JP2788030B2 - 可撓性のカバーシートを有する気泡質のレンズ封入高白度再帰反射性シート材料 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明はバインダー層及びカバーシートから成り、そ
のバインダー層中には複数の再帰反射性素子より成る単
層が部分的に埋封されており、そのカバーシートは再帰
反射性素子が気密封止されているセル内に封入されるよ
うにバインダー層に封止されている気泡質のレンズ封入
再帰反射性シート材料に関する。本発明は特に再帰反射
性シート材料に現在用いられているカバーシートより軟
質で可撓性のカバーシートを含むそのようなレンズ封入
シート材料に関する。

背景技術 最も初期の再帰反射性シート材料（retroreflective
sheeting）はレンズが露出した構造のものであるが、そ
れらレンズのレンズ表面が水で被覆されると光の反射性
反射（reflexreflection）が抑制されてしまうものであ
つた。この問題の回答はレンズが包囲されている構造の
再帰反射性シシート材料で与えられた。この種の再帰反
射性シート材料は米国特許第2,407,680号明細書［パー
ムクイスト（Palmquist）等］において初めて教示され
た。このパームクイスト特許のシート材料はそれが平ら
で透明な上面フイルムで与えられる平らな前面を有し、
そのシート材料内にレンズが完全に埋封されてているも
のであつた。レンズがこのように埋封されることによつ
て、シートの前面が湿潤しているか乾燥しているかに関
係なく入射光線がその焦点を正反射性層上に結ぶように
なつた。

この同じ問題を米国特許第3,190,178号明細書［マク
ケンジー（McKenzie）］に記載の発明は違うやり方で、
すなわちレンズがバインダー層中に部分的に埋封される
ように改良されたレンズ露出タイプの再帰反射性シート
によつて解決した。このマクケンジー特許において、そ
の露出レンズはカバーフイルム又は同シートによつて保
護されており、そのカバーフイルム又はシートにはバイ
ンダー層が相互連結線より成るネツトワークに沿つて封
止されており、かくして複数の気密封止セルを形成し、
それらセル内にレンズが封入されかつ空気界面を有する
ようになつている。このようなレンズ露出シート材料は
ときには“レンズ封入”又は“気泡質”再帰反射性シー
ト材料と称される。この米国特許第3,190,178号明細書
には（１）バインダー層に部分的に埋封された再帰反射
性素子を含むベースシートと（２）カバーシートから形
成されて成る気泡質再帰反射性シート材料が開示され
る。このシート材料はベースシートとカバーシートを一
緒に熱と圧力により積層してバインダー層からバインダ
ー材料を移動させ、カバーシートと接触、接着させるこ
とによつて形成される。バインダー材料の移動は気密封
止セルを画成する相互連結結合より成る所望とされるネ
ツトワークが得られるようなパターンで行われる。この
方法についての進歩は米国特許第4,025,159号明細書
［マクグレース（McGrath）］に開示されているが、そ
の場合バインダー材料は熱成形後にその場で硬化してバ
インダー材料がカバーシートに一層確実に接着するその
ような熱成形可能な材料であると教示されている。

このような再帰反射性シート材料の反射されるべき光
が当たる前面部は再帰反射性素子、例えば背面にアルミ
ニウムの蒸着被膜を有する微小球の個々のセルからでき
ており、それらセルはセルを画成する相互連結結合より
成るパターンで分離されている。個々のセルは成形がよ
り容易で、かつシート材料の外観を改良するものであれ
ばいかなる形状であつてもよいが、典形的には均質で規
則的な形状、例えば正方形あるいは六角形の形状を取
る。典形的なセルは幅が３〜4mmのオーダーのものであ
る。セルを画成し、分離する相互連結結合はこの明細書
においてはときには“封止脚（seal leg）”と称されて
いるが、その幅は典形的には0.5mmのオーダーである。
以上の文献によれば、ベースシートとカバーシートとが
積層されるにつれてバインダー材料が封止脚中で微小球
を包み込み、それらのまわりに流れ込むとされている。
より大きな離層抵抗性を得るにはより幅広の結合が望ま
しいが、このように寸法が大きくなると再帰反射性のシ
ートの全表面の割合を下げ、シート材料全体の光沢を低
下させてしまう。典形的な場合、封止脚が占める割合は
再帰反射性シート材料の全表面積の約20〜30％で、残り
の部分は再帰反射性素子のセルによつて構成されてい
る。

再帰反射性シート材料は周囲条件下で白色の外観を持
つているのが往々にして望ましい。白色外観は典形的に
は審美上の理由から、また機能上の理由から、例えば速
度制限標識等の標識の表示と背景との間に効果的なコン
トラストを得るのに好ましい。上記のように、典形的な
再帰反射性シート材料の場合その表面積の約70〜80％は
数百個又は数千個の蒸着微小球を含有しているセルから
できている。微小球は通常その背面のアルミニウム蒸着
被膜のために灰色外観を呈する。シート材料の白度はベ
ースシートのバインダー層又は緩衝被膜の中に、複数の
封止脚中で微小球の周囲に流入してカバーシートと接触
するに至るそのバインダー層又は緩衝被膜の材料が白色
の外観を持つように、白化剤、例えば二酸化チタン等の
顔料を配合することによつて改良することができる。程
度は少ないが、バインダー材料の白度をこのようにして
上げることはまたバインダー層の極くわずかな部分が個
々の微小球間で目に見えるようになつているその再帰反
射性シート材料のセルの外観白度を上げる傾向がある。
シート材料の相対的な白度に及ぼす主たる影響はしか
し、典形的には、封止脚の面積によつてもたらされる。
再帰反射性シート材料の総体白度は一般にキヤツプ（Ca
p）Ｙ値を以つて測定又は表示される。このキヤツプＹ
値はASTM E97-77に従つて求めることができる。例え
ば、再帰反射性シート材料に関する米国運輸省、連邦ハ
イウエー局規格FP85,セクシヨン718.01はタイプIIの再
帰反射性シート材料（すなわち、レンズ封入再帰反射性
シート材料）は少なくとも27のキヤツプＹ値を有するも
のであると規定している。

再帰反射性シート材料の可撓性を高めるためには、ポ
リメチルメタクリレートのような材料から成る最初に開
示されたカバーフイルムよりも比較的大きな可撓性を持
つ材料から成るカバーシートを用いるのが有利であろ
う。このような材料はまたこれをカバーフイルムとして
用いるとき他の利点、例えば改良された耐衝撃性又はよ
り大きな湿分不浸透性を与える。このようなカバーシー
トの１例は本出願と共通に譲渡された出願である米国特
許第049,674号明細書に開示されているようなエチレン
／アクリル酸共重合体から成るものである。

しかし、特に再帰反射性シート材料の加工中に相対的
に大きな可撓性を持ちかつ熱可塑性の特性を示すカバー
フイルム用材料は相対的に低い可撓性のカバーフイルム
よりも比較的低い温度で軟化する傾向があることが判明
した。従つて、キヤスト成形されるのではなくて押出成
形が可能な、すなわち熱可塑性である可撓性のカバーフ
イルムは再帰反射性素子を含むベースシートに対するカ
バーフイルムの積層、封止中にかなりの程度まで軟化す
ることがあり得るのである。例えば、ポリオレフインベ
ースのカバーフイルムが、その利点、例えば順応性、耐
衝撃性、湿分不浸透性、高可撓性、明澄度及び強度の点
から好ましく、これらの性質をカバーフイルム及び同フ
イルムを有する再帰反射性シート材料に付与する。典形
的な積層工程においては、バインダー層はそのバインダ
ー材料にあるパターンに従つて押圧を加え、それをカバ
ーフイルムの内側表面と接触、接着せしめる型付き圧力
ロールによつて約105°〜195℃（220°〜350゜F）に加熱
されるが、その加温されたバインダー層は順次カバーフ
イルムを約65°〜70℃（150°〜160゜F）、すなわちある
種のカバーフイルムの表面特性、例えば柔軟度及び／又
はガラス微小球のような材料に対する接着傾向を変えて
しまうほど十分に高い温度まで加熱すると考えられる。
また、気泡質の再帰反射性シート材料を例えば熱と圧力
を用いて前記のマクケンジー特許およびマクグレース特
許の明細書に開示されるような積層法で形成するとき、
カバーフイルムが、熱成形を行う温度で軟化し及び／又
は微小球の表面に接着する傾向があるポリオレフインベ
ースの共重合体、例えばエチレン／アクリル酸共重合体
のような材料から成る場合、得られるシート材料は所望
とされる程度に白い色は有せず、すなわち得られるシー
ト材料のキヤツプＹ値は十分には高くないことが判明し
た。このようなシート材料において、封止脚は実質的に
灰色の外観を有する傾向があることが判明した。この灰
色外観は、シート材料を積層してバインダー材料をカバ
ーシートと接触、接着せしめるときに封止脚中の微小球
が効果的に包まれず又は白色のバインダー材料が流れ込
まないことの結果であると考えられる。かくして、微小
球の背面の灰色のアルミニウム蒸着被膜が目で見えるま
まで、結局得られる再帰反射性シート材料の総体的な白
度が減じられてしまうのである。

発明の概要 本発明は可撓性のカバーシートを包み、かつ高白度と
審美上興味を引く外観を有する気泡質の、又はレンズが
封入された再帰反射性のシート材料を提供するものであ
る。本発明のシート材料は従つて標識材料のような用途
に、特に大きな可撓性及び強靱性の組み合せと共に高い
白度を併せ持つことが望まれる再帰反射性の標識類、例
えばセーフテイーコーン及び番号札における使用に十分
に良く適合する。

簡潔に要約すると、本発明は （１）バインダー層とその層中に部分的に埋封されてい
る、本発明においてときにはマイクロレンズと称される
複数の再帰反射性素子の単層から成るベースシート； （２）再帰反射性素子層とはそれら素子の前面が空気界
面を有するように離間関係で配置されているカバーシー
ト；及び （３）カバーシートとベースシートとの間に延在する狭
い交叉結合であつて、それら結合とカバーシートとの間
の接触点において熱成形されたバインダー材料を含み、
それによつてベースシートとカバーシートとを接着しか
つ複数のセルを形成してその内部に複数の再帰反射性素
子を気密封止するようになつている前記交叉結合より成
るネツトワーク；から成る気泡質の再帰反射性シート材
料にして、 前記カバーシートは内層及び少なくとも１層の構造層
から成り、 前記内層は前記交叉結合と接触、接着している内側主
表面と前記カバーシートの構造層に接着されている外側
主表面とを有し；そして 前記カバーシートの内層はそのカバーシートの少なく
とも構造層のビカー軟化点よりも高く、かつ前記バイン
ダー材料が熱成形可能でそのカバーシートと接触するよ
うになるその最低温度よりも高いビカー軟化点を有す
る； 前記気泡質再帰反射性シート材料を提供する。材料の
ビカー軟化点はASTM D1525に従つて測定することができ
る。得られる再帰反射性シート材料が用いられるべき最
終的な環境の条件に一部依存するが、内層のビカー軟化
点は少なくとも80℃（175゜F）であるのが一般に好まし
く、少なくとも95℃（200゜F）であるのが更に好まし
く、そして少なくとも120℃（250゜F）であるのが最も好
ましい。更に、積層条件下では内層が微小球の前面に対
してせいぜい最低限の接着傾向しか示さない、すなわち
構造層が同様の熱と圧力の下で、例えば約65℃（150゜
F）以上の温度及び約43kg/cm−幅（50lbs/in−幅）以上
のニツプロール圧においてマイクロレンズに対して押圧
されるときに示すよりも低い対マイクロレンズ接着性を
示すことが好ましい。微小球等の再帰反射性素子に対す
る材料の相対接着力は以下に述べる“微小球の接着”試
験により測定することができる。

熱と圧力を適用してバインダー材料を封止脚のパター
ンでカバーシートと接触、接着せしめるカバーシートの
ベースシートに対する積層中、すなわち封止中に、カバ
ーシートの内層はその硬度を実質的に保持し、そして再
帰反射性素子の前面には実質的に接着せず、それによつ
てバインダー材料を封止領域中で再帰反射性素子の囲り
にそのような内層を有しないカバーシートとの積層中よ
りも効果的に押しやることが可能となる。かくして、バ
インダー材料は一層効果的に流動して封止脚内の再帰反
射性素子の実質的な部分、好ましくは素子の全ての前面
を包み込み、またはその前面にあふれ、そしてカバーシ
ートの内側表面と流動接触して白色のシート材料を与え
る。

発明の詳しい記述 第１図は本発明の気泡質、又はレンズ封入再帰反射性
シート材料の一部分10の上面図であつて、各々数百個又
は数千個の個々の再帰反射性素子を含む複数セル12を有
する。狭い交叉結合すなわち封止脚14でセル12を分離し
てセルを気密封止し、かつカバーシートとベースシート
とを結合している。

本発明の再帰反射性シート材料はカバーシートをベー
スシートに、例えば前記マクケンジー特許及びマクグレ
ース特許の明細書に開示される方法で積層することによ
つて製造することができる。第２図はそのような積層を
行う前のベースシート20とカバーシート34の一部分を図
示、説明するものである。

ベースシート20は複数の再帰反射性素子、例えば複数
のガラス微小球22より成る単層を含む。ガラス微小球22
は背面26において正反射性層24、例えば蒸発アルミニウ
ムでほぼ半球状に被覆されている。微小球22はその前面
30がバインダー層28から露出、突出されるようにバイン
ダー材料の層28の中に部分的に埋封されている。バイン
ダー層28はときには緩衝被覆とも称される。再帰反射性
素子22は典形的には高い再帰反射性を有するシート材料
を与えるように相互に密に充填されているのが好ましい
が、明確に分かるようにするために本図では間隔を広く
開けて示してある。再帰反射性素子22はガラスの微小球
が好ましい。このような素子は広い角効率、すなわち高
い成角（angularity）を与え、かつ耐久性であるからで
ある。典形的な微小球は約40〜200ミクロン、好ましく
は平均約65ミクロンの平均直径及び約1.91の屈折率を有
する。ベースシート20は任意要素としてのキヤリヤー32
の上に載置されているように図示されている。キヤリヤ
ー32は続いて取り除かれ、次いでその適所に接着剤の層
（図示されず）が適用される。

バインダー材料は再帰反射性素子を確実に適正配向さ
せ、それらの単層配置を維持し、従つて好ましくは個々
の再帰反射性素子に強い結合を与えるのに役立つ。再帰
反射性素子は典形的にはそれら素子をしつかり係止する
バインダー材料に十分に深く埋封されるが、シート材料
の光沢と成角を低下させるほど十分に深くは埋封されな
い。例えば、微小球はそれらの直径の約30〜60％に相当
する深さまで埋封されるのが典形的である。更に、バイ
ンダー材料は熱成形され、カバーシートと接触、接着せ
しめて積層し、再帰反射性シート材料を与える。従つ
て、バインダー材料は好ましくは高離層抵抗性を与える
ようにカバーシートの内側表面に強い結合を与えるべき
である。

バインダー材料はシート材料が付される可能性のある
環境条件下で実施的に軟化しないようなものであるべき
である。例えば、交通標識として用いられる予定のシー
ト材料は強い日光に、あるいは路傍条件下に暴露される
場合に実質的に軟化しないバイダー材料を含むべきであ
る。従つて、より高い軟化温度を有するバインダー材料
を含むシート材料がある種の環境条件には好ましいだろ
う。しかし、ベースシートをカバーシートに好適に積層
するには、バインダー材料は封止脚中で再帰反射性素子
の周囲に圧力と熱の下で流動してカバーシートの内側表
面と接触するに至るよう十分に軟化しなければならな
い。約75°〜95℃（170°〜200゜F）において加圧下で流
動するよう十分に軟化するが約65℃（150゜F）以下の温
度においてなお実質的に堅いままで、すなわち十分に寸
法安定性があつてマイクロレンズの単層を適正位置に支
持して置くバインダー材料が一般に戸外標識用途に有用
である。より高温においてのみ加圧下で流動するよう十
分に軟化するバインダー材料を含む再帰反射性シート材
料は典形的には軟化温度がより低いバインダー材料を含
むシート材料より外囲環境条件下において一層耐久性と
なる傾向がある。しかし、そのようなバインダー材料は
それよる再帰反射性シート材料を形成する場合により多
量のエネルギーとより高い積層温度を必要とする傾向が
あり、カバーフイルムを劣化させずに加工できる温度を
越えさえするだろう。

一方、バインダー材料はカバーシートのベースシート
に対する積層を可能にするよう実質的に熱可塑性である
が、米国特許第4,025,159号明細書に教示されるように
硬化又は架橋してカバーシートにより強い結合を達成す
ることができる材料であつてもよい。このような硬化又
は架橋はまた外囲温度においてかなり軟化するバインダ
ー材料の傾向を少なくすることができる。典形的には、
バインダー材料は得られるシート材料がその可撓性が実
質的に低下したり、あるいは脆化してしまうそのような
程度までは硬化されないことが好ましい。

バインダー材料は本来的に高白度のものであるが、更
に典形的には顔料等の白化剤を含有する。典形的な顔料
に二酸化チタンがある。バインダー材料は典形的には約
10〜70重量％の二酸化チタンを含有する。もつと多量の
含量を用いてその白度を高め、バインダー材料の不透明
度を増加させることによつて封止脚領域中の再帰反射性
素子の前面を覆うバインダー材料の薄層の有効度を高め
ることができるが、その場合バインダー材料の微小球前
面を覆つて流動し、あふれる能力を妨害してしまうほど
十分にバインダー材料を増粘する傾向が出て来ることが
ある。

再び第２図を参照して説明すると、カバーシート34は
内層36を有し、その内側表面にはバインダー材料28が積
層工程中に接触、接着せしめられる。カバーシート34は
また内層36の外側主表面39の上に少なくとも１層の構造
層40を有する。実施態様によつては、カバーシート34は
構造層40の上面42に、又は内層36と構造層40との間に更
に追加の層（図示されない）を含む。例えば、後者はプ
ライマー層を含む。

本発明の気泡質再帰反射性シート材料は前記の米国特
許第3,190,178号明細書（マクケンジー）に開示される
ようなカバーシート34とベースシート20を覆うように熱
及び圧力を適用することによつて得られる。

内層は積層条件下で軟化し、あるいは微小球の前面に
接着して封止脚領域内の微小球の囲りへのバインダーの
流動を妨害するようなものであつてはならない。例え
ば、カバーシートの内層は少なくとも80℃（175゜F）の
ビカー軟化点を有するのが好ましく、少なくとも95℃
（200゜F）の同軟化点を有するのが更に好ましく、そし
て少なくとも120℃（250゜F）の同軟化点を有するのが最
も好ましい。材料のビカー軟化点はASTM D1525に従つて
測定することができる。それに対応して、内層は積層条
件下において構造層よりも比較的高い硬度を有する。

内層は構造層より高いビカー軟化点を有するのが好ま
しい。好ましくは、内層のビカー軟化点は構造層のビカ
ー軟化点より少なくとも８℃（15゜F）、更に好ましくは
少なくとも20℃（35゜F）高い。

カバーフイルム中の特定の構成材料の柱状に依存し
て、カバーフイルムの内層の厚さは約1.3〜75ミクロン
（0.05〜３ミル）、典形的には50ミクロン（２ミル）以
下であることができる。

前記のようにマイクロレンズには接着しないのが好ま
しいマイクロレンズに対するその相対的な性質とは反対
に、カバーフイルムの内層は、得られるシート材料が離
層抵抗性となるのを保証すべく封止脚内に強い結合が与
えられるようにバインダー材料とは十分に相容性である
べきである。所望によつては、カバーシートの内層内側
表面及び／又はバインダー材料には両者間の接着性を改
良するために下塗りを施すことができる。適当な下塗り
法の例を示すと、コロナ放電処理若しくはプラズマ放電
処理又は高分子材料の下塗り層を適用する方法がある。
このような層をカバーシートの内側表面に適用する場
合、その層は実質的に透明でなければならず、一方積層
条件下で十分に軟化し、あるいはマイクロレンズに接着
して本発明によつて与えられる向上した白度を阻害する
ようなものであつてはならない。カバーシート34の内層
36の内側表面上に所望により設けた下塗り層37を図２に
示す。

内層において使用する物質について適当なものの例を
上げると、適当な軟化点をもつウレタン類、例えばネオ
レズ（NeoRez）−これはウレタンの水性コロイド分散液
の系統である−から形成されるフイルム、及びある種の
アクリル樹脂、例えばネオクリル（NeoCryl）−これは
アクリル樹脂エマルジヨンの系統である−から形成され
るフイルムである。これらウレタン分散液及びアクリル
樹脂エマルジヨンは共にポリビニル・ケミカル・インダ
ストリーズ社（Polyvinyl Chemical Industries）から
市販されるものである。他の例に高いビカー軟化点を有
するある種のポリオレフイン重合体並びに適当な軟化点
を有するある種のビニル樹脂及びポリエステルがある。

カバーシートは更に少なくとも１層の構造層を含む。
構造層は例えばエチレン／アクリル酸共重合体から成
り、カバーシートに、及び得られるシート材料に他の所
望の性質、例えば可撓性、改良された耐衝撃性、強靱
性、湿分不浸透性等を付与する。構造層の厚さは典形的
には約25〜約250ミクロン（１〜10ミル）である。前記
の出願中の米国特許出願第049,674号明細書において幾
つかの典形的なポリオレフインベースのカバーフイルム
材料について検討されているが、これらは本発明のカバ
ーシートの構造層として用いることができる。これらの
カバーフイルム材料にはポリエチレン又はポリプロピレ
ン等の単独重合体；重量で過半部がエチレン若しくはプ
ロピレンの少なくとも１種から成り、少量部が少なくと
も１種の他の共単量体、例えばアクリル酸、メタクリル
酸、酢酸ビニル又はアクリル酸エチルから成る共重合
体；あるいはこれら単独重合体若しくは共重体のブレン
ド又はこのような単独重合体若しくは共重体とその他の
重合体とのブレンドがある。この主たる層において用い
るための適当な材料の他の例にウレタン類及びナイロン
がある。

カバーシートの内層と構造層とは十分に相容性で、両
者間に耐久性の、好ましくは実質的に分離できない結合
を与えるものであるべきである。内層は普通構造層に直
接接着されるが、プリマー層のような他の層を両層間に
配置してもよい。後者の場合も内層は依然として“構造
層に直接接着されている”とみなされる。カバーシート
は、典形的には、内層と構造層との同時押出法、予備形
成した層の積層法、又はこのような層の１つを前以つて
形成しておいた相手の層に適用する、例えば塗被又は噴
霧する方法で形成することができる。一般的には、同時
押出法が、一工程法が可能で、かかる可能性のあるコス
トを節約でき、また普通はカバーシートの内層と構造層
との間に最も分離し難い結合を与えることから好ましい
方法である。このようなカバーシートの例に内層として
ポリエチレン、ポリプロピレン及びポリメチルペンテン
から成るものを有し、一方構造層としてエチレン／アク
リル酸共重合体から成るものを有するカバーシートがあ
る。好ましいポリエチレン内層は低密度（すなわち、約
0.91〜0.94）のものである。このようなポリエチレンは
一般に比較的高密度のポリエチレンより高い明澄度を有
するからである。好ましいポリプロピレンはビカー軟化
点が約140°〜170℃（280°〜340゜F）のものである。

構造層はカバーシートの厚さの過半を構成している必
要はないが、一般的にはカバーシートの厚さの少なくと
も1/3、典形的には約50％から95％又はそれ以上を構成
する。本発明に開示されるカバーシートの厚さは典形的
には約25〜250ミクロン（１〜10ミル）、更に典形的に
は50〜200ミクロン（２〜４ミル）である。

カバーシートは再帰反射性素子の再帰性反射効率を阻
害しないように実質的に透明であるべきである。カバー
シートはASTM D1003で測定して少なくとも75％の可視光
透過率を有するのが好ましく、そして少なくとも85％の
同透過率を有するのが最も好ましい。典形的には、カバ
ーシートはまた実質的に無色である。

所望によつては、カバーシートは例えば染料で着色し
て目的の色を持つ再帰反射性シート材料を得ることもで
きる。このような染料はカバーシートの内層又は構造層
中に、あるいはこの着色の目的でカバーシートに組み込
まれる追加の層の中に配合させることができる。実質的
に無色のカバーシートを有する再帰反射性シート材料に
高白度を付与する本発明により得られる効果は着色され
たカバーシートを有する再帰反射性シート材料により一
層正確で光沢のある色を与える。

本発明に記載するカバーシートを以つて前記のような
熱と圧力を使用する積層法により再帰反射性シート材料
を形成すると、それらシート材料はより一層白色の総体
的な外観、特に封止脚を有することが観察され、その封
止脚においてはバインダー材料が微小球の前面をより一
層完全に包みあるいはその上にあふれることが観察され
た。このように観察された高い白度は本発明に教示され
るような内層を有するカバーフイルムを包むシート材料
において、カバーシートがそのような内層を含まないこ
と以外は同一であるそのようなカバーシートを有する同
様に形成したシート材料のキヤツプＹ値より高いキヤツ
プＹ値が測定され得ることから確認されている。約0.5m
m（20ミル）の典形的な封止脚幅において少なくとも27
の、そして少なくとも30でさえあるキヤツプＹ値を有す
る本発明の再帰反射性シート材料が造られている。ここ
で、そのような封止脚は場合によつてはシート材料の全
表面の20〜30％を構成する。更に幅広の封止脚を形成す
れば、再帰反射性シート材料の白度を更に向上させるこ
とができると思われるが、それは再帰反射輝度を低下さ
せる傾向がある。

本発明者等はこの有利な現象について特定の理論に結
び付けたいとは思わないが、本発明において達成される
高い白度はカバーシートの内層内側表面、マイクロレン
ズの前面及びバインダー材料が積層工程の過程で相互作
用し合うその方法の結果であると考えられる。１つの理
論を示すと、内層のビカー軟化点が十分に高いので内層
は積層中にマイクロレンズの侵入に抗し、従つて内層は
変形しないか、仮りに変形しても内層の内側表面には、
マイクロレンズの前面の輪郭と極めてよく一致した狭く
てカツプに一層よく似た凹部は形成されずにより広い凹
部、すなわち“デインプル”が形成されると言うもので
ある。第二の理論は、カバーシートの内層内側表面が積
層条件下ではマイクロレンズの前面に実質的に接着しな
いと言うことである。更に別の理論としては、上記の両
作用が組み合わさつて起き、あるいは更に他の機構が、
バインダー材料が封止脚内のマイクロレンズの前面周囲
に更に良好に流動し、あふれることができるように働い
ていることもあり得る。

このように仮定された機構は第３図及び第４図を参照
すれば更によく理解できるだろう。第３図は本発明の気
泡質再帰反射性シート材料の１例としての封止脚の一部
分の断面図であつて、微小球22のような１個の再帰反射
性素子の相対的な位置を示すと考えられるものである。
ここで、再帰反射性素子はカバーシート34に関して素子
背面上に正反射性層24を有し、そのカバーシートは内層
36と構造層40とから成る。ベースシートとカバーシート
との積層中に微小球22はカバーシート34に侵入し、図示
のように内層36の内側表面38に広い凹部を形成してい
る。バインダー材料28は微小球22のまわりに効果的に押
しやられ、微小球22の前面30の上にあふれ出て内層36と
接着するに至つている。従つて、得られた再帰反射性シ
ート材料の封止脚をシート材料の上面すなわち前面から
見ると、白化したバインダー材料が微小球22とその下の
灰色の正反射性層24を効果的におおい隠し、かくしてシ
ート材料に全体としてより白色の外観を付与する。

第４図には、カバーシートが本発明再帰反射性シート
材料のカバーシートにおいて構造層として用いられてい
るもののような軟質の層を有するが、本発明が教示する
内層は含まない従来法による気泡質再帰反射性シート材
料の封止脚の一部分を表わすと考えられるそのような封
止脚の断面図が示される。この図には、１個の再帰反射
性素子122が示されており、その素子は背面126に正反射
性層124を有する。カバーシート140は第３図に示される
構造層40において用いることができるような材料の層か
ら成る。この場合、ベースシートとカバーシートとの積
層中に微小球122はカバーシート140の内側表面138に侵
入してしまつている。カバーシート140の本性からして
その中に形成される凹部は狭く、かつカツプ様であつ
て、微小球122の前面130と一致する傾向があり、そのた
めバインダー材料128は微小球122の前面130に効果的に
あふれては行かない。従つて、得られたシート材料の上
面すなわち前面から見ると、微小球122の背後の正反射
性層が目に見え、かくして得られたシート材料の封止脚
の外観は実質的に灰色となつてしまう。

以下の実施例に記載されるシート材料を評価するのに
次の試験法を用いた。

ビカー軟化点 示された材料のビカー軟化点はASTM D1525に従つて測
定した。

硬度 示された材料の硬度は測定値を指定した色々な温度で
取つたこと以外はASTM D2240に従つて測定した。

微小球の接着性 この試験はカバーシートの内側表面、すなわちバイン
ダー材料が熱成形され、かつ再帰反射性素子が積層中に
押されて接触せしめられる表面を与えるようにカバーシ
ートにおいて用いることができる材料に対する微小球の
ような一般的な再帰反射性素子の接着性を測定するもの
である。微小球の接着性は再帰反射性シート材料（使用
される任意の表面処理を含む）において用いられるタイ
プのある量の微小球を１時間、ポリエチレンテレフタレ
ートのキヤリヤー上に保持される被試験材料のフイルム
を２分間それぞれ別個に105℃（220゜F）において加熱す
ることによつて測定される。微小球とフイルムを加熱す
る温度はカバーフイルムの内側表面がベースシートのカ
バーシートに対する積層すなわち封止中に達成されると
予想される温度に近くなるように選ぶ。より高い温度で
封止されるカバーシート材料についての微小球の接着性
を試験する温度が従つて選択されるだろう。次に、熱い
微小球を熱試料を横切つて約0.3cm（0.1in）の深さまで
流し込み（その間依然としてオーブン内に置かれてい
る）、その試験パネルを５分間オーブン内に放置する。
加熱後、試験パネルをオーブンから取り出し、１分間放
冷し、次いで激しく振る。このような作用の後に残留し
ている微小球の百分率を求め、次いでそのパネルを軽く
こすり、そしてこの作用の後でもなお残つている微小球
の百分率を求める。相対的により大きい微小球の接着性
はパネル上に残つている微小球の百分率がより大きいこ
とによつて示される。

輝度 示されるシート材料の輝度は米国デフエンシブ・パブ
リケーシヨン（U.S.Defensive Publication）T987,003
に記載される通のレトロルミノメーター（retroluminom
eter）を用いて広さ角（divergence angle）0.2°、流
入角（entrance angle）−4.0°において測定した。

キヤツプＹ キヤツプＹはシート材料の白度の比色法による測度で
ある。本発明において議論されるキヤツプＹ値はASTM E
97-77によるハンター分光光度計により測定されたもの
である。

封止強度 封入シート材料の封止強度は次のようにして測定す
る。すなわち、シート材料の幅2.5cm（1in）のストリツ
プをシート材料の背面、すなわち非反射性の面に施用し
た接着剤の層により剛性のアルミニウムパネルに接着さ
せる。別のストリツプ（幅2.5cm:1in）のテープを試料
シート材料のカバーシートに適用し、かみそりの刃を用
いてベースシートからカバーシートの一端を分離させ
る。次に、カバーシートをベースシートから離層させる
のに要する90°剥離力をインストロン試験機により測定
する。

実施例１ ポリエチレンを塗被した紙キヤリヤーを約105℃に加
熱し、次いで平均直径約65ミクロン、屈折率約1.91のガ
ラス微小球を流し込んだ。キヤリヤーの表面から過剰の
ガラスビーズを取り除いてキヤリヤー上に複数の微小球
より成る単層が実質的に生成するようになし、次いでキ
ヤリヤー及び微小球の単層を約140℃に加熱することに
よつて微小球がそれらの直径の約30％の深さまで重力と
毛管作用力で埋封されるようにポリエチレン塗膜を軟化
させた。キヤリヤーと微小球の単層を次に真空チヤンバ
ーに入れ、その上にアルミニウムの層を約100ナノメタ
ーの厚さまで蒸着させた。

82部の熱可塑性脂肪族ウレタンバインダー［ケー・ジ
エー・クイン社（K.J.Quinn and Co.,Inc.）から市販さ
れるＱ−テーン（Q-THANE）P.3429、1,1−メチレンビス
（４−イソシアナト−シクロヘキサン）、アジピン酸、
イソフタル酸及び1,4−ブタンジオールの反応生成物か
ら成ると考えられる］及び18部のルチル二酸化チタンか
ら成るバインダー材料を脱湿乾燥機中で66℃において16
時間乾燥し、次いで12.5ミクロンの低密度ポリエチレン
層と12.5ミクロンのポリエステル層から成る二重層キヤ
リヤーのポリエチレン面上に押し出した。押出条件は次
の通りであつた:171℃、193℃、210℃及び216℃。押出
ダイの端部プレートは204℃に、ダイ本体は193℃にそれ
ぞれ設定した。押出スクリユー速度とフイルム引出速度
は厚さ約50ミクロンのバインダーフイルムを与えるよう
に調整した。

微小球の単層のアルミニウム被覆面をバインダーフイ
ルムに接触させ、微小球とアルミニウム被覆をバインダ
ーフイルムに移動させた。移動条件には熱カン温度（ho
t can temperature）110℃、適用圧25.2kg/cm幅及び線
速度32m/分が含まれていた。これらの条件で微小球はバ
インダー材料中にそれらの直径の約20％まで埋封され
た。そのときポリエチレン塗被紙キヤリヤーは微小球か
ら剥ぎ取ることができ、それでも微小球はバインダーフ
イルム中にそのまま残つている。

キヤリヤーを顕微鏡で目視検査すると、微小球は本質
的に全部バインダーフイルムに移動されており、個々の
微小球間のキヤリヤー上に蒸着されていたアルミニウム
蒸着塗膜はバインダーフイルムには移動されずに本質的
に全部キヤリヤー上に残つていることが明らかになつ
た。

97.4部のプリマカー（PRIMACOR）3440（過半部のエチ
レン単量体及び少量部のアクリル酸単量体から成ると考
えられるメルトフローインデツクス約10の押出グレード
の熱可塑性高分子量共重合体；デユポン社（Dupont）か
ら市販）及び2.6部の耐候安定剤系（紫外線吸収剤1.0
部、ヒンダードアミン1.5部及び酸化防止剤0.1部；この
安定剤系はフイルムの強さ又は他の材料に対するその接
着性には影響を及ぼすとは考えられない）から成る透明
なフイルムを次のようにして押し出して構造層を形成さ
せた。安定化された共重合体を6.3cmの押出機から40.6c
mのダイを通して二軸配向ポリエチレンテレフタレート
（PET）キヤリヤー上に一条ねじスクリユーを用いて圧
縮比3:1で以つて押し出した。押出機の温度はゾーン１
〜５についてそれぞれ190℃、260℃、273℃、264℃及び
264℃であつた。押出機のネツクとダイリツプは270℃で
あつた。押出機のスクリユー速度は30rpmであり、一方
フイルムの引出速度は厚さ約100ミクロンのフイルムを
与えるように調整した。押し出されたフイルムはロール
形に巻き取つた。

構造層の一側面に75.0部のネオレズR960［ポリビニル
ケミカルズ社から市販；水由来の（water-borne）脂肪
族ウレタンから成ると考えられる］、14.9部の水、0.2
部のウイツコ（Witco）3056Aバルブ破裂剤、7.5部のエ
チルアルコール、0.1部の弗化炭素系レベリング剤及び
2.3部のCX-100（ポリビニルケミカルズ社から市販され
る100％活性の多官能性アジリジン液状架橋剤）から成
る溶液を78ラインの三重螺旋グラビアシリンダーを用い
てグラビア塗布することによつて内層を形成した。この
塗膜を次に室温で約10分間乾燥し、次に約130℃で１分
間硬化させて厚さ6.0ミクロンの内層を有するカバーシ
ートを形成した。

カバーシートを内層の内側表面がベースシートから突
出している微小球と接触するようにベースシートに接触
させ、そして次の条件下で相互連結結合より成るネツト
ワークに沿つて封止させた： エンボスカン温度:180℃（360゜F） バインダー予熱温度:150℃（300゜F） エンボスカン速度： 5.8m/分（19フイート／分） ニツプロール圧： 52kg/cm−幅（60lbs/in−幅） PETキヤリヤー及び二重層キヤリヤーを取り除いた
後、得られた再帰反射性シート材料の性質を測定した。
結果は後記第１表に示される通りである。

比較例Ａ 実施例１に記載したようにして再帰反射性シート材料
を作製した。但し、実施例１においてカバーシートの構
造層として用いた透明なフイルムは内層なしでベースシ
ートにエンボス速度約5.8m/分（19フイート／分）で直
接封止させた。

PETキヤリヤー及び二重層キヤリヤーの除去後、得ら
れたシート材料の封止脚は幅約40ミル、すなわち実施例
１で形成された気泡質シート材料の幅の約２倍であるこ
とが見い出された。封止脚のこの広くなつた幅は封止中
のカバーシートによる軟化と寸法安定性の低下の結果で
あると考えられ、従つてこのことは本発明の更なる利点
を示すものであつた。すなわち、本発明においては、内
層はカバーフイルムに前記比較例より大きな寸法安定性
を付与することができ、そのためベースシートとカバー
シートをより長時間熱及び圧力に供することができ、こ
のことはまた場合によつては高い封止強度とより一層離
層抵抗性である再帰反射性シート材料をもたらすことに
もなる。

得られたシート材料の性質を第１表に示す。

比較例Ｂ 比較例Ａにおけるようにして再帰反射性シート材料を
作製した。但し、カバーシートはベースシートにエンボ
ス速度約19.5m/分（64フイート／分）で封止して実施例
１の場合と実質的に同じ幅を有する封止脚を得た。

得られた再帰反射性シート材料の性質も第１表に示
す。

実施例２ 実施例１におけるようにして再帰反射性シート材料を
作製した。但し、その内層は塩化ビニル／酢酸ビニル共
重合体より成る厚さ25ミクロン（１ミル）のビニル樹脂
層であつた。この内層はユニオン・カーバイド社（Unio
n Carbide）から市販される塩化ビニル／酢酸ビニル樹
脂であるVMCH97部とCX-100 3部から成る、メチルエチル
ケトンとキシロールの50/50重量比溶液中の固形分30重
量％の溶液から、これを構造層上にナイフコーターによ
り塗被し、室温で５分間及び175゜Fで10分間乾燥して形
成した。

カバーシートとベースシートとは、実施例１の場合と
実質的に同じ幅を有する封止脚を形成するように約2.4m
/分（８フイート／分）のエンボス速度を用いた以外は
実施例１と同じ条件下で封止させた。

得られた再帰反射性シート材料の性質も第１表に示
す。

実施例３ 実施例に記載のようにして微小球の単層をポリエチレ
ン塗被紙キヤリヤー上に形成した。

厚さ20μｍのポリエチレンテレフタレート支持フイル
ム上にバインダーフイルムを押し出した。このバインダ
ーフイルムは、69.0部がエチレン／メタクリル酸（EMA
A）共重合体から成り、31.0部がポリエチレン／酢酸ビ
ニル（EVA）共重合体11.9部、ルチル二酸化チタン白色
顔料18.0部及び耐候安定剤系（ヒンダードアミン系光安
定剤1.0部と酸化防止剤0.1部とから成る）1.1部から成
る濃厚物より成るものであつた。デユポン社から市販さ
れるEMMA共重合体のエルバツクス（ELVAX）II5720はメ
ルトフローインデツクが100で、89部のエチレンと11部
のメタクリル酸の共重合体であると考えられるものであ
つた。同様にデユポン社から市販されるEVA共重合体の
エルバツクス230はメルトフローインデツクスとして110
の値を有し、72部のエチレンと28部の酢酸ビニルとの共
重合体であることが分つた。押出機は直径4.4cm、長さ
／直径比30:1であつた。押出機のホツパー端からダイま
での温度分布は77℃、204℃、149℃及び121℃にそれぞ
れ設定した。重合体の移送管は132℃に、一方フイルム
ダイは143℃にそれぞれ設定した。押出機のスクリユー
速度は26rpmに、一方フイルムの引出速度は12.2m/分に
それぞれ設定して約50μｍのバインダーフイルム厚さを
得た。

ポリエチレン−紙キヤリヤー上の微小球より成る単層
のアルミニウム被覆面をバインダーフイルムと接触させ
た。その間熱カン温度は104℃、適用圧は線速度6m/分に
おいて31.6kg/cm幅であつた。これによつて微小球はそ
れらの直径の約20％の深さまでバインダー層に押入され
た。キヤリヤーを剥ぎ取つた後、残つたラミネートすな
わちベースシートは貯蔵用にロール巻きに巻き取つた。
剥ぎ取つたキヤリヤーとベースシートを顕微鏡下で調べ
ると、微小球の約99％はバインダー層に移動しており、
一方微小球間のアルミニウム蒸着被覆はほとんど100％
キヤリヤー上に残されたままであつた。

実施例１に記載の厚さ100ミクロン（４ミル）のEAA構
造層上に厚さ５ミクロン（0.2ミル）のポリエチレン単
独重合体の層より成る内層を押し出して本発明のカバー
シートを作製した。このポリエチレン単独重合体はエン
ロン・ケミカル社（ENRON Chemical Co.）から市販され
るNPE3011で、メルトインデツクス5.0で、密度0.924g/c
m³で示される通り低密度樹脂であると考えられる。

カバーシートは次の条件下で上記のベースシートに積
層した： エンボスカン温度:180℃（360゜F） バインダー予熱温度:100℃（210゜F） エンボス速度： 15.5m/分（51フイート／分） ニツプロール圧： 69kg/cm−幅（60lbs/in−幅）。

これによつて実施例１と実質的に同じ幅の封止脚がで
きた。

得られた再帰反射性シート材料の性質を第１表に示
す。

比較例Ｃ 実施例３に記載のようにして再帰反射性シート材料を
作製した。但し実施例３においてカバーシートの構造層
として用いた透明なフイルムは内層なしでエンボスカン
速度約14m/分（46フイート／分）においてベースシート
に直接封止させて実施例１の場合と実質的に同じ幅の封
止脚を形成させた。

得られた再帰反射性シート材料の性質も第１表に示
す。

本発明には本発明の範囲と精神から逸脱しない限り様
々の修正、改変が加え得ることは当業者には明白であろ
う。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の気泡質再帰反射性シート材料の１実施
態様の一部分の上面図であり、第２図は本発明の気泡質
再帰反射性シート材料を形成するために一緒に積層する
ことができるベースシートとカバーシートの一部分の断
面図であり、第３図は本発明のシート材料に存在するこ
とが分つた単一の再帰反射性素子、バインダー材料及び
カバーシートの相対位置を図解する、本発明の１態様と
しての気泡質再帰反射性シート材料の封止脚の一部分の
断面図であり、そして第４図は従来法のシート材料に存
在することが分つた単一の再帰反射性素子、バインダー
材料及びカバーシートの相対位置を図解する、カバーシ
ートが軟質材料から成る従来法による気泡質再帰反射性
シート材料の封止脚の一部分の断面図である。 10……気泡質再帰反射性シート材料 12……セル 14……封止脚 20……ベースシート 22,122……再帰反射性素子 24,124……正反射性層 28,128……バインダー層 32……キヤリヤー 34,140……カバーシート 37……所望による下塗り層

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−206645（ＪＰ，Ａ) 米国特許4663213（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G02B 5/00 - 5/136 B32B 1/00 - 35/00

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（ｉ）バインダー層とその層中に部分的に
   埋封されている複数の再帰反射性素子の単層から成るベ
   ースシート； （ii）該再帰反射性素子層と離間関係で配置されている
   カバーシート；及び （iii）該カバーシートと該ベースシートとの間に延在
   する狭い交叉結合であって、該結合と該カバーシートと
   の間の接触点において、熱成形されたバインダー材料を
   含み、それによって該ベースシートと該カバーシートを
   接着し、かつ複数のセルを形成してその内部に再帰反射
   性素子を気密密封している該交叉結合より成るネットワ
   ーク； から成るレンズ封入再帰反射性シート材料にして、 該カバーシートは内層及び少なくとも１層の構造層から
   なり； 該内層は該交叉結合と接着状態で接触している内部主表
   面と該カバーシートの構造層に接着している外側主表面
   を有し； 該内層は少なくとも該構造層のビカー軟化点より高いビ
   カー軟化点を有し；そして該内層のビカー軟化点は該バ
   インダー材料が熱成形可能で該カバーシートと接触する
   ようになる最低温度よりも高い； ことを特徴とする前記レンズ封入再帰反射性シート材
   料。
2. 【請求項２】該内層は少なくとも該構造層のビカー軟化
   点より高いビカー軟化点を有し、更に （ｉ）該内層のビカー軟化点が少なくとも80℃である；
   又は （ii）該内層のビカー軟化点が少なくとも120℃であ
   る； ことの少なくとも１つを特徴とする請求項１に記載のシ
   ート材料。
3. 【請求項３】該内層のビカー軟化点が該構造層のビカー
   軟化点より少なくとも20℃高い請求項１〜２の任意の１
   項に記載のシート材料。
4. 【請求項４】該再帰反射性素子が微小球であり、そして
   該シート材料が該微小球の下に正反射性層を更に有して
   いる請求項１〜３の任意の１項に記載のシート材料。
5. 【請求項５】該内層の内側主表面に該バインダー材料の
   該内側主表面に対する接着性を改良すべく下塗りが施さ
   れている請求項１〜４の任意の１項に記載のシート材
   料。
6. 【請求項６】（ｉ）該シート材料の総合キャップＹ値が
   少なくとも27である；または （ii）該封止脚が該シート材料の全表面積の約20〜30％
   を構成している； ことの少なくとも１つを特徴とする請求項１〜５の任意
   の１項に記載のシート材料。
7. 【請求項７】（ｉ）該カバーシートの内層の厚さが1.25
   〜75ミクロンである；または （ii）該カバーシートの全厚が25〜250ミクロンであ
   る；または （iii）該構造層が該カバーシートの厚さの少なくとも5
   0％を構成している； ことの少なくとも１つを特徴とする請求項１〜６の任意
   の１項に記載のシート材料。
8. 【請求項８】該構造層がポリエチレン若しくはポリプロ
   ピレン、又は重量で過半部がエチレン若しくはプロピレ
   ンの少なくとも１種から成り、少量部が少なくとも１種
   の共単量体から成る共重合体、あるいはそれらのブレン
   ドから成る請求項１〜７の任意の１項に記載のシート材
   料。
9. 【請求項９】該内層がウレタンから成る請求項８に記載
   のシート材料。
10. 【請求項１０】該内層と該構造層とが同時に押し出し成
    形されたものである請求項１〜９の任意の１項に記載の
    シート材料。