらの材料および他の材料から製造される種々の積層体が挙げられる。

本発明の再帰反射シーティングは、再帰反射輝度が高いことから、交通標識、路面標示、自動車の標示、および個人用安全用品などの種々の用途に有用である。ＣＩＥ出版番号５４により推奨されるように、−４°照射、０°方向、０．２°観察で測定される再帰反射係数Ｒ_Aが典型的には少なくとも約１００カンデラ／ルクス／平方メートル、好ましくは少なくとも約３００カンデラ／ルクス／平方メートル、より好ましくは少なくとも約８００カンデラ／ルクス／平方メートルである。本発明のシーティングは、特に、比較的大きなキューブを有するキューブコーナーシーティングと比較すると、製造が容易であるという点で好都合である。

本発明の実施の形態を含めて、それに関連する態様を列挙する。
１．交点がキューブコーナー要素のアレイを形成するように基材中に３組のＶ字型溝を形成することによるマスターの製造方法であって、各組中の前記溝は０．０００５インチ（０．０１２７ｍｍ）〜０．００７０インチ（０．１７７８ｍｍ）の範囲の平均溝間隔を有する位置で形成され、少なくとも１つの組中の少なくとも１０本ごとの溝の溝位置が、約１５ｎｍから平均溝間隔の約１／１０までの範囲の大きさで隣接する平行な溝から変動するように各溝が形成される方法。
２．前記大きさが前記平均溝間隔の１／１５未満である、第１項に記載の方法。
３．前記大きさが前記平均溝間隔の１／２０未満である、第１項に記載の方法。
４．前記大きさが前記平均溝間隔の１／５０未満である、第１項に記載の方法。
５．前記大きさが前記平均溝間隔の１／７５未満である、第１項に記載の方法。
６．前記大きさが前記平均溝間隔の約／１００以下である、第１項に記載の方法。
７．前記溝が、１０本の連続した溝の距離で少なくとも±１０ｎｍの溝位置精度で形成される、第１項に記載の方法。
８．溝位置の変動の前記大きさが少なくとも２００ｎｍである、第１項に記載の方法。
９．前記溝が、少なくとも±１００ｎｍの溝位置精度で形成される、第８項に記載の方法。
１０．溝位置の変動の前記大きさが少なくとも４００ｎｍである、第１項に記載の方法。
１１．前記溝が、少なくとも±２００ｎｍの溝位置精度で形成される、第１０項に記載の方法。
１２．交点がキューブコーナー要素のアレイを形成するように基材中に３組のＶ字型溝を形成することによるマスターの製造方法であって、各組中の前記溝は、１０本の連続した溝の距離での溝位置精度が約±１０ｎｍ〜約±５００ｎｍの範囲で形成され、前記３組の中の少なくとも１つの中の少なくとも１０本ごとの溝が、約１５ｎｍから平均溝間隔の約１／１０までの範囲の大きさで隣接する平行な溝から変動する方法。
１３．前記大きさが前記平均溝間隔の１／１５未満である、第１２項に記載の方法。
１４．前記大きさが前記平均溝間隔の１／２０未満である、第１２項に記載の方法。
１５．前記大きさが前記平均溝間隔の１／５０未満である、第１２項に記載の方法。
１６．前記大きさが前記平均溝間隔の１／７５未満である、第１２項に記載の方法。
１７．前記大きさが前記平均溝間隔の１／１００以下である、第１２項に記載の方法。
１８．溝位置の変動の前記大きさが少なくとも２００ｎｍである、第１２項に記載の方法。
１９．溝位置の変動の前記大きさが少なくとも４００ｎｍである、第１２項に記載の方法。
２０．少なくとも７本ごとの溝の位置が変動する、第１〜１９項のいずれか１項に記載の方法。
２１．少なくとも５本ごとの溝の位置が変動する、第１〜１９項のいずれか１項に記載の方法。
２２．少なくとも３本ごとの溝の位置が変動する、第１〜１９項のいずれか１項に記載の方法。
２３．実質的にすべての溝の位置が変動する、第１〜１９項のいずれか１項に記載の方法。
２４．少なくとも２つの組が変動する、第２０項に記載の方法。
２５．少なくとも２つの組が変動する、第２１項に記載の方法。
２６．少なくとも２つの組が変動する、第２２項に記載の方法。
２７．少なくとも２つの組が変動する、第２３項に記載の方法。
２８．前記３組のそれぞれが変動する、第２０項に記載の方法。
２９．前記３組のそれぞれが変動する、第２１項に記載の方法。
３０．前記３組のそれぞれが変動する、第２２項に記載の方法。
３１．前記３組のそれぞれが変動する、第２３項に記載の方法。
３２．前記大きさが、ランダムなまたは疑似ランダムな方法によって得られる、第１〜１９項のいずれか１項に記載の方法。
３３．前記変動した溝位置が一定の溝深さおよび変動した溝間隔を有する、第１〜１９項のいずれか１項に記載の方法。
３４．前記変動した溝位置が一定の溝間隔および変動した溝深さを有する、第１〜１９項のいずれか１項に記載の方法。
３５．前記変動した溝位置が変動した溝間隔および変動した溝深さを有する、第１〜１９項のいずれか１項に記載の方法。
３６．前記キューブコーナー要素が傾斜していない第１〜１９項のいずれか１項に記載の方法。
３７．前記キューブコーナー要素の少なくとも一部が傾斜している、第１〜１９項のいずれか１項に記載の方法。
３８．前記溝が少なくとも±２分角の溝角精度で形成される、第１〜１９項のいずれか１項に記載の方法。
３９．前記溝が少なくとも±１分角の溝角精度で形成される、第１〜１９項のいずれか１項に記載の方法。
４０．前記溝が少なくとも±１／２分角の溝角精度で形成される、第１〜１９項のいずれか１項に記載の方法。
４１．前記マスターが再帰反射性である、第１〜１９項のいずれか１項に記載の方法。
４２．前記マスターから反射される光がモアレ状パターンを実質的に有さない第４１項に記載の方法。
４３．キューブコーナー要素を形成することによるマスターの製造方法であって、前記要素は平面図における横寸法が、アレイ全体にわたって０．０００５インチ（０．０１２７ｍｍ）〜０．００７インチ（０．１７７８ｍｍ）の範囲であり、少なくとも１０％の近傍のキューブは、前記キューブから再帰反射された光が可視光波長の少なくとも１／１０だけ位相がずれるように前記キューブが不規則にずれるように形成される方法。
４４．少なくとも５０％の近傍のキューブが、前記キューブから再帰反射された光が可視光波長の少なくとも１／１０だけ位相がずれるように前記キューブがずれるように形成される、第４３項に記載の方法。
４５．少なくとも８０％の近傍のキューブが、前記キューブから再帰反射された光が可視光波長の少なくとも１／１０だけ位相がずれるように前記キューブがずれるように形成される、第４３項に記載の方法。
４６．近傍のキューブが、前記キューブから再帰反射された光が可視光波長の少なくとも１／４だけ位相がずれるように前記キューブがずれるように形成される、第４３〜４５項のいずれか１項に記載の方法。
４７．第１〜１９項、第２４〜３１項、および第４２〜４５項のいずれか１項に記載のマスターを提供するステップと、
前記マスターに電気めっきしてネガツーリングを形成するステップと、
前記ツーリングを前記マスターから取り外すステップと、
任意選択で、前記ネガツーリングに少なくとも１回電気めっきして、少なくとも１つのポジツーリングを形成するステップと、
任意選択で、前記ポジツーリングまたはネガツーリングに電気めっきして複数世代のツーリングを形成するステップとを含む、ツーリングの製造方法。
４８．第４７項に記載のマイクロプリズム表面を有するツーリングを提供するステップと、
流体樹脂組成物を前記ツーリングのマイクロプリズム表面上に注型するステップと、
前記組成物を硬化させてシートを形成するステップと、
前記ツーリングを取り外すステップとを含む、再帰反射シーティングの製造方法。
４９．前記樹脂組成物が透明である、第４８項に記載の方法。
５０．前記樹脂組成物がポリカーボネートである、第４８項に記載の方法。
５１．第４８項に記載のマイクロプリズム表面を有するツーリングを提供するステップと、
成形用基材を提供するステップと、
前記ツーリングの前記マイクロプリズム表面を前記基材と接触させて、前記マイクロプリズム表面のレプリカを前記基材上に形成させるステップと、
前記ツーリングを取り外すステップとを含む、再帰反射シーティングの製造方法。
５２．前記成形用基材が透明である、第５１項に記載の方法。
５３．前記成形用基材がポリカーボネートである、第５２項に記載の方法。
５４．反射性コーティングを前記基材に適用するステップをさらに含む第４８〜５２項のいずれか１項に記載の方法。
５５．ａ）モアレ状パターンが発生するツーリングを提供するステップと、
ｂ）各タイルの少なくとも１つの寸法が約１／４インチ（６．３５ｍｍ）未満となるように、１つ以上のツーリングをタイル張りするステップと、を含む反射シーティングの製造方法。
５６．キューブコーナー要素のアレイを有するポリマーシートを含み、前記要素が、３組の平行に交差するＶ字型溝から形成される再帰反射シーティングであって、各組中の前記溝が、０．０００５インチ（０．０１２７ｍｍ）〜０．００７インチ（０．１７７８ｍｍ）の範囲の平均溝間隔を有する位置で形成され、前記３組の少なくとも１つの中の少なくとも１０本ごとの溝の前記溝位置が、約５０ｎｍから平均溝間隔の約１／１０までの範囲の大きさで隣接する平行な溝と異なる再帰反射シーティング。
５７．前記大きさが前記平均溝間隔の１／１５未満である、第５６項に記載の再帰反射シーティング。
５８．前記大きさが前記平均溝間隔の１／２０未満である、第５６項に記載の再帰反射シーティング。
５９．前記大きさが前記平均溝間隔の１／５０未満である、第５６項に記載の再帰反射シーティング。
６０．前記大きさが前記平均溝間隔の１／７５未満である、第５６項に記載の再帰反射シーティング。
６１．前記大きさが前記平均溝間隔の１／１００以下である、第５６項に記載の再帰反射シーティング。
６２．溝位置の変動の前記大きさが少なくとも２００ｎｍである、第５６項に記載の再帰反射シーティング。
６３．溝位置の変動の前記大きさが少なくとも４００ｎｍである、第５６項に記載の再帰反射シーティング。
６４．少なくとも７本ごとの溝の位置が変動する、第５６〜６３項のいずれか１項に記載の再帰反射シーティング。
６５．少なくとも５本ごとの溝の位置が変動する、第５６〜６３項のいずれか１項に記載の再帰反射シーティング。
６６．少なくとも３本ごとの溝の位置が変動する、第５６〜６３項のいずれか１項に記載の再帰反射シーティング。
６７．実質的にすべての溝の位置が変動する、第５６〜６３項のいずれか１項に記載の再帰反射シーティング。
６８．前記溝位置が一定の溝深さを有し溝間隔が相違する、第５６〜６３項のいずれか１項に記載の再帰反射シーティング。
６９．前記溝位置が一定の溝間隔を有し溝深さが相違する、第５６〜６３項のいずれか１項に記載の再帰反射シーティング。
７０．前記溝位置の溝間隔が相違し溝深さが相違する、第５６〜６３項のいずれか１項に記載の再帰反射シーティング。
７１．前記キューブコーナー要素が傾斜していない第５６〜６３項のいずれか１項に記載の再帰反射シーティング。
７２．前記キューブコーナー要素の少なくとも一部が傾斜している、第５６〜６３項のいずれか１項に記載の再帰反射シーティング。
７３．前記シーティングがモアレ状パターンを実質的に有さない第５６〜６３項のいずれか１項に記載の再帰反射シーティング。
７４．連続するランド層によって相互に連結されたキューブコーナー要素のアレイを有するポリマーシートを含み、前記要素が、交差するＶ字型溝から形成される再帰反射シーティングであって、前記溝が、０．０００５インチ（０．０１２７ｍｍ）〜０．００７インチ（０．１７７８ｍｍ）の範囲の平均溝間隔を有し、前記シーティングがモアレ状パターンを実質的に有さない再帰反射シーティング。
７５．前記キューブコーナー要素が、前記アレイ全体にわたって実質的に同じ寸法である、第７４項に記載の再帰反射シーティング。
本発明の目的および利点を以下の実施例によってさらに説明するが、実施例に記載される個々の材料およびそれらの量、ならびにその他の条件および詳細は、本発明を不当に限定するために構成されたものではない。

比較例Ａ
機械加工可能な金属で構成される直径９インチ（２２．８６ｃｍ）×厚さ約１インチのブロックを使用してマスターを作製した。このブロックは、約０．００５インチ（０．１２７ｍｍ）隆起した４．７５インチ（１２．０６ｃｍ）の正方形部分を有するように機械加工した。このブロックを、溝間隔および溝深さの精度（すなわち２点間の位置決め）が少なくとも±１００ｎｍであり、分解能（すなわち、現在の軸の位置を検出するレーザー干渉計位置決め装置の能力）が少なくとも±１０ｎｍである溝形成装置上に配置した。

Ｋ＆Ｙダイヤモンド（Ｋ＆ＹＤｉａｍｏｎｄ）（ニューヨーク州ムーアズ（Ｍｏｏｅｒｓ，ＮＹ））またはチャードン・ツール（ＣｈａｒｄｏｎＴｏｏｌ）（オハイオ州チャードン（Ｃｈａｒｄｏｎ，ＯＨ））より購入可能な数種類のダイヤモンド工具について、各工具が好適であるかを確認する検査を行った。各ダイヤモンド工具は、２０００倍の白色光顕微鏡で評価して、ダイヤモンドチップ１０ミル（２５０μｍ）以内の表面に傷がないことを確認した。機械加工可能な基材に試験切削を行い、その試験切削をワイコ（Ｗｙｋｏ）より商品名「ＲＳＴ」で入手した顕微干渉計で評価して、粗さの平均が３ｎｍ未満であり、山対谷粗さが１０ｎｍ未満であることを確認することによって、各ダイヤモンド工具の表面仕上も検査した。ダイヤモンドチップは、０．００００３インチ（０．０００７６ｍｍ）〜０．００００５インチ（０．００１２７０ｍｍ）の範囲の寸法の平坦部分を有した。ブロックの隆起した中央部分にＶ字型溝を形成できるように、好適なダイヤモンド工具を溝形成装置上に固定した。試験ブロックおよびマスターブロック中に各溝を形成する間、溝形成装置、ブロック、およびダイヤモンド工具の温度を２０℃±０．０１℃に維持した。１インチ立方の試験ブロックに切削することによってダイヤモンド工具の調整を行った。試験ブロックへの切削は、±３０秒角（０．００８°）の許容誤差に溝角が調整されるようダイヤモンド工具を繰り返し調整し、溝表面の面を光学的に参照して精密回転テーブルおよび顕微干渉計に対して得られる角度を測定することによって行った。好適な精密回転テーブルはＡＡゲージ（ＡＡＧａｇｅ）（ミシガン州スターリングハイツ（ＳｔｅｒｌｉｎｇＨｅｉｇｈｔｓ，ＭＩ））より市販されており、一方好適な顕微干渉計はザイゴ・コーポレーション（ＺｙｇｏＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）（コネチカット州ミドルフィールド（Ｍｉｄｄｌｅｆｉｅｌｄ，ＣＴ））およびビーコ（Ｖｅｅｃｏ）の一部門であるワイコ（Ｗｙｋｏ）（アリゾナ州トゥーソン（Ｔｕｃｓｏｎ，ＡＺ）より市販されている。

マスターに対する溝角の許容誤差を維持するため、最小目標溝角よりも約１°小さいダイヤモンド工具を使用して、３組すべての各溝を順次大まかに切削した。目標深さよりも１０μｍ浅い深さとなり、山対谷表面仕上が０．０００００２インチ（０．００００５１ｍｍ）となるまで、各溝を前後に大まかに切削した。ダイヤモンドの摩耗を最小限にするため、０．０００００１インチ（０．００００２５ｍｍ）の山対谷表面仕上で交互の方向にマスターに仕上の溝を切削した。第１の溝を第１の方向に仕上切削した。第２の溝をとばして、方向が反対であることを除けば同じ方法で第３の溝を仕上切削した。第４の溝をとばし、第５の溝を第１の方向で仕上切削し、板の最下部の最後の溝が形成されるまで同様の方法を続けた。続いて、平均表面粗さが引き続き３ｎｍ以下であり溝角が３０秒角（０．００８°）を超えて変化することがないことを確認するために、前述した方法でダイヤモンド工具の摩耗を検査した。続いて、互い違いの（すなわちとばした偶数番号の）溝を、同じ方法で最下部から最上部まで同じ方法で仕上切削した。続いて第２および第３の溝の組を同じ方法で切削し、互い違いの溝を切削する前にはダイヤモンド工具の検査を行った。さらに、各溝の組の後でダイヤモンド工具を交換し、試験ブロックを使用して調整を行った。

各比較例では、アレイ全体で各組の溝間隔を一定にして溝を形成した。比較例Ａでは、第１の溝の組をマスター板に、ピッチ（すなわち溝間隔）０．００３２００インチ（０．０８１２８０ｍｍ）、溝角６７．３０１°、および切削角０°で切削する。第２の溝の組はマスター板に、それぞれピッチ０．００３１０２インチ（０．０７８７９１ｍｍ）、溝角７２．０８１°、および切削角＋６１°（第１の方向に対して）で切削する。第３の溝の組は、それぞれ０．００３１０２インチ（０．０７８７９１ｍｍ）、７２．０８１°および−６１°（第１の方向に対して）のピッチ、溝角、および切削角で切削する。第１、第２、および第３の方向における溝深さは、各キューブの高さが約０．００１４７６インチ（０．０３７４９０ｍｍ）となるように選択した。

マスターを溝形成装置から取り外した。米国特許第４，４７８，７６９号明細書および同第５，１５６，８６３号明細書に記載されるようなマスターのニッケル電気鋳造によってマスターからツーリングを作製した。工具によってマスターと実質的に同程度の精度のキューブが形成されるように、複数世代のポジコピーおよびネガコピーを作製した。電気鋳造したネガ工具を使用して、厚さが約２００μｍであり屈折率が約１．５９であるポリカーボネートフィルムの上に工具のパターンを付与した。このネガ工具には、図２に示されるようなモアレ状パターンを有することが観察された。この工具を圧縮成形プレス中で使用して、温度約３７５°Ｆ（１９１℃）〜３８５°Ｆ（１９６℃）、圧力約１６００ｐｓｉ、および滞留時間２０秒で加圧を行った。成形されたポリカーボネートを次に５分間かけて約２００°Ｆ（１００℃）まで冷却した。得られたシーティングは、一定の溝間隔を有する複数のキューブコーナー要素を含む構造化面を有し、要素の基部は連続したランド層の同じ面内で規則的に連結し、このランド層は反対側の面では実質的に平滑で平坦であり、そのためランド層の存在がシーティングの再帰反射特性を損なうことはなかった。

比較例Ａに記載される方法と同じ方法で作製した０．００３５００インチ（０．０８８９００ｍｍ）未満の一定溝間隔を有する再帰反射シーティングについて、観察者の鼻から離して保持される通常のフラッシュライトの光を、再帰反射シーティングの面に対して垂直に照射することによって評価した。約２フィートの距離で、同じ観察者の肉眼で観察すると、シーティングから再帰反射された光はモアレ状パターンを示した。ＣＩＥ標準光源Ａ（ＣＩＥＳｔａｎｄａｒｄＩｌｌｕｍｉｎａｎｔＡ）に指定される光をフラッシュライトの代わりに使用して観察者の肉眼で観察した場合にも、このモアレ状パターンが再帰反射された。このモアレ状パターンは約１００フィート離れても明確に見ることができる。再帰反射係数Ｒ_Aを、ＣＩＥ出版番号５４により推奨されるように、−４°照射、０°方向、０．２°観察で測定した。試料の全領域にわたる９点の読取値を平均すると７６４カンデラ／ルクス／平方メートルであり、標準偏差は３６カンデラ／ルクス／平方メートルであった。

比較例Ｂ
比較例Ａの再帰反射シーティングのキューブコーナー面に、厚さ約９５０Åの厚さで蒸着させることによってアルミニウムをコーティングした。

得られた再帰反射シーティングについて、比較例Ａと同じ方法で評価を行った。このシーティングから再帰反射された光は、モアレ状パターンを示すことが観察された。再帰反射係数Ｒ_Aを、ＣＩＥ出版番号５４により推奨されるように、−４°照射、０°方向、０．２°観察で測定した。試料の全領域にわたる９点の読取値を平均すると１０８５カンデラ／ルクス／平方メートルであり、標準偏差は３７カンデラ／ルクス／平方メートルであった。

比較例Ｃ
比較例Ａに記載される方法と同じ方法でマスターを作製した。ポジコピーのツーリングを使用して、そのツーリングからシーティングを作製した。このネガコピーのシーティングのキューブコーナー構造面に、蒸着によってアルミニウムをコーティングした。

得られた再帰反射シーティングについて、比較例Ａと同じ方法で評価を行った。このシーティングから再帰反射された光は、モアレ状パターンを示すことが観察された。再帰反射係数Ｒ_Aを、ＣＩＥ出版番号５４により推奨されるように、−４°照射、０°方向、０．２°観察で測定した。試料の全領域にわたる９点の読取値を平均すると１９５０カンデラ／ルクス／平方メートルであり、標準偏差は９８カンデラ／ルクス／平方メートルであった。

実施例１
比較例に記載されるものと同じ切削角、溝角、溝深さを使用して３組の溝を形成し、唯一の相違は溝間隔を正確に変動させたことであった。マイクロソフト（Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ）より商品名「マイクロソフト・エクセル９７ＳＲ−２」（ＭｉｃｒｏｓｏｆｔＥｘｃｅｌ９７ＳＲ−２）で市販される乱数発生コンピュータソフトウェアパッケージを使用して、指定の範囲内で溝間隔変動の大きさを生成させた。次式を使用した：
＝ＩＦ（ＭＯＤ（Ａ３，１０）＝０，０，（ＲＡＮＤ（）＊（０．００００３−（−０．００００３））＋（−０．００００３））＊２５．４）
この関数は、セル「Ａ３」からの入力によって実行される。Ａ３が１０で割り切れる場合は０を出力する。Ａ３が１０で割り切れない場合は、その出力は０．００００３〜−０．００００３の間の乱数となる。倍数因子２５．４によって、乱数はミリメートル単位の位置に変換される。この関数は乱数のリストを発生させ、これらの乱数の最初の１２６０個を以下の表Ｉ〜ＩＶに示している。

奇数列は、式の「ＭＯＤ」関数に入力される指数（すなわち式中のセル「Ａ３」）を示している。偶数列は式によって発生した乱数である。この式は、３つすべての組の１０本ごとの溝が、ランダムに変動する溝交点以外に「完全な」交点を有するように選択した。こうすることによって、顕微鏡でマスターを検査して、実際の溝間隔が意図通りであったかを容易に確認することができる。

前述したようにマスターを大まかに切削した後、比較例Ａと同じ方法で交互方向に溝の微細な切削を行った。第１の組の溝では、各溝の溝間隔変動の大きさを、指数２０〜７４３の偶数列に示される乱数に対応させた。したがって、第１の溝の溝間隔は０．００３２００インチ（０．０８１２８０ｍｍ）で変動が０であり、第３の溝の溝間隔は０．００３２００インチ（０．０８１２８０ｍｍ）−０．０００４９０００ｍｍ＝０．００３１８１インチ（０．０８０７９７ｍｍ）となり、第５の溝は溝間隔が０．００３２００インチ（０．０８１２８０ｍｍ）＋０．００００４０００ｍｍ＝０．００３２０２インチ（０．８１３３０８ｍｍ）となり、以下同様に続いた。板の最下部の７４３番目の溝の微細切削の後、互い違いの（すなわちとばした偶数番号の）溝について、指数２０〜７４３で表の偶数列に示される乱数を使用して同じ方法で最下部から最上部まで仕上切削を行った。第２および第３の組の溝も同じ方法で切削し、各溝の溝間隔変動の大きさは、指数２１〜１０４１の偶数列に示される乱数に対応させた。

マスターを溝形成装置から取り外した。比較例Ａに記載される方法と同じ方法でこのマスターからツーリングを作製した。このネガの工具は、図３に示されるようにモアレ状パターンが観察されなかった。次に比較例Ａに記載される方法と同じ方法で、このツーリングからキューブコーナーシーティングを作製した。比較例Ａに記載される方法と同じ方法で得られたシーティングの評価を行った。帰反射係数Ｒ_Aを、ＣＩＥ出版番号５４により推奨されるように、−４°照射、０°方向、０．２°観察で測定した。試料の全領域にわたる９点の読取値を平均すると９９５カンデラ／ルクス／平方メートルであり、標準偏差は７カンデラ／ルクス／平方メートルであった。比較例ＡとのＲ_Aの差は、一部は再帰反射に対するモアレ状パターンの干渉に起因し、一部は異なる平均溝間隔を有する比較例Ａのキューブに起因する。実施例１と比較すると比較例Ａの標準偏差が比較的大きいのは、再帰反射の測定をモアレ状パターンが妨害することによるものと推測される。

実施例２
実施例１の再帰反射シーティングのキューブコーナー面を、蒸着によってアルミニウムでコーティングした。得られた再帰反射シーティングについて、比較例Ａと同じ方法で評価した。このシーティングから再帰反射された光では、モアレ状パターンは観察されなかった。帰反射係数Ｒ_Aを、ＣＩＥ出版番号５４により推奨されるように、−４°照射、０°方向、０．２°観察で測定した。試料の全領域にわたる９点の読取値を平均すると１６７９カンデラ／ルクス／平方メートルであり、標準偏差は７カンデラ／ルクス／平方メートルであった。

実施例３
実施例１に記載される方法と同じ方法でマスターを作製した。ポジコピーのツーリングを使用して、比較例Ａに記載される方法と同じ方法でシーティングを作製した。このネガコピーのキューブコーナー構造面に、比較例Ｂに記載される方法と同じ方法で蒸着によってアルミニウムをコーティングした。得られた再帰反射シーティングについて、比較例Ａと同じ方法で評価した。このシーティングから再帰反射された光では、モアレ状パターンは観察されなかった。帰反射係数Ｒ_Aを、ＣＩＥ出版番号５４により推奨されるように、−４°照射、０°方向、０．２°観察で測定した。試料の全領域にわたる９点の読取値を平均すると２０７５カンデラ／ルクス／平方メートルであり、標準偏差は１１カンデラ／ルクス／平方メートルであった。

３組のＶ字型平行溝を含むマスターの一部の拡大平面図を示している。溝間隔が０．００４インチ（０．１０１６ｍｍ）である実際の６インチ平方（１５．２４センチメートル平方）のマスターは、幅に沿って１５００個のキューブコーナー要素を有し、全面積で合計２百万個になる。この図は、マスターのネガレプリカであった工具から形成された再帰反射シーティングの一部の拡大平面図も表している。アレイ全体にわたって０．００３５００インチ（０．０８８９００ｍｍ）未満の一定の溝間隔を有し、これらの溝は少なくとも±１００ｎｍの精度で切削されたマスターのネガレプリカであったツーリングの写真を示している。この写真は、オリンパスＣ７００（ＯｌｙｍｐｕｓＣ７００）デジタルカメラで約１０フィート（３メートル）の距離からフラッシュを使用して撮影した。溝が少なくとも±１００ｎｍの精度で切削され、溝間隔の９０％がランダムに変動し、平均溝間隔は図２と同じであり、変動の大きさは平均溝間隔の±１／１００の範囲内であるマスターのネガレプリカであったツーリングの写真を示している。

Claims

交点がキューブコーナー要素のアレイを形成するように基材中に３組のＶ字型溝を形成することによるモアレ状パターンのない再回帰性シーティングの製造用マスターの製造方法であって、各組中の前記溝は０．０００５インチ（０．０１２７ｍｍ）〜０．００７０インチ（０．１７７８ｍｍ）の範囲の平均溝間隔を有する位置で形成され、少なくとも１つの組中の少なくとも１０本ごとの溝の溝位置が、１５ｎｍから平均溝間隔の１／１０までの範囲の大きさで隣接する平行な溝から変動するように各溝が形成される方法。
前記溝が、１０本の連続した溝の距離で少なくとも±１０ｎｍの溝位置精度で形成される、請求項１に記載の方法。
溝位置の変動の前記大きさが少なくとも２００ｎｍである、請求項１に記載の方法。
キューブコーナー要素のアレイを有するポリマーシートを含み、前記要素が、３組の平行に交差するＶ字型溝から形成されるモアレ状パターンのない再帰反射シーティングであって、各組中の前記溝が、０．０００５インチ（０．０１２７ｍｍ）〜０．００７インチ（０．１７７８ｍｍ）の範囲の平均溝間隔を有する位置で形成され、前記３組の少なくとも１つの中の少なくとも１０本ごとの溝の前記溝位置が、５０ｎｍから平均溝間隔の１／１０までの範囲の大きさで隣接する平行な溝と異なる再帰反射シーティング。