JPH0411002B2 - - Google Patents

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つた
光再帰性反射器の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
ることによつ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
点を補なつ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
図に示すよう屈折率1.9以下の中屈折率及び低屈
折率のガラス小球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、次いで結合剤５を設けたのち、支持体６を貼
り付けた構造を有していた。このものは反射輝度
が高く、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
光再帰性反射器となり得るという特性を持つてい
た。しかしながらその半面、重大な欠点を持つて
いる。すなわち、例えばこのオープンタイプの光
再帰性反射器の表面に露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つても、夜間の照明光
線（ほぼ集束光）下で見ると該光線が光再帰性反
射器で反射される際、着色層が光の入射帰還系路
に存在しないことによつ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ければガ
ラス小球の後部半球部分に水分の浸透が起こつて
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こる。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図に示すような空気層１４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１２の表面に着色あるいは印刷を施して全天候
型高輝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１４が必要条件であるので、ガラス小球面と透
明薄板１２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、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
れを惹起し、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つてい
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１２
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図のような該ガラス小球前部半球面に
は平滑な透明樹脂表面層１５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
明樹脂バインダー層１６があり、更にバインダー
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、光再帰性反射機能が得られるようになつ
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１５とバインダー
樹脂の層１６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〜
１／５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
点があつた。 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、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、色彩を含む視
認性に優れた高輝度品を得ることであつて、その
ためには屈折率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0.01μ〜5μ程度
の、該露出面を覆うような同心楕円半球殻状透明
樹脂層を塗付するか、又は同状の着色透明樹脂層
を印刷により形成することによつて高輝度を有
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つて
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。 また、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、反射器の内部へ水が侵入しなくなる
の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
起こつ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。 このように性能に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
を備えているものである。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つて焦
点距離が定まるが、直径は反射器製造上の技術的
制約のためいずれかの場合もほぼ同程度に限定さ
れるので屈折率約1.9のガラスビーズはオープン
タイプに、屈折率約2.0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）に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2.0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0.01〜5μ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煩瑣機
能を付与したものであつて、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つている。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2.0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ー層、次いで反射層
を設けた場合にはガラス小球前部半球面に被覆す
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
ができなかつ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。従つ
て、被膜に最も適した厚さの存在することが判つ
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の範囲
であつた。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、本発明の光再器性反射帰は既存の
屈折率1.9以上の高屈折率ガラス小球を使用し、
その前面に同じ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つて作ることができ
る。 次に本発明を実施例と図面を用いて、本発明の
作用効果を更に詳細に説明するが、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１，２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、この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に位置するよ
うに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、ポリエステルフイルム１
とこれにラミネートされた20μの厚さのポリエチ
レンフイルム２に直径80μ、屈折率2.25の高屈折
率ガラス小球３を110℃、３分間の加熱によつて
埋没率50％で仮埋没される。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
に固着バインダー層５を厚さ30μになるよう塗布
した後、支持体であるフイルム６と100℃、３分
間熱ラミネートして固定し、次いでガラス小球を
仮埋没したポリエステル−ポリエチレンラミネー
ト品１，２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1.51、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
乾燥処理を行つて第５図の樹脂被膜８を有する試
料を作成した。 組成 メタクリル酸アルキルエステル重合樹脂
100部 メラミン硬化剤 ５部 トルエン 30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。

【表】 輝度値は一定入射定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
被膜とガラス小球のレンズ作用がマツチして高輝
度値の得られることが判つた。更にガラス小球に
被覆する被膜の厚さとガラス小球の直径との関係
は下記のようになつた。すなわち、屈折率2.25、
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、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 ベンジジン系黄色顔料 15部 計 115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つた。 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0.1μで、裾野の部分は5μ、平均2.5μ程
度であつた。 以上の如く、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。
従つて、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ツトにすると衣料
用半製品が作られる。そして、該半製品のガラス
小球露出面は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、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、次いで220メツシユのポリエス
テル繊維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能
のものであつた。

【表】 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
のであつた。

【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
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つて、
観測条件として正面輝度値の観測角0.2°、入射角
−4°である。 図中、１はポリエステルフイルム、２はポリエ
チレン層、３はガラス小球、４は反射層、５は固
着バインダー層、６は支持体、７は３，４，５，
６を総称した光再帰性反射器の半製品、８は同心
楕円半球殻状の被膜、９は入射光線、１０は焦
点、１１は反射光線、１２は透明薄板、１３は接
着部分、１４は空気層を示す。

Claims (1)

【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40〜80％の埋没率で直径500μ以下、屈折率1.9
   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、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
   を覆うように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凹レンズ状に
   形成してなることを特徴とする光再帰反射器。