JP7076765B2 - 再帰性反射性材料 - Google Patents
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Description
項1. 固着樹脂層と、
前記固着樹脂層に埋設された透明性微小球と、
入射光側とは反対側の前記透明性微小球の面側に設けられた反射層と、
入射光側に設けられ、前記透明性微小球の前記固着樹脂層から露出した部分を覆う表面層と、
を備え、
前記透明性微小球の屈折率が1.6~2.5であり、
前記表面層が、第1樹脂及び第2樹脂を含む樹脂組成物で構成されており、
前記第1樹脂が、分子中にフッ素原子を含まず、且つウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、エステル系樹脂、アクリルウレタン樹脂、酢酸ビニル系樹脂、エチレン-酢酸ビニル共重合体樹脂、及び塩化ビニル系樹脂からなる群より選ばれる1種以上の樹脂であり、
前記第2樹脂が、分子中にフッ素原子を含む樹脂である、
再帰性反射性材料。
項2. 前記第2樹脂が、側鎖にフルオロアルキル基を含むアクリル系樹脂である、項1に記載の再帰性反射性材料。
項3. 前記フルオロアルキル基の炭素数が1~6である、項2に記載の再帰性反射性材料。
項4. 前記第1樹脂がウレタン系樹脂であり、前記第2樹脂が、分子中にフッ素原子を含むアクリル系樹脂であり、項1~3のいずれかに記載の再帰性反射性材料。
項5. 前記表面層の厚さが0.01~1.0μmであり、前記表面層が前記透明性微小球の球面に沿った曲面形状を有する、項1~4のいずれかに記載の再帰性反射性材料。
項6. JIS Z 9117(2010)「再帰性反射材」に準じ、各再帰性反射材を20cm×20cmにカットしたものをサンプルとし、CIE(国際照明委員会)が規定するA光源を用い、観測角1.5°の条件で測定される、入射角が40°の入射光に対する再帰反射性能が11cd/lx/m2以上である、項1~5のいずれかに記載の再帰性反射性材料。
本発明の再帰性反射性材料は、固着樹脂層1と、固着樹脂層1に埋設された透明性微小球2と、入射光側とは反対側の透明性微小球2の面側に設けられた反射層3と、入射光側の最表面に設けられた表面層4とを備える。
以下、本発明の再帰性反射性材料を構成する各層や部材について、セミオープンタイプ、クローズドタイプに分けて説明する。
[固着樹脂層1]
セミオープンタイプの再帰性反射性材料において、固着樹脂層1は、透明性微小球を埋設して保持する機能を果たす。
セミオープンタイプの再帰性反射性材料では、透明性微小球2は、反射層3を介して固着樹脂層1に埋設され、入射光と、前記反射層で回帰反射された出射光を透過させる機能を果たす。透明性樹脂層5を設けない場合は、透明性微小球2は、反射層3に接面した状態で埋設して存在する(図1参照)。また、透明性樹脂層5を設ける場合は、透明性微小球2は、透明性樹脂層5に接面した状態で埋設して存在する(図3参照)。
透明性微小球の埋設率(%)=(X/R)×100
R:透明性微小球2の直径
X:反射層3の入射光側の最上部又は透明性樹脂層5が設けられている場合は透明性樹脂層5の入射光側の最上部から、固着樹脂層1側に埋設している透明性微小球2表面の最下部までの高さ
セミオープンタイプの再帰性反射性材料では、反射層3は、透明性微小球2と前記固着樹脂層1の間に設けられ、透明性微小球2から入射する光を回帰反射させる機能を果たす。
セミオープンタイプの再帰性反射性材料において、表面層4は、透明性微小球2の前記固着樹脂層1から露出した部分を覆うように、入射光側の最表面に設けられる。表面層4は、入射光及び反射光を透過させて、比較的広い観測角の範囲で優れた反射輝度を発現させる役割を果たす。
層厚L(90°)=Y(90°)-X(90°)
層厚L(45°)=Y(45°)-X(45°)
X(90°):透明性微小球1の中心点から面方向に対して90°方向での透明性微小球1と表面層4との界面までの距離
Y(90°):透明性微小球1の中心点から面方向に対して90°方向での表面層4の入射光側表面までの距離
X(45°):透明性微小球1の中心点から面方向に対して45°方向での透明性微小球1と表面層4との界面までの距離
Y(45°):透明性微小球1の中心点から面方向に対して45°方向での表面層4の入射光側表面までの距離
第1樹脂は、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、エステル系樹脂、アクリルウレタン樹脂、酢酸ビニル系樹脂、エチレン-酢酸ビニル共重合体樹脂及び塩化ビニル系樹脂からなる群より選ばれる1種以上の樹脂であって、分子中にフッ素原子を含まない樹脂である。
第2樹脂は、分子内にフッ素原子を有する樹脂である。第2樹脂としては、例えば、フッ素樹脂、フルオロアルキル基を側鎖に有する樹脂等が挙げられる。
表面層4を形成する樹脂組成物において、第1樹脂と第2樹脂の比率については、備えさせるべき反射輝度に応じて適宜設定すればよいが、例えば、第1樹脂100質量部当たり、第2樹脂が10~100質量部が挙げられる。比較的広い観測角の範囲での反射輝度をより一層向上させつつ、インクジェット印刷性を向上させるという観点から、第1樹脂100質量部当たり、第2樹脂が、好ましくは0.05~5質量部、更に好ましくは0.05~1質量部が挙げられる。
表面層4を形成する樹脂組成物には、再帰性反射性材料の用途や要求される機能等に応じて、紫外線吸収剤、酸化防止剤、染料、顔料、蓄光性顔料、無機フィラー等の添加剤が含まれていてもよい。
セミオープンタイプの再帰性反射性材料では、透明性樹脂層5は、透明性微小球2と反射層3の間に、必要に応じて設けられる層であり、反射輝度を調整したり、出射される光の色調を変化させたりする機能を果たし、更に反射層3が金属膜の場合には、その腐食を抑制する機能も果たす。
セミオープンタイプの再帰性反射性材料では、支持体5は、必要に応じて設けられる部材であり、固着樹脂層4を保持する基材としての機能を果たす。支持体6は、例えば流通段階では設けられていなくてよい。また、支持体6は、固着樹脂層1に対して直接積層されていてもよいが、接着剤で形成される接着層を介して固着樹脂層1と積層されていてもよい。
[固着樹脂層1]
クローズドタイプの再帰性反射性材料では、固着樹脂層1は、セミオープンタイプの場合と同様に、透明性微小球を埋設して保持する機能を果たす。
クローズドタイプの再帰性反射性材料では、透明性微小球2は、セミオープンタイプの場合と同様に、反射層3を介して固着樹脂層1に埋設され、入射光と、前記反射層で回帰反射された出射光を透過させる機能を果たす。
クローズドタイプの再帰性反射性材料では、反射層3は、セミオープンタイプの場合と同様に、透明性微小球2と前記固着樹脂層1の間に設けられ、透明性微小球2から入射する光を回帰反射させる機能を果たす。
クローズドタイプの再帰性反射性材料において、表面層4は、セミオープンタイプの場合と同様に、透明性微小球2の前記固着樹脂層1から露出した部分を覆うように、入射光側の最表面に設けられ、入射光及び反射光を透過させて、比較的広い観測角の範囲で反射輝度が優れるものとする役割を果たす。
クローズドタイプの再帰性反射性材料では、透明性樹脂層5は、セミオープンタイプの場合と同様に、透明性微小球2と反射層3の間に、必要に応じて設けられる層であり、反射輝度を調整したり、出射される光の色調を変化させたりする機能を果たし、更に反射層3が金属膜の場合には、その腐食を抑制する機能も果たす。
クローズドタイプの再帰性反射性材料では、支持体5は、セミオープンタイプの場合と同様に、必要に応じて設けられる部材であり、固着樹脂層4を保持する基材としての機能を果たす。
本発明の再帰性反射性材料は、比較的広い観測角の範囲で優れた反射輝度を示す。本発明の再帰性反射性材料が具備し得る再帰性反射性能の好適な一例として、JIS Z 9117(2010)「再帰性反射材」に準じ、各再帰性反射材を20cm×20cmにカットしたものをサンプルとし、CIE(国際照明委員会)が規定するA光源を用い、観測角1.5°の条件で測定される、入射角が40°の入射光に対する再帰反射性能が11cd/lx/m2以上、より好ましくは15cd/lx/m2以上、更に好ましくは15~100cd/lx/m2、特に好ましくは30~100cd/lx/m2が挙げられる。
本発明の再帰性反射性材料は、安全衣料、アパレル、バッグ、スーツケース、シューズ、道路標示、回帰反射型の光電センサー、タッチパネル(例えば、赤外線再帰反射検出方式のタッチパネル)等の様々な用途に使用することができる。
本発明の再帰性反射性材料を製造する方法は、前述する構成を備えさせ得ることを限度として、特に制限されないが、以下、その好適な一例をセミオープンタイプ、クローズドタイプに分けて説明する。
セミオープンタイプの再帰性反射性材料の製造方法の好適な一例として、下記工程1~6を含む方法が挙げられる。
工程1:基材フィルム上に熱可塑性フィルムを積層させた離型用支持体を、当該熱可塑性フィルムの軟化点以上の温度で加熱して当該熱可塑性フィルムを軟化させる工程、
工程2:前記工程1の前、同時又は後に、離型用支持体の熱可塑性フィルムに透明性微小球2を散布し、透明性微小球2が軟化した熱可塑性フィルムに所定の割合で埋設した時点で冷却して前記熱可塑性フィルムを硬化させ、透明性微小球2が埋設した離型用支持体を得る工程、
工程3:透明性微小球2を埋設した離型用支持体の透明性微小球2側に、必要に応じて、透明性樹脂層5を形成する樹脂を塗布し、透明性樹脂層5を形成する工程、
工程4:透明性微小球2を埋設した離型用支持体の透明性微小球2側に、又は透明性樹脂層上5に、反射層3を積層させる工程、
工程5:反射層3上に、固着樹脂層1を形成する樹脂を塗布し、固着樹脂層1を積層させる工程、及び
工程6:離型用支持体を剥離した後に、透明性微小球2側に表面層4を形成する樹脂を塗布し、透明性微小球3の球面に沿った曲面形状を有するように表面層4を形成する工程、
工程7:前記工程6の前又は後に、必要に応じて、固着樹脂層1と支持体6を接着させる工程。
クローズドタイプの再帰性反射性材料の製造方法の好適な一例は、前記セミオープンタイプの再帰性反射性材料の製造方法における工程6を下記工程6’に変更すること以外は、前記セミオープンタイプの再帰性反射性材料の製造方法と同様である。
工程6’:離型用支持体を剥離した後に、透明性微小球2側に表面層4を形成する樹脂を塗布して透明性微小球3を埋設させ、表面層4の入射光側表面が平坦面になるように表面層4を形成する工程。
(比較例1)
離型用支持体として、厚さ75μmのポリエステルフィルムにラミネートされた厚さ40μmのポリエチレンフィルムを使用し、これを連続的に200℃で2分間加熱して、ポリエチレンフィルムを溶融させた。この状態で、透明性微小球として、平均粒径50μm、屈折率2.25の透明ガラス球を220~300個/mm2となるように略一面に散布し、放冷してポリエチレンフィルムを硬化させた。次いで、離型用支持体上の透明ガラス球側に下記組成の透明性樹脂層形成用溶液を27g/m2塗布し、温度155℃、時間1.5分の条件で乾燥させ、透明性樹脂層を形成した。
<透明性樹脂層形成用溶液の組成>
ポリウレタン樹脂(純分):1.5質量%
トルエン(純度99%以上):49.25質量%
シクロヘキサノン(純度99%以上):49.25質量%
粘度:7秒(25℃、ザーンカップ法No.3)
比較例1で得られた再帰性反射性材料を中間体として、該再帰性反射性材料中間体の透明ガラス球側に、前記表面層形成溶液Aを7g/m2塗布し、温度110℃、3分間の条件で乾燥させて表面層を形成させ、再帰性反射性材料(1m×1m)を製造した。形成された表面層の層厚L(90°)は0.2μmであった。
表面層形成溶液Aの代わりに、表面層形成溶液Bを使用したこと以外は、前記実施例1と同条件で比較例2の再帰性反射性材料を製造した。形成された表面層の層厚L(90°)は0.2μmであった。
表面層形成溶液Aの代わりに、表面層形成溶液Cを使用したこと以外は、前記実施例1と同条件で比較例3の再帰性反射性材料を製造した。形成された表面層の層厚L(90°)は0.04μmであった。
各再帰性反射性材料について、JIS Z 9117(2010)「再帰性反射材」に準じ、各再帰性反射材を20cm×20cmにカットしたものをサンプルとし、CIE(国際照明委員会)が規定するA光源を用い、下記条件(1)~(8)に示す観測角及び入射角で測色計(トプコン社製BM-5AS)を用いて反射輝度(cd/lx/m2)を測定した。
条件(1):観測角0.2°、入射角5°
条件(2):観測角0.2°、入射角20°
条件(3):観測角0.33°、入射角5°
条件(4):観測角0.33°、入射角20°
条件(5):観測角1.0°、入射角30°
条件(6):観測角1.0°、入射角40°
条件(7):観測角1.5°、入射角30°
条件(8):観測角1.5°、入射角40°
溶剤インクジェットプリンタとして株式会社ミマキエンジニアリング社製商品名CJV30-130を用い、インクとして株式会社ミマキエンジニアリング社製ソルベントインクSC22シリーズを用いて、4色テストパターンとなるよう、前記実施例1で得られた再帰性反射性材料の表面層にインクジェット印刷を行った。インクジェット印刷は、再帰性反射性材料1枚当たり1色を全面に印刷した。なお、前記インクジェットプリンタの印刷条件は、パス数48、乾燥温度50℃に設定した。そして、印刷した実施例1の再帰性反射性材料を、50mm×250mmにカットし、カットした再帰性反射性材料をISO6330対応負荷布(50mm×250mm)にホットメルト接着剤を用いて貼付け、ISO6330-2A法(洗濯温度60℃)に規定される条件に従って洗濯を30回繰り返し、洗濯前と洗濯後の印刷された色について目視により評価した。
2 透明性微小球
3 反射層
4 表面層
5 透明性樹脂層
6 支持体
Claims (6)
- 固着樹脂層と、
前記固着樹脂層に埋設された透明性微小球と、
入射光側とは反対側の前記透明性微小球の面側に設けられた反射層と、
入射光側に設けられ、前記透明性微小球の前記固着樹脂層から露出した部分を覆う表面層と、
を備え、
前記透明性微小球の屈折率が1.6~2.5であり、
前記表面層が、第1樹脂及び第2樹脂を含む樹脂組成物で構成されており、
前記第1樹脂が、分子中にフッ素原子を含まず、且つウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、エステル系樹脂、アクリルウレタン樹脂、酢酸ビニル系樹脂、エチレン-酢酸ビニル共重合体樹脂、及び塩化ビニル系樹脂からなる群より選ばれる1種以上の樹脂であり、
前記第2樹脂が、分子中にフッ素原子を含む樹脂である、
再帰性反射性材料。 - 前記第2樹脂が、側鎖にフルオロアルキル基を含むアクリル系樹脂である、請求項1に記載の再帰性反射性材料。
- 前記フルオロアルキル基の炭素数が1~6である、請求項2に記載の再帰性反射性材料。
- 前記第1樹脂がウレタン系樹脂であり、前記第2樹脂が、分子中にフッ素原子を含むアクリル系樹脂であり、請求項1~3のいずれかに記載の再帰性反射性材料。
- 前記表面層の厚さが0.01~1.0μmであり、前記表面層が前記透明性微小球の球面に沿った曲面形状を有する、請求項1~4のいずれかに記載の再帰性反射性材料。
- JIS Z 9117(2010)「再帰性反射材」に準じ、各再帰性反射材を20cm×20cmにカットしたものをサンプルとし、CIE(国際照明委員会)が規定するA光源を用い、観測角1.5°の条件で測定される、入射角が40°の入射光に対する再帰反射性能が11cd/lx/m2以上である、請求項1~5のいずれかに記載の再帰性反射性材料。
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