BRPI0616423A2 - material laminado retro-refletor - Google Patents

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BRPI0616423A2 BRPI0616423-4A BRPI0616423A BRPI0616423A2 BR PI0616423 A2 BRPI0616423 A2 BR PI0616423A2 BR PI0616423 A BRPI0616423 A BR PI0616423A BR PI0616423 A2 BRPI0616423 A2 BR PI0616423A2
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Abstract

MATERIAL LAMINADO RETRO-REFLETOR. Expõe-se material laminado retro-refletor (10) que compreende uma camada retro-refletora (12) que é dotada de uma ordenação de elementos retro-refletores (34) formados na mesma e uma camada de intensificação de divergência (14) que fica posicionada na frente da camada retro-refletora (12) . A camada de intensificação de divergência (14) é dotada de regiões de aberração (42) que mudam a divergência da luz que se desloca através da mesma. A colocação das regiões de aberração localizadas (42) em relação aos elementos retro-refletores (34) amplia a faixa de divergência do material laminado (10).

Description

MATERIAL LAMINADO RETRO-REFLETOR
Campo da Invenção
A presente invenção refere-se de uma ma-neira geral, tal como indicado, a um material laminadoretro-refletor e, mais particularmente, a um materiallaminado retro-refletor que compreende uma camada dota-da de uma superfície receptora de luz frontal e uma su-perfície traseira com uma sucessão de elementos retro-ref letores formados na mesma.
Antecedentes da Invenção
Material laminado retro-refletor é usadoem aplicações de segurança de rodovias para refletirluz proveniente dos faróis de veículos de volta aos o-Ihos do motorista. Tipicamente o material laminado re- tro-refletor compreende uma camada transparente dotadade uma superfície receptora de luz frontal e uma super-fície traseira com uma sucessão de elementos retro-ref letores formados na mesma. Quando luz incidente al-podeça a superfície receptora de luz frontal, ela passaatravés da mesma, incide nos elementos retro-refletorese é refletida de volta através da superfície frontalsob um padrão retro-refletor bidimensional. A faixa dedivergência de uma sucessão retro-refletora é a gama deângulos para os quais este padrão é relativamente in-tenso de maneira a ser de utilidade para seu propósitopretendido. É usualmente preferível para o materiallaminado retro-refletor produzir um padrão de luz re-tro-refletora com intensidade suficiente sobre uma fai-xa de divergência de pelo menos Io e preferentemente,30 ou mais.
Uma aberração intencional em um ou maiselementos retro-refletores pode afetar positivamente(por exemplo, ampliar sem introduzir difração indesejá-vel) a faixa de divergência de uma sucessão total.
Historicamente, aberrações nas ordenações retro-refletoras têm sido derivadas das geometrias introduzi-das na placa mestra durante pautação, estas geometriaspautadas sendo então transferidas para có-pias/agrupamentos e eventualmente para a ferramenta deprodução que é usada para formar o material laminadoretro-refIetor. (Vide, por exemplo, US 3712706, US4775219, US 4938563, US 6015214, US 2003/007815A1, eoutras). A US 6871966 expõe um método para introduzirgeometrias geradoras de aberração por utilização con-trolada da segunda superfície "não-ordenada" do subs-trato mestre depois de usinagem ou por trabalho contro-lado de substratos de cópia feitos a partir do substra-to mestre. (Esta patente foi cedida à mesma cessioná-ria da presente invenção e a totalidade da sua exposi-ção fica incorporada neste contexto por referência.
Sumário da Invenção
A presente invenção proporciona materiallaminado retro-refletor que é dotado de uma ampla faixade divergência devida, pelo menos em parte, a uma cama-da intensificadora de divergência dotada de regiões deaberração localizadas. A invenção permite que o mesmoferramental dispendioso seja usado para fabricar umapluralidade de camadas retro-refletoras semelhantesporque diferentes camadas de intensificação de diver-gência podem ser usadas para criar produtos de materiallaminado de diferentes divergências para diferentes a-plicações. Adicionalmente ou alternativamente, a cama-da intensificadora de divergência pode ser usada emconjunto com elementos retro-refletores aberrados paraaperfeiçoar mais a divergência para um grau talvez nãopossível com elementos retro-refletores.
Mais particularmente, a presente invençãoproporciona material laminado retro-refletor que com-preende uma camada retro-refletora, que é dotada de umasucessão de elementos retro-refletores (por exemplo,elementos de podeto de cubo) formados na mesma, e umacamada de intensificação de divergência. A camada deintensificação de divergência fica posicionada na fren-te da camada retro-refletora e possui regiões de aber-ração localizadas que mudam a divergência de luz que sedesloca através da mesma. A colocação das regiões deaberração localizadas em relação aos elementos retro-refletores resulta em o material laminado ser dotado deuma faixa de divergência ampla (por exemplo, pelo menoscerca de Io e preferentemente, cerca de 3o ou mais).
A camada de intensificação de divergênciapode compreender um substrato e uma pluralidade de len-tes carreadas pelo substrato. A dimensão das lentespode ser comparável à dimensão dos elementos retro-refletores pelo que, se os elementos retro-refletoresforem microcubos e/ou elementos micro-ópticos, as len-tes podem ser microlentes. As lentes podem ocupar ape-nas as regiões localizadas pelo que a sua presença (aocontrário de ausência( cria a(s) aberração(s). Alter-nativamente, as lentes podem ser proporcionadas em umasucessão (por exemplo, uma sucessão bidimensional es-treita) que cobre as regiões de aberrações localizadase as regiões fora das mesmas. Se for proporcionada es-sa sucessão de lentes, as lentes dentro das regiões deaberrações localizadas podem ter diferentes parâmetrosópticos e/ou distribuição espacial diferente do que aslentes nas regiões externas para desse modo criar a(s)aberração(s).
Estes e outros aspectos do material lami-nado retro-refletor estão mais amplamente descritos eparticularmente salientados nas reivindicações. A des-crição seguinte e desenhos expõem em detalhe determina-das concretizações ilustrativas do material laminadoretro-refletor que são indicadoras de apenas umas pou-cas das várias maneiras em que os princípios da inven-ção podem ser empregados.
Desenhos
As Figuras 1A-1F são vistas laterais dematerial laminado retro-refletor de acordo com a pre-sente invenção.
A Figura 2 é uma vista traseira de uma ca-mada retro-refletora do material laminado, com esta ca-mada incluindo uma sucessão de elementos retro-refletores.
A Figura 2A é uma vista traseira em deta-lhe de um elemento retro-refletor.
A Figura 3 é uma vista frontal e isoladade uma camada de intensificação de divergência que temregiões de aberração localizadas de acordo com uma con-cretização da invenção.
A Figura 3A é uma vista lateral parcialem detalhe da camada de intensificação de divergênciailustrada na Figura 3, sendo que esta vista mostra aausência de lentes fora das regiões de aberrações lo-calizadas .
A Figura 3B é uma vista lateral parcial em detalhe da camada de intensificação de divergênciailustrada na Figura 3, sendo que a vista mostra a pre-sença de lentes dentro das regiões de aberrações loca-lizadas.
A Figura 4 é uma vista frontal e isolada de uma camada de intensificação de divergência que temregiões de aberração localizadas de acordo com outraconcretização da invenção.
A Figura 4A é uma vista lateral parcialem detalhe da camada de intensificação de divergênciailustrada na Figura 4, sendo que a vista mostra lentesque ocupam áreas fora das regiões de aberrações loca-lizadas .A Figura 4B é uma vista lateral parcialem detalhe da camada de intensificação de divergênciailustrada na Figura 4, sendo que a vista mostra lentesdentro das regiões de aberrações localizadas que têmparâmetros ópticos diferentes daqueles das lentes foradas regiões de aberrações localizadas.
A Figura 5 é uma vista frontal e isoladade uma camada de intensificação de divergência que édotada de 30 regiões de aberrações localizadas de a-cordo com uma outra concretização da invenção.
A Figura 5A é uma vista lateral parcialem detalhe da camada de intensificação de divergênciailustrada na Figura 5, com esta vista mostrando lentesque ocupam áreas fora das regiões de aberrações Ioca-lizadas.
A Figura 5B é uma vista lateral parcialem detalhe da camada de intensificação de divergênciailustrada na Figura 5, sendo que esta vista mostralentes dentro das regiões de aberrações localizadasque têm uma distribuição espacial diferente daqueladas lentes fora das regiões de aberrações localizadas.
Descrição Detalhada
Fazendo-se agora referência aos desenhos einicialmente às Figuras IA- IF, ilustra-se nas mes-mas material laminado retro-refletor 10 de acordo coma presente invenção. 0 material laminado retro-refletor 10 compreende uma camada retro-refletora 12 euma camada de intensificação de divergência 14. 0 ma-terial laminado 10 pode ser usado em aplicações de se-gurança em rodovias para refletir a luz proveniente dosfaróis dianteiros de um veiculo de volta aos olhos domotorista em um padrão retro-refletor bidimensional. Afaixa de ângulos para os quais este padrão é suficien-temente intenso é a faixa de divergência do materiallaminado retro-refletor 10.
O material laminado 10 pode incluir outrascamadas tais como, por exemplo, uma camada colorida 16,uma camada auxiliar de reflexo 18, uma camada de re-forço 20, uma camada adesiva 22, e/ou camada de des-prendimento removível 24. A camada colorida 16 seráusualmente uma camada colorida transparente que propor-ciona uma qualidade de cor para a luz retro-refletida. A camada auxiliar de reflexo 18 pode ser uma películametalizada, partículas de sílica granulada, ou qual-quer outro material aceitavelmente refletor. A camadade reforço 20 pode servir como um enchimento de espaçopor trás das camadas 12/18 e/ou como um carreador paraa camada adesiva 22 e, para este fim, pode compreenderum papel, plástico, metal, ou outro substrato que de-sempenhe estas funções. A camada adesiva 22 é usadapara fixação à superfície montagem do produto final epode compreender um adesivo sensível à pressão ou ati-vado a quente. A camada de desprendimento removível24 pode ser proporcionada para cobrir a camada adesiva22 durante os estágios de pré-montagem e pode compreen-der um papel ou película plástica com um revestimentode desprendimento adequado.
A camada de intensificação de divergência14 é posicionada na frente de uma camada retro-refletora 12. Por exemplo, a camada de intensificaçãode divergência 14 pode ser posicionada diretamente nafrente de uma camada retro-refletora 12 (Figuras IA -1C) e, se assim for, pode ser laminada diretamente àcamada 12 (Figura IA), levada a aderir à camada 12 porum adesivo óptico 26 (Figura 1B), ou incorporada-integrada em uma camada retro-refletora 12 durante asua fabricação. Alternativamente, uma camada interme-diária (por exemplo, a camada colorida 16) pode ser po-sicionada entre a camada retro-refletora 12 e a camadade intensificação de divergência 14 (Figuras ID - 1F).
No último caso, a camada de intensificação de divergên-cia 14 pode ser laminada diretamente à camada interme-diária (Figura 1D), levada a aderir à camada intermedi-ária por um adesivo óptico 26 (Figura ΙΕ), ou incorpo-rada-integrada na camada intermediária durante a suafabricação (Figura 1F).
A camada retro-refletora 12 compreendeuma superfície receptora de luz frontal 30 e uma su-perfície traseira 32 na qual é formada uma pluralidadede elementos retro-refletores 34. Tal como mais bemilustrado pela referência adicionalmente à Figura 2 (eà Figura 2A), os elementos retro-refletores 34 podemcompreender elementos de canto de cubo. Se assim for,cada um de elemento retro-refletor 34 tem três facesmutuamente perpendiculares 36 que se encontram em umápice 38 e que se cruzam uma com as outras nas bordasdiédricas 40. (Em um elemento de canto de cubo geo-metricamente perfeito, os ângulos diedro serão, cadaum, exatamente de 90°) A área de cubo de cada elemen-to retro-ref letor 34 pode ser cerca de 1 mm2 ou menose, se assim for, os elementos 34 podem ser considera-dos microcubos (ou, mais genericamente, elementos mi-cro-ópticos). A camada retro-refletora 12 pode serfeita de qualquer material termoplástico adequado queseja compatível com métodos de manufatura desejados(por exemplo, acrílico, vinilo, policarbonato, e asse-melhados).
Tal como mais bem ilustrado pela referên-cia às Figuras 3-5, que mostram a camada de intensi-ficação de divergência isolada em relação às outrascamadas do material laminado retro-refletor 10, estacamada 14 compreende regiões de aberrações localizadas42 que mudam a divergência de luz que passa atravésdelas. A colocação das regiões 42, e/ou as qualida-des de mudança de divergência, de cada região 42 podeser a mesma ou variada (por exemplo, padronizada ousemi-aleatória). Em cada um ou qualquer caso, estacolocação e/ou estas qualidades fazem com que o mate-rial laminado retro-refletor 10 tenha uma faixa de di-vergência mais ampla do que seria o caso sem a camadade intensificação de divergência 14. Por exemplo, seos elementos retro-refletores 34 forem geometricamen-te perfeitos (ou quase geometricamente perfeitos), acamada retro-refletora 12 será opticamente capaz deproporcionar uma faixa de divergência de cerca de 0o a0,5°. Com a camada de intensificação de divergência14, a luz retro-refletida pode ter intensidade sufi-ciente sobre uma faixa de ângulos de observação muitomais ampla (por exemplo, pelo menos Io e preferencial-mente 3o ou mais). Preferencialmente, a retro-refletância total da camada 12 é substancialmente pre-servada (isto é, o material laminado 10 ainda propor-ciona uma retro-ref letância total que é pelo menos90%, pelo menos 94% e/ou pelo menos 98% da retro-ref letância total da camada 12).
Na concretização preferida, a camada deintensificação de divergência 14 compreende a substra-to 44 e uma pluralidade de lentes 46 sustentadas pelosubstrato 44. 0 substrato 44 pode ser preparado apartir de um material transmissivo (por exemplo, vi-dro, plástico) que é capaz de suportar as lentes 46e/ou que é compatível com a fabricação das lentes 4 6no mesmo. A estrutura de lente pode ser preparadapor modificação de energia, revestimento químico, ouextrusão do substrato 44 ou um revestimento no mesmo,pela integração de contas de vidro no substrato 44 ouum sub-nível do mesmo, por dispersões diferenciaisdentro do substrato 44 ou uma película aplicada aomesmo, e/ou pela incorporação das espécies solúveis einsolúveis no substrato 44.
Cada uma das lentes 46 tem uma geometria(por exemplo, hemisférica ou cilíndrica, côncava ouconvexa, e assemelhadas) e determinados parâmetros óp-ticos (por exemplo, raios de curvatura, constantes cê-nicas, pontos focais, coeficientes asféricos, e asse-melhados). Se as lentes 46 forem dispostas em uma su-cessão bidimensional justa (vide, por exemplo, as Fi-guras 4 e 5), esta própria sucessão terá determinadosparâmetros ópticos ditados pelos parâmetros ópticos decada uma das lentes 46 e da distribuição espacial daslentes 46 dentro da sucessão. Na concretização pre-ferida, a dimensão das lentes 46 é comparável à dimen-são dos elementos retro-refletores 34 pelo que, se oselementos 34 forem microcubos, as lentes 46 serão mi-crolentes (isto é, uma lente que tem um diâmetro, ououtra dimensão análoga que é menor do que 1 mm).
As lentes 46 podem estar presentes somen-te nas regiões localizadas 42 pelo que a sua presençacria a aberração em contraste com as regiões sem len-tes da camada 14. (Figuras 3, 3A e 3B.) Alternativa-mente, as lentes 46 podem ser proporcionadas em umasucessão 48, preferencialmente uma sucessão bidimen-sional fechada, que pode (ou não poderá) corresponderà sucessão 32 dos elementos retro-refletores 34.(Figuras 4 e 5). Se for proporcionada uma sucessãode lentes 46, as lentes individuais 46 nas regiõeslocalizadas 42 podem ter uma forma correspondente aosparâmetros ópticos que diferem daqueles das lentes 46fora das regiões localizadas 42 para proporcionaremdesse modo a(s) aberração(s) desejada(s). (Figuras4A e 4B) . Adicionalmente ou alternativamente, a dis-tribuição especial das lentes 46 dentro das regiõeslocalizadas 42 pode diferir em relação à distribuiçãoespacial das lentes 46 nas regiões externas para pro-porcionar assim a(s) aberração(s) desejada(s).(Figuras 5A e 5B) . (Para assegurar que a forma e di-ferenças espaciais fossem visíveis para comparação,estes aspectos podem ter sido bastante exagerados nosdesenhos).
Outras disposições de lentes e/ou outrastécnicas para proporcionarem diferentes qualidades dedifusão dentro das áreas localizadas 42 são natural-mente possíveis com, e consideradas pela, a presenteinvenção. Por exemplo, as lentes 46 poderão ser pro-porcionadas em diversos níveis, que são alinhados oudeslocados uns dos outros, para proporcionarem a(s)aberração(s) desejada(s). Por exemplo, as regiões lo-calizadas 42 poderão ter características de materiaisdiferentes (por exemplo, por injeção de uma substânciade alteração de estrutura dentro desta área) ou pode-rão ter perfis diferentes (por exemplo, oblíquos, in-clinados, rebaixados, ou projetados) para proporciona-rem a(s) aberração(s) desejada(s). Essas caracterís-ticas e/ou perfis de materiais diferentes poderão serusadas em vez de, ou adicionalmente, às lentes 46.A presente invenção permite que a mesmacamada retro-refletora 12 (e, assim, o mesmo ferramen-tal dispendioso) seja usado para fabricar uma plurali-dade de camadas retro-refletoras 12 semelhantes e en-tão camadas de intensificação de divergência 14 dife-rentes sejam usadas para criar produtos de materiallaminado de diferentes divergências para diferentesaplicações. Este recurso pode eliminar a necessidadede adaptar ferramental para proporcionar aberraçõesnos próprios elementos retro-refletoras 34. Assimsendo, o uso da camada de intensificação de divergência14 com elementos retro-refletores 34 já aberrados écertamente possível com a presente invenção e conside-rada pela mesma. Em determinadas situações retro-refletoras, uma faixa de divergência ótima pode seralcançada pela combinação de elementos retro-refletores aberrados e pelas regiões de aberrações lo-calizadas 42 na camada de intensificação de divergência14. Nessas situações, as regiões de aberrações Ioca-lizadas 42 podem ser alinhadas com elementos retro-refletores aberrados e/ou alinhados com elementos re-tro-ref letores não-aberrados na dependência do que éproporcionado pela divergência desejada.
Poderá ser agora apreciado que a presenteinvenção proporciona material laminado retro-refletordotado de uma faixa de divergência ampla devido, pelomenos em parte, à camada de intensificação de divergên-cia 14. Muito embora o material laminado retro-refletor 10 tenha sido ilustrado e descrito com rela-ção a determinadas concretizações preferidas, é evi-dente que alterações e modificações equivalentes eóbvias ocorrerão àqueles versados na técnica quandoda leitura e compreensão deste relatório. A presenteinvenção inclui todas essas alterações e modificaçõese fica limitada somente pelo escopo da reivindicaçõesseguintes.

Claims (10)

1. - Material laminado retro-refletor (10),caracterizado pelo fato de compreender:uma camada retro-refletora (12) que temuma sucessão de elementos retro-refletores (34) forma-dos na mesma, euma camada de intensificação de divergên-cia (14) que fica posicionada na frente da camada re-tro-ref letora (12) e que compreende um substrato (44) euma pluralidade de lentes (46) suportadas pelo substra-to (44);em que a camada de intensificação de di-vergência (14) é dotada de regiões de aberrações loca-lizadas (42) criadas por:as lentes (46) estando presentes somentenas regiões de aberrações localizadas (42), ouas lentes (46) dentro das regiões de aber-rações localizadas (42) têm parâmetros ópticos e/oudistribuição espacial que diferem daqueles das lentes(46) fora das regiões localizadas (42);em que a colocação das regiões de aberra-ções localizadas (42) em relação aos elementos retro-refletores (34) resulta em o material laminado (10) teruma faixa de divergência mais ampla do que aquela pro- porcionada pela camada retro-refletora (12).
2. - Material laminado retro-refletor (10),de acordo com a reivindicação precedente, caracterizadopelo fato de as lentes (46) são microlentes.
3. - Material laminado retro-refletor (10),de acordo com a reivindicação 1 ou reivindicação 2, ca-racterizado pelo fato de que a camada de intensificaçãode divergência (14) fica posicionada diretamente nafrente da camada retro-refletora (12).
4. - Material laminado retro-refletor (10),de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fa-to de que a camada de intensificação de divergência(14) é laminada à camada retro-refletora (12).
5. - Material laminado retro-refletor (10),de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fa-to de que a camada de intensificação de divergência(14) é incorporada ou integrada na camada retro-ref letora (12) durante a sua fabricação.
6. - Material laminado retro-refletor (10),de acordo com a reivindicação 1 ou reivindicação 2, ca-racterizado pelo fato de que uma camada intermediária(16) é posicionada entre a camada retro-refletora (12)e a camada de intensificação de divergência (14).
7. - Material laminado retro-refletor (10),de acordo com qualquer uma das reivindicações preceden-tes, caracterizado pelo fato de que os elementos retro-ref letores (34) compreendem elementos de canto de cubo.
8. - Material laminado retro-refletor (10),de acordo com qualquer uma das reivindicações preceden-tes, caracterizado pelo fato de que os elementos retro-refletores (34) são elementos micro-ópticos.
9.
- Material laminado retro-refletor (10)de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que os elementos retrorefletores (34) são aberrados, e a posição dos elementos retro-refletores aberrados (34) corresponde à posição das regiões de aberrações localizadas (42).
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