JPS6064302A - 光再帰性反射器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、従来発見され用いられていなかった光再帰性
反射器ρ構造に係るものである。詳しく、・は、使用す
る高屈折率ガラス小球とガラス小球前部露出面側に該露
出面を覆うように形成した同心楕円半球殻状の無色ある
いは透明の薄い樹脂膜（以下被膜という）と、更にガラ
ス小球後部露出面上に直接反射層（例えば金属蒸着膜等
）を設けることによって得られる高輝度の光再帰性反射
器に関するものである。

本発明品の性能はオープンタイプとクローズドタイプと
に区分けして使用されてきた従来の光再帰性反射器の双
方の特徴を活かし、それぞれの欠点を補なった革新的な
光再帰性反射器の構造を有していて、その性能を充分に
発揮するものである。

従来のオープンタイプ光再帰性反射器は、第１図に示す
ように屈折率１，９以下の中屈折率及び低屈抵率のガラ
ス小球（３）を使用し、該小球前部を空気中に露出させ
後部半球面部分には直接に反射層（４）を９次いで結合
剤１５）を設けたのち、支持体（６）を貼りＵけた４４
４造を有していた。このものは反射輝紫が高く１反射の
角度特性に優れ更に構造が簡単で。

目付が小さく薄いため可縫性に優れた衣料用光再帰性反
射器２なり得るという特性を持っていた。

しかしながらその反面１重大な欠点も持っている。

すなわち１例えばこのオープンタイプの光再帰性反射器
の表面ＫＭ出するガラス小球前部の半球面部分に透明樹
脂とか水等の光学的屈折率を有する物質が被覆するとガ
ラス小球のレンズ作用が変化して光再帰性反射器の再帰
反射機能が減少して著しい輝度低下を引き起こすもので
ある。又、オープンタイプの光再帰性反射器を着色する
場合、ガラス小球のレンズ作用を妨害しないように第１
図の如くガラス小球（３）とガラス小球（３）′を連結
する結合剤部分（５）を着色して着色層とし、必要な外
観色を付与するという方法が行われている。

しかしながら、このような着色方法では日中散乱光下で
は色彩が鮮明であっても、夜間の照明光３− 線（は・写集束光）下で見ると該光線が光再帰性反射器
で反射される際９着色層が光の入射帰還系路に存在しな
いことによって全くその色彩が認められない。又、上述
のようにガラス小球前部露出半球面部分に透明樹脂が被
覆するとレンズ作用が変化するので、印刷等をオープン
タイプ光再帰性反射器の表面に施すことは全くできない
。加えてガラス小球結合剤部分に耐水性を持たせなげれ
ばガラス小球の後部半球部分に水分の浸透が起こって結
合剤を劣化させ、ガラス小球の脱落及び反射層劣化によ
る輝度低下等の不都合が起とる。更に屋外で使用される
時、光再帰性反射器表面のガラス小球露出面に塵埃、泥
、煤煙等が付着すると除去が困難で輝度の低下や外観不
良を招き易い。

以上のような欠点を補うために該オープンタイプ光再帰
性反射器のガラス小球前部露出面側に。

第２図ｒ示すような空気層（＋４）を介して透明な薄板
（１２）が付設され、ガラス小球レンズを保護するよう
な方法が採られてきた。そして、この透明薄板（１功の
表面に着色あるいは印刷を施して全天候型高輝４一 度光再帰性反射器として使用されているのである。

しかしながら、このようなものは該空気層０４）が必要
条件であるので、ガラス小球面と透明薄板０２）との接
着部分（１３）は可能な限り接着面積を小さくしなけれ
ばならない。しかし１反射能と接着力でもある当該面積
とのバランスをとるのが極めて困難で。

その結果、従来しばしば屋外使用中に接着部分の剥離が
起こり透明薄板のひび割れを惹起、シ、雨水。

露等が浸透することにより光再帰性反射器の性能喪失と
いう事故が起こっている。加えてこれは構造が複雑であ
るので、交通標識あるいは衣料用として使用する時透明
薄板（１２１が損傷しないように取扱いには充分な注意
を払うことが必要である。

又他方、クローズドタイプ光再帰性反射器においては、
屈折率２．０以上の高屈折ガラス小球を使用し、第３図
のように該ガラス小球前部半球面には平滑な透明樹脂表
面層（１５１が、同じく後部半球面にはガラス小球の中
心に対し同心半球殻状の透明樹脂バインダ一層（１６）
があり、更にバインダ一層の後部には金属蒸着による反
射層（４）が設けられていて。

５− 光再帰性反射機能が得られるようになっている。

このようにガラス小球の前部半球部と後部半球部にはそ
れぞれ表面樹脂０５）とバインダー樹脂の層（［６）が
あるため光の透過損失が非常に大きく、クローズドタイ
プ光再帰性反射器の輝度値は前述のオープンタイプ光再
帰性反射器の１／４〜１１５程度でしかない。そして、
ガラス小球を取り巻く上述の積層樹脂に柔軟性に富むも
のを使用すると衣料用の反射器が得られるが、このよう
に構成される衣料用クローズドタイプ光再帰性反射器は
縫製の際。

表面の樹脂が柔軟なためミシンの押え金具の滑りを阻害
すること及び積層が多いので目付が増え。

比較的厚いものしか得られないことにより、所謂可縫性
に劣り、風合が非常に悪く、構成材料が多いため製造原
価が高くなるという欠点があった。

本発明の光再帰性反射器はこのような両タイプの光再帰
性反射器の長所を活かし、欠陥を補うものである。

すなわち１本発明の光再帰性反射器の目的とするところ
は、柔軟性に富み、夜間２色彩を含む視６− 認性に優れた高輝度品を得ることであって、そのために
は屈折率１．９以上、好捷しくけ２０以上の高屈折率ガ
ラス小球を使用し、該反射器のガラス小球前部露出面に
は極めて薄い厚さ００１μ〜５μ程度の、該露出面を覆
うような同心清円半球殻状透明樹脂層を塗付するか、又
は回状の着色透明Ｉ樹脂層を印刷により形成することに
よって高輝度を有し。

柔軟かつ任意に着色できることを特徴とするものである
。

この場合、該透明樹脂に柔軟性に富んだ樹脂を用いるこ
とにより、樹脂層が薄いことと相まって極めて柔軟で可
縫性に優れ、昼夜を問わず任意の反射色が得られる高輝
度の衣料用光再帰性反射器の製造が可能となる。

捷だ１本発明の反射器の表面にはガラス小球が露出しな
いために耐汚染性に優れ、泥とか煤煙が付着しても雑巾
等で容易に拭い取り清浄にすることができる。又、ガラ
ス小球の脱落は完全に防ぐことができ９反射器の内部へ
水が侵入しなくなるめで性能低下がなくなり、使用耐久
年数が伸びる。

更に従来のオープンタイプ光再帰性反射器に起こった水
濡れによる性能低下は完全に防止することができる。

このように性能の優れた本発明の光再帰性反射器は次に
述べるように驚くべき不思議な反射機構を備えているの
である。すなわち従来、光再帰性反射器はガラス小球の
屈折率と直径によって焦点距離が定まるが、直径は反射
器製造上の技術的制約のためいずれの場合もほぼ同程度
に限定されるので屈折率約１．９のガラスピーズはオー
プンタイプに、屈折率約２０のものはクローズドタイプ
に使用されてきた。

本発明の光再帰性反射器はガラス小球の屈折率が大きい
（約２．０　）　Ｋもかかわらず反射膜の位置（即ちレ
ンズの焦点位置）がガラス小球面上にあり、即ちオープ
ンタイプ型反射機構をとるという新規な発明なのである
。更に詳しく述べるならば従来、屈折率２０以上の高屈
折率ガラス小球を使用する場合は所謂クローズドタイプ
の構造（第３図参照）にするのが一般的である。ところ
が本発明の光再帰性反射器の構造は高屈折率ガラス小球
を使用してその後部半球面に直接金属蒸着するか。

あるいはアルミニウム粉末等の光反射性物質の混入樹脂
層による反射層を設けた後、該ガラス小球前部半球面に
厚さ０．四〜５μの透明被膜を凹レンズ状に密着被覆さ
せることにより再帰性反射機能を付与したものであって
、これは従来使用されている単に屈折率２．０以上の高
屈折率ガラス小球の使用方法とは全く異なっている。他
方、オープンタイプ光再帰性反射器に使用される低屈折
率あるいは中屈折率のガラス小球では本発明品と同じ構
造を有する反射器を製造するとしても、再帰性反射性能
が著しく低いものしか得られない。又、屈折率２０以上
の高屈折率ガラス小球を用いてもガラス小球前部半球面
を被覆する透明被膜が１０μ程度に厚くかつ空気と接す
る面が殆んど平坦な面である場合には充分な反射性能が
得られない。更にガラス小球後部にバインダ一層９次い
で反射層を設けた場合にはガラス小球前部半球面を被覆
する透明被膜が本発明どうりの膜形状を有しても全く再
帰９− 性反射機能が得られないのである。

このように、高屈折率ガラス小球の前部に被覆する透明
被膜の膜厚及び形状、そして該ガラス小球後部に反射層
が密接することが本発明の再帰反射機能を導き出す重要
な点であることが判る。詳細な再帰性反射機能について
は不明であるが、該透明被膜の凹レンズ効果によるガラ
ス小球のレンズ作用の変化によるものと推定される。現
在その原因は定かではないが、従来何人も予想すること
ができなかった全く驚くべき現象であるということがで
きる。

更にこれを詳細に述べると、ガラス小球前部半球面に被
覆密着させた被膜の厚さは、該ガラス小球の直径により
支配され、直径が一定の場合該被膜の厚さの増減により
反射性能が変化する。従って、被膜に最も適した厚さの
存在することが判った。そして、この適性な被膜を電子
顕微鏡等で観察するとその形状はガラス小球に対して同
心楕円半球殻状に被覆しており、かつその厚さはガラス
小球の直径５００μ以下の時には厚さ０．０１〜５μの
１０− 範囲であった。しかも、ガラス小球の直径が大きい程被
覆する該被膜の厚さは増加する。

このように１本発明の光再帰性反射器は既存の屈折率１
．９以上の高屈折率ガラス小球を使用し、その前面に同
心楕円半球殻状の被膜を、後部面に反射層を密着して設
けてやればよく、従来既知の手段を組合せることによっ
て作ることができる。

次に本発明を実施例と図面を用いて９本発明の作用効果
を更に詳細に説明するが９本発明はこれらに限定される
ものではない。

第４図は本発明の光再帰性反射器の半製品の断面図を示
し、その詳細な説明は半製品製造法の実施例で述べる。

第５図は第４図のポリエステル−ポリエチレンラミネー
ト品（Ｉｊ、　（２＋を剥離してガラス小球（３）を空
気中に露出させた光再帰性反射器の半製品（７）（以下
半製品という）のガラス小球（３）の前部半球面に同心
楕円半球殻状の透明あるいは着色透明樹脂被膜（８）を
被覆密着したものの断面図である。第６図は本発明の光
再帰性反射器のガラス小球（３）の前部に同心楕円半球
殻状の樹脂被膜（８）を。

同後部に反射膜（４）を設けた時の外部からの光の径路
と反射機構を推定したものである。すなわち。

入射光線（９）は先ず被膜（８）の表面でガラス小球の
中心方向に屈折し侵入するが、ガラス小球の表面で再度
屈折し、こめ二度の屈折における空気と透明樹脂、・透
明樹脂とガラスのそれぞれの屈折率と厚さの適度な組合
せによりガラス小球のレンズの焦点がその後部半球面上
の点（１０）ＶＣ位置するよウニなると密接する反射層
（４）により焦点（１０）で入射光線（９）は反射され
、再びガラス小球より透明樹脂を経て反射光線（１１）
となり、入射光線（９）と平行で逆方向に光の反射が起
こる（それぞれ矢印の方向で示す）。

それぞれの作用、効果については実施例において更に詳
述する。

半製品製造法の実施例 第４図に示すように、ポリエステルフィルム（１）とこ
れにラミネートされた２０μの厚さのポリエチレンフィ
ルム（２）に直径８０μ、屈折率２．２５の高屈折率ガ
ラス小球（３）を１１０℃、３分間の加熱によって埋没
率５０チで仮埋没させる。次にガラス小球（３）の露出
面に約８００オングストロームの厚さのアルミニウムを
金属蒸着して反射層（４）とし、更にこの上に固着バイ
ンダ一層（５）を厚さ３０μになるよう塗布した後、支
持体であるフィルム（６）と１００ｃ、３分間熱ラミネ
ートして固定し９次いでガラス小球を仮Ｗ　没したポリ
エステル−ポリエチレンラミネート品（１１，（２１を
剥離して埋没ガラス小球の半部を空気中に露出させて光
再帰性反射器の半製品を得た。

その他、ガラス小球の屈折率の異なるもの、すなわち１
．．５］　、　１．９２及び２．１の三種類を用いて同
様な方法にて半製品三点を作成した。

実施例１〜４ 第４図で示したような上述の半製品（７）のガラス小球
露出面に次の組成の透明樹脂を被膜の厚さが２μとなる
よう塗布したのち、１３０℃、３分間熱風乾燥処理を行
って第５図の樹脂被膜（８）を有する試料を作成した。

組成　メタアクリル酸アルキルエステル重合ｍ脂　１０
０部メラミン硬化剤　５部 計　１３５部 各試料の光再帰性反射性能（輝度値）とガラス小球の屈
折率との関係を下記第１表の実施例番号１〜４で明らか
にする。

第　１　表 輝度値は一定入射光量に対する反射光量を示すもので、
値の大きい程反射器の性能が優れていることを示す。第
１表の結果から、ガラス小球の屈折率の高い程高い輝度
値の得られることが確認できた。

実施例５ 実施例１〜４で得た結果の如く高屈折率ガラス小球を用
いると、ガラス小球前部に被覆する透明１４− 被膜とガラス小球のｌメンズ作用がマツチして高輝度値
の得られることが判った。更てガラス小球に被覆する被
膜の厚さとガラス小球の直径との関係は下記のようにな
った。すなわち、屈折率２２５゜直径８０μのガラス小
球を用いた前述の半製品においてガラス小球露出面に次
のような着色透明樹脂を、付着量を変えて塗布し２種々
の厚さの樹脂被膜（８）を形成し輝度値を測定した。

組　成　メラミンホルマリン重合樹脂　１００部計　１
１５部 その結果、該被膜の厚さと輝度値との間には第７図に示
すような一定の関係があり、高輝度の反射性能を得るた
めにはガラス小球の直径に対して適性の厚さの範囲が存
在することが判った。

この実施例で作成した試料中最高の輝度値を示すものを
電子顕微鏡でみたところ、被膜の形状はガラス小球に対
し同心楕円半球殻状（８）であり、膜厚は第７図に示す
ようにガラス小球の露出面の頂点付近が約０１μで、裾
野の部分は５μ、平均２．５μ程度であった。

以上の如く１反射器の反射性能、すなわち輝度は使用す
るガラス小球の屈折率が高い程優れているが、被覆する
被膜の厚さは屈折率とは直接関係せず、むしろガラス小
球の大きさ、すなわち直径に対して最適値をとるような
関係が認められる。

従って、ガラス小球の直径は本来任意ではあるが。

該被膜の形状を同心楕円殻状に形成する技術上の制約か
ら５００μ以下が適当となる。

実施例６〜９．比較例１〜４ 本発明の光再帰性反射器の半製品を作る時に。

支持体をナイロン製編物トリコットにすると衣料用半製
品が作られる。そして、該半製品のガラス小球露出面に
次のような印刷インクを塗布して同心楕円半球殻状の被
膜を形成すると１色合が良く昼夜を問わずその反射色が
変らない高輝度の衣料用光再帰性反射器が得られた。

インクの組成 一液型ウレタンスクリーンインク透明液　１００部顔料
　３０部 メチルエチルケトン　１０部 計　１４０部 上記の顔料にベンジジン系黄色顔料、ペリレン系赤色顔
料、シアニン系青色顔料及びシアニン系緑色顔料を用い
てそれぞれ黄、赤、青、緑の印刷インクを作製し１次い
で２２０メツシユのポリエステＡ４１１のスクリーンで
スクリーン印刷した後。

１２０℃、５分間熱風乾燥を行い、約３μの厚さの被膜
を屈折率２．２５．平均直径８０μのガラス小球の露出
面に形成し、第２表のような反射性能、すなわち輝度値
を得た。比較として日本工業規格ＪＩＳ−Ｚ−９１１７
に規定されている反射材の輝度値を併記したが、明らか
に各色共に格段に優れた反射性１７− 得られた衣料用反射器は非常に上品な色合でソフトな手
触りと柔軟性を有し、可縫性の良好なものであった。

【図面の簡単な説明】

本発明の光再帰性反射器の構造の一例を模式的１８− に示したものである。第１図は従来のオープンタイプ光
再帰性反射器の断面図、第２図は空気層を有する改良型
オープンタイプ反射器の断面図、第３図は従来のクロー
ズドタイプ光再帰性反射器の断面図である。第４図は本
発明の光再帰性反射器の半製品の断面図、第５図はガラ
ス小球前部に同心楕円半球殻状の透明あるいは着色透明
樹脂被膜を被覆密着した本発明の光再帰性反射器の断面
図である。第６図はガラス小球を同心半球殻状に被覆し
たものについて外部からの光の入射及び反射径路を推定
した断面図であり、第７図は被膜の平均厚さと輝度値の
関係を示した実験図であって。 観測条件として正面輝度値の観測角０２°、入射角−４
°である。 図中、（１）はポリエステルフィルム、（２）はポリエ
チレン層、（３）はガラス小球、（４）は反射層、（５
）は固着バインダ一層、（６）は支持体、（７）は＋３
１．　（４）、　（５１，（６）を総称した光再帰性反
射器の半製品、ｒ８）は同心楕円半球殻状の被膜、（９
）は入射光線、　＋１０）は焦点、　（ＩＩ）は反射光
ａ、Ｏ２）は透明薄板、　（１３）は接着部分、（１（
イ）は空気層を示す。 特許出願人　ユニチカスパークライト株式会社代理人　
児　玉　雄　三

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）支持体に保持された固着バインダー樹脂層中に４
   ０〜８０係の埋没率で直径５００μ以下、屈折率１，９
   以上、好ましくは２．０以上の高屈折率ガラス小球が埋
   没され、該ガラス小球の後部埋没部分には１例えば金属
   蒸着膜等の直接反射層が設けてあり、かつ該ガラス小球
   の前部露出面側に該露出面を覆うよつ［同心楕円半球殻
   状で厚さ０．０１〜５μの無色あるいは着色透明樹脂の
   被膜を該ガラス小球の屈折率と直径に対して一定の光学
   的関係を維持するように形成することを特徴とする光再
   帰性反射器。
2. （２）透明樹脂の被膜が合成重合樹脂もしくは印刷イン
   クの膜であって、任意の着色された図柄が印刷された特
   許請求の範囲第１項記載の光再帰性反射器。
3. （３）支持体が合成樹脂フィルム又は織物１編物もしく
   は不織布からなる布帛である特許請求の範囲第１項記載
   の光再帰性反射器。