JP2002513957A - 拡散反射フィルムを備えた被照明サインハウジング - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 被照明サインハウジングには、輝度均一性を増加しながら所与の輝度に必要な電力消費を削減するために、反射能および輝度均一性に基づいて選択される拡散反射フィルムが設けられる。そのようなフィルムを使用する方法も提供される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 発明の分野 本発明は、電力を減少し、輝度均一性を改良するためにサイン業界で使用され
るフィルムに関する。

【０００２】 発明の背景 被照明サインは、現代の国々ではどこでも見られる。サインは、見る人を教育
するか、楽しませるか、情報を与えるか、または警告することができる。サイン
は、近くで見るかまたは離れて見るように設計することができる。特に曇った日
や夜間にメッセージを見ることができるようにするために、照明が設けられる。

【０００３】 照明は、これに電力供給するためにエネルギを必要とする。現代の国々は容易
に電力供給することができるが、エネルギの支払いをする人は、電力のより効果
的な伝達、および、電力のより効果的な使用法を常に求めている。被照明サイン
に電力供給するために必要なエネルギは、経済的理由および環境的理由から、浪
費されるべきではない。

【０００４】 被照明サインは、「正面照明」されても「背面照明」されてもよい。正面照明
のものは一般に、サインに向けた角度でサインの周囲から光が照らされる広告掲
示板または他のディスプレイ等のサインを含む。背面照明のものは一般に、半透
明の表面を有し、これを通って光が見え、その上にメッセージまたは画像が置か
れる。半透明表面から出る光の均一性が重要である。半透明表面看板は、サイン
ハウジング内の光の点光源または線光源の見る人による認識を低下するために光
を拡散する要素を含むことがあることが多い。さらに、今日、一般的な背面照明
看板によって、光の２０％未満が、見るためにサインの内部から逃れる。より効
率的な照明システムが必要なのは明らかである。

【０００５】 被照明サインは、いずれの構成であってもよい。光源は、ネオン、蛍光、白熱
、ハロゲン、高輝度放電（ＨＩＤ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）または光ファイ
バであってもよい。サインは、建物と一体的であってもよく、建物に装備品とし
て取り付けられてもよく、自立構造であってもよく、または、他の装置または機
器の一部であってもよい。光は、連続して供給されても、周期的に供給されても
、時おり供給されても、不規則に供給されてもよい。サインが照明されるときは
必ず、使用電力は浪費されてはならない。

【０００６】 被照明サインは、いずれの幾何学的構成であってもよい。

【０００７】 意図されたメッセージを伝えるために複雑な幾何学の周縁形状を有する被照明
サインは、周縁内に意図されたメッセージを備えたユークリッド幾何学に依存す
る被照明サインとは、まったく異なるタイプのサインである。業界において、前
者のタイプの例は「チャネル文字（レター）」と呼ばれ、包括的に「複雑形状被
照明サイン」と呼ぶことができる。後者は、サインの周縁が、伝えられているメ
ッセージとは関連がないため、「サインキャビネット」と呼ばれる。

【０００８】 サインキャビネットの限定されない例として、矩形、楕円形、円形、長円およ
び他のユークリッド幾何学形状が挙げられる。複雑形状被照明サインの限定され
ない例として、文字、輪郭、シルエット、記号、または、広告するか教育するか
警告するか等を補助する顧客が望む他のいずれの形状が挙げられる。

【０００９】 光源がサインの視覚領域と実質的に同一の形状を有するのでなければ、光の均
一な分配を得ることがきわめて困難であるため、ユークリッド幾何学サインキャ
ビネットの照明の方が、複雑形状被照明サインよりも予想可能である。

【００１０】 発明の開示 被照明サインの技術が必要なのは、被照明サインの効率を改良して、被照明サ
インにメッセージを表示するのに必要な電力消費を減少し、且つ、サインの輝度
均一性を改良することができる材料である。特に、サインキャビネットが複雑形
状被照明サインである被照明サインは、輝度効率と輝度均一性との両方に大幅な
改良を必要とする。

【００１１】 本発明の１つの態様は、複雑形状被照明サインハウジングであり、複雑形状被
照明サインハウジングの内表面と、内表面の複雑形状の少なくとも一部に適用さ
れたフィルムと、を具備し、フィルムは、そのようなフィルムを適用されていな
い同一の複雑形状のサインハウジングに対して、輝度効率の増加と輝度均一性の
増加との両方を提供する。

【００１２】 フィルムは、拡散反射フィルム、半正反射フィルム、および、ラミネートされ
た拡散反射フィルムまたはコーティングされた拡散コーティングを有する正反射
フィルムからなる群から選択されることが好ましい。

【００１３】 「フィルム」は、サインハウジングに接触する前に存在する薄い可撓性のある
シートを意味する。

【００１４】 「拡散反射フィルム」は、鏡表面ではなく反射性のフィルムを意味する。「反
射性」は、米国材料試験協会（Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｆｏｒ ｔ
ｈｅ Ｔｅｓｔｉｎｇ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ）（ＡＳＴＭ）によって制定
された業界標準、標準ＡＳＴＭ Ｅ１１６４−９４で表される「反射能」から派
生した語である。

【００１５】 「輝度均一性」は、半透明表面から出る光のルーメンが、表面上の数多くの位
置で実質的に均一であり、サインハウジング内で光源の位置を有意に特定しない
サインを生じることを意味する。

【００１６】 被照明サインハウジングの内表面の少なくとも一部に適用された本発明のフィ
ルムは、光源からの光のルーメンを、または、拡散パネルからまたは光キャビネ
ットの側部および後部から反射し戻る光のルーメンを、捉え、そのような光を見
る人に向けて再方向づけ、看板ハウジングの半透明表面に輝度均一性を提供する
。

【００１７】 本発明の別の態様は、照明看板ハウジングであり、ハウジングの内表面と、内
表面の少なくとも一部に適用されたフィルムと、を具備し、フィルムは、ＡＳＴ
Ｍ Ｅ１１６４−９４を使用して測定した少なくとも８０％の反射率を有し、白
粒子を充填したポリオレフィンフィルム、不相溶性ポリマーの混合物、ポリオレ
フィン多層フィルム、微気孔性ポリオレフィンおよびポリエステルフィルム、フ
ッ素化ポリオレフィンフィルム、白粒子を充填した塩化ビニルポリマーフィルム
、白粒子を充填したアクリルフィルム、エチレン酢酸ビニルフィルムと共押出さ
れたポリオレフィンフィルム、およびそれらの組み合わせからなる群から選択さ
れた拡散反射フィルムを具備する。

【００１８】 本発明の別の態様は、サイン用フィルムを使用する方法であり、ＡＳＴＭ Ｅ
１１６４−９４によって測定された反射率によって且つ輝度均一性によってフィ
ルムを選択するステップと、このフィルムを照明看板ハウジングの内表面の少な
くとも一部に適用するステップと、を含む。

【００１９】 本発明の特徴は、フィルムの反射率を制御して、サイン製造業界の当業者の必
要性によって、所望の電力消費削減および改良された輝度均一性を提供すること
ができることである。

【００２０】 本発明の利点は、サインの有用性と美観との両方がサインハウジング内の単一
の要素によって表されるように、サイン用に大幅に電力を削減しながら輝度均一
性を改良することである。

【００２１】 さらなる特徴および利点は、下記の図面を使用して本発明の実施態様を検討す
ると、明らかになる。

【００２２】 本発明の実施態様 図１は、全体的に１２で表され、半透明な前面１４と、２つの水平内表面１６
と、３つの垂直内表面１８（前面１４から離れた１つの後面と、前面１４に接触
している２つの面）とを有するハウジングと、ハウジング１２の内部に配列され
た光源２０とを具備するサイン１０を示す。本発明のフィルムは、ハウジング１
２の内部の少なくとも一部に、水平表面１６と垂直表面１８とのいずれの組み合
わせの表面のいずれの量に、適用されることができ、より多くの内表面の覆われ
れば覆われるほど光源からの光のルーメンを効率的に利用することができるため
、すべての表面１６、１８の全領域に適用されることが好ましい。

【００２３】 図２は、サインハウジング内の好適な拡散反射フィルムの例を示す。サインキ
ャビネット３０は、ミル仕上げであろうと塗られたのであろうと、アルミニウム
または鋼等の安価であり耐熱性の材料製の他の面３４を有する箱３３の前パネル
として取り付けられたフィルム３２（アメリカ合衆国ミネソタ州セントポールの
ミネソタマイニングアンドマニュファクチャリング社製のＰａｎａｆｌｅｘ登録
商標ブランドシリーズ６４５または９４５基板等）上の画像を含む。キャビネッ
ト３０は、長い期間にわたって、画像形成されたフィルムを照明するのに十分な
光を提供することができる光源３６を含む。サインキャビネット内の反射の間に
ルーメンスが損失するため、明るい光が一般に使用される。拡散反射体フィルム
３８は、キャビネット３０の少なくとも１つの内表面に置かれるが、吸収に失わ
れる光の量を最小限にするため、キャビネット３０の５内表面すべてに置かれる
ことが好ましい。

【００２４】 フィルム フィルムは、反射能および輝度均一性の特性を有するいずれのフィルムから選
択されてもよい。フィルムは、拡散反射フィルムと、半正反射フィルムと、ラミ
ネートされた拡散反射フィルムまたはコーティングされた拡散コーティングを有
する正反射フィルムと、からなる群から選択されることが望ましい。フィルムは
、ＡＳＴＭ Ｅ１１６４−９４にしたがって測定して少なくとも８０％の反射率
を有することが好ましく、少なくとも９０％の反射率を有することがさらに好ま
しい。反射能の増加と輝度の増加との間には数学的関係があることが本発明でわ
かった。第１の近似として、９０％を超える反射率が１％増加すると、サインの
輝度または明度は５〜７％増加する。したがって、先細りの収益の法則とは異な
り、増加した反射率を有するフィルムを見つけて使用するために、あらゆる努力
をすべきである。

【００２５】 少なくとも８０％の反射率を備えたフィルムの限定されない例として、高効率
光学装置、拡散反射多層偏光子および鏡、微多孔性膜、白粒子を充填したポリオ
レフィンフィルム（アメリカ合衆国ペンシルバニア州ピッツバーグのＰＰＧが販
売のＴｅｓｌｉｎ登録商標ブランドフィルム等）、不相溶性ポリマーの混合物（
アメリカ合衆国デラウェア州ウィルミントンのデュポン社のＭｅｌｉｎｅｘ登録
商標ブランドのポリエステル／ポリプロピレンフィルム等）、微気孔性ポリエス
テルフィルム、ポリオレフィン多層フィルム（アメリカ合衆国デラウェア州ウィ
ルミントンのデュポン社が販売のＴｙｖｅｋ登録商標ブランドのポリオレフィン
フィルム等）、フッ素化ポリオレフィンフィルム（ポリテトラフルオロエチレン
等）、白粒子を充填した塩化ビニルポリマーフィルム、白粒子を充填したアクリ
ルフィルム、エチレン酢酸ビニルフィルムと共押出されたポリオレフィンフィル
ム、第１の複屈折相および異なる屈折率の第２の相を有するフィルム、およびそ
れらの組み合わせが挙げられる。

【００２６】 そのようなフィルムは、米国特許第４，５３９，２５６号（Ｓｈｉｐｍａｎ
ｅｔ ａｌ．）にほぼ開示された熱誘発相分離フィルムであることが好ましい。

【００２７】 フィルムは一般に、接着剤で覆われた主要面を有する。そのような接着剤は、
一般にフィルムの底部に見られ（含まれる実施態様により連続してまたは部分で
）、サインキャビネット、壁、パネル、テーブル、床、バラスト、変圧器、また
は他の基材に、フィルムをしっかりと取り付けることができる。接着剤のタイプ
は、使用されるサイン、基材の性質、および当業者に公知の他の要因にしたがっ
て選択される。たとえば、感圧接着剤が所望される用途もあり、感圧接着剤の特
性に加えて、接着剤が凝固するかまたは硬化する前に、物品を摺動するかまたは
再貼り付けする能力も有利である。サイングラフィック用の市販の優秀な感圧接
着剤が、アメリカ合衆国ミネソタ州セントポールの３ＭからＳｃｏｔｃｈｃａｌ
登録商標およびＳｃｏｔｃｈｃａｌ登録商標Ｐｌｕｓブランド名で販売の画像グ
ラフィックウェブに利用可能である。この有用性を有する感圧接着剤は、様々な
特許に開示されている。米国特許第５，１４１，７９０号（Ｃａｌｈｏｕｎ ｅ
ｔ ａｌ．）、第５，２２９，２０７号（Ｐａｑｕｅｔｔｅ ｅｔ ａｌ．）、
第５，２９６，２７７号（Ｗｉｌｓｏｎ ｅｔ ａｌ．）、第５，３６２，５１
６号（Ｗｉｌｓｏｎ ｅｔ ａｌ．）、国際特許公開第ＷＯ９７／１８２４６号
および国際特許出願第ＵＳ９７／０９２７４号に開示されたものがそのような接
着剤である。必要時まで接着剤層を保護するために、剥離ライナーが加えられて
もよい。

【００２８】 接着剤の代わりに、なんらかの公知の方法で本発明のフィルムの反対側の主要
面にラミネートされるのであれば、機械的締結具を使用することもできる。機械
的締結具の限定されない例として、ミネソタマイニングアンドマニュファクチャ
リング社のＳｃｏｔｃｈｍａｔｅ登録商標およびＤｕａｌ Ｌｏｃｋ登録商標締
結システムが挙げられる。

【００２９】 接着剤とともに、そのようなフィルムは、約５０μｍ〜約５００μｍの範囲の
厚さを有し、約７５μｍ〜約３７５μｍの範囲が好ましい。この厚さによって、
接着剤付フィルムを電気法規および他の法規に従ったままであるように、看板１
０のハウジング内部の寸法を実質的に変えずに、図１に見られるハウジング１２
の内表面１６、１８のいずれかに適用することができる。

【００３０】 本発明の有用性 図２に見られるように、被照明サインキャビネット３０は、フィルム３２に画
像を表示することができる。拡散反射フィルムを被照明サインキャビネットの内
表面に適用することによって、電力消費を５０％削減し、等しい輝度均一性で、
サインの同一の輝度または明度を達成することができる。

【００３１】 この有用性は、明度および均一性を達成するために、ネオン光または光ファイ
バの複数の延在に依存する複雑形状被照明サインハウジングに特に明白である。
図３に見られるように、大文字の「Ｇ」の形状である背面照明チャネル文字は、
輝度効果と輝度均一性との両方を処理するきわめて複雑な形状の内表面を有する
。本発明のフィルムのいずれかが、すなわち、半正反射、拡散、または、拡散／
正反射、のラミネートまたはコーティングが、複雑形状被照明サインハウジング
における輝度効果と輝度均一性との両方を、思いがけなく増加させ、当業者が、
複雑な形状のサインに使用するために様々なフィルムから選択することができる
。

【００３２】 ネオン照明管または光ファイバはサインの文字形状内でのみ折ることができる
ため、輝度均一性の改良は、チャネル文字の形態でネオン背面照明された複雑形
状被照明サインハウジングで、容易に、定性的に認められる。このような有用性
の説明および他の実施態様は下記の実施例で示される。

【００３３】 実施例１、２および比較例Ａ〜Ｄ 「Ｇ」チャネル文字の複雑な形状の４つの被照明サインハウジングが得られた
。各々は、高さ約６０ｃｍであり、ネオン照明で照らされた。変圧器は遠隔配線
された。２つのチャネル文字をシリーズで留めた。チャネル文字のうち２つが、
４，０００ボルトで３０ミリアンペアの出力を有する単一の変圧器によって電力
供給された。他方の２つの文字は、４，０００ボルトで６０ミリアンペアの出力
を有する単一の変圧器によって電力供給された。２つのチャネル文字の各セット
において、一方の文字はネオンの単一列で照明され、他方の文字はネオンの二重
列で照明された。ネオン管の各列は一般に、平行にチャネル文字の形状にしたが
った。

【００３４】 各チャネル文字の輝度は、１／３度点でミノルタ、モデルＬＳ−１１０輝度計
（日本、ミノルタカメラ）で測定した。輝度計は、各チャネル文字の面に対して
保持された。図３に見られるように、各チャネル文字上の９つの点で測定された
。光の出力、色および温度を安定させるために、４時間照明した後に、各チャネ
ル文字の輝度が測定され、記録された。白く塗った内表面で作られた文字＃１〜
＃４が比較例Ａ〜Ｄになった。文字＃１、＃３は、米国特許第４，５３９，２５
６号（Ｓｈｉｐｍａｎ ｅｔ ａｌ．）にしたがって作られた厚さ３００μｍで
オイルアウトの多孔性膜で裏打ちされた。これらの修正された文字＃１、＃３は
、実施例１、２になった。二重塗布テープを使用して、多孔性膜をチャネル文字
の内表面に取り付けた。多孔性膜は、チャネル文字のすべての内表面に適用され
た。下記は、多孔性膜を適用する前および後の、９つの地点からの平均輝度の表
である。

【００３５】

【表１】

【００３６】 上記の表は、拡散反射フィルムを使用すると、ネオン光の単一列を使用するか
二重列を使用するかにかかわらず、同一の電力で輝度を２倍にするか、または、
２倍の電力を消費するサインの輝度に等しいかであった。したがって、当業者は
、輝度または電力のいずれがより重要なパラメータであるかを制御しながら、サ
インハウジングから発する輝度に表れるように、エネルギ使用の効率を２倍にす
ることができる。

【００３７】 同一の実施例が、チャネル文字の光のもっとも明るい点とチャネル文字のもっ
とも暗い光との両方で、輝度を測定することによって、輝度均一性が検査された
。次いで、もっとも暗い輝度／もっとも明るい輝度の比率が得られた。表２はそ
の結果を示す。

【００３８】

【表２】

【００３９】 図２に見られるように、実施例１は、ネオン光が１列しかないにもかかわらず
、比較例Ｂと実質的に同一の輝度均一性比率を提供した。さらに、実施例２は、
電力が２倍であるにもかかわらず、実施例１と実質的に同一の輝度均一性比率を
提供した。したがって、当業者は、照明サインの美観により大きな利点をもたら
すため、輝度均一性を制御することができる。

【００４０】 本発明は、上記の実施例に限定されない。特許請求の範囲が続く。

【図面の簡単な説明】

【図１】 サインハウジングの斜視図である。

【図２】 本発明のフィルムを使用するサインの斜視図である。

【図３】 実施例の輝度および輝度均一性のために測定されるサインハウジングの斜視図
である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ， ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，Ｄ Ｋ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ， ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，Ｌ Ｖ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ， ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，Ｕ Ｚ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者 イーリング，エレン オー． アメリカ合衆国，ミネソタ 55133−3427， セント ポール，ピー．オー．ボックス 33427 (72)発明者 オーダーカーク，アンドリュー ジェイ． アメリカ合衆国，ミネソタ 55133−3427， セント ポール，ピー．オー．ボックス 33427 (72)発明者 ウェバー，マイケル エフ． アメリカ合衆国，ミネソタ 55133−3427， セント ポール，ピー．オー．ボックス 33427 Ｆターム(参考） 5C096 AA05 BA01 CC06 CC09 CC10 CC12

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複雑形状被照明サインハウジングであって、 （ａ）該複雑形状被照明サインハウジングの内表面と、 （ｂ）該内表面の複雑形状の少なくとも一部に適用されたフィルムであって、
   そのようなフィルムが適用されていない同一の複雑形状のサインハウジングに対
   して、輝度効率の増加と輝度均一性の増加との両方を提供するフィルムと、 を具備する複雑形状被照明サインハウジング。
2. 【請求項２】 前記フィルムは、拡散反射フィルム、半正反射フィルム、お
   よび、ラミネートされたかまたはコーティングされた拡散反射フィルムを有する
   正反射フィルムからなる群から選択される請求項１記載のハウジング。
3. 【請求項３】 前記フィルムは、ＡＳＴＭ Ｅ１１６４−９４を使用して測
   定したときに少なくとも８０％の反射率を有する拡散反射フィルムであり、該フ
   ィルムが適用された前記ハウジングの前記内表面は、該ハウジングの実質的にす
   べて水平および垂直である内表面を具備する請求項２記載のハウジング。
4. 【請求項４】 前記拡散反射フィルムは、ＡＳＴＭ Ｅ１１６４−９４を使
   用して測定したときに少なくとも９０％の反射率を有し、該拡散反射フィルムの
   少なくとも９０％の反射率が１％増加すると、輝度が約５〜７％増加し、該拡散
   反射フィルムは、熱誘発相分離ポリマーフィルムを具備する請求項１または２に
   記載のハウジング。
5. 【請求項５】 前記ポリマーフィルムは、一方の主要面に感圧接着剤の層を
   有し、該フィルムおよび該接着剤の厚さは、約５０μｍ〜約５００μｍの範囲で
   ある請求項４記載のハウジング。
6. 【請求項６】 前記拡散反射フィルムは、孔の中に存する白粒子を有する多
   孔性ポリオレフィンフィルムかまたは非相溶性ポリマーのブレンドを具備する請
   求項３記載のハウジング。
7. 【請求項７】 前記フィルムは、半正反射フィルムであるか、または、ラミ
   ネートされた拡散反射フィルムまたは拡散反射コーティングを有する正反射フィ
   ルムである請求項２記載のハウジング。
8. 【請求項８】 被照明サインハウジングであって、 （ａ）該ハウジングの内表面と、 （ｂ）該内表面の少なくとも一部に適用された請求項１〜７のいずれか１項に
   記載のフィルムと、 を具備する被照明サインハウジング。
9. 【請求項９】 サイン用フィルムを使用する方法であって、 （ａ）請求項１〜７のいずれか１項に記載のフィルムを選択するステップと、 （ｂ）該フィルムを被照明サインハウジングの内表面の少なくとも一部に適用
   するステップと、 を含む方法。
10. 【請求項１０】 前記適用するステップは、前記フィルムを前記内表面に接
    着することを含む請求項９記載の方法。