JP2005208083A

JP2005208083A - 再帰反射材

Info

Publication number: JP2005208083A
Application number: JP2004011256A
Authority: JP
Inventors: Masakazu Miyoshi; 政和三好; Shinichi Morimoto; 真一森本; Daisuke Minoura; 大祐箕浦
Original assignee: Unitika Sparklite Ltd
Current assignee: Unitika Sparklite Ltd
Priority date: 2004-01-20
Filing date: 2004-01-20
Publication date: 2005-08-04

Abstract

【課題】視認性の限界を超え、入射角が高くなっても再帰反射性能を高く維持し、かつ見栄えのする光反射を実現させる再帰反射材を提供する。
【解決手段】屈折率１．６〜２．５で、５００μｍ以下の直径の透明微小球１と、透明微小球１のほぼ半球部分を覆う金属反射層３との間に、透明微小球１の直径の１０〜３０％の均一な厚みからなる透明樹脂層２を設け、前記透明微小球１の残りのほぼ半球面を透明な表面樹脂層５で覆い、光源からの光線の入射角度５〜５０度の領域で反射輝度の変化が６０％以下とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、本発明は案内標識、規制標識などの道路標識、自動車、原付自転車、単車などの自動車標識、救命胴衣、救命ブイなどに用いることができる再帰反射材に関するものである。

従来から、交通標識などの表示用として、特に夜間の視認性を高めるため、透明微小球を単層に付設した光再帰性反射媒体が広く用いられている。
このように安全に関連する用途ゆえに、再帰性反射性能は単純に反射率が高いばかりでなく、反射材に対して光が入射する方向による依存性の少ないものが望まれてきた。視認性では蛍光色を含む着色素材、また衣料用途では、風合いがソフトで、使用中の耐久性、たとえば洗濯耐久性などに優れた媒体が求められている。これらの用途にクローズタイプ、カプセルタイプ、オープンタイプと呼ばれる再帰性反射媒体が広く用いられるようになってきた。クローズタイプは入射光と再帰反射してゆく光の方向における透明微小球の表面に樹脂層が存在する。カプセルタイプは入射光と再帰反射してゆく光の方向における透明微小球の表面空間があり、その空間の上に樹脂層が存在する。また、オープンタイプでは入射光と再帰反射してゆく光の方向における透明微小球の表面には樹脂層が存在しない。これらタイプの異なる反射材は、それぞれの特徴を生かした使用がなされている。即ち、クローズタイプ、カプセルタイプは主として標識の用途、オープンタイプは主として衣料用途に利用されている。

従来の透明微小球を使用した再帰性反射媒体の反射特性は、まだまだ改良の余地があり、特に、広い入射角度にも安定した反射性能を有する、改良された反射材は未だ得られていない。ここでいう入射角度とは反射輝度測定法；ＪＩＳＺ９１７７（１９８４）に定めてあるように、被測定材表面中心に法線を引き、光源と被測定材中心とを結ぶ線（照射軸）と法線とのなす角をいう。通常入射角が大きくなるに従って反射輝度が低下する。たとえば、夜間、道路標識などで進行方向に直角に設置された標識に向かって進行する車から、そのヘッドライトで進行方向を照射しつつこの標識を観察するとすると標識を遠方から観察した場合は、標識に対してヘッドライト光の入射角度はゼロ度に近い。即ち、標識の反射輝度は高くよく光って見える。しかし、全ての標識が車進行方向に直角に設置できるとは限らない。このような標識は、ヘッドライト光の入射角度は９０度に向かって大きくなる。即ち、反射輝度が低くなりドライバーは見難くなる。特許文献１には、アルミニウム蒸着のような金属蒸着膜を使用せず、反射性微粒子を含有する樹脂層と透明微小球を組み合わせた反射シートの例が開示されている。
特開平８−６２４１０号

前記特許文献１に開示されているものは、道路の表面に取り付けることを主目的とし、反射をさせるチタン顔料と真珠様光沢顔料との組み合わせでできている。このため、入射角度の高い条件での反射明度を確保しているが再帰反射輝度はさほど高くはなく、反射顔料濃度が高く樹脂層はもろいものとなるという問題があった。

本発明の目的は、このような課題を解決するものであり、前記したような視認性の限界を超え、入射角が高くなっても再帰反射性能を高く維持し、かつ見栄えのする光反射を実現させる再帰反射材を提供することにある。即ち本発明によれば、光の入射方向による反射輝度の依存性が少なく、平均的に高い反射輝度を有する再帰反射材を提供する。

本発明の請求項１に記載の再帰反射材は、屈折率１．６〜２．５で、５００μｍ以下の直径の透明微小球と、透明微小球のほぼ半球部分を覆う金属反射層との間に、透明微小球直径の１０〜３０％の均一な厚みからなる透明樹脂層を設け、前記透明微小球の残りのほぼ半球面を透明な表面樹脂層で覆い、光源からの光線の入射角度５〜５０度の領域で反射輝度の変化が６０％以下であることを特徴とする。

請求項２に記載の再帰反射材は、屈折率１．６〜２．５で、５００μｍ以下の直径の透明微小球と、透明微小球のほぼ半球部分を覆う金属反射層との間に、透明微小球直径の１０％未満の均一な厚みからなる透明樹脂層を設け、前記透明微小球の残りのほぼ半球面側においてカプセル壁を介して表面透明樹脂層を設け、光源からの光線の入射角度５〜５０度の領域で反射輝度の変化が３０％以下であることを特徴とする。

以上のように、本発明によれば、再帰反射材は光の入射方向による反射輝度の変化が少なく、平均的に高い反射輝度を有し、視認性の限界を超え、入射角が高くなっても再帰反射性能を高く維持し、かつ見栄えのする光反射を実現させる再帰反射材を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて具体的に説明する。
先ず、図１〜図３に示す第１の実施の形態について説明する。図１において、１は透明微小球で、この透明微小球１の下側のほぼ半球面に透明樹脂層２がプライマー層２ａを介して積層されている。透明樹脂層２の外側には金属反射層３が設けられている。また、前記透明微小球１の残りの上側のほぼ半球面には透明微小球保持層４が設けられ、この透明微小球保持層４の外側には表面樹脂層５が積層されている。６は前記金属反射層３を下側から覆うように設けられた接着層で、この接着層６を介して金属反射層３側に被着体７が接着される。つまり、この第１の実施の形態の再帰反射材はクローズタイプの再帰反射材である。

ここで図１に示すような構造体を形成するには、例えば次のようなプロセスを経る。図２において、支持シート８は再帰反射材の表面樹脂層５および透明微小球保持層４を積層させてなる。この積層体の保持層４に透明微小球１を埋設する。次に、図３において、透明微小球１の表面にプライマー層２ａを塗布し、さらに透明樹脂層２を積層し、金属反射層３を設けた。図１はさらに進んで接着層６を介し被着体７を接着している。

図４はカプセルタイプの再帰反射材に実施した第２の実施の形態を示しており、以下説
明する。前記第１の実施の形態の再帰反射材において、前記透明微小球１の残りの上側のほぼ半球面に透明微小球保持層４を設けているのに対し、この第２の実施の形態の再帰反射材は透明微小球保持層４を設けずに、透明微小球１と透明微小球１との間の透明樹脂層２の厚み分を利用して透明なアクリル系樹脂からなるカプセル壁９を設け、このカプセル壁９の上にアクリル系樹脂からなる透明樹脂層１０を設けてカプセル表面を形成している。また、透明微小球１の下側のほぼ半球面に透明樹脂層２がプライマー層２ａを介して積層され、透明樹脂層２の外側には金属反射層３が設けられ、この金属反射層３を下側から覆うように接着層６が設けられ、この接着層６を介して金属反射層３側に被着体７が接着されていることは前記第１の実施の形態と同様である。

この図４に示す第２の実施の形態のカプセルタイプの再帰反射材の製造工程について図５〜図９に基づき説明すると、先ず図５において、支持シート１１上に積層された熱軟化性樹脂層１２に無数の透明微小球１が直径のほぼ半分埋設される。次に図６において、透明微小球１の上に前記熱軟化性樹脂層１２の軟化温度より高い軟化温度を有するか、あるいは明確な熱軟化性を示さない架橋樹脂からなる透明樹脂層２が設けられる。この透明樹脂層２は透明微小球１を埋没させたと類似のシートに積層されていて、図６に示すように図５に示すフィルムの透明微小球１側に熱圧着させる。図６において、１１ａは前記支持シート１１と同様の支持シート、１２ａは熱軟化性樹脂層であり、透明樹脂層２を透明微小球１に熱圧着させた後は支持シート１１ａおよび熱軟化性樹脂層１２ａは透明樹脂層２から剥離される。ところで、この透明樹脂層２を透明微小球１に熱圧着させる前に、透明微小球１との接着、もしくは次の積層体である金属反射層３との接着を高める処理をされることがある。即ち、透明微小球１との接着のため、透明微小球１側にプライマー処理（あるいはカップリング剤処理など）をしてプライマー層２ａを形成した後、透明樹脂層２を積層する。次に、図７に示すように、透明樹脂層２の外側に前記金属反射層５を設けるのである。次に、図８に示すように、金属反射層５の上から接着層６を保護フィルム１３とともに積層する。最後に、透明微小球１に設けた透明樹脂層２および金属反射層５の側とは反対側の支持シート１１および熱軟化性樹脂層１２を透明微小球１から剥離した後、図９に示すように、支持シート１１ｂに熱軟化性樹脂層１２ｂを介して積層されたカプセル表面を形成する透明樹脂層１０にカプセル壁９を予め印刷した積層体を、前記透明樹脂層２および金属反射層５を設けた側とは反対側の透明微小球１の面に熱プレスで熱圧着させる。この状態から前記保護フィルム１３を剥離し、接着層６を被着体７に貼り付け、次に前記支持シート１１ｂおよび熱軟化性樹脂層１２ｂを剥離して、図４に示す最終の形態とする。

クローズタイプの再帰反射材の支持シート８としては表面樹脂層５、透明微小球保持層４の積層温度、および透明微小球保持工程に付与される温度以上の温度においても十分な安定性を保つシートが要求される。また、カプセルタイプの再帰反射材の支持シート１１、１１ａ、１１ｂとしては再帰反射材形成工程で透明微小球１を熱軟化性樹脂層１２に埋設する際に付与される温度以上の温度においても十分な安定性を保つシートが要求される。また、支持シート１１ａとしては透明樹脂層２を形成する際の加工温度に、支持シート１１ｂとしてはカプセル壁９を形成する際の加工温度に、それぞれ十分な安定性を保つシートが要求される。

このようなものとして、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなどのポリエステルフィルムや紙などが好ましく用いられる。その厚さは３０μｍ以上好ましくは５０μｍ以上である。厚さが薄いと上記加工工程の加熱により積層体の形態保持性が無くなり好ましくない。

再帰反射材の表面樹脂層５およびカプセル表面を形成する透明樹脂層１０にはアクリル系樹脂、エステル系樹脂、塩ビ系樹脂、オレフィン系樹脂、ウレタン系樹脂、フッ素系樹脂などが好ましく用いられる。その厚みは５〜５０μｍ好ましくは２０〜３０μｍである。透明微小球保持層４にはウレタン系樹脂、エステル系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、エチレン−酢酸ビニール系樹脂などがあり、それらの１種または２種以上を主体としたものが使用される。また、それらの２種以上の共重合物も好ましく用いられる。これらの樹脂を使用することにより屈折率１．２から１．８の透明微小球保持層４を形成できる。特に好ましいのはウレタン系樹脂、エステル系樹脂、エチレン−酢酸ビニール系樹脂である。さらに好ましくはイソシアネート系化合物、メラミン系化合物、エポキシ系化合物、シラン系化合物などの架橋剤を適当量配合して、架橋硬化させることにより、明確な軟化温度を示さなくなり、高温における抗変形性や、透明微小球１との密着性も向上し、耐久性の高いものが得られる。
本発明に使用する透明微小球１は屈折率１．６〜２．５、好ましくは１．９〜２．３である。また、透明微小球１の平均粒径は５００μｍ以下である。平均粒径が５００μｍを越えると再帰反射体の柔軟性が無く、反射材用途として汎用性に欠けるものとなる。また、透明微小球１の材質は屈折率が前記範囲に入るものなら特に制約しないが、ガラス微小球が透明性、耐薬品性、耐洗濯性、耐候性にも優れ好ましい。

また、透明微小球１の透明微小球保持層４への埋設率は透明微小球１の直径の４０〜６０％が好ましい。埋設率が４０％未満では透明微小球保持層４による透明微小球１の固着が悪く、蒸着工程など、金属反射層形成工程で透明微小球１の脱落が生じる。また、埋設率が６０％を越えると反射材としての性能が悪くなる。

また、カプセルタイプの再帰反射材の製造工程における支持シート１１の熱軟化性樹脂層１２への透明微小球１の仮埋設もクローズタイプの再帰反射材と同様の理由で４０〜６０％が好ましい。

本発明の透明微小球１に設けられる透明樹脂層２は、直接透明微小球１の表面にダイスから押し出されて形成されたり、一旦支持シートに積層されその後、透明微小球１に転写積層されるが、特に方法は限定されない。また、透明樹脂層２の透明微小球１への積層に先立ち、プライマー層２ａが形成されているのが好ましい。透明樹脂層２の材料としては、ウレタン系樹脂、エステル系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、エチレン−酢酸ビニール系樹脂などがあり、それらの１種または２種以上を主体としたものが使用できる。また、それらの２種以上の共重合物も好ましく用いられる。これらの樹脂を使用することにより屈折率１．２から１．８の透明樹脂層を形成できる。特に好ましいのはウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、エチレン−酢酸ビニール系樹脂である。さらに好ましくはイソシアネート系化合物、メラミン系化合物、エポキシ系化合物、シラン系化合物などの架橋剤を適当量配合して、架橋硬化させることにより、明確な軟化温度を示さなくなり、高温における抗変形性や、透明微小球１との密着性も向上し、耐久性の高いものが得られる。また、プライマー層２ａはシランカップリング剤、チタン系カップリング剤、前記透明樹脂層樹脂などから使用でき、そのコート厚みは１μｍ以下が好ましい。

透明樹脂層２とプライマー層２ａとの合計厚みはクローズタイプでは透明微小球１の直径の１０％〜３０％の均一な厚さの層である。好ましくは１５％〜２５％である。カプセルタイプでは透明微小球１の直径の１０％以下である。透明樹脂層２とプライマー層２ａとの合計厚みは左記値を選択し、且つ均一でないと入射光の反射面が金属反射層３面とならず、反射率が低くなる。

本発明のカプセル壁９の材料としては、前述のアクリル系樹脂の他、ウレタン系樹脂、エステル系樹脂、エポキシ系樹脂を主成分として用いることができる。また、それらの２種以上の混合物であっても良い。また、イソシアネート系化合物、メラミン系化合物、エポキシ系化合物、シラン系化合物などの架橋剤を適当量配合して、架橋硬化させることにより、耐久性の高いものが得られる。一般に、透明微小球１とカプセル表面の透明樹脂層１０との密着性、接着性が高く、使用中の機械的変形や衝撃に耐え、耐候性に優れたものを使用する。

本発明の接着層６の材料としては、アクリル系樹脂、ビニール系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリアミド系樹脂、ゴム系樹脂を主成分として用いることができる。また、それらの２種以上の混合物であっても良い。この接着層６の材料としては、金属反射層３と被着体７との密着性、接着性が高く使用中の変形、摩擦、薬品、紫外線などのアタックに耐えるものが使用される。また、場合によっては柔軟性などの点も加味されて選ばれる。また、この接着層６に各種添加剤を配合することによって、見かけの軟化温度を上げたり、熱転写の圧力下での流動性を改良したり、耐候性や耐酸化性能などを向上することもできる。

以下実施例で本発明を説明する。
反射輝度測定法；ＪＩＳＺ９１１７（１９８４）により測定。
実施例１、比較例１
実施例１として厚み７５μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムに透明樹脂層として厚み２０μｍのアクリル共重合樹脂をコートした。次いで、透明微小球保持層としてアクリルエステル樹脂を３０μｍコートした。この積層フィルムを、１２０℃３分加熱し、透明微小球保持層のアクリルエステル樹脂を軟化させ、平均粒子径７５μｍ、屈折率２．２０の透明微小球をほぼ一面に散布し透明微小球を埋設した。また、プライマー層としてエステルウレタン樹脂を厚さ０．５μｍ塗布した（シートＡ）。

一方、ＰＥＴ７５μｍ／ＰＥ３５μｍの支持フィルムのポリエチレンフィルム側に別途、エステルウレタン樹脂を厚さ１７μｍに塗布し、コートフィルムを作成した（シートＢ）。

次いで、シートＡの透明微小球側とシートＢのエステルウレタン樹脂を１６５℃の熱ロールで熱圧着させる。次いで、シートＢのＰＥＴ７５μｍ／ＰＥ３５μｍの支持フィルムを剥離した（シートＣ）。

このシートＣのエステルウレタン層側にアルミ蒸着し８００Åの金属反射層を形成する。次いで、室温硬化で軟化温度１２０℃のアクリル系樹脂を４０μｍの厚さでコートし、その後、アルミ板に貼り付けた。

表１に初期の反射性能（角度特性）を比較例１とともに記した。
ここで比較例１は実施例１のアクリルエステル樹脂をシートＡの透明微小球側に平均２０μｍコートした。後は実施例１と同じように作成した。

反射輝度はＪＩＳＺ９１１７（１９８４）に準じて測定した。ここでの反射輝度は再帰反射で、それぞれの入射角に対する反射角から１２分ずれた観測角での値、また入射角度は反射輝度測定法；ＪＩＳ９１７７（１９８４）に定めてあるように、被測定材表面中心に法線を引き、光源と被測定材中心とを結ぶ線（照射軸）と法線とのなす角をいう。

反射輝度の変化は実施例１の方が比較例１に比較して高入射角度まで高い値を維持していることが分かる。

実施例２、比較例２
実施例２として厚み７５μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムに仮埋設層として厚み３５μｍのポリエチレンをラミネートしたＰＥＴ７５μｍ／ＰＥ３５μｍの支持フィルムを、１２０℃３分加熱し、ポリエチレンフィルムを溶融させ、平均粒子径５０μｍ、屈折率１．９３の透明微小球をほぼ一面に散布し透明微小球を埋設した（シートＡ）。

一方、別のＰＥＴ７５μｍ／ＰＥ３５μｍの支持フィルムのポリエチレンフィルム側にエステルウレタン樹脂を厚さ０．６μｍに塗布し、コートフィルムを作成した（シートＢ）。

次いで、シートＡの透明微小球側とシートＢのエステルウレタン樹脂層とを１６５℃の熱ロールで熱圧着させる（シートＣ）。
このシートＣのエステルウレタン樹脂層側にアルミ蒸着し８００Åの金属反射層を形成する（シートＤ）。次いで、金属反射層の上から硬化剤を含む室温軟化性のアクリル系樹脂を５０μｍの厚さでコートし、ポリエチレンのカバーフィルムを５０μｍアクリル系樹脂の上にセットした。

一方、７５μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムと２５μｍのアクリル系樹脂フィルムを３５μｍのポリエチレンフィルムを介して一体化し、アクリル系樹脂フィルム面に幅０．５ｍｍ、高さ３０μｍのカプセル壁をアクリル系樹脂で印刷した（シートＥ）。シートＤのＰＥＴ７５μｍ／ＰＥ３５μｍの支持フィルムを剥がしながら透明微小球面と、シートＥのカプセル壁とを熱圧着してカプセルタイプの再帰反射材を形成する。

ここで、比較例２は実施例２のシートＡの透明微小球側にエステルウレタン樹脂を厚さ０．７μｍでコートした。その後は実施例２と同じようにカプセルタイプの再帰反射材の作成を進めた。

反射輝度は実施例１、比較例１と同様にＪＩＳＺ９１１７（１９８４）に準じて測定した。ここでの反射輝度は再帰反射で、それぞれの入射角に対する反射角から１２分ずれた観測角での値、また入射角度は反射輝度測定法；ＪＩＳ９１７７（１９８４）に定めてあるように、被測定材表面中心に法線を引き、光源と被測定材中心とを結ぶ線（照射軸）と法線とのなす角をいう。

反射輝度の変化は実施例２の方が比較例２に比較して高入射角度まで高い値を維持していることが分かる。

本発明の第１の実施の形態における再帰反射材の使用状態を示す拡大断面図である。同再帰反射材の形成途中の状態を示す拡大断面図である。同再帰反射材の金属反射層の形成状態を示す拡大断面図である。本発明の第２の実施の形態における再帰反射材の使用状態を示す拡大断面図である。同再帰反射材の透明微小球埋設状態を示す拡大断面図である。同再帰反射材の透明樹脂層の形成途中の状態を示す拡大断面図である。同再帰反射材の金属反射層の形成状態を示す拡大断面図である。同再帰反射材の金属反射層の上に接着層を保護フィルムとともに積層した状態を示す拡大断面図である。同再帰反射材のカプセル表面を形成する透明樹脂層をカプセル壁を介して透明微小球面に熱圧着させる状態を示す拡大断面図である。

符号の説明

１透明微小球
２透明樹脂層
２ａプライマー層
３金属反射層
４透明微小球保持層
５表面樹脂層
６接着層
７被着体
８支持シート
９カプセル壁
１０透明樹脂層
１１，１１ａ，１１ｂ支持シート
１２，１２ａ，１２ｂ熱軟化性樹脂層
１３保護フィルム

Claims

屈折率１．６〜２．５で、５００μｍ以下の直径の透明微小球と、透明微小球のほぼ半球部分を覆う金属反射層との間に、透明微小球直径の１０〜３０％の均一な厚みからなる透明樹脂層を設け、前記透明微小球の残りのほぼ半球面を透明な表面樹脂層で覆い、光源からの光線の入射角度５〜５０度の領域で反射輝度の変化が６０％以下であることを特徴とする再帰反射材。
屈折率１．６〜２．５で、５００μｍ以下の直径の透明微小球と、透明微小球のほぼ半球部分を覆う金属反射層との間に、透明微小球直径の１０％未満の均一な厚みからなる透明樹脂層を設け、前記透明微小球の残りのほぼ半球面側においてカプセル壁を介して表面透明樹脂層を設け、光源からの光線の入射角度５〜５０度の領域で反射輝度の変化が３０％以下であることを特徴とする再帰反射材。