JP2005528248A - 多重フィルム層を有する蛍光物品 - Google Patents
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Abstract
Description
発明の背景
発明の分野
本発明は一般に蛍光着色剤を有するポリマーに関する。更に詳細には、本発明は蛍光特性を有する物品であって、協力して重要な特性を与える多重層から構成される物品に関する。このような特性は、優れた耐候性および/または全面的な色耐久性を示す望ましい明るさと色度を与える。
蛍光染料をポリマー基材(polymeric matrices)中に配合した物品は、種々の用途が、当該技術分野で広く知られている。これらの用途としては、表記、車両表示、道路標示の用途があり、また良好な可視性が求められ、そして安全、情報の普及、可視性、視覚信号、および迅速な認識を含む多くの判断力のために役立つような他の用途がある。使用目的によっては、特定の色の標準および/または特定の耐久性の標準を満たし、そして維持することが重要である。
再帰反射性の表示が蛍光を発するようにすると、たいていの照明条件の下では可視性が高められることを、ある程度まで、このタイプの技術は認識している。特有の鮮明な色および/または蛍光物質の蛍光特性は、人間の目を蛍光を発する標識または他の物品に引き付ける。例えば、蛍光着色剤で着色されている屋外標識の物品は目視のコントラストを高めて、この物品が非蛍光色よりも強く人目を引くようにする。このような標識を屋外で使用する場合、二つの大きな困難に直面する。一つは屋外条件下での耐久性であり、もう一方は特定の色の入手可能性である。
本発明によれば、操作により目標の色合いを実現できると同時に、光、特に紫外線照射に対して安定な蛍光の色合い生じる物品が提供される。本発明は多層の方法を使用する。フイルムのような、少なくても2層が、1層を他層の上面に載せて、供給される。各層は染料または顔料を含む。多くの用途において、多重層はそれぞれが蛍光染料を含有する。多層の1つは、紫外線に対して極めて抵抗性があり、そして耐久力のあるアクリルまたはポリアリーレート(polyarylate)のようなポリマーを包含する。好ましくは、これは別の層の上に横たわる層であって、即ち、この第一層は第二層とその周囲または紫外線放射源との間に置かれる。その周囲から見た場合、この組み合わされた着色層で示された色合い(coloration)は、特定の標準により要求される目標の色合いを満足させることが必要である色合いのパラメーターを与える。
本発明の一つの特徴は、種々の気象条件下の外部または屋外使用に極めて適する耐久性の属性を示しながら、所望の色合い値を達成する改良された蛍光の色合いの物品を提供することである。
本発明の他の特徴は、交通安全および情報の表記を製造する場合に、使用に適する改良された蛍光の着色再帰反射性シートを提供することである。
好ましい態様の説明
本発明は、優れた光安定性と目標の蛍光色合いパラメーターを与える多重フイルム層を有する蛍光シート(sheeting)に関する。本発明の種々の態様を図面で示す。それぞれの実例において、蛍光染料を有する上層ポリマーは、この上層と結合して目標の色合いと優れた光安定性を与える色合い属性を有するポリマー基材から成る下層と結合する。
アクリル樹脂(Acrylite Plus zk-V-001E、Cyroの商品名)、0.8重量パーセントのベンゾキサンテン蛍光染料(Lumofast Yellow 3G、DayGloの商品名)を1.0重量パーセントの紫外線吸収剤(Lowilite 22、Great Lakes Chemicalの商品名)、および0.5重量パーセントのHALS(Lowilite 62、Great Lakes Chemicalの商品名)と混合することによって、ポリメチルメタクリレート基材の上層フイルムを調製した。この単一層PMMAをサンプル1−1と命名した。
単一層のポリメチルメタクリレートフイルム基材が、アクリル樹脂、即ち、Acrylite Plus zk-V-001E、Cyroの商品名、およびこの中に導入された0.8重量パーセントのDayGloからのLumofast Yellow 3G蛍光染料を混合することによって調製された。これはサンプル2‐1と命名された。単一のポリカーボネート基材フイルムを、0.05重量パーセントのHuron Yellow D-417蛍光染料および1.5重量パーセントのTinuvin 1577紫外線吸収剤を有するDow ChemicalのCalibre 303 EPペレットから調製した。これはサンプル2−2と命名された。サンプル2−3はサンプル2−2上に積層されたサンプル2−1の2層PMMA/PCフイルムであった。
公知の型押し技術を用いて実施例2のフイルムを再帰反射性道路標識シートに変換して、一般的に図1に示すような構造を得た。この型押し工程を通じて、多数のマイクロプリズムコーナーキューブ要素が蛍光フイルムの裏面に直接に形成された。次いで、この型押フイルムに白色裏フイルムを反復気泡パターンで接着することによって、完成した再帰反射性シートを作製した。
同じ蛍光染料、即ち、0.06重量パーセントのHuron Yellow D-417を用いて2種類の単一フイルムを調製した。一方のポリマー基材はポリカーボネートのCalibre 303-EPであり、他方のポリマーはAcrylite Plus ZK-V-001Eから作られたアクリル基材であった。このポリメチルメタクリレートはわずか200時間の促進耐候時間の後に、過度の退色を示し、ΔE*値は36.70であって、ホストアクリル基材中の蛍光染料の光安定性は極めて不十分であることを示した。この結果とは逆に、同じベンゾチアジン染料がポリカーボネート樹脂中でより優れた光安定性を示し、この樹脂がこの蛍光染料に適するホストであることを示した。200時間の促進エージングで、ΔE*値は単に2.55であった。500時間で、この値は9.89であり、そして1000時間で、ΔE*値はポリカーボネートフイルムに対して12.26であった。
6ミルの厚さのポリメチルメタクリレートフイルムを準備した。これは0.8重量パーセントのLumofast Yellow 3G染料、1.0重量パーセントのLowilite 22紫外線吸収剤、および0.5重量パーセントのLowilite 62 HALS成分を含有した。光の透過率のデータを記録した。これらを光透過率曲線として図7でプロットする。460nm以下の光のほとんど全てが前記染料および紫外線吸収剤の存在に基づく前記フイルムによって阻止されたことに注目される。この実施例は、蛍光の黄緑色のPMMAフイルムが他の蛍光着色フイルムのための強力な光遮断物であって、本発明の上層としてその有効性を実証する、ことを示す。
実施例1のサンプル1−1と同じ配合物を用いて蛍光黄緑色上層フイルムを調製した。このポリメチルメタクリレートフイルムをサンプル4−1と命名した。アクリル樹脂ペレット(Atohaas VO-45、Atohaasの商品名)をオレンジ色の蛍光チオキサンテン染料、即ち、0.25重量パーセントのMarigold Orange D-315、DayGloの商品名、1重量パーセントのTinuvin 234紫外線吸収剤、および0.5重量パーセントのTinuvin T-144紫外線吸収剤と混合して、蛍光オレンジ色のPMMA下層フイルムを調製した。これをサンプル4−2−1と命名した。サンプル4−2−1フイルム上にサンプル4−1フイルムを積層して、2層物品を調製した。これをサンプル4−2−2と命名した。
QUV促進耐候試験機を用いた促進耐候試験が2種類の2層フイルム構造について実施された。QUVはポリマーサンプルが紫外線に曝される促進耐候試験機である。この試験に使用された光ランプは340nmの光を放射した。使用条件はASTM G 53-88に準拠した。
多重フイルム層を有する蛍光黄色シートを作製する。上層は、CyroからのAcrylite Plus ZK-V-001E、DayGloからの0.8重量パーセントのLumofast Yellow 3G、1重量パーセントの紫外線吸収剤、および0.5重量パーセントのHALS成分から作られたアクリル基材である。下層は、CyroからのAcrylite Plus Exp-140および0.3重量パーセントのLumogen F Orange 240(BASFからのペリレン染料)から作られたアクリル基材である。紫外線吸収剤は、所望により、添加され、Lowilite 22、Tinuvin 234、そしてTinuvin Pから選択される。HALS成分は、Lowilite 62およびTunuvin 770から選択され、また必要に応じて添加されてもよい。
多重フイルム層を有する他の蛍光黄色シートを作製する。上層は、CyroからのAcrylite Plus Exp-140およびBASFからの0.16重量パーセントのLumogen F Orange 240から作られたアクリル基材である。下層は、Acrylite Plus Exp-140およびBASFからの0.3重量パーセントのLumogen F Yellowから作られたアクリル基材である。紫外線吸収剤は、所望により、添加され、Tinuvin 234、Tinuvin P、Uvinul 3049、およびLowilite 22から選択される。HALS成分は、典型的には、Lowilite 22、Tunuvin 770、およびTunuvin 622から選択され、また必要に応じて添加されてもよい。
多重フイルム層を有する蛍光黄緑色シートを作製する。上層は、Unitika、日本、からのU-Polymer U-6000およびDay-Gloからの0.8重量パーセントのLumofast Yellow 3Gから作られたポリアリーレートを含有するポリマー混合基材である。紫外線添加剤は必要ではない。下層は、ポリカーボネートおよび0.05%のHuron Yellow D 417から作られたポリカーボネート基材である。紫外線添加剤は必要ではない。
多重フイルム層を有する蛍光黄緑色シートを作製する。上層は、GEからのコポリエステルカーボネートであるSollx、およびDay-Gloからの0.8重量パーセントのLumofast Yellow 3Gを含有するポリマー基材である。紫外線添加剤は必要ではない。下層は、ポリカーボネートおよび0.05%のHuron Yellow D 417から作られたポリカーボネート基材である。紫外線添加剤は必要ではない。
Claims (58)
- 下層のポリマー基材中に第一の蛍光染料を有する下層の着色された蛍光フイルム、
上層のポリマー基材中に第二の蛍光染料を有する上層の着色された蛍光フイルム、を含む物品であって、前記上層の着色蛍光フイルムは前記下層の着色フイルムよりも高い紫外線安定性を有し、
前記物品は前記下層の着色蛍光フイルム上に前記上層の着色蛍光フイルムを有し、そして、
前記物品は前記下層の着色蛍光フイルムおよび前記上層の着色蛍光フイルムの両方と異なる選択された蛍光の色合いを有する、前記物品。 - 前記下層のポリマー基材は、アクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリアリーレート、コポリエステルカーボネート、ポリスチレン、スチレン−アクリロニトリルコポリマー、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、およびこれらの組み合わせ、ならびにこれらのコポリマーの構造から成る群から選ばれるポリマー構造を有する、請求項1記載の物品。
- 前記上層のポリマー基材は、アクリル樹脂、ポリアリーレート樹脂、コポリエステルカーボネート樹脂、およびこれらの組み合わせ、ならびにこれらのコポリマーの構造から成る群から選ばれるポリマー構造を有する、請求項1記載の物品。
- 前記上層のポリマー基材はアクリル樹脂から形成された、請求項1記載の物品。
- 前記物品の選択された蛍光の色合いは、ベンゾキサンテン、ベンゾチアジン、ペリレン、ペリレンイミド、ペリレンエステル、チオキサンテン、およびチオインジゴイドから成る群から選ばれる染料によって供給されるような、蛍光黄緑色、蛍光黄色、蛍光オレンジ色、蛍光赤色、蛍光青色、および蛍光緑色から成る群から選ばれる、請求項1記載の物品。
- 前記選択された蛍光の色合いは、以下の“x”および“y”の色度座標:(x=0.387、y=0.610)、(x=0.460、y=0.540)、(x=0.421、y=0.486)および(x=0.368、y=0.539)によって確定される“x”および“y”の色度座標を有する蛍光黄緑色である、請求項1記載の物品。
- 前記上層の着色蛍光フイルムは前記下層ポリマーの紫外線遮断特性を超える紫外線遮断特性を有する、請求項1記載の物品。
- 前記第二蛍光染料は前記第一染料よりも大きい日中輝度ファクター“Y%”を有する、請求項1記載の物品。
- 前記上層の着色蛍光フイルムは前記下層の着色フイルムよりも大きい光吸収能力を有し、これにより、上層着色フイルムまたは下層着色フイルムのどちらか一方の前記色持続性および紫外線劣化保護と比較した場合、前記物品の色持続性および紫外線劣化保護が増大する、請求項1記載の物品。
- 前記第一染料は前記上層フイルム中よりも前記下層フイルム中において耐光堅牢性が大きい、請求項1記載の物品。
- 前記下層フイルムは前記上層フイルムよりも脆性が小さい、請求項1記載の物品。
- 前記下層フイルムは前記上層フイルムよりも脆性が小さい、請求項4記載の物品。
- 前記物品は再帰反射性部材を含む、請求項1記載の物品。
- 前記下層は、入射光が前記上層を通過し、次いで前記下層に入り、次いで前記再帰反射性部材中に入り、そして前記下層の着色フイルム中で再帰反射し、そして前記上層の着色フイルムを通過して、前記物品の外に出るように、前記上層と前記再帰反射性部材との間に存在する、請求項13記載の物品。
- 前記再帰反射性部材は前記下層中に形成される、請求項14記載の物品。
- 前記再帰反射性部材はプリズム部材である、請求項14記載の物品。
- 前記再帰反射性部材はカプセル化レンズ構造を与えるように配置される、請求項14記載の物品。
- 前記再帰反射性部材は密閉形レンズ構造を与えるように配置される、請求項14記載の物品。
- 前記物品は少なくても3年間の屋外使用に適する表記である、請求項1記載の物品。
- 前記物品は少なくても3年間の屋外使用に適する標識であり、そして前記上層フイルムと前記下層フイルムは結合して、以下の“x”および“y”の色度座標:(x=0.387、y=0.610)、(x=0.460、y=0.540)、(x=0.421、y=0.486)および(x=0.368、y=0.539)によって定義される箱内に黄緑色の色合いを与える、請求項1記載の物品。
- 前記上層の蛍光染料は、ベンゾキサンテン染料である、請求項1記載の物品。
- 前記下層の蛍光染料は、ベンゾチアジン染料である、請求項1記載の物品。
- 前記下層のポリマー基材はポリカーボネートであり、前記下層フイルムの蛍光染料は、ベンゾチアジン染料であり、前記上層のポリマー基材はアクリル樹脂であり、前記上層の蛍光染料は、ベンゾキサンテン染料である、請求項1記載の物品。
- 前記下層のポリマー基材はアクリル樹脂であり、前記下層フイルムの蛍光染料は、チオキサンテン染料およびペリレン染料から成る群から選ばれ、前記上層のポリマー基材はアクリル樹脂であり、そして前記上層の前記蛍光染料は、ベンゾキサンテン染料である、請求項1記載の物品。
- 前記下層のポリマー基材はアクリル樹脂であり、前記下層フイルムの蛍光染料は、ペリレン染料であり、前記上層のポリマー基材はアクリル樹脂であり、そして前記上層の前記蛍光染料は、ベンゾキサンテン染料である、請求項1記載の物品。
- 前記上層の第二蛍光染料はペリレン染料である、請求項4記載の物品。
- 前記下層のポリマー基材はポリアリーレート樹脂であり、前記下層フイルムの蛍光染料は、チオキサントン、チオインジゴイド、チオキサンテン、ペリレン、クマリンまたはラクトンである、請求項1記載の物品。
- 前記下層のポリマー基材はコポリエステルカーボネート樹脂であり、前記下層フイルムの蛍光染料は、チオキサントン、チオインジゴイド、チオキサンテン、ペリレン、クマリンまたはラクトンである、請求項1記載の物品。
- 前記上層のポリマー基材はポリアリーレート樹脂であり、前記上層フイルムの蛍光染料は、チオキサントン、チオインジゴイド、チオキサンテン、ペリレン、クマリンまたはラクトンである、請求項1記載の物品。
- 前記上層のポリマー基材はコポリエステルカーボネート樹脂であり、前記上層フイルムの蛍光染料は、チオキサントン、チオインジゴイド、チオキサンテン、ペリレン、クマリンまたはラクトンである、請求項1記載の物品。
- 前記上層の着色蛍光フイルムの上に横たわる蓋層のポリマーフイルムを更に含み、この蓋層は耐摩耗性、落書き抵抗性、露抵抗性、およびこれらの組合せから成る群から選ばれる特性を有する、請求項1記載の物品。
- 蓋層フイルムのポリメチルメタクリレート基材を更に含み、この蓋層は紫外線遮断特性を与え、そして前記上層は前記下層と前記蓋層との間に存在する、請求項1記載の物品。
- 前記上層フイルムは約250nm〜約450nmの光スペクトルのかなりの部分の光をかなりの量で吸収する、請求項1記載の物品。
- 前記物品は、屋外条件に長期暴露された後のΔE*値を有し、これは前記下層フイルムのそれよりも、または前記上層フイルムのそれよりも実質的に小さい、請求項1記載の物品。
- 前記物品は黄緑色の蛍光物品であり、前記下層ポリマー基材はポリカーボネートであり、前記第一の蛍光染料はHuron Yellow D417ベンゾチアジン染料であり、前記上層のポリマー基材はポリメチルメタクリレート基材であり、そして前記第二蛍光染料はLumofast Yellow 3Gベンゾキサンテン染料である、請求項1記載の物品。
- 紫外線吸収剤、HALS構成要素およびこれらの組合せから成る群から選ばれる光安定剤を更に含み、前記光安定剤は前記下層および上層の両方または片方内に存在する、請求項1記載の物品。
- 前記第一蛍光染料は前記第二蛍光染料と異なる、請求項1記載の物品。
- 前記下層の着色蛍光フイルムおよび前記上層の着色蛍光フイルムは、それぞれが個別には、前記選択された蛍光の色合いを有する屋外標識のための紫外線耐久性要件および色合い準拠基準を満足させるのに不適当であるが、前記物品は前記要件および前記基準を満足させる、請求項1記載の物品。
- 下層のポリマー基材中に第一の染料を有する下層の着色フイルム、
上層のポリマー基材中に第二の染料を有する上層の着色フイルム、を含む蛍光の色合いを有する物品であって、前記上層のポリマー基材は、アクリル樹脂、ポリアリーレート樹脂、コポリエステルカーボネート、またはこれらの組み合わせまたはこれらのコポリマーから形成されており、
前記上層の着色フイルムは前記下層の着色フイルムの上に横たわり、そして
前記第一染料と前記第二染料は互いに異なっており、前記物品は前記下層の着色フイルムまたは前記上層の着色フイルムのいずれかの色合いと異なる選ばれた蛍光の色合いを有し、そして前記上層の着色フイルムは前記下層の着色フイルムの紫外線遮断特性を超える紫外線遮断特性を示す、前記物品。 - 前記下層のポリマー基材は、アクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリアリーレート、コポリエステルカーボネート、ポリスチレン、スチレン‐アクリロニトリルコポリマー、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、およびこれらの組み合わせおよびこれらのコポリマーの構造から成る群から選ばれるポリマー構造を有する、請求項39記載の物品。
- 前記選択された蛍光の色合いは、以下の“x”および“y”の色度座標:(x=0.387、y=0.610)、(x=0.460、y=0.540)、(x=0.421、y=0.486)および(x=0.368、y=0.539)によって確定される“x”および“y”の色度座標を有する蛍光黄緑色である、請求項39記載の物品。
- 前記上層の着色フイルムは前記下層の着色フイルムよりも高い紫外線安定性を有する、請求項39記載の物品。
- アクリル樹脂、ポリアリーレート樹脂、コポリエステルカーボネート樹脂、またはこれらの組み合わせまたはこれらのコポリマーから成る蓋層フイルムを更に含み、この蓋層は紫外線遮断特性を与え、そして前記蓋層は前記上層上に横たわる、請求項39記載の物品。
- 前記第一染料は前記上層フイルム中よりも前記下層フイルム中において耐光堅牢性が大きい、請求項39記載の物品。
- 前記下層フイルムは前記上層フイルムよりも脆性が小さい、請求項39記載の物品。
- 前記物品は再帰反射性部材を含み、前記下層は、入射光が前記上層を通過し、次いで前記下層に入り、次いで前記再帰反射性部材中に入り、そして前記下層の着色フイルム中で再帰反射し、そして前記上層の着色フイルムを通過して、前記物品の外に出るように、前記上層と前記再帰反射性部材との間に存在する、請求項39記載の物品。
- 前記再帰反射性部材は前記下層中に形成される、請求項46記載の物品。
- 前記再帰反射性部材はプリズム部材である、請求項46記載の物品。
- 前記再帰反射性部材はカプセル化レンズ構造を与えるように配置される、請求項46記載の物品。
- 前記再帰反射性部材は密閉形レンズ構造を与えるように配置される、請求項46記載の物品。
- 前記物品は少なくても3年間の屋外使用に適する標識である、請求項39記載の物品。
- 前記物品は少なくても3年間の屋外使用に適する標識であり、そして前記上層フイルムと前記下層フイルムは結合して、以下の“x”および“y”の色度座標:(x=0.387、y=0.610)、(x=0.460、y=0.540)、(x=0.421、y=0.486)および(x=0.368、y=0.539)によって定義される箱内に黄緑色の色合いを与える、請求項39記載の物品。
- 前記上層の蛍光染料は、ベンゾキサンテン染料である、請求項39記載の物品。
- 前記下層の蛍光染料は、ベンゾチアジン染料である、請求項53記載の物品。
- 前記下層の着色蛍光フイルムおよび前記上層の着色蛍光フイルムは、それぞれが個別には、前記選択された蛍光の色合いを有する屋外標識のための紫外線耐久性要件および色合い準拠基準を満足させるのに不適当であるが、前記物品は前記要件および前記基準を満足させる、請求項39記載の物品。
- 第一ポリマー樹脂と第一染料を調合して、下層の調合物を生成し、
第二ポリマー樹脂と第二染料を調合して、上層の調合物を生成し、
前記下層調合物を下層の着色フイルムに成形し、前記上層調合物を上層の着色フイルムに成形し、前記上層の着色フイルムは前記下層の着色フイルムよりも高い紫外線安定性を有し、前記着色フイルムの少なくても1枚は蛍光着色フイルムであり、そして
前記上層の着色フイルムを前記下層の着色フイルム上に設置して、選ばれた蛍光の色合いを有する多重層の蛍光シートを得る、工程を含む、蛍光着色された再帰反射性シートを製造する方法。 - 前記下層の着色フイルムが前記上層の着色フイルムと再帰反射性要素との間に存在するように前記再帰反射性要素を追加する工程を更に含む、請求項56記載の方法。
- 前記上層の着色フイルムがポリマー蓋層と前記下層の着色フイルムとの間に存在するように前記上層の着色フイルム上にポリマー蓋を設置する工程を更に含む、請求項56記載の方法。
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