JPH09197111A - 異方性反射シートとその製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 斜め方向からの入射光を入射側に比較的に広
角度に高能率に反射する夜間に視認性の高い交通標識や
広告看板に好適な異方性反射シートを簡便な方法で作成
する。 【解決手段】 非晶質透明樹脂シートに伸び応力をかけ
てストレスクラッキングを生じさせて、あるいは伸び応
力をかけながら有機溶剤に接触させてソルベントクラッ
キングを生じさせて厚さ方向に成長する相互にほぼ平行
な微細亀裂群を作り、このシートに平行に平面鏡を付設
して斜め方向からの入射光を入射側に反射させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は斜め方向からの入射
光を効率よく入射方向側に反射する異方性反射シートに
関するもので、さらに詳しくは夜間に斜め方向から光照
射され、照射方向側から目視認識される広告看板や交通
標識に有用な新規な異方性反射シートおよびその製法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】入射光を効率よく光照射側に反射する反
射材料として、従来から多数の真球状レンズと微細凹面
鏡が組み合わされたり、コーナーキューブなどの特殊プ
リズムが無数に面状に配列された再帰反射材料が知られ
ており、ひろく交通標識や広告看板にあるいは危険告知
標識に用いられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の再帰反射材料に
あっては、反射効率は非常に高いものの、入射光軸と反
射光軸が殆ど同一軸上にあり、入射光軸から２度以上ず
れた方向から目視観測すると反射効率は急減してしまい
反射材としての機能を示さない。 また反射材料の鉛直
方向からの入射光にたいしては再帰反射能は高いが斜め
方向からの再帰反射能は低い。そのためかかる反射素材
は、例えば交通標識などに利用する場合には入射光軸が
鉛直になるよう目視者に正対させて配置させなければな
らず、また夜間に前照灯を点灯している運転中の自動車
などでは前照灯の光軸と運転者の目視軸が異り、この軸
差が１度以内となるような遠距離から目視したときにだ
け再帰反射能が発揮され、市街地のごとく目視者と反射
体である標識との距離が短く光軸と目視軸の差の大きい
ときには反射体としての機能は発揮されていなかった。

【０００４】さらにこれら再帰反射材料は工作精度に厳
密さが要求され製造工程は複雑で高価なものであった。
本発明は反射体の斜め方向からの入射光を効率良く入射
側に反射し、同時に比較的広視野角に反射光をかえす異
方性反射シートと簡便なその製造法を提供するものであ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の異方性反射シートにおいては、透明な合成
樹脂シートと、該合成樹脂シートの表面からほぼ垂直に
成長した、相互にほぼ平行な多数の微細な亀裂面群と、
この合成樹脂シートの片側の面に平行に配置された平面
鏡とが斜め方向からの入射光を効率よく入射側に反射さ
せる様に組み合わされている。

【０００６】非晶質の熱可塑性樹脂はガラス転移点以下
の温度で大きい応力変形をさせると変形部に亀裂が入っ
たり、白濁が生ずる事がありストレスクラッキング現象
として知られている。また、成形時の残存歪みを内在す
る非晶質樹脂成形品を有機溶剤に接触させるかまたは有
機溶剤の蒸気にふれさせると多数の微細な亀裂が生じ、
この現象はソルベントクラッキング現象として良く知ら
れている。

【０００７】本発明者らは板状の、あるいはシート状の
非晶質透明樹脂に大きな曲げ応力をかけ変形させたり、
一定方向の伸び応力をかけながら該樹脂の貧溶媒である
有機溶剤に接触させるかまたは有機溶剤の蒸気にふれさ
せると応力の方向にほぼ直角に解裂し厚み方向に成長し
た、相互にほぼ平行な多数の微細な亀裂面が生じ、この
合成樹脂シートの裏面に平面鏡を重ねると、斜め上方か
ら照射された光を亀裂面の入射光側に特異的に反射する
現象を見いだした。

【０００８】厚さ０．５ｍｍの市販の２軸延伸ポリスチ
レンシートを直径１５ｍｍの金属製ロールに巻き付ける
と巻き付け外周部に微細な亀裂が相互にほぼ平行に無数
に発生し白濁する。また厚さ２ｍｍのポリメチルメタク
リレート樹脂板をおおよそ曲率８０ｃｍで湾曲させ、湾
曲外面の一部にエチルアルコールを塗布すると塗布部に
平均間隔０．３ｍｍ、長さ０．８ｍｍから２．３ｍｍ、
深さ０．８ｍｍから１．２ｍｍのやはり相互にほぼ平行
な多数の亀裂が生じ、樹脂板中にきらきら輝く璧開面群
が観察される。

【０００９】厚さ２５ミクロン、幅１ｃｍ，長さ１０ｃ
ｍのポリスチレンフィルムに０．７Ｋｇの張力をかけな
がらキシレン蒸気浴中にいれるとフィルムは白濁しなが
ら伸び始め、張力の方向に直角に伸びる相互にほぼ平行
な微細な亀裂群がフィルムの両面に生ずる。 このよう
にして亀裂面を多数作成した合成樹脂シートの断面を拡
大して観察すると一つ一つの亀裂は伸び応力の方向に直
角に生じ、劈開面は相互にほぼ平行で、シートの厚さ方
向に成長していることが判る。

【００１０】この様な亀裂群は厚さ５ミクロンから５ｍ
ｍのスチレン、無可塑塩化ビニル、ポリカーボネート、
ポリメチルメタクリレート、ポリサルフォン、ポリエー
テルサルフォン、ポリエーテルイミド、ポリアリレート
などのいわゆるグラスレジンと呼ばれる熱可塑性で、非
晶質の透明樹脂類のシート材料や板、フィルム、あるい
は透明支持体上にこれらの樹脂層を塗布またはラミネー
トした複合シートに作成することができて、厚さが５ミ
クロンから５０ミクロンの薄いフィルム様のシートにあ
っては延伸中に溶剤ガスにさらしたり樹脂の貧溶媒に接
触させて、５０ミクロンから０．５ｍｍの樹脂シートに
あっては直径が２ｍｍから２０ｍｍの細径のロールに巻
き付けながら必要に応じて有機溶剤の蒸気や貧溶媒に接
触させて、それ以上の厚さの板にあっては湾曲させなが
ら、必要に応じて溶剤雰囲気にさらす事で作成できる。
スチレン樹脂を使用する場合はことさらに溶剤雰囲気に
さらす事無く亀裂面群が作成できるが、その他の樹脂を
使用する場合には概して有機溶剤に接触させると小さい
伸び応力下で密な亀裂面群が作成できる。

【００１１】接触させる有機溶剤は広く選択でき、例え
ばメチルアルコール、エチル、プロピル、イソプロピ
ル、ブチル、イソブチルアルコールなどのアルコール
類、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタンなどのパ
ラフィン類、エチレングリコール、ジエチレングリコー
ル、などのグリコール類や、エチレングリコールモノエ
チルーテルなどのグリコールエーテル類、あるいはトル
エン、キシレンなどの芳香属溶剤類、酢酸メチル、酢酸
エチル、乳酸メチル、乳酸エチルなどのエステル類、エ
チルエーテルなどのエーテル類、アセトン、メチルエチ
ルケトンなどのケトン類、四塩化炭素、トリクロルエチ
レンなどの塩素系溶剤などが使用できる。一般に使用す
る樹脂を容易に溶解させるかあるいは膨潤させる親溶媒
は希薄な気体状態で応力を付加した樹脂に接触させると
良く、樹脂の膨潤や溶解を示さない貧溶媒にあっては濃
厚な気体または液体に接触させるのが好ましい。

【００１２】樹脂に伸び応力が強く付加されるとき、あ
るいは強い亀裂発現能をもつ溶剤が使用されると深い亀
裂が生じてシートの切断や折れが生ずるし、逆に伸び応
力が弱かったり低亀裂発現能の溶剤が選ばれるときはご
く浅い亀裂しか発生しないので使用する合成樹脂と溶剤
の組み合わせ毎に適当な伸び応力を選択し、亀裂の深さ
が２ミクロン以上でシートの厚みの２／３以下に調整す
る。また亀裂群の密度があまりに粗の時は斜め方向から
の入射光が亀裂面に入射する確率が低くなり異方性反射
の能率が落ち、逆に余りにも密であれば理想拡散反射特
性に近くなって樹脂シートの鉛直側への反射成分が多く
なるので、相互にほぼ平行な亀裂の平均間隔は平均亀裂
深さの１／２０から１０倍程度になるよう作成されるの
が好ましい。

【００１３】シートに一定方向の伸び応力をかけながら
亀裂群を生じさせた後にさらに方向を変えた伸び応力を
かけながら亀裂群を生じさせることをくりかえすと亀裂
方向の異なる複数の、相互に平行な亀裂群を同一のシー
ト上に作成でき、また湾曲面や巻き付け面をかえながら
亀裂作成を行えばシートの表裏にそれぞれ亀裂群を生じ
させることができる。亀裂群を作成したシートに組み合
わされる平面鏡としては通常のガラス鏡やアルミニウム
や銀などを蒸着したフィルムあるいは鏡面研磨された金
属が好適で、亀裂群が作成されたシートの裏面に空間を
あけてシートと平行に重ねたり貼り合わされるが、予め
金属蒸着を施した非晶質透明樹脂シートに上述の方法で
亀裂群を生じさせても本発明の異方性反射シートが得ら
れる。

【００１４】

【作用】透明樹脂シートに斜め方向から光を照射すると
光はシートの表面すなわち空気樹脂界面で屈折し、樹脂
シート中に進入する。この進入光はシート表面と直交す
る様に配置された亀裂面すなわち樹脂空気界面にたいし
て必ず臨界角以上で入射するので、各亀裂面では損失無
しに全反射がおこる。相互に平行に配置された亀裂面群
を持つシートに亀裂方向に直角になるようシートの斜め
上方から光を照射すると、入射光は表面で屈折し亀裂面
で全反射を繰り返し裏面に達するが、裏面に平面鏡が置
かれると再度シート中に戻り、この過程がくりかえされ
シート表面から屈折して出光する。

【００１５】この過程で亀裂面での全反射が奇数回おき
たときは出光方向は亀裂面の入射光側に、偶数回の時は
その反対側になるので、入射光のほぼ５０％が入射光軸
上に有効に反射される。 亀裂方向に対し角度をつけて
斜め上方から光を照射するときは出光軸は亀裂面を含む
面とシート表面を含む面とに相互に直交する面に対して
対称な方向となる。 亀裂群は非晶質透明樹脂シートの
表面側あるいは鏡面側のいずれに作成されていても良
く、両側に存在していても良いし入射面側を亀裂のない
透明樹脂シートで覆っても良い。 さらに亀裂方向の異
なる複数の相互にほぼ平行な亀裂群を同一の樹脂シート
中に混在させると反射光軸を分岐する事が出来る。本発
明の方法で作成される亀裂面は相互にほぼ平行ではある
ものの、わずかに平行誤差があるので、反射光は主光軸
を中心に若干の広がりを示す。

【００１６】

【発明の実施の形態】 発明の実施の形態を実施例１か
ら実施例４で以下に示す。

【実施例１】厚さ１００ミクロン、幅１ｃｍ，長さ１０
ｃｍのポリエーテルサルフォンフィルム（三井東圧化学
（株）製、商品名ＴＡＬＰＡ１０００）を両端を固定し
た長さ２ｃｍ直径２ｍｍの鋼鉄線に半周だけ巻き付け、
外周部に伸び応力をかけながらイソプロピルアルコール
を塗布したところ鋼鉄線に平行に、すなわち応力の方向
にたいして直角方向に０．５ｍｍから３ｍｍの長さで解
裂した、深さ５ミクロンから３０ミクロンの微細クラッ
クが約６０ミクロンから９０ミクロン間隔でほぼ平行に
巻き付け部全面に生じた。

【００１７】

【実施例２】２軸延伸した厚さ０．５ｍｍのポリスチレ
ンシート（三菱化学（株）製、商品名サントクリヤー）
を２ｃｍ幅長さ１０ｃｍに切り、直径１５ｍｍのステン
レスパイプに半周巻き付け、次いで同じ部分を裏返して
同様に巻き付けシートの両面に亀裂群を作成した。 亀
裂は平均深さ約６０ミクロン、長さは０．４ｍｍから
１．２ｍｍでシートの両面に５ミクロンから１２ミクロ
ン間隔でほぼ平行に密に生じた。

【００１８】

【実施例３】厚さ０．３ｍｍのポリカーボネートシート
（筒中プラスチック（株）製商品名ポリカエース）を幅
３ｃｍ，長さ６ｃｍに切断し、曲率１ｃｍになるように
リングを作りセロハンテープで固定した。これをノルマ
ルヘキサンのガスで充満した５００ｃｃのビーカー中に
１分間挿入し、取り出してリングをほどいたところ平均
長さ６ｍｍ，平均深さ９０ミクロン、の亀裂が８０ミク
ロンから１１０ミクロン間隔でほぼ平行に生じた。

【００１９】

【実施例４】実施例１−３で作成した亀裂群を持つ樹脂
シートの裏面に銀蒸着フィルムをかさねて異方性反射シ
ートを作成した。 これらのサンプルに１ｍの距離から
スポットライト（ＬＰＬ（株）製、商品名 ＶＬ２０
２）で入射角度が４０度になるように照明しながらトプ
コン（株）製のＢＭ−７型輝度計で入射側から角度をか
えながら反射輝度を計測した。比較のために同条件で白
紙のコピー用紙と市販の再帰性反射シートも測定した。
得られた輝度値は表１のごとくで、実施例１−３の異方
性反射シートはいずれも高能率にかつ広角度に光を入射
側に反射する事が確認された。

【００２０】

【表１】

【００２１】

【発明の効果】本発明は非晶質透明合成樹脂シートに伸
び応力をかけるかまたは伸び応力を付加しながら有機溶
剤雰囲気にさらすという簡便な方法で樹脂シート中に厚
み方向に成長した相互にほぼ平行な微細な完全反射面を
多数作成させ、平面鏡と組み合わせることで斜め方向か
らの入射光を効率よく、比較的に広角に入射方向に反射
する新規な異方性反射シートを提供するので、たとえば
市街地での交通標識や屋上に設置される照明付き看板な
どの照明照射軸と視認軸の異なる表示物や道路側端に道
路と平行に付設された縁石や中央分離帯、ガードレール
などに貼付される夜間警告標識に有用な新規の異方性反
射シートが安価に作成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】シートの片面に亀裂群を有する異方性反射シー
トの断面図である。

【図２】シートの両面に亀裂群を有する異方性反射シー
トの断面図である。

【図３】一方向の平行な亀裂群を有する異方性反射シー
トの平面図である。

【図４】二方向の平行な亀裂群を作成した異方性反射シ
ートの平面図である。

【符号の説明】

１ 非晶質透明樹脂シート ２ 亀裂群 ３ 平面鏡

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 厚さ方向に成長した相互にほぼ平行な微
   細亀裂群を持つ非晶質透明樹脂シートと、このシートの
   一方の面にシートと平行に直接にあるいは透明層を介し
   て平面鏡を付設した事を特徴とする異方性反射シート。
2. 【請求項２】 非晶質透明樹脂シートにガラス転移点以
   下の温度で一定方向の伸び応力をかけストレスクラッキ
   ングを生じさせて相互にほぼ平行な微細亀裂群を作成し
   たことを特徴とする請求項１記載の異方性反射シート。
3. 【請求項３】 非晶質透明樹脂シートに一定方向の伸び
   応力を付加しながら有機溶剤またはその蒸気に接触させ
   て相互にほぼ平行な微細亀裂群を作成したことを特徴と
   する請求項１記載の異方性反射シート。