JP2007522362A - 再帰反射要素および物品 - Google Patents
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Abstract
Description
ミネソタ州セントポールの3Mカンパニー(3M Company,St.Paul,Minnesota)より「3Mスコッチライト反射ナンバープレートシート(3M Scotchlite Reflective License Plate Sheeting)、シリーズ3750」という商品名で市販されている密閉レンズ再帰反射シート。
露出レンズ再帰反射シートを次のようにして作成した。
約8%のZrO2、9%のAl2O3、3%のSiO2、66%のTiO2、14%のCaOで作成した以外は米国特許第6,461,988号明細書の実施例23と同様の組成の約2.26の屈折率を有するガラス−セラミックビーズで作成した。ニューヨーク州プラスキーのフェリックスショーラテクニカルペーパーズ社(Felix Schoeller Technical Papers,Inc.,Pulaski,NY)より入手したポリエチレンコート紙を175℃まで予熱した。ガラス−セラミックビーズを紙のポリエチレン側に流した。ビーズコートシートを、約175℃で第2のローラに通過させ、ビーズをその直径の約30%まで沈めた。ポリビニルブチラールバインダー溶液をノッチバーを用いてビーズコート紙にコートした。バインダーは、3Mカンパニー(3M Company)より「3Mスコッチライト反射ナンバープレートシート(3M Scotchlite Reflective License Plate Sheeting)、シリーズ3750」という商品名で市販されている再帰反射シートで用いたのと同じである。ノッチバーのギャップは0.08mmであった。スペースコート溶液を135℃のオーブンで乾燥させた。次のアルミニウムを蒸着により約900オングストロームのコーティング厚さでコートした。熱可塑性フィルム2を約175℃まで加熱し、アルミニウムにラミネートした。最後に、ポリエチレンコート紙を除去した。
屈折率が約1.92のガラス−セラミックビーズを、MnOを添加した以外は、米国特許第6,479,417号明細書の実施例5に従って作成した。米国特許第6,355,302号明細書に記載のやり方でビーズの表面をアルミニウム薄層でコートした。熱可塑性フィルム2を約175℃の温度までローラで予熱した。ビーズをフィルムに流した。ビーズコートシートを、約175℃で第2のローラに通過させ、ビーズをその直径の約50%まで沈めて、露出レンズ再帰反射シートを生成した。
屈折率が約1.92のマンガンで着色した黄色のガラス−セラミックビーズを、MnOを1%でなく1.4%添加した以外は、米国特許第6,479,417号明細書の実施例7に従って作成した。米国特許第6,355,302号明細書に記載のやり方でビーズの表面をアルミニウム薄層でコートした。熱可塑性フィルム2を約175℃の温度までローラで予熱した。ビーズをフィルムに流した。ビーズコートシートを、約175℃で第2のローラに通過させ、ビーズをその直径の約50%まで沈めて、露出レンズ再帰反射シートを生成した。
ミネソタ州セントポールの3Mカンパニー(3M Company,St.Paul,Minnesota)より「3Mスコッチライト反射材料(3M Scotchlite Reflective Material)−シリーズ6800高光沢感圧接着フィルム(Highgloss Pressure Sensitive Adhesive Film)」という商品名で市販されている密閉レンズ再帰反射シート。
米国特許第5,763,000号明細書の17頁の実施例の表に従って舗道マーキングフィルムを作成し、約1mmの厚さまでカレンダ加工した。
ペンシルバニア州ピッツバーグのバイエルコーポレーション(Bayer Corporation,Pittsburg,PA)より「デズモデュア(Desmodur)N100」という商品名で市販されているポリイソシアネート。
透明ポリオール溶液(イリノイ州サウスホーラントのジブラルタルケミカルワークス社(Gibraltar Chemical Works,Inc;South Holland,IL)より入手したもの)は以下のものを含有していると考えられた。
ミシガン州ミッドランドのダウケミカルカンパニー(DOW Chemical Company,Midland,MI)より「トーン(Tone)0301」という商品名で市販されている79.3wt−%のポリエステルポリオール
ペンシルバニア州フィラデルフィアのイノレックスケミカルカンパニー(Inolex Chemical Company,Philadelphia,PA)より「レクソレッツ(Lexorez)140565」という商品名で市販されている6.7wt−%の不飽和ポリエステル
12.9wt−%のアセトン、テキサス州ヒューストンのシェルケミカルズ(Shell Chemicals,Houston,TX)
1.1wt%のキシレン、シェルケミカルズ(Shell Chemicals)
オハイオ州クリーブランドのOMGグループ社(OMG Group,Inc.,Cleveland,OH)より入手可能な1%未満で存在すると考えられるジブチル錫ジラウレート触媒。
顔料分散液(ジブラルタル(Gibraltar)より入手したもの)は以下のものを含有していると考えられた。
ミシガン州ミッドランドのダウケミカルカンパニー(DOW Chemical Company,Midland,MI)より「トーン(Tone)0301」という商品名で市販されている40wt−%のポリエステルポリオール
デラウェア州ウィルミントンのデュポン(Dupont,Wilmington,De)よりTi−ピュア(Pure)R960という商品名で市販されている44wt−%の二酸化チタン
9wt−%のメチルイソブチル(isobutyul)ケトン、シェルケミカルズ(Shell Chemicals)
アリゾナ州タクソンのAGMコンテナコントロールズ社(AGM Container Controls,Inc.,Tucson,AZ)の一部門であるデシカントシティ(Desiccant City)より入手可能な2wt−%のナトリウムカリウムアルミノシリケート
5wt−%の分散剤および触媒と考えられるもの。
3Mカンパニー(3M Company)より「3Mスタマーク液体舗道マーキング1500パートAおよび1530架橋剤パートB(3M Stamark Liquid Pavement Marking 1500 Part A and 1530 Crosslinker Part B)」という商品名で市販されている二成分液体舗道マーキングバインダー。
ミネソタ州セントポールのミネソタ州輸送部(the State of Minnesota Department of Transportation;St.Paul,MN)より入手可能なダイヤモンドフォーゲル(Diamond Vogel)製のラテックス交通塗料。
フロリダ州オーガスティンのインターマック社(Intermak Corp.,St.Augustine,FL)より「熱可塑性道路マーキング材料タイプ(Thermoplastic Roadmarking Material Type)TX930−W」という商品名で市販されている熱可塑性舗道マーキングバインダー。
ダウケミカルカンパニーより「ダウレックス(Dowlex)2045」という商品名で入手したLLDPE樹脂を、フィルム厚さが0.30mmの幅25cmのロールに押出した。シートを、ミズーリ州のセントルイスのシグマ−アルドリッチ(Sigma−Aldrich,St.Louis,MO)より入手可能な93%のジメチルアクリルアミド(DMA)と、同じくシグマ−アルドリッチ(Sigma−Aldrich)より入手可能な7%のTMPTAの混合物でコートし、ESIエレクトロカーテン(Electrocurtain)により180keVの加速電圧で電子ビームで5Mradの線量まで照射した。フィルムに、DMAコーティングと同じ側を5Mradの線量で、180keVの電圧で更に照射して、逆側を3Mradの線量および180keVの電圧で照射して、10Mrad(DMA側)から逆側の3Mradまでフィルムの線量勾配を得た。フィルムを、テンターオーブンにてその融点より高い温度(表面>125C)で4X公称で伸張した。
ダウケミカルカンパニーより「ダウレックス(Dowlex)2045」という商品名で入手したLLDPE樹脂を、フィルム厚さが0.64mmの幅25cmのロールに押出した。シートを、87%のDMAと、13%のTMPTAの混合物でコートし、ESIエレクトロカーテン(Electrocurtain)により180keVの加速電圧でe−ビームで5Mradの線量まで照射した。フィルムに、DMAコーティングと同じ側を7Mradの線量で、280keVの電圧で更に照射して、12Mradから0Mradまでフィルムの線量勾配を得た。フィルムを、テンターオーブンにてその融点より高い温度(表面>125C)で2.2X公称で伸張した。
「ニュクレル(Nucrel)600」という商品名でデュポン(Dupont)より入手したEMMAフィルムを幅25cmおよび厚さ約0.05mmのフィルムへと押出した。
80%ニュクレル(Nucrel)600と、20%の二酸化チタン(Ti−ピュア(Pure)R960)からなるフィルムを、205℃の温度で幅25cm×厚さ約0.13mmのリボンへ押出した。
再帰反射要素1〜8それぞれについて、特に断りのない限り、要素の形状およびサイズを変えた。図3a〜3dに示すような様々な断面形状が得られた。特に断りのない限り、中空と中実の要素の組み合わせが得られた。不連続キャビティを有する要素が最も一般的であった。変化の少なくともいくつかは、手で切断したことによるストリップの幅の違いにより生じたものと考えられる。
再帰反射シート1の紙ライナを除去し、ミネソタ州セントポールのメイコーティングテクノロジーズ社(May Coating Technologies Inc,St.Paul,MN)製ホットカンラミネータ(Hot Can Laminator)を用いて、再帰反射シートの予め適用しておいた接着剤を収縮可能フィルム1番にラミネートした。上記の2枚のフィルムを、10ft/分のウェブ速度および20lbのニップロール圧力で圧縮ラミネートした。ラミネートしたフィルムをレーザーの刃で1/4インチ×12インチ(6.4mm×30.5cm)ストリップのリボンへと細長く切り、バクスター(Baxter)定温オーブン(型番DN−63)に125℃のオーブン温度で1分間入れた。断面直径が約2〜3mmのシートの丸まったストリップをオーブンから取り出し、室温まで冷やし、ベルリンペレタイザー(Berlyn Pelletizer)(型番ペル(Pell)−2、マサチューセッツ州ウォルスター(Worchester Mass))に通して、小さな中空円柱形再帰反射要素へとコイル巻きしたストリップを細断した。再帰反射要素の長さは2mm〜5mm、平均は2mmに近く、平均直径は約2mmであった。
実施例1の再帰反射要素をペレット化する前に、丸まったストリップを透明なポリウレタントップコートでコートした。160グラムのポリイソシアネートバインダー1を100グラムのポリオールバインダー1と混合することによりポリウレタントップコートを作成した。少量の溶液を手袋をはめた指につけて、丸まったストリップを溶液から引っ張ることにより、このコーティングをシートの丸まったストリップにコートした。ポリウレタンを周囲条件で72時間硬化させた。実施例1と同じやり方で再帰反射要素をペレット化した。
160グラムのポリイソシアネートバインダー1を100グラムのポリオールバインダー1と混合することにより透明なポリウレタントップコートを作成した。このトップコートをノッチバーを用いて再帰反射シート1にコートした。ノッチバーギャップは約0.08mmに設定した。ポリウレタンを周囲条件で72時間硬化させた。実施例1と同じやり方で再帰反射要素を作成した。
再帰反射シート2の裏面に5Mradの線量を加速電圧250keVで照射して、EMMAを架橋して、その流動率を減じた。低線量側(DMAコート側でない)をEMMA表面に対して配置し、層状構造体を115℃の温度で循環空気オーブンに入れることにより、収縮可能フィルム1を再帰反射シートにラミネートした。構造体をオーブンから1分未満で取り出し、ゴムローラによりラミネートした。ラミネートした構造体にペーパーカッターで1/4インチ(6.3mm)幅のリボンへ細長く切った。収縮方向がリボンの長さに交差するようにした。125℃の循環オーブンへトレイに載せて入れて、無制限に収縮させることにより、リボンをロープへと収縮した。これには約1〜3分かかった。ロープを手により、長さ2mm〜5mm、直径約2mmの再帰反射要素へと細断した。
ペーパーカッターで細長く切る前に7層の熱可塑性フィルム1を収縮可能フィルムへラミネートした以外は実施例4と同じやり方で再帰反射要素を作成した。
再帰反射シート3を用いた以外は実施例4と同じやり方で再帰反射要素を作成した。
再帰反射シート4を用いた以外は実施例4と同じやり方で再帰反射要素を作成した。
再帰反射シート5を収縮可能フィルム2にラミネートした。シートの予め適用した感圧接着剤を、高線量側のDMAコーティングの付いた25ミルのLLDPE幅出しフィルムにラミネートした。幅約10mm、長さ約25cmのストリップをダウンウェブ方向に複合体からストリップを切断した。約45グラムの質量の重りをストリップの一端に留めた。ヒートガンをオンにし、最大エアフローに設定した。複合体のストリップを重りの逆側に保持した。ストリップのLLDPE側をヒートガンに向けた。重りをヒートガンの前から約3cm以内に動かした。ストリップを1秒当たり約2〜3cmに下げた。「ロープ」へと丸めた後、伸張を測定したところ約15%であった。ロープの直径を測定したところ約3mm(1/8インチ)であった。ロープをレーザーの刃で約3mm(1/8インチ)の長さの小さな円柱形要素へと細長く切った。
実施例9
実施例1の再帰反射要素200gを計量し、重りを測定したところ1.60グラムであった。計算を行って、舗道マーキングの要素の所望のコーティング重量を求めた。平均直径、長さおよび重量に基づいて、1平方センチメートル当たり0.008グラムのコーティング重量(すなわち、1平方センチメートル当たり1個の要素)を、88.76入口角のASTM E1710幾何学的配置にとって最良近くとなるように計算した。
塗料バインダー1をアルミニウムパネルに約0.3mmの厚さで適用した。これを行って、塗料の道路表面へのスプレーをシミュレートした。実施例2の再帰反射要素を、1平方センチメートル当たり約1個の要素となるようにバインダーに不規則にまいた。
塗料バインダー2を用いた以外は実施例17と同じやり方で実施例18を作成した。
熱可塑性塗料バインダー1をアルミニウムパネルに約0.3mmの厚さで適用した。これを行って、塗料の道路表面への熱可塑材の押出しをシミュレートした。適用温度は約205℃であった。実施例2の再帰反射要素を、1平方センチメートル当たり約1個の要素となるようにバインダーに不規則にまいた。
再帰反射シート1のこのストリップを幅約4mmに手で切断した。シートの非視認面に、幅1/2インチ(13mm)のスコッチ(Scotch)ブランドの両面テープ(Cat.137,3M Part No.34−8507−7691−4)を適用した。接着剤が内側となるように、ストリップを手で理髪店のポールのスタイルで巻き付けた。シートは約2mmの間隔で重なった。形成されたコイル巻きしたシートの直径は元のシートの厚さの約4倍であった。これらのコイル巻きしたシートストリップを長さ約6mmの再帰反射要素へと手で切断した。
実施例20に記載した方法を再帰反射シート2でそのまま繰り返して再帰反射要素を作成した。
再帰反射シート1のこのストリップを幅約4mmに手で切断した。幅1/2インチ(12.7mm)のある長さのテープを一端に留め、長さに沿って捻って、粘着性のあるほぼ丸いロープを形成した。接着剤側がテープから作成されたロープ周囲となるように、再帰反射シートストリップを理髪店のポールのスタイルで手で巻き付けた。この形成されたロープ形状の直径は元のシートの厚さの約5倍であった。これらを長さ約6mmの要素へと手で切断した。
1ミルの低密度ポリエチレンスキン層と、シェル(Shell)より「クラトン(Kraton)G−1657」という商品名で入手したスチレン−エチレン/ブチレン−スチレンブロックコポリマーからなる4ミルのコアとを有する多層エラストマーフィルム(米国特許第6,436,529号明細書参照)を、周囲温度で機械方向に手によりその未伸張寸法の約400%まで伸張した。剥離ライナを再帰反射シート1から除去し、シートの非視認面に予め適用しておいた感圧接着剤を露出した。接着剤側を手で伸張したフィルムへプレスした。それから、1/2インチストリップをフィルムを伸張した方向に法線で切断した。長さに沿ったストリップの端部を、互いに丸めて、シートの端部が接触するようにした。丸めたストリップは、端部で直径約3/16インチの円形断面を有していた。接着剤は、やや結合せず、多角形の断面を形成した。丸めたストリップは離散要素へと切断することができる。
3Mカンパニー(3M Company)より「3Mスタマーク高性能テープ(3M Stamark High Performance Tape)シリーズ380」という商品名で市販されている舗道マーキングテープの一片を、幅10cm×長さ51cmのアルミニウムパネルに適用した。この製品は、隆起部に適用される約1.75の屈折率のセラミックビーズがTiO2バインダーに埋め込まれたパターン化舗道マーキングテープである。
3Mカンパニー(3M Company)より「3Mスタマーク(3M Stamark Tape)シリーズ5730」という商品名で市販されている舗道マーキングテープの一片を、幅10cm×長さ51cmのアルミニウムパネルに適用した。この製品は、約1.5の屈折率のガラスビーズがTiO2充填バインダーに埋め込まれた平坦舗道マーキングテープである。この舗道マーキングの再帰反射性能は、塗料か熱可塑性舗道マーキング材料のいずれかにビーズを含む、道路に適用された多数の舗道マーキング材料の良い代表例である。
3Mカンパニー(3M Company)より「3Mスタマーク湿潤反射舗道マーキングテープ(3M Stamark Wet Reflective Pavement Marking Tape)シリーズ820」という商品名で市販されている舗道マーキングテープの一片を、幅10cm×長さ51cmのアルミニウムパネルに適用した。この製品は、密閉レンズビーズ再帰反射シートを用いて作成されたパターン化舗道マーキングである。
1.ASTM E1710に記載された乾燥条件下で、入口角88.76度、観測角1.05度で再帰反射輝度(RL)係数を測定した。測定単位はmcd/m2/lxである。
Claims (49)
- バインダーに部分的に埋め込まれた複数の再帰反射要素を含む舗道マーキングであって、前記再帰反射要素が、再帰反射シートを含む露出した外側視認面と、前記視認面の下にある、収縮フィルム層を含む層とを含む舗道マーキング。
- 前記再帰反射要素の少なくとも一部の断面が、少なくとも1つのコイルの形状のシートの端部を含む請求項1に記載の舗道マーキング。
- 前記再帰反射要素の少なくとも一部の断面が、実質的に円形形状のシートの端部を含む請求項1に記載の舗道マーキング。
- 前記再帰反射要素の少なくとも一部が、約0.5mm〜4mmの外径を含む請求項1に記載の舗道マーキング。
- 前記再帰反射要素の少なくとも一部が、実質的に中実のコアを含む請求項1に記載の舗道マーキング。
- 前記再帰反射要素の少なくとも一部が、キャビティを含む請求項1に記載の舗道マーキング。
- 前記キャビティが不連続である請求項6に記載の舗道マーキング。
- 前記再帰反射要素の少なくとも一部の前記キャビティが、前記バインダーで少なくとも部分的に充填されている請求項7に記載の舗道マーキング。
- 前記再帰反射シートが、露出レンズシートおよび密閉レンズシートを含む群から選択される請求項1に記載の舗道マーキング。
- 前記再帰反射シートが、光学要素の単層から離れた鏡面反射コーティングを含む露出レンズシートである請求項9に記載の舗道マーキング。
- 前記再帰反射シートが、ガラス微小球、ガラス−セラミック微小球およびキューブコーナ要素から選択される光学要素を含む請求項1に記載の舗道マーキング。
- 前記光学要素が、ポリマー層に少なくとも部分的に埋め込まれている請求項11に記載の舗道マーキング。
- 前記光学要素が、透明微小球、着色した透明な微小球および鏡面反射コーティングを有する微小球から選択される請求項11に記載の舗道マーキング。
- 前記収縮フィルムが、熱収縮フィルムおよびエラストマーフィルムからなる群より選択される請求項1に記載の舗道マーキング。
- 前記熱収縮フィルムが架橋半結晶ポリマーを含む請求項14に記載の舗道マーキング。
- 他の再帰反射要素、光学要素、滑材粒子およびこれらの組み合わせを含む群の少なくとも1つを更に含む請求項1に記載の舗道マーキング。
- 再帰反射シートを含む露出した外側視認層と、視認面下にある、収縮フィルム層を含む層とを含む再帰反射要素。
- 前記要素が実質的に中実のコアを含む請求項17に記載の再帰反射要素。
- 前記要素が、収縮フィルム、フィラメント、ポリマー材料およびこれらの組み合わせから選択される少なくとも1つの材料で少なくとも部分的に充填されている請求項17に記載の再帰反射要素。
- バインダーに少なくとも部分的に埋め込まれている請求項17に記載の再帰反射要素を含む再帰反射物品。
- 前記物品が再帰反射シートである請求項17に記載の再帰反射物品。
- 前記物品が、サイン、テープ、個人用安全服および交通装置からなる群より選択される請求項17に記載の再帰反射物品。
- バインダーに部分的に埋め込まれている請求項17に記載の複数の再帰反射要素を含む表面。
- 視認面と対向面とを有する再帰反射シートと、前記シートの前記対向面に永久結合された収縮可能層と、を含むラミネート。
- 前記非拘束収縮可能層が約150%収縮する請求項24に記載のラミネート。
- 視認面と対向面とを有する再帰反射シートと、前記シートの前記対向面に取り付けられた収縮層とを含むラミネートを提供する工程と、
前記収縮フィルム層を収縮する工程と、
を含む再帰反射要素の製造方法。 - 前記収縮可能フィルム層を取り付ける前、前記収縮可能フィルム層を取り付けた後、収縮後およびこれらの組み合わせで前記再帰反射シートを切断する工程を更に含む請求項26に記載の方法。
- 前記収縮可能フィルム層を前記シートに取り付ける工程が、前記フィルムを接着剤により結合すること、前記フィルムをヒートラミネーションにより結合すること、フィルムを前記シートに化学グラフトすること、およびこれらの組み合わせから選択される請求項27に記載の方法。
- 光学要素と内側キャビティとを含む露出した外側面を有する再帰反射要素。
- 前記露出した外側面が、予め成形された再帰反射シートの視認面からなる請求項29に記載の再帰反射要素。
- 前記再帰反射シートが、露出レンズシートおよび密閉レンズシートを含む群から選択される請求項30に記載の再帰反射要素。
- 前記再帰反射シートが、光学要素の単層から離れた鏡面反射コーティングを含む露出レンズシートである請求項30に記載の再帰反射要素。
- 前記光学要素が、ガラス微小球、ガラス−セラミック微小球、キューブコーナ要素およびこれらの組み合わせを含む請求項29に記載の再帰反射要素。
- 前記光学要素が、ポリマー層に少なくとも部分的に埋め込まれている請求項29に記載の再帰反射要素。
- 前記光学要素が、透明微小球、着色した透明な微小球および鏡面反射コーティングを有する微小球から選択される請求項29に記載の舗道マーキング。
- 前記キャビティが不連続である請求項29に記載の再帰反射要素。
- バインダーに少なくとも部分的に埋め込まれている請求項29に記載の再帰反射要素を含む再帰反射物品。
- バインダーに部分的に埋め込まれている請求項29に記載の複数の再帰反射要素を含む表面。
- 光学要素を含む露出した外側面と、光学要素を含む離散内側層とを有する再帰反射要素。
- バインダーに部分的に埋め込まれている請求項39に記載の複数の再帰反射要素を含む表面。
- 前記光学要素が、予め成形された再帰反射シートにより提供されている請求項39に記載の再帰反射要素。
- バインダーに部分的に埋め込まれた再帰反射要素を含む舗道マーキングであって、再帰反射輝度係数が乾燥時に少なくとも2000mcd/m2/ルクスである舗道マーキング。
- バインダーに部分的に埋め込まれた再帰反射要素を含む舗道マーキングであって、再帰反射輝度係数が湿潤時に少なくとも1500mcd/m2/ルクスである舗道マーキング。
- 長手方向面を有する細長い部材を提供する工程と、
前記細長い部材周囲に再帰反射シートを結合して、前記長手方向面が前記シートの主視認面で実質的にカバーされるようにする工程と、
を含む再帰反射要素の製造方法。 - 前記細長い部材がコア材料である請求項44に記載の方法。
- 前記コア材料がフィラメント、ポリマー材料およびこれらの組み合わせである請求項44に記載の方法。
- 前記細長い部材がツールである請求項44に記載の方法。
- 前記再帰反射性シートがそれ自体と重なっている請求項44に記載の方法。
- 前記長手方向面に垂直な方向に切り、離散要素を形成する工程を更に含む請求項44に記載の方法。
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