KR20000048606A - 형상 메모리를 갖는 결합층내에 매립된 재귀 반사성 소자를 구비 - Google Patents

형상 메모리를 갖는 결합층내에 매립된 재귀 반사성 소자를 구비 Download PDF

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KR20000048606A
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스프레이그 로버트 월터
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Abstract

돌출부가 있는 제1 표면에 부분적으로 매립된 복수의 재귀 반사성 소자를 갖는 결합층을 포함하는 재귀 반사성 시트를 제조하는 방법은 상기 결합층을 제1 프로파일로 형성하는 단계와, 상기 시트에 재귀 반사성 소자를 매립하는 단계와, 형상 메모리를 통해 제1 프로파일에 재저장되도록 결합층을 활성화하는 단계를 포함한다.

Description

형상 메모리를 갖는 결합층내에 매립된 재귀 반사성 소자를 구비한 재귀 반사성 시트와 그 제조 방법{RETROREFLECTIVE SHEETING WITH EMBEDDED RETROREFLECTIVE ELEMENTS IN A BINDER LAYER WITH SHAPE MEMORY AND METHOD FOR FORMING THE SAME}
미소 구체를 포함하는 여러 가지의 재귀 반사성 시트는 교통 표지판, 도로 표지판, 포장 도로 표시, 유목성 테이프 등에 사용된다. 이러한 시트를 예시하는 실시예는 웨버(Weber)에게 허여된 미국 특허 제 3,005,382호와 일본 공개 특허 제 57-27748호에 개시되어 있다.
이 시트는 일반적으로 중합의 결합층과 복수의 미소 구체를 포함하고, 일반적으로 단층에 배열되고, 부분적으로 결합층으로부터 매립되고 돌출된다. 미소 구체는 일반적으로 알루미늄, 은 또는 유전체 코팅과 같은 반사층을 갖거나, 다른 실시예에서 결합층은 티타늄 이산화물, 금속 플레이크, 진주의 플레이크 등의 염료 입자와 같은 반사성 입자를 포함하여 재귀 반사성 효과를 제공하도록 미소 구체와 광 결합하는 기능을 한다.
이 시트는 일반적으로 미소 구체의 단일층의 평면과 대체적으로 수직인 입사각에서 가장 효과적인 재귀 반사성 성능을 제공한다.
교통 표지판과 같은 대부분의 응용예에서 표시와 시트가 일반적으로 접근하는 방향에 대해 수직으로 놓여져서 효과적인 재귀 반사성 효과가 얻어진다.
예를 들어 차량의 측면과, 터널, 가이드 레일, 도로 표면 등의 측면상에 사용되는 시트와 접하게 되는 것과 같이 고 입사각에서 재귀 반사성 성능을 향상시키기 위해, 미소 구체의 적어도 관찰자에 대해 보다 수직적으로 놓여지도록 한 시트에 돌출부를 형성하는 것으로 알려져 있다. 이러한 구성은 아주 높은 입사각에서 효과적인 재귀 반사성이 요구되는 인도 표시 테이프에서 광범위하게 사용되어 왔다. 예를 들어, 윅코프(Wyckoff)에게 허여된 미국 특허 제 5,316,406호를 참조하면 이해할 수 있다.
재귀 반사성 소자를 내장하고 있는 돌출부를 갖는 지지층을 이루기 위한 몇몇 방법은 공지되어 있다.
일부의 실시예에서, 포말 성분은 편평한 기판 상의 소정의 장소에 인가되고, 결합 수지와 반사 염료를 포함하는 페인트와 같은 액체 성분은 기판 표면 상에 코팅된다. 미소 구체는 액체 성분의 표면에 분사되어 부분적으로 매립된다. 상기 성분은 미소 구체를 보호하기 위해 경화되고 포말 성분은 예를 들어, 미소 구체로 돌출부를 형성함으로써 결합층의 일부를 상승시키기 위해 열로 활성화된다. 이러한 방법의 예를 일본 공개 특허 공보 제 55-65524호와 제 57-193352호에 개시되어 있다.
일부의 실시예에서, 열가소성 수지로 제조된 기판은 기판상의 돌출부로 표면을 형성하도록 융기된다. 결합 수지와 반사성 염료를 포함하는 페인트는 오목부분을 채워 평평한 면을 얻기 위해 충분한 두께로 표면을 코팅한다. 미소 구체는 부분적으로 표면에 매립되고, 결합 수지는 이 미소 구체를 보호하기 위해 경화된다. 이 구조는 기판이 평평한 형상으로 되돌아 가도록 가열됨으로써 결합층의 코팅 두께의 차이에 따라 돌출부가 형성되도록 결합층을 변형시킨다. 이 방법의 예는 일본 공개 특허 공보 제 53-46363호와 제 53-46371호에 개시되어 있다.
실시예에서는 주름지고 수축하는 페인트가 사용된다. 결합 물질과 반사성 염료를 포함하는 페인트는 기판을 코팅하고, 미소 구체는 부분적으로 기판에 매립되며, 페인트는 기판의 미소 구체를 건조시키고 보호하기 위해 가열되고, 주름져서 미소 구체가 돌출된다. 이 접근 방법의 실시예는 일본 공보 제 5-10102호에 개시되어 있다.
다른 방법은 에이그만(Eigenmann)에게 허여된 미국 특허 제 4,069,281호와 일본 공고 제 58-237248호에 개시된 바와 같이 돌출부를 형성하는 단계와 부분적으로 미소 구체를 매립하는 단계를 포함한다. 영국 특허 제 2,251,091호는 알루미늄층에 부착한 미소 구체를 포함하는 재귀 반사성 시트에 대해 설명되고 독일 특허 제 3,039,037호는 미소 구체가 부착된 상승된 영역을 갖는 측면으로된 차량 타이어를 설명한다.
각 접근법은 몇가지의 결함이 있다. 경화 및/또는 건조되기 전에 약간 부드러워지면, 미소 구체가 결합층에 제공되기 때문에 미소 구체가 매립되는 깊이를 제어하는 어려움이 있다. 이는 미소 구체가 일정하게 매립되는 소정의 형태와 크기의 돌출부를 형성하는 것을 어렵게 한다. 미소 구체가 충분히 깊이 매립되지 않으면, 미소 구체는 쉽게 제거되는 경향이 있다. 미소 구체가 너무 깊이 매립되면, 재귀 반사성 반응은 저감된다. 미소 구체가 일정하게 매립되지 않으면, 완성품은 재귀 반사성 효과에 대해 소정의 획일성을 제공하지 않는다. 마지막으로, 아주 높은 입사각에서 재귀 반사성에 대한 장점을 갖는 피라미드와 프리즘의 형태로 돌출부를 형성하기가 어렵다.
본 발명은 고 입사각에서 효과적인 재귀 반사성을 제공하는 재귀 반사성 시트를 제공하는 것에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 이러한 시트를 제조하는 방법을 제공한다.
간단하게 말하면, 본 발명의 방법은:
a) 제1 및 제2 측면을 가지며 형상 메모리를 표시할 수 있는 결합층을 제공하는 단계와;
b) 제1 측면이 하나 이상의 돌출부를 갖도록 결합층을 소정의 제1 프로파일로 형상하는 단계와;
c) 복수의 재귀 반사성 소자를 제공하는 단계와;
d) 재귀 반사성 소자가 결합층에 부분적으로 매립되고 상기 층이 제2 프로파일로 변형되도록 결합층의 제1 측면에 재귀 반사성 소자를 제공하는 단계와;
e) 재귀 반사성 소자가 부분적으로 매립된 것을 유지하는 동안 제1 프로파일에 되돌아가도록 결합층을 활성화하는 단계를 포함한다. 일반적으로 이 방법은 제1 프로파일로 되돌아가는 결합층을 활성화한 후,
f) 소정의 제1 프로파일내의 결합 지지층을 안정시키는 단계를 추가로 포함한다.
간단하게 요약하면, 본 발명의 재귀 반사성 시트는 재귀 반사성 시트의 표면에 부분적으로 매립된 재귀 반사성 소자를 갖는 결합층을 포함한다. 결합층은 제1 및 제2 측면을 가지며, 제1 측면은 하나 이상의 돌출부로 이루어지고, 상기 돌출부는 부분적으로 매립된 하나 이상의 재귀 반사성 소자를 구비한다. 이전에 공지되어 프로파일되거나 패터닝된 재귀 반사성 시트에 대한 중요한 특성은 결합층이 변형되고 소정의 최종 형태로 되기 위해 재귀 반사성 소자가 매립된후 작용하는 "형상 메모리"라고 칭하는 물질에 있다.
본 발명의 시트는 전체 표면에 고 입사각에서 효율적인 재귀 반사성 효과를 제공할 수 있다. 본 발명의 시트는 실시예에 대해 효과적인 재귀 반사성 성능을 제공하도록 소정의 형상이나 프로파일로 제조될 수 있다.
본 발명은 저 입사각 및 고 입사각 모두에서 효과적인 재귀 반사성(retroreflective)을 제공하는 재귀 반사성 시트와 이러한 시트의 제조 방법에 관한 것이다.
도 1은 제1 프로파일에서 본 발명의 시트의 결합층의 단면도.
도 2는 표면에 부분적으로 매립된 반사성 소자를 갖는 제2 프로파일의 결합층을 도시하는 본 발명의 중간 시트의 단면도.
도 3은 결합층의 형태가 복구되고 제1 프로파일로 되돌아가는 최종 시트의 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 결합층을 형성하는 몰딩 부분의 사시도.
도 5는 실시예의 시트의 재귀 반사성 특성을 평가하는데 사용된 장치의 개략도.
전술한 바와 같이 본 발명에 따른 재귀 반사성 시트의 제조 방법을 요약하면,
a) 형상 메모리를 표시할 수 있고 제1 및 제2 측면을 갖는 결합층을 제공하는 단계와;
b) 제1 측면이 하나 이상의 돌출부를 갖도록 결합층을 소정의 프로파일로 형성하는 단계와;
c) 복수의 재귀 반사성 소자를 제공하는 단계와;
d) 재귀 반사성 소자가 결합층에 부분적으로 매립되고 결합층이 제2 프로파일로 변형되도록 결합층의 제1 측면에 재귀 반사성 소자를 공급하는 단계와;
e) 재귀 반사성 소자를 유지하는 소정의 제1 프로파일로 되돌아가도록 결합층을 활성화시키는 단계와;
f) 되돌아온 후에 소정의 제1 프로파일에서 결합 지지층을 안정시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 시트의 결합 물질은 형상 복구나 형상 기억 예를 들어, 소정의 형태나 프로파일로 돌아가도록 활성화하는 경향을 나타내는 중합제를 포함한다. 이는 소정의 제1 프로파일로부터 제2 형상이나 프로파일로 압력에 의해 변형될 수 있고, 예를 들어 압력을 가하지 않고 열에 의해서 활성화하는 제1 형상이나 프로파일로 돌아갈 수 있는 물질이다. 이러한 수지의 사슬형 중합체는 이들의 이동이 물질적, 화학적 분자간 가교 결합과 분자들의 얽히는 것에 의해 제한되어 동적이다. 이러한 제한은 형상을 기억하고 복구하는 결과를 갖는다.
수지는 재귀 반사성 소자의 매립을 허용하기에 충분한 열가소성 물질이다.
또한, 결합 물질은 이들이 최종 물질로 남도록 재귀 반사성 소자에 확실히 부착될 수 있다. 또한, 결합 물질은 바람직하게 영구적이다. 즉, 최소의 이용 가능한 서비스 기간동안 퇴색되거나, 부서지고, 갈라지는 것 없이 본 명세서에서의 용도를 견딜 수 있다.
결합 물질은 다음과 같은 저장 계수(이하에서 Mo로 언급한다)를 나타낸다: (1) 동적 점탄성 방법에 의해 측정된 적어도 25℃에서 3 X 106dyne/㎠, 더 바람직하게는 약 1 X 107~3 X 109dyne/㎠이고, (2) 120℃에서 9 X 106dyne/㎠보다는 적고, 바람직하게는 약 1 X 105~5 X 106dyne/㎠사이이다. Mo는 1㎐의 주파수에서의 압축 모드에서 RHEOMETRIX의 RSA II를 사용하여 측정될 수 있다. 이러한 물질은 본 발명에 따라 소정의 제1 프로파일의 넓은 범위로 된 결합층을 형성하는데 효과적으로 사용된다.
25℃에서의 저장 계수가 이 범위보다 낮으면, 합성 결합층은 소정의 형상 메모리를 나타낼 수 없고 소정의 제1 프로파일을 효과적으로 복구하지 않는다. 더나아가 재귀 반사성 소자는 합성 결합층에 의해 효과적으로 유지되지 않아서 결과적으로 재귀 반사성 효과가 저하된다.
120℃에서의 저장 계수가 표시된 범위보다 높으면, 결합층은 재귀 반사성 소자의 효과적인 매립을 허용하기에 불충분한 열가소성제일 수 있다. 결과에 따라 소자는 합성 결합층에 의해 효과적으로 유지될 수 없다.
특히, 25℃에서의 저장 계수는 외부의 명세서에서 늘어난 영구성에 대해 적어도 1 X 107dyne/㎠가 적당하다.
결합 물질은 미세한 특성을 갖는 표면을 몰드하기 쉽고 효과적인 응용예를 실현하는 높은 흐름 특성을 나타낸다.
본 발명에서 사용될 수 있는 공지된 형상 메모리 수지의 몇몇 실시예는 폴리보르닌, 스틸렌-이소프렌 중합체, 폴리우레탄 수지등을 포함한다. 효과적인 유지성을 산출하는 동안 재귀 반사성 소자를 효과적으로 매립하는 적절한 범위의 연화점을 갖는다. 이 연화점은 80℃~200℃, 더 바람직하게는 90℃~180℃의 범위이다.
적당한 단위체의 실시예는 약 -50℃~약 80℃사이에서 유리 변화 온도를 갖는 동종 중합체 예를 들어, 페녹시아크릴레이트 이소옥틸 아크릴레이트, 3차 부틸아크릴레이트를 산출하는 적어도 하나의 (메타)아크릴 단위체를 포함한다. 이러한 물질들은 경화에 따라 뛰어난 몰딩 특성과 형상 메모리 특성을 표시함을 알 수 있다.
최종 결합층의 결합력과 열저항성은 약 80℃~약 150℃사이의 유리 변환 온도를 갖는 동종 중합체를 생성하는 적어도 하나의 (메틸)아크릴레이트 단위체에 내장함으로써 향상될 수 있다. 실시예는 아크릴산, 이소보닐 아크릴레이트등을 포함한다. 제2 단위체는 단위체에 따라 전체 단위체 소자의 약 0~85중량%로 구성된다. 예를 들어, 제1 단위체가 이소옥틸 아크릴레이트이고 제2 단위체가 아크릴산이면, 아크릴산의 양은 약 10~40중량%의 범위내가 적절하다. 10중량%이하이면, 25℃에서의 저장 계수는 합성 결합층이 형상 메모리를 충분히 나타내지 못하도록 더 낮다. 아크릴산 내용물이 40중량%이상이면, 120℃에서의 저장 계수는 매우 높고 결합층이 열가소성제를 충분히 나타내지 못하여 재귀 반사성 소자를 부착하는게 어렵다.
중합체의 일부 실시예는 페녹시에틸 아크릴레이트 동종 중합체, 60~90중량%의 이소옥틸 아크릴레이트와 10~40중량%의 아크릴산을 포함하는 공중합체, 이소옥틸 아크릴레이트와 이소보닐 아크릴레이트와 공중합체와 테리티아리 부틸 아크릴레이트 동종 중합체를 포함하여 사용될 수 있다.
결합층은 일반적으로 소정의 제1 프로파일을 정하는 몰드에 구성되는 액정 선구 물질을 부음으로써 형성된다. 선구 물질 구성은 예를 들어, 약 1~100센티포즈 사이의 약 25℃의 점성 계수의 비교적 높은 흐름 특성을 갖고, 양호한 구성을 갖는 패턴은 이미 달성될 수 있다. 예를 들어, 페녹시에틸 아크릴레이트 수지는 약 25℃의 약 8~9 센티포즈의 점성도를 갖는다. 상기 수지의 필수적으로 구성하는 선구 물질 구성은 몰드 표면을 갖는 접촉면에서 공기 기포를 추출하는 것 없이 양호한 형식의 몰드에 신속하게 부을수 있다. 이 예에서, 몰드에 형상화하기 전에 선구 물질을 부분적으로 중합시키는 것이 바람직하다.
일반적으로 액정 선구 물질 구성은 가교 결합제를 추가로 포함한다. 예를 들어, 결합층이 페녹시에틸 아크릴레이트와 같은 아크릴 중합체로 제조될때, 가교 결합제로서 1,6-헥산디올 디아크릴레이트와 같은 다기능적인 아크릴 단위체를 더 포함한다.
가교 결합제, 결합 수지등의 형태에 따라, 구성은 일반적으로 가교 결합제의 약 0.01~약 0.1중량부 사이에 포함되고, 더 바람직하게는 아크릴 단위체의 약 100중량부당 약 0.02~약 0.05중량부를 포함한다. 가교 결합제는 일반적으로 합성 결합층의 열 저항성을 증가시키고 형상 메모리 특성에 효과적으로 기여한다. 그러나, 구성이 가교 결합제의 양을 초과하여 포함하면, 층은 재귀 반사성 소자의 매립을 쉽게 하기에 충분한 열가소성제일 수 있다.
몰드는 결합층의 소정의 최종 형상이나 프로파일의 형성에 고안된다. 전형적으로 형상은 평평한 면에서 규칙적으로 배열된 최소 크기로 복수의 상승된 부분이나 돌출부를 포함한다. 실시예는 피라미드형의 형상, 프리즘, 원뿔, 부분적 구 , 원뿔대, 평행한 모서리나 선, 평행하거나 둘러싸인 사인 곡선등을 포함한다. 돌출부의 소정의 형상은 소정의 재귀 반사성 특성과 예상된 사용 조건에 의해 부분적으로 결정된다.
피라미드형 형상은 기저면으로부터 상승된 부분의 꼭대기로 연장하는 측면을 특징으로 한다. 일반적으로 측면이 평평한 것이 바람직하다. 예를 들어, 기저면과 측면사이의 경사각이 약 30°~80°, 바람직하게는 약 40°~75°가 적당하다. 경사각이 약 30°보다 더 작으면, 높은 입사각에서의 재귀 반사성 성능은 손상된다. 경사각이 약 80°를 초과하면, 재귀 반사성 성능은 다른 입사각에서 바람직하지 않게 감소된다. 특정 실시예에 대한 최적의 경사도는 이미 당업자에게 선택되어 본 발명에 따라 이미 향상될수 있다.
근접 상승된 부분에 대한 상승 부분의 꼭대기로부터의 거리는 일반적으로 약 0.1~20㎜사이의 범위이고, 더 바람직하게는 약 0.3~10㎜의 범위이다. 거리가 이 범위보다 더 작으면, 하나의 돌출부에 매립된 재귀 반사성 소자의 수는 매우 작아서 재귀 반사성 밝기를 감소시킨다. 상승부의 높이에 따라 거리가 20㎜를 초과하면, 높은 입사각에서의 재귀 반사성 성능은 감소될 수 있다. 일부 공통 거리는 약 2~5㎜사이의 상승부의 높이이고 근접 상승부의 거리는 약 10~20㎜이다.
몰드는 결합층 구성의 특성, 경화 조건, 제조된 결합층의 크기등에 따라 다수의 적절한 물질로 제조된다. 몰드된 물질의 실시예는 유리, 플라스틱, 세라믹 및 금속을 포함한다.
소정의 형상은 적절한 기술 예를 들어, 기술자, 압형, 에칭, 핀 번들링에 의한 몰딩을 통하여 몰드로 형성된다.
몰드에 제공될때, 액정 선구 물질 구성은 일반적으로 방사 배열로 중합된다. 실시예는 자외선 방사, 전자빔 및 열을 포함한다.
조직에 따라, 하나 이상의 광 중합반응 기폭제 예를 들어, 경화 시간을 단축시키고 공급된 방사의 낮은 양으로된 중합 반응을 이루는 구성에서 기본 중합 반응 기폭제를 내장하는데 용이하다. 실시예는 벤조인, 벤조인 메틸 에테르, 벤조인 n-프로필 에테르, 벤조인 n-부틸 에테르, 벤질, 벤조페논, p-메틸벤조페논, 디아세틸, 데오신, 티오닌, 마이클의 케논, 아세오페논, 2-클로로티옥산톤, 안싸퀴논, 클로로안싸퀴논, 2-메틸안싸퀴논, α-하이드록시이소부틸페논, p-이소프로필-α-하이드록시이소부틸페논, α, α´-이클오로-4-페녹시아세토페논, 1-하이드록시-1-사이클로헥실악토페논, 2, 2-다이메토시-2-페닐아세토페논, 메틸벤조인 포르마테, 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]-2-몰포리노프로펜, 다이클로오티옥산톤, 디이소프로필티옥산톤, 페닐디술피드-2-니트로소플루오렌, 부틸로인, 아니소인 에틸 에테르, 아조비시소부틸오니트릴, 테트라메틸트리우람 디술피드등을 포함한다.
광중합 반응 선구 물질은 일반적으로 단위체의 100중량부당 약 0.1~5중량부 사이에서 사용된다. 레이저 양은 충분한 이득을 제공하지 않는다. 5중량부를 초과하는 양은 일반적으로 비경제적이다. 또한, 남은 비활성된 선구 물질은 경화된 물질의 물질적 특성을 낮게한다.
광중합 반응 촉진제는 광 중합 반응 선구 물질과 결합하는데 사용된다. 실시예는 트리에틸아민, 트리에탄오아민, 2-다이틸라미노에탄올등과 같은 텔티아리 아민; 트리페닐프스핀등과 같은 알킬- 또는 아릴포스핀; β-트리오그리콜등과 같은 티올스를 포함한다.
적절한 방사 소스는 이미 당업자에 의해 선택될 수 있다. UV 소스의 실시예는 수은 램프, 고압력 수은 램프, 초-고압력 수은 램프, 크세논 램프, 카본 아크, 금속 할로겐 램프등을 포함한다. 구성은 기저막을 사용하지 않을때 UV에 노출되는 동안 흡입 공기에 따라 달려있다.
UV 방사 강도는 일반적으로 약 50~250W/㎠사이에 있고, 약 500~5000mJ/㎠ 사이에 있다.
바람직하게는, UV 방사동안 액정 선구 물질 구성(결합층의 제2면과 동일)에서 노출된 면은 UV 방사에는 통과하지만 낮은 산소 투과성과 결합층보다 더 높은 열 저항을 나타내는 커버 시트나 기저막으로 덮여진다. 이는 중합 방사를 방해하는 산소로부터 이를 보호하는 동안 구성의 UV 방사를 인정한다. 또한, 기저막은 후의 제조 단계 예를 들어, 재귀 반사성 소자의 매립동안 플래튼을 압축하여 용해하는 단계에서 결합층을 보호할 수 있다. 적당한 기저막의 실시예는 폴리에스테스 필름, 폴리올레핀 필름등을 포함한다.
액정 선구 물질 구성은 소정한 바와 같이 다른 추가제를 포함할 수 있다. 실시예는 무기물과 유기물의 미세 입자와 주입기, 안정제, 염료등을 포함한다. 이들 추가제는 경화 장치를 과도하게 방해하지 않거나, 합성 결합층의 바람직하지 않은 특성을 전하지 않는다.
다음은 결합층을 경화하고 몰드는 분리된다. 결합층과 몰드의 표면으로 부터의 물질의 원리에 따라, 액정 선구 물질내의 릴리스제를 결합시키고 액정 선구 물질의 응용전에 몰드의 표면에 릴리스제를 첨가하거나 소정의 릴리스 특성을 이루기 위해 부분층을 사용하는 것이 바람직하다.
도 1은 기저막(4)상의 결합층(3)을 도시한 도면이다.
적절한 재귀 반사성 소자는 당업자에 의해 이미 선택되었다. 재귀 반사성 소자는 일반적으로 자체 내포되어 있다. 즉, 추가 소자없이 재귀 반사성 효과를 제공할 수 있거나 소정의 재귀 반사성를 제공하는 추가 소자를 필요로한다.
일반적으로 재귀 반사성 소자는 미소 구체이다. 적절한 미소 구체는 당업자에 이미 공지되어 있다.
일반적으로 미소 구체는 유리, 세라믹 또는 중합체이고, 대부분의 경우에는 약 1.5~2.2 사이, 바람직하게는 약 1.9~1.95사이의 굴절률을 갖는다.
미소 구체의 평균 직경은 약 40~200마이크론, 바람직하게는 약 50~150마이크론이다. 굴절 작용에 따라 손상될 수 있는 최종 물품이 재귀 반사성 성능을 더 작게 하면, 범위를 넘는 미소 구체도 사용 가능하다. 더 큰 미소 구체는 더 두꺼운 완성품을 산출하는 경향이 있다. 또한, 층으로된 미소 구체는 빽빽하게 팩킹될 수 없고 시트를 통과하는 재귀 반사성 작용이 균일하게 되지 않는다.
미소 구체는 알루미늄, 은 또는 절연 코팅의 반구 코팅과 같은 부분에 반사 코팅을 갖는다. 미소 구체는 자체 재귀 반사된다. 이와는 달리, 미소 구체는 염료 플레이크가 결합층에 결합되도록 반사 코팅과 반사 물질에 자유스럽다. 이 광시스템은 다수의 재귀 반사성 포장 표시에 사용되는 것과 유사하다.
미소 구체는 예를 들어, 알루미늄, 은 또는 절연 물질의 반구 코팅과 같은 반사층을 포함한다.
이와는 달리, 결합층은 적어도 미소 구체가 매립된 층에 반사 입자를 포함할 수 있다. 실시예는 알루미늄 플레이크, 진주 염료 플레이크 및 티타늄 이산화물을 포함한다. 적절한 입자는 당업자에 의해 이미 선택되어 있다.
재귀 반사성 소자는 일반적으로 예를 들어, 종이 표지에 열가소성의 중합층에 부분적으로 매립된 일시 캐리어상에 배열된다. 이러한 방식으로 매립되어, 미소 구체는 소정의 팩킹 밀도(일반적으로 합성 물품에서 최대 재귀 반사성 성능을 제공하도록 빽빽하게 팩킹된다)의 단위층에 배열되고, 예를 들어 알루미늄 증기 코팅과 같은 반사층을 공급하도록 배치된다. 이 기술은 당업자들간에 이미 공지된 사실이다.
또한, 일시 캐리어는 재귀 반사성 소자를 결합층의 소자에 매립하기 위해 충분한 압력을 가진 결합층의 제1 측면에 압력을 가하는 종래의 방식을 제공한다.
결합층내의 재귀 반사성 소자를 매립하는 최적의 조건은 장비 사용(예를 들어, 고무 롤러사이의 시트를 지나가는), 온도, 압력, 소자에 대한 결합층의 결합 시간, 제1 프로파일등에 달려있다.
대체적으로, 결합층내의 재귀 반사성 소자를 매립하는 온도는 결합층의 연화점과 유출점에 의해 정의되는 범위로부터 선택되고 일반적으로 약 80°~140°이다. 가열 온도가 너무 낮으면, 결합층에 의해 배양된 재귀 반사성 소자의 매립 깊이와 이들에 접착되는 강도는 충분하지 않을 수 있다. 온도가 너무 높으면, 결합층은 소정의 제1 프로파일을 효과적으로 회복할 수 없다.
압력이 일시 캐리어에 제공됨에 따라, 결합층은 두개의 일반적인 방법으로 변형한다. 연속하여 배치되는 방식에서, 재귀 반사성 소자는 결합층에 접촉하고, 압력과 강도에 따라 결합층에 가하여진다. 따라서, 결합층의 표면부는 인공적으로 변형된다. 결과적으로, 결합층의 표면부의 형상 메모리는 크게 감소되거나 손실된다. 대조적으로, 결합층내의 돌출부는 비교적 낮은 압력으로 변형된다. 이는 형상 메모리 특성을 유지한다.
매립에 따라서, 일시 캐리어는 벗겨지고, 재귀 반사성 소자는 결합층의 제1 측면으로 부분적으로 매립된다. 소자, 결합층 및 일시 캐리어는 소자가 결합층에 우선적으로 결합된다. 재귀 반사성 소자에 접착을 감소하기 위해 일시 캐리어내의 릴리스제를 내장하고, 또는 결합층에서의 결합제를 결합하거나 또는 재귀 반사성 소자에 결합 물질의 접착을 증가하기 위해 다른 물질을 사용한다.
도 2는 일시 캐리어가 제거된후 삽입물을 도시하는 도면이다. 완성품은 기저막(4)상의 결합층(3)의 제1 측면에 부분적으로 매립된 알루미늄 반사 코팅(2)을 갖는 미소 구체(1)를 포함한다. 도 1과 비교하면, 결합층은 제1 프로파일이고, 도 2에 도시된 결합층(3)은 제2 프로파일로 변형된다.
일시 캐리어가 제거되고 압력이 결합층의 제1 측면으로부터 제거된후, 매개자는 수지의 연화점과 결합층의 유리 변환 온도에 의해 규정된 범위내로 가열되도록 노출된다. 일반적으로, 범위는 약 30°~180°이다. 온도가 충분히 높지 않으면, 형상 복구는 늦어지거나 전혀 발생하지 않을 것이다. 온도가 너무 높으면, 돌출부내의 결합층은 돌출부내의 결합층은 조형가능하게 용융되어 소정의 제1 프로파일보다는 변형된 형상으로 안정화된다.
도 3은 기저막(4)상의 결합층(3)의 제1면에 부분적으로 매립된 알루미늄 반사 코트(2)로 된 미소 구체(1)를 포함하는 완전한 시트를 도시한다. 도 1 및 도 2와 비교함에 따라 결합층(3)은 소정의 제1 프로파일이나 형상에 저장된다.
이 경우에, 형상 회복후에 결합층을 가교 결합하는 것이 바람직하다. 이 단계는 결합층을 안정화시키거나 후 가교 결합한다. 후 가교 결합은 예를 들어, 개선된 열 저항과 용해 저항과 같은 향상된 환경적 영구성을 장점으로 한다. 사용의 조건에 따라 더 분해하기 어려운 결합층으로 된다.
후 가교 결합은 결합층이 초기 경화 형상 회복 장치에 관여하지 않는 하나 이상의 가교 결합 소자를 포함하는지를 유도한다. 예를 들어, 결합층이 초기 형성, 재귀 반사성 소자 매립 및 형상 회복동안 종속되는 온도보다 더 높은 온도에서 가교 결합을 초기화하는 소자를 포함한다. 다른 목적에서 수분 경화식 가교제를 포함한다. 가교 결합제의 사용 없이 전자빔 방사동안 형성된다.
중합 가능한 가교 결합제의 실시예는 포스포릭산군(활성 수소 원자를 갖는 포스페이트군을 포함하는), 글리이딜 (메틸)아크릴레이트를 포함하는 N-알콕시알킬아크릴아미드, 아크릴아미드, N-메틸올아크릴아미드, (메틸)아크릴레이트와 같은 열 경화식 가교 결합제; 2-이소시아나토에틸 (메틸)아크릴레이트, 시라놀군을 갖는 (메틸)아크릴레이트와 같은 수분 경화식 가교결합제; 레독스제앞에서 가교 결합제 작용을 실행하는 아미노, 니트로소 또는 니트로군을 포함하는 (메틸)아크릴레이트등을 포함한다. 후경화 가교 결합제의 양은 모든 단위체를 기본으로 하여 약 0.1~약 5.0 중량%사이이고, 바람직하게는 0.5~3중량%이다
촉매는 가교 결합 작용을 증가시키기 위한 상기 가교 결합제와 결합하는 것을 사용할 수 있다.
예를 들어, 습기가 있는 조건하에서, 향상된 재귀 반사성 성능을 이루기 위해 재귀 반사성 소자를 돌출하는 결합층의 제1 표면에 투명한 커버 필름을 적층시키는 것이 바람직하다. 일실시예에서, 결합층이 열가소성의 특성을 나타내면, 커버 필름은 결합층의 제1면에 적층되고, 열과 압력은 결합층의 일부가 재귀 반사성 소자주변으로 흐르도록 결합층의 제2면의 선택된 부분에 제공되어 커버 필름과 접촉된다. 맥켄지(McKenzie)에게 허여된 미국 특허 제 3,190,178호와 맥그러스(McGrath)에게 허여된 제 4,025,159호에 이러한 접근법이 개시되어 있다.
본 발명의 상세한 설명은 이하의 청구범위에 정의되어 있다.
본 발명은 비제한적인 실시예에 의해 더 설명될 것이다. 다른 표시에도 불구하고, 모든 량은 중량부로 표시된다.
합성 시트의 재귀 반사성 성능은 표 1 및 표 2에 표시된 바와 같이 입사각과 관찰각도가 변화함에 따라 도 5에 도시된 형상을 사용하여 JIS Z 9117에 따라 증가된다. 테스트 방법은 재귀 반사성 면(12)을 갖는 시트(10), 샘플 센터(13), 재귀 반사성 면(12)과 수직인 축(14), 광원(16), 입사 또는 일루미네이션 축(17), 입사각(18), 리셉터(20), 관찰축(21) 및 관찰각(22)을 을 포함하는 도 5에서 개략적으로 도시된다.
실시예 1, 2, 및 비교예 A
결합층은 100중량부의 페녹시에틸 아크릴레이트(오사카 유기 화학 회사의 PEA)와 1중량부의 광 중합반응 기폭제(시바게이지사의 DAROCURETM1173)를 포함하는 액정 단위체를 구성으로 형성된다. 구성은 실리콘 고무로 제조된 몰드로 부어진다.
몰드는 도 4에 도시된 바와 같이 V자형의 홈으로 일정하게 형성된 이등변의 상승된 형태를 갖는다. 거리 a는 1.8밀리미터이고, 각 b는 70°이다. 각 홈은 약 2.47밀리미터의 깊이를 갖는다.
구성은 공동을 완전히 채우고, 홈의 바닥에서 약 2.5밀리미터의 표면으로의 전체 두께의 상승부로 흐르도록 몰드상에 붓는다. 50마이크론의 두께의 폴리에스터 텔레프탈레이트 필름은 액정 구성의 노출면에 놓인다.
액정은 소정의 프로파일을 갖는 결합층을 형성하는 자외선 방사에 노출됨으로써 경화된다. UV 방사는 높은 압력의 수은 램프(USHIO사의 UVL-N)에 의해 발생된 2500mJ/㎠의 소량이다. 동적으로 점성과 탄성을 갖는 벙법에 의해 측정된 25℃와 120℃에서 강도 계수 M0는 각각 1.27 X 107dyne/㎠와 3.38 X 105dyne/㎠이다.
약 1.9의 굴절률과 약 70마이크론의 평균 직경을 갖는 유리 미소 구체는 종이위의 폴리에틸렌의 층을 포함하는 일시 캐리어에 부분적으로 매립된다. 알루미늄 반사층은 약 100나노미터의 깊이에 유리 미소 구체의 노출부상에 침착된 증기이다.
미소 구체는 미소 구체의 면을 코팅한 알루미늄을 결합층으로 매립하기 위해 일시 캐리어의 이면에 120℃의 다리미로 압력을 가하여 결합증의 제1 측면에 적층된다. 미소 구체는 결합층에 부분적으로 매립된다. 결합층의 돌출부는 도2에 도시된 바와 같이 변형된다.
제1 프로파일은 약 10분동안 약 70℃의 오븐에서 구조를 이동함으로써 복구된다. 돌출부의 프로파일은 복구되고 도 3에 도시된 바와 같이 결합층에 정확하게 매립되어 유지된다.
실시예 2에서, 재귀 반사성 시트는 몰드가 다른 형태인 것을 제외하고는 실시예 1와 같이 제조된다. 거리 a는 0.36밀리미터이고 각 b는 45°이다.
비교 실시예 A에서, 재귀 반사성 시트는 평평한 플라스틱 시트가 결합층이 돌출부가 없이 평평하게 되도록 몰드대신에 사용되는 것을 제외하고는 실시예 1과 같이 구성된다.
합성 시트의 재귀 반사성 성능은 표 1과 표 2에서 평면으로 된다.
0.2°의 관찰각에서, 입사각(각도로)으로 표시되는 각 시트의 재귀 반사성 밝기(candela/lux/meter2)는 다음의 표 1과 같다.
입사각 시트 1 시트 2 시트 A
55 98.2 185 181
65 68.6 123 30.2
75 47.2 39.1 1.47
80 31.0 6.64 0
85 9.6 0 0
89.9 0 0 0
1.0°의 관찰각에서, 입사각(각도로)으로 표시되는 각 시트의 재귀 반사성 밝기(candela/lux/meter2)는 다음의 표 2와 같다.
입사각 시트 1 시트 2 시트 A
55 13.2 19.9 28
65 8.12 14 7.38
75 5.9 7.38 0.73
80 4.43 3.69 0
85 1.17 0 0
89.9 0 0 0
실시예 1, 2 및 A의 결과를 비교하면, 본 발명의 재귀 반사성 시트는 매우 높은 입사각 재귀 반사성 성능에 제공됨을 알 수 있다.
실시예 3 및 실시예 4
실시예 3에서, 재귀 반사성 시트는 99중량부의 페녹시에틸 아크릴레이트와 1중량부의 N-이소부토옥시메틸아크리아미드(Nitto Reiken Industries, Ltd의)의 혼합을 제외한 실시예 1과 같이 구성된다.
실시예 4에서, 재귀 반사성 시트는, 결합층이 형상 복구 후에 30분 동안 180℃에서 가열됨으로써 후 가교 결합되는 것을 제외하고는 실시예 3에서와 같이 구성된다.
실시예 3 및 4에서의 각각의 시트는 실시예 1의 시트와 같이 유사한 재귀 반사성 특성을 갖는다.
실시에 1, 3 및 4의 시트는 메틸 에틸 케톤에 적셔진다. 실시예 1의 시트의 결합층은 실시예 3 및 실시예 4의 시트의 결합층이 분해되지 않을 동안 분해된다.
160℃에서의 실시예 1, 3 및 4의 시트의 결합층의 저장 계수는 1.05 X 105, 3.75 X 105, 1.22 X 106dynes/㎠이다. 이 결과는 실시예 4의 시트가 세개의 시트간에서 가장 높은 열 안정성을 가짐을 나타낸다.
실시예 5~10
실시예 5~10에서, 재귀 반사성 시트는 다음의 단위체 구성이 사용되는 것을 제외하고는 실시예 1과 같이 구성된다. M0의 특성을 나타낸다.
실시예 5: 90%의 이소옥틸 아크릴레이트/10%의 아크릴산
25℃에서의 M0: 4.83 X 106dyne/㎠
120℃에서의 M0: 1.77 X 105dyne/㎠
실시예 6: 80%의 이소옥틸 아크릴레이트/20%의 아크릴산
25℃에서의 M0: 7.78 X 107dyne/㎠
120℃에서의 M0: 5.53 X 105dyne/㎠
실시예 7: 70%의 이소옥틸 아크릴레이트/30%의 아크릴산
25℃에서의 M0: 8.75 X 108dyne/㎠
120℃에서의 M0: 3.60 X 106dyne/㎠
실시예 8: 30%의 이소옥틸 아크릴레이트/70%의 이소보닐 아크릴레이트
25℃에서의 M0: 1.52 X 109dyne/㎠
120℃에서의 M0: 9.18 X 104dyne/㎠
실시예 9: 100%의 테르티아리 부틸 아크릴레이트
25℃에서의 M0: 4.82 X 108dyne/㎠
120℃에서의 M0: 1.14 X 105dyne/㎠
실시예 10: 97%의 페녹시에틸 아크릴레이트/3%의 N-메톡시메틸 아크릴레이트 25℃에서의 M0: 1.56 X 107dyne/㎠
120℃에서의 M0: 1.24 X 106dyne/㎠
실시예 5~10에서의 시트는 실시예 1의 시트와 유사한 재귀 반사성 시트를 갖는다.
본 발명의 다양한 변경과 변화는 본 발명의 사상과 범주를 벗어남이 없는 것이 당 업자에게 명백해질 것이다.

Claims (13)

  1. 재귀 반사성 시트를 형성하는 방법에 있어서,
    a) 제1 측면 및 제2 측면을 갖는 결합층을 제공하는 단계와;
    b) 상기 제1 측면이 하나 이상의 돌출부를 갖도록 상기 결합층을 소정의 제1 프로파일 형상으로 형성하는 단계와;
    c) 상기 재귀 반사성 소자가 상기 결합층에 부분적으로 매립되고 이 결합층이 제2 프로파일로 변형되도록 상기 재귀 반사성 소자를 상기 결합층의 제1 측면에 공급하는 단계와;
    d) 상기 재귀 반사성 소자를 유지하는 상기 제1 프로파일로 되돌아가도록 상기 결합층을 활성화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 재귀 반사성 시트의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, e) 상기 결합층을 소정의 제1 프로파일에서 안정화시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 재귀 반사성 시트의 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 결합층은 25℃에서 적어도 3×106dyne/cm2의 저장 계수를 나타내고, 상기 제1 프로파일로 형성된 후에 120℃에서 9×106dyne/cm2이하의 저장 계수를 나타내는 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 재귀 반사성 시트의 제조 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 결합층은 25℃에서 약 1×107~3×109dyne/cm2사이의 저장 계수를 나타내고, 상기 제1 프로파일로 형성된 후에 120℃에서 약 1×105~5×106dyne/cm2사이의 저장 계수를 나타내는 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 재귀 반사성 시트의 제조 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 결합층은 약 80℃~200℃ 사이의 연화점을 갖는 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 재귀 반사성 시트의 제조 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 재귀 반사성 소자는 미소 구체를 포함하는 것을 특징으로 하는 재귀 반사성 시트의 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 미소 구체는 반사층을 갖는 것을 특징으로 하는 재귀 반사성 시트의 제조 방법.
  8. 제6항에 있어서, 상기 결합층은 그 표면에 분산된 반사성 입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 재귀 반사성 시트의 제조 방법.
  9. 돌출부가 있는 표면 상에 부분적으로 매립된 재귀 반사성 소자를 갖는 결합층을 포함하고, 상기 결합층은 형상 메모리를 통해 형상되는 것을 특징으로 하는 재귀 반사성 시트.
  10. 제9항에 있어서, 상기 결합층은 중합성 수지를 포함하고, 상기 수지는 25℃에서 적어도 약 3×106dyne/cm2의 저장 계수를 갖고, 120℃에서는 약 9×106dyne/cm2이하의 저장 계수를 갖는 것을 특징으로 하는 재귀 반사성 시트.
  11. 제9항에 있어서, 상기 재귀 반사성 소자는 미소 구체를 포함하는 것을 특징으로 하는 재귀 반사성 시트.
  12. 제9항에 있어서, 상기 미소 구체 상에 반사층을 포함하는 것을 특징으로 하는 재귀 반사성 시트.
  13. 제9항에 있어서, 상기 결합층에 분산된 반사성 입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 재귀 반사성 시트.
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