JP3001287B2 - マイクロプリズム逆反射材およびその製造方法 - Google Patents

マイクロプリズム逆反射材およびその製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は入射光線を逆反射させる
ためにマイクロプリズムの配列を使用した逆反射板部材
（ｓｈｅｅｔｉｎｇ）に係わり、特に比較的狭い角度範
囲内に光線を集中させるのに有効な上述のような逆反射
板部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】逆反射シート材（ｓｈｅｅｔ ｍａｔｅ
ｒｉａｌ）は、様々な安全上の目的や装飾上の目的で広
く使用されている。また、これは夜間に薄明かりの状況
の下で十分な視認性を必要とされる場合に特に有用であ
る。逆反射材においては、前面に入射した光線はその入
射光の光源へ向けて反射される。船舶や航空機のヘッド
ライトやサーチライトが唯一の照射光源であるような状
況においては、入射した光線の大部分を制御した円錐角
度範囲内で逆反射できる能力は、警告サインや輪郭表示
などのために特に重要となる。
【０００３】ミネソタ・マイニング・アンド・マニファ
クチュアリング・コーポレーション社は、このような逆
反射を与えるために合成樹脂の母材に微小なガラスビー
ドを埋め込んで逆反射板部材を製造している。このよう
な板部材は「スコッチライト」（ＳＣＯＴＨＬＩＴＥ）
の商標で販売されている。このような板部材は１９８７
年１月２０日付きバーゲソンその他の米国特許第４，６
３７，９５０号に示されている。
【０００４】本願の譲受人であるリフレキサイト・コー
ポレーション社は、このような逆反射を生じるようにマ
イクロプリズムを配列した反射板部材をリフレキサイト
（ＲＥＦＬＥＸＩＴＥ）という商標で販売してきた。こ
のような板部材は１９７２年９月５日付きローランドの
米国特許第３，６８９，３４６号に示されている。
【０００５】このような逆反射材の応用例のうちには、
消防士の服装のための反射テープやパッチ、反射するチ
ョッキやベルト、標柱（ポスト）や筒（バレル）に取付
けるバンド、交通規制用の円錐体、高速道路標識、警告
用の反射器等がある。
【０００６】良好に形成された立方体の隅部の配列が強
い逆反射材を形成するということは知られている。しか
しこれらは本来の光源へ向けて非常に狭い角度範囲内に
反射光を集中させる傾向がある。高速道路やその他の応
用においては、０．２〜２．０°の狭い円錐角度範囲内
に制御された広がりが、光源側に位置するドライバーや
歩行者などによって視認可能な照射反射面の角度を増大
させるのに望ましいと考えられている。
【０００７】視認角度を大きくするための努力は従来の
技術に記載されている。これらの幾つかの従来技術はフ
ープマンの米国特許明細書第４，５８８，２５８号にお
ける最初の部分に記載されている。フープマンは隣接す
るプリズムの光軸を互いへ向けて傾けることの利点を記
載している。このような傾きおよびそれによる利点はそ
れより早い時期のヒーナンの米国特許明細書第３，５４
１，６０６号および同第３，９２３，３７８号、および
リンダーの米国特許明細書第４，０６６，３３１号およ
びホワイトの米国特許明細書第４，３４９，５９８号に
も記載されている。
【０００８】アップルドーンその他の米国特許明細書第
４，７７５，２１９号は特徴的な形状のプリズムの副配
列を繰返し形成することによって得られる広がりに関す
る改善を記載している。
【０００９】スティムソンの米国特許明細書第１，６７
１，０８６号、同第１，７４３，８３４号および同第
１，７４３，８３５号は反射光線の広がりを制御するた
めに弧状の側面を有するマイクロプリズム逆反射材を記
載している。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、０．
５°もの視角にわたって良好な視認性を与えるように反
射光の広がりが制御された望ましい新規なマイクロプリ
ズム逆反射材を提供することである。
【００１１】本発明の他の目的は、容易に製造でき、光
度の輝きを備えたこのような逆反射シート材を提供する
ことである。
【００１２】本発明の他の目的は、比較的簡単且つ安価
であり、長寿命の部材を製造することのできる上述した
逆反射シート材を製造する方法を提供することである。
【００１３】
【課題を達成するための手段】上述した目的および関連
する目的は、平たい前面と、該前面から間隔を隔てられ
た平行な平面内で横方向に沿って延在する密接な間隔の
マイクロプリズムとを備えた本体部分を有するマイクロ
プリズム逆反射材によって、達成される。このマイクロ
プリズムは０．１５２〜０．６３５ｍｍ（０．００６か
ら０．０２５インチ）の先端間隔を有し、マイクロプリ
ズムの各々は交叉する３つの平面に沿って配置されてい
る３つの側面を有して形成される。
【００１４】少なくとも幾つかのマイクロプリズムは交
叉平面の１つに沿って且つ少なくともその高さの大部分
にわたって弧状に湾曲した少なくとも１つの側面を有
し、この１つの側面の頂縁長さに対する前記弧状に湾曲
した側面を形成する半径長さの比率は４０〜９０：１に
され、１７〜２５ミリラジアンの反射光の広がりを与え
る。少なくとも幾つかの隣接する対をなすマイクロプリ
ズムはプリズムの基面に対して垂直な線（図１５に示さ
れる線８）に対して３〜１０°だけ傾いたプリズム軸線
（図１５に示される線７）を有し、３つの平面の交叉部
分は８９．８〜９０．２°の内角を形成する。このマイ
クロプリズムは６つの円周方向に間隔を隔てて半径方向
へ延在する放射エネルギーパターンで光を逆反射させ、
その逆反射光の少なくとも７０％が入射光線から０．６
°を超えることのない広がりの範囲内に保たれるように
なされる。
【００１５】マイクロプリズムの全ての側面がそれぞれ
の平面に沿って弧状に湾曲しており、それらの弧状に湾
曲した側面は凹面であるのが好ましい。
【００１６】これらの弧状に湾曲した部分はマイクロプ
リズムの実質的に全高にわたって延在され、マイクロプ
リズムは相互から離れる方向へ傾斜していることが最も
望ましい。マイクロプリズムは中心間距離が０．１７８
〜３．８１ｍｍ（０．００７〜０．１５インチ）であ
り、８９．９〜９０．１°の内角を形成し、傾斜角度は
６〜８°である。
【００１７】マイクロプリズム逆反射材を製造する方法
においては、密接な間隔を隔てられた配置されたマイク
ロプリズムキャビティを有するモールド型であって、こ
れらのキャビティの各々は３つの交叉する平面に沿って
配向された３つの側面を有し、キャビティの底頂部の間
隔は０．１５２〜０．６３５ｍｍ（０．００６〜０．０
２５インチ）であるモールド型が形成される。各キャビ
ティの少なくとも１つの側面は該キャビティを形成する
平面の１つに沿ってかつ少なくとも該キャビティの深さ
の大部分にわたって弧状に湾曲しており、該１つの側面
の頂縁長さに対する前記１つの側面を画成する半径長さ
の比率は４０〜９０：１である。少なくとも幾つかの隣
接する対をなすキャビティはプリズムの基面に対して垂
直な線（図１５に示される線８）に対して３〜１０°だ
け傾いたプリズム軸線（図１５に示される線７）を有
し、３つの側面の交叉部分は８９．８〜９０．２°の内
角を形成するのである。
【００１８】このモールド型の上に合成樹脂が与えら
れ、前記キャビティに充満させて該キャビティ内でマイ
クロプリズムを形成し、かつ該モールド型の面にわたっ
て連続する本体部分を提供する。本体部分はマイクロプ
リズムが突出する１つの面と、マイクロプリズム逆反射
材を提供する実質的に平たい裏面を有する。モールド型
の上に形成された合成樹脂のマイクロプリズム逆反射材
がしかる後に該モールド型から取外されるのである。
【００１９】好ましい工程においては、この形成段階は
キャビティの内部に流状体の樹脂を付着させ、その上か
ら剛性のある樹脂板部材を配置し、そして流体状の樹脂
が硬化して板部材に結合するようになす、諸段階が伴わ
れる。
【００２０】
【実施例】既に説明したように、本発明の板部材は比較
的浅く弧状に湾曲した１つ以上の側面を備えている密接
な間隔を隔てられたマイクロプリズムを使用している。
これらのマイクロプリズムは隣接する対を成すマイクロ
プリズムが互いに対して傾斜した光軸を有している。さ
らに、これらの側面が位置する面は９０°から僅かに外
れた角度で交叉する。この結果、この板部材のプリズム
は光エネルギーを再び方向決めする３つの別々な原理を
組み合わせて、プリズムに入射する光の大部分を約０．
５°の広がりの狭い円錐角度範囲内で逆反射させるので
あり、かつこの円錐角度範囲の内部でエネルギーの低い
部分を最少限に抑えるようにする。
【００２１】ここで使用している「板部材」なる用語は
比較的薄いシート状の構造体、並びに厚い部材、積層体
などの、実質的に平たい前面を有し、この前面に光線が
入射するようにされており、該光線に対して本質的に透
明な本体部分を有するものを示す。
【００２２】幾つかの効果およびそれらが望ましい結果
を与える作用を理解するために、完全に形成された立方
体の隅部によるプリズムを備え、即ち９０°で交叉する
３つの面を有し、それらの光軸とプリズム軸線が一致し
ている、即ち板部材の前面に対して直角であるような、
マイクロプリズム板部材の作用を先ず考えるのが有利で
ある。ここで、プリズム軸線は、プリズムが傾斜してい
ないときは、図３において基線１７に対して垂直な線R
であり、この線Rはプリズムの３つの側面により画成さ
れる内角を３等分するものである。また、プリズム軸線
は、プリズムが傾斜しているときは、図３における線P
であり、この線Pはもはや基線１７に対して垂直ではな
いが、プリズムの３つの側面により画成される内角を３
等分するものである。
【００２３】図１に見られるように、このようなマイク
ロプリズム板部材は符号１０で示されている。また、こ
の板部材は密接に形成されたマイクロプリズム１２を有
しており、このマイクロプリズムは６０°間隔で隔てら
れた３つの交叉する平面１４，１６および１８（それぞ
れ、図１におけるマイクロプリズムの面ABC、ABD、およ
びADC）内にある母線によって形成される平たい面を備
えている。最も好ましいのは、このような立方体の隅部
の配列が、互いに対して７０．５２９°の角度をなす直
線的にカットされた縁部を有するダイヤモンド工具によ
って、互いに６０°で交叉する３つの溝の組として形成
できることである。
【００２４】図２において、格子パターンで塗布するの
が都合が良い接着層２０が示されている。この接着層は
マイクロプリズム板部材１０を図３に見られる裏当部材
２２に固定するのに使用される。
【００２５】周知のように、立方体の隅部における３つ
の反射隣接面は入射光線を１８０°だけ転向させ、その
光は入射方向と平行な方向に沿って出ていく。プリズム
に入射する光線の逆反射は図３に見られる。これにおい
て、反射性の金属付着層２４が幾つかのプリズム１２上
に示されている。また、他のプリズム１２に関しては空
気層の中間面が示されている。板部材１０の前面に入射
してプリズム１２へ入る光線２６は金属付着層２４を備
えたプリズムの中間面で反射されてプリズムの他の面に
当り（そして図示しないが再びプリズムの第３の面に向
けて反射される）、そのプリズム１２から最終的に板部
材１０の前面へ向かって方向決めされる。この光は前面
から本来の光源へ向かって入射光線の光路と実質的に平
行な光路に沿うように方向決めされる。同様に、光線２
８はそれが当たるプリズムの空気層によって再び方向決
めされる。深い角度で板部材１０に入射する光線３０は
空気層によって反射されることはない。プリズムのベー
ス位置の近くでプリズムに入射する光線３２はその反射
光路においてプリズム面の２つだけに当り、第３の面に
は当たらない。この結果、この光は逆反射されない。
【００２６】６角形で与えられる各個の立方体の隅部の
有効面積部分が十分に大きい寸法である場合、多くのエ
ネルギーが回折されることはない。全ての光は光源へ向
けて戻るように再び方向決めされ、この逆反射材は交通
規制における応用で視認性を与える上で有用とはならな
い。何故ならば、車における光源と視認する者とは角度
的に離れているからである。
【００２７】このような応用例のためには、約０．５°
の円錐角度範囲で光ビームが拡散されて出ていくのが望
ましいのである。これらの立方体の隅部の寸法を選び、
１次（ｆｉｒｓｔ ｏｒｄｅｒ）のエネルギー回折が
０．５°の円錐角度範囲内となるようにすることができ
る。丸い開口からの１次発散は次式で表される。即ち
【数１】 立方体の隅部の配列における６角形の開口はほぼ同じ拡
散を有するが、その回折の１次のエネルギーは６０°間
隔の６つの点に集中する。回折の１次のエネルギー円錐
は、間隔形成の選択並びにこの結果として形成される開
口寸法によって０．５°の放射円錐角度範囲内となるよ
うに選択できるが、戻されるエネルギーの０．５°角度
範囲内にはかなり低減されたエネルギーレベルの面積部
分が生じる。
【００２８】図４を参照すると、プリズムが中央で０．
１５２ｍｍ（０．００６インチ）であるマイクロプリズ
ム板部材の放射エネルギーパターンにおける回折効果が
示されている。このエネルギーパターンの中央は符号３
２′で示されており、また０．５°の円周に沿う放射円
錐角度範囲が符号４で示されている。この放射エネルギ
ーは０次の中央部分３６と、６カ所の半径方向かつ円周
方向に間隔を隔てられた面積部分３８に集中される。そ
れらの間に低エネルギーレベルの面積部分が形成され
る。このようなエネルギー回折は望ましくない。何故な
ら、０．５°の円錐を通じてエネルギーレベルに高い程
度の変化を生じるからである。
【００２９】図５において、このようなマイクロプリズ
ム板部材によって発生された逆反射エネルギーパターン
の形式が示されている。この板部材においては、マイク
ロプリズムは中央で０．３５６ｍｍ（０．０１４イン
チ）であり、回折の作用を最少限に抑えるようにされて
いる。ここでは、エネルギーは０次の中央点４０に集中
し、その回りを１次、２次およびそれ以上の次数の回折
パターン４２、４４および４６が取り囲む。逆反射エネ
ルギーの主要部分は狭い円錐角度範囲内に集中される。
明らかなように、これはエネルギー分布において望まし
くないパターンである。
【００３０】この板部材のマイクロプリズムがそのグル
ープ内で傾斜すると、より一層不規則な反射エネルギー
パターンが発生する。これが図６に概略的に示されてい
る。
【００３１】前述の特許においてスティムソンにより認
識されたように、プリズムの側面に弧状に湾曲した面を
備えることによって、制御できる方法の下で逆反射光を
拡げる作用が影響されるのである。しかしながら、この
ために使用される半径Ｒはプリズムの側面の頂縁長さＬ
に対して非常に大きくならざるを得ない。
【００３２】図７に見られるように、プリズム１２の側
面は、側面を画成する面に沿ってプリズムの外部から見
て凹状かつ弧状に湾曲している。即ち、この側面は円筒
面にされ、その円筒軸線は母線の面内にある。ここで、
弧状とは、プリズムの頂点を通りプリズムの側面に垂直
な断面において見たとき、該側面が弧状の曲線を描くこ
とを意味しており、円弧状、弓形、アーチ形を含む。
【００３３】このような弧状に湾曲した側面を有するプ
リズムによって形成された逆反射エネルギーの１つの突
出パターン面積部分が図８に見られる。この弧状に湾曲
した側面はプリズムの側面の頂縁（Ｌ）に対して８７．
５：１の比率となる半径（Ｒ）を用いて形成されてい
る。これは１７．４４ミリラジアンの半径方向長さを有
するものとして計算される。
【００３４】図８はプリズム先端が絶対的に直角に維持
される場合の逆反射エネルギーの計算された１つの突出
面積部分を示している。定められた直角からの最少限の
逸脱（０．２°迄）が図９に示すような計算された突出
パターン面積部分を形成する。このパターンは光軸の反
対側にほぼ等しい距離まで広がる。
【００３５】図１０（Ａ）および（Ｂ）には直角からの
逸脱による、即ちプリズムの隣接する側面間の内角の増
大または減少による逆反射エネルギーパターンに対する
影響を示している。
【００３６】マイクロプリズムの側面が何れも弧状に湾
曲し、図１３に見られるように傾斜した対を構成してい
る板部材を形成することによって、交互の傾斜の影響は
対称中心を有することのない開口（２つの対称軸線は互
いに直交する）を形成することになる。それ故に、拡散
して１次の回折を起こすエネルギーを低減させる。２次
効果はエネルギー角度の広い範囲を形成することであ
る。
【００３７】一対の隣接する立方体の隅部であって、一
方は右に傾斜し、他方は左に傾斜したものは、０°の入
射角度で傾斜していない立方体の隅部の場合よりも一層
小さな有効面積部分を有することになる。入射角度が増
大すると、１つの立方体の隅部は所与の傾斜角度に関し
ての有効面積部分にゲインを得る。それ故にエネルギー
拡散が拡げられることになる。この傾斜の効果は図１１
および図１２に見ることができる。この結果の計算され
た逆反射エネルギーパターンは図１４に見ることができ
る。
【００３８】隣接する立方体の隅部の対に関しての適正
に選択された立方体の隅部の寸法および幾何学形状（直
角でないものに限定される）、弧状に湾曲した面および
傾斜光軸の組み合わせは、次のような利点を与える。即
ち 1. 半径方向に制御される６つ以上の放射エネルギーパ
ターンを得られる 2. 隣接する立方体の隅部の３つの面の角度関係におけ
る逸脱による性能上の変化が比較的小さい 3. 上方向への光を生じる回折の理論に従うのは僅かな
量のエネルギーである 4. １つの配向に関する入射角度の許容範囲が広がる本
発明の板部材の反射エネルギーパターンは図１４に概略
的に示されている。
【００３９】本発明はプリズムの中心間距離が０．１５
２〜０．６３５ｍｍ（０．００６〜０．０２５イン
チ）、好ましくは０．１７８〜０．３８１ｍｍ（０．０
０７〜０．０１５インチ）であるマイクロプリズム板部
材を適用できるようする。認識されるように、プリズム
高さは中心距離によって示される。何故ならば、プリズ
ムは実際に直角だからである。
【００４０】プリズムの側面は全てが弧状に湾曲してい
るのが好ましい。しかし、１つだけまたは２つの側面を
弧状に湾曲した形状にすることは均一性が低いにも拘わ
らずにそれほど有益な結果を生じない。
【００４１】所望される結果を達成するために、プリズ
ムの側面の頂縁長さに対する弧状に湾曲した側面の半径
の比率を４０〜９０：１、好ましくは８０〜９０：１、
にすべきであると決定された。弧状に湾曲した側面はプ
リズムの外部から見て好ましい凹面とされるが、凸面と
することもできる。
【００４２】傾斜角度（プリズム軸線と光軸との間の角
度）は３〜１０°にするべきであり、好ましくは６〜８
°にされる。
【００４３】最後に、プリズムの側面の交叉部分におけ
る或る程度の非直角性は有効であるが、０．２°の逸脱
までに制限されるべきであり、好ましくは約０．１°に
される。
【００４４】この板部材の本体部分は、その板部材に構
造上の一体性を与えるように十分な厚さを一般に有す
る。即ち、少なくとも０．１０２ｍｍ（０．００４イン
チ）の厚さを有する。一般に０．２０３〜２．５４ｍｍ
（０．００８〜０．１インチ）の範囲内となる。このよ
うに所望なら、２つまたはそれ以上の数の層の積層体を
構成することができる。これはその製造方法、選択され
た樹脂、逆反射板部材に望まれるその他の特性によって
決まる。
【００４５】このマイクロプリズム板部材は本体部分と
して働くフィルム面上にプリズムを型成形することによ
って好ましく形成される。あるいは、本体部分とプリズ
ムとを同時に型成形することによって好ましいく形成す
ることができる。一般に、このようなマイクロプリズム
板部材を型成形するのに使用される樹脂は、クロスリン
ク可能な熱可塑性材料、そして柔軟性、光安定性および
良好な風雨に耐える特性を示す望ましいこれらの樹脂で
ある。逆反射板部材の前面はラッカーやその他のコーテ
ィング材料で保護被覆を形成することもある。逆反射板
部材としてその他の適当な樹脂には、塩化ビニル・ポリ
マー、ポリエステル、ポリカーボネート、メチル・メタ
クリレート、ポリマー、ポリウレタン、そしてアクリレ
ート・ウレタンが含まれる。
【００４６】工程を進行する間に比較的薄い本体部分を
保護するために、比較的厚いキャリヤーが一時的に本体
部分に結合することができる。これは一般に０．１２７
〜０．２０３ｍｍ（０．００５〜０．００８インチ）の
厚さを有する。これらを一時的に結合するのに使用さ
れ、優先的にキャリヤーに結合される接着層は、一般に
シリコーン接着剤であり、これは約０．００６３５〜
０．０１２７ｍｍ（０．０００２５〜０．０００５イン
チ）の厚さで塗布される。プリズムにおける樹脂の硬化
に紫外線が使用される場合には、その接着剤はその構成
に対して透明。様々な樹脂がキャリヤーとして使用でき
るが、ポリエステル、そして特にポリウレタン・テレフ
タレートを使用するのが望ましい。何故ならばそれらは
工程環境に対して強く、比較的抵抗力があるからであ
る。この接着層の場合、キャリヤーは硬化のために使用
される紫外線に対して透明である必要がある。さらに、
キャリヤー表面は接着剤が優先的にキャリヤー面に対し
付着するように接着性を高めるために処理すことができ
る。
【００４７】このような型成形される逆反射板部材を製
造する特に有利な方法は、１９７２年９月５日付けロー
ランドの米国特許第３，６８９，３４６号に記載され請
求されている。これにおいて、立方体の隅部の配列は協
働する形状とされたモールド型において型成形される。
このモールド型はマイクロプリズム用の凹部を有し、ま
た板部材に対して結合される。板部材は上から付与され
て複合構造を形成するようにされるのであり、これにお
いて立方体の隅部の配列は板部材の一方の面から突出す
るようにされるのである。
【００４８】このようなマイクロプリズム板部材を製造
する他の方法は、１９８１年１月１３日付けローランド
の米国特許第４，２４４，６８３号に記載されている。
これにおいて、立方体の隅部の配列は適当なエンボス加
工装置によって板部材の長さ部分にエンボス加工され
る。この装置は、正確に形成されたマイクロプリズム用
のキャビティを有するモールド型を備えかつ空気の捕捉
を有効に回避できるようにされている。
【００４９】後者の方法はアクリルおよびポリカーボネ
ートの樹脂の板部材を形成するのに採用されてきた。一
方、前者の方法は塩化ポリビニル樹脂で逆反射板部材を
形成すること、そして最近ではアクリレート・エポキシ
・オリゴマーを含む様々樹脂のプリズムを備えたポリエ
ステル本体部分を形成することが非常に有利であること
が証明された。
【００５０】マイクロプリズムの背面側に裏当シートを
備え、それらを保護し、またその構造体を支持面に対し
て取付けるための滑らかな面を備えるようにすることが
通常行われる。このような裏当シートを逆反射板部材に
積層するために、接着剤および超音波溶接技術が一般に
使用できる。
【００５１】先に説明したように、プリズムのための反
射性の中間面は反射性コーティングや空気層の中間面に
よって与えられる。本発明の好ましい実施例では、反射
性のコーティングがマイクロプリズムの少なくとも幾つ
かの表面上に付与される。このような反射性のコーティ
ングは、真空により金属化されるアルミニウム或いは特
別な金属の付着によって形成されるのが最も一般的であ
る。しかし金属ラッカーおよびその他の反射性のコーテ
ィング材料もまた使用できる。
【００５２】色付のコーティング材料も幾つかのプリズ
ムの上に付与されて昼間に色彩を呈するようにされるこ
とができる。このような材料は板部材の表面に付与され
る色付きラッカー、プリズム面を被覆する色付き接着剤
またはその他の色付き付着層にすることができる。好ま
しくは、色付き接着剤が使用される。何故ならば、これ
は裏当部材をプリズム面に結合できるからである。
【００５３】反射性の空気層の中間面を備えた幾つかの
プリズム、または反射性のコーティングを使用している
の他のプリズムを使用した構成にされた逆反射材は幾つ
かの利点を与える。これらは１９８９年１月３１日付け
マーチンの米国特許第４，８０１，１９３号に詳細に記
載されている。このように所望なら、裏当部材を部分的
に金属化された材料に付与し、被覆されていない面積部
分に空気層の中間面を保持するようにすることで、逆反
射板部材を製造することができる。
【００５４】日中の彩色を呈する板部材を製造するため
に、部分的に金属化された面の全面上に色付きコーティ
ングが付与されて、金属化されていないプリズムを直接
に被覆するようにされる。しかる後、裏当部材が付与さ
れる。この他の逆反射のための空気層の中間面を使用し
た色付きの実施例においては、色付き接着剤がパターン
を形成してプリズム面上にかつそのプリズムの高さ寸法
よりも厚い深さで塗布される。裏当部材がその上に積層
されると、裏当部材は接着層によってプリズムから隔て
られる。これにより被覆されていないプリズムの回りに
空気層の中間面が形成されるのである。
【００５５】裏当部材は任意の適当な材料でよい。可撓
性を得るために、それは織布または織物または柔軟で耐
久性の強い重合材料である。適当な樹脂は、ポリウレタ
ン、ポリプロピレン、アクリレート・ポリウレタン、そ
してエチレン／ビニル・アセテート・コーポリマーを含
む。ポリエステルおよびウレタン織物も綿のような天然
繊維のものと同様に使用できる。難燃剤が接着剤並びに
織物や樹脂の裏当部材に組み入れられて、逆反射剤の不
燃性を改善するようしてもよい。
【００５６】銀、ロジウム、銅、錫、亜鉛、そしてパラ
ジウムを含む他の金属も反射性の金属付着層として使用
できるが、好ましくかつ最も経済的な処理はアルミニウ
ムの真空蒸着を使用するものである。その他の付着技術
には無電解メッキ、電気メッキ、イオン付着、スパッタ
ー・コーティングが含まれる。
【００５７】裏当部材を逆反射板部材に接着する段階
は、単に接着剤を被覆された逆反射板部材を裏当部材と
一緒に一対のロールニップ間に通し、必要な圧力を加え
て接着を行うようにすることを含む。熱活性の接着剤が
使用される場合には、逆反射板部材はローラーを通され
る前に予熱され、またはローラーが加熱されて必要とさ
れる活性を与えるようにされる。しかしながら、裏当部
材が熱可塑性材料である場合にその裏当部材自体によっ
て逆反射板部材に対して裏当部材を接着させるために、
超音波溶接またはその他の技術を使用することも実際的
である。
【００５８】夜間における彩色を付与するために、本体
部材を形成するのに使用され、またプリズムを形成する
のに使用される樹脂に染料を添加させることができる。
染料の代わりに、そして或る樹脂において必要とされる
効果として、微粒化された顔料として色彩を付与するこ
とができる。この顔料は、十分に散乱させるが光路に直
接に位置されているその顔料による屈折の結果として逆
反射性の点で或る程度の損失を生じる。
【００５９】
【発明の効果】従って、上述した詳細な説明から、また
添付図面から、本発明はマイクロプリズム逆反射材を提
供するものであって、この逆反射材は狭い円錐角度範囲
内で逆反射光エネルギーの広がりを望ましく制御できる
ものであって、垂直から逸脱した入射角度で入射する光
を逆反射させるように作用するものである。逆反射され
た光エネルギーはこのようにして集中されかつ狭い広が
り円錐角度範囲内でかなり均一に分散されて、これによ
り光源から隔たった位置にいる者が容易に視認できるよ
うにする。
【図面の簡単な説明】
【図１】６０°間隔に配置された３つの軸線に沿って型
成形し、かつプリズムの３つの傾斜面を定めることで形
成された直角プリズムを使用した従来の逆反射材のプリ
ズム構造の破断平面図。
【図２】基体に逆反射材を結合するのに使用される接着
剤の典型的な格子パターンを示す破断平面図。
【図３】典型的な入射光線の光路を示す部分的に金属化
され、部分的に空気層が背後に形成されている逆反射材
を示す破断断面図。
【図４】プリズムが中心で約０．１５２ｍｍ（０．００
６インチ）であるときの図１から図３のマイクロプリズ
ム逆反射材によって形成された典型的な逆反射エネルギ
ーのパターンを示す説明図。
【図５】プリズムが中心で約０．３５６ｍｍ（０．０１
４インチ）であるときの上述したようなマイクロプリズ
ム逆反射材によって形成される典型的な逆反射エネルギ
ーのパターンを示す説明図。
【図６】対をなすプリズムが相互に対して傾いたときの
０．３５６ｍｍ（０．０１４インチ）のプリズムによっ
て形成される典型的な逆反射エネルギーのパターンを示
す説明図。
【図７】（Ａ）および（Ｂ）は凹状かつ弧状に湾曲した
側面を備えたマイクロプリズム配列の部分的な図面およ
び点線にて弧状の湾曲を誇張して示している説明図。
【図８】図７に見られる弧状に湾曲した側面による、か
つプリズムが傾斜していない逆反射エネルギーのパター
ンにおける１つの突出パターンを示す説明図。
【図９】弧状に湾曲した側面を備えたプリズムがプリズ
ム軸線のまわりに傾斜しているときのプリズムの弧状に
湾曲した側面による逆反射エネルギーのパターンにおけ
る１つの突出パターンを示す説明図。
【図１０】（Ａ）および（Ｂ）は図８および図９が６つ
の突出パターンのうちの１つしか示していないのに対し
て、逆反射プリズムキャビティの放射する古典的な６つ
のエネルギー拡散状態を表す計算された状態を示す説明
図。
【図１１】図１３の板部材のプリズムの傾斜および弧状
に湾曲した側面を示す破断した断面での説明図。
【図１２】図１３の板部材のプリズムに入射する光線の
光路を示す破断した断面での説明図。
【図１３】本発明を実現するマイクロプリズム板部材の
平面図であって、プリズム面が図７に見られるように凹
状かつ弧状に湾曲し、隣接する対をなすプリズムが相互
に対して傾斜している状態を示す平面図。
【図１４】図１３の板部材の逆反射エネルギーのパター
ンを示す説明図。
【図１５】プリズムにおけるプリズム軸線を示す図。
【符号の説明】 １０ マイクロプリズム板部材 １２ マイクロプリズム １４，１６，１８ 交叉平面 ２０ 接着層 ２２ 裏当部材 ２４ 金属付着層 ２６，２８，３０，３２ 光線 ３４ 放射円錐 ３６ 中央部分 ４０，４２，４４，４６ 回折パターン

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 平たい前面と、該前面から間隔を隔てら
    れ該前面に対して平行な平面内で該前面にわたって延在
    する密接な間隔のマイクロプリズムとを備えた本体部分
    を有しており、前記マイクロプリズムは０．１５２〜
    ０．６３５ｍｍ（０．００６〜０．０２５インチ）の先
    端の間隔を有し、前記マイクロプリズムの各々は交叉す
    る３つの平面に沿って配置されている３つの側面を形成
    されているようなマイクロプリズム逆反射材であって、 (a) 少なくとも幾つかの前記マイクロプリズムが前記交
    叉する平面の１つに沿って且つ少なくともその高さの大
    部分にわたって弧状に湾曲した少なくとも１つの側面を
    有し、この１つの側面の基部長さに対する前記１つの側
    面を画成する半径長さの比率が４０〜９０：１であっ
    て、１７〜２５ミリラジアンの反射光の広がりを与えて
    おり、 (b) 少なくとも幾つかの隣接する対をなすマイクロプリ
    ズムはプリズムの基面に対して垂直な線に対して３〜１
    ０°だけ傾いたプリズム軸線を有しており、 (c) ３つの側面の交叉部分が８９．８〜９０．２°の内
    角を画成しており、 これにより前記マイクロプリズムは中央のゼロ領域の回
    りに分散された６つの円周方向に間隔を隔てられて半径
    方向へ延在する放射エネルギーパターンにて光を逆反射
    させ、その逆反射光の少なくとも７０％がマイクロプリ
    ズムに当たる光線から０．６°以下の広がりの範囲内に
    ある、 ことを特徴とするマイクロプリズム逆反射材。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載されたマイクロプリズム
    逆反射材において、前記マイクロプリズムの全ての側面
    がそれぞれの面に沿って弧状に湾曲していることを特徴
    とするマイクロプリズム逆反射材。
  3. 【請求項３】 請求項１に記載されたマイクロプリズム
    逆反射材において、前記弧状に湾曲した側面がマイクロ
    プリズムの外部から見て凹状に弧状になっており、その
    弧状に湾曲した部分が前記マイクロプリズムの実質的に
    全高にわたって延在していることを特徴とするマイクロ
    プリズム逆反射材。
  4. 【請求項４】 請求項１に記載されたマイクロプリズム
    逆反射材において、前記内角が８９．９〜９０．１°で
    あり、前記傾斜角度が６〜８°であることを特徴とする
    マイクロプリズム逆反射材。
  5. 【請求項５】 マイクロプリズム逆反射材を製造する方
    法において、 (a) 密接な間隔を隔てられたマイクロプリズムキャビ
    ティを有するモールド型であって、これらのキャビティ
    の各々は３つの交叉する平面に沿って配向された３つの
    側面を有し、前記キャビティの底頂部の間隔は０．１５
    ２〜０．６３５ｍｍ（０．００６〜０．０２５インチ）
    であり、各キャビティの少なくとも１つの側面は該キャ
    ビティを画成する面の１つに沿ってかつ少なくとも該キ
    ャビティの深さの大部分にわたって弧状に湾曲してお
    り、該１つの側面の頂縁長さに対する前記１つの側面を
    画成する半径長さの比率は４０〜９０：１であり、少な
    くとも幾つかの隣接する対をなすキャビティはプリズム
    の基面に対して垂直な線に対して３〜１０°だけ傾いた
    プリズム軸線を有し、３つの側面の交叉部分が８９．８
    〜９０．２°の内角を画成している前記モールド型を形
    成し、 (b) 前記モールド型の上に合成樹脂を与え、前記キャ
    ビティに充満させて該キャビティ内でマイクロプリズム
    を形成し、かつ該モールド型の面にわたって連続する本
    体部分を提供し、この本体部分は前記マイクロプリズム
    が突出する１つの面と、マイクロプリズム逆反射材を提
    供する実質的に平たい裏面を有し、 (c) モールド型上に形成された合成樹脂のマイクロプリ
    ズム逆反射材を該モールド型から取外し、 これにより該逆反射材のマイクロプリズムが中央のゼロ
    領域の回りに分散された６つの円周方向に間隔を隔てら
    れて半径方向へ延在する放射エネルギーパターンにて光
    を逆反射させ、その逆反射光の少なくとも７０％がマイ
    クロプリズムに当たる光線から０．６°以下の広がりの
    範囲内ある、 ことを特徴とするマイクロプリズム逆反射材の製造方
    法。
  6. 【請求項６】 請求項５に記載の方法において、前記キ
    ャビティの全ての側面がそれぞれの面に沿って弧状に湾
    曲していることを特徴とするマイクロプリズム逆反射材
    の製造方法。
  7. 【請求項７】 請求項５に記載の方法において、キャビ
    ティの弧状に湾曲した側面がマイクロプリズムの外部か
    ら見て凸状に湾曲していることを特徴とするマイクロプ
    リズム逆反射材の製造方法。
  8. 【請求項８】 請求項５に記載の方法において、前記弧
    状に湾曲した部分が前記マイクロプリズムの実質的に全
    高にわたって延在していることを特徴とするマイクロプ
    リズム逆反射材の製造方法。
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