(57)【要約】  再帰反射物品の製造方法は、金属顔料をバインダー材料と混合するプロセスを含む。混合物は、基板の表面に塗布される。表面は、平坦な平面状の表面であってもよく、起伏状またはアーチ状の領域を有してもよい。バインダー材料は、バインダー材料層を形成し、金属顔料は、バインダー材料層の上部面近くにリーフィング顔料層を形成する。透明微小球体レンズは、バインダー材料層の上部面に内蔵される。リーフィング金属顔料層は、微小球体レンズの後方の内蔵された表面に一致することにより、再帰反射物品を形成する。また、関連の再帰反射物品が開示される。
2017503209.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部面を規定し、
バインダー材料と、
前記バインダー材料での金属顔料であって、前記バインダー材料に顔料層を形成するように前記バインダー材料に配置される金属顔料と、
前記バインダー材料内に少なくとも部分的に内蔵され、物品の前記外部面に沿って露出する透明微小球体と、を含み、
前記透明微小球体は、一般的に、前記顔料層と前記物品の前記外部面との間に配置される、物品。
【請求項２】
前記金属顔料は、平均アスペクト比が２，０００〜２５，０００である顔料粒子を含む、請求項１に記載の物品。
【請求項３】
前記顔料層での前記金属顔料は、リーフィング配列で配置される、請求項２に記載の物品。
【請求項４】
前記金属顔料は、主寸法の粒径が約１０μｍ〜約２５μｍであり、厚さが約１０ｎｍ〜約５０ｎｍであり、表面粗さが約１ｎｍ〜６ｎｍである粒子を含む、請求項１から３のいずれか１項に記載の物品。
【請求項５】
前記金属顔料は、真空金属化された顔料粒子を含む、請求項１から４のいずれか１項に記載の物品。
【請求項６】
前記透明微小球体の少なくとも一部は、前記顔料層に延びる、請求項１から５のいずれか１項に記載の物品。
【請求項７】
前記金属顔料粒子の少なくとも一部は、薄片面を規定し、前記薄片面が隣接した透明微小球体の一部に一致し、隣接した透明微小球体の一部に沿って延びるように前記顔料層内に配向される、請求項２から６のいずれか１項に記載の物品。
【請求項８】
前記バインダー材料は、熱可塑性ポリマーを含む、請求項１から７のいずれか１項に記載の物品。
【請求項９】
前記熱可塑性ポリマーは、熱可塑性ポリウレタンを含む、請求項８に記載の物品。
【請求項１０】
前記微小球体は、前記微小球体の平均直径の約２０％〜約７０％の深さに前記バインダー材料に内蔵される、請求項１から９のいずれか１項に記載の物品。
【請求項１１】
基板をさらに含み、前記顔料層は、前記基板と同一の広がりを有する（ｃｏ‐ｅｘｔｅｎｓｉｖｅ）、請求項１から１０のいずれか１項に記載の物品。
【請求項１２】
前記バインダー材料は、前記基板に前記顔料層を結合する、請求項１１に記載の物品。
【請求項１３】
顔料層と透明微小球体レンズとを含む物品の製造方法であって、
前記顔料層を形成するプロセスであって、前記顔料層は、金属顔料粒子を含むプロセスと、
バインダー材料を使用して、前記顔料層に前記透明微小球体レンズを結合することにより前記物品を製造するプロセスと、を含む、方法。
【請求項１４】
前記形成プロセスは、前記金属顔料粒子および前記バインダー材料を組み合わせることにより複合材料を生成し、前記複合材料を現像することによりバインダー材料層を形成するプロセスを含み、前記顔料粒子は、リーフィング顔料層を形成するように配列され、前記顔料層は、前記バインダー材料層の上部面近くの前記バインダー材料層に含有され、
前記結合プロセスは、前記バインダー材料層に前記レンズを内蔵するプロセスを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記金属顔料粒子は、主寸法の粒径が約１０μｍ〜約２５μｍであり、厚さが約１０ｎｍ〜約５０ｎｍであり、表面粗さが約１ｎｍ〜約６ｎｍである、請求項１２または１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記金属顔料粒子は、真空金属化された顔料粒子を含む、請求項１３から１５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１７】
前記金属顔料粒子の少なくとも一部は、薄片面を規定し、前記薄片面が隣接した微小球体レンズの一部に一致し、隣接した微小球体レンズの一部に沿って延びるように前記顔料層内に配向される、請求項１４から１６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１８】
前記バインダー材料は、熱可塑剤を含む、請求項１３から１７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１９】
前記熱可塑剤は、熱可塑性ポリウレタンを含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記結合プロセスは、ｉ）前記バインダー材料、およびｉｉ）前記微小球体レンズのうち少なくとも一つを加熱するプロセスを含む、請求項１３から１９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２１】
前記微小球体レンズは、前記微小球体レンズの平均直径の約２０％〜約７０％の深さに内蔵される、請求項１３から２０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２２】
前記物品は、基板をさらに含み、前記顔料層は、前記基板と同一の広がりを有する、請求項１３から２０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２３】
透明微小球体レンズと金属顔料とを含む再帰反射物品であって、
前記金属顔料は、熱可塑性ポリマー層に少なくとも部分的に含有される金属顔料粒子を含み、前記金属顔料粒子は、前記熱可塑性ポリマー層の上部面近くにリーフィング配列で配向され、
前記透明微小球体レンズは、前記熱可塑性ポリマー層の上部面に沿って露出し、前記微小球体レンズの平均直径の約２０％〜約７０％の深さに前記熱可塑性ポリマー層に内蔵され、
前記金属顔料粒子は、薄片面を規定し、前記薄片面が隣接した微小球体レンズの一部に一致し、隣接した微小球体レンズの一部に沿って延びるように前記顔料層内に配向される、再帰反射物品。
【請求項２４】
前記金属顔料は、真空金属化された顔料を含む、請求項２３に記載の再帰反射物品。
【請求項２５】
前記金属顔料粒子は、主寸法の粒径が約１０μｍ〜約２５μｍであり、厚さが約１０ｎｍ〜約５０ｎｍであり、表面粗さが約１ｎｍ〜約６ｎｍである、請求項２３または２４に記載の再帰反射物品。
【請求項２６】
前記熱可塑性ポリマー層は、熱可塑性ポリウレタンを含む、請求項２３から２５のいずれか１項に記載の再帰反射物品。
【請求項２７】
基板をさらに含み、前記熱可塑性ポリマー層は、前記基板と同一の広がりを有する、請求項２３から２６のいずれか１項に記載の再帰反射物品。
【請求項２８】
前記透明微小球体レンズは、前記レンズの平均直径の約５０％の深さに前記熱可塑性ポリマー層に内蔵される、請求項２３から２７のいずれか１項に記載の再帰反射物品。
【請求項２９】
前記熱可塑性ポリマー層は、前記基板に前記金属顔料粒子を接合させる、請求項２７または２８に記載の再帰反射物品。
【請求項３０】
再帰反射物品の製造方法であって、
顔料とバインダー材料とを含む組成物を現像することにより前記顔料を含む顔料層および前記バインダー材料を含むバインダー材料層を形成するプロセスであって、前記顔料層は、前記バインダー材料層の上部面近くの前記バインダー材料層に含有されるプロセスと、
前記バインダー材料層に微小球体レンズを内蔵することにより前記再帰反射物品を製造するプロセスと、を含む、方法。
【請求項３１】
前記顔料は、主寸法の粒径が約１０μｍ〜約２５μｍであり、厚さが約１０ｎｍ〜約５０ｎｍであり、表面粗さが約１ｎｍ〜約６ｎｍである、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記顔料層は、金属顔料粒子を含む、請求項３０または３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記顔料は、真空金属化された顔料粒子を含む、請求項３０から３２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３４】
前記バインダー材料は、熱可塑性ポリマーであり、
前記組成物は、溶剤をさらに含み、前記熱可塑性ポリマーは、前記溶剤に溶解されることにより溶液を形成し、前記顔料は、前記溶液に懸濁される、請求項３０から３３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３５】
前記バインダー材料層を形状化するプロセスをさらに含む、請求項３０から３４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３６】
基板に前記組成物を塗布するプロセスをさらに含む、請求項３０から３５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３７】
前記基板は、起伏を有する表面を有する、請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記内蔵プロセスは、ｉ）前記組成物、およびｉｉ）前記微小球体レンズのうち少なくとも一つを加熱するプロセスを含む、請求項３０から３７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３９】
基板と、顔料層と、バインダー材料と、透明微小球体レンズとを含む物品の製造方法であって、
前記基板の表面上に、金属の物理的気相蒸着により顔料層を形成するプロセスと、
前記顔料層上に前記バインダー材料を塗布するプロセスと、
前記バインダー材料に前記透明微小球体レンズを内蔵するプロセスと、を含む、方法。
【請求項４０】
前記バインダー材料は、熱可塑性ポリウレタンを含み、前記内蔵プロセスは、ｉ）前記バインダー材料、およびｉｉ）前記透明微小球体レンズのうち少なくとも一つを加熱するプロセスを含む、請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
前記透明微小球体レンズは、前記レンズの平均直径の約２０％〜約７０％の深さに前記バインダー材料に内蔵される、請求項３９または４０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、２０１３年１２月３０日付で提出された米国仮出願番号６１／９２１，６１７に対する優先権を主張し、この仮出願は、本願に全体として参照として含まれる。
【０００２】
本発明は、再帰反射シートおよび関連方法に関する。具体的には、本発明は、リーフィング方式で配列される金属顔料を含有するバインダー材料に内蔵される透明微小球体レンズを用いて再帰反射シートを製造する方法、および関連物品に関する。
【背景技術】
【０００３】
再帰反射物品は、各種安全および装飾のために用いられる。通常、再帰反射物品の一つのタイプは、透明または半透明ガラスで製造される小型ビードまたは球体を含む。ビードは、裏面に位置する反射材料を有する。入射光がビードの前面へ進むと、前面で屈折し、裏面の反射材料から反射してまた前に向かい、前面からまた光源に向かって屈折する。
【０００４】
従来、反射材料は、ビードと分離され区別される連続層、またはビードの後方外部表面上のコーティングのような２種の方式のうち一つでビードの裏面に蒸着される。
【０００５】
各種の問題が、かかる従来の方法と関連する。具体的には、反射層がビードと分離され区別されて形成される場合、分離層は、ビードの湾曲した裏面に一致しないが、平板状の反射表面として残存する。かかる平板状の反射表面は、目的とする再帰反射性が特定の使用に求められる要素に満たされることを提供することができない。
【０００６】
また、ビードの裏面に直接反射層をコーティングすることは、基板にビードを塗布するときに配向の問題を引き起こす。具体的には、ビードは、コーティングされていないビードの前面が基板から離れて光源に向かうようにする方式で基板上に位置しなければならない。時々、球体のかかる適切な配向を基板上に提供するために、複雑な処理ステップおよび特別な装置が求められる。さらに、かかるコーティングプロセスは、時々、球体の裏面上への金属の気相蒸着を含み、これは、再帰反射物品を形成することと関連するコストおよび時間をさらに増加させる。平板状および平面状ではない表面にコーティングされたビードを取り付けようとする場合、より複雑な配向の問題が生じる。時々、再帰反射フィルムは、この目的のために使用される。かかる方法において、コーティングされた球体の層を含む平板状のフィルムを起伏状の表面に塗布しようとする場合、フィルムが客体にスムーズに配置されず、折り曲げられ、しわになりやすいため、フィルムに対する再帰反射効率の減少を引き起こす。
【発明の概要】
【０００７】
小型ビードを用いる、以前に公知の再帰反射物品と関連する問題および欠点は、本再帰反射物品および関連方法により克服する。本発明における方法は、複合材料を生成するためにバインダー材料を反射顔料と混合するプロセスを含む。複合材料は、基板の表面に直接蒸着され、リーフィング方式で配列される反射顔料層およびバインダー材料を形成するために現像される。基板の表面は、平板状および平面状であってもよく、起伏状またはアーチ状の領域を有してもよい。複合材料が現像されるときに、顔料は、反射顔料層として形成され、顔料粒子は、バインダー材料層の上部面近くにリーフィング方式で配列される。次に、ビードは、バインダー材料層に内蔵される。反射顔料層は、ビードの内蔵された湾曲した表面にカップ状に一致し、それに近く近接する。かかる方法により、反射顔料層は、全体として平板状および平面状ではないが、ビードと隣接した領域において、反射顔料層は、気相蒸着反射コーティングのようにビードの湾曲した裏面と密接に連結されるが、これにより生じる配向の問題はない。
【０００８】
一実施形態において、本発明は、外部面を規定し、バインダー材料を含む物品を提供する。物品は、バインダー材料に金属顔料を含み、金属顔料は、バインダー材料に顔料層を形成するようにバインダー材料に配置される。物品は、バインダー材料内に少なくとも部分的に内蔵され、物品の外部面に沿って露出する透明微小球体を含む。透明微小球体は、一般的に、物品の外部面と顔料層との間に配置される。
【０００９】
他の実施形態において、本発明は、顔料層と、透明微小球体レンズとを含む物品を製造する方法を提供する。方法は、顔料層を形成するプロセスを含む。顔料層は、金属顔料粒子を含む。また、方法は、バインダー材料を使用して顔料層に透明微小球体レンズを結合することにより物品を製造するプロセスを含む。
【００１０】
他の実施形態において、本発明は、透明微小球体レンズと、金属顔料とを含む再帰反射物品を提供する。金属顔料は、熱可塑性ポリマー層に少なくとも部分的に含有される金属顔料粒子を含む。金属顔料粒子は、熱可塑性ポリマー層の上部面近くにリーフィング配列で配向される。透明微小球体レンズは、熱可塑性ポリマー層の上部面に沿って露出し、微小球体レンズの平均直径の約２０％〜約７０％の深さに熱可塑性ポリマー層に内蔵される。金属顔料粒子は、薄片面を規定し、薄片面が隣接した微小球体レンズの一部に一致し、隣接した微小球体レンズの一部に沿って延びるように顔料層内に配向される。
【００１１】
他の実施形態において、本発明は、再帰反射物品を製造する方法を提供する。方法は、顔料と、バインダー材料とを含む組成物を現像するプロセスを含む。組成物を現像することにより顔料を含む顔料層およびバインダー材料を含むバインダー材料層を形成する。顔料層は、バインダー材料層の上部面近くのバインダー材料層に含有される。また、方法は、バインダー材料層に微小球体レンズを内蔵することにより再帰反射物品を製造するプロセスを含む。
【００１２】
他の実施形態において、本発明は、基板と、顔料層と、バインダー材料と、透明微小球体レンズとを含む物品を製造する方法を提供する。方法は、基板の表面への金属の物理的な気相蒸着により顔料層を形成するプロセスを含む。また、方法は、顔料層上にバインダー材料を塗布するプロセスを含む。方法は、バインダー材料に透明微小球体レンズを内蔵するプロセスをさらに含む。
【００１３】
したがって、本発明における方法は、微小球体の裏面に直接反射層を蒸着するプロセスを含まないことから、表面にビードを塗布するときの配向の問題を軽減させる。この方式において、ビードは、単に熱可塑性層に内蔵され、任意の便利な方式で基板に位置することができる。簡単な処理プロセスが使用されてもよく、ビードを内蔵するために特別な装置が求められない。球体の裏面への金属の気相蒸着を避けることは、再帰反射物品を形成することと関連するコストおよび時間を低減する。
【００１４】
また、起伏状またはアーチ状の領域を有する表面に球体の層を含む平板フィルムを一致させる代りに、本発明は、起伏状またはアーチ状の領域に複合材料を直接コーティングする方法および複合材料にビードを内蔵する方法を提供する。かかる方法は、複雑な曲線を有する基板上に再帰反射表面が形成されるようにすることができる。本発明は、内蔵された微小球体の湾曲した裏面に一致することにより再帰反射効率性を増加させる反射層を製造する。
【００１５】
分かるように、本明細書に記載の発明は、その他の相違する実施形態が可能であり、そのいくつかの詳細な説明は、請求された発明から逸脱することなく、いずれも様々な側面において変形が可能である。したがって、図面および説明は例示として見なし、制限として見なしてはならない。
【００１６】
図面の簡単な説明
本発明のこれらだけでなく、その他の特徴、様態、および利点は、添付の図面とともに本発明の例示的な実施形態に関する以下のより詳細な説明を参照することでより完全に理解且つ認識される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る物品の概略的な断面図である。
【図２】起伏状の表面を有する図１における物品の概略的な断面図である。
【図３】本発明に係る基板を含む物品の概略的な断面図である。
【図４】起伏状の表面を有する図３における物品の概略的な断面図である。
【図５】本発明に係る物品の概略的な断面図である。
【図６】本発明に係る物品の概略的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本願に記載の発明は、再帰反射物品およびその物品を製造する関連方法を提供する。本方法により製造される物品は、顔料、バインダー材料、および透明微小球体レンズ（また、本願において、「ビード」、「球体」または「レンズ」ともする）を含む。
【００１９】
図１の右側および図２の全体を参照して、一実施形態において、本発明における再帰反射物品１は、バインダー材料と、微小球体２０と、反射顔料粒子１０と、を含む。図面に示されているように、一実施形態において、バインダー材料は、底部面３２と、上部面３１と、を含む、実質的な二次元層を含むバインダー材料層３０に形成される。「二次元」とは、層の厚さが、層、例えば、薄いコーティングまたはフィルム層のすべての他の寸法より著しく小さい層を意味する。図１〜図６を参照して、バインダー材料層３０は二次元に図示され、上部面３１から底部面３２まで測定される厚さは、バインダー材料層３０の任意の他の寸法より著しく小さい。本願においてより詳細に説明されているように、二次元の形状は、一般的に層形状であり、比較的平板および平面状、また、一つ以上のアーチ状または非平板領域を含む起伏状の形態を含む。
【００２０】
しかし、他の実施形態において、バインダー材料は、三次元形状のものを含む任意の形態または形状を有し得るとみなされる。「三次元」とは、例えば、直方体または球体形状のような形態または形状のすべての他の寸法より著しく小さくない厚さを有する形態または形状を意味する。
【００２１】
図１〜図６を参照して、バインダー材料３０の上部面３１は、球体の直径の略５０％の深さにその中に内蔵される微小球体２０を有することでバインダー材料層３０の上部面３１に微小球体層２１を形成する。
【００２２】
また、図１〜図５に示されているように、一実施形態において、バインダー材料３０は、その中にリーフィング方式で配列される反射顔料粒子１０を含む反射リーフィング顔料層１１を含む。反射顔料層１１は、バインダー材料３０の上部面３１近くに位置し、反射顔料層１１は、示されているように内蔵された微小球体２０の裏面２２に一致する。顔料層１１は、再帰反射物品１上の光反射層として作用する。
【００２３】
一実施形態において、図３〜図５に示されているように、再帰反射物品１は、バインダー材料３０により少なくとも部分的に被覆される基板４０をさらに含む。基板４０は、図３に示されているように、平坦な平面であってもよく、図５に示されているように、起伏状またはアーチ状の領域を有する表面を有してもよく、図４に示されているように、起伏状の表面を有するように形状化されてもよい。「起伏」、「起伏状」、または「アーチ状の領域」とは、平板状および平面状ではなく、湾曲状または波状の表面を意味する。
【００２４】
基板は、図面において二次元であり（図３〜図６）、一般的に層の形態を有するものと示されているが、それにもかかわらず、基板が三次元（例えば、直方体または球体形状のような）、および／または起伏状またはアーチ状の領域を有する表面を有し得るとみなされる。
【００２５】
以下、本発明の再帰反射物品に含まれる各種の構成成分に関するより詳細な説明である。
【００２６】
顔料および顔料層
本発明に係る一実施形態において、特定の反射顔料が使用される。適する反射顔料は、その中で混合されるときにバインダー材料により湿式または実質的に湿式されない高い表面張力を有する粒子を含む。顔料粒子は、その厚さより著しく大きい主寸法を有する。
【００２７】
一実施形態において、顔料粒子は、バインダーと混合され、バインダー材料の粘度が適切な場合に、顔料粒子１０がバインダー材料の上部面３１近くであり、且つ上側ではないところに顔料層１１として形成され得る。すなわち、顔料粒子１０は、バインダー材料層３０の上部面の下に配置される。また、顔料粒子が高いアスペクト比を有することから、特定の実施形態において、粒子は平板状の配向であり、互いに近接して部分的に重なり合って配列される。また、内蔵された微小球体２０の間の面積において、顔料粒子１０の主表面は、図１〜図５に示されているように、バインダー材料３０の上部面３１と実質的に平行に整列される。この配列は、「リーフィング」と知られている。
【００２８】
リーフィング顔料層が形成されると、顔料粒子は、各粒子の大きい平板状の表面（すなわち、主表面または薄片面）が隣接した顔料粒子の大きい平板状の表面と平行するか実質的に平行するようにそれ自体に配列される。これは、例えば、葉が芝生に散らかって視野から草を実質的に覆っている場合に視覚化され得る。葉は、実質的に平板状の方式で芝生に配置され隣接した葉と重なり合うことで草を覆う。類似の方式において、本発明に係る反射顔料は、実質的に連続した顔料層を提供し、適する反射率を効率よく提供するために多量の顔料を必要とせずリーフィングされない、従来の反射顔料粒子に比べ、使用される顔料の重量％（「ｗｔ％」）に対する良好な隠蔽力を提供するために使用され得る。リーフィングにおいて、多数の層にいくつかの顔料薄片が互いに重なり合う蒸着は、効果的な反射層を提供する。微小球体２０がバインダー材料層に連続して内蔵されるときに、微小球体に隣接した顔料粒子は、カップ状に微小球体の湾曲した裏面２２に配向するように微小球体に一致する。図１〜図５において、微小球体に隣接していない顔料粒子１０（断面において線として図示）は、バインダー材料３０の上部面３１と平行に配列される。
【００２９】
本発明により、反射顔料粒子は、特定のサイズ特徴を有する。このサイズ特徴は、反射リーフィング顔料層１１に形成されるときに顔料粒子の適切なリーフィングに寄与する。本発明に係る一実施形態において、顔料粒子は、略１０ミクロン〜略２５ミクロンの主寸法の測定値を有する実質的に平板状の反射性、薄片状の粒子である。また、粒子は、略１０ｎｍ〜略５０ｎｍの厚さを有する。顔料粒子は、顔料粒子の主表面、すなわち薄片面上の底点と高点との間の変化である表面粗さを有するものとさらに規定される。一実施形態において、顔料粒子の表面粗さは、略１ｎｍ〜略６ｎｍの範囲である。また、この最小表面粗さは、顔料の良好な反射率および良好なリーフィング特性に寄与し、顔料粒子の主表面が互いに密接に配列され得る。通常、粒子の表面粗さがより大きいと、通常、粒子の主表面がさらに離隔され得、粗い表面が粒子間の分離を増加させて反射率を減少させる。サイズ分散を有する特定のサンプル（例えば、顔料粒子、または微小球体）の測定値を列挙するときに、すべて列挙された値は、サンプルの「中間サイズ（Ｄ５０）」であるとみなされ、Ｄ５０値は、サンプル重量の分散値を、列挙された測定値の上のサンプルの重量の半分値および列挙された測定値の下のサンプルの重量の半分値で除算した測定値である。
【００３０】
本発明に係る一様態において、反射顔料は、主寸法の粒径が約１０ミクロン〜約２５ミクロンであり、厚さが約１０ｎｍ〜約５０ｎｍであり、表面粗さが約２．５ｎｍ〜約４．７ｎｍである粒子を含む。顔料粒子は、約２，０００〜約２５，０００の範囲である‐粒子の最大の寸法の平均値を粒子の厚さの平均値で除算することで算出される‐平均アスペクト比を有することができる。この様態において、顔料粒子は、薄片形態である。
【００３１】
本発明により、反射層１１に適切に形成されるときに、反射顔料粒子１０は、バインダー材料層３０の上部面３１近くにリーフィングパターンでそれ自体に配列される。特定の理論に制限されないが、その特定の形状およびサイズのため、本発明に係る粒子は、高い界面張力を有することからバインダー材料によって完全に湿式されないと考えられる。バインダー材料における任意の溶剤が蒸発されるときに、蒸発プロセスは、バインダー材料層の上部近くにリーフィング配列で形成されるように粒子を押し込むか他の方法で補助することによりバインダー材料内に対流現象を起こす。対照的に、従来の顔料粒子は、言及されたサイズ特性を有しておらず、バインダー材料によって実質的に湿式されやすい。したがって、従来の顔料粒子は、対流現象によって影響を受けず、表面近くよりはむしろバインダー材料層の全般にわたり酸泡する。本発明により形成されるリーフィング顔料層１１は、薄いサイズの順に滑らかな反射表面を生成し、粒子の最小アスペクト比、最小厚さ、および最小表面粗さに起因して従来のボールミリングされた反射顔料薄片に形成される層よりも大きい反射率を有する。従来の反射顔料粒子と比較して、反射の最終増加は、バインダー材料層３０の表面近くにリーフィング方式で配列される反射顔料粒子に少なくとも部分的に起因する。対照的に、従来のボールミリングされた顔料粒子は、より大きい粒子厚さおよびより大きい表面粗さを有することからバインダー材料層の表面近くに密接にパッキングされたリーフィング方式で配列されないため、かかる反射の増加を引き起こさない。したがって、本発明の方式により使用される顔料は、かかる従来のボールミリングされた顔料粒子に比べて反射力を改善する。
【００３２】
一実施形態において、顔料粒子１０は、バインダー材料層３０に少なくとも部分的に含有される。換言すれば、それぞれの粒子の少なくとも一部は、バインダー材料層に内蔵される。この実施形態の一様態において、顔料粒子は、図１〜図５に示されているように、バインダー材料層に完全に内蔵される。
【００３３】
一実施形態において、顔料粒子１０それ自体および顔料層２２は、球体２０の内蔵された裏面２２の湾曲した形状に一致する。すなわち、顔料粒子は、微小球体２０の内蔵された表面２２と対向する二つの主表面のうち一つと配向されてリーフィング方式で重なり合う。また、顔料粒子１０は、微小球体２０の起伏に一致するようにその最大の寸法でベンディング、フレキシング、または他の方法で変形されることにより良好な再帰反射効率を提供する。顔料粒子が薄片の形態である実施形態に対して、本発明の特定のバージョンにおいて、薄片の少なくとも一部は、薄片面がそれに隣接して配置される微小球体の外部球体表面の一部に一致し、それに沿って延びるように顔料層内に配向される。
【００３４】
粒径以外に、反射リーフィング顔料層を製造する時のその他の関連考慮事項は、他のもののうち、リーフィング顔料層を形成するために使用される技法、顔料粒子を表面に伝達するために使用される複合材料または他のビヒクルの処方、および複合材料に使用される顔料粒子の量を含む。
【００３５】
本発明に係る一実施形態において、顔料は、意図的に添加された脂肪酸潤滑剤に欠けており、顔料粒子がバインダー材料の上部に実質的に浮上しない。脂肪酸潤滑剤が顔料に添加されると、顔料粒子は、それが分散するバインダー材料の上部に浮上しやすい。それより形成される最終の反射物品において、顔料粒子がこのように露出することがあり、顔料粒子がその中に完全に含有されるよりはむしろバインダー材料層の上部に配置される。この配列は、例えば、顔料粒子が顔料層１１の損傷を引き起こし得る摩耗およびその他の環境要因に露出することで劣化を受け、再帰反射物品に対する反射の減少を引き起こす点で反射層１１の耐久力を減少させる。
【００３６】
対照的に、本発明の多くの実施形態の顔料は、意図的に添加された脂肪酸潤滑油に欠けており、本願に開示されているような特定のサイズ特徴を有しており、これは、顔料粒子がバインダー材料に含まれてバインダー材料層近くであり、且つ上側ではない層を形成することを引き起こす。したがって、バインダー材料の薄層は、図１〜図５に示されているように顔料粒子上に配置される。これにより、顔料粒子１０ではなく、バインダー材料が摩耗のような環境的要因に露出することから反射顔料層１１の耐久性が保持される。顔料粒子は、重なり合っているリーフ／薄片によって高い鏡面反射率を有する上部面３１近くに顔料層１１を形成し、これにより再帰反射物品１の耐久性が保持される。
【００３７】
一実施形態において、反射顔料は、複合材料の約０．１ｗｔ％〜約３０ｗｔ％の量で複合材料に含まれる。他の実施形態において、顔料には、複合材料の約０．５ｗｔ％〜約１０ｗｔ％が含まれる。複合材料がより少ない顔料を含有すると、顔料層は、所望の反射率を提供しないこともある反面、より多い顔料を含むことは、通常反射率の小さい増加のみを引き起こし、強いバインダー材料層の形成を邪魔し始めることがある。
【００３８】
複合材料の粘度は、顔料層１１を形成するときの他の関連考慮事項である。粘度が高すぎると、顔料粒子１０は、リーフィングパターンに配列されない。粘度が低すぎると、基板への複合材料のコーティングが困難であり、適する反射率を提供しない複合材料の層を引き起こし得る。他の考慮事項のうち、粘度は、再帰反射物品の意図された使用および複合材料を表面に塗布するために使用される方法基づいて調整される。
【００３９】
本発明における使用に適する顔料の一タイプの非制限的な例としては、真空金属化顔料（ＶＭＰ）が知られている。かかる顔料は、基板への高純度アルミニウム、またはその他の金属の気相蒸着により形成される。ＶＭＰを形成するために使用される他の材料は、金、銀、銅、ニッケル、クロム、スズ、またはそれらの組み合わせを含むことができる。気相蒸着された金属層は、約１０ｎｍ〜約６０ｎｍの範囲の厚さに基板上に蒸着される。気相蒸着金属層は、基板から除去され、所望のサイズ分布を有するＶＭＰ顔料粒子に分離される。通常、粒子は、溶剤を含むビヒクルに分散されて良好な鏡面反射を提供する。本発明により使用される顔料粒子は、他の方法により形成され得ることが考えられる。
【００４０】
本発明における使用に適するＶＭＰ金属顔料の例としては、メタルアＡ‐３１０１０ＡＥ、およびメタルアＡ‐３１０１７ＡＥ（いずれもエカルト社製）;Ｌ‐１２５２６およびスターブライト５１０２ＥＡＣ（いずれもシルバーライン社製）を含む。ＶＭＰプロセス、またはその他の方法により形成される他の金属顔料は、本発明により使用され得ることが考えられる。
【００４１】
従来のボールミルにより調製された反射顔料のような反射顔料の他のタイプは、その他の顔料が適する反射率を提供する限り、本願に記載のリーフィング方式で配列され得る反射顔料を使用することに追加するか、それを除いて使用され得、本願に記載のリーフィング方式で配列され得る反射顔料と組み合わせて使用される場合、本願に記載のリーフィング方式で配列され得る反射顔料により提供される再帰反射性を損傷しない。反射率、輝度、フロップ、色強度、イメージの区別、隠蔽力などの使用される任意の顔料の各種の特性は、粒径、粒径分布、および粒子形態から影響を受ける。
【００４２】
反射リーフィング顔料層１１の厚さは、使用される特定の顔料粒子および量、および使用される特定のバインダー材料に依存する。反射顔料層１１は、約１０μｍ〜約１００μｍの厚さ範囲であり得る。しかし、本発明は、この範囲以外の厚さを有する反射顔料層の使用を含む。
【００４３】
バインダー材料およびバインダー材料層
本発明により、再帰反射物品に含まれるバインダー材料は、顔料粒子１０が反射顔料層１１を形成する材料として使用される。
【００４４】
また、一実施形態において、バインダー材料は、顔料粒子１０を基板４０の表面に伝達させるビヒクルとして使用される。その中に分散される顔料粒子を有するバインダー材料は、基板上にコーティングされるか他の方法で塗布される。顔料粒子は、バインダー材料層３０の上部面３１近くに、本願に記載の反射顔料層１１を形成し、これは、少なくとも部分的に被覆されるか基板と同様に延び得る。したがって、反射顔料層はまた、基板を少なくとも部分的に被覆する。また、それは、顔料層１１が基板４０に結合されるバインダー層３０を通過する。
【００４５】
顔料粒子１０が反射顔料層を形成する材料を提供すること、および／または顔料粒子のビヒクルとして使用されること以外に、バインダー材料はまた、微小球体を顔料に固定または結合するために使用される。
【００４６】
本発明により、バインダー材料は、耐磨耗性、ＵＶまたはその他の放射線による分解、耐湿性などの良好な耐久性を有する。バインダー材料は、微小球体２０がラビングまたはスクレーピングにより最終生産物の離脱に抵抗するように微小球体２０と顔料粒子１０との間に強い結合を形成する。
【００４７】
一実施形態において、図１〜図５に示されているように、微小球体２０は、バインダー材料層３０に内蔵され、バインダー材料は、リーフィング顔料層１１と近い近位で微小球体を結合する。これにより、反射顔料層１１は、微小球体上に気相蒸着された反射層のように球体２０の内蔵された表面２２近くに密接に位置し、これにより、配向の問題なく、高い再帰反射効率を生成する。図１〜図５に示されているように、顔料層１１の一部は、球体２０の内蔵された裏面２２の曲線状に一致する。また、顔料粒子１０うち一部の主表面（すなわち、薄片面）は、球体２０の内蔵された表面２２と実質的に平行に配列される。
【００４８】
本発明により、バインダー材料は、二次元または三次元であってもよく、起伏状またはアーチ状の表面を有してもよく、それを有するように形状化されてもよい。バインダー材料の形状化は、微小球体層２１がその上に形成される前および／または後に生じ得る。
【００４９】
バインダー材料は、顔料と混合するために互換され、基板および微小球体と良好な結合を形成するように調整されなければならない。これにより、バインダー材料は、顔料粒子と、微小球体および基板のいずれか一つまたは両方の間に強い結合を形成することができる。一実施形態において、バインダー材料と基板との間および／またはバインダー材料と微小球体との間の付着は、バインダー材料の引張強度より大きい。
【００５０】
バインダー材料の組成物は、バインダー材料がこれらおよびその他の機能を好適に行える限り、特に制限されない。この方式において、バインダー材料は、ポリマー、プレポリマー、コポリマー、およびハイブリッドポリマーを含むポリマーを含むことができる。また、バインダー材料は、接着剤、金属、ガラス、セラミック、またはその組み合わせを含むことができる。ポリマーは、硬化または硬化性ポリマーを含むことができる。硬化性ポリマーは、放射線硬化性ポリマーおよび硬化触媒剤により硬化されるポリマーを含むことができる。本願に使用されているように、硬化性または架橋性は、ポリマーが架橋剤または触媒剤の導入により反応可能な官能基を有することを意味する。
【００５１】
適するポリマーは、ポリウレタン、ポリエステル、ポリビニルアセテート、ポリビニルクロライド、ポリビニルブチラル、アクリル、例えば、ポリメチルメタクリレート、エポキシ樹脂、またはそれらの組み合わせのような熱可塑性および熱硬化性ポリマーのうち一方または両方を含むことができる。エチレンとアクリル酸またはメタアクリル酸のコポリマー; ビニル、フルオロポリマー、ポリエチレン、セルロースアセテートブチレート、ポリカーボネートおよびポリアクリレートは、本発明の再帰反射物品に使用可能なポリマーの他の例である。
【００５２】
また、バインダー材料は、例えば、バインダー材料の粘度、分散性、色相、流動性、またはその他の特徴を調整するために使用される溶剤、フィラー、乳化剤、着色剤、水、流動変形剤などのその他の構成成分を含むことができる。適する溶剤は、樹脂に溶解されるメチルエチルケトン（「ＭＥＫ」）、エチルアセテート、シクロヘキサノン、および芳香族ハイドロカーボン、例えば、トルエンまたはキシレン、メチレンクロライドなどを含む。バインダー材料／顔料分散は、固形分約１０重量％〜約２０重量％（例えば、溶解させる前の顔料粒子＋乾燥ポリマー固形分）を含み、残りは溶剤であることが好ましい。分散が実質的にさらに高い固形分含有量を有するように形成されると、この際、粘度は、顔料粒子１０がリーフィング方式でバインダー材料層３０の上部面３１近くに定着されないこともあるが、その中に分散され残存可能な地点まで増加し得る。
【００５３】
一実施形態において、バインダー材料層は、最大反射効率を達成するように鮮明で比較的無色である。しかし、必要な場合、透明な着色剤がその中に含まれて、材料に赤色または青色のような有色の外観を付与することができる。代案的に、Ｔｉ０２の有効量またはその他の美白剤がその中に含まれて、物品に、より鮮明な白色外観を付与し得るか、または必要な場合、蛍光顔料がその中に含まれ得る。
【００５４】
一実施形態において、弾性特性を有するバインダー材料は、繰り返して延伸されたり屈曲され得る再帰反射物品を提供するために使用され、延伸または屈曲張力の放出の際に再帰反射性の著しい損失なく、実質的に最初の寸法に戻る。バインダー材料は、一般的に、微小球体がその中に内蔵され得る軟化ステップを有する各種の一部非晶質または半結晶熱可塑性ポリマーを含むことができる。ポリウレタンは、かかる弾性特性を保有するものが可能であり、かかる材料はバインダー材料として使用され得る。また、アクリル、ポリビニルブチラル、脂肪族ウレタン、およびポリエステルポリマー材料は、その外部耐久性のため使用され得る。
【００５５】
一実施形態において、バインダー材料は、熱可塑性ポリマーを含む。熱可塑性ポリマーは、そのガラス転移温度以上の温度で容易に操作され成形されることから本発明に係る使用に適する。また、顔料は、簡単な混合技法により熱可塑性ポリマーに容易に組み合わせられ得る。また、熱可塑性ポリマーは、透明微小球体レンズを再帰反射物品に固定させる便利な手段を提供する。
【００５６】
一実施形態において、バインダー材料は、熱可塑性ポリウレタンを含む。バインダー材料層３０を調製するために使用されるフィルム形成複合材料に有用な熱可塑性ポリウレタンは、一つ以上のポリオールを一つ以上の有機ポリイソシアネートと組み合わせることで調製される任意の様々な架橋性ポリウレタンであり得る。熱可塑性ポリウレタンは、本発明における方法での使用に適する水準で硬度、最強の伸長、引張強度、弾力、透明性、耐熱性、自体粘性、耐加水分解性、およびオイル耐性、グリース耐性および耐磨耗性を提供する。適するポリウレタンは、熱可塑性ポリウレタン熱活性化接着性ベース樹脂であるイロスティック９８１５‐０３およびイロスティック９８２７‐１２（いずれもハンツマン・インターナショナル・エルエルシー社製）を含む。その他のタイプのポリマーまたは非ポリマー材料だけでなく、その他のタイプのポリウレタンが使用され得る。
【００５７】
バインダー材料は、乾式ペレット、薄片またはその他の形態のような固形分形態、または懸濁液中の固形分であってもよく、またバインダー材料は、適切な溶剤に溶解され得るか、固体、液体、または溶解された形態の未硬化ポリマーであってもよい。
【００５８】
微小球体および微小球体層
再帰反射物品を形成するために使用される微小球体は、一般的に当業界に公知となっている。特定の実施形態において、微小球体２０は、バインダー材料層３０を少なくとも部分的に被覆する単層２１を形成する。微小球体２０は、バインダー材料および顔料粒子の両方を被覆するものを含む複合材料を被覆することができるとみなされる。
【００５９】
本発明により使用される微小球体は、特定の材料組成物、サイズ、形状、または屈折率を有しており、これに特に制限されない。他の特性のうち、ビードの屈折率、サイズ、透明度、および形状は、いずれも本発明の再帰反射物品に対する再帰反射効率の全般的な水準に寄与する。
【００６０】
本発明の微小球体レンズは、ビードが意図された再帰反射適用に適する屈折を提供する限り、任意の屈折率または平均直径を有することができる。
【００６１】
本発明の再帰反射物品での使用に適するビードは、約１．５〜約２．１の範囲の屈折率を有する。一実施形態において、ビードは、約１．９２の屈折率を有する。また、微小球体レンズの屈折率は、約１．９〜約２．５の範囲であってもよく、より一般的には、約２．０〜約２．３の範囲であり、ほとんどの場合には、約２．１０〜約２．２５である。本発明に係る他の実施形態において、再帰反射微小球体は、約１．４〜約２．７のいずれにおいても屈折率を有することができる。例えば、再帰反射物品が水に湿式されるときに使用するために設計された場合、約２．５以上の屈折率を有する微小球体は、最も効率的な再帰反射を提供することができる。したがって、雨具のような衣類物品に適用される２以上のタイプのビードの混合物を用いることが好ましい。例えば、ビードの混合物は、約１．９の屈折率を有する第１タイプのビードおよび約２．５以上の屈折率を有する第２タイプのビードを含むことができる。
【００６２】
ビードは、完全に球体である必要はないが、若干長い楕円形または非円形であってもよい。ビードが球体であるか、実質的にそのような場合、ビードのサイズは、最大直径である。本発明により、球体は、約２５ミクロン〜約２５０ミクロンのサイズ範囲、または主寸法のインチ（３，１７５ミクロン）の約１／８までの範囲であり得る。特定の実施形態において、本発明の再帰反射物品に用いられる透明微小球体レンズは、約２５〜約３００ミクロン、具体的には３０〜約１２０ミクロン、またはより具体的には、約４０〜約８０ミクロンの範囲の直径を有することを特徴とすることができる。一実施形態において、微小球体は、実質的に均一な直径を有することにより、以下に記載する内蔵作業のより良好な制御を可能にし、実質的に均一な輝度および角度を有するシートを得る。
【００６３】
ビードは、ガラス組成物を含むことができるが、また十分な再帰反射特性を提供する特徴を有するポリマーまたはセラミックのようなその他の材料を含むことができる。一実施形態において、ビードは、実質的に透明または透明であり、且つ色相を有することができる。通常、ガラス微小球体が使用されるが、またゾル／ゲル技法により製造されるようなセラミック微小球体が使用され得る。
【００６４】
一実施形態において、球体２０は、微小球体の直径の約２０％〜約７０％の深さにバインダー材料層３０に内蔵される。他の実施形態において、球体２０は、微小球体の直径の約５０％の深さに内蔵される。
【００６５】
通常、微小球体がその直径の２０％の未満まで内蔵される場合、そのうち一部は、再帰反射物品の後続の製造または使用の際に離脱され得る。その直径の７０％の超過まで内蔵される場合、最終再帰反射器の円錐角が減少する傾向があり得る。
【００６６】
一実施形態において、微小球体２０は、図１〜図６に示されているように、バインダー材料層３０に内蔵される微小球体の単層２１を形成する。
【００６７】
微小球体には、バインダー層３０への微小球体の結合を改善するために、化学的または物理的処理が行われ得る。例えば、微小球体は、結合を改善するために、アミノシランのような付着促進剤またはフロオロカーボンで処理可能であるか、微小球体が内蔵されているバインダー材料層３０には、バインダー材料層と微小球体との間、または基板への結合を改善するために、コロナ放電または火炎処理が行われ得る。
【００６８】
添加剤
また、一つ以上の顔料、バインディング材料、および微小球体は、当業界において一般的に公知の各種の添加剤を含有することが有利であり得る。これは、無機充填剤、導電性充填剤、顔料、酸化防止剤、除酸剤、難燃剤、紫外線吸収剤、加工補助剤、押出補助剤、スリップ添加剤、帯電防止剤、ブロッキング防止添加剤およびその他の熱可塑性ポリマーのような材料を含む。かかる添加剤は、粘度を調整するか、混合を促進するか、コーティング、透過性、環境的耐久性を改善するか、再帰反射物品のその他の特性に影響を及ぼすように添加され得る。
【００６９】
方法
本発明における方法は、適する再帰反射特性を有する物品を提供し、従来の技法に比べて利点を提供する。本発明の再帰反射物品は、一般的に、オープンビード設計である。すなわち、微小球体層２１が微小球体層２１とすぐ隣接している被覆層に直接当接しているよりは空気中に露出している。しかし、かかるオープンビード物品がオープン型または閉鎖型ビード再帰反射物品を形成するようにその他の層を含んでもよいとみなされる。さらに、本発明のオープンビード物品は、キューブコーナー再帰反射シーティングの面上に塗布されるか形成されるように、再帰反射方法および物品のその他のタイプを含むことができる。
【００７０】
本発明により、反射顔料、微小球体、およびバインダー材料を含む再帰反射物品を形成する方法が提供される。顔料、微小球体、およびバインダー材料は、前に説明したとおりであり、かかる説明は、本明細書に含まれる。本発明は、簡単で、安価であり、起伏状またはアーチ状の表面、または平板状および平面状の表面を有する再帰反射物品を効率よく形成するために使用され得る。
【００７１】
本発明における方法は、反射顔料層を形成するプロセスを含み、顔料層は、反射顔料を含む。一実施形態において、顔料層の形成は、顔料をバインダー材料と混合して複合材料を形成するプロセスを含む。一実施形態において、複合材料は、比較的低い粘度を有しており、低い粘度は、顔料粒子が顔料層の形成の際にリーフィング方式でバインダー材料層の上部面近くの位置で適切に整列され得るようにする。
【００７２】
本発明に係る一実施形態において、複合材料は、バインダー材料における顔料粒子の懸濁を含む。顔料およびバインダー材料を混合することは、任意の従来の方法により達成され得る。特定の混合方法が必要ではないが、方法は、バインダー材料に顔料を効率よく分散すべきである。一実施形態において、バインダー材料は、ビヒクルとして作用して、顔料粒子を基板の表面に伝達し、顔料粒子をリーフィングパターンに形成可能にする。
【００７３】
一つの例示的方法において、バインダー材料は、熱可塑剤を含む。この方法において、バインダー材料は、熱可塑性ポリウレタンポリマーまたはプレポリマーを含むことができる。バインダー材料は、熱可塑性ポリウレタンが溶解または懸濁される溶剤をさらに含むことができる。一様態において、熱可塑性ポリウレタンは熱活性化される。この実施形態において、混合プロセスは、溶剤に熱可塑剤をまず溶解させることで達成され得る。一様態において、顔料粒子および熱可塑性ポリウレタンは、溶剤にともに分散される。溶剤を含むことは、熱可塑性ポリウレタンを溶解させて複合材料の粘度を減少させ、顔料粒子がリーフィングされた層からそれ自体で適切に配向され得るようにする。顔料、バインダー材料、および溶剤は、一般的に均質の複合材料を生成するようにともに組み合わせられて混合される。反射顔料は、顔料粒子をバインダー材料に直接添加することにより、またはＭＥＫのような溶剤に顔料粒子自体をまず懸濁し、次いで、バインダー材料に顔料懸濁液を添加することにより、乾燥固形分としてバインダー材料に直接導入され得る。最終複合材料は、表面または基板に塗布される。次いで、複合材料は、溶剤を除去するために乾燥されることで、バインダー材料層および反射顔料層を形成する。反射リーフィング顔料層は、バインダー材料層内に形成され、それ自体でバインダー材料層の上部面近くに配列される。
【００７４】
他の実施形態において、熱可塑剤は、そのガラス転移温度またはその溶融温度以上の温度で加熱され得る。顔料は、軟化または溶融された熱可塑剤に顔料粒子を直接添加することにより、またはＭＥＫのような溶剤に顔料粒子自体をまず懸濁し、次いで、顔料懸濁液を軟化または溶融された熱可塑剤に添加することにより、軟化または溶融された熱可塑剤に乾燥固形分として直接導入することができる。他の混合技法が本発明により使用され得る。
【００７５】
混合のために使用される技法は、特に制限されず、バインダー材料に顔料粒子を分散させるために、顔料粒子とバインダー材料をともに混合するプロセス、および撹拌、シェイキング、タンブリングなどを含む。本発明により、混合プロセスは、顔料粒子の主寸法のサイズが著しく減少しないようにせん断力を保持するプロセスをさらに含むことができる。また、更なる溶剤が粘度を減少させて顔料粒子がリーフィング層を適切に形成するように、混合の前または後に複合材料に添加され得る。
【００７６】
他の実施形態において、複合材料は、基板上にバインダー材料層３０および顔料層１１を形成するために基板４０に塗布される。基板は、それ自体で初期に図３および図５に示されているように、二次元であってもよく、図３に示されているように、平坦な平面状の表面を有してもよく、図５に示されているように、起伏状またはアーチ状の領域を有してもよい。代案的に、基板は、三次元（図示せず）であってもよい。
【００７７】
基板４０は、キャリアとして使用されてもよく、再帰反射物品の必須の部分として使用されてもよい。顔料層１１を含むバインダー材料層３０は、キャリア基板から除去され、例えば、顔料層１１を含むバインダー材料層３０を相違する基板に塗布することにより、キャリア基板と独立して使用され得る。
【００７８】
複合材料は、約１〜約１００ミル（約２５〜約２５００ミクロン）、約２〜約１５ミル（約５０〜３７５ミクロン）、または約３〜約４ミル（約７５〜１００ミクロン）の湿式厚さに塗布され得る。より薄いコーティングは、所望の反射率を提供するために互いに蒸着される所望の多数のリーフ状の薄片を提供するように、少なすぎる顔料粒子を含有する傾向があり得る。より厚いコーティングでの顔料粒子は、平行な配向以外にそれ自体で配向する傾向があり得、そのため、所望の反射率を提供できないことがある。
【００７９】
複合材料は、ディッピング、噴霧、ナイフコーティング、カーテンコーティング、熱成形、シルクスクリーニング、印刷、ブラッシング、バーコーティング、スロットダイコーティング、リバースロールコーティング、グラビアコーティング、またはその他の公知のコーティングまたは層形成方法を含む任意の方法により基板に塗布され得る。混合物の層の厚さの均一性は、反射層１１がバインダー材料層３０の上部面３１近くに形成されることから、厚さの均一性が、本物品の再帰反射性能に影響を及ぼさないという点で特に重要ではない。一様態において、バインダー材料の厚さは、層３０の全般にわたり意図的に変化され得る。
【００８０】
一実施形態において、顔料層を形成するプロセスは、複合材料の現像をさらに含む。現像は、一つ超過の部分に移転、分離、または切断されることなく移動されるか、成形されるか、他の方法で操作され得る十分な強度を有するように複合材料を変形させるメカニズムまたは動作を含むことができる。一実施形態において、現像は、溶剤が混合物から除去され得、熱可塑性ポリマーが、層またはその他の形状を形成するように、複合材料が加熱により乾燥されるプロセスを含む。他の実施形態において、現像は、バインダー材料層３０および顔料層１１を形成するために、熱可塑性ポリマーまたはプレポリマーを硬化するプロセスを含む。硬化プロセスは、加熱、赤外放射線に対する露出を含むことができるか、硬化触媒構成成分が、例えば、複合材料またはバインダーに添加された場合のような経時を簡単に含むことができる。
【００８１】
現像は、バインダー材料層３０および顔料層１１の形成を引き起こし、顔料粒子は、図１に示されているように、バインダー材料層の表面にリーフィングパターンで整列される。
【００８２】
一実施形態において、反射顔料層１１は、バインダー材料層３０を形成するときに形成される。バインダー材料層が現像されるに伴い、顔料粒子がその中に反射リーフィングとして形成される。バインダー材料層を形成する方法は、特に制限されず、基板上に層としてバインダー材料（顔料を含有）を塗布するプロセスを含むことができる。代案的に、バインダー材料層を形成するプロセスは、バインダー材料を一つの形状に押出またはキャスティングするプロセスを含む、基板を使用することなくバインダー材料層を製造するプロセスを含むことができる。
【００８３】
バインダー材料層は、二次元または三次元（図示せず）のいずれか一つになるように形成され得る。一様態において、顔料を含有するバインダー材料は、二次元バインダー材料層３０に形成され、それは、図１および図３に示されているような平板状および平面状、図５の右側に示されているような起伏状、または図５の全体に示されているようにそれらの組み合わせであってもよく、図５の左側のバインダー材料層３０は、平板状および平面状である。図４はその中に微小球体が内蔵された後、起伏状の表面を有するように形状化された、二次元の起伏状構成に形成される図３の平面状バインダー材料層３０の更なる例である。
【００８４】
顔料層を含むバインダー材料層が形成された後、バインダー材料層が形状化され得る。バインダー材料層を形状化するプロセスは、微小球体がその中に内蔵される前または後に行われ得る。また、バインダー材料層を形状化するプロセスは、基板を形状化するプロセスを含むことができる。
【００８５】
バインダー材料層３０は、図１および図２に示されているように、基板を使用しないか、図３〜図６に示されているように、基板を使用して形成される場合に、バインダー材料層３０は、次に、図２および図４〜図６に示されているように、起伏を有するように形状化され得る。起伏を有するようにバインダー材料層を形成するプロセスは、例えば、熱成形、スタンピング、エンボシング、接着剤を用いた結合、折り曲げ、パウンディング、切断、押出などにより達成され得る。形成プロセスは、他の動作または手続きを含むことができる。他の実施形態において、形成されたバインダー材料層３０は、バインダー材料層が基板の起伏状の表面に一致するようにシートとして起伏を有する基板に塗布され、次いで、加熱されるか他の方法で成形される。バインダー材料層を形成するプロセスおよび任意に形状化するプロセスは、微小球体を内蔵するプロセスの前に行われ得る。
【００８６】
また、本発明における方法は、反射リーフィング顔料層１１に微小球体レンズを結合するプロセスを含む。リーフィング顔料層１１に微小球体を結合するために使用される技法は、特に制限されない。一実施形態において、結合プロセスは、顔料層１１に微小球体２０を取り付けるためにバインダー材料を使用することにより達成される。この方法において、結合プロセスは、バインダー材料層３０の上部面３１に微小球体を接触させるプロセスを含む。バインダー材料層は、上部面３１近くにリーフィング顔料層１１を含む。結合プロセスは、微小球体の直径の約２０％〜約７０％の深さにバインダー材料層３０に透明微小球体レンズ２０を内蔵するプロセスをさらに含む。一実施形態において、微小球体は、微小球体の直径の約５０％に内蔵される。結合プロセスは、バインダー材料に内蔵された微小球体を固定するプロセスをさらに含む。
【００８７】
リーフィング顔料層１１に微小球体を接触させるために使用される技法は、特に制限されない。使用可能なコーティング技法は、例えば、ビードにバインダー材料層をディッピングするプロセス、バインダー材料層にビードを噴霧またはカスケーディングするプロセス、ビードにバインダー材料層をローリングするプロセス、またはその他の公知の方法を含む。上部面３１にビードを接触させるプロセスは、図１、図３、および図５それぞれの左側に、また、図６において矢印を有する二つのビードに対して概略的に例示され、ビード２０は、ビードがバインダー材料層３０の上部面３１と接触することを示す矢印で示される。
【００８８】
接触プロセスは、例えば、それが熱可塑性バインダー材料層３０に初期に付着されるようにビードを加熱するプロセスを含むことができる。ビードを熱可塑性バインダー材料層３０の上部面３１に初期に付着するためにビードを加熱するプロセスを追加するか、それを除いてバインダー材料を加熱するプロセスのようなその他の技法が使用され得る。
【００８９】
バインダー材料層３０に微小球体２０を内蔵するために使用される技法は、特に制限されない。使用可能な内蔵技法は、例えば、一実施形態において、熱および／または圧力の印加を含む。この実施形態において、バインダー材料および微小球体のうち一つまたは両方が加熱される。選択的に、微小球体およびバインダー材料層は、圧力の印加によりともに押し付けられる。この方法により、微小球体２０は、図１、図３、および図５それぞれの右側に示されているようにバインダー材料層３０に内蔵される。
【００９０】
一実施形態において、バインダー材料は、熱可塑性ポリウレタンのような熱可塑性ポリマーの場合に、微小球体は、バインダー材料層および／または微小球体を加熱し、および／または図１の右側に示されているように、バインダー材料層に微小球体を押し付けることにより内蔵される。他の様態において、微小球体は、バインダー材料が完全に硬化されない間に内蔵のようなその他の方法によりバインダー材料に内蔵され得る。この様態において、微小球体は、硬化が行われる前に湿式バインダー材料層に塗布される。
【００９１】
バインダー材料層３０に微小球体を内蔵した後、内蔵された微小球体２０は、バインダー材料層３０に固定される。一実施形態において、熱可塑性ポリマーがバインダー材料として使用され、微小球体が加熱動作を使用して内蔵する場合に、固定プロセスは冷却を含み、バインダー材料がそのガラス転移温度以下になるようになる。他の実施形態において、バインダー材料が未硬化ポリマーである場合に、固定プロセスは、バインダー材料層を硬化するプロセスを含む。その他の技法は、バインダー材料層に内蔵された微小球体を固定するために使用され得る。
【００９２】
微小球体単層２１によるバインダー材料層のカバレッジは、約９１％以上までのある範囲であり得る。上限は、「サークルパッキング」として説明される。ビードカバレッジが上限に近いほど、再帰反射物品の再帰反射率は高くなる。通常のカバレッジ量は、略８０％〜略８５％の範囲であり得る。一実施形態において、微小球体２０は、より高い輝度を達成するためにできるだけ密接に、理想的には、その最も近い正六面体配列でパッキングされ、印刷、転写、スクリーニング、カスケーディング、ホット缶ロールを用いたコーティング、またはその他の方法のような任意の便利なプロセスによってそのように配列され得る。
【００９３】
図１に示されているように、微小球体２０は、バインダー材料層３０の上部面３１に層２１を形成する。示されているように、微小球体２０は、バインダー材料によりリーフィング金属顔料層１１に結合する。図１に示されているように、微小球体２０がバインダー材料層３０の表面３１に内蔵されることにより、顔料粒子１０が微小球体２０の隣接した内蔵された裏面２２に平行な配向にそれ自体で整列される。微小球体２０の間にある顔料粒子１０は、バインダー材料層３０の上部面３１と平行な整列に残存する。
【００９４】
微小球体２０を内蔵する図１における物品１は、本方法により起伏状またはアーチ状の領域を有するように形成または形状化され得る。この特定の様態は、起伏を有するように形状化される内蔵された微小球体２０を含む図１における物品を図示する図２に示されている。再帰反射物品１のこの形状化または起伏化は、ビーディング動作の前または後に生じ得る。物品のこの起伏化または形状化は、本発明により熱成形、スタンピング、エンボシング、接着剤を用いた結合、折り曲げ、パウンディング、切断、押出など、またはその他の形状化技法により行われ得る。この方式において、シートまたは層の形態の再帰反射物品は、簡単な方法およびプロセスにより形状化され得る。また、再帰反射物品の非シート形態は、かかる技法を使用して所望とおりに形状化され得ることが考えられる。
【００９５】
以下、図３を参照すると、顔料粒子１０を含有するバインダー材料層３０が示される。このバインダー材料層は、示されているように、基板４０の一般的に平坦な平面状シートまたは層形態に形成される。バインダー材料は、基板４０に顔料粒子１０を結合する。バインダー材料層３０の底部面３２は、基板と接触し、選択的に基板４０と結合するために使用される。顔料粒子１０の層１１は、示されているように、バインダー材料層３０の上部面３１近くに形成される。微小球体２０は、バインダー材料層３０に内蔵される。顔料粒子１０の層１１は、図３に示されているように、内蔵された微小球体２０の隣接した裏面２２に一致する。基板４０は、特に制限されず、堅いかまたは柔軟な表面を含むことができる。次に、物品は、図４に示されているように、起伏を有するように形状化または形成され得る。これは、熱成形、スタンピング、エンボシング、接着剤を用いた結合、折り曲げ、パウンディング、切断、押出など、またはその他の公知の形状化技法により達成され得る。
【００９６】
他の実施形態において、また、図５を参照して、起伏を有する基板４０のシートまたは層の形態が示される。バインダー材料層３０の上部面３１の近くにリーフィング顔料層１１を含むバインダー材料層３０が形成される。微小球体２０は、バインダー材料層３０に内蔵されてバインダー材料層３０の上側、および顔料層１１の上側に微小球体層２１を形成する。バインダー材料が基板に塗布される場合、バインダー材料は、基板の起伏をコーティングする。また、同様に、顔料粒子は、基板の起伏に一致し、バインダー材料が塗布される基板の表面の起伏に顔料粒子の主表面が直交するように整列される。ビードがバインダー材料層に内蔵される場合、顔料粒子は、示されているように、ビードの隣接した裏面に一致する。
【００９７】
本発明の一様態において、三次元客体または起伏状の表面を有する客体は、再帰反射層でコーティングされ得る。客体は、バインダー材料層３０を使用し、例えば、噴霧コーティングなどによりコーティングされ得る。次いで、バインダー材料層は、例えば、ビード２０にコーティングされた客体をカスケーディングまたはディッピングすることによりビード２０を内蔵させることができる。この様態は、ビード２０とバインダー材料層３０との間の初期粘着を確立するために、ビードおよびコーティングされた客体のうち少なくとも一つを加熱することを含む。次に、客体またはビードは、ビード２０がバインダー材料層３０にシンクおよび内蔵されるようにさらに加熱され得る。顔料層１１は、微小球体レンズ２０の隣接した内蔵された表面２２に一致する。この実施形態において、起伏状の表面にオープンビード要素の二次元再帰反射フィルムを塗布する従来の方法の問題が緩和される。本願における方法は、起伏状またはアーチ状の表面を有する基板の上側に、より均一で一貫した再帰反射層を提供する。この方式において、本発明は、より高い再帰反射性係数を提供する。
【００９８】
本発明に係る他の実施形態において、また、図６を参照して、本発明に係る方法により形成される起伏状の表面を有する二次元基板４０が示される。方法は、基板４０に反射材料５０の層を塗布するプロセスを含む。この実施形態での反射材料の層は、起伏状の基板４０上に金属の物理的気相蒸着により塗布される。金属は、本願において前に開示されたように、アルミニウムまたはその他の金属であり得る。次に、バインダー材料層３０は、本願において前に記載のように、気相蒸着反射材料層５０の上側に塗布される。次いで、微小球体２０がバインダー材料層３０の上部面３１に微小球体層２１を形成するように、バインダー材料層３０に内蔵される。図６に示されているように、内蔵された微小球体２０の後方の内蔵された表面２２は、反射材料層５０に直接当接することに示されている。しかし、内蔵された微小球体２０の裏面２２は、反射材料層５０に直接当接するようにする必要はないが、それから離隔され得るとみなされる。本発明に係る他の実施形態のように、微小球体２０は、微小球体２０に起伏状の基板４０をディッピングするプロセスのような通常のビーディング方法、または本願に開示されている他の方法を含むが、これに制限されない任意の特定の手段により塗布され得る。この実施形態において、結合材料層３０は、本願に記載の方法により顔料粒子１０およびリーフィング顔料層１１をさらに含み得るとみなされる。いずれにしても、起伏状の基板のビーディングは簡単で安価な方法により達成され得る。
【００９９】
その他の層または処理
一実施形態において、本発明の再帰反射物品１はまた、減圧接着剤および任意の剥離ライナーを含むことができる。接着層は、機能的な目的を提供するように、例えば、表面に物品を付着するように、基板４０またはバインダー材料層３０に塗布され得る。通常、アクリル系接着剤、または熱または溶剤活性化接着剤のような従来の減圧接着剤が使用され、従来の手続きにより塗布され得る。例えば、キャリアウェブまたは剥離ライナー上の予め形成された層は、基板４０またはバインダー材料層３０に積層され得る。従来の剥離ライナーは、本発明の再帰反射物品の形成に用いられ得る。
【０１００】
基板層４０は、選択的に複合材料が塗布される接着層であり得る。かかる接着剤は、物品１が繊維のような各種の表面に塗布されることを可能にするか、バインダー材料層３０と各種表面との間に加えられた付着を提供する。適する接着剤は、バインダー材料層３０および各種表面の両方に強固に付着されるアクリレート系化合物およびその他の化合物を含む。通常、接着層は、剥離ライナーが除去され、再帰反射物品１が表面に塗布されるまで接着層を保護するポリマーフィルム、例えば、ポリエチレンを一般的に含む、保護剥離ライナーで被覆される。
【０１０１】
一実施形態において、一つ以上の保護層は、微小球体レンズの上側に塗布され得る。保護層は、トップコートおよび／またはカバーシートであり得る。再帰反射シートのトップコートおよび／またはカバーシートが覆われ、バインダー材料層にカバーフィルムをエンボシングすることにより、物品に付着され、微小球体とカバーフィルムとの間に空気界面を有する微小球体内に複数のセルを形成することができる。
【０１０２】
実施例
ここで、本発明は、下記の実施例とともにさらに例示されてもよく、実施例は、非制限的なものと意図される。各種のＶＭＰ金属化顔料が、試験のために使用され、二つの従来のボールミリングされた顔料と比較された。表１は、表２に列挙されるサンプルに使用されている顔料の製造社、製品名、顔料タイプ、および顔料固形分含有量を示す。
【０１０３】
【表１】
2017503209.tif 000003
【０１０４】
表１に示されているように、シルバーシャイン５１５００およびＮＤＦ１５０は、従来のボールミリングされた顔料であり、比較のために含まれる。
【０１０５】
表２は、表１から顔料の重量％を含む試験に使用されるサンプルの組成物百分率を列挙する。イロスティック９８１５‐０３は、ＭＥＫ溶剤に溶解される熱可塑性ポリウレタン熱活性化接着剤系樹脂である。表１に列挙される顔料は、サンプル１Ａ〜６Ａおよび１Ｂ〜６Ｂを生産するように溶液に分散された。示されているように、サンプル１Ｂ〜６Ｂは、１Ａ〜６Ａのサンプルとしてそれぞれの顔料成分の量の２倍を含む。サンプルは、基板に塗布されており、反射率のために試験された。その結果は、表３および表４に列挙される。各サンプルに対して、組成物の反射率は、ＡＳＴＭ  Ｅ８０９に準じ、０．２゜、０．５０゜、および１．００゜の各入射角に対して−４．００゜、３０．００゜、および４０．００゜の観測角で公知のソース光線から反射した光の輝度を光電池を用いて測定することで決定された。以下に列挙されるすべての構成成分の百分率は、重量である。
【０１０６】
【表２】
2017503209.tif 000004
【０１０７】
表３は、表２に列挙されるサンプル１Ａ〜６Ａに対する試験結果を提供する。サンプル１Ａ〜６Ａは、それぞれ、基板上に＃１２０マイヤーロッド（ワイヤ直径＝３０４８ミクロン）によりコーティングされており、約５３μｍ〜約７５μｍのサイズ範囲、および１．２の屈折率を有する日本のユニオンカンパニー社製のＵＢ‐３５Ｍ微小球体により内蔵された。サンプルは、サンプルをＭＥＫ溶剤を除去するために乾燥させた後、最終乾燥コーティングが８．７６ｗｔ％の顔料含有量および９１．２４ｗｔ％の樹脂の含有量を有する量で基板に塗布された。
【０１０８】
【表３】
2017503209.tif 000005
【０１０９】
表４は表２に列挙されたサンプル１Ｂ〜６Ｂに対する試験結果を提供する。サンプル１Ｂ〜６Ｂは、基板上に＃８０マイヤーロッド（ワイヤ直径＝２０３２ミクロン）にそれぞれコーティングされており、約５３μｍ〜約７５μｍのサイズ範囲および１．２の屈折率を有する日本のユニオンカンパニー社製のＵＢ‐３５Ｍ微小球体により内蔵された。サンプルは、サンプルをＭＥＫ溶剤を除去するために乾燥させた後、得られた乾燥コーティングが１６．１０ｗｔ％の顔料含有量および８３．８９ｗｔ％の樹脂の含有量を有する量で基板に塗布された。
【０１１０】
【表４】
2017503209.tif 000006
【０１１１】
表３および表４におけるデータから分かるように、各種顔料ｗｔ％、各種コーティング厚さ、および各種透過率および反射角で、従来のボールミリングされた顔料粒子と比較して、本発明に係る特定のサイズおよび形状特徴を有する顔料粒子を含有する再帰反射物品は、改善した反射率を提供する。
【０１１２】
多くの他の利点が、この技法の今後の応用および開発において明らかになることは疑いの余地がない。
【０１１３】
上述のように、本発明は、前の戦略、システム、および／または装置と関連する多くの問題を解決する。しかし、本発明の特性を説明するために、本願において説明され例示される構成要素の詳細な説明、材料、および配列における各種の変更は、添付の請求項で表現されているように、請求された発明の原理および範囲から逸脱することなく、当業者によりなされるとみなされる。
【図１】
2017503209.tif 000007
【図２】
2017503209.tif 000008
【図３】
2017503209.tif 000009
【図４】
2017503209.tif 000010
【図５】
2017503209.tif 000011
【図６】
2017503209.tif 000012
【国際調査報告】
2017503209.tif 000013
2017503209.tif 000014
2017503209.tif 000015