(57)【要約】【課題】表面および裏面共に再帰反射性を示すキューブコーナー型両面再帰反射性素子を提供し、これを再帰反射性付与材として樹脂組成物に含ませて塗布、成形することにより、高入射角光に対する再帰反射性および反射効率等に優れた再帰反射体を提供すること。【解決手段】実質的に平坦な表面とキューブコーナー型再帰反射構造を備える裏面とを有する、光透過性材料でなる基体；および該裏面上に設けられた光反射層を有し、該キューブコーナー型再帰反射構造は、底面を共通にして細密充填状に配置された複数のキューブコーナー型三角錐から構成され、隣接するキューブコーナー型三角錐は底面を基準にして凹凸の関係になっている、キューブコーナー型両面再帰反射性素子。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
実質的に平坦な表面とキューブコーナー型再帰反射構造を備える裏面とを有する、光透過性材料でなる基体；および該裏面上に設けられた光反射層を有し、
該キューブコーナー型再帰反射構造は、底面を共通にして細密充填状に配置された複数のキューブコーナー型三角錐から構成され、隣接するキューブコーナー型三角錐は底面を基準にして凹凸の関係になっている、キューブコーナー型両面再帰反射性素子。
【請求項２】
前記光反射層が鏡面反射層である請求項１記載のキューブコーナー型両面再帰反射性素子。
【請求項３】
１個のキューブコーナー型三角錐とそれに隣接する３個のキューブコーナー型三角錐が一緒になってフルキューブコーナーを形成している、請求項１又は２記載のキューブコーナー型両面再帰反射性素子。
【請求項４】
フレーク状に成形された請求項１〜３のいずれか記載のキューブコーナー型両面再帰反射性素子を包含する再帰反射性付与材。
【請求項５】
請求項４記載の再帰反射性付与材を含有する反射体。
【請求項６】
請求項４記載の再帰反射性付与材を、光透過性樹脂を含んでなる樹脂組成物に含有させる工程；および
該樹脂組成物を物品に塗布するか又は物品に成形する工程；
を包含する、反射体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光透過性シートの片面にキューブコーナー型再帰反射構造を備える再帰反射性素子に関し、特に、表面および裏面共に再帰反射性を示すキューブコーナー型再帰反射性素子、これをフレーク状に成形した再帰反射性付与材、およびこの再帰反射性付与材を含有する反射体に関する。
【背景技術】
【０００２】
入射した光を光源に向かって反射する再帰反射体は従来からよく知られている。再帰反射体は、道路標識、工事標識等の標識類、自動車やオートバイ等の視認テープ、衣料、救命具等の安全資材類、看板等のマーキング、可視光、レーザー光、赤外光反射型センサー類の反射板等に利用されている。中でもキューブコーナー再帰反射性素子の再帰反射原理を利用した再帰反射体は、従来のマイクロ硝子球を用いた再帰反射体に比べ光の再帰反射効率が格段に優れており、その優れた再帰反射性能により年々用途が拡大しつつある。
【０００３】
再帰反射体は、一般に、シート状の基体の片面に、再帰反射構造が形成された形態で提供されている。そして、かかる再帰反射シートは接着や縫合等の手段によって、標識や衣料のような、再帰反射体を構成する部材に取り付けられる。このようにシートの形態を維持したまま基材に取り付けられるため、再帰反射シートには、必然的に、複雑な３次元形状の面に沿わせることが困難であったり、高入射角光の再帰反射性に劣るといった問題がある。
【０００４】
ここで、例えば、樹脂組成物に再帰反射性を付与することができれば、再帰反射性が付与された樹脂組成物を塗料や成形体などに加工することは容易である。そうすると、再帰反射性塗料を物品に塗布したり、再帰反射性樹脂組成物を直接物品に成形することも可能となる。その結果、これまで再帰反射性を利用することが困難であった用途に、再帰反射体の用途を広げることが可能となる。
【０００５】
樹脂組成物に再帰反射性を付与するためには、再帰反射材をフレーク状に成形し、これを再帰反射性付与材として、樹脂組成物に含ませればよい。このような再帰反射性樹脂組成物は、複雑な３次元形状の面に塗布して塗膜を形成したり、自由な形状に成形することができる。更に、再帰反射性素子は塗膜又は樹脂成形品の表面方向に対して不規則な方向を向いて配置され、高入射角光に対しても優れた再帰反射性を実現することができる。
【０００６】
しかしながら、このような再帰反射フレークを含有する樹脂組成物は、反射効率に劣るという問題が新たに明らかとなった。その理由は、一般に使用されているキューブコーナー型再帰反射性素子の構造を参照すれば理解することができる。
【０００７】
特許文献１には、一般的なキューブコーナー型再帰反射性素子の構造が説明されている。図１は、このようなキューブコーナー型再帰反射性素子１０の裏面を示す平面図である。ここに示されているキューブコーナー型再帰反射構造は、底面Ｓを共通にして細密充填状に配置された複数のキューブコーナー型三角錐１１から構成され、隣接するキューブコーナー型三角錐１１ａ、１１ｂは底面Ｓを基準にして凸凸の関係になっている。
【０００８】
このキューブコーナー型再帰反射性構造は、表面、すなわち平坦な側の面に当てた光を再帰反射させるのに通常使用される。図２は図１に示したキューブコーナー型再帰反射素子をＡ−Ａ面によって切った断面図である。キューブコーナー型再帰反射素子の表面に入射した光Ｉはキューブコーナー型の窪み２１によって再帰反射されて反射光Ｒとして再び表面から出て行く。尚、キューブコーナー型の窪み２１は図１に示したキューブコーナー型三角錐１１と同一部分を指しており、キューブコーナー型三角錐１１の基体の表面側から見た形状を、便宜上「窪み」と表現したものである。
【０００９】
他方、この構造は、裏面、すなわち構造化された側の面に当てた光を再帰反射させることはできない。たとえ裏面上に光反射層を設けたとしても結果は同じである。これは、図１に示された素子を裏面からみた場合には、キューブコーナー型の窪みが存在しないからである。
【００１０】
図１に示すようなキューブコーナー型再帰反射性素子は、このように表面のみに再帰反射性が付与されている。そのため、素子の配向が不規則であると、表向きに配置されたものは再帰反射性を示すが、裏向きに配置されたものは再帰反射性を示さず、全体としてみたときに、反射効率が半減してしまう。光透過性シートの片面に再帰反射構造が形成された構造の再帰反射素子には、これまで、表面および裏面の両面において再帰反射性を要求されることはなく、上述のような特性が問題にされることはなかった。
【００１１】
特許文献２には再帰反射性塗膜を得ることができる塗装用光輝材が記載されている。この光輝材は表面および裏面の両面に再帰反射構造が形成された金属フレークであり、表面および裏面において再帰反射性を有している。しかしながら、金属フレークに再帰反射構造を形成するためには、表面および裏面に金型を当てて成形する必要があり、操作が繁雑である。また、型押しによって金属の表面に形成された再帰反射構造は正確性に劣り、構造の密度も低く、反射効率は著しく乏しいものである。
【特許文献１】特表２００２−５３８４８５
【特許文献２】特開平５−２０９１４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は上記従来の問題を解決するものであり、その目的とするところは、表面および裏面共に再帰反射性を示すキューブコーナー型両面再帰反射性素子を提供し、これを再帰反射性付与材として樹脂組成物に含ませて塗布、成形することにより、高入射角光に対する再帰反射性および反射効率等に優れた再帰反射体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、実質的に平坦な表面とキューブコーナー型再帰反射構造を備える裏面とを有する、光透過性材料でなる基体；および該裏面上に設けられた反射層を有し、
該キューブコーナー型再帰反射構造は、底面を共通にして細密充填状に配置された複数のキューブコーナー型三角錐から構成され、隣接するキューブコーナー型三角錐は底面を基準にして凹凸の関係になっている、キューブコーナー型両面再帰反射性素子を提供する。
本発明は、フレーク状に成形された上記キューブコーナー型両面再帰反射性素子を包含する再帰反射性付与材を提供する。
本発明は、上記再帰反射性付与材を含有する反射体を提供する。
本発明は、上記再帰反射性付与材を、光透過性樹脂を含んでなる樹脂組成物に含有させる工程；および
該樹脂組成物を物品に塗布するか又は物品に成形する工程；
を包含する、反射体の製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のキューブコーナー型両面再帰反射性素子は表面および裏面共に再帰反射性を示すため、これを再帰反射性付与材として樹脂組成物に含ませることにより、高入射角光に対する再帰反射性および反射効率に優れた再帰反射体が得られる。さらに、この再帰反射性付与材を含む樹脂組成物を塗布や成形することにより、従来困難であった複雑な３次元形状の面等にも容易に再帰反射性を付与することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本明細書において「再帰反射性素子」とは、光の少なくとも一部分が最終的に光源の方向に戻されるように、素子に入る光の方向を変えることができる光学的材料をいう。
【００１６】
本発明のキューブコーナー型両面再帰反射性素子は光透過性材料でなる基体を有している。光透過性材料はキューブコーナー型再帰反射性素子を製造するのに従来から使用されてきた光透過性ポリマー等であればよい。好ましくは、光透過性ポリマーは所与の波長の入射光の強度の少なくとも７０パーセントを透過することができる。より好ましくは、光透過性ポリマーは８０パーセント以上、より好ましくは９０パーセント以上の光透過率を有する。
【００１７】
基体はシート状であり、実質的に平坦な表面とキューブコーナー型再帰反射構造を備える裏面とを有する。実質的に平坦な表面は光の入射が妨げられない状態であれば、凹凸があってもよい。図３は本発明の一実施態様であるキューブコーナー型両面再帰反射性素子３０の裏面を示す平面図である。キューブコーナー型再帰反射構造は、底面Ｓを共通にして細密充填状に配置された複数のキューブコーナー型三角錐３１から構成され、隣接するキューブコーナー型三角錐３１ａ、３１ｂは底面を基準にして凹凸の関係になっている。
【００１８】
図４は図３に示したキューブコーナー型再帰反射素子をＢ−Ｂ面によって切った断面図である。隣接するキューブコーナー型三角錐３１ａ、３１ｂを底面を基準にして凹凸の関係に形成すると、キューブコーナー型再帰反射素子を表面から見た場合にはキューブコーナー型の窪み４１が存在し、裏面から見た場合にはキューブコーナー型の窪み４２が存在する。
【００１９】
してみれば、素子の表面に入射した光Ｉはキューブコーナー型の窪み４１によって再帰反射されて反射光Ｒとして再び表面から出て行くことができる。他方、素子の裏面に入射した光Ｉ’についても、裏面が光反射性を有している場合は、キューブコーナー型の窪み４２によって再帰反射されて反射光Ｒ’として再び表面から出て行くことができる。その結果、本発明のキューブコーナー型両面再帰反射性素子は表面および裏面共に再帰反射性を示すように構成することができる。
【００２０】
キューブコーナー型三角錐は３つの露出した平面を有する三面プリズムの形状を有する。隣接する平面はプリズムの頂点において（部屋の角のように）互いに実質的に垂直である。プリズムの頂角は一般に約９０°であるが、限定的ではない。キューブコーナー型三角錐の形状は、光透過性シートの片面に形成した場合に再帰反射性を実現できるものであれば足りるからである。
【００２１】
本発明の好ましい実施態様では、１個のキューブコーナー型三角錐とそれに隣接する３個のキューブコーナー型三角錐が一緒になってフルキューブコーナーを形成する。フルキューブコーナーとは、一つのコーナーを形成している３つの平面が、６面体の形（一部）をも形成している場合を指していう。図３に模式的に示したキューブコーナーの形状はフルキューブコーナーに該当する。
【００２２】
キューブコーナー型三角錐の寸法は特に限定されないが、三角錐の一辺、つまり稜線の長さが、例えば、５０μｍ〜５ｍｍ、好ましくは１００μｍ〜２．５ｍｍ、より好ましくは２５０μｍ〜１ｍｍとなるように成形する。キューブコーナー型三角錐の一辺の長さが５０μｍ未満であると製造することが困難であり、５ｍｍを超えるとフレークに成形した場合に寸法が大きくなり、取り扱い難くなる。
【００２３】
プリズムの頂角が９０°から外れているキューブコーナー型三角錐の形状は、例えば、米国特許第４，７７５，２１９号に記載されている。また、キューブコーナー型三角錐の頂点は、米国特許第４，５８８，２５８号に記載されているように、三角錐の中心に対して斜めに位置してもよい。三角錐の形状は、何れかの特定のキューブコーナーの幾何学的形状に限定されないが、多くの周知のキューブコーナーの構成のうち、例えば、米国特許第４，９３８，５６３号、同第４，７７５，２１９号、同第４，２４３，６１８号、同第４，２０２，６００号、同第３，７１２，７０６号、及び同第４，５８８，２５８号に記載されたキューブコーナーシート材料のものが、多数の視平面の間の広い角度の再帰反射を提供するので、好ましいことがある。
【００２４】
本発明のキューブコーナー型両面再帰反射性素子は、裏面上に設けられた光反射層を有している（図には非表示）。素子の裏面に当った光を反射させるためである。光反射層がないとこの光は大部分が素子を透過してしまう。反射層は典型的には鏡面反射層である。この場合、反射層の厚さは、反射層の反射率が可及的に高くなるように選択され、通常２００オングストローム以上、好ましくは４００オングストローム以上である。
【００２５】
鏡面反射層は、アルミニウム、銀、白金、ニッケル、錫、銅、ロジウム、クロム、鉛、パラジウム、モリブデン、タングステン、或いは金、またはこれらの組み合わせなどのような金属を含むことができる。SnO2、ZnO、In2O3などの金属酸化物、或いは、これらのドープ型金属酸化物であるSnO2：F、SnO2：Sb、ITO、ZnO：AlおよびZnO：Ga等の膜を反射層として使用してもよい。
また、反射層には、Na2AlF6、MgF2、SiO2、SiO、Al2O3、CeF3、PbF2、Nd2O3、ZrO2、TiO2、CeO2、ZnS、ZnSe、CdTe、Si、Ge、PbTe等の膜を積層した多層誘電積層体などのような非金属を含んでも良い。こうした層は、所望のフィルムの種類に応じて、物理的付着技術または化学的付着技術、たとえば真空蒸着、スパッタリング、化学蒸着（ＣＶＤ）またはプラズマ強化ＣＶＤ、無電解蒸着などにより付着させることができる。
【００２６】
特定のフィルムは、本体層、障壁層および保護オーバーコート層に対する付着を促進する層を含む複数の層を備えることができる。例えば、ポリカーボネートをベースとする基体に適するフィルムは、チタンを本体層上にスパッタリングして形成された約１ｎｍ厚の二酸化チタン層と、この層に続いて１００ｎｍ厚の気化アルミニウムの層を含む。二酸化チタン層は、アルミニウム蒸着被覆層に一般に存在するピンホールの影響を弱めるための付着促進剤および障壁層の両方として作用する。
【００２７】
光反射層は光透過性ポリマーよりも高い屈折率を有する光透過性材料、又は光の干渉を利用して反射性が付与された多層反射フィルムなどによって形成してもよい。
【００２８】
本発明のキューブコーナー型両面再帰反射性素子はフレーク状に成形して、再帰反射性付与材として使用することができる。例えば、樹脂製物品に再帰反射性を付与するためには樹脂組成物にフレーク状再帰反射性素子を適量含ませればよい。この場合、再帰反射性素子の基体を構成する光透過性材料は、耐溶剤や耐熱性に優れた光透過性ポリマーを使用することが特に好ましい。かかる光透過性ポリマーの具体例には、メタクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、フッ素樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリウレタン樹脂等が挙げられる。
【００２９】
例えば、本発明のキューブコーナー型両面再帰反射性素子は、カッター、レーザー等で切断することによってフレーク状に成形することができる。フレークの平均寸法は、厚さ０．１〜１０ｍｍ、好ましくは０．５〜５ｍｍ、直径０．１〜１５ｍｍ、好ましくは０．５〜７ｍｍ程度である。
【００３０】
フレーク状再帰反射性素子を含ませる樹脂組成物には、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、塩化ビニル樹脂、アルキッド樹脂、ポリエステル樹脂等が挙げられる。好ましくは、硬化する際に高温に加熱する必要がない光硬化性樹脂、更に好ましくはアクリル系の光硬化性樹脂を用いることができる。また、溶剤を含まない水系のウレタン樹脂等も好適に用いられる。
【００３１】
フレーク状再帰反射性素子を含有させる量は、樹脂組成物１００重量部に対して５〜１００重量部、好ましくは１０〜７０重量部、より好ましくは２０〜５０重量部である。
【００３２】
このような再帰反射体の例には、路面表示、道路標識、工事標識等の標識類、自動車やオートバイ等の視認テープ、衣料、救命具等の安全資材類、看板等のマーキング等が挙げられる。
【００３３】
以下の実施例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されない。
【実施例１】
【００３４】
図３に示されるような、平坦な表面とフルキューブコーナー型再帰反射構造を備える裏面とを有する、キューブコーナー型再帰反射シート（オムロン社製反射板「Ｅ３９−Ｒ１」、キューブコーナー型三角錐の一辺の長さ１．５ｍｍ）を準備した。この再帰反射シートの裏面にアルミニウムを約１００ｎｍの厚さに蒸着した。アルミ蒸着後の再帰反射シートの表面および裏面にそれぞれ光を当て、反射光の輝度を、リフレクトメーター（ＡＲＴ−ＧＡＭＭＡ  ＳＣＩＥＮＴＩＦＩＣ  ＩＮＣ製、モデル９２０）を用いて測定したところ、表面および裏面において再帰反射性が確認された。測定結果を表１に示す。
【００３５】
アルミ蒸着後の再帰反射シートは、水やフッ素樹脂液（３Ｍ社製「フロリナート」）に浸漬しても表面および裏面において再帰反射性を示した。
【実施例２】
【００３６】
裏面にアルミニウムを蒸着した実施例１のキューブコーナー型再帰反射シートを５ｍｍ角に切断した。水系のウレタン樹脂（楠本化成株式会社製「Ｒ９６０」）１００重量部に対し、切断した再帰反射シート２０重量部を混合し再帰反射性塗料を得た。この塗料を、排水舗装ではない凹凸のあるアスファルトの路面上に塗布、乾燥させた。その後、塗膜表面を観察して、切断した再帰反射シート片の表面と裏面との２方向から再帰反射することを確認した。
【比較例１】
【００３７】
実施例１で使用したものと同じキューブコーナー型再帰反射シート（アルミ蒸着前）の表面および裏面にそれぞれ光を当て、反射光の輝度を実施例１と同様にして測定したところ、表面においてのみ再帰反射性が確認された。測定結果を表１に示す。
【比較例２】
【００３８】
図１に示されるような、平坦な表面とキューブコーナー型再帰反射構造を備える裏面とを有する、キューブコーナー型再帰反射性シート（３Ｍ社製反射板、キューブコーナー型三角錐の一辺の長さ１．５ｍｍ）を準備した。この再帰反射性シートの裏面にアルミニウムを約１００ｎｍの厚さに蒸着した。アルミ蒸着後の再帰反射シートの表面および裏面にそれぞれ光を当て、反射光の輝度を、リフレクトメーター（ＡＲＴ−ＧＡＭＭＡ  ＳＣＩＥＮＴＩＦＩＣ  ＩＮＣ製、モデル９２０）を用いて測定したころ、表面においてのみ再帰反射性が確認された。測定結果を表１に示す。
【比較例３】
【００３９】
比較例２で使用したものと同じキューブコーナー型再帰反射シート（アルミ蒸着前）の表面および裏面にそれぞれ光を当て、反射光の輝度を比較例２と同様にして測定したところ、表面においてのみ再帰反射性が確認された。これらの結果を表１に示す。
【００４０】
［表１］
反射光輝度測定結果（単位：ＣＰＬ）
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【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】一般的なキューブコーナー型再帰反射素子の裏面を示す平面図である。
【図２】図１に示したキューブコーナー型再帰反射素子をＡ−Ａ面によって切った断面図である。
【図３】本発明の一実施態様であるキューブコーナー型両面再帰反射性素子の裏面を示す平面図である。
【図４】図３に示したキューブコーナー型再帰反射素子をＢ−Ｂ面によって切った断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０、３０…キューブコーナー型再帰反射素子、
１１、３１…キューブコーナー型三角錐、
Ｓ…底面。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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