JP2007086405A - ガラス微小球体を有する基材及び打抜方法 - Google Patents

ガラス微小球体を有する基材及び打抜方法 Download PDF

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Abstract

【課題】 ガラス微小球体の脱落を防止したガラス微小球体を有する基材を提供する。
【解決手段】 ガラス微小球体(1)の露出を防止する保護層(8)を基材(4)の縁部分に沿って設ける。
【選択図】 図4

Description

本発明は、ガラス微小球体が表面に露出した原反を、任意の製品形状に打ち抜いて形成されるガラス微小球体を有する基材、及び、その原反を任意の製品形状に打ち抜く際の打抜方法に関するものである。
従来から、ガラス微小球体を有する再帰反射材が偽造防止用のシールなどに適用されている。なお、再帰反射材とは、光がどのような方向から照射しても、光が照射された方向に向かって反射するものであり、その再帰反射材の特性から、上述した偽造防止用シールの他にも、交通標識などにも適用されている。
なお、再帰反射材には、ガラス微小球体が樹脂層に埋没したクローズタイプと称されるものや、ガラス微小球体が表面に露出したオープンタイプと称されるものがある。
このようなガラス微小球体を有する再帰反射材は、図1(a),(b)に示すように、任意の製品形状(12)に形成されたトムソン刃(10)を基板(11)上に設け、図2(a)に示すように、トムソン刃(10)と、定盤(13)と、でガラス微小球体(1)を有する原反(2)を挟持し、トムソン刃(10)を原反(2)に対して押圧し、図2(b)に示すように、ガラス微小球体(1)を有する原反(2)を任意の製品形状(12)に打ち抜き、図2(c)に示すように、任意の製品形状(12)に打ち抜いた部分(14)と、その製品形状(12)に打ち抜いた部分(14)以外のカス部分(15)と、に分離し、図2(d)に示すように、カス部分(15)を除去し、製品形状(12)に打ち抜いた部分(14)のみを残すことで、ガラス微小球体(1)を有する製品形状(12)の再帰反射材を形成していた。なお、ガラス微小球体(1)は、図2に示すように、基材(4)上に積層された保持層(3)に保持され、ガラス微小球体(1)が表面に露出する構成を形成することになる。なお、図1(a)は、トムソン刃(10)を基板(11)上に設けた状態を示す斜視図であり、図1(b)は、トムソン刃(10)を基板(11)上に設けた状態を示す断面図である。また、図2は、図1に示すトムソン刃(10)を用いて原反(2)を打ち抜く際の打抜工程を示す図である。
しかしながら、図1(a),(b)に示すトムソン刃(10)を用いて、図2(b)に示すように、ガラス微小球体(1)が表面に露出した原反(2)を任意の製品形状(12)に打ち抜いた場合には、図3(a),(b)に示すように、その製品形状(12)に打ち抜く原反部分に配置されているガラス微小球体(1)が脱落し、その脱落したガラス微小球体(1)が原因で、任意の製品形状(12)に打ち抜いた部分(14)と、カス部分(15)と、に分離できない箇所が発生し、カス部分(15)を除去する際に、製品形状(12)に打ち抜いた部分(14)も同時に除去してしまうことになる。特に、図3(c),(d)に示すように、基材(4)を、剥離紙(41)と、粘着層(42)と、を少なくとも有して構成し、基材(4)を構成する剥離紙(41)を打ち抜かないように、粘着層(42)までの層構成(1、3、42)を打ち抜いた場合には、その打ち抜いた部分から脱落したガラス微小球体(1)が基材(4)を構成する粘着層(42)に付着し、その粘着層(42)に付着したガラス微小球体(1)が原因で、任意の製品形状(12)に打ち抜いた部分(14)と、カス部分(15)と、に分離できない箇所が顕著となり、カス部分(15)を除去する際に、製品形状(12)に打ち抜いた部分(14)も同時に除去してしまうことになる。
このため、ガラス微小球体(1)が表面に露出した原反(2)を任意の製品形状(12)に打ち抜く際に生じるガラス微小球体(1)の脱落を防止することが要望されている。なお、図3(b)は、図3(a)に示す製品形状(12)に打ち抜いた部分(14)を『A』又は『B』の方向から見た打抜断面の構成を示したものであり、図3(d)は、図3(c)に示す製品形状(12)に打ち抜いた部分(14)を『A』又は『B』の方向から見た打抜断面の構成を示したものである。
なお、本発明より先に出願された技術文献として、オープンタイプの再帰性反射材の表面に透明樹脂層を設けることにより、摩擦や屈曲、洗濯性時の耐久性が著しく向上し、しかも反射性能の高い再帰性反射材が開示された文献がある(例えば、特許文献1参照)。
特開2001−318216号公報
しかしながら、上記特許文献1は、摩擦や屈曲、洗濯性時の耐久性が著しく向上し、しかも反射性能の高い再帰性反射材を形成することを主眼としており、ガラス微小球体が表面に露出した原反を製品形状に打ち抜く際に生じるガラス微小球体の脱落を防止することについては何ら考慮されたものではない。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、ガラス微小球体の脱落を防止したガラス微小球体を有する基材及び打抜方法を提供することを目的とするものである。
かかる目的を達成するために、本発明は以下の特徴を有することとする。
本発明にかかる基材は、ガラス微小球体が表面に露出した基材であって、ガラス微小球体の露出を防止する保護層が基材の縁に沿って設けられてなることを特徴とするものである。
また、本発明にかかる基材において、保護層は、熱可塑性樹脂からなることを特徴とするものである。
また、本発明にかかる基材において、保護層は、ガラス微小球体の直径の3〜10%の厚さからなることを特徴とするものである。
また、本発明にかかる打抜方法は、ガラス微小球体が表面に露出した原反を製品形状に打ち抜く打抜方法であって、ガラス微小球体の露出を防止する保護層を、製品形状に打ち抜く際の切断予定線に沿って原反に積層する積層工程と、保護層を積層した原反を切断予定線に沿って製品形状に打ち抜く打抜工程と、を有することを特徴とするものである。
また、本発明にかかる打抜方法において、積層工程は、熱可塑性樹脂からなる保護層を積層することを特徴とするものである。
また、本発明にかかる打抜方法において、積層工程は、ガラス微小球体の直径の3〜10%の厚さからなる保護層を積層することを特徴とするものである。
また、本発明にかかる打抜方法において、打抜工程は、トムソン刃を用いて製品形状に打ち抜くことを特徴とするものである。
本発明によれば、ガラス微小球体が表面に露出した基材に対し、ガラス微小球体の露出を防止する保護層を基材の縁に沿って設け、保護層が設けられた基材縁部分のガラス微小球体を空気中に露出させないようにすることで、ガラス微小球体の脱落を防止することが可能となる。
まず、図4を参照しながら、本実施形態におけるガラス微小球体を有する基材の特徴について説明する。
本実施形態における基材は、図4(a)に示すように、ガラス微小球体(1)の露出を防止する保護層(8)が基材(4)の縁部分に沿って設けられてなることを特徴とするものである。これにより、基材(4)の縁部分に有するガラス微小球体(1)を空気中に露出させることを防止することが可能となるため、基材(4)の縁部分に有するガラス微小球体(1)の脱落を防止することが可能となる。以下、添付図面を参照しながら、本実施形態におけるガラス微小球体(1)を有する基材(4)について説明する。なお、以下の実施形態においては、ガラス微小球体(1)を有する基材(4)を再帰反射材として説明するが、基材(4)に設けるガラス微小球体(1)は、再帰反射特性を有する必要はなく、略球形状の微小球体であればあらゆる特性のガラス微小球体(1)を基材(4)に設けることは可能である。
(第1の実施形態)
まず、図4を参照しながら、本実施形態における再帰反射材の層構成について説明する。
本実施形態の再帰反射材は、図4(b)に示すように、基材(4)と、保持層(3)と、ガラス微小球体(1)と、保護層(8)と、を有して構成される。なお、保護層(8)は、図4(a)に示すように、基材(4)の縁部分に沿って設けられることになる。以下、各層構成について説明する。
<基材4>
基材(4)は、再帰反射材の基板となるものである。なお、基材(4)は、支持層(5)と、粘着層(6)と、色層(7)と、を有して構成される。
支持層(5)は、基材(4)を構成する各層を支持するための層である。なお、支持層(5)としては、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、セルロース系樹脂、アクリル系樹脂等のフィルムや、紙、剥離紙などが適用可能である。
粘着層(6)は、支持層(5)と、色層(7)と、を接着させるための層であり、この粘着層(6)により、支持層(5)と、色層(7)と、を分離することになる。なお、粘着層(6)としては、透明性の高い樹脂が適用可能である。例えば、ポリエステル系粘着剤、アクリル系粘着剤、ウレタン系粘着剤、酸化ビニル系粘着剤などが適用可能である。
色層(7)は、ガラス微小球体(1)を介して集光された光源からの入射光を反射する層であり、この色層(7)の色(顔料)が反射光の色となる。なお、色層(7)は、顔料として、パール顔料などを含んで構成される。
<保持層3>
保持層(3)は、ガラス微小球体(1)を保持するための層である。なお、保持層(3)に適用可能な樹脂としては、ガラス微小球体(1)との接着性が良く、透明性が高い樹脂を適用することが好ましい。
なお、保持層(3)に適用可能な熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリスチレン(PS)、アクリロニトリル/スチレン樹脂(AS)、アクリロニトリル/ブタジエン/スチレン樹脂(ABS)、メタクリル樹脂(PMMA)、塩化ビニル(PVC)、ポリアミド(PA)、ポリアセタール(POM)、超高分子量ポリエチレン(UHPE)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、GF強化ポリエチレンテフタレート(GF−PET)、ポリメチルペンテン(TPX)、ポリカーボネイト(PC)、変性ポリフェニレンエーテル(PPE)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、液晶ポリマー(LCP)、ポリテトラフロロエチレン(PTFE)、ポリエーテルイミド(PEI)、ポリアリレート(PAR)、ポリサルフォン(PSF)、ポリエーテルサルフォン(PES)、ポリアミドイミド(PAI)、などの樹脂が挙げられる。
<ガラス微小球体1>
ガラス微小球体(1)は、光を受光した際に、該受光した方向に向かって再び光を反射するものである。なお、ガラス微小球体(1)は、保持層(3)上に半分ほど埋め込まれるようにして積層されることが好ましい。また、ガラス微小球体(1)としては、粒子径30μm〜80μmのBao−SiO2−TiO2系ガラス、BaO−ZnO−TiO2系ガラスなどが適用可能であり、その屈折率は、1.9〜2.2程度が好ましい。これにより、良好な再帰反射特性を奏することが可能となる。
<保護層8>
保護層(8)は、ガラス微小球体(1)の空気中への露出を防止するためのものである。なお、保護層(8)は、図4(a)に示すように、基材(4)の縁部分に沿って設けられる。これにより、基材(4)の縁部分に有するガラス微小球体(1)を空気中に露出させないように構成し、基材(4)の縁部分に有するガラス微小球体(1)の脱落を防止することが可能となる。
なお、保護層(8)は、熱可塑性樹脂を適用することが好ましい。なお、熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリスチレン(PS)、アクリロニトリル/スチレン樹脂(AS)、アクリロニトリル/ブタジエン/スチレン樹脂(ABS)、メタクリル樹脂(PMMA)、塩化ビニル(PVC)、ポリアミド(PA)、ポリアセタール(POM)、超高分子量ポリエチレン(UHPE)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、GF強化ポリエチレンテフタレート(GF−PET)、ポリメチルペンテン(TPX)、ポリカーボネイト(PC)、変性ポリフェニレンエーテル(PPE)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、液晶ポリマー(LCP)、ポリテトラフロロエチレン(PTFE)、ポリエーテルイミド(PEI)、ポリアリレート(PAR)、ポリサルフォン(PSF)、ポリエーテルサルフォン(PES)、ポリアミドイミド(PAI)、などの樹脂が挙げられる。
また、保護層(8)は、ガラス微小球体(1)の直径の3〜10%の厚さにすることが好ましい。これにより、ガラス微小球体(1)の脱落を防止すると共に、意匠性の優れた切断面を形成することが可能となる。以下、図5、図6を参照しながら、保護層(8)の厚さと、ガラス微小球体(1)の直径と、の関係について説明する。なお、図5は、保護層(8)の厚さを変えた第1〜第8の再帰反射材における脱落したガラス微小球体(1)の数を示す図であり、図6は、保護層(8)の厚さと、ガラス微小球体(1)の保持効果と、の関係を示す図である。
<保護層8の厚さと、ガラス微小球体1の直径と、の相関>
保護層(8)の厚さと、ガラス微小球体(1)の直径と、の相関を調べるために、図4(b)に示す保護層(8)の厚さを変えた第1〜第8の再帰反射材の打抜断面をSEM(Scanning Electron Microscope)で観察し、第1〜第8の再帰反射材の打抜断面の様子と、脱落したガラス微小球体(1)の数(400μmあたり)と、について試験した。その試験結果を図5に示す。なお、図5に示す試験結果は、ガラス微小球体(1)の直径が50μmのものを適用し、第1〜第8の再帰反射材において各々ランダムに3箇所を抜粋して試験し、その3箇所の試験結果の平均値をとったものである。
図5に示す試験結果から明らかなように、保護層(8)を構成する樹脂の塗工量が多くなるに従って、脱落するガラス微小球体(1)の数が低減することになる。また、保護層(8)を構成する樹脂の塗工量が少なくなるに従って、脱落するガラス微小球体(1)の数が増加することになる。特に、保護層(8)の厚さが1.5μm『ガラス微小球体(1)の直径の3%』よりも薄くすると、脱落するガラス微小球体(1)の数の増加が顕著となる。なお、保護層(8)を設けない『保護層(8)の厚さが0μm』の場合は、脱落するガラス微小球体(1)の数が5.66個となり、保護層(8)を設けた場合と比較して、脱落するガラス微小球体(1)の数が顕著に増加することが判明した。このため、保護層(8)を設けることで、脱落するガラス微小球体(1)の数を低減させることが判明した。
なお、保護層(8)を構成する樹脂の塗工量が多くなるに従って、原反(2)の打抜加工を施した後の打抜断面が荒くなり、意匠性が悪化することが懸念される。特に、図6に示すように、保護層(8)の厚さが5μm『ガラス微小球体(1)の直径の10%』よりも厚くなると、原反(2)の打抜加工を施した後の打抜断面の荒さがひどくなることが判明した。
以上の試験結果から明らかなように、保護層(8)は、ガラス微小球体(1)の直径の3〜10%の厚さにすることが好ましい。これにより、ガラス微小球体(1)の脱落を防止すると共に、意匠性の優れた打抜断面を形成することが可能となる。
<再帰反射材の打抜方法>
次に、図7、図8を参照しながら、図4(a),(b)に示す再帰反射材を形成する際の打抜方法について説明する。なお、以下に説明する打抜方法は、図4(b)に示す基材(4)を構成する支持層(5)を、剥離紙とし、その基材(4)を構成する剥離紙を打ち抜かないように、粘着層(6)までの層構成(1、8、3、7、6)を打ち抜く場合の打抜方法について説明する。なお、図7は、本実施形態における再帰反射材を形成する際の打抜方法を説明するための図であり、図8は、本実施形態における打抜方法を行うための打抜装置の構成を示す図であり、図8(a)は、打抜装置の構成を示す斜視図であり、図8(b)は、打抜装置の構成を示す断面図である。
まず、図7(a)に示すガラス微小球体(1)が表面に露出した原反(2)に対し、図8に示す塗工ローラ(31)において、図7(b)に示すように、任意の製品形状(12)に打ち抜く『切断予定線』の近傍に配置されるガラス微小球体(1)の表面への露出を防止するための保護層(8)を構成する樹脂を塗工し、『切断予定線』近傍に保護層(8)を積層する(積層工程:ステップS1)。
なお、保護層(8)を構成する樹脂を塗工する塗工幅は、『切断予定線』から±0.5mm程度の塗工幅が一般的であり、『切断予定線』の近傍に配置されるガラス微小球体(1)の脱落防止を考慮し、『切断予定線』から±1.5mm程度の塗工幅とすることが好ましい。なお、塗工幅を広くすればする程、ガラス微小球体(1)の脱落を防止することが可能となるが、その反面、ガラス微小球体(1)の再帰反射性能が低下することになる。このため、『切断予定線』の近傍に配置されるガラス微小球体(1)の脱落を防止することができる程度の塗工幅で保護層(8)を構成する樹脂を塗工することが好ましい。これにより、ガラス微小球体(1)による再帰反射性能の低下を最低限に抑えつつ、『切断予定線』の近傍に配置されるガラス微小球体(1)の脱落を防止することが可能となる。
次に、『切断予定線』近傍に保護層(8)を積層した原反(2)を、図8に示す基板(11)に設けられたトムソン刃(10)と、定盤(13)と、で挟持し、トムソン刃(10)を原反(2)に対して押圧し、『切断予定線』に沿って打ち抜き加工を施し(打抜工程:ステップS2)、図7(c)に示すように、任意の製品形状(12)に打ち抜いた部分(14)と、その製品形状(12)に打ち抜いた部分(14)以外のカス部分(15)と、に分離する。そして、図8に示す分離ローラ(33)により、カス部分(15)を除去し(除去工程:ステップS3)、図7(d)、図8に示すように、任意の製品形状(12)に打ち抜いた部分(14)のみを剥離紙上に残し、図4(a),(b)に示すように、基材(4)の縁部分に沿って保護層(8)が設けられた再帰反射材を形成することになる。
このように、本実施形態における再帰反射材の打抜方法は、ガラス微小球体(1)の露出を防止する保護層(8)を、任意の製品形状(12)に打ち抜く『切断予定線』に沿って原反(2)に積層することで、保護層(8)を積層した原反(2)を『切断予定線』に沿って打ち抜いても、その任意の製品形状(12)に打ち抜く『切断予定線』の近傍に配置されるガラス微小球体(1)の脱落を防止し、任意の製品形状(12)に打ち抜いた部分(14)と、カス部分(15)と、に分離することが可能となる。このため、カス部分(15)のみを確実に除去することが可能となる。特に、本実施形態のように、基材(4)を、剥離紙(5)と、粘着層(6)と、を少なくとも有して構成し、基材(4)を構成する剥離紙(5)を打ち抜かないように、粘着層(6)までの層構成(1、8、3、7、6)を『切断予定線』に沿って打ち抜く場合でも、保護層(8)を『切断予定線』に沿って原反(2)に積層することで、『切断予定線』の近傍に配置されるガラス微小球体(1)の脱落を防止し、粘着層(6)に対するガラス微小球体(1)の付着を低減することが可能となるため、任意の製品形状(12)に打ち抜いた部分(14)と、カス部分(15)と、に分離し、カス部分(15)のみを確実に除去することが可能となる。
また、任意の製品形状(12)に打ち抜く『切断予定線』に沿って保護層(8)を原反(2)に積層することで、図8に示すような安価で剛性の強いトムソン刃(10)を用いて任意の製品形状(12)に打抜加工を行った場合でも、ガラス微小球体(1)の脱落を防止することが可能となるため、再帰反射材を製造する際のコストの低減を図ることが可能となると共に、意匠性に優れた再帰反射材を製造することが可能となる。
また、任意の製品形状(12)に打ち抜く『切断予定線』近傍に沿って保護層(8)を原反(2)に積層することで、保護層(8)による再帰反射性能の低下を最低限に抑えつつ、任意の製品形状(12)に打ち抜く『切断予定線』の近傍に配置されるガラス微小球体(1)の脱落を防止することが可能となる。
なお、上述した打抜方法において、保護層(8)を構成する樹脂を原反(2)に塗工する際の塗工方法は、特に限定するものではなく、あらゆる塗工方法にて、保護層(8)を構成する樹脂を原反(2)に対して塗工することは可能である。
(第2の実施形態)
次に、第2の実施形態について説明する。
第2の実施形態における再帰反射材は、図9に示すように、基材(4)を構成する粘着層(6)と、色層(7)と、の間に、色層(7)を保護するための保護層(9)を設けたことを特徴とするものである。これにより、粘着層(8)を介して支持層(5)を分離した場合でも色層(7)を保護することが可能となる。また、保護層(9)を設けることで、再帰反射材の剛性を向上させることが可能となる。
なお、保護層(9)としては、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、セルロース系樹脂、アクリル系樹脂等のフィルム等が適用可能である。
なお、上述する実施形態は、本発明の好適な実施形態であり、上記実施形態のみに本発明の範囲を限定するものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更を施した形態での実施が可能である。例えば、上述した本実施形態における再帰反射材は、図4や、図9に示す層構成としたが、基材(4)を構成する層構成については、図4や、図9に示す層構成に限定するものではなく、あらゆる層構成を形成することは可能である。また、本実施形態における再帰反射材を形成する際の打抜方法は、図8に示すように、トムソン刃(10)に限定するものではなく、ロータリ刃などのあらゆる切断刃を用いて『切断予定線』に沿って原反(2)を任意の製品形状(12)に打ち抜くことは可能である。
本発明にかかるガラス微小球体を有する基材は、偽造防止用のシールに適用可能である。
トムソン刃(10)の構成を示す図であり、(a)は、トムソン刃(10)を基板(11)上に設けた状態を示す斜視図であり、(b)は、その断面図である。 図1に示すトムソン刃(10)を用いて原反(2)を打ち抜く際の打抜工程を説明するための図である。 図2に示す打抜工程により原反(2)を打ち抜いた際の原反(2)の状態を示す図である。 本実施形態における再帰反射材の構成を示す図であり、(a)は、再帰反射材を上面から見た上面図であり、(b)は、再帰反射材を横から見た断面図である。 保護層(8)の厚さを変えた第1〜第8の再帰反射材において脱落したガラス微小球体(1)の数を示す図である。 保護層(8)の厚さと、ガラス微小球体(1)の保持効果と、の関係を示す図である。 本実施形態における再帰反射材を形成する際の打抜方法を説明するための図である。 本実施形態における再帰反射材を形成する際の打抜方法を行うための打抜装置の構成を示す図であり、(a)は、打抜装置の構成を示す斜視図であり、(b)は、その断面図である。 本実施形態における再帰反射材の構成を示す第2の図である。
符号の説明
1 ガラス微小球体
2 原反
3 保持層
4 基材
5 支持層
6 粘着層
7 色層
8 保護層
9 保護層
10 トムソン刃
11 基板
12 製品形状
13 定盤
14 製品形状(12)に打ち抜いた部分
15 カス部分
31 塗工ローラ
33 分離ローラ

Claims (7)

  1. ガラス微小球体が表面に露出した基材であって、
    前記ガラス微小球体の露出を防止する保護層が前記基材の縁に沿って設けられてなることを特徴とする基材。
  2. 前記保護層は、熱可塑性樹脂からなることを特徴とする請求項1記載の基材。
  3. 前記保護層は、前記ガラス微小球体の直径の3〜10%の厚さからなることを特徴とする請求項1または2記載の基材。
  4. ガラス微小球体が表面に露出した原反を製品形状に打ち抜く打抜方法であって、
    前記ガラス微小球体の露出を防止する保護層を、前記製品形状に打ち抜く際の切断予定線に沿って前記原反に積層する積層工程と、
    前記保護層を積層した原反を前記切断予定線に沿って製品形状に打ち抜く打抜工程と、
    を有することを特徴とする打抜方法。
  5. 前記積層工程は、熱可塑性樹脂からなる保護層を積層することを特徴とする請求項4記載の打抜方法。
  6. 前記積層工程は、前記ガラス微小球体の直径の3〜10%の厚さからなる保護層を積層することを特徴とする請求項4または5記載の打抜方法。
  7. 前記打抜工程は、トムソン刃を用いて製品形状に打ち抜くことを特徴とする請求項4記載の打抜方法。
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