JP2000500407A - 裏地付き微細構造化物品およびその製法 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
本発明の微細構造化物品は、順に、a)微細構造化部材と、b)微細構造化部材に溶融接着した封止層と、c)裏地部材とを含む。裏地部材は、複数のマルチフィラメントストランドからなる繊維ウエブであり、封止層の第2表面に溶融接着される。
Description
【発明の詳細な説明】
裏地付き微細構造化物品およびその製法技術分野
本発明は、裏地部材を備えた微細構造化物品(例えば、キューブコーナー再帰
反射シート)に関する。背景技術
安全性、特に可視性の悪い時間帯での目立ち方を増すために用いる再帰反射性
の、目立つ物品(例えば、微小球をベースにしたもの、およびキューブコーナー
、またはプリズム式の再帰反射物品)が開発されている。様々な外形を備えた多
様なキューブコーナー配列が開示されている。封止層でキューブコーナー要素を
覆って有効再帰反射性能を維持することが知られている。例えば、米国特許第4
,025,159号「マックグラス(McGrath)」を参照。
再帰反射物品は、基材寿命が尽きる、または意図的に取り外されるまで所望基
材に接着することが望ましい。基材の寿命および機能を損なうことなく、大いに
低分子量可塑剤で可塑化された塩ビを被覆した布地などの可撓性重合体基材に再
帰反射シートを取り付ける際に幾つかの問題に遭遇した。トレーラー用防水シー
トカバーや巻上式標識などの、重合体被覆、または重合体封止された織地材料を
使用する物品は、典型的に約3〜5年、および約10年に至るまでの寿命期間を
有する。巻上式標識は、工事範囲、道路の危険性などを明示するために道路工事
者によって頻繁に使用される。重合体被覆した織地の車両カバーは、車両運転手
がトレーラーの内部を素早く、容易に点検し、適当な耐候性も維持することが可
能となるので、
特に便利である。車両運転手は、日々何度も織地カバーを開閉するので、カバー
は柔軟で、しかも丈夫でなければならない。重合体被覆、および重合体封止した
織地は、好ましくは、車両運転者(トレーラー防水シートの場合)、および工事作
業者(巻上式標識の場合)によってそれらに加えられる機械的負荷だけでなく、
過酷な気候条件にも耐える。トレーラー用カバーや巻上式標識は、極端な温度、
環境汚染からの化学物質、塩化カルシウム、および太陽光からの赤外線、可視光
線、および紫外線輻射が関与する光化学反応に遭遇する。そのような装置に取り
付けられた再帰反射シートは、好ましくはその物品の予想寿命期間を通じて可撓
性および耐候性を維持する。
多くの重合体被覆、および重合体封止材料は、主表面の片面、または両面が、
好ましくは所望用途に適した重合体で被覆、または封止されたポリエステル、ナ
イロン、またはコットンの織地層を含む。通常使用される重合体は、大いに低分
子量可塑剤で可塑化されたPVCである。大いに低分子量可塑剤で可塑化された
PVCは、通常は、加熱、または高周波(RF)溶接でそれ自体に、またはその
他の相溶性重合体に溶融接着可能であるので耐久性があり、取り扱い易い。PV
Cで被覆された大きな織地材料は、より小さなパネルを一緒に溶接することによ
って製造される。裂けた、または損傷のあるPVC被覆織地は、車両に装着され
たままで、しばしば修理される。
低分子量可塑剤で可塑化されたPVCや、エチレンの共重合体、およびコモノ
マ(アクリル樹脂、またはビニルアセテートなど)などの、典型的にトレーラー
防水シートカバー、または巻上標識用に使用される材料と不相溶性(強力で耐久
性のある溶融接着を形成することができないという観点から)である重合体材料
から製造された再帰反射シートを溶融接着することによって支持可能な再帰反射
物品(T形剥離試験、または他の同等の試験によって測定したとき)を形成しよ
うとする際に問題が出てくる。溶融接着相溶性を示す材料対の例は、大いに可塑
化されたPVCとポリウレタンとである。溶融接着不相溶性を有する材料対の例
は、実質的にポリカーボネートのより高い融解温度の故に大いに可塑化されたP
VCとポリカーボネート(再帰反射シートに頻繁に使用される材料)とである。
溶融接着不相溶性を有する材料対の他の例は、大いに可塑化されたPVCと架橋
化アクリルキューブコーナーとである。防水シートカバー内に存在する低分子量
可塑剤は、典型的に溶融接着を弱体化し、その凝集強さを失わせる。
RF溶接は、高周波「RF」エネルギーを、重合体を加熱する動態運動に変換
する極性基が存在する中での重合体材料の融解を達成する。高周波電界は、極性
側基を有する熱可塑性重合体に加えられると、高周波で位相の向きを切り換える
極性基の能力は、RFエネルギーが極性基の動態運動に吸収され、変換される度
合いを決定する。この運動エネルギーは、十分なRFエネルギーが加えられると
、熱として重合体分子に伝えられ、その重合体は、溶融するほど十分に加熱する
。重合体が交流電界からのエネルギーを吸収する度合いを決定するのに有用な方
法は、重合体の誘電率と誘電損率として知られる誘電正接との関係であり、次の
関係式により得られる。
N=5.55x10-13(f)(τ2)(k)(tanδ) (1)
ここで、Nはワット/立方センチメートル秒(ワット/cm3−秒)で表された
電気損失、fはヘルツ/秒での周波数、τ、すなわちタウは、ボルト/cmでの
電界強度、kは誘電率であり、δ、すなわちガンマは誘電損失角度であり、ta
nδは、誘電正接である。
この誘電正接は、同相電力と違相電力との比率である。熱可塑性重合体内の極
性基がRF電界内の方向を切り換えることができない
相対的能力を有する場合、これは、誘電正接として知られる位相遅れとなる。誘
電正接が高くなると、RF電界が発生する熱の量も大きくなる。熱可塑性重合体
と高周波溶接との研究は、約0.065以上の誘電正接を有する熱可塑性重合体
が有用な溶着を形成することができることを実証した。例えば、PVCは1MH
zで約0.09〜0.10の誘電正接を有し、ナイロンカプロラクタムは同周波
数で0.06〜0.09の誘電正接を、ポリカーボネートは0.01のみの誘電
正接を有する。これら3つの化合物の誘電定数は、1MHzでそれぞれ3.5、
6.4、および2.96である。
ポリエチレン、ポリスチレン、およびポリカーボネートは、非常に低い誘電正
接を有し、実用段階では、あまり優れた高周波溶接能力を有さない。ポリ塩化ビ
ニル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、およびポリエステル樹脂は、適
度に高誘電正接を有し、実用段階では、非常に機能的なRF溶着を形成すること
が分かっている。ANTEC 1992年、724〜728頁のJ.レイトン(
Leighton)、T.ブラントレー(Brantley)、およびE.サボ(S
zabo)の「RF Welding of PVC and Other Th
ermoplastic Compounds」の記事を参照すると。これらの
著者は、RFエネルギーを用いて、有用な溶着が常に形成できないと当業界では
認識されているので、ポリカーボネートを他の重合体に溶接しようとしなかった
。RF電界内のこれらの極性基のみが、運動状態となるので、加熱し易くなる。
さらに、RF電界は、熱的加熱法と比べて限定した領域、または場所に適用でき
る。その結果、RF溶接技術は、ほとんど断熱体を用いないで所望場所への溶融
接着を容易に達成するのに使用できる。
1993年6月10日公開の国際特許出願第WO93/1098
5号「オッペンハイム(Oppehejm)」は、特に、RF溶接を用いてPVC
で被覆された防水シート布地へのPVC再帰反射物品の取り付けを開示する。こ
の複合物品は、次に、これもPVCで被覆された防水シートの車両カバーに熱風
溶着される。PVC被覆した布地をPVC被覆した防水シートカバーに熱的に溶
接するには、2つの表面が約400℃〜600℃の空気で加熱され、次にそれら
の表面が、共に押圧されて熱風溶融を達成する。中間防水布地取り付けの目的は
、熱気と防水布地に取り付けられた再帰反射物品との間を断熱して熱溶融、再帰
反射性の喪失、および再帰反射物品の破壊を防ぐことである。呼称が393−2
457−372であると思われるReflexite Corporation
社から市販の製品は、PVC被覆織地に溶融接着されたPVCキューブコーナー
を有するキューブコーナー再帰反射シートを含む。PVCから構成されたキュー
ブコーナーを有するキューブコーナー再帰反射物品は、比較的低い再帰反射率、
一般に、透明な、色無しシートに対して、250カンデラ/ルクス/平方メート
ル以下程度の再帰反射率を有する。
1994年5月2にファイルされた譲受人の米国特許第08/236,339
号、および1995年5月2日にファイルされた第08/434,347号は、
可撓性重合体被覆織地材料に取り付けるための重合相溶化層を有する重合体キュ
ーブコーナー式再帰反射層を含む高輝度で柔軟な耐久性のある再帰反射物品を説
明する。この再帰反射シートは、順に、重合体キューブコーナー再帰反射層と、
重合相溶化層と、可撓性重合体被覆織地とを備え、被覆された織地は、各主表面
に不相溶性重合体被覆を有する。これらの構成では、故に、織地と再帰反射層と
の間に常に少なくとも1つの不相溶性重合体層が存在することになる。この相溶
化層は、高周波溶接、およ
び/またはパターン化熱溶接を使用する条件下で再帰反射層と、重合体被覆、ま
たは重合体封止された織地材料との両方に接着するのに適切な性質を有する重合
体材料である。これらの再帰反射物品を製造する全ての方法には、非相溶性重合
体を備えた両主表面に完全に包み込まれた織地部分を有する独立した重合体被覆
織地を準備し、その後に全ての3つの層を共に加熱、またはRF溶接するステッ
プを含む。独立した重合体相溶化層と不相溶性被覆織地層とを使用すると、その
ような物品の厚みだけでなくコストも増すので、それらの柔軟性が低減しがちに
なり、より大きな曲げ半径を有する物品がもたらされることとなる。再帰反射率
、または基材への再帰反射層の接着性を時間の経過と共に劣化せず、厚みを減ら
すことによって柔軟性を保ち、製造がより安価で、容易な再帰反射物品が製造で
きれば非常に好ましいことである。発明の開示
本発明は、裏地部材を備えた可撓性微細構造化物品を提供する。典型的な態様
では、この物品は、キューブコーナー式再帰反射物品である。この裏地部材は、
微細構造化部材に対する所望の補強および保護となり、ある態様では、物品を所
望基材にしっかり固定する手段となる。本発明の物品は、所望の可撓性、耐久性
、および低コストの目覚ましい組み合わせを示すことができる。
要約すれば、本発明の微細構造化物品であって、
(a)(1)本体層と、(2)微細構造化要素の配列を含む微細構造化層とを
有し、前記微細構造化要素の少なくとも1つ、および前記微細構造化層に最も近
い前記本体層の部分は第1の重合体(しばしばここでは第1の機能的接着重合体
と呼ばれる)を含む微細構造化部材と、
(b)第1および第2の表面を有し、少なくともその第1の表面上に第2の重
合体(しばしばここでは第2の機能的接着重合体と呼ばれる)を含み、前記第1
の表面の少なくとも一部が前記微細構造化部材の前記第1の重合体部分に溶融接
着されている封止層と、
(c)第3の重合体(しばしばここでは第3の機能的接着重合体と呼ばれる)
を含む複数のマルチフィラメントストランドを含む繊維ウエブを含み、第1およ
び第2の面を有する裏地部材であって、前記ウエブの前記第1の面が前記封止層
の第2の表面に溶融接着されている裏地部材と、を備えている微細構造化物品。
後述されるように、裏地部材は、任意にストランド封入部材(しばしばここでは
母材層と呼ばれる)をさらに有しても良い。「機能的接着重合体」によって、対
象の重合体部材が、ここで示されるように他の部材への接着に加えて何らかの機
能を有することを意味する。例えば、ある態様では、微細要素はポリカーボネー
トを含んでも良く、使用時にこの重合体は必要な寸法安定性、所望の光の屈折お
よび反射を提供する。この重合体封止層は、物品に一定の引張強さおよび引裂強
さの性質を与える、一方外部の物質との望ましくない接触から微細構造化要素を
保護する自己支持フィルム、またはシートである。これらの態様の両方ともに、
対象の重合体は、単に他の部材に粘着性を与えることに加えて、何らかの機能を
果たす。単に2つの他の部材を共に接着させるだけの重合接着剤は、機能的接着
重合体とは見なされないであろう。
裏地部材の繊維ウエブは、複数のマルチフィラメントストランドから製造され
、後述されるように、封入樹脂で含浸されない。その結果、個々のストランドは
、より可撓性な状態を維持し、結果として得られるウエブおよび物品は、より高
い柔軟性およびより高い引裂強さを示す。
ある態様では、本発明は、例えば、これらに限定されるわけではないが、道路
標識や巻上標識などの標識、可撓性車両カバー、防水シートカバー、警告テープ
、および目立つマークだけでなく、安全性、またはファッション用衣類の物品、
または個人用バッグ、またはバックパックなどのアクセサリーでの使用、ペット
および他の動物用の物品に使用するなど、多数の用途で有用な再帰反射物品を提
供する。これらの材料は、グラフィックデザインやロゴに取り付けるためのパッ
チとなるだけでなく、そのような物品をディスプレーするための装飾および構造
用ウエビングにも有用である。本発明の物品は、高可撓性および適合性、引裂強
さ、引張強さ、および凝集耐久性などのこれまで達成できなかった組み合わせを
提供できる。
要約すると、本発明の方法であって、
(a)(1)本体層と、(2)微細構造化要素の配列を含む微細構造化層とを
有し、前記微細構造化要素の少なくとも1つ、および前記微細構造化層に最も近
い前記本体層の部分が第1の重合体を含む、微細構造化部材を準備するステップ
と、
(b)第1および第2の表面を有し、第2の重合体を含む封止層を準備し、前
記封止層の前記第1表面の少なくとも一部を前記微細構造化部材の前記第1の重
合体部分に溶融接着するステップと、
(c)第3の重合体を含む複数のマルチフィラメントストランドを含む繊維ウ
エブを含み、第1および第2の面を有する裏地部材を準備するステップと、
(d)前記ウエブの前記第1の面を前記封止層の前記第2の面に溶融接着する
ステップと、からなる微細構造化物品を製造する方法。図面の簡単な説明
図面を参照して本発明をさらに説明する。
第1a〜1d図は、ここで微細構造化部材として使用可能な従来技術では周知
の再帰反射層の様々な例示的構造の断面図である。
第2図は、本発明の裏地部材内の例示的マルチフィラメントストランド端面図
である。
第3および4図は、それぞれ溶融接着中の本発明物品の一部断面図である。
第5図は、本発明の再帰反射物品を製造するための高周波接着ステップの横断
面図である。
第6図は、本発明の再帰反射物品を製造するための熱的接着ステップの断面図
である。
第7図は、第6図で示された方法で有用な典型的エンボスシリンダーの表面を
示す平面図である。
第8a〜8b図は、封止層と本発明の2つの例示的態様の2つの異なる微細構
造化部材との間の接着部の断面図である。
これらの図は、理想化されて、一定の縮尺で描かれておらず、単に例示的であ
り、限定しようとするものではない。発明を実施するための最良の形態
上述のように、本発明の微細構造化物品であって、
(a)(1)本体層と、(2)微細構造化要素の配列を含む微細構造化層とを
有し、前記微細構造化要素の少なくとも1つ、および前記微細構造化層に最も近
い前記本体層の部分は第1の重合体を含む微細構造化部材と、
(b)第1および第2の表面を有し、少なくともその第1の表面上に第2の重
合体を含み、前記第1の表面の少なくとも一部が前記微細構造化部材の前記第1
の重合体の少なくとも一部に溶融接着されている封止層と、
(c)第3の重合体を含む複数のマルチフィラメントストランドを含む繊維ウ
エブを含み、第1および第2の面を有する裏地部材であって、前記ウエブの前記
第1の面が前記封止層の第2の表面に接着されている裏地部材と、を順に備えて
いる微細構造化物品。この裏地部材内の繊維ウエブは、複数のマルチフィラメン
トストランドから製造され、これは実質的に封入樹脂で含浸されない。
ここで使用されるとき、用語「微細構造化部材」は、本体層と微細構造化層と
からなる部材を指す。この本体層は、1つの層、または1つ以上の層からなる複
合体から形成されても良い。この本体層は、典型的に、微細構造化物品を環境的
要素から保護し、そして/または微細構造化部材への十分な機械的一体化を提供
するように機能する。この微細構造化層は、本体層の片面に配置される。この微
細構造化層は、例えば再帰反射特性を提供するキューブコーナー要素など、微細
構造化要素の配列を含み、任意にこれらの微細構造化要素を共に接続、または結
合する層を含んでも良い。典型的な反復工程では、要素の配列は、しばしばラン
ド層と呼ばれるこれらの要素と同じ材料の層によって共に接合される。本発明の
幾つかの実施例では、ランド層および本体層は、同部材であり、他の実施例では
、それらは同材料の異なる層であるか、または共に接着される異なる材料の異な
る層である。
この微細構造化部材は、大いに、結果として得られる物品に関して望まれる性
質に基づいて選択される。説明的例では、再帰反射物品の場合、それから突出す
るキューブコーナー要素の配列を有する表面を、ある光学的製品の場合、それか
ら突出する平行プリズムの配列を有する表面を含む。当業者には理解されるよう
に、他の微細構造化表面も、本発明の物品に使用可能である。
図面第1a〜1d図は、本発明の幾つかの実施例で使用可能であ
る従来技術では周知の再帰反射層の様々な構成を示す。
第1a図では、微細構造化部材20は、ランド層22と、複数のキューブコー
ナー状突起を有する微細構造化層24とからなる単一層再帰反射部材である。
第1b図では、微細構造化部材26は、本体層28と微細構造化層30とから
なる複合再帰反射物品である。幾つかの実施例では、本体層28と微細構造化層
30とに使用される重合体材料は、異なる。この実施例の好適例では、本体層2
8はポリウレタンで、微細構造化表面30はポリカーボネートキューブコーナー
突起である。
第1c図では、微細構造化部材32は、(1)微細構造化要素36およびラン
ド34を有する微細構造化層33と、(2)本体層38とからなる。
第1d図では、微細構造化部材40は、微細構造化層43と本体層41とから
なる。本体層41は、多層46、48からなる。好適実施例では、層46は構造
化的オーバーレイであり、層48は保護被覆である。微細構造化層43はランド
層42と微細構造化要素44とからなる。
当業者には、特定の用途に適した本体層と微細構造化層を選択することができ
る。
本発明の幾つかの好適再帰反射実施例では、この微細構造化部材は、高可撓性
キューブコーナー型再帰反射シートである。ここでの使用に適した1つの説明的
例は、国際特許出願第US94/11945号を経て、1994年10月20日
にファイルされた譲受人の欧州特許出願第94,931935,4「ベーコン(
Bacon)その外」で開示されたシートである。この出願は、各キューブコー
ナーセグメントが、実質的に平らな前部主表面と、本体部分から後方に突出し、
キューブコーナーセグメントのキューブコーナーポイ
ント側を規定する少なくとも1つの微小キューブコーナー再帰反射要素とを有す
る本体部分を含む、共に適合するように接着される複数の離散キューブコーナー
セグメントからなる適合可能なシートを開示する。ここでの使用に適する他の例
示的シートは、国際特許出願第US94/11940を経て、1994年10月
20日にファイルされた欧州特許出願第95,900384,9号「ベンソン(
Benson)その外」で開示された可撓性シートである。このシートは、a)
実質的に独立した架橋化キューブコーナー要素の2次元配列であって、第1の重
合体材料を含む、配列と、b)2つの主表面を有し、第2の重合体材料を含むオ
ーバーレイフィルムと、からなり、この配列はオーバーレイフィルムの第1の表
面に接着されている。これらの実施例では、封止層は、キューブコーナー要素間
のオーバーレイフィルムと接触するように形成され、オーバーレイフィルムに溶
融接着される。
当業者には、本発明に従って使用するためのこれらや他の適当な微細構造化部
材を容易に選択することができる。
微細構造化要素の重合体は、結果として得られる物品に望まれる性質、微細構
造化特徴を形成するために使用される手段、封止層の第2の重合体への接着性、
および微細部材の他の任意成分の性質の観点から選択される。重合体は、熱可塑
性、または熱硬化性樹脂であっても良い。
本発明の再帰反射実施例では、微細構造化部材は、高再帰反射輝度を示す、す
なわち高再帰反射率を有する。カンデラ/ルクス/平方メートルの単位の再帰反
射率、RA、として表されるシートの再帰反射度は、標準試験ASTM E 8
10−93bを利用して決定される。典型的に、本発明の再帰反射実施例は、0
.2°の観察角度、および0°と90°のオリエンテーション角度の平均に対す
る−4°の入射角度で、少なくとも約250の、好ましくは約400よりも大き
な、より好ましくは約600カンデラ/ルクス/平方メートルよりも大きな再帰
反射率を示す。このような厳しい輝度基準は、長期間高再帰反射率を提供するに
はPVCの不安定性のために不適当なPVCキューブコーナー要素として前もっ
て除外する。これは、主に再帰反射層のPVC内への低分子量可塑剤の使用と、
PVC材料が寸法的に十分に安定しないという事実によるためである。
高再帰反射輝度を得るには幾つかの因子が重要となる。例えば、微細構造化表
面を形成する重合体は、封止層が表面に溶融接着されているかどうかが十分に光
学的に明瞭(それは適宜着色されても良い)にならなければならない。重合体も
、再帰反射に要求される正確な外形が維持されるように寸法的に安定であるキュ
ーブコーナー要素を形成すべきである。
本発明の微細構造化部材に有用な重合体材料は、約400〜700ナノメート
ルの波長に対して、所与波長において重合体への入射光の少なくとも70パーセ
ントを通すことができるのが好ましい。より好ましくは、これらの重合体は、こ
れらの波長において80パーセントよりも大きな、最も好ましくは90パーセン
トよりも大きな光透過性を有する。本発明の微細構造化部材内の第1の機能的接
着重合体として使用されても良い熱可塑性重合体の説明的例は、ポリ(メチルメ
タクリレート)などのアクリル重合体、ポリカーボネート樹脂、セルロース樹脂
、ポリ(ブチレンテレフタレート)、ポリ(エチレンテレフタレート)などのポリ
エステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリ(エーテルイミ
ド)、ポリオレフィン樹脂、ポリ(スチレン)、ポリ(スチレン)共重合体、ポリ
スルホン、脂肪族および芳香族ポリウレタン樹脂を含む、ウレ
タン樹脂、およびポリ(エステル)とポリ(カーボネート)との混合物、フッ素
重合体とアクリル重合体との混合物などの上記重合体の混合物を含む。例えば、
ここで使用可能な幾つかの耐熱性熱可塑性脂肪族ウレタン樹脂は、米国特許第5
,117,304号「ファン(Huang)その外」で開示される。
他の例示的重合体材料には、例えば、電子線、紫外線、または可視光線など、
化学線、および/または粒子輻射への暴露による遊離基重合化操作によって架橋
化されることができる反応性樹脂系を含む。さらに、これらの材料は、ベンゾイ
ルペルオキシドなどの熱的開始剤の添加での熱的手段によって重合化されても良
い。放射線陽イオン重合性樹脂が、使用されても良い。
微細構造化層を形成し、第1の機能的接着重合体として使用するのに適した反
応性樹脂には、光開始剤とアクリル酸基を含む少なくとも1つの化合物との混合
を含めても良い。好ましくは、樹脂混合物は、一官能価、二官能価、または多官
能価の化合物を含有して、暴露時に架橋重合網の形成を確実に行う。
遊離基操作によって重合化されることができるここでの使用に適した樹脂の説
明的例には、エポキシ、ポリエステル、ポリエーテル、およびウレタンから得ら
れるアクリル酸をベースにした樹脂、エチレン的に不飽和の化合物、少なくとも
1つのアクリレート側基を有するアミノプラスト誘導体、少なくとも1つのアク
リレート側基を有するイソシアネート誘導体、アクリル酸化されたエポキシ以外
のエポキシ樹脂、およびそれらの混合物および組み合わせを含む。用語アクリレ
ートは、アクリル酸樹脂とメタクリル酸樹脂との両方を含むようにここで使用さ
れる。米国特許第4,576,850号「マーテン(Martens)」は、本発
明の再帰反射層の山を形成するのに使用されても良い架橋化樹脂の例を開示する
。
ここで有用なエチレン的に不飽和の樹脂には、炭素、水素、酸素、および任意
に窒素の原子を含む単量体および重合体の両方の化合物を含む。酸素、または窒
素原子、またはその両方は、一般にエーテル、エステル、ウレタン、アミド、お
よび尿素基内に存在する。エチレン的に不飽和の化合物は、好ましくは約4,0
00未満の分子量を有し、脂肪族モノヒドロキシ基、脂肪族ポリヒドロキシ基、
およびアクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、イソクロトン酸、
マレイン酸など、不飽和カルボン酸を含む化合物の反応から生成されたエステル
であるのが好ましい。
ここで使用するためにアクリル化合物と混合できる光重合開始剤の説明的例に
は、ベンジル、メチルo−ベンゾアト、ベンゾイン、ベンゾインエチルエーテル
、ベンゾインイソプロピルエータル、ベンゾインイソブチルエーテルなど、ベン
ジルフェノン/第三アミン、2,2−エトキシアセトフェノン、ベンジルメチル
ケタール、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニル・ケトン、2−ヒドロキシ−
2−メチル−1−フェニルプロピン−1−オン、1−(4−イソプロピルフェニ
ル)−2−ヒドロキシ−2メチルプロパン−1−オン,2−ベンジル−2−N,
N−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)−1−ブタノン、2,4
,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、2−メチル−1−
4(メチルチオ)、フェニル−2−モルホリノ−1−プロピノンなどの、アセトフ
ェノンを含む。これらの化合物は、典型的に個々に、または組み合わせにて使用
されても良い。
ここで使用するのに適した陽イオン重合性材料の説明的例には、エポキシおよ
びビニルエーテル官能基を含有する材料を含む。これらの系は、トリアリルスル
ホニウム、およびジアリルヨードニウム塩などのオニオム塩開始剤によって光誘
導される。
本発明の再帰反射実施例でのキューブコーナー要素の配列を形成するための好
適重合体には、ポリ(カーボネート)、ポリ(メチルメタクリレート)、ポリ(エチ
レンテレフタレート)、脂肪族ポリウレタン樹脂、および多官能価アクリル樹脂
、またはエポキシ樹脂および単および多官能価モノマと混合したアクリル化ウレ
タン樹脂などの架橋アクリル酸樹脂を含む。これらの重合体は、1つ以上の次の
理由により、好ましい。熱的安定性、環境的安定性、透明性、金型、または型か
らの優れた離型性、反射コーティングを受けることができることである。
微細構造化表面を形成するのに使用するための上記重合体の多くは、EAAな
どの大いに可塑化されたPVC、またはエチレン共重合体への十分な接着を直接
的に形成しない。さらに、これらの微細構造化表面は、直接接触か、または蒸気
としてのいずれかにより可塑化PVCからの低分子量可塑剤の移行、および堆積
のために減成し易い。本発明の利点の一つは、封止層が、可塑化PVC被覆を有
する繊維材料から再帰反射要素への低分子量可塑剤の移行に対する障壁として機
能することである。他の利点は、この封止層が、微細構造化部材と相溶性、また
は不相溶性である繊維ウエブおよび母材層を組み入れることができる。
この封止層は、微細構造化部材の本体層、または微細構造化表面のいずれか、
または両方に溶融接着される。典型的に、再帰反射実施例の場合、この封止層は
、相互接続接着線網内の微細構造化部材に溶融接着されて複数のキューブコーナ
ー要素を含有する密閉セル配列を形成する。米国特許第4,025,159号「
マックグラス(McGrath)」で議論されるように、そのような接着の線網お
よび封止層の本体は、再帰反射要素の溶接密閉されたセルを提供するので、キュ
ーブコーナー要素の表面上の空気界面が維持される。
ある実施例では、この微細構造化表面は、金属被覆され、この封止層は、実質的
に連続的、または不連続にこの金属表面に溶融接着されても良い。
さらに、この封止層は、例えば、高周波溶接、および/またはパターン化熱的
溶接など、溶融接着を介して裏地部材に微細構造化部材を接着するように機能す
る。
本発明の利点は、この封止層が、前面からの部材の所望外観への封止パターン
の予期される効果や、結果として得られる物品の所望再帰反射性能などを考慮し
て、最初に所望パターンで微細構造化部材に溶融接着され、次に微細構造化部材
への溶融接着を損なうことなく裏地部材に連続して十分に溶融接着される。これ
は、両界面の個別の最適化と最終製品の最適化とを行うことができるようにする
。例えば、この封止層は、微細構造化表面の破壊を最小限に抑えることができる
ように(表面が金属被膜されていない場合、封止層は、溶融接着される領域が光
学的に破壊されるのでシートの再帰反射効果を減少させる)複数の別々の点で、
または米国特許第4,025,159号「マックグラス(MaCrath)」で開
示されるなど接着の相互接続網で微細構造化表面に溶融接着され、しかもこの封
止層は、実質的にその全体表面で裏地部材に実質的に完全に溶融接着されて強力
な凝集性界面接着を提供しても良い。必要なら、この封止層は、その封止層が微
細構造化表面に溶融接着されるパターンと異なる点接着、または接着網のパター
ンで裏地部材に接着されても良い。
封止層の第2の重合体は、微細構造化部材の第1の重合体と相溶性である。す
なわち、これらの2つは、好ましくなく微細部材の微細構造化特徴を減成させる
こともなく共に溶融接着できる。好ましくは、この封止層は、少なくとも約0.
2lbsf(0.9ニュー
トン)、より好ましくは少なくとも約0.8lbsf(3.6ニュートン)の、
より好ましくは約2lbsf(9ニュートン)よりも大きな平均T形剥離力(以
下の例で説明される試験方法に従って測定された)を特徴とする微細構造化部材
と裏地部材との間の接着力を提供する。
この封止層についてしばしば望まれる性質は、例えば、再帰反射物品が取り付
けられるPVC被覆可撓性織地材料から移行するなど、第2の重合体が低分子量
可塑剤の移行に対する障壁として作用することである。障壁は、微細構造化表面
への低分子量可塑剤の移行を阻止、または排除して、結果として得られる物品の
所望性能を保護する。
封止層に使用するのに適した重合体の例には、ポリウレタン樹脂、エチレン/
メチルアクリレート共重合体などのアルキレン/アルキルアクリレート共重合樹
脂、エチレン/N−ブチルアクリレート共重合体、エチレン/エチルアクリレー
ト共重合体、エチレン/ビニルアセテート共重合樹脂、高分子可塑剤で可塑化さ
れたPVC、およびポリウレタンプライム化エチレン/アクリル酸共重合体を含
む。このような材料の混合も、必要な場合には使用されても良い。当業者は、用
語「ポリウレタン」が典型的にウレタン、および/または尿素結合を有する重合
体樹脂を含み、それはここでは意図した意味であり、ポリエーテルポリウレタン
樹脂、ポリエステルポリウレタン樹脂、およびポリカーボネートポリウレタン樹
脂を含むことを認識している。本発明で使用するために適したEAA材料の例は
、ミシガン州、ミッドランド市のDow Chemical Company社
から入手できるPRIMACOR Brand 3440の商標名で知られるも
のであり、エチレンとアクリル酸との共重合体である。アクリル樹脂は、エチレ
ンおよびアクリル酸モノマの総
重量の比率で約9パーセントの重量パーセントで存在し、その共重合体は約10
のメルトインデックスを有する。高分子可塑剤で可塑化されたPVCは、低分子
量可塑剤がPVCから移行しないので低分子量可塑剤で可塑化されたものとは明
確に異なる材料と見なされる。高分子可塑剤で可塑化されたPVCは、柔軟性の
ままであり、再帰反射層の光学的性能の減成を引き起こさない。
封止層として使用するのに適したポリウレタン樹脂には、ポリエーテルポリウ
レタン樹脂、ポリエステルポリウレタン樹脂、ポリカーボネートポリウレタン樹
脂、これらの全ては、現存する脂肪族、または芳香族であっても良く、これらの
混合物をも含む。適切な混合は、約1〜50重量パーセントの着色芳香族ポリエ
ーテルポリウレタン樹脂との約50〜99重量パーセントの脂肪族ポリエステル
ポリウレタンからなる。適切な混合の一例は、40重量パーセントの着色芳香族
ポリエーテルポリウレタンとの、ニューハンプシャー州、シーブルック市のMo
rton International社からの、商標名MORTHANE B
rand PNO3.214で知られる60重量パーセントの脂肪族ポリエステ
ルポリウレタンのものである。この着色芳香族ポリエーテルポリウレタンは、二
軸スクリュー押出機などの適切な手段によって前もって混ぜ合わされ、次にペレ
ット状にされた、オハイオ州、クリーブランド市のB.F.Goodrich
Co.,社から入手できる商標名ESTANE Brand No.58810
で知られる50重量パーセントの芳香族ポリエーテルポリウレタンと、50重量
パーセントの二酸化チタニウムとからなる。適当なポリウレタンの他の例は、約
1〜50重量パーセントの二酸化チタニウムを、MORTHANE Brand
PNO3.214などの脂肪族ポリウレタンに直接混ぜ合わす二軸スクリュー
によって準備されても良い。
有用なエチレン/ビニルアセテート(「EVA」共重合体は、オハイオ州、シ
ンシナティ市のQauntum Chemical Company社から商標
名ULTRATHANE UE Brand 646−04で知られるものであ
る。当業者は、より高いコモノマ含有物およびメルトインデックスを有するエチ
レン共重合体樹脂がより容易に溶融接着されることがT形剥離試験を通じて判断
することができる。但し、非常に高いメルトインデックスおよび/またはコモノ
マ含有物を有する場合には、溶融接着強さは減少すると見られる。
本発明の幾つかの物品実施例では、多層封止層が使用されても良い。多層封止
層の例は、エチレン/アクリル酸共重合体「EAA」層に被覆したエチレン/ビ
ニルアセテート共重合体「EVA」層であり、このEAA層は、裏地部材に配置
され、このEVA層は、約15〜50モルパーセントビニルアセテート「VA」
、より好ましくは約30〜50モルパーセントVAを有する。一方の層は、可塑
剤障壁特性、および/または補強部材への粘着力のために選択され、他方の層は
、微細構造化表面への粘着力のために選択されても良い。
この裏地部材は、第3の重合体を含む複数のマルチフィラメントストランドか
らなる、第1および第2の面を有する繊維ウエブであり、この繊維ウエブの第1
の面は、封止層の第2の表面に溶融接着されている。裏地部材内のこの繊維ウエ
ブは、封入樹脂で実質的に含浸されない複数のマルチフィラメントストランドか
ら製造される。各ストランドは、必要に応じて、共に絡ませる、すなわち撚り合
わされるか、または何も処理されない複数のフィラメントからなる。ストランド
内のこれらのフィラメントは、必要に応じて、実質的に等しい横断面直径、また
は様々な直径のものであっても良い。所与裏地部材内の様々なストランドは、必
要に応じて、直径、フィラメ
ント数、長さ、フィラメントの混合物などが実質的に均一、または異なっていて
も良い。
これらのストランドは、好ましくは、少なくとも7フィラメント、より好まし
くは15以上のフィラメント、さらに好ましくは約30以上のフィラメントから
なる。ストランド内の少なくとも若干数のフィラメントは、互いに対して自由に
移動できる、すなわちこれらのフィラメントは、それほどきつく共に巻き付けら
れ、または共に接着されていない、またはストランド内の隙間は、樹脂(例えば
、封止層、または母材の)で含浸されないので、独立した運動を防ぐことができ
る。その結果、ストランドは、より柔軟となり、その一部となる結果の物品によ
り大きな可撓性を与える。裏地部材への封止層の溶融接着中に、これらのストラ
ンドは、封止層が繊維ウエブ、または母材層に完全に埋め込まれる場合、すなわ
ち直接的に接触される場合、封止層材料によって含浸されない、それによって、
本発明によりより大きな可撓性を保持することができる。
第2図は、封止層106が溶融接着されている裏地部材104内の複数のフィ
ラメント102からなるストランド100の断面を示す。ストランド100に加
えて、裏地部材104は母材層108をさらに含む。本発明によれば、包囲する
重合体材料は、ストランドに接着されるが、ストランドの内部にまで浸透しない
ので、個々のフィラメントの少なくとも若干数は互いに独立して移動できる自由
な状態に維持される。
ここでの裏地部材として使用するのに適した繊維ウエブの例には、織布、不織
布、編布地、およびバラ繊維のウエブを含み、これらの全てが1つ以上のポリア
ミド、ポリエステル、およびセルロース繊維を含む。適当な裏地部材は、結果と
して得られる物品に望まれる可撓性により、約0.5〜20オンス/平方ヤード
(約17〜68
0グラム/平方メートル(gsm))の範囲の基本重量(未被覆)である。
この繊維ウエブ、および/または、存在する場合には、母材は、微細構造化部
材の第1の重合体と不相溶性である、すなわち、必要な場合、それに溶融接着で
きない重合体材料からなる。この繊維ウエブは、封止層、および/または母材層
に溶融接着するようなものであっても良い。但し、典型的に、繊維ウエブは、多
くても弱くそれに溶融接着するか、または実質的に溶融接着せず、フィラメント
をより自由に移動できるようにする。第2〜4図に示されるように封止層および
母材層との間に封入された繊維ウエブと、封止層と母材層との間の強力な溶融接
着とで、複合物品の構造的一体化が維持される。この繊維ウエブは、物品の周囲
の構成要素に強く接着させることなく本発明により複合物品により大きな引裂強
さ、引張強さなどを与えることができる。
PVCは、典型的にトラックの防水シートカバー、巻上標識などに使用され、
優れた可撓性、耐摩耗性、紫外線に対する安定性、および低温下での性能を提供
する。但し、PVCも、典型的に、低分子量可塑剤の重量で30〜40パーセン
トまでの、良好な可撓性を得るために、典型的に低分子量可塑剤で大いに可塑化
される。米国特許第5,069,964号「トリバー(Tolliver)」で議
論されるように、そのような可塑剤は、それがキューブコーナー型再帰反射物品
中で移行、または浸透する場合に物品の再帰反射性能を減成させ得る。トラック
用防水シート、巻上標識などの代わりとなるべき有用な重合体材料は、エチレン
/アクリル酸共重合体である。PVC重合体と同様、EAAは、可撓性、耐久性
、および耐摩耗性である。但し、EAAフィルムは、可塑剤を用いずに可撓性を
維持する。他の可撓性エチレン共重合体、例えばEVA、または
エチレン/n−ブチルアクリレート重合体も、織地の外部表面を被覆するために
使用できる。
前に要約したように、本発明の方法であって、
(a)(1)本体層と、(2)微細構造化要素の配列を含む微細構造化層とを
有し、前記微細構造化要素の少なくとも1つ、および前記微細構造化層に最も近
い前記本体層の部分が第1の重合体を含む、微細構造化部材を準備するステップ
と、
(b)第1および第2の表面を有し、第2の重合体を含む封止層を準備し、前
記封止層の前記第1表面の少なくとも一部を前記微細構造化部材の前記第1の重
合体部分に溶融接着するステップと、
(c)第3の重合体を含む複数のマルチフィラメントストランドと、任意のス
トランド封入部材とを含む繊維ウエブを含み、第1および第2の面を有する裏地
部材を準備するステップと、
(d)前記ウエブの前記第1の面を前記封止層の前記第2の表面に接着するス
テップと、
からなる裏地部材を備えた可撓性微細構造化物品を製造する方法。
第8a図に示されるように、ある実施例では、封止層204は、微細構造化部
材200の微細構造化表面202に接着される、すなわち、微細構造化表面20
2は、封止層204の第2の重合体が接着する第1の重合体を含む。第8b図に
示されるように、ある実施例では、封止層210は、微細構造化表面の微細構造
化要素208間でそれと接触するように押し付けられた状態で微細構造化部材2
07の本体層206に接着される。この場合、微細構造化要素に最も近い本体層
206の部分は、封止層210の第2の重合体が接着する第1の重合体を含む。
本発明に従って、この封止層は、最初に所望パターンで微細構造化部材に溶融
接着され、次に微細構造化部材への溶融接着を実質的
に損なうことなく、続いて異なるパターンで裏地部材に溶融接着される(第3図
に示されるように)。ある実施例では、この微細構造化部材は、封止層に溶融接
着されると同時に、この封止層も裏地部材に溶融接着される。他の実施例では、
この封止層は、最初に裏地部材に溶融接着され、次に微細構造化部材に溶融接着
される(第4図に示されるように)。
第3図を参照して、封止層114(例えば、ウレタン)が複数の溶融接着点1
16で溶融接着される微細構造化表面112(例えば、ポリカーボネート)を有す
る微細構造化部材110は、繊維ウエブ120と母材層122(例えば、ウレタ
ン)とからなる裏地部材118に溶融接着されることとなる。
第4図を参照して、反射層133(例えば、アルミニウム蒸着)で金属被覆さ
れている微細構造化表面132(例えば、ポリカーボネート)を有する微細構造
化部材130は、繊維ウエブ138と母材層140(例えば、ウレタン)とから
なる裏地部材136に溶融接着されている封止層134(例えば、EAA)に溶
融接着されている。
ある典型的な実施例では、微細構造化は約3.5ミル(85ミクロン)の高さ
、または深さを有し、封止層は約2.5ミル(62ミクロン)の厚みを有し、繊維
ウエブのストランドは約5〜7ミル(125〜175ミクロン)ほどの厚みを有し
、母材層は約4ミル(100ミクロン)の厚みを有する。但し、これらとは異な
る他の寸法の構成要素が本発明に従って使用されても良いことは理解されよう、
典型的に、封止層は、微細構造化表面上微細構造化深さの少なくとも2/3の厚
みであるのが好ましい。これらのストランドが厚すぎる場合、結果として得られ
る物品は、可撓性に乏しくなり、それらが薄すぎる場合、物品の引裂強さがより
低くなる。母材層が薄すぎ
る場合、繊維ウエブは結果として得られる物品内で十分に安定しない。これらの
構成要素のいずれかが厚すぎる場合、結果として得られる物品は所望の可撓性を
示さない。
ここで使用できる溶融接着技術には、高周波溶接(例えば、無線周波、および
超音波溶接)加熱、熱押出、熱積層などを含む。
例えば、適当な再帰反射微細構造化表面は、低分子量可塑剤で可塑化されたP
VC、またはEAAなどの不相溶性重合体樹脂に直接熱的に取り付けるために通
常は不相溶性である複数の重合体微細構造化を有するように選択される。封止層
/裏地部材複合物は、その片側面に被覆された一体封止層を、ある場合には、繊
維材料を間に挟む不相溶性重合体層を有するように選択される。微細構造化表面
の少なくとも一部、および封止層面の少なくとも一部は、大抵の場合、圧力下で
、または加熱ニップ間を通過させることによって、共に接触させられ、無線周波
数などの高周波エネルギーに暴露される。周波数エネルギー、電界強度、位置(
頂部、または底部)、時間、およびギャップは、オペレータによって変更でき、
重合体成分に依存する適性に対して選ばれる。この選択は、個々の重合体誘電損
率、誘電定数、溶融温度、および層厚みなどの因子に依存する。高周波エネルギ
ーは、複合物品の適切な表面上に押し付けられ、適切に加圧して高周波エネルギ
ーを適切な期間加える適切なプラテン内に搭載されたアンテナを通じて放射され
る。高周波溶接の概説は、Modern Plastics Encycrop edia
、1992年版、350〜352頁(McGraw−Hill)に記載
されている。
微細構造化部材、および封止層/裏地部材複合物の熱溶接では、2つの材料は
、ニップローラとエンボス加熱ローラとの間に通され、エンボスローラの表面上
に付けた***エンボスパターン上に載って
いる複合物に適切な圧力を加える。反力ニップローラは、十分な硬度のゴム平滑
表面状ローラ、例えば85ショアーA押込硬度のローラである。エンボスローラ
は、***部分の点でのみ溶接されている材料に圧力を加えるようなパターンに形
成される。エンボスローラおよび硬質押込硬度のローラの両方とも、使用される
重合体樹脂の混合物により適切な温度にまで加熱される。エンボスパターンは、
後述のように、連結鎖状パターンなどの幾つかの適切なパターンのものであって
も良い。
代わりとなる方法では、相溶性封止層重合体は、好ましくは押出コーティング
によって、裏地部材上に被覆され、冷却させ、封止層の一部は、微細構造化部材
の微細構造化表面(金属被覆された、またはされていない)と接触させられ、結
果として得られる複合構造は、封止層/裏地部材複合物を微細構造化表面に複数
の位置で溶融接着させるのに十分な条件(上述のように好ましくは高周波溶接、
または加熱ニップローラ)に暴露される。
超音波溶接は、本発明に従って溶融接着を行うのに使用されても良い。超音波
溶接では、高周波の機械的振動が、機械の合わせ部品の一方を通じて接合界面に
伝達される。加えられた力と、接合界面における表面および分子間摩擦とが組み
合わさって、材料の融解点が得られるまで温度を上昇させる。力は、振動が停止
した後も維持され、溶接が行われる。Modern Plastics Enc yclopedia
(1992年)353〜356頁参照。
本発明は、微細構造化部材の光学的性能を変えるための手段として金属および
他の適切な反射コーティングで鏡面のように被覆される微細構造化表面をも予期
している。本発明は、RF溶接を用いると金属被覆されたコーティングをパター
ン化し、任意の金属被覆のボイドであるこれらの領域にRF溶接をしなければな
らないことを
予期している。一部分は、突出表面の全て、またはこれらの表面未満を含むこと
が認められる。
第5図は、再帰反射層52と、封止層54をその上に備えた重合体被膜裏地部
材53とを含み、再帰反射層52と封止層54との間にRF溶接部58を形成す
るプラテン56からの高周波溶接エネルギーを用いて溶融されているPVC層5
5と繊維ウエブ57とを含む本発明の再帰反射物品50の一実施例を示す。
第6図は、再帰反射層62と、封止層64を備えた重合体被覆織地材料63と
を含み、エンボスローラ66とゴムローラ70との間を通過するPVC層65と
織地67とを含む本発明の再帰反射物品60を構成する熱処理方法を示す。エン
ボスローラ66は、パターン状***68を具備し、それによってローラ66、7
0との間の熱および圧力を利用して、熱溶接部72が、パターン状***68に対
応して再帰反射層62と封止層64との間に形成される。
第7図は、本発明の連結鎖状パターン状物品を作るために使用されたエンボス
ロールの一部の平面図を示す。エンボスロール188は、***部192のエンボ
スパターンに対応する熱的溶接パターンを本発明の物品に形成させるための***
エンボス要素192をその表面上に有する。第4図は、パターン寸法値A、B、
Cを示すエンボスロール188の表面上***エンボスパターン192の平面図を
示す。寸法Aは、好ましくは約4〜50ミリメートル(「mm」)、寸法Bは、好ま
しくは約4〜50mm、寸法Cは、好ましくは約0.4〜4mmの範囲である。
本発明の利点は、本発明の物品が、いかなる亀裂、すなわち機械的損傷もなく
優れた柔軟度を維持することができるように構成できることである。例えば、シ
ートは、損傷させずに湾曲した、または非平坦表面の周りに巻き付けられても良
い。一度の試験で、この柔
軟度は、直径が3.2mm(0.125インチ)の円筒状マンドレルの周りに微
細構造化物品を巻き付けることによって測定された。この試験は、0℃で行われ
、良好な結果、すなわち目に見える亀裂はなかった。
本発明の物品は、低分子量可塑剤を用いて可撓性を達成する可撓性基材、例え
ば、PVC布地などで使用するための高可撓性状態に製造でき、しかも低分子量
可塑剤への暴露のために、例えば、光学性能の、減成に対する耐性がある。
着色料、UV吸収剤、光安定剤、遊離基掃去剤、または酸化防止剤、粘着防止
剤などの加工助剤、離型剤、滑剤、および他の添加剤が、必要に応じて微細構造
化部材に添加されても良い。特定の着色料(例えば、染料および顔料、随意に蛍
光物質)が、当然所望色によって選択される。着色料は、典型的に約0.01〜
1重量パーセントが添加される。UV吸収剤は、典型的に約0.5〜2重量パー
セントが添加される。説明的例のUV吸収剤には、ニューヨーク州、アーズリー
のCiba−Geigy Corporation社から入手できる商標名TI
NUVIN Brand 327、328、900、1130、およびTINU
VIN−P Brandで知られるものなどベンゾトリアゾールの誘導体、ニュ
ージャージー州、クリフトンのBASF Corporation社から入手で
きる商標名UVINUL−M40、408、D−50、ペンシルベニア種、ピッ
ツバーグのNeville−Synthese Organics, Inc.
社から入手できるSYNTASE Brand 230、800、1200で知
られるものなどのベンゾフェノンの化学誘導体、またはニュージャージー州、ク
リフトンのBASF Corporation社から入手できるUVINUL−
N35および539などのジフェニルアクリレートの化学誘導体を含む。
使用され得る光安定剤は、ヒンダードアミンを含未、これらは典型的に約0.5
〜2重量パーセントが使用される。説明的例のヒンダードアミン光安定剤には、
商標名TINUVIN−144、292、622、770、およびCHIMAS
SORB−944で知られるものを含み、ニューヨーク州、アーズリーのCib
a−Geigy Corp.社から全て入手できる。遊離基掃去剤、または酸化
防止剤は、典型的に、約0.01〜0.5重量パーセントで使用されても良い。
説明的例の適切な酸化防止剤には、商標名IRGANOX−1010、1076
、1035、MD−1024、およびIRGAFOS−168で知られるものな
ど全てニューヨーク州、アーズリーのCiba−Geigy Corp.社から
入手できるヒンダードフェノール樹脂を含む。典型的に重合体樹脂の重量で1パ
ーセント以下の他の少量処理助剤が、樹脂の加工性を改善するために添加されて
も良い。有用な処理助剤には、コネチカット州、ノーウォークのGlyco I
nc.社から入手できる脂肪酸エステル、または脂肪酸アミド、ニュージャージ
ー州、ホーボーケンのHenkel Corp.社から入手できる金属ステアレ
ート、またはニュージャージ州、サマヴィルのHoechst Celanes
e Corporation社から入手できるWAX Eを含む。例
本発明の特徴および利点は、次の説明的例でさらに説明される。ここでの部お
よびパーセントの全ては、特に指示がないかぎり重量によるものであり、「gs
m」は1平方メートル当たりのグラム数を意味する。微細構造化部材
溶融ポリカーボネート樹脂(ペンシルベニア州、ピッツバーグのMobay
Corporation(現在Bayer)社により供給される商標名MAKO
LON Brand 2407で知られる)は、約89マイクロメートル(3.
5ミル)の深さのキューブコーナー凹所を備えた加熱微細構造化ニッケル金型材
料に注型された。これらの凹所は、米国特許第4,588,258号「フープマ
ン(Hoopman)」で概説されるように、一次溝から8.15度の角度をなす
ように傾けられた光学軸を有するキューブコーナーの整合対として形成された。
このニッケル金型の厚みは、508マイクロメートル(20ミル)であり、この
金型は215.6℃(420°F)まで加熱された。288℃(550°F)の
温度の溶融ポリカーボネートは、これらの微細構造化凹所を複製するために、0
.7秒間、約1.03x107〜1.38x107パスカル(1,500〜2,0
00ボンド/平方インチ)の圧力をかけて金型に注型された。キューブ凹所の充
填と同時に、追加的ポリカーボネートが、約104マイクロメートル(4ミル)
の厚みを有する金型の上の連続ランド層内に堆積させられた。
事前に押出成形された75マイクロメートル(3ミル)の厚みの、ニューハン
プシャー州、シーブルックのMorton International社から
入手できる、MORTHANE PNO3.214、脂肪族ポリエステルポリウ
レタン本体層は、次に、連続ポリカーボネートランド層の上部表面温度が約19
1℃(375°F)のときにその表面上に積層された。結合された積層ポリカー
ボネートおよびポリウレタン微細構造化部材は、次に18秒間室温で約70℃〜
85℃(160°F〜190°F)まで冷却され、材料を凝固させた。この積層
は、次に金型から取り出された。積層強度
微細構造化部材と封止層との間の溶融接着強度は、T形剥離試験を用いて測定
された。ここで使用されるT形剥離試験は、ここで示された変更を除きAmer
ican Society for Testing and Materia
ls(ASTM)試験第D1876−93に基づく。これらのサンプルは、約2
5mm(1インチ)幅のストリップに切断され、それらのストリップの長さ寸法
と平行にRF、または熱溶接を施した。ジョー分離速度は、305mm/min
(12インチ/min)であった。剥離片が接着部に沿って約20mm前方に移
動するので、最大および平均の力が報告された。例1
サウスカロライナ州、スパータンバーグのMilliken Co.,社から
の約95gsm(1平方ヤード当たり2.8オンス)の基本重量を有し、1,0
00デニールの繊維、各方向でのたて糸数が3.5本/cm(9本/インチ)か
らなる目の粗いポリエステル繊維材料は、裏地部材の繊維ウエブとして使用され
た。この織られた繊維材料は、溶融熱可塑性樹脂を流入させることができる開口
部を有する。この繊維材料の一方の主表面上に事前に押出被覆された不相溶性E
AA層(153マイクロメートル(6ミル)が加熱積層されて、母材層を形成し
た。このEAAは、Dow Chemical Co.社から、ペレット状の商
標名PRIMACOR 3440で入手できる。繊維材料の第2の主表面上に、
事前に押出被覆された63.5マイクロメートル(2.5ミル)の厚みのポリウ
レタン層が封止層として加熱積層された。このポリウレタンは、マサチューセッ
ツ州、ウォーバーンのThermedics Co.
社からペレット状で入手でき、93ショアーA硬度の二酸化チタニウム−着色脂
肪族ポリエステルポリウレタンを含有した。
これらの封止層/裏地部材複合物の5つは、前述の再帰反射シートに接着する
ためと、再帰反射シートの分離片の微細構造化表面に溶融接着されている着色ポ
リウレタン層での、次のT形剥離試験のために製造された。例2
2つの封止層/裏地部材複合物は、ポリウレタン層が127マイクロメートル
(5ミル)の厚みであったことを除いて、例1と同様にして製造された。例3
再帰反射シートに接着するためと、次のT形剥離試験のために4つの封止層/
裏地部材複合物は、ポリウレタンが、40重量パーセントの着色芳香族ポリエー
テルポリウレタン(この着色芳香族ポリエーテルポリウレタンは、50重量パー
セントの二酸化チタニウムと、オハイオ州、クリーブランドのB.F.Good
rich社から商標名ESTANE 58810で知られる50重量パーセント
の芳香族ポリエーテルポリウレタンとを含み、前もって二軸スクリュー押出機で
混合され、ペレット状にされている)とのニューハンプシャー州、シーブルック
のMorton International社からペレット状で入手できる、
商標名MORTHANE PNO3.214で知られる60重量パーセントの脂
肪族ポリエステルポリウレタンの混合物であったことを除いて、例1と同様にし
て製造された。例4
再帰反射シートに接着するため、および次のT形剥離試験のために4つの封止
層/裏地部材複合物は、ポリウレタン層が114マイクロメートル(4.5ミル
)の厚みを有したことを除いて、例3と同様にして製造された。例5A〜5D
4つの封止層/裏地部材複合物は、ポリウレタン層が、一方の層がEAAを含
み、第2の層がEVAを含む押出形成された二重層フィルムと置き換えられたこ
とを除いて、例1と同様にして製造された。このEVA層内のビニルアセテート
の割合は表1に示された通りであった。二重層フィルムのEAA側は、複合物の
第2の主表面に積層された。各物品のEAA層の厚みは、50マイクロメートル
(2ミル)であるが、EVA層の厚みは、例5Aおよび5Bの物品に対しては1
2マイクロメートル(0.5ミル)で、例5Cおよび5Dの物品に対しては25
マイクロメートル(1ミル)であった。例6
この例の物品は、複合物の両主表面が、ポリウレタン被覆を有したことを除い
て、例4のものと同一であった。これらのサンプルの3つは、接着、およびT形
剥離試験用に製造された。例7
これらの構成では、商標名ULTREXで知られるBurlington I
ndustries社製の密織の重合体被覆ナイロン織り繊維材料が使用された
。この重合体シール織地は、1ヤード当たり約4.5オンス(約150gsm)
の被覆したままの基本重量、
60x120本/インチ(152x304本/cm)のたて糸数を有し、約20
0デニールのナイロン繊維から構成された。繊維ウエブの一方の主表面上母材層
は、水蒸気に重合体被覆繊維材料を通過させたが、液状の水は通過させなかった
。非被覆側には、例3で議論されたポリウレタンが114マイクロメートルの厚
みまで加熱積層されて封止層を形成した。これらの構造物の3つは、接着および
T形剥離試験用に製造された。例8
これらの構造では、両方向にたて糸数が約15本/cm(60本/インチ)、お
よび約107gsm(1平方ヤード当たり約3.2オンス)の基本重量を有する
織られたナイロン繊維材料が、裏地部材として使用された。一方の主表面に、例
3のポリウレタンが114マイクロメートル(4.5ミル)の厚みまで加熱積層
されて封止層を形成した。これらのサンプルの2つが製造された。例9
この封止層は次のように製造された。60%脂肪族ポリエステルポリウレタン
(MORTHANE Brand PNO3−214)と40%芳香族ポリエス
テルポリウレタンとの混合物は、押出機に供給され、PETキャリアフィルム上
に押し出された。この芳香族ポリウレタンは、オハイオ州、クリーブランドのB
.F.goodrich社からの50%ESTANE Brand 58110
芳香族ポリエステルポリウレタンと、50%二酸化チタニウムとの混合物からな
った。この混合物は、2軸スクリュー押出機内で前もって混合され、ペレット状
にされた。押し出された封止層は、64マイクロメートル(0.0025インチ
)の厚みであった。この
PETキャリアフィルムは、51マイクロメートル(0.001インチ)の厚み
であった。
この微細構造化部材および封止層は、75ショアーA硬度を有するスチール製
エンボスロールとゴム製ロールとの間に形成されたニップ内に供給された。微細
構造化部材は、エンボスロールを露出したキューブコーナー側に接触させること
ができた。封止層のPETフィルムは、封止層が露出されるようにゴム製ロール
と接触させることができた。スチール製エンボスロールは243℃(470°F)
まで加熱された。これらのロールは、1.52メートル/min(5フィート/
min)の速度で回転し、ニップに加わる力は、約86N/cm(50lb/イ
ンチ)で、キューブコーナーと露出した封止層との間に接着部を生成した。結果
として得られる製品は再帰反射シートとなった。
裏地部材は、不相溶性EAA層が使用されなかったことを除いて、例1と同様
にして製造された。ポリウレタンフィルムとポリエステル繊維材料とは、ホット
カンと接触するポリウレタンフィルムとゴム製ロールと接触するポリエステルと
のニップ内に供給された。2つのフィルムの積層は、104〜116℃(220
〜240°F)の温度、6〜12メートル/min(20〜40フィート/mi
n)のライン速度、および12〜26N/cm(7〜15lb/インチ)のニップ
圧力とで起こった。結果として得られた裏地部材は、ボリウレタンフィルム内に
部分的に埋まったスクリムを有した。
再帰反射シートは、裏地部材に積層されて本発明の物品を生成した。裏地部材
は、ホットカンを露出したスクリム側と接触させることができた。再帰反射シー
トは、ゴム製ロールを露出した封止層と接触させることができた。2つのフィル
ムの積層は、104〜116℃(220〜240°F)の温度、3〜12メート
ル/min(1
0〜40フィート/min)のライン速度、および 12〜24N/cm(7〜
14lb/インチ)のニップ圧力で起こった。比較例A
ドイツ、クレフェルド(Krefeld)のVerseidag−Indut
ex社から入手できる、商標名DURASKIN、型式番号B156035で知
られる重合体被覆織地は、裏地部材として使用された。この被覆織地は、母材層
として大いに低分子量可塑剤で可塑化されたPVCで両側を被覆された610グ
ラム/平方メートル(18oz/平方ヤード)のポリエステルスクリム織地を有
した。これらの被覆織地の4つが、接着され、T形剥離試験で試験された。比較例B
この例では、重合体被覆織地は、ポリウレタン層が第1の主表面に被覆された
ものと同一の押出EAA層と置き換えられたことを除いて、例1と同様にして製
造された。この種類の1つが製造された。比較例C
商標名が393−2457−372のReflexite Corporat
ion社からの市販再帰反射物品が使用された。これは、PVC被覆スクリムに
接着(溶融接着された)された、キューブコーナー層を含むPVCであった。アッセンブリ
例1〜8(表1に示されるように)からの幾つかの封止層/裏地部材複合物は
、キューブコーナーと直面する相溶性層を有する再帰
反射シートの分離片と共に層状に重ねられ、約4mm幅および180mm長の線
状パターンで熱的に溶接された。これらのサンプルは、***部(3mm高、2.
8mm幅、および180mm長)を具備したアルミニウムプレートが上部プラテ
ンに取り付けられた加熱プラテンプレスで熱的に溶接された。それぞれの再帰反
射層は、封止***部に隣接する25マイクロメートルポリエステルテレフタレー
トフィルムによって保護された。裏地部材は、底部プラテンに隣接する51マイ
クロメートルのポリエステルテレフタレートフィルムによっても保護された。こ
れらのプラテンは、160℃(320°F)まで予備加熱され、これらのサンプ
ルはプレス内に配置され、そのプレスは35,000ニュートン(8.000lb
f)の力で閉じられ、開いてから、サンプルを取り出す前に3〜5秒間閉じた状
態で維持された。これらのポリエステルテレフタレート保護層は、次にサンプル
から取り除かれた。表1は、どのサンプルが熱的に接着されたかを示す。代わり
に、スチール製エンボスロールとゴム製ロールとの間のニップが、熱的接着を行
うために使用されても良い。このスチール製ロールは、典型的に加熱され、第8
図に示されるように連結鎖状パターンを有する。
例1〜8、および比較例A、B、Cの全てのサンプルも、キューブコーナーと
直面する封止層を有する、例1で説明されたように積層の分離片と共に層状に重
ねられた。これらのサンプルは、幅が3.2mm(0.125インチ)で、長さ
が約2.54cm(1インチ)の棒状ダイを用いて溶接された。約1〜2KWの
高周波電力は、27.12Mhzの周波数で使用された。表1に示されたジェネ
レータ電力は、4キロワットの割合で実際に表現される。例えば、第1の表の開
始は、4キロワットの42パーセント、すなわち1.7キロワットである。溶接
設備は、表1に示された条件に設定された。
溶接中に加えられた圧力は、約2.000psi(約1.4ニュートン/cm2
)で、溶接機械のダイ要素間のギャップは、0.5mm(2ミル)、または約0.
25mm(1ミル)(大きい方に対して「L」、小さい方が「S」としてそれぞれ
識別される)のいずれかであった。使用された(RF)溶接設備は、ニューヨー
ク州、ニューヨークのThermatron社のElectronics Di
vision of Wilcox and Gibbsから得られた。
これらの複合再帰反射物品は、次に前述のT形剥離試験に従って接着強度に対
して試験され、その結果が表1に示される。表1では、最大および平均T形剥離
力が、発明の物品に対して一般により高くなっていたことが分かる。T形剥離が
比較の物品に対して高かったところでは、破壊は、望ましくない凝集破壊(重合
体被覆織地のコーティング内での)であった。 本発明の様々な修正および変形は、本発明の趣旨および範囲から逸脱すること
なく可能であることは当業者には明白であろう。
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フロントページの続き
(81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE,
DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L
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,CG,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE,
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MD,MG,MK,MN,MW,MX,NO,NZ,P
L,PT,RO,RU,SD,SE,SG,SI,SK
,TJ,TM,TR,TT,UA,UG,UZ,VN
(72)発明者 ラッシュ,ジェイムス イー.
アメリカ合衆国,ミネソタ 55133−3427,
セントポール,ポスト オフィス ボック
ス 33427
(72)発明者 スミス,ケネス エル.
アメリカ合衆国,ミネソタ 55133−3427,
セントポール,ポスト オフィス ボック
ス 33427
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.微細構造化物品であって、 (a)(1)本体層と、(2)微細構造化要素の配列を含む微細構造化層とを 有し、前記微細構造化要素の少なくとも1つ、および前記微細構造化層に最も近 い前記本体層の部分は第1の重合体を含む微細構造化部材と、 (b)第1および第2の表面を有し、第2の重合体を含み、前記第1の表面の 少なくとも一部が前記微細構造化部材に溶融接着されている封止層と、 (c)第3の重合体を含む複数のマルチフィラメントストランドを含む繊維ウ エブを含み、第1および第2の面を有する裏地部材であって、前記ウエブの前記 第1の面が前記封止層の前記第2の表面に溶融接着されている裏地部材と、を備 えている微細構造化物品。 2.前記微細構造化要素はキューブコーナー要素およびプリズムからなるグル ープから選択される、請求の範囲第1項に記載の物品。 3.前記封止部材の少なくとも一部は前記本体層に溶融接着される、請求の範 囲第1項に記載の物品。 4.前記封止部材の少なくとも一部は前記微細構造化層に溶融接着される、請 求の範囲第1項に記載の物品。 5.前記微細構造化層は複数のキューブコーナー要素を含み、約250カンデ ラ/ルクス/平方メートルよりも大きな再帰反射率を示す請求の範囲第1項に記 載の物品。 6.前記微細構造化層の少なくとも一部は鏡面のように被覆、または金属被覆 される、請求の範囲第1項に記載の物品。 7.前記第1の重合体は、アクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリエステル、 ポリウレタン、および架橋化アクリレートから成るグ ループから選択される、請求の範囲第1項に記載の物品。 8.前記第1の重合体は、前記第2の重合体よりも高い融解点を有する、請求 の範囲第1項に記載の物品。 9.前記本体層は、可撓性紫外線吸収オーバーレイである、請求の範囲第1項 に記載の物品。 10.前記封止層は、約0.06よりも大きな誘電損率を有する、重合体を含 む、請求の範囲第1項に記載の物品。 11.前記封止層は、ポリウレタン、エチレンメチルアクリレート共重合体、 エチレンn−ブチルアクリレート共重合体、エチレンエチルアクリレート共重合 体、エチレンビニルアセテート共重合体、および高分子可塑剤を含有するポリ塩 化ビニルからなるグループから選択された重合体を含む、請求の範囲第1項に記 載の物品。 12.前記封止層は、低分子量可塑剤の移行に対する障壁として適切な重合体 を含む、請求の範囲第1項に記載の物品。 13.前記封止層は、規則的なパターンで前記微細構造化部材に溶融接着され る、請求の範囲第1項に記載の物品。 14.前記封止層は、密閉セル内に前記微細構造化部材の部分を封入する、請 求の範囲第1項に記載の物品。 15.前記封止層および前記微細構造化部材は、これらの層を分離するのに少 なくとも約0.9ニュートン(0.2lbf)のT形剥離力が必要となるほど十分 強く共に接着される、請求の範囲第1項に記載の物品。 16.前記封止層および前記微細構造化部材は、これらの層を分離するのに少 なくとも約9ニュートン(2lbf)のT形剥離力が必要となるほど十分強く共に 接着される、請求の範囲第1項に記載の物品。 17.前記繊維ウエブは、織布ウエブ、不織布ウエブ、編物ウエ ブ、および目の粗いストランドのマットから成るグループから選択される、請求 の範囲第1項に記載の物品。 18.少なくとも若干数の前記ストランドは、共に撚り合わされた、または編 み合わされたフィラメントを含む、請求の範囲第1項に記載の物品。 19.少なくとも若干数の前記ストランドは、実質的に等しい横断面直径のフ ィラメントを含む、請求の範囲第1項に記載の物品。 20.少なくとも若干数の前記ストランドは、様々な直径のフィラメントを含 む、請求の範囲第1項に記載の物品。 21.前記ストランドは実質的に均一である、請求の範囲第1項に記載の物品 。 22.前記ストランドは少なくとも3つのフィラメントを含む、請求の範囲第 1項に記載の物品。 23.ストランド内の少なくとも若干数のフィラメントは互いに対して自由に 移動できる、請求の範囲第1項に記載の物品。 24.前記ストランドの大部分は封入用重合体で含浸されていない、請求の範 囲第1項に記載の物品。 25.前記繊維ウエブは前記封止層と直接接触する、請求の範囲第1項に記載 の物品。 26.前記裏地部材は母材層をさらに含む、請求の範囲第1項に記載の物品。 27.前記母材層は、大いに低分子量可塑剤で可塑化されたPVC、エチレン /アクリル酸共重合体、およびポリウレタンから成るグループから選択された重 合体を含む、請求の範囲第26項に記載の物品。 28.前記第1の重合体、前記第2の重合体、および前記繊維ウエブのそれぞ れは異なる重合体を含む、請求の範囲第1項に記載の 物品。 29.前記物品は、目に見える亀裂を生じることもなく0℃で3.2mm(0 .125インチ)直径のマンドレルに適合する程度に十分に柔軟である、請求の 範囲第1項に記載の物品。 30.前記物品は、道路標識の一部、巻上標識、衣料品、アクセサリーバッグ 、バックパック、保護カバー、シート、防水シート、警告テープ、装飾ウエビン グ、構造用ウエビング、またはそのような品物に取り付けるパッチの内の1つで ある、請求の範囲第1項に記載の物品。 31.裏地部材を備えた可撓性微細構造化物品を製造する方法であって、(a )(1)本体層と、(2)微細構造化要素の配列を含む微細構造化層とを有し、 前記微細構造化要素の少なくとも1つ、および前記微細構造化層に最も近い前記 本体層の部分が第1の重合体を含む、微細構造化部材を準備するステップと、 (b)第1および第2の表面を有し、第2の重合体を含む封止層を準備し、前 記封止層の前記第1の表面の少なくとも一部を前記微細構造化部材に溶融接着す るステップと、 (c)第3の重合体を含む複数のマルチフィラメントストランドを含む繊維ウ エブを含み、第1および第2の面を有する裏地部材を準備するステップと、 (d)前記ウエブの前記第1の面を前記封止層の前記第2の表面に溶融接着す るステップと、からなる方法。
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Legal Events
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A313 | Final decision of rejection without a dissenting response from the applicant |
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A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070320 |