JP2020008797A - 再帰反射材、再帰反射物、再帰反射性インクまたは塗料、再帰反射性シートの製造方法、及び再反射物の製造方法 - Google Patents
再帰反射材、再帰反射物、再帰反射性インクまたは塗料、再帰反射性シートの製造方法、及び再反射物の製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】特定の色を反射する再帰反射材1を提供する。【解決手段】再帰反射材1は、ガラスビーズ10と、ガラスビーズ10の一部を被覆する多層膜20とを有し、多層膜20は、第1の層と、第1の層とは異なる化合物により隔てられた、第1の層と同じ主成分により形成された第2の層とを有し、第1の層は、前記第2の層と厚みが異なる。そして、再帰反射材1は、多層膜20を構成する各層の厚さ、または多層膜20を構成する層の積層回数は、多層膜20が特定の波長の光を反射するように選択されている。【選択図】図1
Description
本発明は、再帰反射材、再帰反射物、再帰反射性塗料、再帰反射性シートの製造方法、及び再反射物の製造方法に関するものである。
例えば、特許文献1には、反射層と、透明微小球と、を備え、入射光の少なくとも一部に可視光波長に対応する位相差を付与し、当該位相差を有する反射光と、位相差を有しない反射光との間で干渉光を生成することによって、当該位相差に対応する可視光波長の光成分を強調し、入射光の入射角度に依存してその強調する可視光波長を変化させ、入射光の進行方向に対応する角度で当該干渉光を帰還させる再帰性反射材であって、前記反射層は光透過性の干渉層を含み、前記干渉層は透明微小球の下方部に設けられる単層の金属化合物であり、前記干渉層の屈折率は、透明微小球よりも高い屈折率を有し、前記干渉層は、硫化亜鉛、二酸化チタン、酸化インジウム、酸化スズ、二酸化ジルコニウム、酸化マグネシウムよりなる群から選ばれた一つであり、前記干渉層の底面から上面に至る光学的層厚は0〜600nmで設け、入射光が通過する部分の光学的層厚には100〜600nmの範囲でグラデーションを付すことを特徴とする再帰性反射材が開示されている。
また、特許文献2には、(1)フィルム形成性バインダー材料と液状揮発剤を含む被覆用ビヒクル、及び(2)透明な微小球を含有している、基体上に再帰反射性被膜を形成するための、被覆性組成物であって、該微小球は、部分光透過性の正反射体によって半球形に被覆されており、かつ該微小球は該被覆性組成物の不揮発分全体の少なくとも1/3の容量を成し、かつ該バインダー材料と液状揮発剤と微小球の割合は再帰反射性被膜を、該被膜の少なくとも一部領域では微小球の多重層を含有するものとして、形成することができるような割合であることを特徴とする、被覆性組成物が開示されている。
本発明は、特定の色を反射する再帰反射材1を提供することを目的とする。
本発明に係る再帰反射材は、ガラスビーズと、前記ガラスビーズの一部を被覆する多層膜とを有し、前記多層膜は、第1の層と、前記第1の層とは異なる化合物により隔てられた、前記第1の層と同じ主成分により形成された第2の層とを有し、前記第1の層は、前記第2の層と厚みが異なる。
好適には、前記多層膜を構成する各層の厚さ、または前記多層膜を構成する層の積層回数は、前記多層膜が特定の波長の光を反射するように選択されている。
好適には、前記第1の層は、SiO2またはTiO2の一方により形成され、前記第1の層と前記第2の層を隔てる層は、前記第1の層を形成するSiO2またはTiO2の他方により形成されている。
好適には、前記多層膜は、吸収スペクトルにおいて、670nm以上690nm以下にピークを有する場合に、670nm以上690nm以下の波長の反射率が85%以上、410nm以上610nm以下及び765nm以上780nm以下の波長の反射率が22%以下の反射率になるよう、前記多層膜を構成する各層の厚さまたは前記多層膜を構成する層の積層回数が選択されており、
540nm以上560nm以下にピークを有する場合に、540nm以上560nm以下の波長の反射率が85%以上、400nm以上480nm以下及び650nm以上780nm以下の波長の反射率が22%以下の反射率になるよう、前記多層膜を構成する各層の厚さまたは前記多層膜を構成する層の積層回数が選択されており、
610nm以上650nm以下にピークを有する場合に、610nm以上650nm以下の波長の反射率が85%以上、400nm以上520nm以下及び780nmの波長の反射率が22%以下の反射率になるよう、前記多層膜を構成する各層の厚さまたは前記多層膜を構成する層の積層回数が選択されており、
460nm以上520nm以下にピークを有する場合に、460nm以上520nm以下の波長の反射率が85%以上、400nm以上410nm以下及び620nm以上780nm以下の波長の反射率が22%以下の反射率になるよう、前記多層膜を構成する各層の厚さまたは前記多層膜を構成する層の積層回数が選択されている。
540nm以上560nm以下にピークを有する場合に、540nm以上560nm以下の波長の反射率が85%以上、400nm以上480nm以下及び650nm以上780nm以下の波長の反射率が22%以下の反射率になるよう、前記多層膜を構成する各層の厚さまたは前記多層膜を構成する層の積層回数が選択されており、
610nm以上650nm以下にピークを有する場合に、610nm以上650nm以下の波長の反射率が85%以上、400nm以上520nm以下及び780nmの波長の反射率が22%以下の反射率になるよう、前記多層膜を構成する各層の厚さまたは前記多層膜を構成する層の積層回数が選択されており、
460nm以上520nm以下にピークを有する場合に、460nm以上520nm以下の波長の反射率が85%以上、400nm以上410nm以下及び620nm以上780nm以下の波長の反射率が22%以下の反射率になるよう、前記多層膜を構成する各層の厚さまたは前記多層膜を構成する層の積層回数が選択されている。
本発明に係る再帰反射物は、シート状、板状、またはブロック状の基材と、一部を多層膜により被覆されたガラスビーズと、前記基材に前記ガラスビーズを固着させる固着層とを有し、前記基材の第1の領域に固着されたガラスビーズの多層膜は、前記基材の第2の領域に固着されたガラスビーズの多層膜と比較して、多層膜を構成する各層の厚さ、または、多層膜を構成する層の積層回数が異なる。
本発明に係る再帰反射性塗料は、液体塗料と、前記液体塗料に混濁した再帰反射性ガラスビーズと、前記ガラスビーズの一部を被覆する多層膜とを有し、前記多層膜は、第1の層と、前記第1の層とは異なる化合物により隔てられた、前記第1の層と同じ主成分により形成された第2の層とを有し、前記第1の層は、前記第2の層と厚みが異なる。
本発明に係る再帰反射性シートの製造方法は、仮留めシートに、一部が埋没した状態で仮固定された、ガラスビーズの露出部分に、第1の層を蒸着させる第1の工程と、前記蒸着された第1の層上に第1の層とは異なる化合物からなる層を蒸着させる第2の工程と、前記異なる化合物の層が蒸着された層上に前記第1の層と主成分が同じである第2の層を蒸着させる第3の工程と、を有し、前記第1の工程と前記第3の工程とは、成膜量が異なる。
本発明に係る再帰反射物の製造方法は、仮留めシートに、一部が埋没した状態で仮固定された、ガラスビーズの露出部分に、第1の層を蒸着させる第1の工程と、前記蒸着された第1の層上に第1の層とは異なる化合物からなる層を蒸着させる第2の工程と、前記異なる化合物の層が蒸着された層上に前記第1の層と主成分が同じである第2の層を蒸着させる第3の工程と、前記第2の層が形成されたガラスビーズ上に、該ガラスビーズを固着させる固着層を形成する工程と、前記固着層上に基材を接着させる接着層を形成する工程と、前記基材、前記接着層、前記固着層、及び前記ガラスビーズから前記仮留めシートを剥離する工程とを有し、前記第1の工程と前記第3の工程とは、成膜量が異なる。
本発明によれば、特定の色を反射することができる。
以下、本発明に係る実施形態を、図面を参照して説明する。ただし、本発明の範囲は、図示例に限定されるものではない。
まず、本実施形態における概要を説明する。
図1は、本実施形態における概要を説明する模式図である。
図1に例示するように、再帰反射材1は、ガラスビーズ10とガラスビーズの一部を被覆する多層膜20とにより形成される。多層膜20は、固有の屈折率を有する複数の層が積層されており、少なくとも3層以上が積層している。
図1は、本実施形態における概要を説明する模式図である。
図1に例示するように、再帰反射材1は、ガラスビーズ10とガラスビーズの一部を被覆する多層膜20とにより形成される。多層膜20は、固有の屈折率を有する複数の層が積層されており、少なくとも3層以上が積層している。
(ガラスビーズ10)
ガラスビーズ10は、再帰反射性の高い透明ビーズである。具体的には、ガラスビーズ10は、例えば、屈折率1.50〜2.20の球形ガラスである。より好ましくは、屈折率1.90〜2.20の球形ガラスである。このガラスビーズ10の直径は、例えば、10μm〜150μmである。より好ましくは、ガラスビーズ10の直径は、45μm〜75μmであり、かつ、屈折率1.93のガラスビーズである。また、ガラスビーズ10は、比重が4.2±0.1である。
ガラスビーズ10は、屈折率1.93のガラスビーズであるため、空気中から入射した光をガラスビーズ10の表面で屈折させ、屈折させた光をガラスビーズ10の内部を通過してその底面に焦点を結ぶ。一部は底面からガラスビーズの外に出て行くが、焦点への入射した角度と同じ角度で反射し、反射させた光を再びガラスビーズ10の表面で屈折させ、光を入射した方向と同方向にガラスビーズ10から出射させる。つまり、ガラスビーズ10は、空気中から入射する光を再帰反射させる。
ガラスビーズ10は、再帰反射性の高い透明ビーズである。具体的には、ガラスビーズ10は、例えば、屈折率1.50〜2.20の球形ガラスである。より好ましくは、屈折率1.90〜2.20の球形ガラスである。このガラスビーズ10の直径は、例えば、10μm〜150μmである。より好ましくは、ガラスビーズ10の直径は、45μm〜75μmであり、かつ、屈折率1.93のガラスビーズである。また、ガラスビーズ10は、比重が4.2±0.1である。
ガラスビーズ10は、屈折率1.93のガラスビーズであるため、空気中から入射した光をガラスビーズ10の表面で屈折させ、屈折させた光をガラスビーズ10の内部を通過してその底面に焦点を結ぶ。一部は底面からガラスビーズの外に出て行くが、焦点への入射した角度と同じ角度で反射し、反射させた光を再びガラスビーズ10の表面で屈折させ、光を入射した方向と同方向にガラスビーズ10から出射させる。つまり、ガラスビーズ10は、空気中から入射する光を再帰反射させる。
(多層膜20)
多層膜20は、少なくとも第1層、第2層、及び第3層を有し、3層以上の薄膜が積層されている。具体的には、多層膜20は、二酸化ケイ素(SiO2)により形成される、低屈折率(屈折率が1.6以下)を有するSiO2層と、酸化チタン(TiO2)により形成される、高屈折率(屈折率が2.0以上)を有するTiO2層とが交互に積層されている。多層膜20の厚さは、0.07μm以上0.2μm以下である。
多層膜20は、少なくとも第1層、第2層、及び第3層を有し、3層以上の薄膜が積層されている。具体的には、多層膜20は、二酸化ケイ素(SiO2)により形成される、低屈折率(屈折率が1.6以下)を有するSiO2層と、酸化チタン(TiO2)により形成される、高屈折率(屈折率が2.0以上)を有するTiO2層とが交互に積層されている。多層膜20の厚さは、0.07μm以上0.2μm以下である。
第1層は、ガラスビーズ10を直接被覆し、均一な厚みを有する薄膜であり、TiO2またはSiO2により形成される。本例においては、第1層は、SiO2層である。第1層は、本発明に係る第1の層の一例である。主成分がSiO2であるガラスビーズ10とSiO2層とは、親和性が良く、ガラスビーズ10と接する第1層をSiO2層とすることにより、第1層がガラスビーズ10から剥離しにくくなる。
第2層は、第1層上に形成された、第1層とは異なる化合物により形成された薄膜である。具体的には、第2層は、第1層を形成するSiO2またはTiO2の他方により形成されており、本例においては、第2層は、TiO2層である。
第3層は、第2層上に形成され、第1の層と同じ主成分により構成されるが、第1層とは厚みが異なる。厚みが異なるために、第1層と第3層とでは、光の反射が異なる。具体的には、本例においては、第3層はSiO2により形成され、第1層よりも層厚が厚く、入射した光の波形の周期は、第1層より短くなる。そのため、第3層が第1層と同じ厚みである場合と、第3層が第1層と異なる厚みである場合とでは、多層膜20に入射した光の干渉作用が異なる。すなわち、反射する光の波長が異なり、視認できる色が異なる。第3層は、本発明に係る第2の層の一例である。
したがって、上記構成を有する再帰反射材1は、図2(a)に例示するように、ガラスビーズ10に入射してきた光を屈折させ、多層膜20により反射するが、その際、図2(b)に例示するように、多層膜20は、多層膜20を構成する各層により反射された光の干渉作用により、特定の波長を反射させ、ガラスビーズ10は、特定の波長を入射してきた方向に光を屈折させて再帰反射する。つまり、図1に示す再帰反射材1は、多層膜20を構成する各層の厚さ、または多層膜20を構成する層の積層回数を、多層膜20が特定の波長の光を反射するように選択されている。したがって、多層膜20を構成する、積層回数との各層の厚みの組み合わせにより、再帰反射させたい光の波長をコントロールすることが可能である。つまり、再帰反射材1は、ダイクロイックと再帰反射とを組み合わせることにより、高輝度の特定色を取り出すことを可能にする。
本例においては、高屈折率を有する層としてTiO2を用いているが、高屈折率を有すれば、Nb2O5、Ta2O5、またはZrO2を用いてもよい。また、本例においては、低屈折率を有する層としてSiO2を用いているが、低屈折率を有すれば、Al2O3、La2O3、MgF2を用いてもよいが、TiO2及びSiO2の組み合わせが、反射輝度が高く、層にクラックが生じにくく、低コストで実現可能であるため、好ましい。また、第1層がSiO2により形成されているが、TiO2により形成されていてもよく、この場合は、第2層は、SiO2により形成される。
実施例1、2、及び実施例3は、特定色を反射させる再帰反射材1の多層膜20の構成を示す。
(実施例1)
図3は、赤色を反射する再帰反射材1の波長と反射率とを示す実験結果である。
赤色を反射する再帰反射材1は、約25の層数からなる積層構造を有し、層全体の厚みが約157.5nmである多層膜がガラスビーズに蒸着されている。図3に示すように、このような多層膜を有する再帰反射材1が赤色の光を反射していることは明らかである。
(実施例1)
図3は、赤色を反射する再帰反射材1の波長と反射率とを示す実験結果である。
赤色を反射する再帰反射材1は、約25の層数からなる積層構造を有し、層全体の厚みが約157.5nmである多層膜がガラスビーズに蒸着されている。図3に示すように、このような多層膜を有する再帰反射材1が赤色の光を反射していることは明らかである。
(実施例2)
図4は、青色を反射する再帰反射材1の波長と反射率とを示す実験結果である。
青色を反射する再帰反射材1は、約15〜16の層数からなる積層構造を有し、層全体の厚みが約112.5nmである多層膜がガラスビーズに蒸着されている。図4に示すように、このような多層膜を有する再帰反射材1が青色の光を反射していることは明らかである。
図4は、青色を反射する再帰反射材1の波長と反射率とを示す実験結果である。
青色を反射する再帰反射材1は、約15〜16の層数からなる積層構造を有し、層全体の厚みが約112.5nmである多層膜がガラスビーズに蒸着されている。図4に示すように、このような多層膜を有する再帰反射材1が青色の光を反射していることは明らかである。
(実施例3)
図5は、緑色を反射する再帰反射材1の波長と反射率とを示す実験結果である。
緑色を反射する再帰反射材1は、約25の層数からなる積層構造を有し、層全体の厚みが約137nmである多層膜がガラスビーズに蒸着されている。図5に示すように、このような多層膜を有する再帰反射材1が緑色の光を反射していることは明らかである。
層数が多いほど反射率が高まり、反射帯域幅を絞ることが可能であるが、生産性及び色の選択性の観点から赤、青、及び緑に反射する再帰反射材1については、実施例1〜3の再帰反射材1とするのが妥当である。
図5は、緑色を反射する再帰反射材1の波長と反射率とを示す実験結果である。
緑色を反射する再帰反射材1は、約25の層数からなる積層構造を有し、層全体の厚みが約137nmである多層膜がガラスビーズに蒸着されている。図5に示すように、このような多層膜を有する再帰反射材1が緑色の光を反射していることは明らかである。
層数が多いほど反射率が高まり、反射帯域幅を絞ることが可能であるが、生産性及び色の選択性の観点から赤、青、及び緑に反射する再帰反射材1については、実施例1〜3の再帰反射材1とするのが妥当である。
図6は、再帰反射材1を各色に視認させるための反射率及び反射域の管理基準を示す表である。
多層膜20は、反射させたい色の波長域の反射率を85%以上とし、反射を阻止させたい波長域の反射率を22%以下とすることにより鮮明な色の視認を可能とする。具体的には、図6に例示する管理基準を設け、管理基準に基づき、再帰反射材1の多層膜20を視認させたい色となるようコントロールする。
多層膜20は、反射させたい色の波長域の反射率を85%以上とし、反射を阻止させたい波長域の反射率を22%以下とすることにより鮮明な色の視認を可能とする。具体的には、図6に例示する管理基準を設け、管理基準に基づき、再帰反射材1の多層膜20を視認させたい色となるようコントロールする。
例えば、再帰反射材1を赤色に視認させたい場合は、吸収スペクトルにおいて、反射ピークの波長を670nm〜690nmに、670nm〜690nmの反射率を85%以上に、410nm〜610nm及び765nm〜780nmの波長の反射率を22%以下になるよう多層膜20をコントロールする。
再帰反射材1を緑色に視認させたい場合は、吸収スペクトルにおいて、反射ピークの波長を540nm〜560nmに、540nm〜560nmの反射率を85%以上に、400nm〜480nm及び650nm〜780nmの波長の反射率を22%以下になるよう多層膜20をコントロールする。
再帰反射材1を黄色に視認させたい場合は、吸収スペクトルにおいて、反射ピークの波長を610nm〜650nmに、610nm〜650nmの反射率を85%以上に、400nm〜520nm及び780nmの波長の反射率を22%以下になるよう多層膜20をコントロールする。
再帰反射材1を青色に視認させたい場合は、吸収スペクトルにおいて、反射ピークの波長を460nm〜520nmに、460nm〜520nmの反射率を85%以上に、400nm〜410nm及び620nm〜780nmの波長の反射率を22%以下になるよう多層膜20をコントロールする。
再帰反射材1を緑色に視認させたい場合は、吸収スペクトルにおいて、反射ピークの波長を540nm〜560nmに、540nm〜560nmの反射率を85%以上に、400nm〜480nm及び650nm〜780nmの波長の反射率を22%以下になるよう多層膜20をコントロールする。
再帰反射材1を黄色に視認させたい場合は、吸収スペクトルにおいて、反射ピークの波長を610nm〜650nmに、610nm〜650nmの反射率を85%以上に、400nm〜520nm及び780nmの波長の反射率を22%以下になるよう多層膜20をコントロールする。
再帰反射材1を青色に視認させたい場合は、吸収スペクトルにおいて、反射ピークの波長を460nm〜520nmに、460nm〜520nmの反射率を85%以上に、400nm〜410nm及び620nm〜780nmの波長の反射率を22%以下になるよう多層膜20をコントロールする。
ガラスビーズのような球体に対して均一な蒸着膜厚を実現することは難しいが、図6の管理基準に基づいて、多層膜20を構成する各層の厚さまたは多層膜20を構成する層の積層回数を選択することにより、特定の色を安定かつ鮮明に発色させることができる。
図7は、再帰反射性シート3の領域毎に異なる多層膜20を有するガラスビーズが配置された再帰反射物7を例示する図である。
再帰反射材1を基材30上に配列させたものを再帰反射物7とする。具体的には、図7(b)に例示するように、再帰反射物7は、基材30上に接着層34を介して再帰反射性シート3を貼り付け、有機バインダー層50(後述)を剥離したものを示す。再帰反射性シート3は、有機バインダー層50、再帰反射材1、及び固着層32を有する。
基材30は、例えば、繊維基材、不燃性基材、及び合成樹脂材基材で構成されている。具体的には、基材30は、布帛、不織布、合成皮革、紙、フィルム、プラスチック板、金属板などで構成されている。基材30の厚さは、特に限定するものではない。
再帰反射材1を基材30上に配列させたものを再帰反射物7とする。具体的には、図7(b)に例示するように、再帰反射物7は、基材30上に接着層34を介して再帰反射性シート3を貼り付け、有機バインダー層50(後述)を剥離したものを示す。再帰反射性シート3は、有機バインダー層50、再帰反射材1、及び固着層32を有する。
基材30は、例えば、繊維基材、不燃性基材、及び合成樹脂材基材で構成されている。具体的には、基材30は、布帛、不織布、合成皮革、紙、フィルム、プラスチック板、金属板などで構成されている。基材30の厚さは、特に限定するものではない。
固着層32は、基材30上に再帰反射材1を固着させるバインダー層である。具体的には、再帰反射材1は、直径の1/3以上が固着層32から露出した状態で基材30の表面に固着されている。本例の再帰反射材1は、直径の1/2が露出した状態で基材30に固着されている。より具体的には、固着層32は、接着層34を介して基材30に接着される。つまり、再帰反射性シート3は、接着層34により基材30上に固定され、その後再帰反射性シート3の有機バインダー層50が剥離されて再帰反射物7が形成される。
接着層34は、完成した再帰反射性シート3と基材30の表面とを接着させる役割を担うものであるが、接着後、有機バインダー層50を剥離する時の力より接着力が強いものでなければならない。接着力が弱いと、完成した再帰反射性シート3を基材30の表面に付ける事が出来ないからである。接着層34は、例えば、ポリウレタン樹脂系の接着剤である。
接着層34は、完成した再帰反射性シート3と基材30の表面とを接着させる役割を担うものであるが、接着後、有機バインダー層50を剥離する時の力より接着力が強いものでなければならない。接着力が弱いと、完成した再帰反射性シート3を基材30の表面に付ける事が出来ないからである。接着層34は、例えば、ポリウレタン樹脂系の接着剤である。
また、図7(a)に例示するように、再帰反射物7は、領域A及び領域Bを有し、領域Aには再帰反射材1Aが配列され、領域Bには、再帰反射材1Bが配列されている。
再帰反射材1Aは、再帰反射材1Bと異なる多層膜20を有する。具体的には、再帰反射材1Aと再帰反射材1Bとは、多層膜を形成する主成分は同じであるが、多層膜20の積層数と各層の厚みとの組み合わせが異なる。より具体的には、多層膜20を形成するTiO2の層またはSiO2の層の積層数と各層の厚みとの組み合わせが異なる。つまり、再帰反射材1A及び再帰反射材1Bは、多層膜20の主成分は共通しているため、再帰反射していない場合は、同色に見えるが、再帰反射材1Aと再帰反射材1Bとは反射させる光の波長が異なるため、再帰反射する場合は、領域Aと領域Bとでは視認できる色が異なる。具体的には、多層膜20が形成されたガラスビーズは白色に見えるため、再帰反射していない場合は、再帰反射性物7は、白色一色に見えるが、再帰反射した場合は、例えば、領域Aを赤色、領域Bを緑色に視認することができる。
再帰反射材1Aは、再帰反射材1Bと異なる多層膜20を有する。具体的には、再帰反射材1Aと再帰反射材1Bとは、多層膜を形成する主成分は同じであるが、多層膜20の積層数と各層の厚みとの組み合わせが異なる。より具体的には、多層膜20を形成するTiO2の層またはSiO2の層の積層数と各層の厚みとの組み合わせが異なる。つまり、再帰反射材1A及び再帰反射材1Bは、多層膜20の主成分は共通しているため、再帰反射していない場合は、同色に見えるが、再帰反射材1Aと再帰反射材1Bとは反射させる光の波長が異なるため、再帰反射する場合は、領域Aと領域Bとでは視認できる色が異なる。具体的には、多層膜20が形成されたガラスビーズは白色に見えるため、再帰反射していない場合は、再帰反射性物7は、白色一色に見えるが、再帰反射した場合は、例えば、領域Aを赤色、領域Bを緑色に視認することができる。
図8は、再帰反射性シート3、及び再帰反射性シート3を使用した再帰反射物7の製造方法を説明するフローチャートである。
図9(a)は、多層膜20の形成を説明する図であり、(b)は、有機バインダー層50の剥離を説明する図である。
ここで、再帰反射性シート3が保持する再帰反射材1の多層膜20は、第n層まで形成されるものとし、すべてのガラスビーズ10には、同じ多層膜20が蒸着されるものとする。
図8に例示するように、ステップ200(S200)において、有機バインダー層50にガラスビーズ10を、仮固定する仮留めシートに、一部を露出した状態で埋没する。具体的には、有機バインダー層50は、ポリエステルシート52とポリエチレンフィルム54とにより構成される。ポリエステルシートの一方の面に、厚さ30μmのポリエチレンフィルム54を貼り付け、このポリエチレンフィルムを140℃〜150℃で溶融させた状態で、ガラスビーズ10を散布し、ガラスビーズ10を冷却固着させる。ポリエチレンフィルム54は、ガラスビーズ10を仮接着させる程度の弱い粘着力でガラスビーズ10を保持する。その際、ガラスビーズ10は、ポリエチレンフィルム54から一定以上突出した状態となる。ポリエステルシート52にポリエチレンフィルム54を介してガラスビーズ10が固着されたものをビーズシート5という。有機バインダー層50は、本発明に係る仮留めシートの一例である。
図9(a)は、多層膜20の形成を説明する図であり、(b)は、有機バインダー層50の剥離を説明する図である。
ここで、再帰反射性シート3が保持する再帰反射材1の多層膜20は、第n層まで形成されるものとし、すべてのガラスビーズ10には、同じ多層膜20が蒸着されるものとする。
図8に例示するように、ステップ200(S200)において、有機バインダー層50にガラスビーズ10を、仮固定する仮留めシートに、一部を露出した状態で埋没する。具体的には、有機バインダー層50は、ポリエステルシート52とポリエチレンフィルム54とにより構成される。ポリエステルシートの一方の面に、厚さ30μmのポリエチレンフィルム54を貼り付け、このポリエチレンフィルムを140℃〜150℃で溶融させた状態で、ガラスビーズ10を散布し、ガラスビーズ10を冷却固着させる。ポリエチレンフィルム54は、ガラスビーズ10を仮接着させる程度の弱い粘着力でガラスビーズ10を保持する。その際、ガラスビーズ10は、ポリエチレンフィルム54から一定以上突出した状態となる。ポリエステルシート52にポリエチレンフィルム54を介してガラスビーズ10が固着されたものをビーズシート5という。有機バインダー層50は、本発明に係る仮留めシートの一例である。
ステップ205(S205)において、ビーズシート5において、ガラスビーズ10上に、第1層を蒸着させる。具体的には、ビーズシート5のガラスビーズ10において、ポリエチレンフィルム54から突出している領域に、第1層であるSiO2層を厚みが均一となるように蒸着させる。ステップ205における、第1層を蒸着させる工程は、本発明に係る第1の工程である。
ステップ210(S210)において、第1層上に、第2層であるTiO2層を厚みが均一となるように蒸着させる。ステップ210における、第2層を蒸着させる工程は、本発明に係る第2の工程である。
ステップ215(S215)において、第2層上に、SiO2を主成分とした、第1層とは厚み、すなわち、成膜量が異なる第3層を厚みが均一となるように蒸着する。ステップ215における、第3層を蒸着させる工程は、本発明に係る第3の工程である。
ステップ220(S220)において、第n層が形成されている場合は、S230に移行し、さらに、成膜が必要である場合は、S225に移行し、第m層の蒸着を行う。(第m層とは、製造方法のフローチャートにおいて、蒸着が行われる層数を示す。)
ステップ225(S225)において、第m層を厚みが均一となるように蒸着させる。成膜は、真空蒸着法、スパッタリング法等を用いて行うが、均一に薄膜が蒸着できればこれに限定されない。このようにして、図8(a)に示されるように、ビーズシート5上に多層膜20が形成される。
ステップ210(S210)において、第1層上に、第2層であるTiO2層を厚みが均一となるように蒸着させる。ステップ210における、第2層を蒸着させる工程は、本発明に係る第2の工程である。
ステップ215(S215)において、第2層上に、SiO2を主成分とした、第1層とは厚み、すなわち、成膜量が異なる第3層を厚みが均一となるように蒸着する。ステップ215における、第3層を蒸着させる工程は、本発明に係る第3の工程である。
ステップ220(S220)において、第n層が形成されている場合は、S230に移行し、さらに、成膜が必要である場合は、S225に移行し、第m層の蒸着を行う。(第m層とは、製造方法のフローチャートにおいて、蒸着が行われる層数を示す。)
ステップ225(S225)において、第m層を厚みが均一となるように蒸着させる。成膜は、真空蒸着法、スパッタリング法等を用いて行うが、均一に薄膜が蒸着できればこれに限定されない。このようにして、図8(a)に示されるように、ビーズシート5上に多層膜20が形成される。
ステップ230(S230)において、S205〜S225により、多層膜20が形成されたガラスビーズ10が配列されたビーズシート5において、ガラスビーズ10の突出している面に、固着層32を形成する。ステップ200〜ステップ230における工程において、再帰反射性シート3は、作成される。
ステップ235(S235)において、S230により形成された固着層32の上に接着層34を形成する。接着層34は、熱可塑性の樹脂であるホットメルト系接着剤で形成されている。
ステップ240(S240)において、ビーズシート5の接着層34上に基材30を貼り合わせる。具体的には、ビーズシート5と基材30とを重ねた状態でプレス加工する。例えば、金型の温度を110℃にし、プレス圧力5.6N/cm2の圧力で20秒間加圧する。
ステップ245(S245)において、基材30が接着しているビーズシート5とは反対の面において、作業者は、図8(b)に例示されるように、ビーズシートのポリエチレンフィルムとポリエステルシートとを一体的に剥離する。これにより、基材30表面にガラスビーズを露出させ、再帰反射性シート3を使用した再帰反射物7が作成される。
ステップ235(S235)において、S230により形成された固着層32の上に接着層34を形成する。接着層34は、熱可塑性の樹脂であるホットメルト系接着剤で形成されている。
ステップ240(S240)において、ビーズシート5の接着層34上に基材30を貼り合わせる。具体的には、ビーズシート5と基材30とを重ねた状態でプレス加工する。例えば、金型の温度を110℃にし、プレス圧力5.6N/cm2の圧力で20秒間加圧する。
ステップ245(S245)において、基材30が接着しているビーズシート5とは反対の面において、作業者は、図8(b)に例示されるように、ビーズシートのポリエチレンフィルムとポリエステルシートとを一体的に剥離する。これにより、基材30表面にガラスビーズを露出させ、再帰反射性シート3を使用した再帰反射物7が作成される。
なお、再帰反射材1を含む塗料を作成する場合は、S205〜S225により形成された、多層膜20を有するガラスビーズを保持するビーズシート5から再帰反射材1(多層膜を有するガラスビーズ10)を回収し、インクに配合することで再帰反射性塗料を作成する。なお、インクは、本発明に係る液体塗料の一例である。
以上説明したように、再帰反射材1は、多層膜20を構成する、主成分が同じ層の積層数と各層の厚みとの組み合わせに基づいて、特定の波長を、再帰反射材1に入ってきた光と同方向に反射させることができる。具体的には、再帰反射材1は、SiO2及びTiO2からなる2種類の化合物により形成される多層膜20において、SiO2またはTiO2からなる層数と各層の厚みとの組み合わせを制御して特定の波長を反射させることができる。
特開2017−16031に開示されている表示物では、反射性微粒子がガラスビーズではなく、樹脂層(本例の固着層32に相当)に含まれているため、ガラスビーズに入射した光が、反射性微粒子に反射されなければ、特定の色を反射することはできないが、再帰反射性シート3は、ガラスビーズ10の1/2の領域が多層膜20により被覆されているため、ガラスビーズ10に入射した光が多層膜20により反射される確率が高くなる。つまり、特定の色を反射する確率が高くなり、より高輝度の再帰反射を実現する。
また、特開2017−16031に開示の塗料においては、固形分量としてガラスビーズと反射性微粒子とを含むが、本発明における再帰反射性塗料は、反射性微粒子が不要であるため、固形分量としてガラスビーズ、すなわち再帰反射材1を増やすことが可能である。再帰反射材1の各ガラスビーズは、多層膜20により被覆されており、特定の色を反射するため、より高輝度の反射を実現する。
以上、本発明に係る実施形態について説明したが、これらに限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更、追加等が可能である。
1 再帰反射材
3 再帰反射性シート
5 ビーズシート
7 再帰反射物
10 ガラスビーズ
20 多層膜
30 基材
32 固着層
34 接着剤
50 有機バインダー層
52 ポリエステルシート
54 ポリエチレンフィルム
3 再帰反射性シート
5 ビーズシート
7 再帰反射物
10 ガラスビーズ
20 多層膜
30 基材
32 固着層
34 接着剤
50 有機バインダー層
52 ポリエステルシート
54 ポリエチレンフィルム
Claims (8)
- ガラスビーズと、
前記ガラスビーズの一部を被覆する多層膜と
を有し、
前記多層膜は、
第1の層と、
前記第1の層とは異なる化合物により隔てられた、前記第1の層と同じ主成分により形成された第2の層と
を有し、
前記第1の層は、前記第2の層と厚みが異なる
再帰反射材。 - 前記多層膜を構成する各層の厚さ、または前記多層膜を構成する層の積層回数は、前記多層膜が特定の波長の光を反射するように選択されている
請求項1に記載の再帰反射材。 - 前記第1の層は、SiO2またはTiO2の一方により形成され、
前記第1の層と前記第2の層を隔てる層は、前記第1の層を形成するSiO2またはTiO2の他方により形成されている
請求項1に記載の再帰反射材。 - 前記多層膜は、吸収スペクトルにおいて、670nm以上690nm以下にピークを有する場合に、670nm以上690nm以下の波長の反射率が85%以上、410nm以上610nm以下及び765nm以上780nm以下の波長の反射率が22%以下の反射率になるよう、前記多層膜を構成する各層の厚さまたは前記多層膜を構成する層の積層回数が選択されており、
540nm以上560nm以下にピークを有する場合に、540nm以上560nm以下の波長の反射率が85%以上、400nm以上480nm以下及び650nm以上780nm以下の波長の反射率が22%以下の反射率になるよう、前記多層膜を構成する各層の厚さまたは前記多層膜を構成する層の積層回数が選択されており、
610nm以上650nm以下にピークを有する場合に、610nm以上650nm以下の波長の反射率が85%以上、400nm以上520nm以下及び780nmの波長の反射率が22%以下の反射率になるよう、前記多層膜を構成する各層の厚さまたは前記多層膜を構成する層の積層回数が選択されており、
460nm以上520nm以下にピークを有する場合に、460nm以上520nm以下の波長の反射率が85%以上、400nm以上410nm以下及び620nm以上780nm以下の波長の反射率が22%以下の反射率になるよう、前記多層膜を構成する各層の厚さまたは前記多層膜を構成する層の積層回数が選択されている
請求項2に記載の再帰反射材。 - シート状、板状、またはブロック状の基材と、
一部を多層膜により被覆されたガラスビーズと、
前記基材に前記ガラスビーズを固着させる固着層と
を有し、
前記基材の第1の領域に固着されたガラスビーズの多層膜は、前記基材の第2の領域に固着されたガラスビーズの多層膜と比較して、多層膜を構成する各層の厚さ、または、多層膜を構成する層の積層回数が異なる
再帰反射物。 - 液体塗料と、
前記液体塗料に混濁した再帰反射性ガラスビーズと、
前記ガラスビーズの一部を被覆する多層膜と
を有し、
前記多層膜は、
第1の層と、
前記第1の層とは異なる化合物により隔てられた、前記第1の層と同じ主成分により形成された第2の層と
を有し、
前記第1の層は、前記第2の層と厚みが異なる
再帰反射性インクまたは塗料。 - 仮留めシートに、一部が埋没した状態で仮固定された、ガラスビーズの露出部分に、
第1の層を蒸着させる第1の工程と、
前記蒸着された第1の層上に第1の層とは異なる化合物からなる層を蒸着させる第2の工程と、
前記異なる化合物の層が蒸着された層上に前記第1の層と主成分が同じである第2の層を蒸着させる第3の工程と、
を有し、
前記第1の工程と前記第3の工程とは、成膜量が異なる
再帰反射性シートの製造方法。 - 仮留めシートに、一部が埋没した状態で仮固定された、ガラスビーズの露出部分に、
第1の層を蒸着させる第1の工程と、
前記蒸着された第1の層上に第1の層とは異なる化合物からなる層を蒸着させる第2の工程と、
前記異なる化合物の層が蒸着された層上に前記第1の層と主成分が同じである第2の層を蒸着させる第3の工程と、
前記第2の層が形成されたガラスビーズ上に、該ガラスビーズを固着させる固着層を形成する工程と、
前記固着層上に基材を接着させる接着層を形成する工程と、
前記基材、前記接着層、前記固着層、及び前記ガラスビーズから前記仮留めシートを剥離する工程と
を有し、
前記第1の工程と前記第3の工程とは、成膜量が異なる
再帰反射物の製造方法。
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JP2018132167A JP2020008797A (ja) | 2018-07-12 | 2018-07-12 | 再帰反射材、再帰反射物、再帰反射性インクまたは塗料、再帰反射性シートの製造方法、及び再反射物の製造方法 |
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- 2018-07-12 JP JP2018132167A patent/JP2020008797A/ja active Pending
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