微棱鏡母型的制造方法

專利名稱：微棱鏡母型的制造方法
技術領域：
本發明涉及到微棱鏡母型的制造方法，該母型可用于制造立方隅角式返回反射體即入射光大都向光源反射的物體。具體地說，本發明涉及到這樣的微棱鏡母型的制造方法，所述母型可用于制造在道路標識，建筑標識等標識類、汽車、摩托車等車輛的車牌類、衣料、救生設備等安全物品類、告示牌等標記物、可見光或激光反射式傳感器類的反射板中有用的返回反射元件以及由上述返回反射元件構成的返回反射板。
背景技術：
以往周知有入射光向光源反射的返回反射板，利用上述返回反射性的返回反射板在上述利用領域中廣泛的應用。其中，立方隅角式返回反射板等利用返回反射原理的返回反射板要比先有的利用微玻璃球的返回反射板有更優的光返回反射率，由于有這種返回反射性性能，故用途逐年擴大。
但是，立方隅角式返回反射部件從其反射原理來說在直角反射部件(以下簡稱“棱鏡元件”)所具有的光學軸(離構成棱鏡元件的相互成90°角的三個面等距離的軸)與入射光間的角度即入射角在小角度的范圍內會表現出良好的返回反射性，但入射角增加，返回反射效率就會降低，而且，以超出滿足由構成上述返回反射部件的透明媒體的折射率與空氣的折射率之比所決定的內部全反射條件的臨界角的角度入射到棱鏡面的光線在棱鏡元件的界面處不會全反射，大部分光線會在棱鏡的背面透過，從而存在著用于返回反射的入射角度條件受限的缺陷。
作為改善上述缺陷的目的，對用來形成棱鏡的模具的制造方法進行了多種改善的嘗試。以下對以往提出的有代表性的棱鏡模具制造方法進行說明。
(1)銷釘集束法(參照美國專利第1591572號說明書，美國專利第3922065號說明書以及美國專利第2029375號說明書)這是在金屬銷的前端形成棱鏡并將它們捆扎起來以形成棱鏡集合體的方法。其特征在于形成在前端上的棱鏡的結構可以任意變化，適于制造較大的棱鏡，但是，在作為本發明的目的即例如要形成2000個/cm2以上的微棱鏡時卻不實用。
(2)電鍍法(參照美國專利第1591572號說明書，美國專利第3069721號說明書以及美國專利第4073568號說明書)這是一種這樣的六角棱鏡式微棱鏡模具形成方法，所說的模具是這樣得到的，即將具有相互平行的兩個平面的平板重疊起來，沿相對所述平面成直角的方向等間隔地切削出V形槽，從而形成頂角約為90°的連續屋頂形突起群，然后，使形成在各平板上的屋頂形突起群的屋頂頂部移動成與形成在相鄰平板上的V形槽的底部相一致，其特征在于，盡管不如銷釘集束法，但結構的自由度仍然較大。這種方法能夠改善是上述銷釘集束法缺點的棱鏡模具制造的低生產率，但是，在形成微棱鏡情況下，因V形槽切削時平板強度不足而有平板容易扭曲的缺點，但仍能用于制造較大的棱鏡。
(3)三角棱鏡法(參照美國專利第3712706號說明書及美國專利第2380447號說明書)這是在金屬等平板的表面上從三個方向切削出V形槽從而形成棱鏡集合體的方法，在使用先有棱鏡元件的返回反射板的制造中多采用這種方法。原因是通過切削加工來形成微棱鏡較為簡單，而且，由于能夠形成所形成的三角棱鏡的底面配置在共用面內的集合體，所以，所得到的返回反射板較薄。但是，這種方法存在著這樣的問題即能采用的棱鏡形狀限于可進行V形槽加工的三角棱鏡，從而能夠的自由度小。
以下說明希望返回反射板有的性能以及使用了棱鏡元件的立方隅角式返回反射板的問題。
一般地說，希望返回反射板所具有的基本性能是高亮度性，即來自該反射板的入射光的反射亮度所表示的反射亮度要大，以及廣角性，對廣角性要求有以下三個性能。
涉及到廣角性的所希望有的第一個性能是觀察角特性。在返回反射板例如用于交通標志等各種標志類的場合中，通常光源與觀察者的位置是不同的，所以，必須要使較強的光到達處在離開入射光軸的位置處的觀察者。為此，即使觀察角大，反射亮度的下降也必須要小。
涉及到廣角性的所希望有的第二個性能是入射角特性。例如，在汽車接近交通標志時，自該汽車發出的前燈燈光相對所述標志的入射角會逐漸增大。由此，到達作為觀察者的駕駛者的光的亮度會逐漸減小。即使駕駛者接近標志，也要使該標志保持充足的亮度，所以，需要有優良的入射角特性。
涉及到廣角性的所希望有的第三個性能是旋轉角特性。作為棱鏡元件特有的現象，存在著這樣的性質即返回反射亮度會隨著光從返回反射板的哪個方向入射而變化。為此，存在著這樣的煩雜問題即在將返回反射板貼于標志時，必須按一定的方向調整和貼合該反射板。在微玻璃球式返回反射板中，因反射部件呈旋轉體的形狀，故沒有這種問題。
通常，棱鏡式返回反射板的特征在于，正面返回反射亮度比球式返回反射板高2-3倍，但廣角性這一點一般要差。其理由如下為了滿足作為立方隅角返回反射原理的三面反射原理，入射角要比較接近于0°，也就是說，光線必須按接近垂直的角度入射到返回反射板的表面上，如果入射角變大，光線就不會到達其后進行反射的第二或第三棱鏡面，光線會跑到棱鏡之外，從而返回反射效率會下降。而且，如果入射角變大，則會因此而不能滿足內部全反射條件，光線會透過棱鏡的后面。
一般采用這樣的方法來作為改善上述缺欠的方法即使以往相對返回反射板的表面沿垂直方向定向的棱鏡元件的光學軸沿各種方向略微傾斜，從而增加朝傾斜方向的返回反射效率。
例如，在三角棱鏡法中，提出了使得V形槽相互交叉60°的交叉角有若干變化(參照美國專利第4588258號說明書以及美國專利第4775219號說明書)，但是，按這種方法傾斜的光學軸僅會以按180°方向相對的一對棱鏡組的形式得到，所以，可在光學軸傾斜方向上改善廣角性，但在此外的方向上無法作改善，而且，不能改善旋轉角特性。
另外，為了改善在前述特定入射角以上的情況下不能滿足內部全反射條件的缺欠，提出了用金屬膜等覆蓋棱鏡反射面從而作鏡面反射的方法(參照美國專利第3712706號說明書以及美國專利第2380447號說明書)，但是，在這種方法中存在有反射板外觀會變暗、金屬膜易受水分等侵襲的缺點。
特別是在三角棱鏡的場合中會顯著地出現旋轉角特性。作為改進這一特性的方法，已知有將棱鏡集合的表面劃分成一定的區域并使該集合表面的方向發生變化的方法(參照美國專利第4243618號說明書)。在這種方法中，區域單元內朝棱鏡入射的旋轉角是不同的，因此，反射亮度會改變，所以，若從遠距離看，會平均化，故旋轉角特性會均勻化，但是，從返回反射板的表面可相當清楚地見到棱鏡集合表面的區域，從而存在著該反射板外觀性差的問題。
此外，就能用于本發明應用領域的可用來制造較薄且柔軟的返回反射板的棱鏡模具而言，希望棱鏡元件的大小是例如在500μm以下的微小尺寸，但是，用前述銷釘集束法和電鍍法難以制造這樣的反射板，而且，即使能用三角棱鏡法形成微小的棱鏡，也難以設計實現本發明其它目的的優良的廣角性棱鏡。
在Stimson的上述美國專利第1591572號說明書中，記述了使用前端形成有棱鏡形狀的玻璃棒或薄板的棱鏡模具形成法，但是，在該說明書所記述的方法中，平板的強度小，不適于形成實現本發明目的的有薄板形狀的返回反射板中需要的微棱鏡。
在Arni等人的上述美國專利第3069721號說明書中，記述了這樣的內容通過用金剛石切削器切削金屬平板，可在光學平面內得到金屬切削面，并且，用通過這種方法得到的棱鏡形成金屬平板可以形成棱鏡板。但是，在該說明書中，對于用薄合成樹脂平板來制造具有優良特性的微棱鏡母型沒有任何記述、也沒有建議。
本發明的目的是通過著眼于上述電鍍法并保持其優點同時克服其缺點而提供微棱鏡母型的制造方法，該母型適于制造立方隅角式返回反射體特別是適于制造有薄板形狀的返回反射體并且能夠制造兼有高亮度性和優良廣角性的六角棱鏡式微棱鏡。
發明的公開依照本發明，提供了立方隅角式微棱鏡母型的制造方法，它包括將具有相互平行的兩個平面的多個平板重疊起來；通過在所得到的平板層疊物的一個側面上沿相對該平面成直角的方向等間隔地切削出V形槽，從而形成頂角約為90°的連續的屋頂形突起群；然后，將形成在各平板上的屋頂形突起群的屋頂的頂部移動成與形成在相鄰平板上的V形槽的底部相一致；所述方法的特征在于，所使用的平板的厚度為50-500μm，并且，該平板是用洛氏硬度在70以上的合成樹脂構成的。
以下參照適當的附圖更詳細地說明本發明。
對附圖的簡單說明

圖1(A)是本發明一種形態的形成有左右對稱的屋頂形突起的平板在平面方向上的剖面圖，圖1(B)是平板在厚度方向上的側面圖；圖2是本發明另一種形態的形成有左右對稱的屋頂形突起的平板的剖面圖；圖3是本發明中所使用的把平板重疊起來而形成的塊體的透視圖；圖4是顯示用固定卡具將圖3中形成的塊體固定住的狀態的透視圖；圖5是顯示在對圖4中用固定卡具有固定住的塊體作平面切削后連同固定卡具作V形槽切削后的狀態的透視圖；圖6是經過切削加工的從固定卡具中取出的塊體的透視圖；圖7是顯示使圖6的塊體沿平板平面方向移動切削間隔的一半的狀態的概略圖；圖8是顯示使圖7中沿平面方向移動半個間隔的塊體進一步沿垂直方向移動切削深度從而形成微棱鏡母型的狀態的概略圖；圖9是形成有左右非對稱的屋頂形突起的塊體的透視圖；圖10是顯示使形成有圖9的左右非對稱屋頂形突起的塊體移動從而形成微棱鏡母型的狀態的透視圖。
對發明的詳細說明圖1(A)中，在平板(1)的上部按相等的重復間隔L連續地形成有左右對稱的V形槽(2)及屋頂形突起(4)。標號(3)是V形槽(2)的底部，標號(5)是屋頂形突起(4)的頂部。V形槽(2)的底部(3)與屋頂形突起(4)的頂部在圖面橫向方向上的距離為重復間隔(L)的一半。V形槽(2)的底角α及屋頂形突起(4)的頂角β分別約為90°，α+β＝180°。標號(6)表示所得到的光學軸朝此剖面圖的投影。而且，在圖1(B)中，W表示平板的厚度，D表示V形槽的深度。
圖2中，在平板(1)的上部按相等的重復間隔L連續地形成有左右非對稱的V形槽(2)及屋頂形突起(4)。V形槽(2)的底部(3)與屋頂形突起(4)的頂部(5)在圖面橫向方向上的距離如以頂部(5)為中心則圖面左方向上為L1、圖面右方向上為L2，L＝L1+L2。V形槽(2)的傾斜角為γ，角α及β與圖1(A)的情況相同，分別為V形槽(2)的底角和屋頂形突起(4)的頂角，且分別為約90°，α+β＝180°。標號(6)是棱鏡光學軸朝該圖面的投影，棱鏡光軸的傾斜角朝該圖面的投影與V形槽的傾斜角γ相一致。在按單側切削角α1和α2單側切削V形槽時，用單側切削角α1與α2之差的一半來表示V形槽的傾斜角γ，用單側切削角α1與α2之和來表示V形槽的底角α。
如圖2所示，在α1＞α2的情況下，α1及α2分別在45°＜α1≤60°，最好45°＜α1≤55°、30°≤α2≤45°、最好35°≤α2≤45°的范圍內變化，從而，傾斜角γ在0＜γ≤15°，最好0＜γ≤10°的范圍內變化。
以下參照圖3-8說明本發明的用多個平板重疊而成的平板重疊物(平板塊體)來制造立方隅角式微棱鏡母型的方法的具體實例。
用圖4所示的固定卡具(8)將如圖3所示的重疊多個平板(1)而成的平板塊體(7)牢固地固定成使平板(1)在切削時不會移動，之后，用適當的切削法例如用快速切削將平板厚度方向上的端面露出的那一側(圖4中上部端面)連同固定卡具(8)以平面狀的方式切削成平面精度通常在1μm以內，最好在0.5μm以內。此后，沿相對圖5所示的平板(1)的表面成直角的方向等間隔(L)地把切削后的平面切削出V形槽(2)，從而形成頂角(β)為90°的左右對稱的屋頂形突起(4)。可以通過例如使用前端固定有金剛石的切削工具的快速切削法來進行V形槽的切削加工。切削精度最好能使得用通過上述加工法所得到的棱鏡母型而形成的樹脂制微棱鏡的平均表面粗糙度Ra在0.05μm以下特別是在0.01μm以下。
如圖6所示，放松固定卡具(8)從而取出形成有按上述方法切削出的屋頂形突起群的平板塊體(7)，使其沿平板的平面方向如圖7所示那樣移動切削間隔(L)的一半(1/2L)，再如圖8所示那樣沿垂直方向移動切削深度(D)，由此會使得形成在各平板上的屋頂形突起群的頂部(5)與形成在相鄰平板上的屋頂形突起群的V形槽的底部(3)相一致，從而形成微棱鏡母型(9)。
在切削屋頂形突起(4)時，其頂角(β)不一定嚴格地為90°，而是可在90°左右例如89.8°～90.2°左右的范圍內變化，由此，會使返回反射的光束擴展從而提高觀測角特性。
而且，通過使V形槽的中心線(V形槽底角的二等分線-對應于圖2中的線6)向右或向左適當地傾斜以進行切削，可形成有預定傾斜角(相對于和返回反射板表面相垂直方向的偏移角)(γ)的V形槽，從而能如圖2及圖9所示那樣形成左右非對稱的屋頂形突起(4)。這種非對稱的V形槽的切削最好是使前端約為90°的切削工具傾斜一定的傾斜角而進行切削加工的，或者使有一定銳角前端角度的切削工具傾斜預定的角度并進行單側切削。這時，若兩個單側切削角的和約為90°，則可以使V形槽傾斜任意的角度。使所得到的形成有左右非對稱的屋頂形突起群的平板塊體(7)如圖7所示那樣向平板的平面右側方向移動L1(或向平板的平面左側方向移動L2)，再如圖8所示那樣沿垂直方向移動切削深度(D)，由此使形成在各平板上的屋頂形突起群的頂部與形成在相鄰平板上的屋頂形突起群的V形槽的底部相一致，從而能形成圖8所示的微棱鏡母型。
這時的V形槽的傾斜角(γ)以與返回反射板的表面相垂直方向為中心朝左側(逆時針方向)的傾斜表示為一、朝右側(順時針方向)的傾斜表示為+，則該傾斜角包含非傾斜的情況(即傾斜角為0°)并且最好在-15°～+15°，特別是-10°～+10°的范圍內。
還有，在切削屋頂形突起時，預先將平板挪動切削后沿平面方向移動的距離即屋頂形突起群的頂部與V形槽的底部之間在平面方向的間隔并加以重疊然后切削，此后，通過在使挪動復原之后進一步沿垂直方向移動切削深度，而使得形成在各平板上的屋頂形突起群的頂部與形成在相鄰平板上的屋頂形突起群的V形槽的底部相一致，從而形成微棱鏡母型。
在本發明中，用厚度為50～500μm的表面平滑的平板來形成微棱鏡母型。在平板厚度不足50μm時，所形成的棱鏡的開口尺寸過小，因此，存在著這樣的缺點即返回反射的光束會因衍射效應而過于擴展，從而棱鏡的返回反射亮度會下降，而且，在平板的厚度超出500μm的情況下，通常難以形成薄且柔軟的棱鏡式返回反射板。平板的厚度最好在60-200μm的范圍內。而且，所使用的平板厚度不一定是恒定的，可以組合使用厚度不同的兩種或兩種以上的平板。
為了改善上述平板法中用于形成微棱鏡的薄平板因V形槽切削時的強度不足而變扭曲的問題，本發明的特征在于使用了特定材質的平板，具體地說，使用了洛式硬度(JIS Z2245)在70以上最好是在75以上的合成樹脂的平板。
本發明中適用于形成平板的合成樹脂，基由于有上述硬度而不會產生切削加工時會軟化從而難以作高精度的切削等缺點的理由，最好是玻璃化轉換點在150℃以上特別是在200℃以上的熱塑或熱硬化合成樹脂。作為這樣的合成樹脂，適當的實例有聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂，聚對苯二甲酸丁二醇酯樹脂，聚碳酸酯樹脂，聚甲基丙烯酸甲脂樹脂，聚酰亞胺樹脂，多芳基樹脂，聚醚砜類樹脂聚醚酰亞胺樹脂以及三乙酸纖維素樹脂。從獲得的容易性，可加工性等來看，聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂樹脂，聚甲基丙烯酸甲脂樹脂及聚碳酸脂樹脂是實用的。
為了使薄平板成形加工變得容易，上述合成樹脂中，含有適當的變性劑、加工助劑等。
上述合成樹脂構成的平板可由通常的樹脂成形法例如擠壓成形法、壓延成形法、溶液澆注法等來形成，必要的話再進行加熱處理、延伸處理等處理。為了能便于在制作由通過本發明方法制造的棱鏡母型構成的電鑄模時的導電處理和/或電鑄加工，可對如前述那樣形成的平板的平面進行預導電處理。作為預導電處理，可以列舉出蒸發金、銀、銅、鋁、鋅、鉻、鎳、硒等金屬的真空蒸發法，使用這些金屬的陰極濺鍍法，使用銅或鎳的無電解電鍍法等。而且，合成樹脂中配有碳黑等導電性微粉末或有機金屬鹽等，因而平板自身有導電性。
用本發明的方法所獲得的合成樹脂制微棱鏡母型，其表面受電鑄加工從而形成了金屬鍍膜。通過從母型表面上取下上述金屬鍍膜，可以制成用于形成作為立方隅角式返回反射體的微棱鏡板等的金屬制模。
就合成樹脂制的母型而言，為了進行電鑄加工，必須事先進行使母型的棱鏡表面有導電性的導電處理。作為這種導電處理，可以采用銀鏡處理、無電解電鍍處理、真空蒸發處理、陰極濺鍍處理等。
作為上述銀鏡處理，具體地說，可以列舉出用堿性洗滌劑等清洗由前述方法形成的母型的表面從而除去油等污物之后用丹寧酸等表面活化劑進行活化處理再用硝酸銀水溶液快速進行銀鏡化的方法。這種銀鏡化可以采用使用硝酸銀水溶液和還原劑(葡萄糖或乙二醛)水溶液的雙筒式噴槍的噴布法、浸漬在硝酸銀水溶液與還原劑水溶液的混合液中的浸漬法等。而且，銀鏡鍍膜的厚度最好薄得在能滿足電鑄時的導電性的范圍內，例如，可例舉出0.1μm以下的厚度。
在無電解電鍍處理中，可使用銅或鎳等。在無電解鎳電鍍液中，可以使用為鎳的水可溶性金屬鹽的硫酸鎳或氯化鎳等，其中，作為電鍍液可以使用填加有作為復合劑的以檸檬酸鹽或蘋果酸鹽為主要成分的溶液以及作為還原劑的次磷酸鈉，氫硼化鈉，氨基硼烷等溶液。
真空蒸發處理可通過下述方式進行即在與銀鏡處理同樣地洗凈母型表面之后放入真空裝置，使金、銀、銅、鋁、鋅、鎳、鉻、硒等金屬加熱氣化而析出到冷卻的母型表面上從而形成導電鍍膜。而陰極濺鍍處理則是通過下述方式進行的即將按與真空蒸發處理相同方式處理過的母型放入內部設有平滑地安裝有預定金屬箔的陰極板以及載有被處理材料的鋁或鐵等金屬制陽極臺的真空裝置內從而放置到陽極臺上，將與真空蒸發的場合所使用的相同的金屬箔安裝到陰極上并且加電以進行輝光放電，由此，所產生的陽離子流會沖擊陰極的金屬萡，從而使金屬原子或微粒蒸發，因此而析出到母型的表面上，從而形成導電鍍膜。上述方法中，作為所形成的導電鍍膜的厚度例如可列舉出300的厚度。
為了在電鑄加工時獲得平滑且均勻的電鑄層，必須對合成樹脂制的棱鏡母型的整個表面進行均勻的前述導電處理。在導電處理不均勻的情況下，就可能出現導電性差的部分的電鑄層表面的平滑性會下降或者有未形成電鑄層的欠損部分等問題。
為了避免上述問題，例如可以采用在銀鏡處理之前用乙醇等溶液處理一下處理面從而改善銀鏡液的可濕性，但是，在本發明中，所形成的合成樹脂制棱鏡母型有非常深的成銳角的凹部，所以，可濕性的改善不充分。基于這種凹形形狀的導電鍍膜的缺陷即使在蒸發處理等中也很容易產生。
而且，在用于形成母型的重疊的合成樹脂平板的厚度不均勻的情況下，這些平板的密合性不充分，從而會出現形成在母型表面上的導電鍍膜會在平板間的交界面處斷開等缺陷。這些缺陷均會阻礙形成均勻的電鑄層。
為了避免上述缺陷，應在母型形成用的合成樹脂平板的兩側平面上進行如前所述的預導電處理。這種予導電處理可改善銀鏡液的可濕性，特別是對為使平板間導電性良好而改善基于平板密合不良的缺陷特別有效。
為了進一步均勻地進行電鑄加工，要對形成有導電鍍膜的母型進行各種前處理。
為了使得經電鑄加工獲得的電鑄層的表面均勻化，每每要進行活化處理。作為這種活化處理，例如可以采用在按重量計10％的氨基磺酸水溶液中浸漬的方法。
在對進行了銀鏡處理的母型進行電鑄加工的場合下，銀層與電鑄層成一體，從而能很容易地從合成樹脂制的母型剝離下來，但是，在用無電解電鍍或陰極噴濺處理來形成鎳等的導電鍍膜的場合下，合成樹脂表面和導電鍍膜之間密合良好，所以難以剝離開電鑄加工后的電鑄層與合成樹脂層。這時，最好在電鑄加工前在導電鍍膜上進行鉻酸鹽光澤處理等所謂的剝離處理。這時，導電鍍膜會在剝離后殘留在合成樹脂層上。
表面上形成有導電鍍膜層的合成樹脂制棱鏡母型在進行了上述各種前處理之后通過電鑄加工在導電鍍膜層上形成電鑄層。
電鑄加工一般在例如氨基磺酸鎳按重量計60％的水溶液、40℃、電流條件為10A/dm2左右的條件下進行。至于電鑄層的形成速度，例如，在48小時/mm以下的程度可獲得均勻的電鑄層，在上述速度以上的速度下，容易導致表面平滑性差或電鑄層中會出現缺損部分等缺欠。
而且，在電鑄加工中，作為改善模具表面磨耗性的目的，可進行增加鈷等成分的鎳鈷合金電鍍。通過增加按重量計10-15％的鈷，所得到的電鑄層的維氏硬度HV可達到300-400，所以，在用所得到的電鑄模對合成樹脂成形從而制造作為產品的返回反射體的微棱鏡板時，可以改善該模的耐久性。
按上述方式由合成樹脂母型制成的第一代電鑄模可以反射地用作用來制成第二代電鑄模的電鑄壓模。因此，用一個合成樹脂母型可制成多個電鑄模。
制成的多個電鑄模在被精確地切斷之后用來組合接合成最終的模具的大小，該最終的模具可用于用合成樹脂成形出微棱鏡板。作為所說的接合方法，可以采用使切斷的端面簡單對接的方法或用例如電子束熔接、YAG激光熔接、二氧化碳激光熔接等方法將組合后的接合部分熔接起來的方法。
組合后的電鑄模可作為合成樹脂成形用模而用于合成樹脂的成形。作為上述合成樹脂成形的方法可采用擠壓成形或注射成形。
擠壓成形是這樣進行的，例如，將形成后的薄壁狀鎳電鑄模、既定厚度的合成樹脂板以及作為緩沖材料的5mm左右的硅橡膠板插進加熱到預定溫度的壓縮成形壓力機內之后，在成形壓力的10-20％的壓力下預熱30秒，然后在180℃～250℃、10-30kg/cm2左右的條件下加熱加壓約兩分鐘。此后，通過在原加壓狀態下冷卻至室溫并解除壓力，可以獲得棱鏡的成形品。
另外，可通過下述方式獲得連續的板狀制品例如，用上述熔接法將按前述方法形成的厚約0.5mm的薄壁電鑄模接合起來從而制成循環帶模，此帶狀模設置在由加熱輥和冷卻輥構成的一對輥上并可旋轉，將熔融的合成樹脂以板狀的形狀供給位于加熱輥上的帶狀模，用一個以上的硅制輥進行加壓成形，之后，在冷卻輥上冷卻到玻璃化轉換點溫度以下并從帶狀模上剝離下來。
通過本發明的上述方法可以制造出電鍍法的微棱鏡母型。而且，用本發明方法制造出來的母型所形成的微棱鏡由于是六角形的故與一般的用于薄返回反射板的三角形棱鏡相比對返回反射有用的有效面積會變大，結果具有反射亮度和旋轉特性均更優的特征。
實施例以下用實施例進一步具體地說明本發明。
實施例1將1000個寬75mm、長200mm、厚100μm、洛氏硬70、軟化點220℃的聚對苯二甲酸乙二醇酯制平板重疊起來從而形成寬100mm、長200mm、高75mm的聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂制的塊體(圖3)。
用固定卡具將上述塊體的兩面牢固地固定成切削時聚對苯二甲酸乙二醇酯板不會移動，之后，按照使用前端固定有金剛石的切削工具的快速切削法平面切削板面端面露出的那個面以使上述固定的塊體變成板面與切削面相垂直(圖4)。
再有，按快速切削法用頂角為90°的金剛石切削工具沿與板面成直角的方向以重復間隔141.4μm的距離反復加工出深度為70.7μm的V形槽，從而在板的端面上形成頂角為90°的連續的屋頂形突起群(圖5及圖6)。
使這樣形成的按重復圖案形成有屋頂形突起群的平板的集束中的各個平板先沿板的平面方向移動重復間隔的一半(圖7)、再沿槽的深度方向移動槽的深度。由此，形成在各平板上的屋頂形突起群的突起的一端會與相鄰的屋頂形突起群的槽的底部相一致，從而形成聚對苯二甲酸乙二醇酯制的微棱鏡母型(圖8)。
實施例2除用同尺寸(寬×長×厚)的聚碳酸酯板(洛氏硬度為75、軟化點為240℃)代替實施例1中用的聚對苯二甲酸乙二醇酯以外，用同樣的方法形成聚碳酸酯制的微棱鏡母型。
實施例3除用同尺寸的聚甲基丙烯酸甲酯板(洛氏硬度為98、軟化點180℃)代替實施例1中用的聚對苯二甲酸乙二醇酯以外，用同樣的方法形成聚甲基丙烯酸甲酯制的微棱鏡母型。
實施例4除了用對實施例1中所用的同厚度100μm的聚對苯二甲酸乙二醇酯制的平板的兩平面上進行金的真空蒸發處理然后切成寬75mm，長200mm所得到的平板以外，用與實施例1相同的方法形成聚對苯二甲酸乙二醇酯板制的微棱鏡母型。
實施例5用堿性洗滌劑洗凈在圖1中制成的聚對苯二甲酸乙二醇酯板制的微棱鏡母型的表面，用丹寧酸作為表面活化劑進行活化處理，然后，用硝酸銀水溶液和還原劑水溶液的雙筒式噴松按噴涂法進行銀鏡處理，從而在母型的表面上形成導電鍍膜。
然后，將形成有上述導電鍍膜的母型浸漬到按重量計為10％的氨基磺酸水溶液中以對導電鍍膜進行表面活化處理，再在按重量計的氨基磺酸鎳水溶液中于40℃、8A/dm2的條件下進行48小時的電鑄處理。
從母型上剝下經電鑄處理而得到的電鑄層，從而得到表面上設置有立方隅角元件的厚度為0.8mm的鎳制電鑄模具。
將所得到的電鑄模、厚0.5mm的聚碳酸酯制板以及用作緩沖材料的厚5mm的硅橡膠制板插進被加熱到250℃的擠壓成形壓力機內之后在2kg/cm2條件下預熱30秒，然后，在240℃、20kg/cm2條件下壓縮成形2分鐘，在原加壓狀態下冷卻至室溫，之后釋放壓力，從而制作出是返回反射體的聚碳酸酯制的棱鏡板。
實施例6在實施例5中，除用按實施例4制成的聚對苯二甲酸乙二醇酯板制的微棱鏡母型代替按實施例1制成的聚對苯二甲酸乙二醇酯板制的微棱鏡母型以外，用與實施例5相同的方法制出是返回反射體的聚碳酸酯制棱鏡板。
權利要求
1.一種立方隅角式微棱鏡母型的制造方法，它包括將具有相互平行的兩個平面的多個平板重疊起來；通過在所得到的平板層疊物的一個側面上沿相對該平面成直角的方向等間隔地切削出V形槽，從而形成頂角約為90°的連續的屋頂形突起群；然后，將形成在各平板上的屋頂形突起群的屋頂的頂部移動成與形成在相鄰平板上的V形槽的底部相一致；所述方法的特征在于，所使用的平板的厚度為50-500μm，并且該平板是用洛氏硬度在70以上的合成樹脂構成的。
2.如權利要求1的方法，其特征在于，平板具有60～200μm的厚度。
3.如權利要求1的方法，其特征在于，合成樹脂是玻璃化轉換點在150℃以上的合成樹脂。
4.如權利要求1的方法，其特征在于，合成樹脂是從聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂、聚對苯二甲酸丁二醇酯樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯樹脂、聚酰亞胺樹脂、多芳基樹脂、聚醚砜類樹脂、聚醚酰亞胺樹脂以及三乙酸纖維素樹脂構成的集合中選出的。
5.一種立方隅角式微棱鏡模具的制造方法，其特征在于，根據需要對按權利要求1的方法制造出的立方隅角式微棱鏡母型進行導電處理之后，再進行電鑄用表面處理及電鑄加工，此后，從前述母型上剝離所形成的電鑄模。
全文摘要
本發明涉及微棱鏡母型的制造方法,所述母型適于制造立方隅角式返回反射體特別是制造薄板狀返回反射板并且能制造兼有高亮度和優良廣角性的六角棱鏡式微棱鏡,這種方法的特征在于,在制造立方隅角式微棱鏡母型時,使用了厚度為50—500μm且由洛氏硬度為70以上的合成樹脂構成的平板,所述制造過程包括:將具有相互平行的兩個平面的多個平板重疊起來;通過在所得到的平板層疊物的一個側面上沿相對該平面成直角的方向等間隔地切削出V形槽,從而形成頂角約為90°的連續的屋頂形突起群;然后,將形成在各平板上的屋頂形突起群的屋頂的頂部移動成與形成在相鄰的平板上的V形槽的底部相一致。
文檔編號B29C33/30GK1192174SQ96195959
公開日1998年9月2日 申請日期1996年7月26日 優先權日1995年7月28日
發明者三村育夫, 安達惠二 申請人:日本碳化物工業株式會社