FR2662819A1 - Materiau microprismatique reflechissant et son procede de fabrication. - Google Patents

Abstract

Un matériau réfléchissant 10 à microprismes comprend une portion de corps présentant une face avant plane et des microprismes 12 étroitement espacés s'étendant sur elle dans un plan espacé de et parallèle à la face avant. Les microprismes comprennent trois faces latérales disposées le long de trois plans d'intersection 14, 16, 18, certains au moins des microprismes comprenant au moins une surface latérale qui est incurvée le long de l'un des plans d'intersection et sur au moins la majeure partie de sa hauteur. Les axes de certaines paires adjacentes de microprismes au moins sont inclinés par rapport au plan d'intersection s'étendant entre eux. Les microprismes réfléchissent la lumière dans six diagrammes d'énergie de sortie s'étendant radialement et espacés circonférentiellement, et 70% au moins de la lumière réfléchie sont situés à l'intérieur d'une dispersion qui ne dépasse pas 0,6degré par rapport aux rayons lumineux qui viennent la frapper. Application à la signalisation en faible lumière.

Description

MATERIAU MICROPRISMATIQUE REFLECHISSANT ET SON PROCEDE DE

FABRICATION

La présente invention concerne un élément en feuille réfléchissant utilisant des éléments en forme de microprismes pour réfléchir les rayons lumineux qui viennent le frapper, et plus particulièrement un revêtement efficace pour déterminer la réflexion de la lumière selon un motif légèrement divergent pour obtenir une concentration de la lumière

dans un angle de visualisation relativement étroit.

Le matériau réfléchissant en feuille est largement utilisé pour une variété d'applications décoratives et de sécurité, et est particulièrement utile quand le besoin de visibilité de nuit est important dans des conditions de faible lumière ambiante Dans les matériaux réfléchissants,les rayons lumineux qui viennent frapper la

surface frontale sont réfléchis en direction de la source d'éclairage.

Dans des situations o les phares ou projecteurs de bateaux ou d'avions ne constituent qu'une unique source d'éclairage, cette capacité de réfléchir l'ensemble des rayons qui viennent les frapper à l'intérieur d'un c 6 ne contrôlé est particulièrement importante pour des

signalisations d'avertissement, des délinéateurs et analogues.

La Minnesota Mining and Manufacturing Corporation a fabriqué des éléments en feuille réfléchissants utilisant de minuscules perles de verre noyées dans une matrice de résine synthétique pour obtenir cette réflexion, et ces matériaux ont été vendus sous la marque déposée de 2 - SCOTCHLITE De tels matériaux sont décrits dans 1 brevet US No 4 637

950 au nom de Bergeson et délivré le 20 janvier 1987.

La cessionnaire du déposant qui est la Reflexite Corporation, a mis sur le marché sous la marque déposée REFLEXITE des matériaux réfléchissants utilisant des éléments en forme de microprismes pour produire cette réflexion De te Ismatériaux sont décrits dans le brevet

US No 3 689 346 au nom de Rowland et délivré le 5 septembre 1972.

Parmi les applications de ces matériaux réfléchissants en feuille figurent les bandes et pièces réfléchissantes pour vêtements de pompiers, vestes et ceintures réfléchissantes, bandes pour poteaux et barils, bandes colorées pour cônes de signalisation, signalisations

pour autoroutes, réflecteurs d'avertissement et analogues.

On sait que des formations en coins cubiques bien réalisées constituent des réflecteurs très efficaces, mais elles ont tendance à concentrer la lumière réfléchie dans une zone très étroite dirigée vers la source lumineuse d'origine Quand il s'agit d'autoroutes et autres applications, il est considéré qu'il est souhaitable de contrôler la divergence des rayons lumineux dans un cône étroit de 0,2 à 2,00 pour augmenter l'angle dans lequel la surface réfléchissante et éclairée peut être vue par des conducteurs, des piétons et analogues qui se

déplacent par rapport à la source de lumière.

Des efforts pour augmenter l'angle de visibilité sont décrits dans l'art antérieur, et une revue de certains de ces documents de l'art

antérieur est donnée dans la partie initiale de la description du

brevet US No 4 588 258 au nom de Hoopman, dans lequel Hoopman décrit l'avantage qu'il y a à incliner les axes optiques de prismes adjacents en direction l'un de l'autre Cette inclinaison et les avantages qui en découlent sont également décrits dans les brevets US antérieurs No 3 541 606 et No 3 923 378 au nom de Heenan, No 4 066 331 au nom de

Lindner et 4 349 598 au nom de White.

Le brevet US No 4 775 219 au nom de Appledorn et al décrit des profils de divergence améliorés obtenus par une répétition de

sous-ensembles de prismes de formes distinctives.

Les brevets US No 1 671 086, 1 743 834 et 1 743 835 au nom de Stimson décrivent des réflecteurs à macro-prismes dont les faces sont 3 incurvées pour déterminer une dispersion contrôlée des rayons lumineux réfléchis. Un but de la présente invention est de fournir un élément en feuille réfléchissant à microprismes qui soit nouveau et permette une dispersion souhaitable et contrôlée de la lumière réfléchie sur un

angle de visualisation de 0,5 pour obtenir une bonne visibilité.

Un but de la présente invention est également de fournir un matériau en feuille réfléchissant pouvant être facilement fabriqué et

possédant un degré de luminosité élevé.

Un autre but de la présente invention est de proposer des procédés de fabrication d'un tel matériau réfléchissant en feuille qui soient relativement simples et relativement économiques, et qui produisent des

matériaux de longue durée de vie.

On a constaté que les buts qui précèdent, et d'autres qui leur sont liés, peuvent être facilement atteints avec un matériau réfléchissant à microprismes comprenant une portion de corps à face frontale plane et des microprismes étroitement espacés et disposés sur elle dans un plan espacé de la face avant et parallèle à celle-ci Les microprismes présentent un espacement entre leurs sommets qui est compris entre 0,15 et 0,64 mm ( 0, 006 et 0,025 pouce) et chacun comprend trois surfaces latérales disposées le long de trois plans d'intersection. Certains des microprismes au moins comprennent au moins une surface latérale qui est incurvée le long de l'un des plans d'intersection et sur au moins la majeure partie de sa hauteur, le rapport entre la longueur du rayon définissant l'arc et la longueur de la base de la surface latérale étant compris entre 40:1 et 90:1, et entraînant une divergence de la lumière réfléchie de 17 à 25 milliradians Les axes des prismes d'au moins certaines paires adjacentes de microprismes sont inclinés de 3 à 100 par rapport à leur plan d'intersection qui s'étend entre eux, les intersections des trois surfaces définissent des angles inclus compris entre 89,8 et 90,20 Les microprismes réfléchissent la lumière selon six diagrammes d'énergie de sortie s'étendant radialement et espacés circonférentiellement, et 70 % au moins de la lumière réfléchie se trouvent à l'intérieur d'une dispersion qui n'est pas supérieure à 0,60 par rapport aux rayons

lumineux qui viennent les frapper.

De préférence, toutes les faces latérales des microprismes sont incurvées le long de leurs plans respectifs, et les faces courbes ont une forme concave. Avantageusement, la portion incurvée s'étend sensiblement sur la totalité de la hauteur des microprismes, et ces derniers sont inclinés de façon à s'écarter les uns des autres Les microprismes ont un espacement entre centres compris entre 0,18 et 3,8 mm ( 0,007 et 0,15 pouce) et définissent des angles inclus compris entre 89,9 et 90,1 ,

l'angle d'inclinaison étant compris entre 6 et 8 .

Dans le procédé de production d'un matériau réflecteur à microprismes, on forme un moule dans lequel sont constituées des cavités pour microprismes étroitement espacées, chacune comprenant trois surfaces latérales orientées le long de trois plans d'intersection, et l'espacement entre les nadirs des cavités étant compris entre 0,15 et 0,64 mm ( 0,006 et 0, 025 pouce) Une surface latérale au moins de chaque cavité est incurvée le long de l'un des plans-qui la définissent et sur au moins la majeure partie de-sa profondeur, et le rapport entre la longueur du rayon définissant l'arc et le bord supérieur de ladite surface latérale de la cavité est compris entre 40:1 et 90:1 Les axes verticaux de certaines paires de cavités adjacentes au moins sont inclinés de 3 à 10 par rapport à leur plan d'intersection s'étendant entre eux, et les intersections des trois surfaces définissent des angles inclus compris entre 89,8 et ,2 . On verse de la résine synthétique dans le moule pour remplir les cavités et y former des microprismes et pour constituer une portion de corps continue sur la surface du moule La portion de corps possède une surface à partir de laquelle font saillie les microprismes, et sa surface opposée est sensiblement plane pour constituer un matériau réfléchissant à microprismes La structure à microprismes en résine

synthétique formée sur le moule en est alors retirée.

Dans le procédé préféré, l'étape de formage consiste en le dépôt d'une formulation de résine fluide dans les cavités, l'application d'un -5 élément en feuille en résine synthétique par dessus, et ensuite à laisser la formulation de résine se durcir et se coller sur l'élément

en feuille.

L'invention sera maintenant décrite en détail de façon non limitative en se référant aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue en plan fragmentaire des éléments en forme de prismes de matériaux réfléchissants classiques utilisant des prismes orthogonaux formés sur un rainurage d'un moule le long de trois axes disposés selon un espacement de 60 et définissant les trois faces inclinées des prismes; la figure 2 est une vue en plan fragmentaire montrant un motif de grille typique d'un adhésif utilisé pour coller le matériau réfléchissant sur un substrat; la figure 3 est une vue en coupe fragmentaire montrant un matériau partiellement métallisé et partiellement supporté par de l'air, montrant schématiquement le parcours suivi par des rayons lumineux typiques venant le frapper; la figure 4 représente un diagramme d'énergie réfléchie typique engendré par le matériau à microprismes des figures 1-3 quand les prismes ont des centres séparés d'environ 0,15 mm ( 0,006 pouce); la figure 5 représente un diagramme d'énergie réfléchie typique engendré par un tel matériau à microprismes quand les centres des prismes sont espacés d'environ 0,36 mm ( 0,014 pouce); la figure 6 représente un diagramme d'énergie réfléchie typique engendré par un matériau à prismes ayant des dimensions de 0,36 mm ( 0,014 pouce) quand les paires de prismes sont inclinées les unes vers les autres; les figures 7 a et 7 b sont des vues partiellement schématiques d'un élément en forme de microprisme à faces incurvées et concaves et montrant par une ligne en tiretés la courbure exagérée; la figure 8 représente l'unique lobe du diagramme d'énergie réfléchie d'une face de prisme incurvée montrée à la figure 7, le prisme n'étant pas incliné; la figure 9 représente l'unique lobe du diagramme d'énergie réfléchie de la face de prisme incurvée si le prisme courbe est 6 - également incliné par rapport à son axe; les figures l Oa et l Ob sont des représentations graphiques engendrées par un ordinateur de la sortie de distribution d'énergie "classique" à six lobes d'une cavité d'un prisme réfléchissant, les figures 8 et 9 ne montrant que l'un de ces six lobes; la figure 11 représente schématiquement l'inclinaison et la courbure des prismes de l'élément en feuille de la figure 13; la figure 12 représente schématiquement les parcours suivis par les rayons lumineux pénétrant dans les prismes de l'élément en feuille de la figure 13; la figure 13 est une vue en plan d'un élément en feuille à microprismes mettant en oeuvre la présente invention, dans lequel les faces des prismes ont une forme incurvée concave comme montré à la figure 7 et dans lequel les paires adjacentes sont inclinées en direction les unes des autres; et la figure 14 représente le diagramme de l'énergie réfléchie de

l'élément en feuille de la figure 13.

Comme indiqué précédemment, l'élément en feuille de la présente invention utilise des microprismes étroitement espacés dont l'une ou plusieurs -des faces présente une courbure relativement peu profonde, et dans lesquels les axes optiques des paires adjacentes sont inclinés l'un par rapport à l'autre De plus, les plans des faces se coupent selon des angles qui ne dévient que légèrement par rapport à 900 Le résultat est que les prismes de l'élément en feuille combinent les effets de trois principes séparés de redirection de l'énergie lumineuse pour obtenir la réflexion de la plus grande partie de la lumière pénétrant dans les prismes à l'intérieur d'un cône étroit dont la divergence est de 0,5 environ et de manière à minimiser la région

de faible puissance à l'intérieur de ce c 8 ne.

L'expression "élément en feuille" qui est utilisée ici se rapporte à des structures en forme de feuilles relativement minces de même qu'à des éléments plus épais, des stratifiés et analogues comprenant une face frontale sensiblement plane sur laquelle viennent frapper les rayons lumineux et qui comprennent une portion de corps sensiblement

transparente aux rayons lumineux.

7 - Pour comprendre les divers effets et leur contribution au résultat recherché, il est avantageux de considérer d'abord le fonctionnement d'un élément en feuille à microprismes sur lequel sont parfaitement formés des prismes à coins cubiques, c'est-à-dire dont les trois faces se coupent sous des angles de 90 , et dont les axes optiques et les axes des prismes coïncident, c'est-à-dire perpendiculairement à la face

frontale de l'élément en feuille.

Comme montré à la figure 1, cet élément en feuille à microprisme est désigné par la référence 10 et comprend des microprismes 12 étroitement espacés, avec des surfaces planes formées par un rainurage s étendant dans les trois plans d'intersection 14, 16 et 18 et qui sont espacés de 60 De façon plus commode, ces réseaux à coins cubiques peuvent être obtenus par un rainurage au moyen d'un outil à diamant à arêtes de coupe linéaires formant entre elles un angle de 70,5290, sous forme d'un jeu de trois gorges se coupant mutuellement à . A la figure 2 est montré un adhésif 20 appliqué avantageusement selon un motif en forme de grille utilisé pour fixer l'élément en feuille à microprismes 10 sur un matériau de support 22 montré à la

figure 3.

Ainsi que cela est connu, les trois surfaces adjacentes réfléchissantes d'un coin cubique font tourner la direction de la lumière incidente sur 1800 et la lumière ressort parallèlement à cette direction d'incidence La réflexion des rayons lumineux qui pénètrent dans les prismes peut être vue à la figure 3 o est montré un dépôt de métal réfléchissant 24 sur certains des prismes 12 alors qu'une interface d'air est montrée pour d'autres prismes 12 Un rayon lumineux 26 qui pénètre par la face avant de l'élément en feuille 10 et qui pénètre dans le prisme 12 est réfléchi par l'interface du matériau du prisme comportant le revêtement métallique 24 vers une autre face du prisme (et est également réfléchi par la troisième face du prisme bien que cela ne soit pas représenté), et est finalement redirigé à partir du prisme 12 en direction de la face avant de l'élément en feuille 10 de laquelle il sort en suivant un parcours sensiblement parallèle à celui du rayon incident, en direction de la source d'origine De façon 8 - similaire, le rayon lumineux 28 est redirigé par les interfaces d'air du prisme qu'il traverse Un rayon lumineux 30 qui pénètre dans l'élément en feuille 10 selon un angle très incliné n'est pas réfléchi par l'interface d'air Un rayon lumineux 32 venant frapper le prisme à proximité de sa base ne frappe, sur son parcours réfléchi, que deux des faces du prisme et manque la troisième face Le résultat est qu'il

n'est pas réfléchi.

Si la surface effective de chaque coin cubique individuel, qui est représentée par une forme hexagonale, a des dimensions suffisamment importantes, elle ne diffracte pas une énergie significative Toute la lumière est renvoyée vers la source et le réflecteur n'est pas alors utile pour obtenir une visibilité dans des applications concernant la circulation en raison de la séparation angulaire entre la source de

lumière et la personne qui la regarde et se trouvant dans une voiture.

Pour de telles applications, il est souhaitable de disperser le faisceau lumineux dans un c 8 ne de sortie d'environ 0,50 On peut choisir la dimension du coin cubique et utiliser l'énergie du premier ordre de diffraction de manière qu'elle tombe dans le cône de sortie de 0,50 La divergence de l'énergie de premier ordre à partir d'une ouverture ronde est égale à: Divergence = 1,2 (rad) 4.= longueur d'onde de la lumière

dt= diamètre de l'ouverture.

L'ouverture hexagonale du coin cubique d'un réseau présente approximativement la même divergence, mais l'énergie du premier ordre de diffraction est concentrée en six points espacés de 60 Alors que l'on peut choisir les cônes du premier ordre de diffraction de manière qu'ils tombent à l'intérieur du c 8 ne de sortie désiré de 0,5 par une sélection de l'espacement du rainurage et la dimension résultant des ouvertures, il existe des régions à l'intérieur du cône de 0,5 de

l'énergie renvoyée dont le niveau d'énergie est sensiblement réduit.

En se tournant maintenant vers la figure 4, celle-ci représente l'effet de la diffraction sur le diagramme d'énergie de sortie d'un élément en feuille à microprismes dans lequel les prismes sont séparés de 0,15 mm ( 0,006 pouce) entre leurs centres Le centre du diagramme 9 - d'énergie est désigné par la référence 32 et la circonférence du cône de sortie de 0,5 est désigné par la référence 34 L'énergie de sortie est concentrée dans la portion de centre d'ordre zéro 36 et dans les six régions 38 espacées radialement et circonférentiellement, avec une région de faible niveau d'énergie entre elles Cette distribution de l'énergie n'est pas souhaitable en raison du degré élevé de variation

du niveau de l'énergie dans l'ensemble du cône de 0,5 .

A la figure 5 est montré le type des diagrammes d'énergie réfléchie qui sont engendrés par un tel élément en feuille à microprisme et dans lequel les microprismes sont séparés de 0,36 am ( 0,014 pouce) par leurs centres de façon à minimiser les effets de la diffraction Dans ce cas, l'énergie est concentrée au point central d'ordre zéro 40 entouré par les diagrammes de diffraction de premier ordre, de second ordre et d'ordre plus élevé 42, 44 et 46 respectivement La partie principale de l'énergie réfléchie est concentrée dans un c 8 ne étroit Il est évident que ceci ne constitue

pas un diagramme souhaitable pour la distribution de l'énergie.

Si les microprismes de cet élément en feuille sont inclinés par groupes, un diagramme d'énergie réfléchie qui est plus non uniforme est

engendré, comme montré schématiquement à la figure 6.

Ainsi que cela a été reconnu par Stimson dans les brevets susmentionnés, le fait de prévoir des surfaces incurvées sur les faces latérales des prismes offre la possibilité de répartir la lumière réfléchie d'une manière contrôlable Cependant, le rayon R utilisé pour ce faire doit être très important quand on le compare à la longueur de

la base L de la face des prismes.

Comme montré à la figure 7, les faces du prisme 12 ont une forme incurvée et concave le long du plan définissant la face, ceci signifiant que la surface est cylindrique et que l'axe du cylindre

s'étend dans le plan du rainurage.

Un lobe de l'énergie réfléchie et engendré par un tel prisme à faces incurvées est montré à la figure 8 La surface incurvée est engendrée en utilisant un rayon R dont le rapport avec la longueur du coté du prisme (L) est de 87,5:1 On peut le calculer de manière qu'il

présente une longueur radiale de 17,44 milliradians.

- La figure 8 montre un lobe de l'énergie réfléchie calculée si une orthogonalité absolue est maintenue à la pointe du prisme Une déviation minimale définie par rapport à l'orthogonalité (allant jusqu'à 0,20) repositionne le faisceau lumineux comme montré à la figure 9, et le diagramme est étalé sur une distance approximativement

égale sur les côtés opposés de l'axe optique.

Aux figures 10 a et l Ob sont représentés les effets du diagramme réfléchi par une déviation par rapport à l'orthogonalité, c'est-à-dire par une augmentation ou une diminution de l'angle inclus entre faces

adjacentes du prisme.

En constituant un élément en feuille dans lequel les faces des microprismes sont toutes les deux incurvées et disposées sous forme de paires inclinées comme montré à la figure 13, l'effet de l'inclinaison alternée est de constituer une ouverture ne présentant pas un centre symétrique (deux axes symétriques perpendiculaires l'un à l'autre) et

donc réduit l'énergie dispersée dans le premier ordre de diffraction.

Un second effet consiste en une couverture plus large qui est obtenue

pour les performances de l'angle d'entrée.

Une paire de coins cubiques adjacents, dont l'un est incliné vers la droite et l'autre vers la gauche, présente une aire effective combinée qui est plus petite qu'avec des coins cubiques non inclinés pour un angle d'entrée de 0 A mesure qu'augmente l'angle d'entrée, un coin cubique gagne en surface effective pour un angle d'inclinaison donné et de ce fait rend la distribution d'énergie plus large L'effet de cette inclinaison est visible aux figures 11 et 12, et le diagramme

de l'énergie réfléchie calculée résultante est visible à la figure 14.

Une combinaison de la dimension des coins cubiques et de la géométrie (de non-orthogonalité limitée) choisie correctement, des faces incurvées et des axes optiques inclinés de paires de coins cubiques adjacentes permet d'obtenir les avantages suivants:

1 Contrôle radial sur six diagrammes d'énergie de sortie.

2 Insensibilité relative sur le plan des performances en raison des déviations de la relation angulaire entre les trois

surfaces adjacentes du cube.

3 Une proportion réduite de l'énergie obéissant à la loi de la il diffraction amenant la lumière à se diriger dans des directions

non souhaitées.

4 Elargissement des performances de l'angle d'entrée dans une orientation. Le diagramme de l'énergie réfléchie de l'élément en feuille de la

présente invention est représenté schématiquement à la figure 14.

La présente invention est applicable à des éléments en feuille à microprismes dans lesquels l'espacement entre centres des prismes est compris entre 0,15 à 0,64 mm ( 0,006 et 0,025 pouce), et de préférence entre 0,18 à 0,38 mm ( 0,007 et 0,015 pouce) Comme on le comprendra, la hauteur des prismes est dictée par l'espacement entre centres du fait

que les prismes sont effectivement orthogonaux.

Avantageusement, les faces des prismes sont toutes de configuration incurvée bien que le fait de ne prévoir cette configuration que sur seulement une ou deux des faces produit des

résultats moins avantageux et moins uniformes.

Pour obtenir des résultats souhaitables, on a déterminé que le rapport entre le rayon de la surface incurvée et la longueur de la base de la face doit être compris entre 40:1 et 90:1, et de préférence entre 80:1 et 90:1 De préférence, la surface incurvée est concave, mais elle

peut être également convexe.

L'angle d'inclinaison (c'est-à-dire l'angle entre l'axe du prisme et l'axe optique) doit être compris dans la fourchette de 3 à 100, et

de préférence de 6 à 8 .

Finalement, il existe une certaine non-orthogonalité dans les intersections des faces des prismes, mais elle doit être limitée à une

déviation de 0,20 et de préférence d'environ 0,10.

La portion de corps de l'élément en feuille présente en général une épaisseur suffisante pour assurer l'intégrité structurelle de l'élément en feuille, c'est-à-dire d'au moins 0,1 mm ( 0,004 pouce) En général, elle tombe dans la fourchette de 0,2 à 2,54 mm ( 0,008 à 0,1 pouce) Si on le désire, elle peut comprendre un stratifié à deux ou plusieurs couches en fonction du procédé de fabrication, des résines qui ont été choisies et des autres caractéristiques désirées pour

l'élément en feuille réfléchissant.

12 - L'élément en feuille à microprismes est avantageusement formé en coulant des prismes sur la surface d'un film qui a pour fonction de constituer le corps, ou en gaufrant un élément en feuille préformé, ou en coulant à la fois le corps et les prismes concurremment En général, les résines utilisées pour couler cet élément en feuille à microprismes sont des formulations thermoplastiques réticulables, et avantageusement ces résines apportent des caractéristiques de souplesse, de stabilité à la lumière et de bonne résistance aux intempéries Dans certains cas, la face avant de l'élément en feuille réfléchissant peut être munie d'un revêtement protecteur, par exemple par application d'une laque ou autre matériau de revêtement D'autres résines qui conviennent pour réaliser l'élément en feuille réfléchissant comprennent des polymères de chlorure de vinyle, des polyesters, des polycarbonates, des polymères de méthyle méthacrylate, des polyuréthannes et des uréthannes

acrylés.

Pour protéger un élément de corps relativement mince pendant le traitement, on peut temporairement coller sur lui un élément de support relativement épais, dont l'épaisseur est généralement comprise entre 0,13 à 0,2 mm ( 0,005 et 0,008 pouce) L'adhésif utilisé pour réaliser le collage temporaire et qui adhère de préférence à l'élément de support est avantageusement un adhésif au silicone appliqué sur une épaisseur de 0, 006 à 0,01 mm ( 0,00025 à 0,0005 pouce) Quand on utilise une polymérisation par des ultraviolets de la résine des prismes, l'adhésif doit être transparent aux rayons lumineux Bien que l'on puisse utiliser diverses résines pour réaliser cet élément de support, on utilise de préférence des polyesters, et particulièrement du térephtalate de polyéthylène, du fait de leur ténacité et de leur résistance relative aux conditions du traitement Comme l'adhésif, l'élément de support doit être transparent au rayonnement ultraviolet utilisé pour provoquer la polymérisation En outre, la surface de l'élément de support doit être traitée pour améliorer l'adhérence

préférentielle de l'adhésif sur la surface de l'élément de support.

Un procédé particulièrement avantageux pour réaliser cet élément en feuille réfléchissant coulé est décrit et revendiqué dans le brevet US No 3 689 346 au nom de Rowland, délivré le 5 septembre 1972, dans 13 - lequel les formations en coins cubiques sont coulées dans un moule de configuration coopérante contenant des évidements à microprismes, puis collées à l'élément en feuille qui est appliqué par dessus pour obtenir une structure composite dans laquelle les formations en coins cubiques font saillie sur une surface de l'élément en feuille. Un autre procédé pour fabriquer cet élément en feuille à microprismes est décrit dans le brevet US No 4 244 683 au nom de Rowland et délivré le 13 janvier 1981, dans lequel les formations en coins cubiques sont produites par un gaufrage d'une longueur d'élément en feuille par un dispositif de gaufrage approprié, les moules comportant des cavités à microprismes formées avec précision et de

manière à empêcher efficacement une retenue d'air.

Ce dernier procédé est utilisé pour former des éléments en feuille en résines acryliques et au polycarbonate alors que le premier procédé s'est révélé très avantageux pour former des éléments en feuille à partir de résines de chlorure de polyvinyle, et plus récemment, des éléments de corps en polyester avec des prismes en des formulations de

résines diverses comprenant des oligomères d'époxy acrylé.

Il est courant de prévoir une feuille de support à l'arrière des microprismes, pour les protéger et constituer une surface lisse pour appliquer la structure sur des surfaces de support Pour effectuer lalamination de cette feuille de support sur l'élément en feuille réfléchissant, on a utilisé généralement des adhésifs et un soudage aux ultrasons. Comme décrit précédemment, l'interface réfléchissante des prismes

peut âtre munie d'un revêtement réfléchissant ou d'une interface d'air.

Dans le mode de réalisation préféré de la présente invention, un revêtement réfléchissant est constitué sur les surfaces de certains au moins des microprismes, et ces revêtements réfléchissants ont été le plus souvent réalisés en aluminium métallisé sous vide ou en un autre dépôt de métal spéculaire, bien que des laques métalliques ou autres

matériaux de revêtement spéculaires aient été également utilisés.

Un matériau de revêtement coloré peut être prévu sur certains des prismes pour qu'ils présentent une coloration pendant le jour Un tel matériau peut être une laque colorée appliquée sur la surface de 14 - l'élément en feuille, un adhésif coloré, ou tout autre dépôt coloré qui revêt les surfaces des prismes Avantageusement, on utilise un adhésif

coloré car il permet le collage du matériau de support sur lui-même.

Un matériau réfléchissant utilisant certains prismes comportant des interfaces d'air réfléchissantes et d'autres qui utilisent un revêtement réfléchissant offre certains avantages et est décrit en détail dans le brevet US No 4 801 193 au nom de Martin et délivré le 31 janvier 1989 Si on le désire, l'élément en feuille réfléchissant peut être obtenu en appliquant le matériau de support sur un matériau partiellement métallisé de manière à conserver l'interface d'air dans

les régions non revêtues.

Pour produire un élément en feuille présentant une coloration pendant le jour, on peut appliquer un revêtement coloré sur la totalité de l'aire d'une surface partiellement métallisée de manière à revêtir directement les prismes non métallisés On applique ensuite le matériau de support Dans un autre mode de réalisation coloré utilisant une interface d'air pour la réflexion, on applique un adhésif coloré selon un certain motif sur la surface des prismes et sur une profondeur supérieure à la hauteur des prismes Quand l'élément de support est laminé sur eux, il est espacé des prismes par l'adhésif et ceci

constitue une interface d'air autour des prismes non revêtus.

Le matériau de support peut être tout matériau approprié En ce qui concerne la souplesse, on utilise un tissu tissé ou vergé, ou en un matériau polymère flexible et durable Les résines qui conviennent comprennent le polyéthylène, le polypropylène, les polyuréthannes, les

polyuréthannes acrylés et les copolymères d'éthylène/acétate de vinyle.

On peut utiliser des tissus en polyester et uréthanne de même que des tissus formés par des fibres naturelles telles que du coton On peut incorporer des ignifuges dans les adhésifs de même que dans le tissu et le support en résine pour transmettre une caractéristique retardatrice

de flamme au matériau réfléchissant.

Bien que l'on puisse utiliser d'autres métaux pour constituer le dépôt de métal spéculaire, qui comprennent l'argent, le rhodium, le cuivre, l'étain, le zinc et le palladium, les procédés préférés et les plus économiques utilisent des dép 8 tsd'aluminium sous vide D'autres techniques de dépôt comprennent le placage sans courant, l'électrodéposition, le dépôt d'ions et le revêtement par pulvérisation. L'étape consistant à faire adhérer l'élément de support à l'élément en feuille réfléchissant peut consister simplement en le passage de l'élément en feuille réfléchissant revêtu d'un adhésif par la zone de pincement d'une paire de rouleaux en même temps que le matériau de support de façon à appliquer la pression nécessaire qui permet l'adhérence Si on utilise un adhésif pouvant être activé par la chaleur, on peut soumettre le revêtement réfléchissant à un préchauffage avant le passage entre les rouleaux, ou bien ces rouleaux peuvent être chauffés pour obtenir l'activation nécessaire Cependant, il est également possible d'avoir recours à un soudage aux ultrasons ou autres techniques pour coller le matériau de support sur l'élément en feuille réfléchissant au moyen du matériau de l'élément de support

lui-même quand il est thermoplastique.

Pour impartir une coloration à la lumière qui est réfléchie pendant la nuit, on peut incorporer une teinture dans la résine utilisée pour former l'élément de corps, et même les prismes En variante à une teinture et ainsi que cela est effectivement nécessaire dans certains systèmes de résines, la coloration peut être déterminée par un pigment finement divisé et bien dispersé; cependant, on constate une certaine perte de pouvoir réfléchissant du fait de la réfraction par les particules de pigment qui se trouvent directement sur le

parcours des rayons lumineux.

Ainsi, on peut voir à la lecture de la description détaillée qui

précède et des dessins annexés que la présente invention permet d'obtenir un matériau réfléchissant à microprismes permettant de répartir de façon souhaitable et contr 8 lée l'énergie lumineuse réfléchie à l'intérieur d'un c 6 ne étroit et qui est efficace pour réfléchir la lumière qui vient le frapper selon un angle d'entrée qui est différent de la perpendiculaire L'énergie lumineuse réfléchie est ainsi concentrée et dispersée de façon raisonnablement uniforme autour d'un c 6 ne qui est raisonnablement étroitement divergent pour faciliter sa détection visuelle par des personnes qui se déplacent par rapport à

la source de lumière d'éclairage.

16 -

Claims (7)

REVENDICATIONS

1 Matériau réfléchissant à microprismes comprenant une partie de corps à face avant plane et des microprismes étroitement espacés s'étendant sur celle-ci dans un plan espacé de et parallèle à ladite face avant, lesdits microprismes présentant un espacement entre leurs sommets compris entre ( 0,15 mm et 0,635 mm), chacun desdits microprismes comprenant trois surfaces latérales disposées le long de trois plans d'intersection: (a) certains au moins desdits microprismes comprenant au moins une surface latérale qui est incurvée le long de l'un desdits plans d'intersection et sur au moins une partie majeure de sa hauteur, le rapport entre la longueur du rayon définissant l'arc et la longueur de la base de ladite surface latérale étant compris entre 40:1 et 90:1 et déterminant une divergence de la lumière réfléchie comprise entre 17 et 25 milliradians; (b) les axes des prismes de certaines au moins des paires adjacentes de microprismes étant inclinés de 3 à 10 par rapport au plan d'intersection s'étendant entre eux; et (c) les intersections des trois surfaces définissant des angles inclus compris entre 89,8 et 90,2 , lesdits microprismes réfléchissant la lumière dans six diagrammes d'énergie de sortie s'étendant radialement et étant espacés circonférentiellement, et dispersés autour d'une région centrale d'ordre zéro, 70 % au moins de la lumière réfléchie étant situés à l'intérieur d'une dispersion ne dépassant pas 0,60 par rapport aux

rayons lumineux venant la frapper.

2 Matériau réfléchissant à microprismes selon la revendication 1, caractérisé en ce que les faces latérales des microprismes sont

incurvées le long de leurs plans respectifs.

3 Matériau réfléchissant à microprismes selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites surfaces incurvées sont concaves et

s'étendent sensiblement sur la totalité de la hauteur des microprismes.

4 Matériau réfléchissant à microprismes selon la revendication 1, caractérisé en ce que les microprismes sont inclinés de façon à

s'écarter les uns des autres.

17 - Matériau réfléchissant à microprismes selon la revendication 1, caractérisé en ce que les angles inclus sont compris entre 89,90 et

,10 et l'angle d'inclinaison est compris entre 6 et 8 .

6 Procédé pour produire un matériau réfléchissant à microprismes, caractérisé en ce qu'il consiste à (a) former un moule comprenant des cavités à microprismes étroitement espacés, dont chacune comporte trois surfaces latérales orientées le long de trois plans d'intersection, l'espacement entre les nadirs desdites cavités étant compris entre ( O 15 mm et 0,635 mm), une surface latérale au moins de chaque cavité étant incurvée le long de l'un des plans la définissant et sur au moins une partie majeure de sa profondeur, le rapport entre la longueur du rayon définissant l'arc et la longueur du bord supérieur de ladite surface latérale étant compris entre 40:1 et 90:1, et les axes verticaux de certaines paires de cavités adjacentes au moins étant inclinés de 3 à 10 par rapport au plan d'intersection s'étendant entre eux, et les intersections des trois surfaces définissant des angles inclus compris entre 89,8 et ,2 , (b) verser la résine synthétique dans ledit moule pour remplir lesdites cavités, y former les microprismes et obtenir une portion de corps continue sur la surface du moule, ladite portion de corps présentant une surface à partir de laquelle font saillie lesdits microprismes, et sa surface opposée étant sensiblement plane pour obtenir un matériau réfléchissant à microprismes; et (c) retirer du moule le matériau réfléchissant à microprismes en résine synthétique formé sur lui, grâce à quoi lesdits microprismes réfléchissent la lumière dans six diagrammes d'énergie de sortie s'étendant radialement et espacés circulairement, 70 % au moins de la lumière réfléchie étant situés à l'intérieur d'une dispersion ne

dépassant pas 0,60 par rapport aux rayons lumineux venant la frapper.

7 Procédé pour produire un matériau réfléchissant à microprismes selon la revendication 6, caractérisé en ce que toutes les faces latérales des cavités sont de forme incurvée le long de leurs plans respectifs. 8 Procédé pour produire un matériau réfléchissant à microprismes 18 - selon la revendication 6, caractérisé en ce que les faces incurvées

desdites cavités sont de forme incurvée et convexe.

9 Procédé pour produire un matériau réfléchissant à microprismes selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdites portions incurvées s'étendent sensiblement sur la totalité de la hauteur des microprismes. Procédé pour produire un matériau réfléchissant à microprismes selon la revendication 6, caractérisé en ce que les axes verticaux

desdites cavités sont inclinés de façon à s'écarter les uns des autres.