(57)【要約】光学ビーズを基材に転写するよう構成された転写フィルムが開示されている。転写フィルムは、光学ビーズ（６８）と、光学ビーズを保持する一時ビーズキャリア層（６２）と、光学ビーズを基材に永続的に接合するよう構成された光学接着層（７４）とを含んでいる。一時ビーズキャリア層は、キャリアバッキング（６４）と、高温で基材への適用中、ビーズを一時的に保持する耐熱キャリアコーティング（６６）とを含んでいる。最初に軟化してビーズを保持してから、硬化または熱硬化（架橋による等）して、ビーズの基材への転写中にキャリアコーティングが軟化するのを防ぐようにキャリアコーティングは形成されている。
2005534979.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一時キャリアバッキングと、
前記一時キャリアバッキングに配置された一時キャリア組成物と、
前記一時キャリア組成物に部分的に埋め込まれた微粒子と
を含み、前記一時キャリア組成物が熱硬化性組成物を含む、一時微粒子キャリアフィルム。
【請求項２】
前記一時キャリア組成物が架橋材料を含む、請求項１に記載の一時微粒子キャリアフィルム。
【請求項３】
一時キャリアバッキングと、
前記一時キャリアバッキングに配置された一時キャリア組成物と、
前記一時キャリア組成物に部分的に埋め込まれた微粒子と
を含み、前記一時キャリア組成物が架橋熱可塑性ポリマーを含む、一時微粒子キャリアフィルム。
【請求項４】
前記一時キャリア組成物が熱硬化性組成物を含む、請求項３に記載の一時微粒子キャリアフィルム。
【請求項５】
前記一時キャリア組成物が熱可塑性組成物を電子ビーム源に露光することにより形成されている、請求項１または３に記載の一時微粒子キャリアフィルム。
【請求項６】
前記一時キャリア組成物が架橋ポリオレフィンを含む、請求項１または３に記載の一時微粒子キャリアフィルム。
【請求項７】
前記一時キャリア組成物が架橋ポリエチレンを含む、請求項１または３に記載の一時微粒子キャリアフィルム。
【請求項８】
前記微粒子が再帰反射性光学ビーズを含む、請求項１または３に記載の一時微粒子キャリアフィルム。
【請求項９】
前記微粒子を基材に永続的に接合するよう構成された熱可塑性接着層をさらに含み、前記微粒子が前記一時キャリア組成物と前記接着剤の中間物となるように前記接着層が配置されている、請求項１または３に記載の一時微粒子キャリアフィルム。
【請求項１０】
前記接着層と前記微粒子の中間に配置された金属層をさらに含む、請求項１または３に記載の一時微粒子キャリアフィルム。
【請求項１１】
前記微粒子が光学ビーズを含む、請求項１または３に記載の一時微粒子キャリアフィルム。
【請求項１２】
光学ビーズと、
前記光学ビーズを基材に永続的に接合するよう構成された、軟化温度が９０〜２０５℃の接着層と、
前記ビーズを保持する一時キャリア層であって、軟化温度が２１０℃を超える架橋ポリオレフィンを含む一時キャリア層と
を含み、前記ビーズを前記基材に永続的に接合する際に前記一時キャリア層が前記ビーズを放出するよう構成されている、ビーズを基材に転写するよう構成された、微粒子転写フィルム
【請求項１３】
前記接着層がホットメルト接着剤を含む、請求項１２に記載の微粒子転写フィルム。
【請求項１４】
前記架橋ポリオレフィンが架橋ポリエチレンを含む、請求項１２に記載の微粒子転写フィルム。
【請求項１５】
前記接着層と前記一時キャリア層の中間に配置され、前記光学ビーズを永続的に固定するよう構成および配置された高分子ビーズボンド層をさらに含む、請求項１２に記載の微粒子転写フィルム。
【請求項１６】
前記ビーズボンド層が、フェノール樹脂、ニトリルブタジエンゴムまたはこれらの組み合わせからなる群より選択される、請求項１５に記載の微粒子転写フィルム。
【請求項１７】
前記光学ビーズ上に金属コーティングさらに含み、前記金属コーティングは前記光学ビーズと前記ビーズボンド層の中間に配置される、請求項１６に記載の微粒子転写フィルム。
【請求項１８】
バッキングフィルムを提供する工程と、
前記バッキングフィルムに熱可塑性組成物を適用する工程と、
前記熱可塑性層に微粒子材料を含浸する工程と、
前記熱可塑性組成物を架橋して熱硬化性組成物を形成する工程と
を含む、微粒子転写フィルムの製造方法。
【請求項１９】
前記熱可塑性組成物を架橋する前に金属コーティングを前記微粒子材料に適用する工程をさらに含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記熱可塑性組成物に前記微粒子材料を含浸した後、ビーズボンド組成物を前記転写フィルムに添加する工程をさらに含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記熱可塑性組成物を架橋した後に前記微粒子転写フィルムに接着剤を添加する工程をさらに含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２２】
前記接着剤が熱可塑性組成物を含む、請求項２１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微粒子を基材に転写するのに用いる転写フィルムに関する。特に、本発明は、透明ビーズまたはその他微粒子の層を布帛のような基材に転写するのに用いる転写フィルム、転写フィルムの製造および使用方法に関する。本発明は、透明ビーズの層がパターン化される再帰反射性転写フィルムに特に有用である。
【背景技術】
【０００２】
再帰反射性シートは、交通標識、舗装標識、車両および衣類といった様々な対象物の夜間の顕著性を増大させるのに一般的に用いられている。多くの再帰反射性シートは、シートにおける再帰反射要素としてガラスビースを用いている。ビーズは、ビーズを熱活性接着剤により接着する熱プレスを用いて最終対象物に転写される。接着剤とビーズは、ビーズと、接着層と、接着剤をカバーする任意の剥離ライナと、基材に配置する前にビーズを保持する一時ビーズキャリアとを含む多層フィルムに分配することができる。他のある具体例においては、ビーズ同士を結合およびビーズを接着剤に結合するよう構成されたビーズボンド層、そして反射性を改善するためにビーズの下部にアルミニウム反射層のようなその他の層を用いてもよい。
【０００３】
特許文献１（ベルグ（Ｂｅｒｇ））には、かかるシートを製造する一つの方法が開示されている。その方法は、非反射ガラスビーズを一時的ビーズキャリアに取り付けることから始まる。一時ビーズキャリアは、紙か、熱により軟化可能な熱可塑性ポリマー、たいていはポリエチレンのコーティングを有するポリマーシートのいずれかとすることができる。ガラスビーズは、軟化したポリマーに、加熱の際に部分的に沈む。続いて、キャリアが冷やされ、基材に取り付けられるまでビーズを保持する。後の処理工程後、一時ビーズキャリアをラミネートから剥がしてビーズを露わにする。
【０００４】
シートおよび最終対象物にあるビーズは、レタリングやロゴといった画像やインディシアのパターンで適用してよい。ビーズを衣類に適用するときはパターンは非常に一般的なものである。かかるパターンを形成する一つの方法は、ビーズの均一な層を有する再帰反射シートを一時ビーズキャリアに沿って広げることから始めて、接着層でカバーするものである。ナイフを有するプロッタを用いて、シート片からパターンをキスカットする。レーザーカットまたはダイカットを用いてもよい。接着層およびビーズを貫いてカットされるが、一時ビーズキャリアまではカットされないようにキスカットを行う。「ウィード」と呼ばれることの多い廃棄材料を除去すると、一時キャリアにビーズの所望のパターンと接着剤だけが残る。除去したウィードには、ビーズと接着剤、さらに接着剤剥離ライナのような他の層が含まれている。一時ビーズキャリアは、通常、元のサイズと形状を保持しており、プロッタによりカットされなかったため、ビーズのパターンを保持する。
【０００５】
形成されたパターンの衣類や布帛といった基材への取り付けは、以下の工程により行うことができる。第１に、パターンを基材の所望の位置に配置して、熱活性接着剤を基材に対向させ、一時ビーズキャリア面を外側に向ける。第２に、熱プレスを用いて接着剤を活性化させて、層を併せてプレスする。冷却後、一時ビーズキャリアを除去すると、基材に取り付けられた再帰反射性インディシアが残る。
【特許文献１】米国特許第３，１７２，９４２号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
これらの従来のシートのカットおよびラミネーションプロセス中には２つの問題が起こり得る。第１は、プロッタによる層のカット動作によって、転写フィルムが一時ビーズキャリアから早期に分離してしまい、後の適用工程での取扱いが非常に難しくなってしまうことである。第２に、一時ビーズキャリアに用いる熱可塑性コーティング材料が、部分的に溶融して、ラミネーション工程中に基材に転写されて、一時ビーズキャリアを完全に除去することが困難または不可能となり、所望の再帰反射性パターンを囲む領域が残ってしまうことである。従って、これらの問題を解消する改善が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本出願は、微粒子を基材に転写するべく構成された転写フィルムを開示している。ある具体例において、微粒子はビーズを含む。かかる具体例において、転写フィルムは、少なくとも以下の材料または層、すなわち、ビーズと、ビーズを保持する一時ビーズキャリアとを含む。一時ビーズキャリア層は、一般的に、基材への適用中、ビーズを一時的に保持する耐熱キャリアコーティング材料を含んでいる。最初に軟化してビーズを一時的に保持してから、硬化または熱硬化（架橋による等）して、ビーズの基材への転写中にキャリアコーティングが溶融するのを防ぐようにキャリアコーティングは形成されている。このキャリアコーティングは、紙やプラスチックフィルムのようなキャリアバッキングへ接着される。
【０００８】
たいていの具体例において、転写フィルムはまた、ビーズに適用された反射コーティングと、ビーズを基材に固定する接着剤と、ビーズを互いに、そして接着剤に固定するビーズボンド層とを含んでいる。好適な反射コーティングとしては、アルミニウムのような金属コーティングが挙げられる。好適なビーズボンド層としては、例えば、フェノール樹脂およびニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）が挙げられる。
【０００９】
ある実施形態においては、一時キャリア層のキャリアコーティングは、照射すると熱硬化性となる熱可塑性材料から形成される。例えば、熱硬化性キャリアコーティングは、熱可塑性材料を電子ビーム源に露光することにより形成することができる。上述した通り、キャリアコーティングは製造中熱可塑性で、ビーズが一時的にそこに固定されるが、ビーズを基材に適用する間露出したキャリアコーティングが基材に結合しないよう後には熱硬化性に変化するのが有利である。
【００１０】
本明細書において、「熱硬化性」という用語は、高温、特に、ビーズまたはその他微粒子が基材に転写される適用温度まで昇温したときに大幅に軟化しない組成物のことを指す。大量の軟化とは、例えば、ビーズの基材への転写中に、組成物が基材に容易に、かつ著しく転写されるほど軟化することをいう。このように、通常の適用温度で基材に容易に、かつ著しく転写する材料は「熱硬化性」とは考えられない。有用な熱硬化性材料は、一般的に、元々熱可塑性の材料から形成される。すなわち、高温で繰り返し軟化されるが、本明細書に記載した架橋反応により熱硬化性へと変化する。
【００１１】
また、パターン形成プロセスによって、ビーズ層が一時ビーズキャリアから意図せずに剥がれないよう、ビーズはキャリアコーティングに十分に強固なボンドを形成するのが望ましい。この問題は、自動プロッタカッターを用いるときに特に顕著であるため、自動高度製造施設においては重要である。
【００１２】
接着層を用いて、布帛のような基材へビーズを永続的に接着させる。接着剤層はまた、例えば、熱可塑性接着組成物とすることもできる。接着組成物は異なる用途において異なるが、通常は、目的の基材に容易に接着して、ビーズ（またはビーズボンド層）を基材に対して耐久性のあるボンドを提供するようなものを選択するものとする。好適な接着剤としては、例えば、ポリエステル型熱可塑性ポリウレタンが挙げられる。
【００１３】
本発明の構造に有用なビーズは、通常、光学ガラスビーズ、通常は、再帰反射性光学ビーズである。ビーズは様々なサイズおよび形状としてよいが、一般的には球状で、直径が約６０〜１２０ミクロンである。非光学ビーズまたはその他微粒子材料も用いてよい。
【００１４】
さらに、微粒子転写フィルムの作成方法が開示されている。かかる方法の一つは、熱により軟化する熱可塑性層を提供して、光学ビーズのような微粒子材料を含浸させ、架橋させて高い軟化または分解温度を有する熱硬化性層を形成するものである。このように、熱可塑性材料は、架橋により熱硬化性となる。
【００１５】
上記概要は限定するためのものでもなく、例示の各実施形態または本開示内容のそれぞれの実施を説明することを意図するものではない。独占権が求められる本発明は、補正されてもよい、添付の全請求の範囲により定義される。
【００１６】
本発明を以下の図面を参照してより詳細に説明する。同じ番号は同じ要素を指す。
【００１７】
図面および詳細な説明に例示のために示された具体例は、本発明を特定の実施形態に限定するためのものではないものと考えられる。添付の請求の範囲に含まれる修正、等価物および変形例は全て包含されるものとする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
プロッタカッターおよびダイカッターのような様々な機械式カッターを用いることのできる転写フィルムをはじめとする本明細書に記載された転写フィルムは、望ましくないキャリアコーティング残渣を最終基材に残すことなく、基材にビーズまたはその他微粒子を転写するよう構成されているのが好ましい。転写フィルムは、通常、以下の材料または層、すなわち、光学ビーズと、接着層と、光学ビーズを保持する熱硬化性コーティングを有する一時ビーズキャリアとを含んでいる。多くの具体例において、転写フィルムはまた、ビーズに適用された反射コーティングと、ビーズを互いに、そして接着剤に固定するビーズボンド層とを含んでいる。
【００１９】
一時ビーズキャリアは転写フィルムの製造後、基材に適用されるまでビーズを保持する。このように、一時ビーズキャリアは、反射パターンを有する衣類物品のような、ビーズを機能的に含む最終製品または基材に、通常は存在しない点で、一時的と考えられる。「一時的」と考えられるものの、一時ビーズキャリアは、使用前キャリアおよびビーズを出荷および倉庫管理している間など長い期間にわたってビーズを保持することができる。このように、ビーズを数週間、数ヶ月または数年にわたって一時的に保持するが、最終的にはこの一時ビーズキャリアの一部が、ビーズを最終基材または表面に適用中または適用後に除去される。
【００２０】
ある実施形態において、ビーズは熱可塑性キャリアコーティングに含浸されて、電子ビーム（Ｅ−ビーム）放射線によってキャリアコーティングが熱可塑性から熱硬化性材料へと変換される。その結果、キャリアコーティングは容易に軟化しなくなり、熱転写プロセス中に高温に晒したときに流れる。また、このＥ−ビームを照射したキャリアコーティングは、接着剤を軟化するのに必要な高温でビーズを転写するときに、基材に過剰に転写されない。
【００２１】
転写フィルムを用いると、基材に再帰反射性ビーズのパターンを形成することができる。一時ビーズキャリアを貫いて切断することなく、ナイフを用いてビーズおよび接着剤中にパターンの輪郭を書くことにより、パターンをビーズ中に形成することができる。このプロセスはキスカットとして知られている。キスカットの後、所望の最終転写の一部ではないビーズおよび接着剤の領域を一時ビーズキャリアから除去（「ウィード」）する。これによって、接着剤と露出したキャリアコーティングの分離領域とによりカバーされたビーズのパターンが残る。
【００２２】
本明細書に記載した転写フィルムには、フィルムを切断してパターンを形成する場合に生じる層剥離がない。ビーズおよび周囲のコーティング（反射性アルミニウムコーティング等）をキャリアコーティングの接着力が低すぎるときに、プロッタ切断中の層剥離が生じる。層剥離は、ナイフがフィルムを貫いて動いたところで生じることが多い。ビーズと転写ビーズキャリア間の転写フィルムの剥離力を増大することによって、本明細書に記載した転写フィルムは、ナイフドラッギング欠陥を減じて、プロッタカッタに用いるのにより好適とすることができる。本明細書で用いる剥離力とは、一時ビーズキャリアをビーズ層から分離するのに必要な力である。理論に拘束されることは望むところではないが、少なくとも一部は、電子ビーム放射線によりキャリアコーティング表面を酸化して、ビーズまたはその反射コーティングのキャリアコーティングへの接着力を増大することによりこの改善がなされるものと考えられる。ただし、この接着力は、一時ビーズキャリアが除去できないほど強いものではない。
【００２３】
新規かつ有用な転写フィルムの構成および製造について、フィルムの様々な構成要素の特定の態様に沿ってより詳細に記載していく。
【００２４】
Ａ．全体的な構成
微粒子転写フィルムを図１に部分断面で示す。微粒子転写フィルム２０には、キャリアバッキング２４とキャリアコーティング２６とを有する一時ビーズキャリア２２が含まれる。微粒子転写フィルム２０にはまた、ビーズ２８のような微粒子層と、ビーズ２８上に反射コーティング３０と、ビーズボンド層３２とが含まれる。ビーズボンド層３２はビーズを併せてボンドして、接着層３４を接合する表面も提供する。通常、一時剥離ライナ３６は、接着層３４を覆うように配置される。
【００２５】
図１の微粒子転写フィルム２０は、一般的に顧客に提供されるようなフィルムである。顧客は、ビーズ２８、その反射コーティング３０、ビーズボンド層３２、接着層３４および剥離ライナ３６の一部を除去することによりビーズパターンを形成することができる。かかる層の一部が除去されたフィルム２０を図２に示す。一部３８、４０のみが完全に無傷のままで残っている。除去した材料は、一般的にウィードと呼ばれ、部分空隙領域４６が残る。図２に示すように、「ウィード」として知られた材料は除去されて領域４６が作成される。一般的にキャリアコーティング２６およびキャリアバッキング２４の大半または全ては除去されないことに注意されたい。ただし、特定の具体例においては除去することができる。一部ビーズキャリア２２のキャリアコーティング２６およびキャリアバッキング２４を適所に残す利点は、フィルム２０の残りの部分３８、４０の適所で適正な互いの配向を保つということである。ライナ、ビーズおよびビーズボンド層の切断中に、キャリアコーティング２６およびキャリアバッキング２４が完全に除去されなければならない場合だと、フィルムは完全性を失い、適正に配置することが困難となる。
【００２６】
例証のために、「ウィード」領域４６と非ウィード領域３８、４０間の端部４２、４４を示してある。キャリアコーティング２６とビーズ層２８の間のボンドは、切断およびウィーディング中ビーズ層２８の移動および変形を防ぐほど端部が十分に強度を有するようなものとすると有利である。
【００２７】
図２に、一時キャリアコーティング２６の露出部分５０も示す。この露出部分５０は、適用中に基材と接触して、キャリアコーティング２６のこの部分が熱硬化性となって、意図しない基材への接着および／または転写を防いで有利である。
【００２８】
図３、４および５に、図１および２に示したものを１８０度回転させたフィルムを示す。この配向は、ウィード領域および剥離ライナ３６の除去後の処理工程を示すように図示されている。図３に、任意の剥離ライナ３６を除去した後の転写フィルム２０を示す。図３にまた、キャリアバッキング２４と共に露出した接着剤３４およびキャリアコーティング２６も示す。
【００２９】
図４および５に、基材５２に転写フィルム２０を重ねてキャリアバッキング２４を上げることにより、ビーズの基材５２への転写のやり方を示す。熱をキャリアバッキング２４に適用して、接着剤３４を活性化させ、ビーズ層の残りのビーズ２８を基材５２に接合する。キャリアコーティング２６は熱硬化性であり、このプロセス中、露出した領域５０において基材５２に実質的に軟化したり接合しない。キャリアコーティング２６のこの熱硬化性によって、基材５２に残ったキャリアコーティング２６からの残渣の形成が減少したり、排除される。
【００３０】
ビーズ層２８はキャリアコーティング２６によく接合するが、ビーズ２８はキャリアコーティング２６よりもビーズボンド層３２により容易にボンドするため、接着剤３４を基材５２にボンドしたらキャリアコーティング２６は容易に分離することができる。図５に、転写フィルムおよび基材を部分的に冷却した後に一時ビーズキャリア２２を引張り剥がすことにより、一時ビーズキャリア２２を除去した後に基材５２に積層された転写フィルム２０に残るものを示す。
【００３１】
図６〜１０に、図１〜５の実施形態のビーズボンド層または反射コーティングのない他の微粒子転写フィルム６０を示す。図６に、キャリアバッキング６４とその上のＥ−ビーム照射キャリアコーティング６６との２つの構成要素を含む一時ビーズキャリア６２を有する転写フィルム６０を示す。ビーズ６８がキャリアコーティング６６（Ｅ−ビーム照射前）に含浸され、接着剤７４が光学剥離ライナ７６と共にビーズ６８に適用されている。
【００３２】
図７においては、フィルム６０の一部が除去されて、キャリアコーティング６６の露出面９０を含む除去領域８６が形成されている。上述した通り、キャリアコーティングは熱硬化性であるため、光学ビーズの転写中、この露出面９０は実質的に基材に転写されない。図８および９に、回転させて基材９２上にボンドされ配置されたフィルム６０を示す。図１０に、一時ビーズキャリア６２の除去（具体的には、キャリアコーティング６６とキャリアバッキング６４の除去）後に、接着剤７４により定位置に保持されたビーズ６８を含む基材９２を示す。
【００３３】
本明細書で挙げた層の他に、様々な追加の層を本発明の開示内容の範囲内で任意で追加することができる。
【００３４】
Ｂ．一時ビーズキャリア
一時ビーズキャリアは、通常、紙やポリエステルのような任意の好適な材料であるキャリアバッキングと、元々熱可塑性であるが、光学ビーズまたはその他微粒子で含浸させた後は変性して熱硬化性となるキャリアコーティングとの２層からできている。このように、キャリアコーティングは、様々な具体例において、一般的に熱硬化性材料である、または熱硬化性材料から実質的になる、または主に熱硬化性材料である。透明なポリエステルフィルムが望ましいバッキングであり、次の３つの理由から好適である。第１に、紙より引裂き抵抗性があることである。これは、一時ビーズキャリアを除去したときの熱転写後に重要である。ポリエステルの引裂き抵抗性によって、一時ビーズキャリアを除去したときに均一かつ即時の動きが可能となり、時間、温度および圧力をはじめとする熱転写条件について広い処理ウィンドウが使えるようになる。第２に、ポリエステルキャリアの半透明性によって、基材へのフィルムのより正確な配置が可能となり、転写フィルムの基材への位置合せを容易に視認できるようになる。第３に、ポリエステルフィルムは、キャリアコーティングよりかなり高い軟化点を有しているため、一時ビーズキャリアが、キャリアコーティングを軟化するのに必要な温度で完全性を保持することができる。
【００３５】
キャリアコーティング材料は、架橋して、熱硬化材を形成できる任意の好適な熱可塑性ポリマーとすることができ、任意の好適な厚さでコートすることができる。照射に際して架橋することが知られているポリマーとしては、ポリエチレンおよびその他ポリオレフィン、ポリアクリレートおよびその誘導体、ならびにポリスチレンが挙げられる。ある具体例において、キャリアコーティングは約１ミル（２５μｍ）の厚さでポリエチレンコートされている。通常、キャリアコーティング材料は、加熱に際して最初は軟化しなければならないが、後に加熱の際にあまり軟化しないよう変性される、例えば、熱硬化性へと変換される。また、キャリアコーティングのキャリアバッキングへの適切な接着力もなければならない。これを行わないと、一時ビーズキャリアを除去するときにこれらの２枚の層は分離してしまい、転写フィルムの表面にキャリアコーティングが残ってしまう。
【００３６】
Ｃ．接着層
接着層は、一般に、再帰反射性転写フィルムが適用される基材と適合性があり、また用いている場合にはビーズボンドまたはビーズ／反射コーティングとも適合性のある任意の熱可塑性組成物とすることができる。好適な接着層としては、ポリエステル型熱可塑性ポリウレタン樹脂が挙げられる。接着剤は、様々なコーティングやラミネーション方法をはじめとする様々なやり方で適用することができる。例えば、一つの適用方法は、樹脂をシクロヘキサノンおよびメチルエチルケトンに溶解するものである。そしてロールコーティングを用いてコーティングを行って、１平方メートル当たり約３０グラムの乾燥重量を有するコーティング厚さまたは約２５ミクロンの厚さとする。接着層を適用する他の方法は、乾燥フィルムタイプのポリエステル型熱可塑性ポリウレタン樹脂をビーズボンド層に熱ラミネートすることである。一般的に、接着剤の融解温度は摂氏２０５度未満、より一般的には摂氏約９０〜２０５度である。キャリアは、この接着温度より高い温度、通常は摂氏２１０度を超える温度で溶融する。
【００３７】
Ｄ．ビーズ
様々な種類のビーズを本発明で用いてよく、光学および非光学ガラスビーズおよび球、非球面または球でないその他小微粒子材料が挙げられる。平均サイズは、一般的に、４０ミクロンを超え、１２０ミクロン未満であるが、この範囲外のサイズを用いることもできる。再帰反射性転写フィルムに用いるガラスビーズの屈折率は約１．９、直径の中心サイズは６０ミクロンである。目的の用途に応じてその他の材料、サイズおよび屈折率を用いることもできる。これらの変数は、通常、熱転写に大幅に影響することはない。
【００３８】
Ｅ．追加の層
多くの具体例において、転写フィルムはまた、ビーズに適用された反射コーティングと、ビーズを互いに、そして接着剤に固定するビーズボンド層のような追加の層および材料も含んでいる。ビーズに適用された反射コーティングは、大幅に反射性を改善することができる。好適な反射コーティングとしては、スパッタされたアルミニウムその他金属のような金属コーティングが挙げられる。フレーキ（真珠光沢）反射層または透明鏡（誘電体スタック）も組み込むことができる。ビーズボンド層および反射コーティングは、ビーズを互いに固定し、接着剤に基材も提供する。ビーズボンド層は、ビーズ（金属コートビーズを含む）を固定し、接着剤にボンドして、高温で劣化しないようなものを選択しなければならない。ビーズボンド層は、例えば、フェノール樹脂およびニトリルブタジエンゴムとすることができる。
【００３９】
米国特許第３，１７２，９４２号明細書（ベルグ（Ｂｅｒｇ））に教示されるようなものをはじめとする、業界に公知の様々なその他の材料および方法を本発明で用いてよい。
【００４０】
Ｆ．微粒子転写フィルムの作成方法
本明細書にはまた、微粒子転写フィルムの作成方法も開示されている。様々な方法、特に、ビーズを熱可塑性キャリアコーティングに結合して、キャリアコーティングを熱硬化性または実質的に熱硬化性の材料に変換する方法を用いることができる。熱硬化性キャリアコーティングは、キャリアコーティングを基材へ転写させることなく、高温でのビーズの基材への適用を促進する。
【００４１】
一具体例において、キャリアバッキング材料（ポリエステルや紙）は、ポリエチレンの層のような熱可塑性層でコートされて、一時ビーズキャリアを形成する。従来のコーティング方法を用いて、バッキング材料と熱可塑性コーティング層とを有するこの一時ビーズキャリアを形成することができる。透明ガラスビーズを一時ビーズキャリアにコートして、キャリアコーティングに埋め込む。このコーティングおよび含浸プロセスの一つの目標は、密に充填されたビーズの単層を得ることである。
【００４２】
ビーズをコーティングするプロセスは、キャリアバッキングを熱缶と接触させながら熱缶に通して、一時ビーズキャリアの加熱により行うことができる。熱缶は、熱可塑性キャリアコーティングが粘着性となるのに十分な温度まで加熱する。ある具体例においては、一時ビーズキャリアの温度は７５℃まで上げる。透明ガラスビーズを粘着性のキャリアコーティングに適用する。キャリアベースのキャリアコーティングの粘着性によって、ガラスビーズの単層がキャリアフィルムにより持ち上げられる。次に、ガラスビーズ単層を備えた一時ビーズキャリアを加熱する。一時ビーズキャリアおよびガラスビーズは、通常、キャリアコーティングを軟化してビーズをそこに沈める温度まで加熱される。ビーズをキャリアコーティングにどの位深く沈めるかを制御するのに用いることのできる時間および温度は可変である。ビーズを高温でキャリアフィルムに維持するのが長ければ長いほど、キャリアコーティングにより深く沈む。同様に、キャリアコーティングの軟化を増大させる高温の結果、キャリアコーティングへより深くビーズは沈む。
【００４３】
最終製品の輝度半値角は、キャリアコーティングに沈むビーズの量によって制御することができる。沈めるのを多くすると、輝度半値角は増大し、沈めるのを少なくすると減少する。一時ビーズキャリアを除去しにくくなる恐れがあるため、ビーズを沈めすぎないよう注意を要する。適正なレベルの沈み（ビーズ直径の約半分）を行った後、キャリアコーティングを固化し、ビーズが動かないようにするために、ガラスビーズと共に一時ビーズキャリアを室温まで冷やす。
【００４４】
半球反射コーティングを一時ビーズキャリアのビーズ側に任意で適用する。これは、光を反射する任意の好適な材料、例えば、銀、アルミニウムまたは真珠光沢顔料により行うことができる。例えば、アルミニウムは蒸着により適用することができる。アルミニウムは、ビーズの露出面およびビーズ間の領域にあるキャリアコーティングをカバーする。次に、フィルム（ウェブであることが多い）を放射線に露光して、熱可塑性キャリアコーティングを架橋し、熱硬化性材料に変換する。高エネルギー電子を用いる電子ビーム放射線がこの工程を実施する一つのやり方である。電子ビームは、ビーズの一時ビーズキャリアへの接着力を増大して、ビーズおよび接着剤を一時ビーズキャリアから剥がすことなく、折り畳まれたり引裂かれることにより欠陥を生じることなく、キスカットを行う。他の架橋の方法としては、ガンマまたはｘ線、過酸化物架橋またはシラン架橋のような高エネルギー放射線が挙げられる。
【００４５】
ある具体例において、架橋工程は、反射コーティングを適用した後に行う。ビーズを適用する前にＥ−ビーム照射を行う場合には、熱可塑性ではなく熱硬化性となるためキャリアコーティングはビーズを持ち上げ沈ませない。ビーズを一時ビーズキャリアに適用した後であるが、反射コーティングを適用する前にＥ−ビーム照射を行う場合には、最終製品の熱ラミネーション後、図１２に示すように、一時ビーズキャリアを除去するのに必要な剥離力が非常に増大する。大量のＥ−ビーム照射は、ビーズボンド層または接着層を適用した後は行わない方が好ましい。Ｅ−ビームプロセスは、これらの層を劣化する可能性があり、キャリアコーティングを透過して所望の効果を必ずしも与えないためである。
【００４６】
線量と呼ばれ、ラドまたはメガラド（Ｍｒａｄ）で測定されるＥ−ビーム放射線の量またはレベルは、露光時間、電圧および電流の変数により制御される。図１１に、Ｅ−ビーム処理によって、一時ビーズキャリアを転写フィルムから分離するのに必要な剥離力がＥ−ビーム処理をしない場合と比べて増大するのが示されている。線量がさらに増大すると、一時キャリアを転写フィルムから除去する力が減少する。
【００４７】
図１３に、線量と、一時ビーズキャリアを布帛基材から除去するのに必要な剥離力との関係を示す。これは、一時ビーズキャリアが無傷のままキスカットおよびウィードされた転写フィルムが基材に熱ラミネートされるときに生じる状況である。一時ビーズキャリアの露出領域を熱ラミネーション工程中に基材にボンドすることができる。一般的に、キャリアコーティング（架橋されていなかった場合）の軟化点は、接着層の活性温度より低い。しかしながら、層が熱硬化性であれば、大幅に軟化せず、基材に接合したり、キスカットおよびウィードされた転写フィルムの露出領域において基材に残渣が残らない。
【００４８】
次に、ビーズボンド層を任意で適用する。ビーズボンド層の機能は、コートされたビーズ（またはその他微粒子）を使用中適所に保持することである。洗浄、ドライクリーニング、摩耗等に耐えられるよう、通常、適正な接着力が得られる必要がある。ビーズボンド層は、ニトリルブタジエンゴム、フェノール樹脂、ステアリン酸および可塑剤またはその他材料を含む混合物から構成することができる。これらの成分をコートするには、メチルイソブチルケトンとトルエンのような溶剤を用いて溶液を作成する。
【００４９】
次に、接着層を様々な従来の方法を用いてビーズボンド層を覆うように適用する。接着剤は、再帰反射性転写フィルムが適用される基材と適合性のある任意の熱可塑材とする。好適な接着層としては、ポリエステル型熱可塑性ポリウレタン樹脂が挙げられる。
【００５０】
一時接着剥離ライナも追加することができる。通常、剥離ライナと接着層間の接着力のレベルは、一時ビーズキャリアコーティングと再帰反射性転写フィルムのビーズ表面間の接着力のレベルより小さくなければならない。そうしないと、剥離ライナを除去しようとしたときに、ビーズ層が一時ビーズキャリアから分離されてしまう。剥離ライナの接着剤への接着力を制限するために、ライナはポリエチレンのような低表面エネルギー材料としなければならない。
【００５１】
Ｇ．実施例
さらなる実施形態を以下の実施例により例証する。実施例に挙げた特定の材料およびその量、ならびにその他条件および詳細は、限定するものとは考えられず、例証の目的で与えられているものとする。特に断りのない限り、部は全て重量基準である。
【００５２】
試験を行って、転写フィルムをプロッタで切断した際の次の２つの関連した特性を測定した。（１）ラミネーションの前に一時ビーズキャリアを転写フィルムの残りの部分から除去するのに必要な剥離力、（２）直接ラミネーション後に一時ビーズキャリアを基材材料から除去するのに必要な剥離力。第１の特性は、プロッタ切断後にウィード材料を効率的に除去するのに重要である。適用プロセスにおいて、剥離力がこの時点で高すぎる場合には、廃棄材料を除去するのが困難であるためウィーディングが非常に遅くなり、不十分となる。剥離力が適用プロセスのこの時点で低すぎる場合には、プロッタ切断中、一時ビーズキャリアからビーズの早期の層剥離が生じる恐れがある。基材にラミネートされた一時ビーズキャリアを除去する第２の特性は、キャリアコーティングの基材への転写を減じる、または排除するのに重要である。かかる転写によって、転写された図形やインディシアの周囲領域に残渣が残り、化粧用としては受け入れられない。さらに、かかる転写によって、一時ビーズキャリアを基材から除去するのが難しくなる。
【００５３】
インストロン社（Ｉｎｓｔｒｏｎ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）（マサチューセッツ州カントン（Ｃａｎｔｏｎ，Ｍａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓ））より入手可能な、２，０００グラムのロードセル、ピールバック低摩擦ジグを含むローラと、幅２．５ｃｍの両面テープのロールを備えたインストロン（Ｉｎｓｔｒｏｎ）５５６５力測定システムにより材料を試験した。アルミニウムと試験試料に適切に接合するものであれば他の両面テープも用いることができる。さらに、アルミニウムパネルとＨＩＸ社（ＨＩＸ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）（カンザス州ピッツバーグ（Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ，Ｋａｎｓａｓ））より入手可能なＨＩＸラミネーションプレス型番Ｎ−８００を用いた。
【００５４】
以下の試験手順を行って、第１の特性、転写フィルムを基材にラミネーションする前の、転写フィルムの残りの部分から一時ビーズキャリアを除去するのに必要な剥離力を測定した。剥離力は製造後最初の数時間は大幅に変化して、その後安定するため、シートを作成した後少なくとも１２時間、剥離力を測定した。インストロン（Ｉｎｓｔｒｏｎ）システムを２，０００グラムのロードセルを用いて較正した。剥離ライナをフィルムから除去し、２．５ｃｍ×１８ｃｍの試料をシートから切断した。幅２．５ｃｍの両面テープ片を、長手方向に、５ｃｍ×２３ｃｍのアルミニウムパネルの中心に適用することによりアルミニウムパネルを作成した。テープを強圧力でゴムロールに巻き付けた。ライナを両面テープから除去し、２．５ｃｍ×１８ｃｍのフィルム試料を両面テープに配置して、一時ビーズキャリアと対面させた。試料を適用して、両面テープの左右を完全にカバーした。試料も強圧力でゴムロールに巻き付けた。約５ｃｍの一時ビーズキャリアを試料から剥がして、試料が一時ビーズキャリアと転写フィルムの残りの部分との間で確実に分離されるようにした。アルミニウムパネル／試料を、ピールバック低摩擦ジグを含むローラに配置して、試料を上げた。部分的に剥がれた一時ビーズキャリアをインストロン（Ｉｎｓｔｒｏｎ）の上部ジョーに配置した。１分当たり３０ｃｍのクロスヘッド速度を用いて、一時ビーズキャリアを試料全体から剥がした。記録の３つの最高ピークを求めた。試験の最初と最後の０．６ｃｍは無視した。３つのピークの平均を計算し、この平均値を記録した。図１１に示すデータについては、各データ点は試験した３つの試料の平均であり、図１２に示すデータについては、各データ点は試験した２つの試料の平均である。
【００５５】
第２の特性、基材材料にラミネートされた一時ビーズキャリアを除去するのに必要な剥離力も測定した。この剥離力を基材へのラミネーション後即時にあるいは直後に測定した。インストロン（Ｉｎｓｔｒｏｎ）５５６５システムを２，０００グラムのロードセルを用いて較正した。剥離ライナを微粒子転写フィルムから除去して、試料を２．５ｃｍ×１８ｃｍの片に切断した。一時ビーズキャリアを転写フィルムの残り部分から除去して分離した。一時ビーズキャリアの２．５ｃｍ×１８ｃｍの試料を、試料布帛基材として選択したエクセラレート（Ｅｘｃｅｌｌａｒａｔｅ）布帛にＨＩＸプレスを用いて、キャリアコーティング側を基材に向けてラミネートした。エクセラレート（Ｅｘｃｅｌｌｅｒａｔｅ）布帛は、重量が１０５ｇ／ｍ２、白色、縦糸数が約１１５、横糸数が約７６の６５％ポリエステルと３５％綿ブレンドであった。この材料はスプリングスインダストリーズ（Ｓｐｒｉｎｇｓ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ）（サウスカロライナ州ロックヒル（Ｒｏｃｋ  Ｈｉｌｌ，Ｓｏｕｔｈ  Ｃａｒｏｌｉｎａ））より購入できる。ラミネーションに用いる条件は、流路圧力２．１ｋｇ／ｃｍ２、時間２０秒、温度は試料によって１０４℃〜２１０℃まで変えた。ラミネートされた２．５ｃｍ×１８ｃｍの一時ビーズキャリアから布帛を鋏またはその他適切な切断器具を用いてトリミングした。幅２．５ｃｍの両面テープ片を、長手方向に、５ｃｍ×２３ｃｍのアルミニウムパネルの中心に適用することによりアルミニウムパネルを作成した。テープを強圧力でゴムロールに巻き付けた。
【００５６】
剥離ライナを両面テープから除去し、２．５ｃｍ×１８ｃｍの試料を両面テープに適用して、一時ビーズキャリア側を上にした。試料を適用して、両面テープの左右を完全にカバーした。試料を強圧力でゴムロールに巻き付けた。約５ｃｍの一時ビーズキャリアを試料から剥がして、試料が一時ビーズキャリアと布帛との間で確実に分離されるようにした。アルミニウムパネル／試料を、ピールバック低摩擦ジグを含むローラに配置して、試料を上げた。１分当たり３０ｃｍのクロスヘッド速度を用いて、一時ビーズキャリアを試料全体から剥がした。記録の３つの最高ピークを求めた。試験の最初と最後の０．６ｃｍは無視した。３つのピークの平均を計算し、この平均値を記録した。図１３の各データ点は試験した３つの試料の平均である。剥離力が強くなると、両面テープを、より攻撃的で、一時ビーズキャリアを剥がす間布帛を定位置に保持する他の好適な両面テープに変える必要がある。
【実施例】
【００５７】
実施例１
本実施例は、有利な特性を与えるのに必要なおおよそのＥ−ビーム線量を求めるために行った。
【００５８】
一時ビーズキャリアは、ポリエチレン（２５μｍ）でコートされたポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム（９５μｍ）から構成されていた。平均直径６０μｍ、屈折率１．９のビーズを一時ビーズキャリアに適用し、続いて、厚さ約９０ｎｍのアルミニウム層を適用した。フィルムにＥ−ビーム照射し、ビームをまず、ＰＥＴでなくビーズに通過させた。ビーズボンド材料（ニトリルブタジエンゴム、フェノール樹脂、ステアリン酸および可塑剤）を、アルミナイズドビーズと一時キャリアに約３４グラム／１平方メートルの重量でコートした。ビーズボンドコートフィルムを、約６０℃で始め、約１６６℃まで６分間にわたって上げながら乾燥および硬化させた。
【００５９】
接着剤は、ポリエステル型熱可塑性ポリウレタン樹脂であり、１平方メートル当たり約３１グラムの重量でコートし、約７１℃で始め、約１１８℃まで６．５分間にわたって上げながら乾燥した。接着剤を、シクロヘキサノンおよびメチルエチルケトンに樹脂を溶融することにより適用した。ロールコーターを用いてコーティングを行って、１平方メートル当たり約３１グラムの乾燥重量を有するコーティング厚さまたは約２５ミクロンの厚さを得た。
【００６０】
ライン速度２７ｍ／分で線量計を用いてＥ−ビーム線量を測定した。他のライン速度での線量をその値から計算した。Ｅ−ビーム条件は１７５ｋＶ、１４０ｍＡであり、ライン速度を変えて、フィルムを放射線に露光した時間の量および線量を変更した。図１１に、Ｅ−ビームの線量レベルによって、一時ビーズキャリアからビーズを分離するのにどのくらい剥離力が必要であるかを示す。ライン速度が減少すると、線量が増大した。１６．２Ｍｒａｄで許容される結果が得られたが、２７Ｍｒａｄでの結果が優れていた。２７Ｍｒａｄでは、線速度は約９．１ｍ／分であった。約４０Ｍｒａｄの線量に対応する６．１ｍ／分のライン速度では、適用された線量だとＰＥＴキャリアバッキングが破損した。これらの結果によれば、Ｅ−ビーム照射線量が、キャリアバッキングの引張り強度に結びついていて、放射線への露光によりいかに変化するかが分かる。この結果に基づいて、例証の本実施例の条件下では、好ましい線量は約２７メガラドであると結論される。Ｅ−ビーム照射試料を、Ｅ−ビーム照射しなかった試料と比べると、プロッタ切断により問題がなかったことも分かり、キスカットプロセス中、より高い剥離力が有効であることが確認された。
【００６１】
実施例２
本実施例は、Ｅ−ビーム照射をアルミニウム蒸気コートをビーズに適用する前または後に行うべきであるかを判断するために行った。図１２に、再帰反射コーティングをビーズに適用した後と、ガラスビーズを一時ビーズキャリアコートした後だが再帰反射コーティングの前のＥ−ビーム照射の差を示す。実施例１と同じ方法および材料を用いた。この例のＥ−ビーム照射は１８メガラド（１２ｍ／分、１７５ｋＶおよび１０８ｍＡ）の線量で行った。この結果の結果によれば、この試験条件下では、アルミニウム蒸気コートをビーズに適用した後にＥ−ビーム照射を行うと有利であることが分かる。
【００６２】
１１８ｇ／ｃｍ未満の剥離力であれば顧客に許容されることが多いが、１１８ｇ／ｃｍを超える剥離力だと、問題が発生し始め、１９７ｇ／ｃｍを超えると許容されなくなることが多い。Ｅ−ビーム照射をしていない試料に比べて、Ｅ−ビーム工程を再帰反射コーティング後に行うと剥離力が僅かに増大することが本発明の利点の一つである。転写フィルムのキスカット性を改善すると、持ち上げ、折り畳みおよび引裂きを排除するのに役立つ。放射線工程を、ビーズコーティング操作の後、蒸気コーティング操作の前に実施するときの非常に高レベルの剥離力は、この工程でＥ−ビーム照射を実施するのはあまり望ましくないことを示している。
【００６３】
実施例３
本実施例は、図１３に示すように、基材への露出したキャリアコーティングラミネーションの接着レベルに与えるＥ−ビーム照射の影響を示すものである。実施例１と同じ方法および材料を用いた。試料を６５％ポリエステル、３５％綿の布帛に熱プレスを用いてラミネートした。熱プレスの圧力を２．１ｋｇ／ｃｍ２、ラミネーション時間を２０秒に設定した。温度を変えた。図示するように、高線量レベルのＥ−ビーム放射線は、基材からラミネートされた露出一時ビーズキャリアを除去するのに必要な力を減じる。剥離力は、Ｅ−ビーム照射した材料はＥ−ビーム照射していない材料に比べて凡そ１〜２小さい。この剥離力はまた、様々な好適なラミネーション温度について非常に一致しており、本発明により得られる利点である。
【００６４】
本発明は、その技術思想および本質的な特性から逸脱することなく、他の特定の形態で実施してよい。記載した実施形態は全ての点において、例証のためであり、限定するものとは考えられない。従って、本発明の範囲は、前述の説明よりも、添付の特許請求の範囲により示される。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】接着層と、反射コーティングを備えたビーズ層と、ビーズボンド層と、除去可能な接着ライナと、一時ビーズキャリアとを含む転写フィルムの部分断面図である。
【図２】ビーズ層を除去した、接着層と、接着ライナと、ビーズボンド層と、反射層の部分を示す図１の転写フィルムの部分断面図である。
【図３】フィルムを１８０度回転し、除去可能な接着ライナを除去した図２の転写フィルムの部分断面図である。
【図４】基材への熱転写後の図３の転写フィルムの部分断面図である。
【図５】基材への熱転写後、一時ビーズキャリアを除去した図４の転写フィルムの部分断面図である。
【図６】接着層と、ビーズ層と、除去可能な接着ライナと、一時ビーズキャリアとを含む転写フィルムの部分断面図である。
【図７】ビーズ層を除去した、接着層と、接着ライナの部分を示す図６の転写フィルムの部分断面図である。
【図８】フィルムを１８０度回転した図７の転写フィルムの部分断面図である。
【図９】除去可能な接着ライナを除去し、基材への熱転写後の図８の転写フィルムの部分断面図である。
【図１０】基材への熱転写後、一時ビーズキャリアを除去した図９の転写フィルムの部分断面図である。
【図１１】異なるレベルの電子ビーム放射線に露光したフィルムのラミネーション前の一時ビーズキャリアの剥離力を示すグラフである。
【図１２】フィルムの異なる製造段階で電子ビームに露光したフィルムのラミネーション前の一時ビーズキャリアの剥離力を示すグラフである。
【図１３】様々な電子ビーム放射線レベルおよび様々なラミネーション温度で電子ビーム放射線に露光したラミネートされた一時ビーズキャリアを除去する力を示すグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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