CN101641617A

CN101641617A - 逆反射物品

Info

Publication number: CN101641617A
Application number: CN200880007854A
Authority: CN
Inventors: 林智博; 三村育夫
Original assignee: Nippon Carbide Industries Co Inc
Current assignee: Nippon Carbide Industries Co Inc
Priority date: 2007-03-30
Filing date: 2008-03-28
Publication date: 2010-02-03

Abstract

在具有大量配置内部全反射型立方隅角逆反射性元件而构成的逆反射性元件层的逆反射物品中，在该逆反射性元件层的背面，部分设有光学特性调节层，在该光学特性调节层的背面设置空气层。根据本发明，通过在现有品等的逆反射性元件的背面，用简单易调节的方法设置调节了色相和占有面积率的光学特性调节层，能廉价地高生产率地生产逆反射物品，能利用现有产品高效地生产适合作为交通标志、限制标志、引导标志、工程标志等交通标志类或商业标志、可见光、激光或红外光反射型传感器类的反射板等的逆反射物品。

Description

逆反射物品

技术领域

本发明涉及新结构的逆反射物品。

更详细而言，本发明涉及具有如下结构的逆反射物品：具有逆反射性元件层，在该逆反射性元件层的背面，部分设有光学特性调节层，所述逆反射性元件层是配置大量内部全反射型立方隅角逆反射性元件而构成的。

更详细而言，本发明涉及具有如下结构、且色相和透明性、逆反射特性经过调节的逆反射物品：具有逆反射性元件层，在该逆反射性元件层的背面，以一定范围的占有面积率在无损外观的前提下设有根据需要被着色的光学特性调节层，所述逆反射性元件层是配置大量选自三角锥型立方隅角元件、全立方(Full Cube)型立方隅角元件、半立方(Semi Full Cube)型立方隅角元件、帐篷(Tent)型立方隅角元件以及正交棱镜元件的组的至少1种逆反射性元件而构成的。

背景技术

以往，令入射后的光向光源反射的逆反射物品为人们所熟悉，作为交通标志、限制标志、引导标志、工程标志等交通标志类或商业标志、可见光、激光或红外光反射型传感器类的反射板而被广泛应用。

其中，具有配置大量的内部全反射型立方隅角逆反射性元件而构成的逆反射性元件层的逆反射物品，与以往使用微玻璃球的逆反射物品相比，逆反射效果高，色彩鲜艳，视觉辨认性好，在背面设置光源并可使其光透过，因此近年来其用途不断增加。

关于这些使用了内部全反射型立方隅角逆反射性元件的逆反射物品的结构，已公开有多种技术，例如在日本专利特公昭46-25177号公报(专利文献1)中，公开了一种面向光源反射产品，具有：平滑的前面；以及后面，具备多个面向光源反射单元，该多个面向光源反射单元具有分别相互垂直的3个小平面，上述产品是由对光线透明的材料形成的面向光源反射性单一产品，上述后面具备透明的间隔板，该隔板交叉，使得将上述后面分割成各包含至少3个上述面向光源反射单元且具有不大于约6平方厘米的面积的多个多边形小室，此外，上述隔板在后方具有至少延伸至上述面向光源反射单元的自由端缘，在该端缘可以封固垫板，且占有不大于上述面向光源反射单元的面积的面积。

另外，在日本专利特开2001-33609号公报(专利文献2)中公开了一种立方隅角型逆反射薄片，透光性棱镜层由光入射侧的表面实质上平滑的透光性保持体层、在该保持体层的背面以最密集填充方式配置了立方隅角型逆反射元件的棱镜集合面、和超过该逆反射元件的顶部而突出并将该棱镜集合面包围的与该逆反射元件一起形成的周壁构成，从该棱镜层间隔空气层而配置结合剂层，该棱镜层的周壁的顶部与该结合剂层连接，其结果，所述立方隅角型逆反射薄片由包含被周壁、棱镜集合面以及结合剂层包围的空气层的密封封入单元的集合体所构成，其特征在于，在至少组合了2种以上不同的密封封入单元的立方隅角型逆反射薄片中，上述立方隅角型逆反射薄片包含：由该反射元件的光学轴相对于该光入射侧的表面的垂线倾斜的逆反射元件构成的棱镜层、和/或由构成该逆反射元件的3个面中的2个面所成的各交叉角(棱镜顶角)的至少1个与90度略有偏差的逆反射元件构成的棱镜层。

这些技术中的内部全反射型立方隅角逆反射性元件通过采取与空气层接触的结构，来发挥逆反射性能，在具有大量配置该元件而构成的逆反射性元件层的逆反射物品中，迄今为止未公开有在逆反射性元件层的背面设置结合剂层以外的层的技术。

此外，在美国专利申请公开第2005/0221042号说明书(专利文献3)中公开了一种具有可视表面的逆反射性层压薄片，其特征在于，由在可视表面侧具有第1cap-Y值的逆反射性元件层、配置于该逆反射性元件层的可视表面侧的多个不连续色素性显示(pigmented indicia)构成，该色素性显示确定薄片的可视表面的第2cap-Y值，该第2cap-Y值比第1cap-Y值小。

该技术阐述了在逆反射性元件层的表面设置色素性显示(pigmentedindicia)来调节Y值，但未对在逆反射性元件层的背面设置新层的技术给出启示。

专利文献1：日本专利特公昭46-25177号公报

专利文献2：日本专利特开2001-33609号公报

专利文献3：美国专利申请公开第2005/0221042号说明书

发明内容

本发明想要解决的技术问题在于提供在不损害外观的前提下调节了光学特性的逆反射物品。

作为具体用途，可以例示交通标志、限制标志、引导标志、工程标志等交通标志类或商业标志、可见光、激光或红外光反射型传感器类的反射板，本发明的技术问题在于提供能利用现有产品高效地生产的具备适合上述用途的光学特性的逆反射物品。

本发明通过提供具有如下特征的逆反射物品来解决上述技术问题：具有逆反射性元件层，该逆反射性元件层是配置大量内部全反射型立方隅角逆反射性元件而构成的，在该逆反射性元件层的背面，部分设有光学特性调节层，在该光学特性调节层的背面具有空气层。

本发明的效果在于，通过在现有品的逆反射性元件层的背面，用简单易调节的方法设置调节了色相和占有面积率的光学特性调节层，能廉价地高生产率地生产具有适合交通标志、限制标志、引导标志、工程标志等交通标志类或商业标志、可见光、激光或红外光反射型传感器类的反射板的光学特性的逆反射物品。

附图说明

图1是能在本发明的逆反射物品中使用的内部全反射型立方隅角逆反射性元件的形态之一的三角锥形立方隅角元件的俯视图(图1(A))和被剖面线X-X’切断得到的剖面图(图1(B))以及被剖面线Y-Y’切断得到的剖面图(图1(C))。

图2是能在本发明的逆反射物品中使用的内部全反射型立方隅角逆反射性元件的形态之一的Full Cube型立方隅角元件的俯视图(图2(A))和被剖面线X-X’切断得到的剖面图(图2(B))以及被剖面线Y-Y’切断得到的剖面图(图2(C))。

图3是能在本发明的逆反射物品中使用的内部全反射型立方隅角逆反射性元件的形态之一的Semi Full Cube型立方隅角元件的俯视图(图3(A))和被剖面线X-X’切断得到的剖面图(图3(B))以及被剖面线Y-Y’切断得到的剖面图(图3(C))。

图4是表示作为本发明使用的光学特性调节层、在逆反射性元件层的背面以非连续的独立区域设置的一个例子的俯视图。

图5是表示作为本发明使用的光学特性调节层、在逆反射性元件层的背面以连续弯折线状设置的一个例子的俯视图。

具体实施方式

以下，对用于解决本发明技术问题的具体方法进行详细说明。

本发明涉及具有如下结构且色相和透明性、逆反射特性经过调节的逆反射物品：具有逆反射性元件层，在该逆反射性元件层的背面，部分设有光学特性调节层，上述逆反射性元件层是配置大量内部全反射型立方隅角逆反射性元件而构成的。

作为能在本发明的逆反射物品中使用的内部全反射型立方隅角逆反射性元件，具体而言，可以使用选自三角锥型立方隅角元件、全立方(FullCube)型立方隅角元件、半立方(Semi Full Cube)型立方隅角元件、帐篷(Tent)型立方隅角元件以及正交棱镜元件的组的至少1种棱镜型逆反射性元件。

设于逆反射性元件层的背面的光学特性调节层用于改善逆反射物品的外观和亮度、色相、隐蔽性等光学特性。

关于该光学特性调节层的占有面积率(相对于逆反射性元件层的背面的面积)，考虑到对来自前面的光的逆反射性和对外观的影响，优选为1％以上80％以下，更优选为1％以上60％以下。

若该占有面积率超过60％、特别是大于80％，则逆反射性会下降，还有可能会有损外观。

若该占有面积率不足1％，则赋予光学特性的效果小。

光学特性调节层的设置方法不受限制，可以连续设置也可以非连续设置。

当非连续地设置光学特性调节层时，会形成独立的区域，该独立的区域的面积优选为0.01～150mm²，进一步优选为0.01～100mm²，更优选为0.05～50mm²，最优选为0.1～25mm²。

若该独立的区域的面积为0.01mm²以上，则能容易地设置光学特性调节层，若该独立的区域的面积为150mm²以下、特别是100mm²以下，则从逆反射物品的前面所见的外观上没有产生斑，因而优选。

当连续地设置光学特性调节层时，按直线状、弯折形、曲线状或它们的组合来连续地形成，其线宽优选为0.1～8mm，进一步优选为0.1～5mm，更优选为0.2～2mm，最优选为0.3～0.8mm。

若该线宽为0.1mm以上，则能容易地设置光学特性调节层，若该线宽为8mm以下、特别是5mm以下，则不会损害从逆反射物品的前面所见的外观，因而优选。

作为构成该光学特性调节层以及逆反射性元件层的材料，可以例示ABS树脂、氯乙烯树脂、聚碳酸酯树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂、苯乙烯树脂、聚酯树脂、氟树脂、聚乙烯树脂或聚丙烯树脂等烯树脂、纤维素类树脂以及聚氨酯树脂、苯酚树脂、三聚氰胺树脂等，但不限于这些。

光学特性调节层可以被着色，作为着色剂，可以采用各种有机或无机的颜料类、染料类。

另外，为了提高光学特性调节层的耐候性，可以分别单独使用紫外线吸收剂、光稳定剂以及抗氧化剂等或将它们组合使用。

光学特性调节层的厚度不受特殊限制，最好根据逆反射性元件层的尺寸来调节。

关于光学特性调节层的厚度，当逆反射性元件层的高度为h时，优选为h×0.1以上、h×0.7以下。若光学特性调节层的厚度在该范围内，则易于设置光学特性调节层，且易于调节光学特性，因而优选。

该光学特性调节层的设置方法没有特殊限制，可以例示在逆反射性元件层的背面通过凸版印刷或凹版印刷、丝网印刷等来涂布上述树脂的配合液的方法、喷墨印刷法。

此时能使用的大量配置内部全反射型立方隅角逆反射性元件而构成的逆反射元件层的种类完全不受限制。

通过改变例示的凸版印刷或凹版印刷、丝网印刷的版或辊，能容易地调节光学特性调节层的分布。

另外，逆反射性元件层可以通过与光学特性调节层以外的结合剂层结合而形成密封封入结构。

本发明中在光学特性调节层的背面具有空气层是指，可以是如下结构：逆反射性元件层不与光学特性调节层以外的层结合，逆反射性元件层和/或光学特性调节层与外界空气接触；也可以是如下结构：逆反射性元件层和/或光学特性调节层通过与结合剂层的结合来形成密封封入结构，被密封封入的空气与逆反射性元件层和/或光学特性调节层接触。

逆反射性元件层为了提高满足内部全反射条件的临界角度而在逆反射性元件层的背面(光学特性调节层的背面侧)设置空气层。为了防止在使用条件下因水分渗入导致的临界角下降等不良现象，逆反射性元件层优选利用结合剂层被密封封入。

作为该密封封入方法，可以采用在美国专利第3190178号、美国专利第4025159号以及日本专利实开昭50-28669号的各公报等中公开的方法。

作为在结合剂层的形成中使用的树脂，可以列举(甲基)丙烯酸树脂、聚酯树脂、醇酸树脂、环氧树脂等，作为接合方法，可以适当采用公知的热熔融粘合性树脂接合法、热固性树脂接合法、紫外线固化性树脂接合法、电子线固化性树脂接合法等。

本发明中使用的结合剂层可以与逆反射性元件层和/或光学特性调节层部分地结合形成密封封入结构。

在本发明中，还可以在结合剂层的下部设置支撑体层。

作为构成该支撑体层的材料的例子，可以将构成逆反射性元件层的树脂或一般的能形成膜的树脂等单独使用或复合使用。

在设置支撑体层时，可以在支撑体层的整个面上设置结合剂层，也可以在与逆反射性元件层的接合部分利用印刷法等选择性地设置结合剂层。

若采用上述本发明的具体方法，则具有如下优点：可以用现有品进行容易的加工，设备不复杂，生产率也很好，能廉价地高生产率地制造光学特性最佳的逆反射物品。

接着，结合附图更详细地说明本发明。

图1是表示能在本发明的逆反射物品中使用的内部全反射型立方隅角逆反射性元件的形态之一的三角锥型立方隅角元件的俯视图(图1(A))和被剖面线X-X’切断得到的剖面图(图1(B))以及被剖面线Y-Y’切断得到的剖面图(图1(C))的模式图。

三角锥型立方隅角元件通常作为左右对称的一对元件而构成，考虑到入射角特性，优选光学轴倾斜的三角锥型立方隅角元件。

另外，构成元件的3个面(a、b、c以及a’、b’、c’)实质上相互垂直，但为了改善观测角特性，可以略有偏差。

图2是表示能在本发明的逆反射物品中使用的内部全反射型立方隅角逆反射性元件的形态之一的Full Cube型立方隅角元件的俯视图(图2(A))和被剖面线X-X’切断得到的剖面图(图2(B))以及被剖面线Y-Y’切断得到的剖面图(图2(C))的模式图。

关于Full Cube型立方隅角元件，为了提高高入射角的反射效率，优选光学轴倾斜的Full Cube型立方隅角元件。

构成元件的3个面(a、b、c面)实质上相互垂直，但为了改善观测角特性，可以略有偏差。

图3是表示能在本发明的逆反射物品中使用的内部全反射型立方隅角逆反射性元件的形态之一的Semi Full Cube型立方隅角元件的俯视图(图3(A))和被剖面线X-X’切断得到的剖面图(图3(B))以及被剖面线Y-Y’切断得到的剖面图(图3(C))的模式图。

Semi Full Cube型立方隅角元件通常作为左右对称的一对元件而构成，为了提高高入射角的反射效率，优选光学轴倾斜的Semi Full Cube型立方隅角元件。

构成元件的3个面(a、b、c以及a’、b’、c’)实质上相互垂直，但为了改善观测角特性，可以略有偏差。

图4和图5分别表示本发明中使用的设有光学特性调节层(1)的逆反射性元件层(2)的一个例子的模式图。

光学特性调节层的分布形态没有特殊限制，可以是图4所示的点状，也可以是图5所示的弯折线状。构成光学特性调节层的非连续的独立区域或直线状、弯折线状、曲线状或由它们的组合形成的线优选为等间距地均匀地形成。

实施例

以下，用实施例更具体地说明本发明的详细内容，但本发明不限于实施例。

关于实施例和比较例中记载的数值和评价，用以下所示的方法测定得到。

(1)逆反射性能

采用GAMMA SCIENTIFIC公司制Model 920作为逆反射性能测定器，根据JIS Z-9117，在观测角0.2°以及0.5°、入射角5°以及30°这4点测定逆反射物品的逆反射性能。

(2)外观

关于逆反射物品的外观的判定，采用D65标准光源下的目视观察法(A法)以及在距离5m处照射聚光灯的目视观察法(B法)来实施，○为良好，△为能识别出斑的程度，×为斑显著。

(3)透光性

从逆反射物品的背面照射光，固定快门速度和光圈，用数码相机拍摄透射光，比较明亮度并排序。

成形用金属模的制作

在将表面研磨平坦的150mm见方的铜板上，用顶端角度为90°的金刚石工具，用快速切削法沿横向以160μm的间距切削大量80μm深的平行V字形槽组Vx，然后相对于Vx，以54.7356°和-54.7356°的交叉角度，使用顶端角度为60°的金刚石工具，同样地以184.752μm间距切削大量80μm深的平行V字形槽组Vy和Vz，制作形成了凸形的大量三角锥型立方隅角元件组的母模。

构成该母模的三角锥型立方隅角元件的3个侧面分别大致以90°交叉，光学轴倾斜约9.74°。

通过采用了氨基磺酸镍浴的电铸法将该母模制成材质为镍且母模形状反转形成的凹形三角锥型立方隅角元件成形用金属模。

比较例1

在双酚型聚碳酸酯树脂(三菱工程塑料株式会社制商品名Lupilon(优比龙)H3000)100重量份加入紫外线吸收剂(日本汽巴嘉基株式会社制商品名Tinuvin 1577)0.2重量份，使用三井矿山株式会社制的高速旋转型混合器、亨舍尔(Henschel)混合器，在转速100rpm的条件下混合15分钟。用设置了螺杆长度与口径之比为30∶1且压缩比为3.0的螺杆的短轴挤出机，在挤出温度240℃、转速35rpm的条件下，从口径4mm的喷嘴挤出该混合树脂后，经过水冷，切断，得到颗粒(pellet)。

将该颗粒在80℃、12小时的条件下干燥后，用设置了螺杆长度与口径之比为30∶1且压缩比为3.0的螺杆的短轴挤出机，在挤出温度240℃、转速50rpm的条件下挤出，得到厚度为180μm的聚碳酸酯树脂膜。

在该聚碳酸酯树脂膜的表层，用200℃的1对热辊，用热胶粘法粘贴含有1.8重量份紫外线吸收剂(日本汽巴嘉基株式会社制商品名Tinuvin(チヌビン)1577)的厚度为75μm的丙烯酸树脂膜(三菱丽阳株式会社制Acryplen(アクリプレン)HBL360)后，用上述成形用金属模，以与金属模面接触的方式提供聚碳酸酯树脂膜，在成形温度190℃、成形压力50kg/cm²的条件下加热压缩成形，在加压下冷却至30℃后，取出树脂层，得到大量三角锥型立方隅角元件以最密集填充状配置的逆反射物品中间体。

实施例1

在比较例1得到的逆反射物品中间体的逆反射性元件层的背面，用丝网印刷法将配合液均匀地涂布成1mm²的点状、占有面积率为20％，作为光学特性调节层，并进行加热干燥而得到逆反射物品，所述配合液是由丙烯酸树脂(Nikkapolymer(日化ポリマ一)株式会社制商品名RS-5000)100重量份与固化剂(株式会社三和化学制商品名NikalaC(ニツカラツク)MS-11)5.5重量份、溶剂(MIBK)27.7重量份搅拌混合而得到的。

实施例2

在实施例1中，用丝网印刷法均匀地涂布成1mm²的点状、50％占有面积率，从而形成光学特性调节层，除此以外均与实施例1同样操作，得到逆反射物品。

实施例3

在实施例1中，用丝网印刷法均匀地涂布成1mm²的点状、80％占有面积率，从而形成光学特性调节层，除此以外均与实施例1同样操作，得到逆反射物品。

实施例4

在实施例1中，用丝网印刷法均匀地涂布成150mm²的点状、20％占有面积率，从而形成光学特性调节层，除此以外均与实施例1同样操作，得到逆反射物品。

实施例5

在实施例1中，用丝网印刷法均匀地涂布成1mm宽的直线状、占有面积率为50％，从而形成光学特性调节层，除此以外均与实施例1同样操作，得到逆反射物品。

实施例6

在实施例1中，用丝网印刷法均匀地涂布成8mm宽的直线状、50％占有面积率，从而形成光学特性调节层，除此以外均与实施例1同样操作，得到逆反射物品。

实施例7

在实施例1中，使用武藤工业株式会社制的油墨(商品名：PJG-SOINKclear Coat)以及武藤工业株式会社制的On Demand Piezoelectric驱动方式喷墨打印机(商品名：PJ-1304NX)，在解像度384dpi下，均匀地涂布成1mm²的点状、20％占有面积率，从而形成光学特性调节层，除此以外均与实施例1同样操作，得到逆反射物品。

实施例8

在作为支撑体层的厚度为38μm的聚酯膜(东洋纺织株式会社制、商品名CosmoshineA4300)上，以20μm的厚度涂布作为结合剂层的聚酯类热熔物(东亚合成株式会社制、商品名Aron Melt PES-310SA40)，并进行加热干燥，将由此得到的对象采用金属模一边加热一边加压模压于实施例1中得到的逆反射物品上，从而得到形成结合剂层与逆反射性元件层以及光学特性调节层部分结合的密封封入结构的逆反射物品。此时，结合剂层与逆反射性元件层以及光学特性调节层的结合部占有逆反射物品的约22％的面积。

实施例9

除了将实施例8中的实施例1中得到的逆反射物品用实施例7中得到的逆反射物品代替外，与实施例8同样操作，得到形成结合剂层与逆反射性元件层以及光学特性调节层部分结合的密封封入结构的逆反射物品。此时，结合剂层与逆反射性元件层以及光学特性调节层的结合部占有逆反射物品的约25％的面积。

表1所示为实施例1～9中得到的逆反射物品以及比较例1中得到的逆反射物品中间体的逆反射性能、外观以及透光性的评价结果。

[表1]

注]^*1比较例1的逆反射物品中间体由于没有设置光学特性调节层，因此外观不会出现斑。

工业上的可利用性

作为本发明的逆反射物品的具体用途，可以例示交通标志、限制标志、引导标志、工程标志等交通标志类或商业标志、可见光、激光或红外光反射型传感器类的反射板等，能具备适合各用途的光学特性。

Claims

1、一种逆反射物品，具有大量配置内部全反射型立方隅角逆反射性元件而构成的逆反射性元件层，其特征在于，在该逆反射性元件层的背面，部分设有光学特性调节层，在该光学特性调节层的背面具有空气层。

2、如权利要求1所述的逆反射物品，其特征在于，所述逆反射性元件层通过与结合剂层结合，形成密封封入结构。

3、如权利要求2所述的逆反射物品，其特征在于，所述逆反射性元件层和/或所述光学特性调节层与所述结合剂层部分地结合。

4、如权利要求1～3中任一项所述的逆反射物品，其特征在于，所述光学特性调节层的占有面积率为1～60％。

5、如权利要求1～4中任一项所述的逆反射物品，其特征在于，所述光学特性调节层形成非连续的独立区域，该独立区域的面积为0.01～100mm²。

6、如权利要求1～4中任一项所述的逆反射物品，其特征在于，所述光学特性调节层以直线状、弯折线状、曲线状或这些形状的组合连续形成，该线宽为0.1～5mm。

7、如权利要求1～6中任一项所述的逆反射物品，其特征在于，所述光学特性调节层被有机或无机颜料类、染料类着色。

8、如权利要求1～7中任一项所述的逆反射物品，其特征在于，在所述光学特性调节层中单独或组合添加了紫外线吸收剂、光稳定剂及抗氧化剂。

9、如权利要求1～8中任一项所述的逆反射物品，其特征在于，所述内部全反射型立方隅角逆反射元件由逆反射性元件层构成，该逆反射性元件层包含选自三角锥型立方隅角元件、全立方(Full Cube)型立方隅角元件、半立方(Semi Full Cube)型立方隅角元件、帐篷(Tent)型立方隅角元件以及正交棱镜元件中的至少1种逆反射性元件。