DE112018005671T5

DE112018005671T5 - Strukturelles Farbentwicklungselement und Reifen

Info

Publication number: DE112018005671T5
Application number: DE112018005671.6T
Authority: DE
Inventors: Ryota Takahashi
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2017-10-27
Filing date: 2018-10-16
Publication date: 2020-07-16
Anticipated expiration: 2038-10-17
Also published as: DE112018005671B4; WO2019082729A1; US11491825B2; US20200254825A1; CN110998378B; CN110998378A

Abstract

Ein Element, das Farbe mit einer Strukturfarbe entwickelt, ist so gestaltet, dass der Strukturfarbanteil in einem einzigen Farbton visuell erkannt wird. Ein strukturelles Farbentwicklungselement 30 schließt ein: ein Grundmaterial 32 mit einer Oberfläche, von der mindestens ein Teil mit einer feinen Steg-/Rillenstruktur 320 versehen ist, die mit einem konstanten Anordnungsabstand ausgebildet ist, wobei das Grundmaterial durch die feine Steg-/Rillenstruktur 320 eine strukturelle Farbe entwickelt; und eine Farbentwicklungsschicht 34, die auf einer Oberfläche der feinen Steg-/Rillenstruktur 320 geschichtet ist. Die Farbentwicklung aus der Farbentwicklungsschicht 34 ist ein Farbton, der in der Farbentwicklung der Strukturfarbe eingeschlossen ist, und ein Bereich des strukturellen Farbentwicklungselements, in dem die feine Steg-/Rillenstruktur 320 und die Farbentwicklungsschicht 34 vorgesehen sind, visuell in einem einzigen Farbton erkannt wird. Anstelle der Farbentwicklungsschicht 34 kann eine polarisierte Reflexionsschicht 42 vorgesehen sein.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein strukturelles Farbentwicklungselement mit einem Bereich, der Farbe mit einer Strukturfarbe entwickelt, und einen Reifen, der das strukturelle Farbentwicklungselement verwendet.
Stand der Technik
Eine herkömmliche Strukturfarbe, die durch eine feine Struktur entwickelt wurde, die gleich oder kleiner als eine Lichtwellenlänge ist, ist bekannt und auf verschiedenen Gebieten angewendet worden. Beispielsweise ist in Patentdokument 1 ein Farbfilter beschrieben, das die Farbentwicklung einer Strukturfarbe verwendet. Ferner ist in Patentdokument 2 eine Technologie zum Messen einer Änderung der Farbentwicklung (Änderung der Wellenlänge) einer Strukturfarbe zum Berechnen der Dehnung eines Objekts beschrieben.
In Patentdokument 1 wird eine feine Struktur, die die Strukturfarbe erzeugt, durch Prägen gebildet. In Patentdokument 2 werden feine Partikel periodisch auf einer Oberfläche eines elastischen Materials angeordnet, und somit wird die Strukturfarbe erzeugt.
Literaturliste
Patentliteratur

Patentdokument 1: JP 2009-192676 A
Patentdokument 2: JP 4925025 B

Kurzdarstellung der Erfindung
Technisches Problem
Wenn die Strukturfarbe durch Stege/Rillen wie im oben beschriebenen Patentdokument 1 erzeugt wird, wird die Höhe des Stegs/der Rille geändert und somit kann der Farbton teilweise gesteuert werden. Die Farbe ändert sich jedoch, wenn sie aus verschiedenen Richtungen visuell erkannt wird, und kann daher in mehreren Farben (Regenbogenfarben) gesehen werden. Wenn zum Beispiel eine Strukturfarbe verwendet wird, um einige Informationen (Buchstaben, Markierungen oder dergleichen) anzuzeigen, besteht die Notwendigkeit, die Informationen in einem einzelnen Farbton, der mit den Informationen verknüpft ist, visuell erkennbar zu machen. Wenn eine Strukturfarbe in mehreren Farben visuell erkennbar ist, kann die Grenze zwischen einem Ort, an dem die Strukturfarbe gebildet wird, und einem Ort, an dem die Strukturfarbe nicht gebildet wird, unklar sein. Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf solche Umstände gemacht, und es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein strukturelles Farbentwicklungselement zu erhalten, das in einem einzigen Farbton und einem Reifen unter Verwendung des strukturellen Farbentwicklungselements visuell erkennbar ist.
Lösung des Problems
Um die oben beschriebene Aufgabe zu lösen, enthält ein strukturelles Farbentwicklungselement gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung: ein Grundmaterial mit einer Oberfläche, von der ein Teil mit einer feinen Steg-/Rillenstruktur versehen ist, die mit einer konstanten Teilung ausgebildet ist, wobei das Grundmaterial durch die feine Steg-/Rillenstruktur eine strukturelle Farbe entwickelt; und eine Farbentwicklungsschicht oder eine polarisierte Reflexionsschicht, die auf einer Oberfläche der feinen Steg-/Rillenstruktur geschichtet ist. Ein Bereich des strukturellen Farbentwicklungselements, in dem die feine Steg-/Rillenstruktur und die Farbentwicklungsschicht oder die feine Steg-/Rillenstruktur und die polarisierte Reflexionsschicht vorgesehen sind, wird in einem einzigen Farbton visuell erkannt.
Zusätzlich wird ein Reifen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Verwendung des strukturellen Farbentwicklungselements gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 gebildet.
Vorteilhafte Auswirkungen der Erfindung Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist, da die Farbentwicklungsschicht oder die polarisierte Reflexionsschicht auf das Grundmaterial geschichtet ist, das die Strukturfarbe durch die feine Steg-/Rillenstruktur entwickelt, der Bereich des strukturellen Farbentwicklungselements, in dem sich die feine Steg-/Rillenstruktur befindet und die Farbentwicklungsschicht in einem einzigen Farbton visuell erkennbar. Wenn einige Informationen (Buchstaben, Markierungen oder dergleichen) angezeigt werden soll, zum Beispiel mit der Strukturfarbe, kann die Information in einem einzigen Farbton, der der Information zugeordnet ist, visuell erkannt werden. Verglichen mit einem Fall, in dem eine Strukturfarbe in mehreren Farben visuell erkannt wird, kann vorteilhafterweise die Grenze zwischen einem Ort, an dem die Strukturfarbe gebildet wird, und einem Ort, an dem die Strukturfarbe nicht gebildet wird, klar identifiziert werden.
Figurenliste

1 ist eine Seitenansicht eines Fahrzeugreifens 10 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2A bis 2C sind vergrößerte Ansichten eines Logo-Markierungsabschnitts 204 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
3A bis 3C sind erläuternde Diagramme, die schematisch das Verhalten von Licht gemäß der vorliegenden Erfindung (erste Ausführungsform) und ein Vergleichsbeispiel veranschaulichen.
4 ist eine Tabelle, die die visuellen Bewertungsergebnisse eines strukturellen Farbentwicklungselements 30 angibt.
5 ist eine vergrößerte Ansicht des Logo-Markierungsabschnitts 204 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
6 ist ein erläuterndes Diagramm, das schematisch das Verhalten von Licht in der vorliegenden Erfindung (zweite Ausführungsform) und ein Vergleichsbeispiel darstellt.
7 ist eine Tabelle, die die visuellen Bewertungsergebnisse eines strukturellen Farbentwicklungselements 40 angibt.
8 ist ein erläuterndes Diagramm, das schematisch einen cholesterischen Flüssigkristall darstellt.

Beschreibung von Ausführungsformen
Erste Ausführungsform
Nachstehend werden ein strukturelles Farbentwicklungselement und ein Reifen gemäß bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben. In der vorliegenden Ausführungsform wird ein Beispiel beschrieben, in dem das strukturelle Farbentwicklungselement gemäß der vorliegenden Erfindung auf einen Fahrzeugreifen angewendet wird. Zusätzlich wird in einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Fall beschrieben, in dem eine Farbentwicklungsschicht auf eine Oberfläche einer feinen Steg-/Rillenstruktur geschichtet wird.
1 ist eine Seitenansicht eines Fahrzeugreifens 10 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Fahrzeugreifen 10 schließt einen Laufflächenabschnitt 14 mit einer Laufflächenoberfläche, die mit einer Straßenoberfläche in Kontakt gebracht werden kann, einen Wulstabschnitt 16, der mit einem Rad (nicht dargestellt) in Eingriff steht, und einen Seitenwandabschnitt 12 ein, der den Laufflächenabschnitt 14 und den Wulstabschnitt 16 verbindet, um eine Reifenseitenfläche zu bilden.
Während die Abriebbeständigkeit des Laufflächenabschnitts 14 hervorgehoben ist, ist die Beständigkeit gegen Verformung, die durch eine Last während des Fahrens verursacht wird, auf dem Seitenwandabschnitt 12 hervorgehoben, und die Zusammensetzung des Seitenwandabschnitts 12 unterscheidet sich von der des Laufflächenabschnitts 14.
Genauer gesagt, in der vorliegenden Ausführungsform, schließt der Seitenwandabschnitt 12 einen Dienkautschuk, Ruß, und Silica ein. Der Dienkautschuk enthält zu 30 bis 70 Massen-% Naturkautschuk und/oder Isopren-Gummi. Der Ruß weist eine stickstoffadsorptionsspezifische Oberfläche von 20 bis 60 m²/g auf. Der Gehalt des Rußes beträgt 5 bis 45 Massenteile pro 100 Massenteile des Dienkautschuks und der Gehalt des Silicas beträgt 15 bis 55 Massenteile pro 100 Massenteile des Dienkautschuks. Der Gesamtgehalt des Rußes und des Silica beträgt 30 bis 60 Massenteile pro 100 Massenteile des Dienkautschuks.
Ferner sind verschiedene Arten von Informationen auf dem Seitenwandabschnitt 12 angegeben.
Als ein Beispiel für die auf dem Seitenwandabschnitt 12 angezeigten Informationen kann beispielsweise ein Herstellername 202 („REIFEN“ in dem Beispiel von 1) eines Herstellers, der den Fahrzeugreifen 10 herstellt, eine Hersteller-Logomarkierung 204 („T“ im Beispiel von 1), ein Reifenmarkenname 206 („Earth“ im Beispiel von 1), Reifenabmessungen 208 („205/65R15 94H“ im Beispiel von 1), eine Einheitlichkeitsmarke 214, eine Lichtpunktmarke 216 und dergleichen dargestellt werden. Zusätzlich zu den oben beschriebenen Informationen sind eine Herstellungsnummer, eine Drehrichtung und dergleichen auf dem Seitenwandabschnitt 12 angegeben.
Von den oben beschriebenen Informationen werden die Einheitlichkeitsmarke 214 und die Lichtpunktmarke 216 mit Tinte oder dergleichen markiert, nachdem die Reifen fertiggestellt (vulkanisiert) sind, und dann inspiziert.
Darüber hinaus werden Vertiefungen/Vorsprünge, die in Formwerkzeugen (Formen) ausgebildet sind, während der Vulkanisation des Fahrzeugreifens 10 übertragen, und somit werden der Herstellername 202, die Hersteller-Logomarkierung 204, der Reifenmarkenname 206, die Reifenabmessungen 208 und dergleichen markiert.
Von den Informationen, die durch die Vertiefungen und Vorsprünge der Formen übertragen werden, haben die Informationen außer der Logo-Markierung 204 die gleiche Farbe wie der gesamte Fahrzeugreifen 10, und jede Information ist visuell durch Kämme und Rillen auf dem Seitenwandabschnitt 12 erkennbar.
Unterdessen ist die Logo-Markierung 204 so ausgebildet, dass sie in einer Farbe visuell erkannt wird, wie beispielsweise einer Firmenfarbe des Herstellers, die sich von der Farbe des Fahrzeugreifens 10 unterscheidet.
2A bis 2C sind vergrößerte Ansichten des Abschnitts der Logo-Markierung 204. 2A ist eine Querschnittsansicht und 2B ist eine vergrößerte Ansicht von 2A. 2C ist eine perspektivische Ansicht eines Grundmaterials 32.
Der Abschnitt der Logo-Markierung 204 des Fahrzeugreifens 10 ist aus einem strukturellen Farbentwicklungselement 30 gebildet, das das Grundmaterial 32 und eine Farbentwicklungsschicht 34 enthält.
Eine feine Steg-/Rillenstruktur 320 mit einem konstanten Teilungsabstand wird auf mindestens einem Teil einer Oberfläche des Grundmaterials 32 ausgebildet, und eine Strukturfarbe wird durch die feine Steg-/Rillenstruktur 320 entwickelt.
In der vorliegenden Ausführungsform ist das Grundmaterial 32 ein Teilbereich des Reifens, der den Seitenwandabschnitt 12 bildet, und das Grundmaterial 32 enthält Dienkautschuk, Ruß und Silica, wie oben beschrieben. Somit wird das Grundmaterial 32 einschließlich Ruß gebildet, der ein schwarzes Material ist, und andere Bereiche als die feine Steg-/Rillenstruktur 320 des Grundmaterials 32 werden visuell in Schwarz erkannt. Ferner ist das Grundmaterial 32 mit einem weichen Polymermaterial ausgebildet, insbesondere Dienkautschuk, das eine Gummizusammensetzung ist.
Es sei darauf hingewiesen, dass ein Material, das das Grundmaterial 32 konfiguriert, nicht auf das obige Material beschränkt ist und verschiedene bekannte Materialien auf das Grundmaterial 32 aufgebracht werden können. Beispielsweise kann das Grundmaterial 32 einschließen: Gummizusammensetzung aus einem weichen Polymermaterial, das für Polyethylen oder Polyester repräsentativ ist, Nicht-Dienkautschuk, wie etwa Ethylen-Propylen-Kautschuk oder Acrylgummi, Urethangummi, Silikongummi, fluorhaltigen Gummi und dergleichen.
Wie in den 2A bis 2C gezeigt, ist die feine Steg-/Rillenstruktur 320 so ausgebildet, dass feine Steg-/Rillenabschnitte 324 auf einer Oberfläche 328 des Grundmaterials 32 mit einem konstanten Anordnungsabstand vorgesehen sind. Ein Bereich, in dem die feine Steg-/Rillenstruktur 320 vorgesehen ist, wird visuell durch die Strukturfarbe in einer Farbe erkannt, die sich von anderen Bereichen des Grundmaterials 32 (in der vorliegenden Ausführungsform in Schwarz) unterscheidet.
Hier sind die feinen Steg-/Rillenabschnitte 324 verschiedene bekannte Strukturen, wie etwa Vorsprünge und Protrusionen, die verwendet werden, um die Strukturfarbe zu erhalten. In der vorliegenden Ausführungsform sind die feinen Steg-/Rillenabschnitte 324 feine Stege, die von der Oberfläche 328 als gekrümmte Oberfläche (oder flache Oberfläche) in der vorliegenden Ausführungsform des Grundmaterials 32 vorstehen. Außerdem entspricht der Anordnungsabstand einem Abstand zwischen den Mitten der nebeneinander angeordneten feinen Stege, d. h. einem Teilungsabstand L in der vorliegenden Ausführungsform. Wie in 2B dargestellt, stimmt der Teilungsabstand L mit der Gesamtlänge jeder der Stege und jeder der Rillen entlang der Oberfläche des Gummielements (Reifens) überein (die Summe eines Durchmessers R jedes der Zylinder in 2B und eines Abstands S zwischen den Seitenflächen der in 2B nebeneinander angeordneten Zylinder).
Zusätzlich entspricht der konstante Anordnungsabstand verschiedenen bekannten Zyklen (Teilungsabständen), die verwendet werden, um eine Strukturfarbe zu erhalten, und der konstante Anordnungsabstand kann in der gesamten feinen Steg-/Rillenstruktur 320 gleichmäßig sein oder kann kontinuierlich oder allmählich geändert werden.
Der konstante Anordnungsabstand oder die Steg-/Rillenhöhe der feinen Steg-/Rillenabschnitte 324 wird basierend auf einer Wellenlänge des sichtbaren Lichts bestimmt, die einer Farbe entspricht, die visuell als die Strukturfarbe erkannt wird. Mit anderen Worten, eine Wellenlänge, die einer als Strukturfarbe darzustellenden Farbe entspricht, wird aus einem Wellenlängenband ausgewählt, das als sichtbares Licht klassifiziert ist, und spezifische Abmessungen des Anordnungsabstands oder der Steg-/Rillenhöhe der feinen Steg-/Rillenabschnitte 324 sind bestimmt durch das Resonanzgitterprinzip.
In der vorliegenden Ausführungsform ist der Anordnungsabstand oder die Steg-/Rillenhöhe der feinen Steg-/Rillenabschnitte 324 so konfiguriert, dass sie zum Beispiel 650 nm oder kleiner sind. Dies liegt daran, dass als Ergebnis von Experimenten, die von den vorliegenden Erfindern durchgeführt wurden, die Strukturfarbe in einem Bereich erkannt wurde, in dem der Anordnungsabstand oder die Steg-/Rillenhöhe der feinen Steg-/Rillenabschnitte 324 650 nm oder weniger beträgt.
In der vorliegenden Ausführungsform ist jeder der feinen Steg-/Rillenabschnitte 324 ein Zylinder, der in einer Richtung senkrecht zu der Oberfläche 328 des Grundmaterials 32 vorsteht. Eine obere Oberfläche 326 des Zylinders ist ein perfekter Kreis, und der Durchmesser R des Kreises beträgt ungefähr 5 µm. Ferner beträgt der Abstand S zwischen den nebeneinander angeordneten Zylindern 1 µm und der Anordnungsabstand (Teilungsabstand L) beträgt ungefähr 6 µm. Es ist zu beachten, dass zur Vereinfachung der Darstellung in 2A bis 2C der Abstand S und der Teilungsabstand L mit einem von den tatsächlichen Abmessungen verschiedenen Verhältnis angegeben wurden.
Hier haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung mehrere Gummielemente hergestellt, indem sie die Höhe (Steg-/Rillenhöhe) H der feinen Steg-/Rillenabschnitte 324 von der Oberfläche 328 des Reifens geändert haben, während sie den Anordnungsabstand der feinen Steg-/Rillenabschnitte 324 oder Durchmesser von jedem der zylindrischen feinen Steg-/Rillenabschnitte 324 festgelegt haben. Als Ergebnis wurden die folgenden Strukturfarben in absteigender Reihenfolge des visuell erkannten Bereichs visuell erkannt. Da sich die Strukturfarben bei Betrachtung unter verschiedenen Winkeln voneinander unterscheiden, sind die mehreren Strukturfarben visuell erkennbar.
Steg-/Rillenhöhe 650 nm: rot, purpurrot Steg-/Rillenhöhe 607 nm: purpurrot, rot, orange Steg-/Rillenhöhe 577 nm: purpurrot, orange Steg-/Rillenhöhe 536 nm: orange, purpurrot Steg-/Rillenhöhe 500 nm: gelb, grün, orange
Hierbei wurde die Farbe bläulicher, wenn die Steg-/Rillenhöhe kleiner war. Wie gerade beschrieben, wird der Anordnungsabstand oder die Steg-/Rillenhöhe der feinen Steg-/Rillenabschnitte 324 eingestellt, und somit können Informationen in einer beliebigen Farbe auf der Gummioberfläche angezeigt werden. Beispielsweise kann in einem Fall, in dem der Teil der Logo-Markierung 204 wünschenswerterweise rot dargestellt ist, die Steg-/Rillenhöhe auf ungefähr 650 nm eingestellt werden.
Die Farbentwicklungsschicht 34 ist auf die Oberfläche der feinen Steg-/Rillenstruktur 320 geschichtet. Mit anderen Worten ist die Farbentwicklungsschicht 34 in der Einfallsrichtung (Betrachtungsrichtung) des Lichts in Bezug auf die feine Steg-/Rillenstruktur 320 positioniert. Die Farbentwicklungsschicht 34 enthält mindestens eine Substanz (beispielsweise ein typisches Farbentwicklungspigment), die eine spezifische Wellenlängenkomponente des einfallenden Lichts absorbiert und die visuelle Erkennung eines Farbtons der durchgelassenen Wellenlängenkomponente ermöglicht, oder eine Substanz (z B. ein fluoreszierendes Pigment), die eine bestimmte Wellenlängenkomponente des einfallenden Lichts absorbiert und somit Licht durch Anregung von Elektronen emittiert, was durch Absorption der bestimmten Wellenlängenkomponente verursacht wird.
Wenn beispielsweise die Farbentwicklungsschicht 34 Farbe mit einem typischen Farbentwicklungspigment entwickelt, ist der Farbton der Farbentwicklungsschicht 34 vorzugsweise ein Farbton, der in der Farbentwicklung des Grundmaterials 32 mit der Strukturfarbe eingeschlossen ist (mindestens ein Teil einer Wellenlängenkomponente der Strukturfarbe wird übertragen). Wenn beispielsweise die Steg-/Rillenhöhe der feinen Steg-/Rillenabschnitte 324 607 nm beträgt, um die Strukturfarbe purpurrot, rot oder orange zu erhalten, ist der Farbton der Farbentwicklungsschicht 34 vorzugsweise purpurrot, rot oder orange. Wenn die Farbentwicklungsschicht 34 Farbe mit einem fluoreszierenden Pigment entwickelt, schließt die von der Farbentwicklungsschicht 34 absorbierte Wellenlängenkomponente vorzugsweise die Wellenlängenkomponente der Strukturfarbe ein.
Zusätzlich zu einem Acrylbeschichtungsmaterial können typische Farben wie etwa eine Farbe auf Urethanbasis als Material für die Farbentwicklungsschicht 34 verwendet werden.
Wie schematisch in 3B dargestellt, ist eine herkömmliche Strukturfarbe keine vollständig einzelne Farbe und ändert sich, wenn sie unter verschiedenen Winkeln betrachtet wird, und die herkömmliche Strukturfarbe kann in Regenbogenfarben visuell erkannt werden. Mit anderen Worten, in einem Fall, in dem nur die feine Steg-/Rillenstruktur 320 auf dem Grundmaterial 32 vorgesehen ist, wird nur eine spezifische Wellenlängenkomponente des einfallenden Lichts L1 zum reflektierten Licht L2, und das reflektierte Licht L2 schließt eine Wellenlängenkomponente mit mehreren Farbtönen ein. Dementsprechend werden die Mehrfarbtöne visuell erkannt.
Wenn ferner die Farbentwicklungsschicht 34, die eine bestimmte Wellenlänge absorbiert, auf das schwarze Grundmaterial 32 wie etwa Gummi für einen Reifen geschichtet wird, ist die Farbe nicht sichtbar. Dies liegt daran, dass alle Wellenlängen des Lichts vom Grundmaterial 32 absorbiert werden, wie dies schematisch in 3C dargestellt ist. Mit anderen Worten, wenn die Farbentwicklungsschicht 34 auf das Grundmaterial 32 geschichtet wird, ohne die feine Steg-/Rillenstruktur 320 bereitzustellen, wird der größte Teil der Komponenten des einfallenden Lichts L1 von der Farbentwicklungsschicht 34 absorbiert und nur eine Komponente L1' entsprechend einer einzigen Farbe erreicht das Grundmaterial 32. Währenddessen wird, da das Grundmaterial 32 schwarz ist, die Komponente L1' ebenfalls absorbiert und das reflektierte Licht L2 kann nicht erhalten werden. Es ist zu beachten, dass zur Vereinfachung der Darstellung in 3C das Grundmaterial 32 und die Farbentwicklungsschicht 34 in einem voneinander getrennten Zustand dargestellt sind.
Andererseits ist, wie in der ersten Ausführungsform, die Farbentwicklungsschicht 34, die eine spezifische Wellenlänge absorbiert, um Farbe zu entwickeln oder Fluoreszenz zu erzeugen, auf die Oberfläche der feinen Steg-/Rillenstruktur 320 geschichtet, die die Strukturfarbe entwickelt, und somit, wie schematisch dargestellt in 3A, wird einfallendes Licht, das die feine Steg-/Rillenstruktur 320 erreicht, und Licht, das von der feinen Steg-/Rillenstruktur 320 reflektiert wird, durch die Farbentwicklungsschicht 34 ausgewählt. Folglich wird die Strukturfarbe von Regenbogenfarben in einem einzigen Farbton visuell erkannt.
Mit anderen Worten, wenn die Farbentwicklungsschicht 34 auf das Grundmaterial 32 geschichtet wird, das mit der feinen Steg-/Rillenstruktur 320 versehen ist, werden die meisten Komponenten des einfallenden Lichts L1 von der Farbentwicklungsschicht 34 absorbiert und nur die Komponente L1', entsprechend der Einzelfarbe erreicht das Grundmaterial 32. Das Grundmaterial 32 ist so strukturiert, dass nur eine bestimmte Wellenlänge der Komponente L1' von der feinen Steg-/Rillenstruktur 320 reflektiert wird und somit das reflektierte Licht L2 erzeugt wird. Da das reflektierte Licht L2 in einem Wellenlängenband enthalten ist, das durch die Farbentwicklungsschicht 34 durchlässig ist, erreicht das reflektierte Licht L2 die Außenseite des strukturellen Farbentwicklungselements 30 und unterscheidet sich somit visuell von der Farbe des Grundmaterials 32.
Es ist zu beachten, dass in der vorliegenden Ausführungsform der einzelne Farbton auf einem Niveau liegt, das im Wesentlichen als einzelne Farbe durch die Farbunterscheidungsfähigkeit einer normalen Person erkennbar ist, und der einzelne Farbton nicht vollständig die gleiche Wellenlänge wie ein Laserstrahl aufweist. Beispielsweise ist, wie im Fall der zuvor erwähnten feinen Steg-/Rillenabschnitte 324 mit der Steg-/Rillenhöhe von 607 nm, der einzige Farbton der vorliegenden Ausführungsform nicht die Verteilung von Farben wie „purpurrot“, „rot“ und „orange“, sondern ist eine einzelne Farbe, im Wesentlichen als „rot“ identifiziert.
Als nächstes wird ein Verfahren zur Herstellung des strukturellen Farbentwicklungselements 30 beschrieben.
Es ist zu beachten, dass vor den folgenden Schritten der Farbton des Musters oder dergleichen, der dem Fahrzeugreifen 10 hinzugefügt werden soll, bestimmt wird, und dann wird der Anordnungsabstand oder die Steg-/Rillenhöhe der feinen Steg-/Rillenabschnitte auf der Grundlage von Wellenlänge des sichtbaren Lichts entsprechend dem Farbton bestimmt (die Farbe, die visuell als das Muster oder dergleichen auf dem Fahrzeugreifen 10 erkennbar ist) (Schritt zur Bestimmung des Anordnungsabstands oder Schritt zur Bestimmung Steg-/Rillenhöhe).
(Schritt 1) Um die feine Steg-/Rillenstruktur 320 auf der Oberfläche des Grundmaterials 32 auszubilden, wird eine Maske mit Musterstrukturen ausgebildet, die mit einem konstanten Teilungsabstand angeordnet sind (Maskenausbildungsschritt).
Zunächst wird ein Chrom (Cr) -Film von ungefähr 80 nm auf einem maskenbildenden Substrat (Silicium-Substrat) unter Verwendung eines Zerstäubungsapparates ausgebildet. Als nächstes wird ein positiver Elektronenstrahlresist (3 Sekunden lang bei 300 U/min und anschließend 60 Sekunden lang bei 4000 U/min) auf den Chrombelag aufgeschleudert. Danach wird das Substrat 3 Minuten lang bei 150 °C auf einer Heizplatte vorgebrannt, und das mit dem Elektronenstrahl-Resist beschichtete Substrat wird unter Verwendung eines Elektronenstrahl-Lithographiesystems belichtet. Nach dem Strukturieren wird das Substrat dann 60 Sekunden lang in eine Entwicklungslösung getaucht, um den Belag zu entwickeln. Es ist zu beachten, dass, wenn der Anordnungsabstand der feinen Steg-/Rillenabschnitte 324 basierend auf der Wellenlänge des sichtbaren Lichts bestimmt wird, die einer visuell als Strukturfarbe erkannten Farbe entspricht, d. h., wenn der Anordnungsabstand der feinen Steg-/Rillenabschnitte 324 als ein Parameter zum Bestimmen der Farbentwicklung der Strukturfarbe verwendet wird, der Anordnungsabstand von Musterstrukturen während des Musterns basierend auf dem Anordnungsabstand bestimmt wird, der in dem Anordnungsabstandsbestimmungsschritt bestimmt wird. Nach der Entwicklung wird das Substrat etwa 60 Sekunden lang in eine gemischte saure Chromätzlösung getaucht, und nur das belichtete Cr wird selektiv aufgelöst, um eine Maske (Fotomaske) zu erzeugen.
(Schritt 2) Die Maske wird auf einem Substrat angeordnet, das aus Metall oder einem Halbleitermaterial gebildet ist, und das Substrat wird geätzt (Ätzschritt).
In der vorliegenden Ausführungsform wird ein einkristallines Silicium-Substrat als Substrat verwendet. Das Substrat wird fünf Minuten lang mit Aceton und Methanol in der angegebenen Reihenfolge mit Ultraschall gereinigt, und ein positiver Fotolack wird auf das Substrat aufgeschleudert (3 Sekunden lang bei 300 U/min und anschließend 60 Sekunden lang bei 5000 U/min). Anschließend wird das Substrat auf der Heizplatte 90 Sekunden lang bei 95 °C vorgebrannt. Somit kann ein im Resist enthaltenes organisches Lösungsmittel verdampft werden, um die Haftung mit dem Substrat zu verbessern. Anschließend wird das mit dem Photoresist beschichtete Substrat unter Verwendung eines Maskenausrichters und der in Schritt 1 hergestellten Photomaske belichtet. Dann wird das Substrat in eine Entwicklungslösung getaucht, um Teile herauszulösen, die Licht ausgesetzt sind, und somit wird eine Strukturierung durchgeführt.
Nach dem Strukturieren wird das Substrat unter Verwendung einer Trockenätzvorrichtung (Passivierungsgas: C₄F₈, 80 sccm, Ätzgas: SF6, 130 sccm, Bosh-Verfahren) geätzt, um eine Gießform (Silicium-Gießform) zu erzeugen. Es ist zu beachten, dass, wenn die Steg-/Rillenhöhe der feinen Steg-/Rillenabschnitte 324 basierend auf der Wellenlänge des sichtbaren Lichts bestimmt wird, die einer Farbe entspricht, die visuell als Strukturfarbe erkannt wird, d. h., wenn die Steg-/Rillenhöhe der feinen Steg-/Rillenabschnitte Abschnitte 324 als Parameter zum Bestimmen der Farbentwicklung der Strukturfarbe verwendet werden, die Ätzzeit des Substrats geeignet gesteuert wird, und somit kann die Steg-/Rillenhöhe der feinen Steg-/Rillenabschnitte 324 an die bestimmte Steg-/Rillenhöhe angepasst werden, die im Schritt zur Bestimmung der Rillen-/Rillenhöhe bestimmt wurde.
Außerdem wird in den vorstehenden Schritten 1 und 2 (Formbildungsschritt) ein Fall beschrieben, in dem die Form mit der feinen Steg-/Rillenstruktur durch Fotolithografietechnik hergestellt wird. Alternativ ist ein Verfahren zur Herstellung eines Gummielements gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nicht auf den obigen Fall beschränkt, und verschiedene bekannte Verfahren können auf das Verfahren zur Herstellung eines Gummielements angewendet werden.
(Schritt 3) Unvulkanisierter Gummi wird an das geätzte Substrat (Form) geklebt, und dann wird der unvulkanisierte Gummi vulkanisiert, um die feine Steg-/Rillenstruktur auf die Gummioberfläche zu übertragen (Übertragungsschritt).
Der unvulkanisierte Gummi wird 10 Minuten lang bei 80 °C auf die zu erweichende Silicium-Form gelegt und dann etwa 10 Minuten lang bei 160 °C gepresst und vulkanisiert.
Nach der Vulkanisation wird der vulkanisierte Gummi aus der Silicium-Form entfernt, und dann wird bestätigt, dass die feine Steg-/Rillenstruktur 320 auf die Gummioberfläche (die Oberfläche des Grundmaterials 32) übertragen wird. Der Bereich, in dem die feine Steg-/Rillenstruktur 320 gebildet wird, wird visuell in einer anderen Farbe als andere Bereiche (flache Oberflächenbereiche) auf der Oberfläche des Grundmaterials 32 erkannt, d. h. in der Strukturfarbe, die durch die feine Steg-/Rillenstruktur 320 entwickelt wird.
(Schritt 4)
Eine Acrylfarbe, die zur Farbentwicklungsschicht 34 wird, wird mit einer Spritzpistole auf die Oberfläche des Bereichs des Grundmaterials 32 aufgetragen, in dem die feine Steg-/Rillenstruktur 320 ausgebildet ist. Es ist zu beachten, dass zusätzlich zu einer Spritzpistole ein allgemeines Verfahren wie etwa Schleuderbeschichten, ein Pinsel oder dergleichen als Werkzeug zum Auftragen von Farbe verwendet werden kann.
4 ist eine Tabelle, die die visuellen Bewertungsergebnisse des strukturellen Farbentwicklungselements 30 angibt, das wie oben beschrieben hergestellt wurde.
4 gibt vier Beispiele (Beispiele 1 bis 4) an, bei denen die Dicke der Farbentwicklungsschicht 34 zusammen mit den Ergebnissen eines Falls als Vergleichsbeispiel geändert wurde, bei dem keine polarisierte Reflexionsschicht 42 vorgesehen war.
Die Dicke der Farbentwicklungsschicht 34 war eine Dicke von den oberen Oberflächen 326 der feinen Steg-/Rillenabschnitte 324 des Grundmaterials 32 (der Scheitelpunkt der Rippen, die von der Oberfläche 328 des Grundmaterials 32 vorstehen) in einer entgegengesetzten Richtung auf die Oberfläche 328 des Grundmaterials 32. In Beispiel 1 wurde die Dicke der Farbentwicklungsschicht 34 auf 0,8 um eingestellt. In Beispiel 2 wurde die Dicke der Farbentwicklungsschicht 34 auf 3,0 um eingestellt. In Beispiel 3 wurde die Dicke der Farbentwicklungsschicht 34 auf 30,0 um eingestellt. In Beispiel 4 wurde die Dicke der Farbentwicklungsschicht 34 auf 80,0 um eingestellt.
Es ist zu beachten, dass die Dicke der Farbentwicklungsschicht 34 mit einem Rasterelektronenmikroskop (REM: Rasterelektronenmikroskop) gemessen wurde.
In dem Vergleichsbeispiel wurde das Licht verschiedener Wellenlängen reflektiert und somit wurde das strukturelle Farbentwicklungselement 30 in Regenbogenfarben visuell erkannt (Bewertung: schlecht). In Beispiel 1 traten andere Farben in einem Teil des strukturellen Farbentwicklungselements 30 auf, und in der Zwischenzeit wurde das strukturelle Farbentwicklungselement 30 im Vergleich zum Vergleichsbeispiel in einer einzelnen Farbe visuell erkannt (Bewertung: angemessen). Ferner wurde in den Beispielen 2 bis 4 das strukturelle Farbentwicklungselement 30 in einer einzelnen Farbe visuell erkannt (Bewertung: gut).
Wie gerade beschrieben, wird die Farbentwicklungsschicht 34 auf der Oberfläche des Grundmaterials 32 gebildet, das die Strukturfarbe entwickelt. Dementsprechend wurde bestätigt, dass die Strukturfarbe in einem einzigen Farbton visuell erkannt wurde.
Es ist zu beachten, dass die Dicke der Farbentwicklungsschicht 34 vorzugsweise 0,8 µm bis 80,0 µm beträgt. Dies liegt daran, dass die Farbentwicklungsschicht 34 keine Farbe entwickelt, wenn die Farbentwicklungsschicht 34 zu dünn ist. Wenn im Gegensatz dazu die Farbentwicklungsschicht 34 zu dick ist, erlaubt die Farbentwicklungsschicht 34 kein Eindringen von Licht oder blättert ab.
Wie oben beschrieben, ist das strukturelle Farbentwicklungselement 30 gemäß der ersten Ausführungsform so strukturiert, dass die Farbentwicklungsschicht 34 mit einer vorbestimmten Dicke auf das Grundmaterial 32 geschichtet ist, das die strukturelle Farbe durch die feine Steg-/Rillenstruktur 320 entwickelt. Dementsprechend ist der Bereich, in dem die feine Steg-/Rillenstruktur 320 und die Farbentwicklungsschicht 34 sichtbar sind, in einem einzigen Farbton erkennbar.
Wenn zum Beispiel die Logo-Markierung 204 mit der Strukturfarbe wie in der vorliegenden Ausführungsform an dem Fahrzeugreifen 10 angebracht ist, kann eine Firmenfarbe eines Herstellers, die üblicherweise in der Logo-Markierung 204 verwendet wird, visuell in einer einzelnen Farbe erkannt werden, und vorteilhafterweise werden die Logo-Markierung 204 und die Unternehmensfarbe aufgewertet und ein integriertes Markenimage etabliert. Zusätzlich kann im Vergleich zu einem Fall, in dem die Strukturfarbe in mehreren Farben visuell erkannt wird, die Grenze zwischen einem Ort, an dem die Strukturfarbe gebildet wird, und einem Ort, an dem die Strukturfarbe nicht gebildet wird, klar unterschieden werden, und vorteilhafterweise kann die Erkennungsgenauigkeit von Informationen, die durch die Strukturfarbe dargestellt werden, verbessert werden.
(Zweite Ausführungsform)
In einer zweiten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Fall beschrieben, in dem die polarisierte Reflexionsschicht auf der Oberfläche der feinen Steg-/Rillenstruktur geschichtet ist. Es ist zu beachten, dass detaillierte Beschreibungen und Darstellungen derselben Stellen wie bei der ersten Ausführungsform bei der zweiten Ausführungsform weggelassen werden.
5 ist eine vergrößerte Ansicht des Abschnitts der Logo-Markierung 204 (siehe 1) des Fahrzeugreifens 10 gemäß der zweiten Ausführungsform. 5A ist eine Querschnittsansicht und 5B ist eine vergrößerte Ansicht von 5A. 5C ist eine perspektivische Ansicht des Grundmaterials 32.
In der zweiten Ausführungsform schließt der Logo-Markierungsabschnitt 204 des Fahrzeugreifens 10 ein strukturelles Farbentwicklungselement 40 ein, das mit dem Grundmaterial 32 und der polarisierten Reflexionsschicht 42 versehen ist.
Es ist zu beachten, dass wie in der ersten Ausführungsform die feine Steg-/Rillenstruktur 320 mit einem konstanten Anordnungsabstand auf mindestens einem Teil der Oberfläche des Grundmaterials 32 ausgebildet ist und die Strukturfarbe durch die feine Steg-/Rillenstruktur 320 entwickelt wird.
Die polarisierte Reflexionsschicht 42 ist auf der Oberfläche der feinen Steg-/Rillenstruktur 320 geschichtet. Mit anderen Worten ist die polarisierte Reflexionsschicht 42 in der Einfallsrichtung (Betrachtungsrichtung) des Lichts in Bezug auf die feine Steg-/Rillenstruktur 320 positioniert. Insbesondere ist die polarisierte Reflexionsschicht 42 so ausgebildet, dass sie das Volumen von den Rillen der feinen Steg-/Rillenstruktur 320 (der Oberfläche 328 des Grundmaterials 32 in der vorliegenden Ausführungsform) bis zum Scheitelpunkt (den oberen Oberflächen 326) der Rillen (die feinen Steg-/Rillenabschnitte 324) der feinen Steg-/Rillenstruktur 320 füllt. Die polarisierte Reflexionsschicht 42 ist so ausgebildet, dass sie eine bestimmte Dicke über dem Scheitelpunkt (den oberen Oberflächen 326) aufweist (in der entgegengesetzten Richtung von der Oberfläche 328).
In der vorliegenden Ausführungsform wird die polarisierte Reflexionsschicht 42 einschließlich eines cholesterischen Flüssigkristalls gebildet.
8 ist ein erläuterndes Diagramm, das schematisch einen cholesterischen Flüssigkristall darstellt. Der cholesterische Flüssigkristall 50 weist eine Schichtstruktur auf, in der die stabförmigen Moleküle 52 mehrschichtig sind. In jeder der Schichten 54 sind die Moleküle 52 unidirektional angeordnet, und die Schichten 54 sind derart angesammelt, dass die Anordnungsrichtungen der Moleküle 52 eine Schraubenform bilden. Typischerweise ist eine Schraubenachse 56 eine Richtung senkrecht zu jeder der Schichten 54, und die Schraubenachse 56 schließt eine Schraubenstruktur mit einer konstanten Steigung ein. Die Steigung der Schraubenlinie entspricht einer Wellenlänge, und zirkular polarisiertes Licht wird in die gleiche Richtung wie die Windung der Schraubenlinie reflektiert. Der cholesterische Flüssigkristall wird durch Zugabe eines als chirales Mittel bezeichneten Additivs gebildet, das Flüssigkristallmolekülen Verdrehung verleiht, und zwar zu nematischen Flüssigkristallen, die parallel angeordnet sind, ohne eine Schichtstruktur aufzuweisen.
Zusätzlich weist die polarisierte Reflexionsschicht 42 vorzugsweise eine Durchlässigkeitsleistung in einem Wellenlängenband auf, das Wellenlängen einschließt, die selektiv von der feinen Steg-/Rillenstruktur 320 reflektiert werden. Wenn beispielsweise die Steg-/Rillenhöhe der feinen Steg-/Rillenabschnitte 324 607 nm beträgt, um die Strukturfarbe Purpurrot, Rot oder Orange zu erhalten, beträgt die Länge des von der feinen Steg-/Rillenstruktur 320 reflektierten Lichts ungefähr 750 nm bis 590 nm. In diesem Fall ist die polarisierte Reflexionsschicht 42 vorzugsweise ausgebildet, um das Wellenlängenband einschließlich der Wellenlänge zu übertragen.
Wie schematisch in 6B dargestellt, wird eine herkömmliche Strukturfarbe vollständig in einer einzigen Farbe visuell erkannt und ändert sich, wenn sie unter verschiedenen Winkeln betrachtet wird, und wird somit in Regenbogenfarben visuell erkannt. Mit anderen Worten, in einem Fall, in dem nur die feine Steg-/Rillenstruktur 320 auf dem Grundmaterial 32 vorgesehen ist, wird nur eine spezifische Wellenlängenkomponente des einfallenden Lichts L1 zum reflektierten Licht L2, und das reflektierte Licht L2 schließt eine Wellenlängenkomponente mit mehreren Farbtönen ein. Dementsprechend werden die Mehrfarbtöne visuell erkannt.
Andererseits wird, wie in der zweiten Ausführungsform, die polarisierte Reflexionsschicht 42, von der nur eine bestimmte Wellenlänge reflektiert wird, auf der Oberfläche der feinen Steg-/Rillenstruktur 320, die die Strukturfarbe entwickelt, gebildet (geschichtet). So wird, wie schematisch in 6A dargestellt, einfallendes Licht, das die feine Steg-/Rillenstruktur 320 erreicht, und Licht, das von der feinen Steg-/Rillenstruktur 320 reflektiert wird, durch die polarisierte Reflexionsschicht 42 ausgewählt. Folglich wird die Strukturfarbe von Regenbogenfarben in einem einzigen Farbton visuell erkannt.
Mit anderen Worten, wenn die polarisierte Reflexionsschicht 42 auf das Grundmaterial 32 geschichtet wird, das mit der feinen Steg-/Rillenstruktur 320 versehen ist, werden die meisten Komponenten des einfallenden Lichts L1 von der polarisierten Reflexionsschicht 42 absorbiert und nur die Komponente L1', entsprechend der Einzelfarbe, erreicht das Grundmaterial 32. Das Grundmaterial 32 ist so strukturiert, dass nur eine bestimmte Wellenlänge der Komponente L1' von der feinen Steg-/Rillenstruktur 320 reflektiert wird und somit das reflektierte Licht L2 erzeugt wird. Da das reflektierte Licht L2 in einem Wellenlängenband enthalten ist, das durch die polarisierte Reflexionsschicht 42 durchlässig ist, erreicht das reflektierte Licht L2 die Außenseite des strukturellen Farbentwicklungselements 40 und unterscheidet sich somit visuell von der Farbe des Grundmaterials 32.
Als nächstes wird ein Verfahren zur Herstellung des strukturellen Farbentwicklungselements 40 beschrieben.
Bei der Herstellung des strukturellen Farbentwicklungselements 40 wird auf die gleiche Weise wie bei der ersten Ausführungsform vorgegangen und dann wird der Anordnungsabstand oder die Steg-/Rillenhöhe der feinen Steg-/Rillenabschnitte auf der Grundlage der Wellenlänge des sichtbaren Lichts bestimmt, die dem Farbton entspricht (Schritt zur Bestimmung des Anordnungsabstands oder Schritt zur Bestimmung der Steg-/Rillenhöhe). Danach werden die vorgenannten Schritte 1 bis 3 (Maskenausbildungsschritt, Ätzschritt und Übertragungsschritt) durchgeführt, um das Grundmaterial 32 zu erhalten, auf dem die feine Steg-/Rillenstruktur 320 ausgebildet ist.
Anschließend wird in Schritt 4 eine Chloroformlösung eines cholesterischen Flüssigkristalls mit einer Spritzpistole auf die Oberfläche des Bereichs des Grundmaterials 32 aufgebracht, in dem die feine Steg-/Rillenstruktur 320 ausgebildet ist, und somit die polarisierte Reflexionsschicht 42 gebildet.
Cholesteryloleylcarbonat (erhältlich von Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)/Cholesterinnonanoat (erhältlich von Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)/Cholesterinbenzoat (erhältlich von Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) werden in einem Gewichtsverhältnis von 50/40/10 gemischt, um als cholesterischer Flüssigkristall verwendet zu werden.
Zusätzlich zu einer Spritzpistole kann ein allgemeines Verfahren wie etwa Schleuderbeschichten, ein Pinsel oder dergleichen als Werkzeug zum Auftragen von Farbe verwendet werden.
7 ist eine Tabelle, die die visuellen Bewertungsergebnisse des strukturellen Farbentwicklungselements 40 angibt, das wie oben beschrieben hergestellt wurde.
7 gibt vier Beispiele (Beispiele 1 bis 4) an, bei denen die Dicke der polarisierten Reflexionsschicht 42 zusammen mit den Ergebnissen eines Falls als Vergleichsbeispiel geändert wurde, bei dem keine polarisierte Reflexionsschicht 42 vorgesehen war.
Die Dicke der polarisierten Reflexionsschicht 42 war eine Dicke von den oberen Oberflächen 326 der feinen Steg-/Rillenabschnitte 324 des Grundmaterials 32 (der Scheitelpunkt der Rippen, die von der Oberfläche 328 des Grundmaterials 32 vorstehen) in einer entgegengesetzten Richtung auf die Oberfläche 328 des Grundmaterials 32. In Beispiel 1 wurde die Dicke der polarisierten Reflexionsschicht 42 auf 0,2 um eingestellt. In Beispiel 2 wurde die Dicke der polarisierten Reflexionsschicht 42 auf 1,0 um eingestellt. In Beispiel 3 wurde die Dicke der polarisierten Reflexionsschicht 42 auf 5,0 um eingestellt. In Beispiel 4 wurde die Dicke der polarisierten Reflexionsschicht 42 auf 80,0 um eingestellt.
Es sei angemerkt, dass die Dicke der polarisierten Reflexionsschicht 42 aus dem Gewicht der aufgebrachten Flüssigkristalllösung berechnet wurde.
In dem Vergleichsbeispiel wurde das Licht verschiedener Wellenlängen reflektiert und somit wurde das strukturelle Farbentwicklungselement 40 in Regenbogenfarben visuell erkannt (Bewertung: schlecht). In den Beispielen 1 und 4 traten andere Farben in einem Teil des strukturellen Farbentwicklungselements 40 auf, und in der Zwischenzeit wurde das strukturelle Farbentwicklungselement 40 im Vergleich zum Vergleichsbeispiel in einer einzelnen Farbe visuell erkannt (Bewertung: angemessen). Ferner wurde in den Beispielen 2 und 3 das strukturelle Farbentwicklungselement 40 in einer einzelnen Farbe visuell erkannt (Bewertung: gut).
Wie gerade beschrieben, wird die polarisierte Reflexionsschicht 42 auf der Oberfläche des Grundmaterials 32 gebildet, das die Strukturfarbe entwickelt. Dementsprechend wurde bestätigt, dass die Strukturfarbe in einem einzigen Farbton visuell erkannt wurde.
Wie oben beschrieben, ist das strukturelle Farbentwicklungselement 40 gemäß der zweiten Ausführungsform so strukturiert, dass die polarisierte Reflexionsschicht 42 auf der oberen Oberfläche des Grundmaterials 32 ausgebildet ist, das die strukturelle Farbe durch die feine Steg-/Rillenstruktur 320 entwickelt. Dementsprechend ist in der gleichen Weise wie in der ersten Ausführungsform der Bereich, in dem die feine Steg-/Rillenstruktur 320 und die polarisierte Reflexionsschicht 42 sichtbar sind, in einem einzigen Farbton erkennbar.
Es sei angemerkt, dass in der vorliegenden Ausführungsform die Form jedes der feinen Steg-/Rillenabschnitte 324 ein zylindrischer Vorsprung ist, aber nicht darauf beschränkt ist. Verschiedene herkömmlich bekannte Formen, die als Struktur zur Darstellung einer Strukturfarbe bekannt sind, können angewendet werden. Beispielsweise kann die Form des feinen Steg-/Rillenabschnitts 324 ein konischer Vorsprung oder ein gitterförmiger Vorsprung sein. Zusätzlich kann die feine Steg-/Rillenstruktur 320 ein Loch oder eine gitterförmige Rille sein, die in der Gummioberfläche ausgebildet ist. In diesem Fall kann die Form des Lochs auch beispielsweise eine zylindrische Form, eine konische Form oder dergleichen sein, und feine Partikel oder dergleichen können am Boden (der Spitze des Kegels) des konisch geformten Lochs angeordnet sein.
In der vorliegenden Ausführungsform wurde ein Beispiel beschrieben, in dem das strukturelle Farbentwicklungselement 30, 40 gemäß der vorliegenden Erfindung auf den Fahrzeugreifen 10 angewendet wird, aber das strukturelle Farbentwicklungselement 30, 40 ist nicht darauf beschränkt und geeignet für verschiedene bekannte Gummielemente, insbesondere solche, bei denen die Vulkanisation im Herstellungsverfahren angewendet wird.
Ferner wird in der vorliegenden Ausführungsform nur die Logo-Markierung 204 durch das strukturelle Farbentwicklungselement 30, 40 dargestellt, ist jedoch nicht darauf beschränkt. Alternativ können andere Informationen, die auf dem Seitenwandabschnitt 12 des Fahrzeugreifens 10 angegeben sind, durch das strukturelle Farbentwicklungselement 30, 40 dargestellt werden. Darüber hinaus kann das strukturelle Farbentwicklungselement 30, 40 auf dem gesamten Fahrzeugreifen 10 ausgebildet sein, und der gesamte Fahrzeugreifen 10 kann visuell in einer bestimmten Farbe erkannt werden. Darüber hinaus wird in der vorliegenden Ausführungsform die vorliegende Erfindung auf die auf dem Seitenwandabschnitt 12 des Fahrzeugreifens 10 angegebenen Informationen angewendet, ist jedoch nicht darauf beschränkt. Alternativ kann die vorliegende Erfindung auf Informationen angewendet werden, die an anderen Orten des Fahrzeugreifens 10 angegeben sind.
Bezugszeichenliste

10: Fahrzeugrad
12: Seitenwandabschnitt
30, 40: Strukturelles Farbentwicklungselement
32: Grundmaterial
320: Feine Steg-/Rillenstruktur
324: Feiner Steg-/Rillenabschnitt
34: Farbentwicklungsschicht
42: Polarisierte Reflexionsschicht

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2009192676 A [0004]
JP 4925025 B [0004]

Claims

Strukturelles Farbentwicklungselement, umfassend: ein Grundmaterial einschließlich einer Oberfläche, von der ein Teil mit einer feinen Steg-/Rillenstruktur versehen ist, die mit einem konstanten Anordnungsabstand ausgebildet ist, wobei das Grundmaterial durch die feine Steg-/Rillenstruktur eine strukturelle Farbe entwickelt; und eine Farbentwicklungsschicht oder eine polarisierte Reflexionsschicht, die auf einer Oberfläche der feinen Steg-/Rillenstruktur geschichtet ist; wobei ein Bereich des strukturellen Farbentwicklungselements, in dem die feine Steg-/Rillenstruktur und die Farbentwicklungsschicht oder die feine Steg-/Rillenstruktur und die polarisierte Reflexionsschicht vorgesehen sind, in einem einzigen Farbton visuell erkannt wird.
Strukturelles Farbentwicklungselement nach Anspruch 1, wobei die Farbentwicklungsschicht auf die Oberfläche der feinen Steg-/Rillenstruktur geschichtet wird und die Farbentwicklungsschicht mindestens eine Substanz einschließt, die eine spezifische Wellenlängenkomponente des einfallenden Lichts absorbiert und die visuelle Erkennung eines Farbtons der durchgelassenen Wellenlängenkomponente ermöglicht, oder eine Substanz, die durch Anregung von Elektronen Licht emittiert, was durch Absorption von einer spezifischen Wellenlängenkomponente des einfallenden Lichts bewirkt wird.
Strukturelles Farbentwicklungselement nach Anspruch 2, wobei die Farbentwicklungsschicht eine Dicke von 0,8 um bis 80 µm aufweist.
Strukturelles Farbentwicklungselement nach Anspruch 1, wobei die polarisierte Reflexionsschicht auf die Oberfläche der feinen Steg-/Rillenstruktur geschichtet wird und die polarisierte Reflexionsschicht eine Durchlässigkeit in einem Wellenlängenband aufweist, das eine Wellenlänge einschließt, die selektiv von der feinen Steg-Rillenstruktur reflektiert wird.
Strukturelles Farbentwicklungselement nach Anspruch 4, wobei die polarisierte Reflexionsschicht einschließlich eines cholesterischen Flüssigkristalls gebildet wird.
Strukturelles Farbentwicklungselement nach Anspruch 4 oder 5, wobei die polarisierte Reflexionsschicht so gebildet wird, dass sie sich von Rillen der feinen Steg-/Rillenstruktur bis zum Scheitelpunkt der Rippen der feinen Steg-/Rillenstruktur füllt, und die polarisierte Reflexionsschicht so ausgebildet ist, dass eine Dicke vom Scheitelpunkt der Stege in einer den Rillen entgegengesetzten Richtung von 0 µm bis 80 µm beträgt.
Strukturelles Farbentwicklungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Grundmaterial aus einem schwarzen Material gebildet ist und andere Bereiche als die feine Steg-/Rillenstruktur des Grundmaterials visuell in Schwarz erkannt werden.
Strukturelles Farbentwicklungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Grundmaterial aus einem weichen Polymermaterial besteht.
Strukturelles Farbentwicklungselement nach Anspruch 8, wobei das Grundmaterial einschließlich einer Gummizusammensetzung gebildet ist.
Reifen, der unter Verwendung des strukturellen Farbentwicklungselements nach einem der Ansprüche 1 bis 9 hergestellt wurde.