JP2015172327A - 再帰反射素子 - Google Patents

Abstract

【課題】より耐久性のある再帰反射路面表示を提供する。
【解決手段】突出部が延在するコアと、
隣接した突出部間の空洞と、
微小球レンズと、を備え、
前記微小球レンズが、前記コアに配設される軟化材料及び前記空洞に配設される接着剤のうちの１つによって、前記空洞内に固定されている、路面表示。
【選択図】図１Ａ

Description

本願は、概して、再帰反射素子並びにその製造及び使用方法に関する。

路面表示（例えば、塗装、テープ、及び個々に載置された物品）は、車道及び歩道を通行する運転者及び歩行者を案内及び誘導する。塗装は、長年にわたって好ましい路面表示であった。しかしながら、近年の路面表示材料は、増加した視認性、再帰反射率、改善された耐久性、並びに一時的及び／又は取り外し可能な表示オプション等、塗装よりも有意な利点を提供する。

様々な種類の再帰反射素子が路面表示に使用されている。例えば、国際開示パンフレット第０３０３８１９１号には、光学（例えば、反射）素子が、ガラス又はセラミックコアに隣接した結合剤に少なくとも部分的に埋め込まれた、路面表示のための組成物が記載されている。粒子は、コア材料よりも高い軟化点を有し、反射素子は、コアが実質的に粒子を含有しない反射素子と比較して、衝突強度において少なくとも約１０％の増加を示す。

米国特許第５，９４２，２８０号には、強度が増し及び保持された反射率がより高いセラミック再帰反射素子の製造方法が記載されている。方法は、以下の工程：ａ）ガラスフレークを提供する工程と、ｂ）前記ガラスフレークを第１のバリア層でコーティングし、コーティングされたガラスフレークを得る工程と、ｃ）光学素子を提供する工程と、ｄ）任意に前記光学素子を第２のバリア層でコーティングする工程と、ｅ）前記光学素子と前記コーティングされたガラスフレークとをブレンドする工程と、ｆ）前記光学素子及び前記コーティングされたガラスフレークを加熱し、前記光学素子及び前記コーティングされたガラスフレークを撹拌する間に前記フレークを球状化する工程と、ｇ）前記光学素子及び前記球状化されたガラスフレークを更に加熱し、前記光学素子及び前記球状化されたフレークを撹拌する間に前記光学素子を前記球状化されたフレークに部分的に埋め込む工程と、ｈ）部分的に埋め込まれた光学素子を有する前記球状化されたフレークを冷却する工程と、によって再帰反射素子を形成する工程を含む。

日本特許出願公開第７−１０９７０９号には、材料のコーティングを制御する材料シャッターと、コーティングの幅を決定するエッジプレートと、路面上に指定の幅の路面表示行うための材料が挿入されるホッパーの底部にコーティングフィルムの厚さを設定するフィルム厚調節機構とを有するシステムを備える施行装置が記載されている。日本特許出願公開第７−１０９７０９号にはまた、コーティングが塗布される又は材料が乾燥する前に、ガラスビーズを散布する工程を伴う、路面表示方法が記載された。ガラスビーズの表面は、櫛状ボードを形成した後に、大きい粒径を有する輪郭粒子が、コーティングされた表面上で突出することを可能にすることによって、粗面化される。フィルムの厚さは、コーティングフィルムの厚さよりも大きい粒径を有する輪郭粒子と混合したコーティングを使用することによって調節される。

路面表示は、連続的な摩耗、並びに自然の力及び道路化学物質への曝露を受ける。その結果として、いったん表面に塗布されると耐久性及び保持反射率を提供する、路面表示組成物及び路面表示の必要性がある。本願の発明者らは、既存の光学素子が使用されるとき、結合剤及び再帰反射層が界面から分離する可能性があることを認識した。加えて、応力（例えば、路面表示上を走る車両）により亀裂がガラスビーズに生成されたとき、光学素子の効率は低減される。その結果として、長い期間にわたって路面表示の耐久性を維持することは困難である。これらの課題に対処するために、本願の発明者らは、より耐久性のある再帰反射路面表示を発明した。

本願は、突出部が延在するコアと、隣接した突出部間の空洞とを備える路面表示に関し、空洞は任意に、空洞内で少なくとも２つの微小球レンズを結合する接着剤を含む。いくつかの実施形態では、接着剤は反射着色剤を含む。他の実施形態では、微小球レンズは、コアに含まれる軟化材料によって空洞内に固定されている。いくつかの実施形態では、微小球レンズはガラスビーズである。いくつかの実施形態では、微小球レンズの全体積の８０％以上かつ１００％以下が、空洞内に存在する。いくつかの実施形態では、コアは、３０％以上かつ１００％以下である開口比を有する。いくつかの実施形態では、空洞は、逆テーパー型断面を有する。いくつかの実施形態では、空洞は、複数の螺旋状に連続した延長スリットを有する。いくつかの実施形態では、スリットは、１００μｍ〜８００μｍの開口幅を有する。

本開示の一実施形態によるコア形状を有する再帰反射素子を示す斜視図である。 ｙ軸に沿った図１Ａの再帰反射素子の断面図である。 本開示の別の実施形態による再帰反射素子のｙ軸に沿った断面図である。 本開示の別の実施形態によるコア形状を示す斜視図である。 図３Ａのコアのｙ軸に沿った断面図である。 本開示の別の実施形態によるコア形状を示す斜視図である。 ＩＶ方向からの図４Ａのコアの平面図である。 本開示の別の実施形態によるコア形状を示す斜視図である。 Ｖ方向からの図５Ａのコアの平面図である。 本開示の別の実施形態によるコア形状を示す斜視図である。 ＶＩ方向からの図６Ａのコアの平面図である。 本開示の別の実施形態によるコア形状を示す斜視図である。 ＶＩＩ方向からの図７Ａのコアの平面図である。 本開示の別の実施形態によるコア形状を示す斜視図である。 ＶＩＩＩ方向からの図８Ａのコアの平面図である。 本開示の別の実施形態によるコア形状を示す斜視図である。 図９ＡのコアのＩＸ−ＩＸ方向の断面図である。 本開示の別の実施形態によるコアの空洞深度方向の断面形状を例示する断面図である。 本開示の別の実施形態によるコアの空洞深度方向の断面形状を例示する断面図である。 本開示の別の実施形態によるコアの空洞深度方向の断面形状を例示する断面図である。 本開示の別の実施形態によるコアの空洞深度方向の断面形状を例示する断面図である。 再帰反射素子のためのコアが、丸鋼上でねじ山形状を製造することによって作製される一実施形態の顕微鏡画像である。 ガラスビーズが、反射顔料を含有する接着剤によってねじ山形状コアに接着される一実施形態の顕微鏡画像である。 再帰反射素子がねじ山形状コアを含む一実施形態の顕微鏡画像である。 実施形態及び比較例のＪＳＰＳ試験に従った耐久性試験の後の拡大された顕微鏡画像である。 実施形態及び比較例のＪＳＰＳ試験に従った１０００往復の耐久性試験の後の、乾燥及び湿潤条件での再帰反射素子表面の拡大された顕微鏡画像である。 実施形態及び比較例の反射輝度試験下での光の散乱を示す画像である。 本開示の一実施形態による再帰反射素子のｙ軸に沿った断面図である。

様々な実施形態が記載される。いくつかの実施形態は、図面に示される。しかしながら、本開示は、本明細書に記載されるか、又は特定の図面に示される、任意の特定の実施形態に限定されない。更に、別途記載のない限り、図面は縮尺どおりではない。

本願は、突出部及び隣接した突出部間の空洞が延在するコアを含む路面表示に関する。一実施形態では、空洞は、空洞内で少なくとも２つの微小球レンズを結合する接着剤を含む。別の実施形態では、コアは、熱への曝露により軟化する軟化材料を含み、それにより微小球レンズが空洞内に固定されることを可能にする。

図１Ａ及び１Ｂは、複数の概ね矩形の突出部１２が延在する概ね円形のコア部分Ｓを有するコア１を含む、例示的な再帰反射素子の一実施形態を示す。空洞１１は、隣接した突出部１２の間に形成される。空洞１１を示す上での便宜のために、コアの最大直径に対応する直径を有する点線が含まれる。

図２は、再帰反射素子の別の実施形態を示す、ｙ軸に沿った部分断面図である。図２の実施形態はまた、複数の概ね矩形の突出部１２が延在するコア部分Ｓを有するコア２０も含む。空洞１１を示す上での便宜のために、コアの最大直径に対応する直径を有する点線が含まれる。図２に示されるように、接着剤１４は、空洞１１内で少なくとも２つの微小球レンズ１３（例えば、ガラスビーズ）を接着させる。微小球レンズ１３Ａは、接着剤に部分的に埋め込まれ、微小球レンズ１３Ｂは、接着剤に完全に埋め込まれる。本明細書で使用されるとき、空洞内の微小球レンズの概念は、空洞の深さＤ及び幅Ｗ１内に含まれる個々の物理構造の少なくとも８０％を有する、１つ以上の微小球レンズ（例えば、ガラスビーズ）を指す。

突出部１２は、任意の所望の幅Ｗ２を有することができる。本明細書で使用されるとき、ピッチＰは、隣接した突出部１２の対応する部分間の距離である。例えば、図１Ｂに示されるピッチＰは、隣接した突出部の右側の角間で測定される。いくつかの実施形態では、ピッチは、約１００μｍ〜約８００μｍである。他の実施形態では、ピッチは、約２００μｍ〜約６００μｍである。

本明細書で使用されるとき、用語「空洞」は、コアの中心部分から延在する隣接した突出部１２間に形成される陥凹部を指す（本明細書の全ての定義において、及び特定の図面に関連して提供される参照番号は例示であり、限定することを意図していない）。コアは、所望に応じて多くの又は少ない空洞を有することができる。空洞１２は、深さＤ（図１Ｂに示される）及び幅Ｗを有する。空洞は、任意の所望の深さ又は幅を有することができる。

本明細書で使用されるとき、空洞の深さＤは、（１）２つの隣接した突出部のそれぞれの最上点を接続する平面（参照番号Ｏ）と、（２）それらの２つの隣接した突出部間の空洞の最下点との間の最大距離である。いくつかの実施形態では、コアは、深さが異なる１つ以上の空洞を含む。いくつかの実施形態では、コアは、複数の空洞を含み、その少なくともいくつかは、同一コア上で他の空洞深さとは異なる空洞深さを有する。いくつかの実施形態では、深さは、約５０μｍ〜約５００μｍである。いくつかの実施形態では、深さは、約１００μｍ〜約３００μｍである。

本明細書で使用されるとき、空洞の幅Ｗ１は、隣接した突出部１２上の等しい位置間の距離である。空洞幅は、空洞の深さによって異なり得る。例えば、いくつかの実施形態では、空洞は、その最下部よりもその最上部において大きい幅を有し（例えば、図１Ｂ及び２を参照されたい）、本明細書で「逆テーパー形状」と称される。他の実施形態では、空洞は、その最上部よりもその最下部において大きい幅を有する。本明細書で使用されるとき、用語「平均幅」は、単一の空洞の深さに沿った幅測定の平均値を指す。いくつかの実施形態では、コアは、複数の空洞を含み、その少なくともいくつかは、同一コア上で他の空洞幅とは異なる空洞幅を有する。いくつかの実施形態では、平均幅は、約１００μｍ〜約８００μｍである。いくつかの実施形態では、平均幅は、約２００μｍ〜約６００μｍである。

いくつかの実施形態では、単一のコア上の空洞面積の総割合は、約３０％〜約９５％である。いくつかの実施形態では、単一のコア上の空洞面積の総割合は、約４０％〜約９０％である。いくつかの実施形態では、単一のコア上の空洞面積の総割合は、約５０％〜約８０％である。

２つの微小球レンズが単一の空洞内で接着され得る限り、本開示の再帰反射素子において、任意の所望のコア及び／又は空洞の形状又は構造が使用され得る。いくつかの実施形態では、容易に製造され得るコア及び／又は空洞形状を有することが好ましい場合がある。いくつかの例示的なコア及び／又は空洞形状が、以下に考察される図面に示される。

図３Ａ及び３Ｂは、複数の概ね三角形の突出部３２が延在する概ね円形のコア部分Ｓを有するコア３０を含む、再帰反射素子の別の実施形態を示す。空洞３１は、隣接した突出部３２の間に形成される。空洞３１を示す上での便宜のために、コアの最大直径に対応する直径を有する点線が含まれる。図３Ａ及び３Ｂには示されていないが、少なくとも２つの微小球レンズが、例えば接着剤によって、空洞３２内に接着され得る。図３Ｂに示されるように、最上部における空洞３１の幅Ｗ１は、突出部３２のピッチＰと同一である。この実施形態のいくつかの実施において、図３Ａ及び３Ｂに示される種類の単一のコア上の空洞面積の総割合は、約９０％〜約１００％である。

図４Ａ及び４Ｂは、複数の概ね三角形の突出部４２が延在する概ね三角形のコア部分Ｓを有するコア４０を含む、再帰反射素子の別の実施形態を示す。空洞４１は、隣接した突出部４２の間に形成される。空洞４１を示す上での便宜のために、コアの最大直径に対応する直径を有する点線が含まれる。図４Ａ及び４Ｂには示されていないが、少なくとも２つの微小球レンズが、例えば接着剤によって、空洞４２内に接着され得る。図４Ｂに示されるように、最上部における空洞４１の幅Ｗ１は、突出部４２のピッチＰと同一である。この実施形態のいくつかの実施において、図４Ａ及び４Ｂに示される種類の単一のコア上の空洞面積の総割合は、約９０％〜約１００％である。

図５Ａ及び５Ｂは、複数の概ね正方形の突出部５２が延在する概ね矩形のコア部分Ｓを有するコア５０を含む、再帰反射素子の別の実施形態を示す。空洞５１は、隣接した突出部５２の間に形成される。空洞５１を示す上での便宜のために、コアの最大直径に対応する直径を有する点線が含まれる。図５Ａ及び５Ｂには示されていないが、少なくとも２つの微小球レンズが、例えば接着剤によって、空洞５２内に接着され得る。この実施形態のいくつかの実施において、図５Ａ及び５Ｂに示される種類の単一のコア上の空洞面積の総割合は、約３０％〜約６０％である。

図６Ａ及び６Ｂは、２つのスリット６６を含む概ね正方形のコア部分Ｓを有するコア６０を含む、再帰反射素子の別の実施形態を示す。スリット６６を含むことによって、コア６０の空洞面積の総割合を増加させることができる。複数の概ね正方形の突出部６２が、コア部分Ｓから延在する。空洞６１は、隣接した突出部６２の間に形成される。空洞６１を示す上での便宜のために、コアの最大直径に対応する直径を有する点線が含まれる。図６Ａ及び６Ｂには示されていないが、少なくとも２つの微小球レンズが、例えば、接着剤によって、空洞６２内に接着され得る。この実施形態のいくつかの実施において、図６Ａ及び６Ｂに示される種類の単一のコア上の空洞面積の総割合は約６０％〜約９０％である。

図７Ａ及び７Ｂは、概ね円形のコア部分Ｓを有するコア７０を含む、再帰反射素子の別の実施形態を示す。複数の概ね三角形の突出部７２が、コア部分Ｓから延在する。空洞７１は、隣接した突出部７２の間に形成される。空洞７１を示す上での便宜のために、コアの最大直径に対応する直径を有する点線が含まれる。図７Ａ及び７Ｂには示されていないが、少なくとも２つの微小球レンズが、例えば接着剤によって、空洞７２内に接着され得る。この実施形態のいくつかの実施において、図７Ａ及び７Ｂに示される種類の単一のコア上の空洞面積の総割合は、約９０％〜約１００％である。

図８Ａ及び８Ｂは、概ね円形のコア部分Ｓを有するコア８０を含む、再帰反射素子の別の実施形態を示す。単一の細長く概ね螺旋状の突出部を形成するように、概ね三角形の突出部８２がコア部分Ｓから延在する。単一の細長く概ね螺旋状の空洞８１は、突出部８２の隣接した部分の間に形成される。空洞８１を示す上での便宜のために、コアの最大直径に対応する直径を有する点線が含まれる。図８Ａ及び８Ｂには示されていないが、少なくとも２つの微小球レンズが、例えば接着剤によって、空洞８２内に接着され得る。この実施形態のいくつかの実施において、図８Ａ及び８Ｂに示される種類の単一のコア上の空洞面積の総割合は、約９０％〜約１００％である。

図９Ａ及び９Ｂは、概ね円形のコア部分Ｓを有するコア９０を含む、再帰反射素子の別の実施形態を示す。隣接した突出部９２の間に複数の概ね円形の空洞８１を形成するように、突出部９２がコア部分Ｓから延在する。この形状は、「ディンプル状空洞」と称される場合があり、ディンプルを有するゴルフボールに似ている。空洞９１を示す上での便宜のために、コアの最大直径に対応する直径を有する点線が含まれる。図９Ａ及び９Ｂには示されていないが、少なくとも２つの微小球レンズが、例えば接着剤によって、空洞９２内に接着され得る。この実施形態のいくつかの実施において、図９Ａ及び９Ｂに示される種類の単一のコア上の空洞面積の総割合は、約９０％〜約１００％である。

図１０〜１３は、再帰反射素子の他の実施形態を示す断面図である。

図１０は、概ね矩形のコア部分Ｓを有するコア１００を含む、再帰反射素子を示す。隣接した突出部１０２の間に複数の概ね矩形の空洞１０１を形成するように、複数の概ね矩形の突出部１０２がコア部分Ｓから延在する。コア１００上の突出部１０２の深さＤにはばらつきがある。可変深さは、単一のコア上の空洞面積の総割合に影響を与える一方法であり得る。図１０には示されていないが、少なくとも２つの微小球レンズが、例えば接着剤によって、空洞１０２内に接着され得る。この実施形態のいくつかの実施において、図１０に示される種類の単一のコア上の空洞面積の総割合は、約５０％〜約９５％であり得る。

図１１は、概ね円形のコア部分Ｓを有するコア１１０を含む、再帰反射素子を示す。隣接した突出部１１２の間に複数の空洞１１１を形成するように、複数の概ね矩形の突出部１１２がコア部分Ｓから延在する。コア１１０上の突出部１１２の空洞幅Ｗ１、突出部幅Ｗ２、及びピッチＰにはばらつきがある。可変空洞幅、突出部幅、及びピッチのうちの１つ以上は、単一のコア上の空洞面積の総割合に影響を与える一方法であり得る。図１１には示されていないが、少なくとも２つの微小球レンズが、例えば接着剤によって、空洞１１２内に接着され得る。

図１２は、概ね矩形のコア部分Ｓを有するコア１２０を含む、再帰反射素子を示す。隣接した突出部１２２の間に複数の空洞１２１を形成するように、複数の概ね三角形の突出部１２２がコア部分Ｓから延在する。

図１３は、概ね三角形のコア部分Ｓを有するコア１３０を含む、再帰反射素子を示す。隣接した突出部１３２の間に複数の概ね正方形の空洞１３１を形成するように、複数の概ね正方形の突出部１３２がコア部分Ｓから延在する。

いくつかの実施形態では、コアは、約０．３ｍｍ〜約３．０ｍｍの長手方向の長さＬを有する。いくつかの実施形態では、コアは、約０．５ｍｍ〜約２．０ｍｍの長さを有する。いくつかの実施形態では、コアは、約０．８ｍｍ〜約１．５ｍｍの長さを有する。コアがねじ山の形状である実施形態において、コアの長さは、好ましくは、約１．０ｍｍ〜約２．０ｍｍである。本明細書で使用されるとき、コアの長さは、（物理的）対象の最大の長さであり、マイクロメーター（例えば、マイクロメーターカリパス）を使用して測定され得る。

コアは、以下の特性：耐久性、加工性、低コスト、及び耐候性のうちの１つ以上を与える任意の所望の材料から作られ得る。いくつかの実施形態では、樹脂は、優れた加工性及び低コストを提供し得る。例示的な樹脂としては、例えば、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、及びポリ塩化ビフェニルが挙げられる。コアに樹脂を含む実施形態は、約７０〜約１２０、より好ましくは約１００〜約１１０のロックウェル硬度（Ｍスケール、ＪＩＳ Ｚ ２２４５に従って測定される）を有してもよい。いくつかの実施形態では、金属は、優れた耐久性を提供し得る。例示的な金属としては、例えば、アルミニウム及び鉄が挙げられる。コアに金属を含む実施形態は、金属がコアの構成要素である場合、約８００Ｎ／ｍｍ^２〜約７，０００Ｎ／ｍｍ^２のビッカース硬度（ＪＩＳ Ｚ ２２４５に従って測定される）を有してもよい。

いくつかの実施形態では、本開示の再帰反射素子は、空洞内の微小球レンズ（例えば、ガラスビーズ）に加えて、空洞の外に微小球レンズ（例えば、ガラスビーズ）を含む。かかる実施形態のいくつかの実施において、路面表示における微小球レンズの総数の少なくとも約７０％又は少なくとも約８０％が空洞内に存在する。

本明細書に記載される再帰反射素子は、空洞内に少なくとも２つの微小球レンズを含む。ガラスビーズは、１つの例示的な種類の微小球レンズである。微小球レンズは、任意の所望の屈折率を有することができる。いくつかの実施形態は、約１．５〜約２．４の屈折率を有する微小球レンズを含む。いくつかの実施形態は、約１．５〜約２．０の屈折率を有する微小球レンズを含む。これらの実施形態は、乾燥条件において優れた再帰反射特性を示す。これらのビーズのビーズ径は、典型的には、約０．０２ｍｍ〜約１．７ｍｍである（ＪＩＳ規格ふるいを使用して測定される）。いくつかの実施形態は、約２．２〜約２．４の屈折率を有する微小球レンズを含む。これらの実施形態は、湿潤条件において優れた再帰反射特性を示す。これらのビーズのビーズ径は、典型的には、約３０μｍ〜約９０μｍである（ＪＩＳ規格ふるいを使用して測定される）。

いくつかの好ましい実施形態において、高度に耐候性である路面表示を作成するために、異なる屈折率を有する微小球レンズが使用される。例えば、これらの実施形態のうちの１つの実施は、２つ以上の種類のガラスビーズを含む：（１）約１．５〜約１．９の屈折率を有するガラスビーズ（乾燥条件において優れた性能を示す）、及び（２）約２．２〜約２．４の屈折率を有するガラスビーズ（湿潤条件において優れた性能を示す）。

本明細書に記載される再帰反射素子は、空洞内で固定される少なくとも２つの微小球レンズを含む。一実施形態では、接着剤が、空洞内で微小球レンズを保持する。接着剤は好ましくは、路面表示に応力がかかる間（例えば、路面表示上を走る車両）、微小球レンズがコアから容易に取り外されないことを確実にするのに十分な強度を有する。

いくつかの実施形態では、接着剤は、結合剤中に分散される反射顔料及び／又は再帰反射着色剤を含む。接着剤はまた、接着剤材料の組成物の流動性を改善するための溶媒を含んでもよい。例示的な結合剤としては、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ＡＢＳ樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、及びシリコン樹脂が挙げられる。いくつかの接着剤の実施形態は、約２０％〜約５０％の反射顔料及び／又は再帰反射着色剤を含む。反射顔料及び／又は再帰反射着色剤は、路面表示による入射光の再帰反射を補助する。いくつかの例示的な反射顔料及び／又は再帰反射着色剤としては、例えば、チタン粉末（例えば、酸化チタン）、マイカ、パール顔料、パールエッセンス顔料、並びに金属粉末（例えば、アルミニウム粉末、亜鉛粉末、酸化チタン粉末、ジルコニア粉末、及びシルバーダスト粉末）が挙げられる。いくつかの実施形態では、好ましい接着剤は、優れた低温可撓性、及び吸湿による最小限の強度変動を示す。いくつかの実施形態では、好ましい接着剤は、透明、無色、淡黄色、又は乳白色である。いくつかの実施形態では、好ましい接着剤は、約Ｙ＝３０〜約Ｙ＝６０の拡散反射率を有する（黒色フィルム上に接着剤の４μｍ厚のコーティングを配置し、乾燥させ、次いで、乾燥接着剤を色度計基準のＤ６５光に曝露することによって測定される）。

別の実施形態では、微小球レンズは、コアに配設される溶融及び／又は軟化材料によって空洞内に固定される。溶融及び／又は軟化材料は、例えば、セラミック、ガラスフリット、又は熱可塑性樹脂を含むことができる。この実施形態において、微小球レンズは、突出部含有コアの空洞に配置され、微小球レンズがコアに焼結されるように、所定の期間（例えば、１時間）にわたって、高温（例えば、７００℃）に供される。コアは、熱への曝露によって溶融及び／又は軟化され、それにより、微小球レンズを空洞内に固定又は焼結されたままにすることを可能にする。いくつかの実施形態では、溶融及び／又は軟化材料は、ガラスフリット又は熱可塑性樹脂、添加剤（例えば、上記のような反射（例えば、真珠光沢）顔料）、及び結合剤（例えば、熱可塑性ポリマー、セルロース、若しくはポリビニルアルコール）のうちの少なくとも１つを含む。本開示の再帰反射素子は、優れた耐久性及び光学性能を示す。微小球レンズは空洞内に位置付けられ、したがって通過車両との直接的接触に曝露されないため、それらは、現在利用可能な路面表示よりも少ない応力に曝露される。その結果として、本開示の路面表示は、再帰反射性能の有意な損失なく、長い期間にわたって使用され得る。

本開示の再帰反射素子は、様々な方法によって製造され得る。１つの例示的な方法は、所望の形状でコアを作成する工程を伴った。これは、例えば、押出成形又は注型成形によって、例えば、成形コア材料中に空洞を作成することによって達成され得る。あるいは、市販のアイテムがコアとして使用されてもよい。例えば、ヘッドなしのスクリュが使用され得る。接着剤は、例えば、浸漬又は撹拌によってコア上に配置されてもよい。微小球レンズは、例えば、トレーに微小球レンズを拡散し、次いで、接着剤でコーティングされたコア材料を、トレー中の微小球レンズに圧延ないしは別の方法で通過させることによって、空洞に塗布される。コアを乾燥させ、接着剤が必要に応じて架橋される。次いで、コアが、必要に応じて、所望の寸法に切断される。

本開示の利点及び実施形態を以降の実施例によって更に例示するが、これら実施例において列挙される特定の材料及びそれらの量、並びに他の条件及び詳細は、本発明を不当に制限するように解釈されるべきではない。これらの実施例では、比率、割合及び比は全て、特に断らない限り重量に基づいたものである。

（実施例１）
コアは以下の通りであった：２つの白色アクリル樹脂スティックであり、それぞれが２ｍｍの直径及び１，０００ｍｍの長さ、並びに丸鋼形状を有する（ＪＩＳ Ｚ ２２４５に従ったそれぞれの公称ロックウェル硬度は、１００（Ｍスケール、実施例１で使用される）及び７８（Ｍスケール、実施例２で使用される））。螺旋状空洞を有するコアを形成するために、０．４ｍｍのピッチのスクリュダイを使用して、アクリル樹脂スティックを成形した。微小球レンズは、シラン（ＴＡＮＡＣ Ｃｏ．からＳＩＬＱＵＥＳＴＡ−１１００として入手可能）で処理された、高屈折率を有するガラスビーズ（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ（米国ミネソタ州）から入手可能、２．４の屈折率を有する）であった。ＪＩＳ規格ふるいを使用して測定されたガラスビーズの直径は、３０〜９０μｍであった。

接着剤は、ポリイソシアヌレート（Ｓｕｍｉｋａ Ｂａｙｅｒ Ｕｒｅｔｈａｎｅ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．からのＤｅｓｍｏｄｕｒ Ｎ３２０）−−−−質量比４７．９％ポリオール（Ｄａｉｃｅｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｌｔｄ．からＰＬＡＣＣＥＬ ３０３として入手可能）−−−−質量比２４．０％、パール顔料（Ｍｅｒｃ ＆ Ｃｏ．，Ｉｎｃ．からＩＲＩＯＤＩＮ １２３として入手可能）−−−−質量比１９．１％希釈溶媒（イソプロピルアルコール／メチルエチルケトン＝２／１（質量比）の化合物）−−−−９．０％質量比を含んだ。接着剤の拡散反射を以下の通り測定した：接着剤の４０μｍ厚の層を、黒色フィルム（Ｓｃｏｔｃｈｃａｌ ３６５５）の表面上にコーティングし、次いで、乾燥させた。Ｙ＝３０であった。余分な接着剤をダストクロスで除去した。ガラスビーズが取り付けられたアクリル樹脂スティックを、オーブンで１時間、６５℃で焼き、ガラスビーズをアクリル樹脂スティックに結合させた。

（実施例２）
接着剤が、エポキシ接着剤（Ｔｈｒｅｅ Ｂｏｎｄ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．から２２４７Ｄとして入手可能）−−−−質量比４１．７％パール顔料（Ｍｅｒｃ ＆ Ｃｏ．，Ｉｎｃ．からｉｒｉｏｄｉｎ １２３として入手可能）−−−−質量比１６．６％希釈溶媒（イソプロピルアルコール／メチルエチルケトン＝２／１（質量比）の化合物）−−−−４１．７％質量比を含んだことを除いて、実施例１と同じ。接着剤の拡散反射を以下の通り測定した：接着剤の４０μｍ厚の層を、黒色フィルム（Ｓｃｏｔｃｈｃａｌ ３６５５）の表面上にコーティングし、次いで、乾燥させた。測定された拡散反射は、Ｙ＝４０であった。

図１４Ａ〜１４Ｃは、実施例１及び２で使用されるねじ山形状コアを示す顕微鏡写真画像である。図１４Ａは、２ｍｍの直径を有する白色アクリル樹脂スティック中の螺旋状空洞を示す。回転スクリュダイ（Ｍ２、０．４ｍｍピッチ）によって、図１４Ａの螺旋状空洞を手動で形成した。図１４Ｂは、螺旋状空洞に取り付けられたガラスビーズを含む、図１４Ａの螺旋状空洞を示す。図１４Ｃは、図１４Ｂの螺旋状空洞を細かく切断することによって形成される、複数の再帰反射素子を示し、それぞれは、１〜２ｍｍの長さを有する。次いで、断片は路面表示に含まれ得る。実施例１及び２で製造される再帰反射素子は、約４５％〜約５５％のコア開口比、４００μｍのコア開口幅、３００μｍの空洞深さ、及び約１．５〜約２．０ｍｍのコア直径を有した。

（実施例３）
コア及びガラスビーズを含む再帰反射素子を提供した。以下の原材料を混合することによってコアを調製した：２３５ｇのベース材料（Ｎｉｐｐｏｎ Ｆｒｉｔ（日本）から商品名ＴＨ１３６８Ｍ１９６で得られる）、６５ｇの反射（パール）顔料（商品名ＩＲＩＯＤＩＮ １２３で得られる）、１６５ｇの結合剤（Ｎｉｐｐｏｎ Ｓｏｄａ（日本）から商品名ＣＥＬＮＹ ＳＬで得られる）、及び６ｇの安定剤（Ａｓａｈｉ Ｋａｓｅｉから商品名ＣＥＯＬＵＳ ＴＧ−１０１で得られる）。混合物を成形し、切断し、９０℃で１８０分乾燥させ、８つの均等間隔の突出部を備える概ね円形のコアを形成した。

ガラスビーズ及びコアを１：２の重量比で混合し、約１時間、約７００℃の温度まで電気炉で加熱し、炉から取り出す前に、室温まで冷却した。図１８は、実施例３に記載されるように調製された再帰反射素子を示す。

（実施例４）
実施例３に記載されるように調製されたコアを使用して、再帰反射素子を調製した。実施例１に概説される手順に従って、実施例１のウレタン接着剤を使用して、ガラスビーズをコアに結合した。

比較例
耐候性道路表示材料のための反射素子（３Ｍ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．（米国）からＡＷＴ ＥＬＥＭＥＮＴＳ ＭＩＤＤＬＥ ＷＨＩＴＥ １００％ ７５−０３０−５９３０−７として入手可能）を使用した。概して、これらの素子は、反射顔料を含む接着剤によってコアの周囲でしっかりと固定される、２．４の屈折率を有するガラスビーズの形態の微細ボールである。

ガラスビーズのコアへの結合強度を耐久性の指数として評価した。各素子を、その上にエポキシ樹脂が塗布されたアルミホイルの表面と接触させることによって、Ｇａｋｕｓｈｉｎｅテスタ（Ｔｅｓｔｅｒ ｉｎｄｕｓｔｒｙ、Ｍｏｄｅｌ ＡＢ−３０１）を使用して、１０００回の摩擦試験を行った。５００ｇの摩擦ヘッドに埋め込まれた前記ゴムシートで、素子をこすった。摩擦後の素子の外観を評価した。結果が以下の表Ｉに提供される。

図１６は、実施形態及び比較例の顕微鏡画像であり、拡大された反射素子は、乾燥及び湿潤条件における、ＪＳＰＳ試験に従った１０００回の耐久性試験後の結果を示す。図面中、丸で囲まれた部分は、反射材料の損失によって反射性を示さない範囲である。比較例において、ガラスビーズは、乾燥及び湿潤条件の両方において、再帰反射素子から外れた。しかしながら、実施例１及び２は、有意により少ないガラスビーズが反射素子から外れることを示した。これは、突出部がガラスビーズを保護し、ガラスビーズの再帰反射性に悪影響を及ぼすそれらの表面上の傷の発生率を最小限に抑えるためであると推定される。実施例１及び２は、性能の低下を示さなかった。

反射率（カップ輝度ＯＡ／ＥＡ＝０．２°／５°）を以下の通り測定した。素子の反射性能を乾燥及び湿潤条件において測定した。実施例１〜４及び比較例のそれぞれからの４０ｇの再帰反射素子をそれぞれ、白色プレート上に配置された１８５ｍｍの実験用の皿上に均一に拡散し、携帯型反射率測定デバイス（ＲＯＡＤ ＶＩＳＴＡ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．Ｍｏｄｅｌ ９３０Ｃ）を使用して、暗室で反射率を測定した。結果が以下の表２に提供される。

屈折率（実際の使用の条件下で）を以下の通り測定した。ガラスビーズ（Ｐｏｔｔｅｒｓ Ｂａｌｌｏｔｉｎｉ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．からＴ−１６として入手可能、１．５の屈折率）を、実施例１及び２並びに比較例それぞれからの素子と混合し、熱可塑性コーティング（３Ｍ耐候性溶融型道路表示材料）の表面に塗布した。散布範囲は、０．１５ｍ^２であると考えられた。塗布量が以下の表３に示される。

図１７は、実施例１及び２並びに比較例の使用条件に従った反射輝度試験で提供される素子の散乱条件を示す画像である。

散布質量比は不十分であり、それは、比重が比較例と比べて実施例１で最小であったという事実に起因した。本実験において、噴霧領域の単位面積当たりの素子の噴霧量を取ることによって、以下のデバイスを用いて反射率を評価した：（Ａ）ＬＴＬ−Ｘ（Ｔｒａｆｆｉｃ Ｄａｔａ Ｓｙｓｔｅｍ製造の道路表示のための反射輝度測定デバイス）（ＯＡ／ＥＡ＝１．０５°／８８．８°）及び（Ｂ）Ｍｉｒｏｌｕｘ−７（Ｐｏｔｔｅｒｓ Ｂａｌｌｏｔｉｎｉ製造）（ＯＡ／ＥＡ＝１．５°／８６．５°）。結果が以下の表４に提供される。

本発明による再帰反射素子は、道路表面に表示するために、特に耐候性道路表示のために理想的に使用され得る。

本発明の範囲及び趣旨から逸脱することなく、本発明の様々な改変及び変更が当業者には明らかとなるであろう。本発明は本明細書に記載される例示的な実施形態及び実施例によって不当に限定されるものではない点、また、こうした実施例及び実施形態はあくまで例示を目的として示されるにすぎないのであって、本発明の範囲は本明細書において以下に記載する「特許請求の範囲」によってのみ限定されるものである点は理解すべきである。

本発明の範囲及び趣旨から逸脱することなく、本発明の様々な改変及び変更が当業者には明らかとなるであろう。本発明は本明細書に記載される例示的な実施形態及び実施例によって不当に限定されるものではない点、また、こうした実施例及び実施形態はあくまで例示を目的として示されるにすぎないのであって、本発明の範囲は本明細書において以下に記載する「特許請求の範囲」によってのみ限定されるものである点は理解すべきである。本発明の実施態様の一部を以下の項目［１］−［１２］に記載する。
［１］
路面表示であって、
突出部が延在するコアと、
隣接した突出部間の空洞と、
微小球レンズと、を備え、
前記微小球レンズが、前記コアに配設される軟化材料及び前記空洞に配設される接着剤のうちの１つによって、前記空洞内に固定されている、路面表示。
［２］
前記微小球レンズが、接着剤によって固定されている、項目１に記載の路面表示。
［３］
前記接着剤又は軟化材料が、反射着色剤を含む、項目２に記載の路面表示。
［４］
前記微小球レンズが、軟化材料によって固定されている、項目１に記載の路面表示。
［５］
前記軟化材料が、セラミック、フリットガラス、又は熱可塑性樹脂を含む、項目４に記載の路面表示。
［６］
前記軟化材料が、フリットガラスを含む、項目５に記載の路面表示。
［７］
前記微小球レンズが、ガラスビーズである、項目１〜６のいずれかに記載の路面表示。
［８］
前記路面表示中、前記微小球レンズの全体積の８０％以上かつ１００％以下が前記空洞内に存在する、項目１〜７のいずれかに記載の路面表示。
［９］
前記コアが、３０％以上かつ１００％以下である開口比を有する、項目１〜８のいずれかに記載の路面表示。
［１０］
前記空洞が、逆テーパー型断面を有する、項目１〜９のいずれかに記載の路面表示。
［１１］
前記空洞が、単一の連続的な螺旋状突出部を有する、項目１〜１０のいずれかに記載の路面表示。
［１２］
前記突出部が、１００μｍ〜８００μｍの幅を有する、項目１〜１１のいずれかに記載の路面表示。

Claims (12)

1. 路面表示であって、
   突出部が延在するコアと、
   隣接した突出部間の空洞と、
   微小球レンズと、を備え、
   前記微小球レンズが、前記コアに配設される軟化材料及び前記空洞に配設される接着剤のうちの１つによって、前記空洞内に固定されている、路面表示。
2. 前記微小球レンズが、接着剤によって固定されている、請求項１に記載の路面表示。
3. 前記接着剤又は軟化材料が、反射着色剤を含む、請求項２に記載の路面表示。
4. 前記微小球レンズが、軟化材料によって固定されている、請求項１に記載の路面表示。
5. 前記軟化材料が、セラミック、フリットガラス、又は熱可塑性樹脂を含む、請求項４に記載の路面表示。
6. 前記軟化材料が、フリットガラスを含む、請求項５に記載の路面表示。
7. 前記微小球レンズが、ガラスビーズである、請求項１〜６のいずれか一項に記載の路面表示。
8. 前記路面表示中、前記微小球レンズの全体積の８０％以上かつ１００％以下が前記空洞内に存在する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の路面表示。
9. 前記コアが、３０％以上かつ１００％以下である開口比を有する、請求項１〜８のいずれか一項に記載の路面表示。
10. 前記空洞が、逆テーパー型断面を有する、請求項１〜９のいずれか一項に記載の路面表示。
11. 前記空洞が、単一の連続的な螺旋状突出部を有する、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の路面表示。
12. 前記突出部が、１００μｍ〜８００μｍの幅を有する、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の路面表示。