JP3677075B2

JP3677075B2 - 路面表示シート材料

Info

Publication number: JP3677075B2
Application number: JP11588495A
Authority: JP
Inventors: ピーターヘッドブロムトーマス; イアンブラッドショートーマス
Original assignee: ミネソタマイニングアンドマニュファクチャリングカンパニー
Priority date: 1994-05-20
Filing date: 1995-05-15
Publication date: 2005-07-27
Anticipated expiration: 2020-07-27
Also published as: CA2147821A1; CA2147821C; DE69521562D1; EP0683270A2; EP0683270B1; DE69521562T2; EP0683270A3; US5670227A; US5683746A; JPH0853819A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、改善された路面表示材料及びこのような路面表示材料の製造方法に関する。特に、本発明は、典型的な自動車からの実際の観察条件に相当するジオメトリーで測定したときに最大の再帰反射率となるように選択された構成等の選択された構成の直立再帰反射体を有する路面表示材料に関する。また、本発明は、真珠箔顔料及びアルミニウムフレーク等の鏡面反射顔料を有するパターン化路面表示に関する。また、本発明は、紫外線螢光顔料を有するパターン化路面表示にも関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
道路のセンターライン及びエッジラインを描く等の路面表示は、自動車のドライバーの視線誘導のために重要である。産業界にとって現在の課題は、特に視界が制限される夜間での明るさが増加した路面表示を提供することである。
現在、路面表示は、典型的には、透明微小球を、反射体として二酸化チタン（ＴｉＯ₂）又はクロム酸鉛（ＰｂＣｒＯ₄）粒子等の拡散反射顔料粒子を含有するバインダー層に部分的に埋込んで含んでなる光学系に依存している。使用中、車両のヘッドランプからの光が微小球に入り、屈折して拡散反射顔料に注ぐ。光の一部は、一般的に、車両のドライバーの目に見えるように車両の方向に最初の入射経路に沿って戻る。
【０００３】
反射突起又は隆起を上面に有する路面テープ（パターン化又はプロファイル路面表示とも称せられる）は、平路面表示よりもとりわけ夜間及び道路が湿っているときに可視性を向上するのに望ましい。隆起パターンにより、雨水の流出が容易となる。また、隆起パターンにより、非水平表面が形成され再帰反射微小球が支持される。この非水平表面は、微小球の光学表面を交通による摩損が生じないようにし、微小球及び顔料をより効果的に配向させる。また、隆起パターンにより、微小球と鏡面反射顔料が非常に効率的に組み合わせて使用できる。
【０００４】
米国特許第４，３８８，３５９号（Ｅｔｈｅｎ等）は、部分的に露出した微小球を担持する上面に突起を有する路面表示を開示している。上記微小球により突起が再帰反射性となされ、微小球が窪み領域により分離され、これらの窪み領域に微小球が完全に埋込まれ露出されておらず、シート材料の昼間の外観を向上させるようになっている。
【０００５】
米国特許第４，９８８，５５５号（Ｈｅｄｂｌｏｍ）及び第４，９８８，５４１号（Ｈｅｄｂｌｏｍ）は、支持体シート並びに上面及び側面を有する一体突起を含んでなる路面表示を開示している。選択された側面は、ビードボンド層で被覆され、次にそこに再帰反射微小球が部分的に埋込まれる。米国特許第５，２２７，２２１号（Ｈｅｄｂｌｏｍ）は、支持体シート材料並びに上面及び側面を有する一体突起を含んでなり、各突起の全ての側面と上面がビードボンド層で被覆されている路面表示を開示している。
【０００６】
全ての上記の特許は、均一パターンの突起を包含している路面表示を開示している；即ち、突起の大きさ、形及び間隔は、路面表示の面を介して実質的に同じである。
【０００７】
米国特許第３，７５８，１９２号（Ｂｉｎｇｈａｍ）は、真珠箔顔料又はアルミニウムフレーク等の鏡面顔料をバインダーに分散して使用することを開示している。この塗料を布に適用し、透明再帰反射微小球を塗膜に適用して再帰反射布を製造する。
【０００８】
再帰反射率は、現在典型的に、ＡＳＴＭ０１．２６．２３に準じて固定入射及び観察角で、実験室において機器により測定されている。最近の研究（ＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎＲｅｓｅａｒｃｈＢｏａｒｄにより１９９４年発行されたＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎＲｅｓｅａｒｃｈＲｅｃｏｒｄ１４０９）により、入光角とドライバーが実際に路面表示を観察する観察角（以下「概略ドライバージオメトリー」と称する）からは、実験室で現在反射率が測定されているジオメトリー（本明細書では、「実験室ジオメトリー」と称する）とは大きく異なることが判明した。実験室ジオメトリーで測定されるときの規格と比較して明るさが低い構成は、概略ドライバージオメトリーで測定されるときの規格と比較してはるかに明るさが高いことがある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、下記のような直立再帰反射体の選択された構成により再帰反射性能が増加した路面表示を提供する。選択された構成により、影の形成が最小限に抑えられ、最も光学的に効率的な再帰反射要素（直立再帰反射体の鉛直側面上のもの）が入射光に当たる。影の形成とは、直立再帰反射体ブロッキングの鉛直的な面、即ち、影となった直立再帰反射体の鉛直側面上の再帰反射微小球が見えず、したがって利用されないような直立再帰反射体の近くの影の形成を意味する。
【００１０】
概略ドライバージオメトリーで種々の構成の再帰反射明度又は再帰反射率を評価するとき、相対再帰反射率ランキングが、実験室ジオメトリーで測定したものとは著しく異なることが判明した。再帰反射率及びしたがって路面表示の実用性を正確に比較するために、選択された範囲のジオメトリーで全ての構成を評価するだけでなく、選択されたジオメトリーが概略ドライバージオメトリーであることを確実にすることが必要である。
【００１１】
簡単に要約すると、本発明によれば、上面に再帰反射要素を含んでなる直立再帰反射体を複数有する連続高分子支持体シートを含んでなる路面表示シート材料が提供される。前記上面は、選択された方法で配置した複数のセグメントから構成され、各前記セグメントが、前縁と後縁と２つの側縁とを有する。また、各セグメントは、前記前縁に沿って配置された一つの直立再帰反射体又は複数の前記直立再帰反射体からなる配列と、前記直立再帰反射体が前記後縁に対するよりも前記前縁に対して近くに位置するように前記後縁に沿って前記直立再帰反射体がない空間帯域とを有する。前記空間帯域（即ち、前縁／後縁軸の方向の）の縦長は、隣接直立再帰反射体間の平均距離よりも大きい。前記路面表示材料は、一セグメントの前縁を隣接セグメントの後縁に接触させて配置した複数のセグメントを含んでなる。用語「セグメント」とは、単に上面の特定された部分の空間配置を意味する。上面は、そこに再帰反射体を形成した一体シートであってもよく、又は実際に別個の片を張るか一緒に配置して構成してもよい。可能なセグメントのいくつかの例を、図２に示す。道路に適用するとき、表示材料を、各セグメントの前縁〜後縁軸が走行の主要方向と平行であるように配向する。
【００１２】
ある実施態様では、セグメントの配列は、複数列を含んでなる。この場合、列は、各列における直立反射要素の前面が入射光に当たるように互いに選択的にオフセットされる。選択された側面は、ビードボンド層で被覆され、そこに複数の粒子が部分的に埋込まれている。粒子は、再帰反射微小球とすべり抵抗粒子とを含んでいる。ビードボンド層、即ち、バインダー層は、反射顔料を含有してもよい。反射顔料は、二酸化チタンやクロム酸鉛等の拡散反射顔料でもよい。また、反射顔料は、真珠箔（真珠光）顔料又はアルミニウムフレーク等の鏡面反射顔料であってもよい。反射顔料の他に、バインダー層は、紫外線螢光（ＵＶ螢光）顔料をも含んでいてもよい。
【００１３】
本発明の主要な用途は、パターン化又はプロファイル路面表示としてである。本発明では、車道視線誘導に共通の入射角での再帰反射率が、直立再帰反射体の最適化構成を用いないこれに匹敵する構成の再帰反射率よりも大きい。最適化構成により、最も光学的に効果的な再帰反射要素（直立再帰反射要素の鉛直側面上のもの）の露出及び利用が可能となる。直立再帰反射体を近接して配置したパターン化又はプロファイル路面表示では、次の直立再帰反射体の鉛直側面がその前の直立再帰反射体によりブロックされるか影となる。したがって、このようて路面表示から得られる再帰反射効果のほとんどは、直立再帰反射体の鉛直側面上の再帰反射要素よりも光学的に効率が低い再帰反射体の上面又はその近くの再帰反射要素に由来するものである。即ち、直立再帰反射体の主要な利点である非常に効率的な鏡面反射顔料及び微小球含有反射体を利用する能力が失われるか、大きく減少する。
【００１４】
直立再帰反射体の構成が最適である本発明の路面表示は、道路に対する適合性が、より多くのこれらの直立再帰反射体をより近接して配置した匹敵した構成の路面表示よりもよいことも期待される。路面表示がより適合性がある理由は、直立再帰反射体の窪み領域又はボイドの割合が大きいからである。これらの窪み領域は、密集度が小さく、全体としての適合性がよくなる。
【００１５】
また、本発明の路面表示は、直立再帰反射体の配列間の平支持体シートの領域が大きいので、すべり抵抗性も向上している。
【００１６】
さらに、本発明の路面表示は、製造コストが低い。高価な微小球は直立再帰反射体にのみ適用されるので、直立再帰反射体数の減少により微小球の必要量が少なくなる。また、支持体シートを構成する材料も最小限に抑えられるであろう。
【００１７】
以下、本発明を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
上記したように、本発明によれば、直立再帰反射体を影形成を最小限に抑えることにより反射率を最大限とするように構成を選択した路面表示が提供される。直立再帰反射体の鉛直側面が露出するように直立再帰反射体を間隔を置いて配置することにより、最も光学的に効率的な再帰反射要素（直立再帰反射体の鉛直側面上の再帰反射要素）が確実に利用される。
【００１８】
直立再帰反射体は、支持体シートの一体部分である突起を含んでなってもよいし、平支持体シートに適用した別個に形成した突起を含んでなってもよい。支持体シートの一体部分である突起の場合、突起の全表面（図５参照）又は選択された表面（図４参照）を、バインダー層で被覆し、続いてそのバインダー層に複数の粒子を埋込んでもよい。粒子は、再帰反射微小球若しくはすべり抵抗性粒子又はそれらの組み合わせを含んでいる。バインダー層は、反射顔料及びＵＶ螢光顔料を含有してもよい。平支持体シートに適用した突起の場合、例えば、ロッド状材料、例えば、反射顔料を含有する熱可塑性樹脂を所望の形状に押出し、再帰反射微小球を前記ロッドに付着させ、切断してウエハ状とすることにより形成できる。別法としては、セラミック微小球を鏡面反射顔料を含有する熱可塑性ペレットに埋込むことが挙げられるであろう。これらの突起のベースの形状、即ち、支持体シートの表面に平行な面における突起のベースの形状は、いずれかの適当な形状、例えば、多角形、円形又は楕円形でよい。また、再帰反射材料のシートは、ウエハに切断する前にロッドに適用してもよい。このようにして使用できる再帰反射材料の具体例としては、微小球系再帰反射シート材料、例えば、カプセル化レンズ、露出レンズ又は埋込みレンズ再帰反射シート材料及び立方コーナー型再帰反射シート材料が挙げられる。従来のセル状製品におけるセルの典型的な大きさと比較して本発明の直立再帰反射体の大きさが比較的小さいことから、典型的には、セル状微小球系又は立方コーナー型製品よりは、埋込みレンズ又は露出レンズ微小球系製品又はアルミ化立方コーナー型製品を使用することが好ましいであろう。粒子は、必要に応じて、ウエハの上面に適用してよい。突起が支持体シートの一体部分であるか、あとで支持体シートに適用する別個の形成した突起であるかとは無関係に、どちらの実施態様での突起でも、突起にバインダー層及び微小球又は再帰反射材料のシートを、一方向から見るときには一色であるように、そして他の方向から見るときには別の色であるように被覆してもよい。例えば、一種類の再帰反射材料を直立再帰反射体の一つの面に配置し、第二材料を直立再帰反射体の他の面に配して、色及び／又は再帰反射効果が、進入方向に依存するようにしてもよい。
【００１９】
夜間の運転の場合、ドライバーは、ほとんどの時間車両の５０ｍ程度先、即ち、道路上のロービーム又はヘッドライトを下げた場合の光の届く範囲のちょっと先を見ていると一般的にされている。この距離では、表示の平ベースが隆起要素により不明瞭となるので、ドライバーには典型的なプロファイル路面表示の隆起表面のみが見える。５〜１５ｍ等のより近接した距離では、ドライバーは、通常レーンマークを周辺像として観察し、それらをレーン内の横方向の位置決定に使用する。これらの近接した距離では、突起間の平ベース部は、路面表示の主要な可視面である傾向がある。
【００２０】
路面表示の夜間可視性能は、実験室の代用法又は現場光度測定により予測される。現在、ジオメトリー及び精度の面で大きく異なる光度系がいくつか使用されている。
【００２１】
種々の再帰反射光学系及び表面特性を有する路面表示の出現とともに、実験室及び現場での測定値は、自動車のドライバーが体験する路面表示の実際の可視性能と相関が不足していることが判明した。（ＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎＲｅｓｅａｒｃｈＢｏａｒｄが１９９４年発行したＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎＲｅａｓｅａｒｃｈＲｅｃｏｒｄ１４０９）
【００２２】
例えば、通常使用される光度系により測定すると、多数の直立再帰反射体を均一に配置した従来の路面表示は、二列及び三列ごとに直立再帰反射体を除いた類似の路面表示よりも再帰反射率が高くなる。しかしながら、概略ドライバージオメトリーで測定するときには、二列及び三列ごとに直立再帰反射体を除いた路面表示、即ち、直立再帰反射体の２／３を除去した路面表示は、反射がより高くなることがある。これは、直立再帰反射体がより近接しているとき、連続した直立再帰反射体の側面が前の直立再帰反射体により覆われるか影となり、直立再帰反射体の上面又その付近の再帰反射要素のみに入射光が当たる。最も光学的に効率的な微小球（直立再帰反射要素の鉛直側面上の微小球）が鉛直面がカバーされる程度には利用されない。
【００２３】
直立再帰反射体の鉛直側面上の再帰反射面がより効率的である理由は、自動車のヘッドランプからの入射光が、路面表示の平坦部上の再帰反射面よりもこれらの鉛直再帰反射面に対してより直角に近い角度で当たるからである。光が再帰反射面に対して当たる角度が直角に近いほど、より多くの光が再帰反射要素に入る能力が増加するので、再帰反射面がより効率的となる。
【００２４】
入射角は、照射軸と再帰反射体軸との間の角度、即ち、光源と目視される表面（この場合、路面表示の表面、例えば、多数の微小球が部分的に突起している部分）に垂直な角との間の角度として定義できる。観測角は、照射軸と観測軸との間の角度として定義できる。
【００２５】
実験室又現場で反射率を測定するのに利用できる機器は、一般的に、入射角約８６．０°〜８６．５°及び観測角約１．０°〜１．５°を測定できる。ＡＳＴＭ０１．２６．２３規格では、８６．０°／０．２°のジオメトリー、即ち、入射角８６．０°及び観測角０．２°を要求している。これらのジオメトリーでは、事実上、観測者が、物体が観測される車両より多少後ろとなるので、これらは、路面表示についてのジオメトリーとしては現実にそぐわないものである。アメリカ中型車についての、光源と路面表示との間の選択された距離でのジオメトリーの計算値のいくつかを以下に示す：３０ｍでは約８８．５°／１．０°、５０ｍでは約８９．３°／０．６°及び８０ｍでは約８９．６°／０．４°。選択された距離の例から分かるように、自動車のドライバーが遭遇する入射角は、ＡＳＴＭ規格で規定されている８６．０°よりもはるかに大きい。
【００２６】
続いての突起の鉛直面を完全に露出（即ち、実際の配列で吸蔵がない）させ、それにより概略ドライバージオメトリーで測定した再帰反射率を最大にするために均一高さの突起間の所望の距離を計算するのに使用できる一般式は、以下のように表される：
距離＝突起高さ／タンジェント（９０°−入射角）
この式から計算される距離は、影の形成を生じない距離であろう；即ち、各突起の鉛直面全体が、その入射角で入射光に十分に当たる。排水、摩擦抵抗又すべり抵抗等の他の面からの突起の最適間隔は、最適再帰反射性能について計算した突起間隔とは異なることがあることに留意しなければならない。。もし突起間距離が突起のベース幅に対して十分に大きいならば、突起幅の影の形成に対する影響は最小限である。しかしながら、突起が近接して設けられるほど、突起幅の影響が大きくなる。
【００２７】
路面表示材料は、交通の重量下で永久変形又は過剰の摩耗に耐えるのに十分な強度でなければならない。支持体シートは、典型的には弾性高分子支持体シートである。もし支持体シートが一体突起を含んでなるならば、突起は上面と少なくとも一つの側面を有する。突起の上面は、シートの表面に実質的に平行である面を実質的に形成する。好ましくは、支持体シートの面積の４５％未満が突起により被覆されている。より好ましくは、支持体シートの面積の１５％未満が突起により被覆されている。
【００２８】
適当な支持体シートは、好ましくは米国特許第４，４９０，４３２（Ｊｏｒｄａｎ）に記載されているもの等の公知の方法及び材料を用いて形成できる。この特許に記載されている支持体シートは、未加硫のエラストマー前駆体を含んでなり、したがって、粘弾性変形が可能である。典型的な材料は、アクリロニトリル─ブタジエンポリマー、ロール練りウレタンポリマー及びネオプレンである。増量樹脂を含むこともできる。シリカ等の粒状微細径フィラーを含んでもよい。二酸化チタン等の顔料は、支持体シートでは好ましく、支持体及び突起の未塗工部に白色拡散表面を提供する。別の有用な顔料は、黄色を付与するクロム酸鉛である。
【００２９】
バインダー層は、反射顔料を含んでもよい。この顔料は、二酸化チタン又クロム酸鉛等の拡散反射顔料であっても、真珠箔顔料又アルミニウムフレーク等の鏡面反射顔料であってもよい。また、微小球は、代わりに、鏡面反射体、例えば、誘電体、アルミニウム又銀をそれらの埋込み部に塗布しててもよい（以下、塗工微小球と称する）。また、バインダー層は、ＵＶ螢光顔料を含有してもよい。バインダー層は、顔料を光透過性媒体に混合後、この媒体を支持体シートの一体突起上に塗布又適用することにより形成される。このバインダーの重要な特性には、光透過性、意図する用途での耐久性、顔料粒子を懸濁状態に保つ能力並びに十分な湿潤性及びビード接着性が含まれる。再帰反射物品に入る光が媒体により吸収されずに反射して戻ってくるように、塗工媒体は光透過性であることが重要である。塗工が容易であるために、媒体は、好ましくは室温で粘度が１０，０００センチポイズ未満である粘度を有する液体であることが好ましい。ビニル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂及びウレタン樹脂が、適当は媒体の例として挙げられる。米国特許第４，８９９，５５５（Ｈｅｄｂｌｏｍ）に開示されているようなウレタン樹脂が、媒体として好ましい。粒子形状を好ましくない程度に変化させる高剪断作用を避けるいずれかの適当な混合法を用いて、顔料を媒体に分散してもよい。分散液を、次に支持体シートと一体突起上に塗布する。塗布後、規定サイズ範囲及び規定濃度で鏡面顔料フレークが、平表面が微小球とほぼ接線関係の状態で配向する傾向がある。これらの顔料は、最大幅寸法を介して曲がって、カップのように微小球の輪郭と一致することにより、良好な反射効率が得られることが好ましい。
【００３０】
本発明において使用てきる鏡面顔料フレークは、一般的に、路面表示に一般的に使用される拡散反射顔料と比較して大きい薄い板状粒子である。これらの顔料の主要な特性は、長さと幅が厚さよりもはるかに大きいことである。また、この性質を有する他の鏡面フレークも使用できる。厚さよりも長さかはるかに大きいこの性質のため、これらのフレークは、自体塗布されたウエブ又表面に平行に整列する。微小球を塗膜上に落とし塗膜に打ち込むとき、フレークは、塗膜のような微小球の埋込み部の周囲に整列するこの性質は、「リーフィング（ｌｅａｆｉｎｇ）」として知られている。フレークが微小球を効果的に被覆するこの傾向により、反射率はこの被覆が生じない場合よりも鏡面成分が大きいので、より高いレベルの反射率が得られる。特に好ましい鏡面成分は、反射率が極めて大きく増加することから、真珠箔顔料及びアルミニウムフレークである。
【００３１】
鏡面顔料は、鏡面反射成分が大きいので、顔料粒子に当たる光は、入射角度の法平面から鏡像で反射される傾向がある。これらの鏡面反射フレークは、平均最大寸法が約４〜約３６μｍの範囲であり、平均厚さが約２〜約５μｍの範囲であり、バインダーは好ましくは媒体と顔料との総重量に対して顔料を乾燥重量基準で少なくとも約２０重量％含有する。より好ましくは、顔料の重量％は、もっと高く、３５〜４０％の範囲であろう。もし顔料濃度が高すぎるか低すぎる場合、顔料のリーフィング能が損なわれ、明度が減少する。適当な真珠箔顔料の一例は、ニューヨーク州ニューヨークのＭｅａｒｌＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製で二酸化チタンも含有している典型的なマイカ系真珠箔顔料である。適当なアルミニウムフレークの一例は、イリノイ州ＮａｐｅｒｖｉｌｌｅにあるＡｌｃａｎ−ＴｏｙｏＡｍｅｒｉｃａ社製で平均粒度が３２μｍであるＡＴＡ２１００である。
【００３２】
紫外線（ＵＶ）螢光顔料も、バインダー層に添加してもよい。紫外線螢光顔料は、自動車の特殊なＵＶヘッドランプからの紫外線により励起されたときに可視スペクトルにおける光を螢光する顔料である。自動車のヘッドライトからのＵＶ光は、微小球に当たり、下に回折してバインダー層における顔料に当たる。顔料は、入射ＵＶ光により励起され、可視スペクトルにおける光としてエネルギーを放出し、その一部は自動車のドライバーの目に見える。これらの顔料の重要な性質は、ＵＶ光により励起でき、その後可視範囲の光を放出する。これらのＵＶ螢光顔料は、特定の昼間色を有することがある。適当なＵＶ螢光顔料の一例は、オハイオ州クリーブランドのＤａｙｇｌｏＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（ＮａｌｃｏＣｈｅｍｉｃａｌＣｏｍｐａｎｙ）製ＢｌａｚｅＯｒａｎｇｅＧＴ−１５−Ｎである。螢光顔料は、バインダー層全体を通じて位置している。
【００３３】
本発明のいくつかの実施態様の透明微小球は、直径約２５〜約６００μｍの範囲であるが、これよりも大きな微小球でも作用する。好ましくは、微小球の直径範囲は、２００〜２５０μｍである。本発明の微小球は、セラミック又ガラス等の十分に光を屈折させるのに適当ないずれの材料でもよい。好ましくは、微小球は、耐久性の面からセラミックである。米国特許第４，５６４，５５６号（Ｌａｎｇｅ）は、セラミック微小球の製造を教示している。微小球は、屈折率が１．５を超えるのが好ましい。より好ましくは、屈折率は、１．７を超える。二酸化チタン等の拡散反射顔料を含有する実施態様の場合、屈折率は約１．８５〜約１．９０が好ましい。鏡面反射顔料を有する実施態様の場合、屈折率は約１．９３が好ましい。
【００３４】
図４は、本発明の直立再帰反射要素の一実施態様の概略図である。光４２は、鏡面反射顔料を含んでなるバインダー層４３に部分的に埋込まれた微小球４４に入る。入射光４２は、下に屈折して微小球上の鏡面反射塗膜に集中する。光４６は、入射角の法平面から鏡像で反射される。平路面表示等の水平面上鏡面反射要素の場合、鏡面反射表面での光の戻りは、入射光のほとんど又は何も自動車のドライバーに戻らないような角度で光が戻る。これが、鏡面光学素子を効率的に利用するのに直立要素が重要な理由である。次に、鉛直側面が覆われたり影が形成されたりして鉛直成分のこの利点が失われないようにする。
【００３５】
本発明の再帰反射物品は、以下の方法で製造できる。反射顔料フレークと必要に応じてＵＶ螢光顔料を光透過性媒体に、例えば、エアーミキサーで、フレークが高剪断力に暴露されず一体性を維持するように注意しながら混合することによりバインダー分散体を調製する。次に、この分散体を、予備エンボス支持体シートの一体突起上に塗布する。突起の間隔は、上記で規定したように決定する。塗布は、いずれかの適当な手段で行うが、米国特許第４，９８８，５４１号（Ｈｅｄｂｌｏｍ）及び米国特許第５，２２７，２２１号（Ｈｅｄｂｌｏｍ）に開示されている絞りロールコーティングが好ましい。別法として、離型ライナー又シートにより支持された液体ビードボンドのフィルムを突起の選択された表面に積層してもよい。
【００３６】
微小球をバインダー層上面に排出するとともに、バインダー層を流体状のままとして微小球がコーティングに沈んで平均径の約５０〜６０％の深さに部分的に埋込んだ状態とする。埋込みのこの深さは、十分な定着と十分な光学効果の両方にとって重要である。微小球は、通常排出する微小球数を制御する計量ブレードを備えたホッパーから排出される。もしバインダーを溶媒を用いて塗工するならば、溶媒の一部を微小球の配置の前に蒸発させて埋込み深さをよりよく制御してもよい。別法として、微小球の付着後過剰の溶媒を蒸発させてもよい。微小球の埋込み又沈みの深さは、微小球の表面エネルギーと塗膜の表面張力との間の関係と、流体塗料の粘度との組み合わせにより制御される。もし微小球の表面エネルギーが流体塗膜の表面張力に近いならば、微小球は、浮かんで、塗膜に完全に沈まないであろう。微小球の表面エネルギーは、界面活性剤を使用する等の種々の表面処理により変更できる。塗料の粘度は、例えば、加熱、溶媒含量、増粘剤の添加、組成の選択又フィラーの添加により制御できる。チキソトロープ剤又は他の増粘剤を、明度が実質的に減少しない量でバインダーに添加してもよい。
【００３７】
微小球の表面エネルギーと塗料のレオロジーを制御することにより、バインダー材料が微小球の周囲に整列する方法が制御される。キャピレーションは、微小球周囲へのバインダー材料の吸い上げ作用を説明するのに使用される用語である。このキャピレーションは、バインダー材料が微小球周囲にソケット状構造を形成しそれを所定の位置に保持するので、重要である。キャピレーションを考慮して、平均で、微小球を平均径の約５０〜６０％の深さまで埋込む。バインダー材料を冷却、溶媒や他の揮発成分の損失又架橋や重合等の化学反応により硬化すると、微小球が所定の位置に保持される。
【００３８】
別法として、本発明の再帰反射物品は、再帰反射突起を平支持体シートに適用することにより製造してもよい。適当な材料、例えば、反射顔料を含有する熱可塑性樹脂のロッドを、所望の形状に押し出す。再帰反射微小球をロッドに適用した後スライスしてウエハにしてもよい。別法として、再帰反射材料のシートをロッドに適用してから切断してウエハにしてもよい。すべり抵抗粒子又再帰反射微小球等の粒子を、所望により支持体シートへの適用の前か後にウエハの上面に適用してもよい。
【００３９】
特に好ましい実施態様では、支持体シートは、米国特許第４，９８８，５５５号（Ｈｅｄｂｌｏｍ）に記載されているのと同様な一体突起を有している。ここに開示されている製品の市販のものでは、記載されている突起は正方形であり、高さが約１ｍｍであり、各辺が約０．６３ｃｍであり、透明微小球が反射顔料を含有するバインダー層に部分的に埋込まれそこから突出している。この特定の特許では、正方形は規則的な反復パターンであり、正方形の側面間の間隔は、約０．３２ｃｍである。正方形は、観測軸における法平面から４５°である。交互に列がオフセットするか千鳥状とする（図１参照）。本発明の特に好ましい実施態様は、上記特許に開示されている実施態様とは、突起の第二列及び第三列ごとに平支持体シートと置換されている点及び突起の高さが約２〜約３ｍｍである点で異なる（図２参照）。本発明の別の好ましい実施態様は、上記特許に開示されている実施態様とは、突起の第三〜第六列ごとに除去されている点で異なる。
【００４０】
別の特に好ましい実施態様では、突起は図２と同じ寸法で同じ間隔であるが、４５°だけ回転して、正方形の側面が観測軸に対して垂直になるようにしている。
【００４１】
【実施例】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されない。特記のない限りは、全ての量は、重量部である。
【００４２】
再帰反射輝度係数（Ｒ_L、単位：ｍｃｄ／ｍ²／ｌｘ）を、典型的な工業規格ジオメトリー及び自動車のドライバーが実際に遭遇するのにより近いジオメトリーで測定した。測定は、ＡＳＴＭＤ４０６１─８９に準じて行った。結果を、以下の表に示す。ＡＳＴＭＥ８０８─９１に記載されているような固有ジオメトリーを使用した。入射／観測角を記載してある。プレゼンテーション角は０°と一定に保持し、配向角を─１８０°Ｃで維持した。記載の入射／観測角は、左ヘッドライトからセンターライン表示、規定された距離の各々での観測者までについてである。
【００４３】
実施例１：
試料として、３Ｍ社のＴｒａｆｆｉｃＣｏｎｔｒｏｌＭａｔｅｒｉａｌｓＤｉｖｉｓｉｏｎ製ＳＴＡＭＡＲＫ（登録商標）路面表示テープシリーズ３８０を用いる。この材料は、屈折率１．７５の２２５μｍセラミック微小球を含有している。
【００４４】
実施例２：
実施例１において、横方向の二列の隆起突起をそのまま残し、２列をレーザーブレードで除去した。試料が光度測定を行うに十分な大きさになるまで配列を反復した。
【００４５】
実施例３：
二列ごとにそのままとし、４列を物理的に除去した以外は実施例２と同様した。
【００４６】
実施例４：
二列ごとにそのままとし、６列を物理的に除去した以外は実施例２と同様した。
【００４７】
実施例５：
３Ｍ社のＴｒａｆｆｉｃＣｏｎｔｒｏｌＭａｔｅｒｉａｌｓＤｉｖｉｓｉｏｎから、ＳＴＡＭＡＲＫ（登録商標）路面表示テープシリーズ３８０の第二試料を得た。
【００４８】
実施例６：
実施例５において、横方向の一列の隆起突起をそのまま残し、横方向の２列をレーザーブレードで除去した。試料が光度測定を行うに十分な大きさになるまで配列を反復した。
【００４９】
実施例７：
実施例１に開示の製品に使用するパターン化ゴムの試料に、１００１７ニューヨーク州ニューヨーク４１イースト４２ストリートにあるＭｅａｒｌＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製ＦｉｎｅＰｅａｒｌ顔料（コード番号１３９Ｖ、粒度範囲４〜３２μｍ、比重３．２）を４０重量％含有するポリウレタン樹脂配合物を絞りロール塗布した。塗布直後、屈折率１．９４のセラミックビーズを隆起突起の側面上のウレタンに埋込んだ。ウレタンを硬化し、過剰のビーズを除去した。ビーズの埋込みを測定したところ、ほぼ５０％であった。
【００５０】
実施例８：
実施例２と同様にして実施例７を変更した。
【００５１】
実施例９：
二酸化チタン３３重量％を含有するウレタン樹脂のフィルムを塗布することにより、プロトタイプパターン化路面表示を製造した。実施例５で使用したセラミック微小球を、密閉パック構成で樹脂に埋込んだ後、ウレタンを硬化した。次に、フィルムをスリットして、高さ０．３２ｃｍ、長さ１０ｃｍのストリップとした。ストリップを、同じ寸法の木製ステッキに付着させ、実施例３及び実施例６のジオメトリー間隔配置によく一致する５インチ離して配置した。
【００５２】
実施例１０：
実施例９と同様のプロトタイプを、実施例７に記載のような着色ウレタン及びセラミック微小球を用いて製造した。
【００５３】
実施例１１：
真珠箔顔料の代わりに６０５４０イリノイ州ネーパービル、スート２０１、ノースボールバード１７１７にあるＡｌｃａｎ−ＴｏｙｏＡｍｅｒｉｃａ製ＡｌｕｍｉｎｕｍＰｉｇｍｅｎｔＦｌａｋｅＡＴＡ２１００（平均粒度３２μｍ、比重２．５）を等重量％使用した以外は、実施例１０と同様のプロトタイプを製造した。
【００５４】
実施例１２：
セラミックビーズを塗膜内に配置する前に、表面全体にシルバー反射ミラーを塗布した以外は、実施例１０と同様のプロトタイプを製造した。塗膜の固化後、セラミックビーズの露出表面を酸でエッチングし、微小球の露出表面からシルバー塗膜を除去した。その結果、１００％配向の半球形シルバー塗工微小球が得られた。
【００５５】
実施例１３：
ＳＴＡＭＡＲＫ（登録商標）路面表示テープシリーズ３８０の試料を、斜めに切断して、一列の正方形隆起反射要素を得た。正方形は、ストリップの長さに平行であった。ストリップを、次に４インチ幅ストリップアルミニウムシート材料に平行横方向列において接着した。列間の間隔は、実施例６と同様となるように選択した。鉛直反射表面が観測方向に垂直であったので、極めて高い反射率が得られた。
【００５６】
【表１】

＊これらの試料は、この組の光度測定角では測定されなかった。
【００５７】
本発明の種々の修正と変更が本発明の範囲と精神を逸脱することなくできることは、当業者には明らかであろう。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、直立再帰反射体の選択された構成により再帰反射性能を有する路面表示が提供される。選択された構成により、影の形成が最小限に抑えられ、最も光学的に効率的な再帰反射要素（直立再帰反射体の鉛直側面上のもの）が入射光に当たることができる。直立再帰反射体の構成が最適である本発明の路面表示は、道路に対する適合性が、より多くのこれらの直立再帰反射体をより近接して配置した匹敵する構成の路面表示よりもよいことも期待される。路面表示がより適合性がある理由は、直立再帰反射体の窪み領域又はボイドの割合が大きいからである。これらの窪み領域は、密集度が小さく、全体としての適合性がよくなる。また、本発明の路面表示は、直立再帰反射体の配列間の平支持体シートの領域が大きいので、すべり抵抗性が向上している。さらに、本発明の路面表示は、製造コストが低い。高価な微小球は直立再帰反射体にのみ適用されるので、直立再帰反射体数の減少により微小球の必要量が少なくなる。また、支持体シートを構成する材料も最小限に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】直立再帰反射体を有する路面表示材料の概略図である。
【図２】図１と同様であるが直立再帰反射体の構成を選択して影の形成を最小限とすることにより反射率を最大とした路面表示材料の概略図である。
【図３】一定入射角についての直立再帰反射体の最適高さ及び間隔の算出を示した概略図である。
【図４】直立再帰反射要素の側面の微小球に入射光が当たるオプチクスを示し、鉛直面が入射光に当たることの重要性を示している突起の実施例の概略図である。
【図５】バインダー層と粒子を露出表面全体に有する突起の一実施態様の概略図である。
【符号の説明】
４２…入射光
４３…バインダー層
４４…微小球
４６…反射光
５２…入射光
５４…微小球
５６…反射光
５８…フレーク

Claims

上面に再帰反射要素を含んでなる直立再帰反射体を複数有する連続高分子支持体シートを含んでなる路面表示シート材料であって、
前記上面が、選択された様式で配置した複数のセグメントから構成され、
各前記セグメントが、前縁と後縁と２つの側縁とを有するとともに、前記前縁に沿って配置された一つの直立再帰反射体又は複数の前記直立再帰反射体からなる配列と、前記直立再帰反射体が前記後縁に対するよりも前記前縁に対して近くに位置するように前記後縁に沿った前記直立再帰反射体がない空間帯域とを有し、前記空間帯域の縦長（Ｌ）が隣接直立再帰反射体間の平均距離よりも大きく、
前記空間帯域の縦長（Ｌ）は［Ｈ／ｔａｎ（９０°−θ）］（式中、Ｈは前記直立再帰反射体又は複数の直立反射体の配列の高さであり、θは８８．５°〜８９．６°の範囲に入る設計入射角である）より大きく、
前記表示材料は、一セグメントの前縁を隣のセグメントの後縁に隣接させて配置した複数のセグメントを含んでなることを特徴とする路面表示シート材料。
さらに以下の少なくとも一つの特徴を有する請求項１に記載のシート材料：
ａ）前記セグメントが、複数列の直立再帰反射体を含んでなる配列を含んでなり、前記列が前記セグメントの前記前縁に平行であるか；
ｂ）前記直立再帰反射体がオフセットしているか；
ｃ）前記シート材料が、第一セグメントの一側縁が第二セグメントの側縁に隣接した状態で整列させた複数のセグメントを含んでなる。
直立再帰反射体の少なくとも一部分が、前記支持体シートの前記上面に形成した突起であり、前記突起が上に再帰反射要素を有する請求項１に記載のシート材料。
さらに以下の少なくとも一つの特徴を有する請求項３に記載のシート材料：
ａ）前記突起の側面が前記支持体シートの面に対して少なくとも約６０°の角度を有するか；
ｂ）前記各突起が、支持体シートの面における少なくとも一つの寸法が約１５ｍｍ未満であり、高さが少なくとも約１ｍｍであり、側面が、前記シート材料を道路に適用したときに近づいてくる交通に対向するようにされており、支持体シートの面に対する角度が少なくとも約３０°であって、前記側面が表面から突起している再帰反射要素を担持しているか；
ｃ）前記突起が前記支持体シートの面積の約１５％以下を占めるか；
ｄ）前記突起間の領域が谷が接続したグリッドを形成しているか；
ｅ）突起間の領域が、予測される道路走行の方向に対して斜めに走る谷が接続したグリッドを形成しているか；
ｆ）前記支持体シートの面における前記突起の全ての寸法が約１５ｍｍ未満であるか；
ｇ）前記突起が、前記支持体シートの面における少なくとも一つの寸法が約１０ｍｍ未満であるか；
ｈ）前記支持体シートの面における前記突起の全ての寸法が約１０ｍｍ未満である。
前記再帰反射要素は、部分的にバインダー層に埋込み及びそこから突起している透明微小球を含んでなることをさらに特徴とする請求項１に記載のシート材料。
さらに以下の少なくとも一つの特徴を有する請求項５に記載のシート材料：
ａ）前記微小球の屈折率が約１．７５〜約２．０であるか；
ｂ）前記微小球の平均径が約５０μｍ〜約６００μｍであるか；
ｃ）前記微小球がそれらの平均径の約４０〜６５％の深さに埋込まれているか；
ｄ）前記バインダー層が紫外線螢光顔料を含んでなるか；
ｅ）前記バインダー層が反射顔料のフレークを含んでなるか；
ｆ）前記バインダー層がアルミニウム粒子及び真珠光顔料からなる群から選択されるフレークを含んでなるか；
ｇ）前記バインダー層が拡散反射顔料を含んでなるか；
ｈ）前記バインダー層が反射顔料のフレークを含んでなり、前記フレークが顔料フレークとバインダー媒体との混合総重量の１０〜５０重量％であるか；
ｉ）前記バインダー層が反射顔料のフレークを含んでなり、前記フレークが顔料フレークとバインダー媒体との混合総重量の３０〜４５重量％であるか；
ｊ）前記バインダー層が反射顔料のフレークを含んでなり、前記フレークの平均長さが約４μｍ〜約３６μｍの範囲であるか；
ｋ）前記バインダー層が反射顔料のフレークを含んでなり、前記フレークが、それらの平面が微小球底部付近で微小球に対してほぼ接線の関係で配向する傾向があり、それらの最大寸法を介して曲がって微小球の輪郭と一致しているか；
ｌ）前記バインダー層が反射顔料のフレークを含んでなり、最大寸法を介して曲がって微小球の輪郭と一致している前記フレークは、微小球の底部よりもバインダーとの接触が終わる微小球の中間点近くでの微小球からの距離が大きい。
さらに以下の少なくとも一つの特徴を有する請求項１に記載のシート材料：
ａ）前記路面表示シート材料が、それよりも多数の直立再帰反射体を有する同等の構成の路面表示シートよりも反射率が大きいか；
ｂ）前記路面表示シートが、それよりも多数の直立再帰反射体を有する同等の構成の路面表示シートよりもすべり抵抗が大きいか；
ｃ）前記路面表示シートが、それよりも多数の直立再帰反射体を有する同等の構成の路面表示シートよりも基材に対しての適合性が大きい。
前記再帰反射体が立方角型再帰反射体であることをさらに特徴とする請求項１に記載のシート材料。
前記直立再帰反射体が、多角形、円形又は楕円形から選択されるベース形状をしていることをさらに特徴とする請求項１に記載のシート材料。
さらに以下の少なくとも一つの特徴を有する請求項９に記載のシート材料：
ａ）前記直立再帰反射体のベース形状が長方形であり、前記直立再帰反射体が、各要素の向かい合ったコーナー同士を通る対角線の一つが、前記シート材料の長軸と実質的に平行であるように支持体シート上に配向しているか；
ｂ）前記直立再帰反射体のベース形状が長方形であり、前記直立再帰反射体が、各要素の辺の一つが、前記シート材料の長軸と実質的に平行であるように支持体シート上に配向している。