JP4728091B2 - Retroreflective material and manufacturing apparatus thereof - Google Patents
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Description
本発明は、再帰反射可能な微小球を備える再帰性反射材に関する。また、かかる再帰性反射材の製造装置に関する。 The present invention relates to a retroreflective material including microspheres capable of retroreflection. Moreover, it is related with the manufacturing apparatus of this retroreflection material.
再帰性反射材は、入射した光が再び入射方向に帰るように反射(再帰反射)する性質を示す材料であって、夜間における視認性等に優れることから、道路標識、安全ベスト(工事作業者用、警察・消防用等)、衣料、靴等の各種分野に広く使用されている。再帰性反射材に関する従来技術文献として特許文献1および2が挙げられる。
このような再帰性反射材の一つの代表的な構造として、透明な微小球(典型的にはガラスビーズ)を適当な基材に保持し、該微小球による光の屈折(レンズ機能)を利用して再帰反射能を発揮させるものがある。この種の再帰性反射材は、微小球の前面側(反射光が視認される側)が保持体から露出しているオープンタイプと、微小球の前面側が樹脂等の透明材料で覆われているクローズドタイプとに大別される。
A retroreflective material is a material that reflects (retroreflects) incident light so that it returns to the direction of incidence again, and has excellent visibility at night. Road signs, safety vests (construction workers) Widely used in various fields such as clothing, shoes, etc.).
As a typical structure of such a retroreflective material, transparent microspheres (typically glass beads) are held on an appropriate substrate, and light refraction (lens function) by the microspheres is used. And there is something that demonstrates retroreflectivity. This type of retroreflecting material is an open type in which the front side of the microsphere (the side on which the reflected light is viewed) is exposed from the holding body, and the front side of the microsphere is covered with a transparent material such as a resin. Broadly divided into closed types.
微小球が表面に露出しているオープンタイプの反射材は、微小球の前面側に配された透明材料を通して光が出入りするクローズドタイプの反射材に比べて高い反射性能を発揮することができる。しかし、オープンタイプの反射材は、微小球(レンズ)表面に水滴等が付着している状態では本来の反射性能を十分に発揮することができない。かかる状態では、反射材に出入りする光の軌道(屈折軌道)が、本来予定された軌道(良好な再帰反射性能が実現されるように設計された軌道)とは異なるものとなってしまうためである。水が付着しやすい状況(例えば、雨天時に安全ベストを着用して屋外作業を行う状況)においても安定して優れた反射性能を発揮し得る反射材が提供されれば有益である。 The open type reflective material with the microspheres exposed on the surface can exhibit higher reflection performance than the closed type reflective material in which light enters and exits through the transparent material disposed on the front side of the microspheres. However, the open type reflective material cannot fully exhibit the original reflection performance in a state where water droplets or the like are attached to the surface of the microsphere (lens). In such a state, the trajectory of light entering and exiting the reflector (refractive trajectory) will be different from the originally planned trajectory (orbit designed to achieve good retroreflection performance). is there. It would be beneficial to provide a reflective material that can stably exhibit excellent reflective performance even in situations where water is likely to adhere (for example, when wearing a safety vest in the rain to perform outdoor work).
反射材表面への水付着を防止する方法として、該反射材の表面を一般的な撥水剤(典型的には、フッ素系樹脂、シリコーン樹脂等の撥水性成分を含む。)で処理する方法が考えられる。例えば特許文献2には、微小球の空気中に露出した側に被覆された透明樹脂層を備える再帰性反射材が記載され、該透明樹脂層にフッ素系樹脂、シリコーン系樹脂等を配合して撥水効果を高めてもよいとされている。しかし、オープンタイプの反射材の表面(微小球が露出している面)を一般的な撥水剤で処理すると、微小球の上方に配置された撥水剤の影響により、反射材の屈折軌道が本来予定された軌道とは異なるものとなってしまう。このため本来の反射性能を十分に発揮することができない。特許文献2のように撥水性成分を含む透明樹脂層を設けた場合も同様である。
As a method for preventing water adhesion to the surface of the reflecting material, the surface of the reflecting material is treated with a general water repellent (typically containing a water repellent component such as a fluorine-based resin or a silicone resin). Can be considered. For example,
そこで本発明は、水が付着しやすい状況においても安定して優れた反射性能を発揮し得る再帰性反射材を提供することを一つの目的とする。本発明の他の一つの目的は、そのような反射材の製造(特に撥水膜の形成)に適した再帰性反射材製造装置を提供することである。また、かかる反射材の製造方法を提供することである。関連する他の一つの目的は、再帰性反射材に撥水性を付与する方法(撥水処理方法)を提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a retroreflecting material that can stably exhibit excellent reflection performance even in a situation where water is easily attached. Another object of the present invention is to provide a retroreflective material manufacturing apparatus suitable for manufacturing such a reflective material (particularly, forming a water repellent film). Moreover, it is providing the manufacturing method of this reflecting material. Another related object is to provide a method of imparting water repellency to the retroreflective material (water repellent treatment method).
本発明者は、反射材の表面形状に沿った極めて薄い撥水膜を設けることにより、該撥水膜が設けられていない場合と比較して屈折軌道を大きく異ならせることなく該反射材に撥水性を付与し得ることを見出して本発明を完成した。 By providing an extremely thin water-repellent film along the surface shape of the reflector, the present inventor repels the reflector without making the refraction trajectory significantly different from the case where the water-repellent film is not provided. The present invention has been completed by finding that it can impart aqueous properties.
ここに開示される一つの発明は、再帰反射可能な微小球が配設された反射表面を有する再帰性反射材に関する。その反射材の反射表面は、前記微小球の突出による微小な凸部を有する。該凸部には、その形状に沿って、厚さ10nm以下の撥水膜が形成されている。前記撥水膜は、前記微小球が配設された表面を有する反射基材の該表面に酸素分子を含む雰囲気下で真空紫外光を照射し、次いで該表面に自己組織化単分子膜形成材料を化学蒸着して形成されたものである。
かかる構成の再帰性反射材によると、反射表面に設けられた撥水膜によって該表面への水付着を防止することができる。該撥水膜は、反射表面の形状(少なくとも凸部の形状)に沿って形成されており、かつ厚さ10nm以下という極めて薄い膜であるため、反射材に出入りする光の屈折軌道を大きく異ならせることはない。換言すれば、本来予定された屈折軌道(良好な再帰反射性能が実現されるように設計された軌道)を生かして反射材に撥水性を付与することができる。このような撥水膜を備える再帰性反射材は、水が付着しやすい状況においても本来の反射性能が損なわれにくい。したがって、該反射材は安定して優れた反射性能を発揮することができる。前記撥水膜は、前記微小球が配設された表面を有する反射基材に、酸素分子を含む雰囲気下で真空紫外光を照射し、次いで該表面に自己組織化単分子膜形成材料を化学蒸着して形成されたものである。このような撥水膜を有する再帰性反射材は、より良好な撥水性および/または反射性能を示すものであり得る。
One invention disclosed herein relates to a retroreflective material having a reflective surface on which retroreflective microspheres are arranged. The reflecting surface of the reflecting material has a minute convex portion due to the protrusion of the microsphere. A water repellent film having a thickness of 10 nm or less is formed on the convex portion along the shape. The water-repellent film is formed by irradiating the surface of a reflective substrate having a surface on which the microspheres are disposed with vacuum ultraviolet light in an atmosphere containing oxygen molecules, and then forming a self-assembled monolayer film on the surface Is formed by chemical vapor deposition.
According to the retroreflecting material having such a configuration, water adhesion to the surface can be prevented by the water repellent film provided on the reflecting surface. The water-repellent film is formed along the shape of the reflective surface (at least the shape of the convex portion) and is an extremely thin film having a thickness of 10 nm or less, so that the refraction trajectory of light entering and exiting the reflector is greatly different. I will not let you. In other words, it is possible to impart water repellency to the reflector by utilizing the originally planned refractive trajectory (orbit designed so as to realize good retroreflection performance). The retroreflective material provided with such a water-repellent film is unlikely to lose its original reflection performance even in a situation where water easily adheres. Therefore, the reflecting material can stably exhibit excellent reflecting performance. The water repellent film irradiates a reflective substrate having a surface on which the microspheres are disposed with vacuum ultraviolet light in an atmosphere containing oxygen molecules, and then chemically assembles a self-assembled monolayer forming material on the surface. It is formed by vapor deposition. The retroreflective material having such a water-repellent film may exhibit better water repellency and / or reflection performance.
ここで「撥水膜」とは、該膜が設けられていない場合に比べて反射表面の撥水性を高める得る膜をいう。撥水性の程度は、例えば、水に対する接触角を指標として把握することができる。換言すれば、反射表面の水に対する接触角を、該膜が設けられていない場合に比べて大きくする機能を示し得る膜は、ここでいう「撥水膜」の概念に包含され得る。
好ましい一つの態様では、前記反射表面の水に対する接触角が140°以上である。このような反射材は特に優れた撥水性を示す。したがって、水の付着による性能低下をよりよく防止することができる。
Here, the “water-repellent film” refers to a film that can improve the water repellency of the reflective surface as compared with the case where the film is not provided. The degree of water repellency can be grasped by using, for example, a contact angle with water as an index. In other words, a film that can exhibit the function of increasing the contact angle of the reflective surface with water compared to the case where the film is not provided can be included in the concept of “water-repellent film” herein.
In a preferred embodiment, the reflection surface has a contact angle with water of 140 ° or more. Such a reflector exhibits particularly excellent water repellency. Therefore, it is possible to better prevent performance degradation due to water adhesion.
好ましい他の一つの態様では、前記撥水膜が単分子層により構成されている。かかる態様によると、薄くかつ均一な膜(単分子膜)によって反射表面(凸部)に撥水性を付与することができる。したがって、該膜が屈折軌道に与える影響を特に小さくすることができる。より好ましい一つの態様では、上記撥水膜が自己組織化単分子膜(Self-assembled monolayer,以下「SAM」ともいう。)である。 In another preferred embodiment, the water repellent film is constituted by a monomolecular layer. According to this aspect, water repellency can be imparted to the reflective surface (convex portion) by a thin and uniform film (monomolecular film). Therefore, the influence of the film on the refraction trajectory can be particularly reduced. In a more preferred embodiment, the water-repellent film is a self-assembled monolayer (hereinafter also referred to as “SAM”).
このような再帰性反射材の典型的な態様では、微小球の背面側に反射要素が配置されている。例えば、該微小球の背面側の表面に金属層が設けられている。ここに開示される反射材の好ましい一つの態様では、前記微小球の間にも反射要素(例えば金属層)が設けられている。かかる構成の反射材によると、より高い反射性能(輝度)を発揮することができる。 In a typical embodiment of such a retroreflective material, a reflective element is disposed on the back side of the microsphere. For example, a metal layer is provided on the back surface of the microsphere. In a preferred embodiment of the reflective material disclosed herein, a reflective element (for example, a metal layer) is also provided between the microspheres. According to the reflecting material having such a configuration, higher reflection performance (luminance) can be exhibited.
前記撥水膜は、少なくとも前記凸部にその形状に沿って設けられている。好ましい一つの態様では、前記凸部の間を含む前記反射表面の全体に前記撥水膜が形成されている。このような反射材は、さらに良好な撥水性を示すものであり得る。また、反射要素として金属層を有するタイプの反射材では、反射表面の全体に撥水膜が設けられた構成とすることにより、該金属層の外観変化を抑制する効果が得られる。例えば、空気中の酸素や薬品(酸性またはアルカリ性の染色剤等)による変色等が防止される。すなわち、このような構成の反射材は、耐酸化性および/または耐薬品性が良好である。微小球の間(したがって凸部の間)に金属層が設けられているタイプの反射材では、かかる効果が特に顕著に発揮され得る。 The water repellent film is provided along the shape of at least the convex portion. In a preferred embodiment, the water repellent film is formed on the entire reflective surface including between the convex portions. Such a reflective material may exhibit even better water repellency. In addition, in the case of a reflective material having a metal layer as a reflective element, an effect of suppressing a change in appearance of the metal layer can be obtained by adopting a structure in which a water repellent film is provided on the entire reflective surface. For example, discoloration or the like due to oxygen in the air or chemicals (acidic or alkaline staining agents, etc.) is prevented. That is, the reflective material having such a configuration has good oxidation resistance and / or chemical resistance. This effect can be exhibited particularly remarkably in a reflective material in which a metal layer is provided between the microspheres (and therefore between the convex portions).
本発明によると、また、ここに開示されるいずれかの再帰性反射材を製造する方法が提供される。その方法は、前記微小球が配設された表面を有する反射基材を用意することを包含する。また、その反射基材の前記表面に、酸素分子を含む雰囲気下で真空紫外光を照射することを包含する。また、前記真空紫外光を照射した表面に前記自己組織化単分子膜形成材料を化学蒸着して前記撥水膜を形成することを包含する。In accordance with the present invention, there is also provided a method of manufacturing any of the retroreflective materials disclosed herein. The method includes providing a reflective substrate having a surface on which the microspheres are disposed. Further, the method includes irradiating the surface of the reflective substrate with vacuum ultraviolet light in an atmosphere containing oxygen molecules. Further, the method includes chemical vapor deposition of the self-assembled monolayer forming material on the surface irradiated with the vacuum ultraviolet light to form the water repellent film.
本発明によると、また、ここに開示されるいずれかの再帰性反射材を製造するための装置が提供される。その装置は、再帰反射可能な微小球が配設された表面を有する反射基材の該表面に、酸素分子を含む雰囲気下で真空紫外光を照射し、次いで該表面に自己組織化単分子膜形成材料を化学蒸着して撥水膜を形成することにより再帰性反射材を製造し得るように構成されている。その製造装置は、ガス流入口およびガス流出口を備える反応容器を備える。また、前記反応容器内の雰囲気温度を制御する雰囲気温度制御手段を備える。また、前記反応容器内の湿度を制御する湿度制御手段を備える。また、前記反応容器内に配置された前記反射基材の温度を調節する基材温度調節手段を備える。また、前記ガス流入口から反応容器内に自己組織化単分子膜形成材料を含むガスを供給する原料ガス供給手段を備える。また、酸素分子を含む雰囲気下で前記反射基材に真空紫外光を照射し得るように構成された真空紫外光照射装置を備える。かかる構成の装置は、上述したいずれかの再帰性反射材であって前記撥水膜が自己組織化単分子膜である再帰性反射材を製造するのに好適である。 According to the present invention, there is also provided an apparatus for manufacturing any of the retroreflective materials disclosed herein. The apparatus irradiates the surface of a reflective base material having a surface on which retroreflective microspheres are disposed with vacuum ultraviolet light in an atmosphere containing oxygen molecules, and then self-assembled monolayer on the surface A retroreflecting material can be manufactured by forming a water repellent film by chemical vapor deposition of the forming material. The production apparatus includes a reaction vessel having a gas inlet and a gas outlet. In addition, an atmospheric temperature control means for controlling the atmospheric temperature in the reaction vessel is provided. Moreover, a humidity control means for controlling the humidity in the reaction vessel is provided. Moreover, the substrate temperature adjusting means for adjusting the temperature of the reflecting substrate disposed in the reaction vessel is provided. In addition, a raw material gas supply means for supplying a gas containing the self-assembled monolayer forming material into the reaction vessel from the gas inlet is provided. Moreover, the vacuum ultraviolet light irradiation apparatus comprised so that a vacuum ultraviolet light could be irradiated to the said reflective base material in the atmosphere containing an oxygen molecule is provided. The apparatus having such a configuration is suitable for manufacturing any of the above-described retroreflecting materials, in which the water-repellent film is a self-assembled monolayer.
また、この明細書により開示される発明には以下のものが含まれる。
(1)再帰性反射材の製造方法。その方法は、再帰反射可能な微小球が配設された表面を有する反射基材を用意すること、および、該表面に厚さ10nm以下の撥水膜を形成すること、を包含する。ここで、該撥水膜の形成は、これにより反射基材表面の水に対する接触角をより大きくし得るように行われる。
Further, the invention disclosed by this specification includes the following.
(1) A method for producing a retroreflective material. The method includes providing a reflective substrate having a surface on which retroreflective microspheres are disposed, and forming a water-repellent film having a thickness of 10 nm or less on the surface. Here, the formation of the water-repellent film is performed so that the contact angle with respect to water on the surface of the reflective substrate can be further increased.
(2)自己組織化単分子膜形成材料を用いて前記撥水膜を形成する、上記(1)に記載の方法。撥水膜の形成方法としては、いわゆる液相法および気相法(化学蒸着法)のいずれも選択可能である。ここに開示される方法の好ましい一つの態様では、該撥水膜を気相法により形成する。これにより、SAM形成材料を効率よく利用することができる、液相法に比べて廃液量を低減し得るので環境への負荷が少ない、等の利点が得られる。 (2) The method according to (1) above, wherein the water-repellent film is formed using a self-assembled monolayer forming material. As a method for forming the water repellent film, either a so-called liquid phase method or a gas phase method (chemical vapor deposition method) can be selected. In a preferred embodiment of the method disclosed herein, the water repellent film is formed by a vapor phase method. As a result, the SAM forming material can be used efficiently, and the amount of waste liquid can be reduced as compared with the liquid phase method.
(3)上記撥水膜を化学蒸着(CVD法)により形成し、その化学蒸着は、以下の条件:
雰囲気ガスとして、25℃における相対湿度が10〜25%のガスを用いる;および、
雰囲気温度が80〜150℃である;
を満たすように行う、上記(2)に記載の方法。この方法は、反射基材の構成材料として熱可塑性樹脂(例えばポリエステル樹脂)が含まれる場合に特に好ましく採用される。
(3) The water-repellent film is formed by chemical vapor deposition (CVD method), and the chemical vapor deposition is performed under the following conditions:
A gas having a relative humidity of 10 to 25% at 25 ° C. is used as the atmospheric gas; and
The ambient temperature is 80-150 ° C .;
The method according to (2), which is performed so as to satisfy This method is particularly preferably employed when a thermoplastic resin (for example, a polyester resin) is included as a constituent material of the reflective substrate.
(4)前記原反射材を得ることは:
(a).前記微小球の前面側を離型材に仮固定すること;
(b).該微小球の背面側に、該微小球を保持する保持体を形成すること;および、
(c).前記離型材を除去して前記微小球の前面側を露出させること、
を含む、上記(1)から(3)のいずれかに記載の方法。
上記保持体は、上記微小球の背面に直接接して該微小球を保持するように形成されてもよく、微小球の背面に設けられた反射要素(例えば金属層)を介して該微小球を保持するように形成されてもよい。反射要素を介して微小球を保持する形態の反射材は、例えば、上記(a).の後、離型材に仮固定された該微小球の露出面(背面)に金属層を形成し、次いで上記(b).を行うことにより得ることができる。
(4) Obtaining the original reflector is:
(a). temporarily fixing the front side of the microsphere to a release material;
(b). forming a holding body for holding the microsphere on the back side of the microsphere; and
(c) removing the release material to expose the front side of the microspheres;
The method according to any one of (1) to (3) above, comprising:
The holding body may be formed so as to hold the microsphere in direct contact with the back surface of the microsphere, and the microsphere is held through a reflective element (for example, a metal layer) provided on the back surface of the microsphere. It may be formed to hold. The reflective material in the form of holding the microsphere via the reflective element is, for example, a metal layer formed on the exposed surface (back surface) of the microsphere temporarily fixed to the release material after (a). It can be obtained by performing the above (b).
(5)上記(4)に記載の方法であって、前記撥水膜を形成する直前に前記離型材を除去する。かかる態様によると、反射基材の表面(微小球の前面側)は撥水膜の形成直前まで離型材で覆われた状態にあるので、該表面に塵埃等が付着することが防止される。したがって、より高品質の製品を効率よく(例えば、該表面を洗浄する処理を省略または簡略化して)製造することができる。 (5) In the method according to (4), the release material is removed immediately before forming the water-repellent film. According to this aspect, since the surface of the reflective substrate (the front side of the microsphere) is covered with the release material until just before the formation of the water-repellent film, dust and the like are prevented from adhering to the surface. Therefore, a higher quality product can be manufactured efficiently (for example, omitting or simplifying the process of cleaning the surface).
以下、本発明に関する具体的な実施態様につき説明するが、本発明をかかる具体例に示すものに限定することを意図したものではない。また、本明細書において特に言及している内容以外の技術的事項であって本発明の実施に必要な事項(例えば、良好な再帰反射性を示す反射基材の設計方法、各種のSAM形成材料を入手または合成する方法、CVDに使用する加熱装置の構成および運転方法等)は、従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。本発明は、本明細書および図面によって開示されている技術内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。 Hereinafter, specific embodiments relating to the present invention will be described, but the present invention is not intended to be limited to the specific examples. Also, technical matters other than those specifically mentioned in the present specification and matters necessary for carrying out the present invention (for example, a method for designing a reflective base material exhibiting good retroreflectivity, various SAM forming materials The method of obtaining or synthesizing, the structure of the heating apparatus used for the CVD and the operation method, etc.) can be understood as design matters of those skilled in the art based on the prior art. The present invention can be carried out based on the technical contents disclosed in the present specification and drawings and the common general technical knowledge in the field.
本発明に係る再帰性反射材は、その表面の全体が反射表面であっていてもよく、表面の一部が反射表面であっていてもよい。該反射材の全体形状がシート状である形態の例としては、該シートの両面全体が反射表面である形態、いずれか一方の面の全体が反射表面である形態、両面または片面の一部領域(ひとつながりの領域であってもよく、独立した二以上の領域であってもよい。)が反射表面である形態、等が挙げられる。 As for the retroreflection material which concerns on this invention, the whole surface may be a reflective surface, and a part of surface may be a reflective surface. Examples of forms in which the overall shape of the reflecting material is sheet-like include forms in which both surfaces of the sheet are reflective surfaces, forms in which any one of the surfaces is a reflective surface, and partial areas on both sides or one side (It may be a single connected region or two or more independent regions.) Is a reflective surface.
本発明に係る再帰性反射材の一構成例を図1に示す。再帰性反射材1はシート状であって、その片面が反射表面2となっている。反射材1は、シート状の反射基材10と、その前面側表面(反射光が視認される側の表面)に設けられた撥水膜20とを備える。反射基材10は、保持体12と、保持体12の前面側表面に設けられた反射要素14と、反射要素14を介して保持体12の前面に配設された微小球16とを有する。微小球16の背面側(視認される側とは反対側)は保持体12に埋まっている。微小球16の前面側は反射基材10の前面側表面に露出している。また、微小球16同士の間では反射要素14が反射基材10の前面側表面に露出している。そして、反射基材10の前面側表面に厚さ10nm以下の撥水膜20が形成されている。この撥水膜20は反射基材10の表面形状に沿って形成されている。このため反射表面2は、保持体12から露出(突出)した微小球16によって微小な凸部2aを有する形状となっている。その凸部2aおよび凸部の間2bを含む反射表面の全体に撥水膜20が設けられている。
One structural example of the retroreflective material according to the present invention is shown in FIG. The
微小球の材質は特に限定されない。例えば、再帰反射性を示すものとして従来知られている種々の微小球を適宜選択して使用することができる。ここに開示される反射材の好ましい一つの態様では、ガラス製の微小球(以下、「ガラスビーズ」ということもある。)を使用する。あるいは、透明樹脂製の微小球を用いてもよい。透明樹脂の例としては、ポリエステル系樹脂、ポリ(メタ)アクリル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリスチレン系樹脂等が挙げられる。屈折率が1.3以上(より好ましくは1.5以上、さらに好ましくは1.7以上)の範囲にある材質からなる微小球が好ましい。屈折率の上限は特に限定されないが、入手容易性やコスト等の観点から、通常は屈折率が2.2以下の材質からなる微小球を用いることが好ましい。例えば、屈折率1.8〜2.0程度の高屈折ガラスからなる微小球を好ましく使用することができる。該微小球は無色透明であってもよく、着色透明であってもよい。 The material of the microsphere is not particularly limited. For example, various microspheres conventionally known as exhibiting retroreflectivity can be appropriately selected and used. In a preferred embodiment of the reflective material disclosed herein, glass microspheres (hereinafter sometimes referred to as “glass beads”) are used. Alternatively, transparent resin microspheres may be used. Examples of the transparent resin include polyester resins, poly (meth) acrylic resins, polyamide resins, polycarbonate resins, polystyrene resins, and the like. A microsphere made of a material having a refractive index of 1.3 or more (more preferably 1.5 or more, and still more preferably 1.7 or more) is preferable. Although the upper limit of the refractive index is not particularly limited, it is usually preferable to use microspheres made of a material having a refractive index of 2.2 or less from the viewpoint of availability and cost. For example, microspheres made of high refractive glass having a refractive index of about 1.8 to 2.0 can be preferably used. The microspheres may be colorless and transparent or colored and transparent.
使用する微小球の直径は、該微小球の屈折率および反射材の構造(例えば反射層の配置)等を考慮して、所望の再帰反射性能が発揮されるように適宜選択することができる。例えば、平均直径が凡そ5〜200μmの範囲にある微小球を使用することができる。平均直径が凡そ10〜100μmの範囲にある微小球が好ましく、平均直径が凡そ20〜70μmの範囲にある微小球がさらに好ましい。微小球の形状としては真球に近いものが好ましい。また、通常は、粒径の分布が比較的狭い(好ましくは、単分散またはそれに近い粒径分布の)微小球を使用することが好ましい。
ここに開示される反射材は、このような微小球の一種または二種以上を有する構成とすることができる。二種以上の微小球(例えば、色、材質および直径のうち少なくとも一つが異なる微小球)を有する場合、それらの微小球を混合して使用してもよく、反射表面の面方向に場所を異ならせて使用してもよい。
The diameter of the microsphere to be used can be appropriately selected so as to exhibit a desired retroreflection performance in consideration of the refractive index of the microsphere, the structure of the reflective material (for example, the arrangement of the reflective layer), and the like. For example, microspheres having an average diameter in the range of about 5 to 200 μm can be used. Microspheres having an average diameter in the range of about 10 to 100 μm are preferable, and microspheres having an average diameter in the range of about 20 to 70 μm are more preferable. The shape of the microsphere is preferably close to a true sphere. In general, it is preferable to use microspheres having a relatively narrow particle size distribution (preferably monodisperse or a particle size distribution close thereto).
The reflective material disclosed here can be configured to have one or more of such microspheres. When there are two or more types of microspheres (for example, microspheres having at least one of different colors, materials, and diameters), these microspheres may be mixed and used if the location is different in the surface direction of the reflective surface. May be used.
ここに開示される反射材の典型的な態様では、図1に示すように、微小球16が保持体12の前面側表面に、該保持体からその少なくとも一部が露出した状態で保持されている。微小球のうち保持体から露出している部分の割合は、該微小球の直径の凡そ10%以上であることが好ましく、より好ましくは凡そ25%以上、さらに好ましくは凡そ40%以上である。保持体から露出している部分の割合が上記範囲よりも少なすぎると、角度の浅い(斜めからの)入射光に対する再帰反射性が低下しやすくなる。また、微小球は、その直径の凡そ20%以上(より好ましくは30%以上)が保持体に埋まるように配設されていることが好ましい。この割合が上記範囲よりも少なすぎると、保持体から微小球が脱落しやすくなる場合がある。
特に限定するものではないが、反射表面に垂直な方向(図1の上方)からみて、微小球の中心の平均間隔(凸部の頂点の間隔とほぼ一致する。)は、凡そ5〜500μmの範囲にあることが好ましく、より好ましい範囲は凡そ10〜300μm、さらに好ましい範囲は凡そ20〜200μm、特に好ましい範囲は凡そ30〜100μmである。このような間隔で配置された微小球(凸部)であってその表面に沿って撥水膜が設けられた反射表面は、撥水膜自体の性質と反射表面の表面形状とが相俟って、特に良好な撥水性を示すものとなり得る。
In a typical embodiment of the reflecting material disclosed herein, as shown in FIG. 1, the
Although not particularly limited, when viewed from the direction perpendicular to the reflecting surface (upper side in FIG. 1), the average distance between the centers of the microspheres (which approximately matches the distance between the vertices of the convex portions) is approximately 5 to 500 μm. The preferred range is about 10 to 300 μm, the more preferred range is about 20 to 200 μm, and the particularly preferred range is about 30 to 100 μm. The reflective surface, which is a microsphere (convex portion) arranged at such an interval and is provided with a water-repellent film along its surface, is a combination of the properties of the water-repellent film itself and the surface shape of the reflective surface. Thus, it can exhibit particularly good water repellency.
保持体の形状は特に限定されず、反射材の用途等に応じて適宜選択することができる。好ましい一つの態様では、該保持体の形状が層状(膜状、シート状、フィルム状、帯状等)である。微小球を保持する(微小球の一部が埋まる)のに十分な厚さを有する形状の保持体が好ましい。
保持体の構成材料は、該微小球を適切に保持し得るものであればよく、特に限定されない。例えば、高分子材料、セラミックス、金属またはこれらのハイブリッド材料を、反射材の用途等に応じて適宜選択することができる。保持体の構成材料として好ましく使用し得る高分子材料としては、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリアセタール系樹脂、(メタ)アクリル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体等が挙げられる。微小球の構成材料よりも軟化点の低い高分子材料を選択することが好ましい。この保持体は、透明でもよく不透明でもよく、着色剤(染料、顔料等)を含んでも含まなくてもよい。また、雲母、金属粉末(アルミニウム粉末等)等のような粉末状の反射要素がマトリックス材料(例えば高分子材料)中に分散した保持体を用いてもよい。上記粉末状反射要素として、いわゆるパール粉体(例えば、雲母の表面に二酸化チタン等の微粒子をコートしたもの)、有色パール粉体等を使用してもよい。上記マトリックス材料としては透明(無色透明または着色透明)な材料を選択することが好ましい。
The shape of the holding body is not particularly limited, and can be appropriately selected according to the use of the reflective material. In a preferred embodiment, the shape of the holding body is a layer shape (film shape, sheet shape, film shape, strip shape, etc.). A holding body having a shape sufficient to hold the microsphere (a part of the microsphere is buried) is preferable.
The constituent material of the holding body is not particularly limited as long as it can hold the microspheres appropriately. For example, a polymer material, ceramics, metal, or a hybrid material thereof can be selected as appropriate according to the application of the reflector. Polymer materials that can be preferably used as the constituent material of the holding body include polyester resins, polyurethane resins, polyvinyl chloride resins, silicone resins, polyacetal resins, (meth) acrylic resins, polyolefin resins, ethylene -Vinyl acetate copolymer etc. are mentioned. It is preferable to select a polymer material having a softening point lower than that of the constituent material of the microsphere. This holding body may be transparent or opaque, and may or may not contain a colorant (dye, pigment, etc.). Alternatively, a holding body in which powdery reflective elements such as mica and metal powder (aluminum powder or the like) are dispersed in a matrix material (for example, a polymer material) may be used. As the powdery reflective element, so-called pearl powder (for example, a mica surface coated with fine particles such as titanium dioxide), colored pearl powder, or the like may be used. As the matrix material, it is preferable to select a transparent (colorless transparent or colored transparent) material.
ここに開示される反射材の一つの典型的な態様では、微小球の背面側(視認される側とは反対側)に、入射光の少なくとも一部を反射可能な反射要素が設けられている。該反射要素の構成材料としては、アルミニウム(Al)、ニッケル(Cr)、クロム(Cr)、銀(Ag)、金(Au)等から選択されるいずれかの金属または該金属を含む合金;および、酸化チタン(TiO2)、酸化ビスマス(Bi2O3)、酸化ジルコニウム(ZrO2)、酸化ケイ素(SiO2)、酸化亜鉛(ZnO2)および硫化亜鉛(ZnS)等の金属化合物;等が例示される。このような材料の一種または二種以上から主として構成される、層状、粉末状、板状等の反射要素を使用することができる。 In one typical embodiment of the reflective material disclosed herein, a reflective element capable of reflecting at least part of incident light is provided on the back side of the microsphere (the side opposite to the side to be viewed). . As a constituent material of the reflective element, any metal selected from aluminum (Al), nickel (Cr), chromium (Cr), silver (Ag), gold (Au), etc., or an alloy containing the metal; and Metal compounds such as titanium oxide (TiO 2 ), bismuth oxide (Bi 2 O 3 ), zirconium oxide (ZrO 2 ), silicon oxide (SiO 2 ), zinc oxide (ZnO 2 ), and zinc sulfide (ZnS); Illustrated. Reflective elements such as a layer, a powder, and a plate mainly composed of one or more of such materials can be used.
好ましい一つの態様では、微小球の背面に沿って層状の反射要素(反射層)が設けられている。すなわち、微小球16と保持体12との間に反射層が設けられている。典型的には、図1に示すように、微小球16のうち保持体12に埋まっている部分に、その微小球16の背面に沿って反射層14が設けられている。特に限定するものではないが、該反射層の厚みは凡そ200Å(20nm)以上とすることが適当であり、例えば200〜1500Å程度の範囲とすることができ、300〜1200Å程度の範囲が好ましく、500〜1000Å程度の範囲がより好ましい。
また、図2に示すように、微小球16の背面側に平坦な反射層14を配置した構成としてもよい。かかる平坦な反射層は、図2のように微小球16の背面の一端に接する位置に設けてもよく、図3のように微小球16の背面からやや離れた位置に設けてもよい。また、このような反射層14を設ける代わりに、図4に示すように、粉末状の反射要素142を含む保持体12を使用してもよい。また、図5に示すように、透光性を有する反射層144(例えば、透光性を示す程度の厚さの酸化チタン層)を微小球16の背面に沿って設けるとともに、粉末状の反射要素142を含む保持体12を使用してもよい。あるいは、透光性を有する反射層と、微小球の背面に接して(または微小球の背面からやや離れて)設けられた金属等からなる平坦な反射層とを組み合わせた構成としてもよい。
In a preferred embodiment, a layered reflective element (reflective layer) is provided along the back surface of the microsphere. That is, a reflective layer is provided between the
In addition, as shown in FIG. 2, a flat
ここに開示される反射材の好ましい一つの態様では、微小球の背面およびそれらの微小球の間に反射要素が設けられている。例えば図1に示すように、反射表面2に垂直な方向からみて微小球16の間に位置する保持体12の前面側表面にも反射層(例えば、アルミニウム層等の金属層)14が設けられた構成とすることができる。かかる構成の反射材1によると、より良好な反射性能(反射輝度)を発揮することができる。また、このように微小球の間に設けられた反射層(特に金属層)は酸化等による外観変化(例えば、黒ずみ等の変色)を生じやすいところ、本発明の構成によると反射表面への水付着が防止されるので、かかる外観変化を抑制することができる。微小球の間を含む反射表面の全体に撥水膜が形成された態様の反射材では特に顕著な効果が発揮され得る。かかる構成の反射材は良好な耐酸化性および/または耐薬品性を有するため、該反射材に染色等を施す用途(従来は耐薬品性の観点から主としてクローズドタイプの再帰性反射材が用いられている。)にも好適に使用することができる。
In a preferred embodiment of the reflective material disclosed herein, a reflective element is provided between the back surface of the microsphere and the microsphere. For example, as shown in FIG. 1, a reflective layer (for example, a metal layer such as an aluminum layer) 14 is also provided on the front surface of the holding
本発明の反射材の反射表面には、保持体から露出(突出)した微小球によって微小な凸部が形成されている。そして、少なくとも該凸部にはその表面に沿って撥水膜が形成されている。ここに開示される反射材の一つの好ましい態様では、反射表面のうち上記凸部以外の部分にも撥水膜が形成されている。例えば、凸部およびその周囲に撥水膜が形成された態様であり得る。また、図1に示すように、凸部2aおよび凸部の間2bを含む反射表面2の全体に撥水膜20が形成された態様等であり得る。図1に示すように微小球16の間にある保持体12の表面にも反射要素(金属層等)14を有する反射材では、反射表面2の全体にわたって撥水膜20が形成された態様とすることが特に好ましい。このことによって、微小球16の間にある反射層14の変色等をよりよく抑制することができる。
On the reflective surface of the reflective material of the present invention, minute convex portions are formed by microspheres exposed (protruded) from the holding body. A water repellent film is formed along the surface of at least the convex portion. In one preferable aspect of the reflective material disclosed here, a water repellent film is also formed on a portion of the reflective surface other than the convex portion. For example, it may be an aspect in which a water-repellent film is formed around the convex portion and its periphery. Moreover, as shown in FIG. 1, the aspect etc. which the water-
上記撥水膜の厚さは凡そ10nm以下(典型的には1〜10nm)である。かかる厚さの撥水膜によると、該撥水膜が設けられていない場合と比較して光の屈折軌道を大きく異ならせることなく、該反射材に良好な撥水性を付与することができる。好ましい一つの態様では、該撥水膜の厚さが凡そ5nm以下(典型的には1〜5nm)である。なお、撥水膜の厚さは、例えばエリプソメータにより測定することができる。また、該撥水膜が自己組織化単分子膜である場合には、その化学構造から膜厚を見積もることができる。本発明の反射材が備える撥水膜としては、厚さが上記範囲にあって、その形成により反射表面に撥水性を付与し得る(反射表面の水に対する接触角をより大きくし得る)限り、種々の撥水膜を本発明の目的のために採用することができる。 The thickness of the water repellent film is about 10 nm or less (typically 1 to 10 nm). According to the water repellent film having such a thickness, it is possible to impart good water repellency to the reflecting material without significantly changing the light refraction trajectory as compared with the case where the water repellent film is not provided. In a preferred embodiment, the water repellent film has a thickness of about 5 nm or less (typically 1 to 5 nm). The thickness of the water repellent film can be measured by an ellipsometer, for example. When the water repellent film is a self-assembled monomolecular film, the film thickness can be estimated from the chemical structure. As a water-repellent film provided in the reflective material of the present invention, as long as the thickness is in the above range and water repellency can be imparted to the reflective surface by the formation thereof (the contact angle of water on the reflective surface can be increased), Various water repellent films can be employed for the purposes of the present invention.
ここに開示される反射材は、水に対する接触角が凡そ130°以上の反射表面を有するものであり得る。好ましい一つの態様では、該接触角が凡そ140°以上(より好ましくは150°以上)である。撥水膜を有しない点以外は同様に構成された反射表面と比較して、該反射表面の水に対する接触角を凡そ20°以上(好ましくは凡そ30°以上)大きくし得る撥水膜が好ましい。ここで、「水に対する接触角」とは、25℃の雰囲気下において、蒸留水の静的接触角を液滴法(液滴直径約2mm)により測定して得られた値をいう。かかる接触角測定は、例えば、協和界面科学株式会社製の接触角測定装置(型式「CA−X150」)を用いて行うことができる。 The reflective material disclosed herein may have a reflective surface with a contact angle with water of approximately 130 ° or more. In a preferred embodiment, the contact angle is about 140 ° or more (more preferably 150 ° or more). A water-repellent film that can increase the contact angle of the reflective surface with water by about 20 ° or more (preferably about 30 ° or more) is preferable compared to a reflection surface that is similarly configured except that it does not have a water-repellent film. . Here, the “contact angle with respect to water” refers to a value obtained by measuring the static contact angle of distilled water with a droplet method (droplet diameter of about 2 mm) in an atmosphere at 25 ° C. Such contact angle measurement can be performed using, for example, a contact angle measuring device (model “CA-X150”) manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.
好ましい一つの態様では、上記撥水膜が自己組織化単分子膜である。ここで「自己組織化単分子膜(SAM)」とは、原料分子が基材の表面(固体と液体との界面または固体と気体との界面)に集合して自律的に組みあがる単分子膜(分子一層による膜)をいう。SAMからなる撥水膜は、被処理面の形状に沿って薄く均一に形成することができる。したがって、反射表面のミクロな形状(良好な再帰反射性を発揮し得るように設計されている。)を大きく異ならせることなく、該反射表面に撥水性を付与することができる。 In a preferred embodiment, the water repellent film is a self-assembled monolayer. Here, “self-assembled monolayer (SAM)” refers to a monolayer that autonomously assembles by gathering raw material molecules on the surface of the substrate (interface between solid and liquid or interface between solid and gas) (Membrane with one molecule). The water-repellent film made of SAM can be formed thinly and uniformly along the shape of the surface to be processed. Accordingly, water repellency can be imparted to the reflective surface without greatly changing the micro shape of the reflective surface (designed to exhibit good retroreflectivity).
以下、SAMからなる撥水膜を作製するために好ましく使用し得る原料分子(SAMを形成し得る材料)について説明する。このような原料分子(以下、「自己組織化単分子膜形成材料」または「SAM形成材料」ということもある。)は、典型的には、基材表面との化学結合等によって該基材に吸着可能な少なくとも一つの官能基(ヘッド基)と、それとは逆に基材の外側に向けて延びる少なくとも一つのテール基とを有する。例えば、シリコン(Si),チタン(Ti)等のコア原子に上記ヘッド基およびテール基が結合した構造の化合物を用いることができる。コア原子がシリコンである化合物(有機シリコン化合物)が特に好ましい。 Hereinafter, raw material molecules (materials that can form SAM) that can be preferably used for producing a water-repellent film made of SAM will be described. Such raw material molecules (hereinafter sometimes referred to as “self-assembled monolayer film forming material” or “SAM forming material”) are typically attached to the base material by chemical bonding with the base material surface. It has at least one functional group (head group) that can be adsorbed and at least one tail group that extends toward the outside of the substrate. For example, a compound having a structure in which the head group and the tail group are bonded to a core atom such as silicon (Si) or titanium (Ti) can be used. A compound (organosilicon compound) in which the core atom is silicon is particularly preferable.
上記ヘッド基はアルコキシ基またはハロゲン原子であり得る。本発明にとり特に好ましいヘッド基としてアルコキシ基(アルコキシシリル基等)が挙げられる。例えば、炭素数1〜4(より好ましくは炭素数1〜3)のアルコキシ基が好ましい。メトキシ基またはエトキシ基がさらに好ましく、通常はメトキシ基が最も好ましい。一分子中に二つ以上(典型的には、二つまたは三つ)のヘッド基を有する化合物が好ましく、三つのヘッド基を有する化合物がより好ましい。複数のヘッド基を有するSAM形成材料において、それらのヘッド基は同じであっても異なっていてもよい。通常は、複数の同じヘッド基を有する化合物が好ましい。好ましいSAM形成材料の例として、コア原子としてのシリコン原子に三つのアルコキシ基と一つのテール基とが結合した構造の化合物(トリメトキシシラン、トリエトキシシラン等)が挙げられる。 The head group can be an alkoxy group or a halogen atom. Particularly preferred head groups for the present invention include alkoxy groups (alkoxysilyl groups and the like). For example, an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms (more preferably 1 to 3 carbon atoms) is preferable. A methoxy group or an ethoxy group is more preferable, and a methoxy group is usually most preferable. A compound having two or more (typically two or three) head groups in one molecule is preferable, and a compound having three head groups is more preferable. In the SAM forming material having a plurality of head groups, the head groups may be the same or different. Usually, a compound having a plurality of the same head groups is preferred. Examples of preferable SAM forming materials include compounds having a structure in which three alkoxy groups and one tail group are bonded to a silicon atom as a core atom (trimethoxysilane, triethoxysilane, etc.).
SAM形成材料の有するテール基は、例えば、炭素数1〜30(より好ましくは、炭素数5〜30)の脂肪族基または芳香族基(芳香族性を示す構造部分を有する基。典型的には、少なくとも一つの芳香環を含む基)であり得る。反射表面に良好な撥水性を付与するSAM(撥水膜)を形成し得るという観点から、疎水性のテール基を有するSAM形成材料の使用が好ましい。好ましいテール基の一例として、炭素数10以上(典型的には10〜30)の脂肪族基が挙げられる。この脂肪族基は飽和であっても不飽和であってもよく、直鎖状であっても分岐を有していてもよい。また、該脂肪族基は開鎖状であってもよく、少なくとも一部が非芳香族性の環(例えばシクロヘキシル環)を形成していてもよい。例えば、炭素数10〜30の直鎖状の脂肪族基(典型的には、アルキル基、アルケニル基またはアルキニル基等の炭化水素基)が好ましい。炭素数10〜30の直鎖状のアルキル基が特に好ましい。このようなテール基を有するSAM形成材料の一具体例として、n−オクタデシルトリメトキシシランが挙げられる。また、脂肪族基を構成する水素原子の一部または全部がハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子等)に置き換えられた構造のテール基も好ましい。例えば、脂肪族基を構成する水素原子の過半数(例えば70個数%以上の水素原子)がフッ素原子に置き換えられたものが好適である。このようなテール基を有するSAM形成材料の一具体例として、ヘプタデカフルオロ−1,1,2,2−テトラヒドロデシルトリメトキシシランが挙げられる。 The tail group of the SAM-forming material is, for example, an aliphatic group having 1 to 30 carbon atoms (more preferably 5 to 30 carbon atoms) or an aromatic group (a group having a structural portion exhibiting aromaticity. Can be a group comprising at least one aromatic ring). From the viewpoint that a SAM (water repellent film) that imparts good water repellency to the reflective surface can be formed, it is preferable to use a SAM-forming material having a hydrophobic tail group. An example of a preferable tail group is an aliphatic group having 10 or more carbon atoms (typically 10 to 30). This aliphatic group may be saturated or unsaturated, and may be linear or branched. Further, the aliphatic group may be an open chain, and at least a part thereof may form a non-aromatic ring (for example, a cyclohexyl ring). For example, a linear aliphatic group having 10 to 30 carbon atoms (typically, a hydrocarbon group such as an alkyl group, an alkenyl group, or an alkynyl group) is preferable. A linear alkyl group having 10 to 30 carbon atoms is particularly preferred. A specific example of such a SAM-forming material having a tail group is n-octadecyltrimethoxysilane. A tail group having a structure in which a part or all of the hydrogen atoms constituting the aliphatic group are replaced with halogen atoms (fluorine atoms, chlorine atoms, etc.) is also preferable. For example, it is preferable that a majority of the hydrogen atoms constituting the aliphatic group (for example, 70% by number or more hydrogen atoms) are replaced with fluorine atoms. A specific example of such a SAM-forming material having a tail group is heptadecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrodecyltrimethoxysilane.
ここに開示される再帰性反射材は、例えば以下のようにして好適に製造することができる。すなわち、再帰反射可能な微小球が配設された表面を有する反射基材を用意する。典型的には、該表面から微小球の前面が突出(露出)した構成の反射基材を用いる。その反射基材の表面に厚さ10nm以下の撥水膜(例えばSAM)を形成する。該撥水膜は、少なくとも反射基材の表面に露出した微小球の表面(露出面)に、該微小球の形状に沿って形成することが好ましい。微小球の露出面および微小球相互の間を含む表面全体に撥水膜を形成することがより好ましい。
ここで使用する反射基材は、条件のよい場合には(例えば、該反射基材の表面に水滴等が存在しない状態では)、それ自体が良好な再帰反射性能を発揮するものであり得る。例えば、従来公知のいわゆるオープンタイプの再帰性反射材(典型的には、微小球の前面が露出している。)は、いずれも上記製造方法における反射基材として使用可能である。反射基材の製造方法は特に限定されない。例えば、従来公知のオープンタイプの再帰性反射材の製造方法に含まれる工程の一部または全部を適宜採用して、上記再帰性反射材の製造方法に使用する反射基材を用意することができる。このような反射基材の表面に上記撥水膜を形成することにより、該反射基材の再帰反射性能(例えば屈折軌道)を大きく異ならせることなく撥水性を付与することができる。ここに開示される発明は、他の側面として、上述したいずれかの反射基材(例えば、従来のオープンタイプの再帰性反射材)を用意すること、および、該反射基材の表面に上記撥水膜を形成すること、を包含する再帰性反射材の撥水処理方法を提供する。
The retroreflective material disclosed here can be suitably manufactured as follows, for example. That is, a reflective base material having a surface on which retroreflective microspheres are arranged is prepared. Typically, a reflective substrate having a configuration in which the front surface of the microsphere protrudes (exposes) from the surface is used. A water repellent film (for example, SAM) having a thickness of 10 nm or less is formed on the surface of the reflective substrate. The water-repellent film is preferably formed at least on the surface (exposed surface) of the microsphere exposed on the surface of the reflective substrate along the shape of the microsphere. It is more preferable to form a water repellent film on the entire surface including the exposed surface of the microsphere and the space between the microspheres.
The reflective substrate used here can exhibit a good retroreflective performance per se when conditions are good (for example, in a state where no water droplets or the like are present on the surface of the reflective substrate). For example, any conventionally known so-called open type retroreflective material (typically, the front surface of the microsphere is exposed) can be used as the reflective base material in the production method. The manufacturing method of a reflective base material is not specifically limited. For example, a part or all of the steps included in a conventionally known open-type retroreflective material manufacturing method can be appropriately employed to prepare a reflective base material used in the retroreflective material manufacturing method. . By forming the water repellent film on the surface of such a reflective substrate, water repellency can be imparted without greatly changing the retroreflective performance (for example, the refraction trajectory) of the reflective substrate. As another aspect, the invention disclosed herein provides any of the above-described reflective base materials (for example, a conventional open type retroreflective material), and the surface of the reflective base material has the above repellent properties. A water repellent treatment method for a retroreflective material including forming a water film is provided.
反射基材の表面に撥水膜を形成する方法は特に限定されない。例えば、該撥水膜がSAMである場合、SAM形成材料を含む溶液を反射基材に接触させる方法(液相法)、SAM形成材料を化学蒸着する方法(気相法)等を適宜採用することができる。このようなSAM形成処理を行う前に、必要に応じて、被処理面(ここでは反射基材の表面)に適切な前処理を施すことができる。かかる前処理は、被処理面を洗浄する処理、SAM形成材料と反応する官能基(例えば水酸基)を被処理面に導入する処理、被処理面を改質する処理(例えば、基材表面に酸化膜を形成する処理)等から選択される一種または二種以上を含み得る。被処理面を洗浄する処理としては、反射基材を適当な液体に浸漬して超音波振動を加える等の物理的処理、被処理面を適当な薬品(典型的には、酸、アルカリ、過酸化物等から選択される一種または二種以上)で処理する等の化学的処理、被処理面に紫外線,電子線等の高エネルギー線を照射する高エネルギー線処理、等から選択される一種または二種以上を適宜採用することができる。高エネルギー線処理の好適例としては、紫外線のうち真空紫外光(Vacuum Ultra Violet;波長が100〜300nmの範囲にある紫外線。以下、「VUV」ともいう。)を照射する処理を例示することができる。かかるVUV照射は、エキシマランプ、H2ランプ等の光源を備えた従来公知のVUV照射装置を使用して実施することができる。酸素(典型的には酸素分子(O2))を含む雰囲気下(例えば、凡そ1Pa〜1500Pa、好ましくは凡そ10Pa〜1000Paの減圧下の大気中)でVUVを照射することによって、酸素を構成原子として含む官能基(水酸基等)を被処理面に適切に導入することができる。また、かかるVUV照射によると、被処理面の洗浄と、被処理面への官能基導入とを共に行うことができる。 The method for forming the water repellent film on the surface of the reflective substrate is not particularly limited. For example, when the water-repellent film is SAM, a method of bringing a solution containing the SAM forming material into contact with the reflective base material (liquid phase method), a method of chemically depositing the SAM forming material (gas phase method), etc. are appropriately employed. be able to. Before performing such SAM formation processing, an appropriate pretreatment can be applied to the surface to be processed (here, the surface of the reflective base material) as necessary. Such pretreatment includes cleaning the surface to be processed, introducing a functional group (for example, a hydroxyl group) that reacts with the SAM forming material to the surface to be processed, and modifying the surface to be processed (for example, oxidizing the surface of the substrate) 1 type or 2 types or more selected from the process etc. which form a film | membrane etc. may be included. The treatment of the surface to be treated includes physical treatment such as immersing the reflective substrate in an appropriate liquid and applying ultrasonic vibration, and treating the surface to be treated with an appropriate chemical (typically acid, alkali, excess A kind selected from chemical treatment such as treatment with one or more selected from oxides, etc., high energy ray treatment for irradiating the surface to be treated with high energy rays such as ultraviolet rays and electron beams, or the like Two or more kinds can be appropriately employed. As a suitable example of the high energy ray treatment, there is exemplified a treatment of irradiating vacuum ultraviolet light (Vacuum Ultra Violet; ultraviolet light having a wavelength in the range of 100 to 300 nm; hereinafter also referred to as “VUV”). it can. Such VUV irradiation can be performed using a conventionally known VUV irradiation apparatus equipped with a light source such as an excimer lamp or an H 2 lamp. By irradiating VUV under an atmosphere containing oxygen (typically oxygen molecules (O 2 )) (for example, in an atmosphere under a reduced pressure of about 1 Pa to 1500 Pa, preferably about 10 Pa to 1000 Pa), oxygen is made into a constituent atom. Can be appropriately introduced into the surface to be treated. Further, according to such VUV irradiation, it is possible to perform both cleaning of the surface to be processed and introduction of functional groups onto the surface to be processed.
なお、微小球としてガラスビーズを使用する場合、通常その表面にはいくらかのシラノール基が存在する。したがって、SAM形成材料(好ましくは、アルコキシシリル基を有する。)と反応する官能基を被処理面に導入する処理を省略しても、該ガラスビーズの表面にSAMを適切に形成することが可能である。また、微小球の間にアルミニウム層が設けられている場合、通常は該アルミニウム層の表面に自然に酸化膜(Al2O3膜)が形成されている。したがって、SAM形成材料と反応する官能基を被処理面に導入する処理を省略しても、該アルミニウム層の表面にSAMを適切に形成することが可能である。もちろん、これらの場合において上記官能基導入処理を行ってもよい。 When glass beads are used as the microspheres, some silanol groups are usually present on the surface. Therefore, even if the treatment for introducing a functional group that reacts with the SAM forming material (preferably having an alkoxysilyl group) to the surface to be treated is omitted, the SAM can be appropriately formed on the surface of the glass beads. It is. When an aluminum layer is provided between the microspheres, an oxide film (Al 2 O 3 film) is normally formed on the surface of the aluminum layer. Therefore, even if the process of introducing a functional group that reacts with the SAM forming material into the surface to be processed is omitted, the SAM can be appropriately formed on the surface of the aluminum layer. Of course, in these cases, the functional group introduction treatment may be performed.
反射基材の表面にSAMからなる撥水膜を作製する方法としては、気相法(CVD法)を好ましく採用することができる。この気相法は、SAM形成材料を効率よく利用することができる、液相法に比べて廃液量を低減し得るので環境への負荷が少ない、等の利点を有する。以下、気相法によって撥水膜を製造する方法についてさらに詳しく説明する。
ここに開示される再帰性反射材は、厚さ10nm以下のSAMを形成し得るSAM形成材料を被処理面(反射基材の表面)に化学蒸着することによって好適に製造することができる。かかる化学蒸着は、従来公知の化学蒸着法と同様にして行うことができる。例えば、所定の雰囲気ガスのもとでSAM形成材料(原料分子)を基材に蒸着する。ここで「雰囲気ガス」とは、原料分子が被処理面に蒸着されるとき(すなわち、気体状の原料分子が気相から反射基材の表面に堆積するとき)に、その蒸着空間(例えば反応容器内)を満たすガスをいう。該雰囲気ガスの主成分としては、SAM形成材料や基材表面に対する反応性の低いガスを使用することが好ましい。例えば、窒素ガス、アルゴンガス等の不活性ガスを好ましく使用することができる。
As a method for producing a water-repellent film made of SAM on the surface of the reflective substrate, a vapor phase method (CVD method) can be preferably employed. This gas phase method has advantages such that the SAM forming material can be used efficiently, and the amount of waste liquid can be reduced as compared with the liquid phase method, so that the burden on the environment is small. Hereinafter, a method for producing a water-repellent film by a vapor phase method will be described in more detail.
The retroreflective material disclosed here can be suitably manufactured by chemically vapor-depositing a SAM-forming material capable of forming a SAM having a thickness of 10 nm or less on the surface to be treated (the surface of the reflective substrate). Such chemical vapor deposition can be performed in the same manner as a conventionally known chemical vapor deposition method. For example, a SAM forming material (raw material molecules) is vapor-deposited on a substrate under a predetermined atmospheric gas. Here, “atmosphere gas” means that when source molecules are vapor-deposited on the surface to be treated (that is, when gaseous source molecules are deposited from the gas phase on the surface of the reflective substrate), the vapor deposition space (for example, reaction) Gas that fills the container). As the main component of the atmospheric gas, it is preferable to use a gas having low reactivity with respect to the SAM forming material or the substrate surface. For example, an inert gas such as nitrogen gas or argon gas can be preferably used.
また、上記反射基材の表面に気相法によりSAMを形成する方法として、以下の方法を特に好ましく採用することができる。すなわち、上記化学蒸着を、(1).雰囲気ガスとして、25℃における相対湿度が凡そ10〜25%のガスを用いる、および、(2).雰囲気温度(雰囲気ガスの湿度をいう。以下同じ。)が凡そ80〜150℃(より好ましくは凡そ100〜150℃)である、を満たす条件で行う。上記雰囲気湿度は、例えば窒素ガスを主成分とする雰囲気ガスの場合、乾燥窒素ガスに水蒸気を単独で混入することにより調節することができる。また、目標値よりも湿度の高いガス(例えば空気)を乾燥窒素ガスに混入することにより調節してもよい。
化学蒸着時の雰囲気温度が上記範囲よりも低すぎると、被処理面に到達した原料分子(SAM形成材料)がその表面を動き回り難くなる。このため、該原料分子が被処理面において他の部分よりもエネルギー的に有利な位置を見つけてそこに吸着することによって自律的に組織化するというSAM形成過程を適切に進行させることが困難となり、SAMの品質(例えば密度)が低下しがちとなる。一方、雰囲気温度を高くすると得られるSAMの密度は上昇する傾向にあるが、上記範囲よりも雰囲気温度が高すぎると反射基材が熱によるダメージを受けやすくなる。上述した(1).および(2).を共に満たす条件で化学蒸着を行うことにより、比較的低い雰囲気温度において高品質の(例えば高密度の)SAMを作製することができる。このような化学蒸着条件は、反射基材の構成材料(例えば、保持体および微小球のうち少なくとも一方)に熱可塑性樹脂が含まれる場合に特に好適に採用され得る。例えば、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリアセタール系樹脂、(メタ)アクリル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体等から選択される一種または二種以上の熱可塑性樹脂を含む保持体を有する反射基材の表面に撥水膜を形成する方法として好適である。
Further, the following method can be particularly preferably employed as a method for forming SAM on the surface of the reflective substrate by a vapor phase method. That is, the chemical vapor deposition is carried out by using (1) an atmosphere gas having a relative humidity of about 10 to 25% at 25 ° C., and (2) an ambient temperature (the humidity of the atmospheric gas; the same applies hereinafter). ) Is about 80 to 150 ° C. (more preferably about 100 to 150 ° C.). For example, in the case of an atmospheric gas containing nitrogen gas as a main component, the atmospheric humidity can be adjusted by mixing water vapor alone into the dry nitrogen gas. Moreover, you may adjust by mixing gas (for example, air) whose humidity is higher than a target value into dry nitrogen gas.
If the atmospheric temperature at the time of chemical vapor deposition is too lower than the above range, the raw material molecules (SAM forming material) that have reached the surface to be processed will hardly move around the surface. For this reason, it becomes difficult to appropriately advance the SAM formation process in which the raw material molecules autonomously organize by finding a position that is energetically more advantageous than other parts on the surface to be treated and adsorbing the position. , SAM quality (for example, density) tends to decrease. On the other hand, when the ambient temperature is increased, the density of the SAM obtained tends to increase. However, if the ambient temperature is too higher than the above range, the reflective base material is easily damaged by heat. By performing chemical vapor deposition under the conditions satisfying both of the above (1) and (2), a high quality (for example, high density) SAM can be manufactured at a relatively low ambient temperature. Such chemical vapor deposition conditions can be particularly suitably employed when the constituent material of the reflective substrate (for example, at least one of the holding body and the microspheres) contains a thermoplastic resin. For example, one type or two or more types of heat selected from polyester resins, polyurethane resins, polyvinyl chloride resins, polyacetal resins, (meth) acrylic resins, polyolefin resins, ethylene-vinyl acetate copolymers, etc. It is suitable as a method for forming a water-repellent film on the surface of a reflective substrate having a holder containing a plastic resin.
より高品質のSAMを作製するという観点からは、蒸着を開始する時点における反射基材の温度を上記雰囲気温度に近づけておくことが好ましい。例えば、蒸着開始時における反射基材の温度が上記雰囲気温度よりも30℃以上(より好ましくは20℃以上)は低くない温度となるように、該反射基材の温度をコントロールすることが好ましい。 From the viewpoint of producing a higher quality SAM, it is preferable to keep the temperature of the reflective base material close to the ambient temperature at the time of starting vapor deposition. For example, it is preferable to control the temperature of the reflective substrate so that the temperature of the reflective substrate at the start of vapor deposition is not lower than 30 ° C. (more preferably 20 ° C. or higher) than the ambient temperature.
本発明に係る再帰性反射材の好適な製造方法の一例につき、図6(A)〜(F)を参照しつつその概略を説明する。図6(A)〜(D)は最終的に得られる再帰性反射材の前面側が図の下側となる向きで図示しており、図6(E)および図6(F)は最終的に得られる再帰性反射材の前面が図の上側となる向きで図示している。
図6(A)に示すように、ポリエチレン樹脂からなる離型層32の表面にガラス製の微小球(ガラスビーズ)16を配置する。次いで、離型層32を適度に加熱して軟化させ、図6(B)に示すように、微小球16の下端側(前面側)を離型層32に沈ませる。離型層32を冷却すると、この離型層32から微小球16の一部(背面側)が露出した状態で離型層32に微小球16が仮固定される。次いで、図6(C)に示すように、微小球16の露出面(背面)およびその間にある離型層32の表面にアルミニウムを真空蒸着してアルミニウム層(反射要素)14を形成する。そのアルミニウム層14の上(背面側)に、ポリウレタン樹脂からなる層状の保持体12を形成する(図6(D))。このようにして、表面が離型層32で覆われた反射基材10を得ることができる。保持体12の上にさらに支持体を設けてもよい。例えば、ポリエステルフィルム、ポリエステル生地(ポリエステル繊維からなる織布)等の支持体を保持体の上面(背面)に貼り合わせてもよい。かかる支持体の上にさらに接着剤層を設けてもよい。例えば、ホットメルト型接着剤、感圧性接着剤(粘着剤)等の層を支持体上に形成してもよい。あるいは、このような接着剤層を保持体の上面に直接形成してもよい。
An example of a suitable method for producing the retroreflective material according to the present invention will be described with reference to FIGS. 6 (A) to 6 (F). 6 (A) to 6 (D) show the retroreflecting material finally obtained in the orientation in which the front side is the lower side of the figure, and FIGS. 6 (E) and 6 (F) are finally shown. The front surface of the obtained retroreflective material is shown in the direction of the upper side of the figure.
As shown in FIG. 6A, glass microspheres (glass beads) 16 are disposed on the surface of a
その後、図6(E)に示すように、反射基材10の表面から離型層32を除去する。これにより、微小球16の前面および微小球16の間にあるアルミニウム層14が露出する。図6(F)に示すように、その露出面の全体にわたり、該露出面の表面形状に沿って厚さ10nm以下の撥水膜20を形成する。好ましい一つの態様では、該露出面にSAMからなる撥水膜20を気相法によって形成する。このようにして、本発明に係る再帰性反射材1を製造することができる。
Thereafter, the
反射基材10の表面にSAMからなる撥水膜20を形成して再帰性反射材を製造するのに好ましく使用し得る装置の概略構成例を図7に示す。この再帰性反射材製造装置50は、大まかに言って、反応チャンバ52と、該チャンバ内の温度を制御する雰囲気温度制御手段70と、該チャンバ内の湿度を制御する湿度制御手段80と、該チャンバに導入された反射基材10の温度を調節する基材温度調節手段90と、から構成されている。
チャンバ52の壁面(例えば天井部)には、該チャンバの内外を連通させるガス流入口54およびガス流出口56が形成されている。ガス流入口54には、SAM形成材料を含むガス(例えば、SAM形成材料のガスとキャリアガスとの混合ガス)をチャンバ52内に供給可能な原料ガス供給手段51が接続されている。雰囲気温度制御手段70は、チャンバ52の内部に配置された温度計72と、チャンバ52の外周を囲むように設けられたヒータ74とを含み、温度計72による温度検出結果に応じてヒータ74の出力を調節することによりチャンバ52内の温度(雰囲気温度)を制御し得るように構成されている。湿度制御手段80は、チャンバ52の内部に配置された湿度計82を含み、湿度計82による湿度検出結果に応じて、例えばガス流入口54から供給されるガスの組成(湿度)を調節することによりチャンバ52内の湿度(雰囲気ガスの湿度)を制御し得るように構成されている。反応チャンバ52の内部(例えば底面)には、該チャンバ内で処理される反射基材10を載置するための基材載置台58が設けられている。基材温度調節手段90は、この基材載置台58に内蔵された温度計92と、該温度計による温度検出結果に応じて出力調節可能に構成されたヒータ94とを含む。
FIG. 7 shows a schematic configuration example of an apparatus that can be preferably used for producing a retroreflective material by forming a water-
A
このような構成の再帰性反射材製造装置50は、さらに反射基材搬送装置60を備えることができる。この搬送装置60は、例えば、表面が離型層32で覆われた反射基材10(図6(D)に示す状態)が巻かれている巻出ロール62と、この巻出ロール62から巻き出された離型層付反射基材がチャンバ52に導入される前に反射基材10の表面から除去離型層32を除去して巻き取る離型ロール64と、チャンバ52を通過する間に撥水処理が施された(撥水膜2が形成された)反射基材10(すなわち再帰性反射材1)を巻き取る巻取ロール66とを備える。また、この再帰性反射材製造装置50は、必要に応じて、離型層32が除去された反射基材10の露出面に真空紫外光を照射可能に設けられた真空紫外光照射装置85を備えることができる。
The retroreflective
かかる構成の再帰性反射材製造装置50を用いて、例えば以下のようにして再帰性反射材1を製造する(反射基材10に撥水加工を施す)ことができる。すなわち、離型層32で覆われた反射基材10を巻出ロール62から巻き出してチャンバ52側へと搬送しつつ、該反射基材10から離型材32を剥がして離型ロール64に巻き取る。離型材32が除去された反射基材10は真空紫外光照射装置へと送られ、ここで該照射装置の備える真空紫外光源によって反射基材10の表面に真空紫外光が照射される。この反射基材10はチャンバ52の内部に搬入され、基材載置台58上に載置される。基材載置台58の温度は、内蔵された温度計92およびヒータ94によって、ここに載置された反射基材10の温度を予め設定した所定の温度とし得るように調節されている。反応チャンバ52の内部は、雰囲気温度制御手段70および湿度制御手段80によって、予め設定された所定の温度および湿度に制御されている。また、チャンバ52の内部は、例えば、撥水性のSAMを形成し得るSAM形成材料のガスとキャリアガスとの混合ガスをガス流入口54から供給することにより、SAM形成材料を所定の濃度で含む雰囲気ガス組成に調節されている。このようにな状態に調整されたチャンバ52の内部で反射基材10を所定時間処理することにより、該反射基材10の表面に高品質の撥水膜(SAM)2を形成することができる。そして、撥水膜2の形成された反射基材10(すなわち再帰性反射材1)は、チャンバ52から搬出され、巻取ロール66に巻き取られる。このようにして再帰性反射材1を製造することができる。
Using the retroreflective
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。
<実施例1>
厚さ100μmのPETフィルム(ユニチカ株式会社製品、商品名「EMBLET」を使用した。)の片面に厚さ約500μmのポリエチレン樹脂層(離型層)が設けられた離型フィルムを用意した。そのポリエチレン樹脂層の表面にガラスビーズ(株式会社ユニオン製品、商品名「UB−13M」、屈折率1.92、粒径38〜53μm、平均粒径45μm)を配置し、200℃で30分間加熱した。これにより、ガラスビーズの下側(離型層側)の約半分をポリエチレン樹脂層中に沈ませて、該ガラスビーズを離型フィルム(ポリエチレン樹脂層)に仮固定した。なお、離型フィルムの面積当たりに配置されたガラスビーズの個数からその中心の平均間隔を算出したところ約20μmであった。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples.
<Example 1>
A release film in which a polyethylene resin layer (release layer) having a thickness of about 500 μm was provided on one side of a PET film having a thickness of 100 μm (product of Unitika Ltd., trade name “EMBLET” was used) was prepared. Glass beads (Union Co., Ltd., trade name “UB-13M”, refractive index 1.92, particle size 38-53 μm, average particle size 45 μm) are placed on the surface of the polyethylene resin layer and heated at 200 ° C. for 30 minutes. did. Thereby, about half of the lower side (release layer side) of the glass beads was submerged in the polyethylene resin layer, and the glass beads were temporarily fixed to the release film (polyethylene resin layer). In addition, when the average space | interval of the center was computed from the number of the glass beads arrange | positioned per area of a release film, it was about 20 micrometers.
離型層から露出したガラスビーズの表面およびガラスビーズの間にある離型層の表面にアルミニウムを真空蒸着して、厚さ約200Åのアルミニウム層(反射層)を形成した。該アルミニウム層の上に、ポリウレタン樹脂(大日本インキ化学株式会社製品、商品名「AG−946HV」を使用した。)からなる保持体を層状に形成した。この保持体の厚さは、ガラスビーズの間(アルミニウム層の上に形成された部分)において約300μmであった。さらに、該保持体の上に厚さ約200μmのPETフィルム(支持体)を配置した。このようにして、再帰反射可能なガラスビーズの配設された表面が離型フィルムで覆われた反射基材を用意した。 Aluminum was vacuum-deposited on the surface of the glass beads exposed from the release layer and the surface of the release layer between the glass beads to form an aluminum layer (reflective layer) having a thickness of about 200 mm. On the aluminum layer, a holding body made of a polyurethane resin (Dainippon Ink Chemical Co., Ltd. product, trade name “AG-946HV” was used) was formed in layers. The thickness of this holding body was about 300 μm between the glass beads (the part formed on the aluminum layer). Furthermore, a PET film (support) having a thickness of about 200 μm was disposed on the holder. Thus, the reflective base material with which the surface by which the retroreflective glass bead was arrange | positioned was covered with the release film was prepared.
この反射基材から離型フィルムを除去して反射基材の表面(ガラスビーズの前面およびガラスビーズの間に形成されたアルミニウム層)を露出させた。次いで、大気圧の室温下において該露出面にエキシマランプ(ウシオ電気株式会社製、型式「UER20−172V」、波長λ=172nm、照射エネルギー密度10mWcm-2)から生じる真空紫外線光(VUV)を60分間照射した。ランプから基板までの距離は約10mmとした。
The release film was removed from the reflective substrate to expose the surface of the reflective substrate (the aluminum layer formed between the front surface of the glass beads and the glass beads). Next, vacuum ultraviolet light (VUV) generated from an excimer lamp (model “UER20-172V” manufactured by Ushio Electric Co., Ltd., model “UER20-172V”, wavelength λ = 172 nm,
かかる前処理を施した反射基材を、所定の雰囲気温度および雰囲気ガス湿度にコントロールされた反応室に搬入した。本実施例では、雰囲気温度が約120℃、雰囲気ガスの25℃における相対湿度が約15〜20%となるように、反応室の温度および湿度をコントロールした。雰囲気ガスとしては、乾燥窒素ガスと水気を含む空気との混合ガスを使用した。反応室に搬入された反射基材の温度が雰囲気温度とほぼ等しくなったところで、該反応室に気体状のSAM形成材料を供給して反射基材の表面に化学蒸着した。SAM形成材料としては、CH3(CH2)17Si(OCH3)3で表されるn−オクタデシルトリメトキシシラン(東京化成工業株式会社製、以下「ODS」と略記する。)を使用した。化学蒸着を行う時間は約3時間とした。このようにして、反射基材の表面(ガラスビーズの前面およびガラスビーズの間に形成されたアルミニウム層の表面)に、その表面形状に沿って、厚さ約2.3nmのSAMからなる撥水膜を形成した。このようにして、反射表面の全体に撥水膜を有する再帰性反射材を得た。 The reflective substrate subjected to such pretreatment was carried into a reaction chamber controlled to a predetermined atmospheric temperature and atmospheric gas humidity. In this example, the temperature and humidity of the reaction chamber were controlled so that the ambient temperature was about 120 ° C. and the relative humidity of the ambient gas at 25 ° C. was about 15 to 20%. As the atmospheric gas, a mixed gas of dry nitrogen gas and air containing water was used. When the temperature of the reflective substrate carried into the reaction chamber became substantially equal to the ambient temperature, a gaseous SAM forming material was supplied to the reaction chamber and chemical vapor deposited on the surface of the reflective substrate. As the SAM forming material, n-octadecyltrimethoxysilane (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., hereinafter abbreviated as “ODS”) represented by CH 3 (CH 2 ) 17 Si (OCH 3 ) 3 was used. The chemical vapor deposition time was about 3 hours. In this way, on the surface of the reflective substrate (the front surface of the glass beads and the surface of the aluminum layer formed between the glass beads), the water repellent composed of SAM having a thickness of about 2.3 nm along the surface shape. A film was formed. In this way, a retroreflecting material having a water repellent film on the entire reflecting surface was obtained.
<実施例2>
反射基材の表面に真空紫外光を照射する前処理を省略した点以外は実施例1と同様にして再帰性反射材を得た。すなわち、本実施例では離型フィルムを除去した反射基材を速やかに反応室に搬入し、該反応室内で反射基材の表面にODSを蒸着して撥水膜(SAM)を形成した。
<Example 2>
A retroreflective material was obtained in the same manner as in Example 1 except that the pretreatment of irradiating the surface of the reflective substrate with vacuum ultraviolet light was omitted. That is, in this example, the reflective base material from which the release film was removed was quickly carried into the reaction chamber, and ODS was deposited on the surface of the reflective base material in the reaction chamber to form a water repellent film (SAM).
<再帰反射性評価>
実施例1および実施例2により得られた再帰性反射材、および、これらの再帰性反射材の製造に使用した反射基材につき、JIS Z 9117に準拠して(測定距離:21.4m、反射の色:白)、それらの再帰反射性能を測定した。測定結果を表1に示す。
<Retroreflective evaluation>
According to JIS Z 9117, the retroreflective material obtained in Example 1 and Example 2 and the reflective base material used in the production of these retroreflective materials (measurement distance: 21.4 m, reflective Their color: white), their retroreflective performance was measured. The measurement results are shown in Table 1.
この表からわかるように、反射基材の再帰反射性能と、該反射基材に撥水膜を設けて成る実施例1および2の再帰性反射材の再帰反射性能とはほぼ同等であった。すなわち、これらの実施例では、反射基材の表面に撥水膜を設けたことによる再帰反射性能の低下はみられなかった。 As can be seen from this table, the retroreflective performance of the reflective base material and the retroreflective performance of the retroreflective materials of Examples 1 and 2 in which a water-repellent film was provided on the reflective base material were substantially equal. That is, in these examples, the retroreflective performance was not lowered due to the provision of the water-repellent film on the surface of the reflective substrate.
<撥水性評価>
実施例1および実施例2により得られた再帰性反射材、および、これらの再帰性反射材の製造に使用した反射基材の水に対する接触角を測定した。具体的には、協和界面科学株式会社製の接触角測定装置(型式「CA−X150」)を使用して、蒸留水の静的接触角を液滴法(液滴直径約2mm)により測定した。また、再帰性反射材を反射表面がほぼ垂直となるように保持し、これに霧吹きを用いて水を吹きつけて表面状態を目視により観察した。それらの結果を表2に示す。
<Water repellency evaluation>
The contact angle with respect to the water of the retroreflective material obtained by Example 1 and Example 2, and the reflective base material used for manufacture of these retroreflective materials was measured. Specifically, using a contact angle measuring device (model “CA-X150”) manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd., the static contact angle of distilled water was measured by a droplet method (droplet diameter of about 2 mm). . Moreover, the retroreflective material was hold | maintained so that the reflective surface might become substantially perpendicular | vertical, and water was sprayed on this using the spray spray, and the surface state was observed visually. The results are shown in Table 2.
この表からわかるように、実施例1および2の再帰性反射材の反射表面は、水に対する接触角が150°またはそれ以上という高い値を示した。また、これらの反射材に吹き付けられた水は該反射材から水滴となって転がり落ち、反射表面に水滴が付着したままとなる現象は観察されなかった。一方、撥水膜を有しない反射基材では、表面に水滴が付着したままとなる現象がみられた。 As can be seen from this table, the reflective surfaces of the retroreflective materials of Examples 1 and 2 showed a high contact angle with water of 150 ° or more. Moreover, the water sprayed on these reflecting materials rolled down as water droplets from the reflecting materials, and no phenomenon was observed in which water droplets remained attached to the reflecting surface. On the other hand, in the reflective base material having no water-repellent film, a phenomenon was observed in which water droplets remained on the surface.
<実施例3>
雰囲気温度を約150℃とし、雰囲気ガスの25℃における相対湿度をそれぞれ約5%、約10%、約15%、約20%、約25%および約30%とした点以外は実施例1と同様にして反射基材の表面全体にODSを化学蒸着した。また、雰囲気温度を約50℃、約100℃および約200℃とし、各雰囲気温度について相対湿度をそれぞれ約5%、約10%、約15%、約20%、約25%および約30%とした点以外は実施例1と同様にして、反射基材の表面にODSを化学蒸着した。このようにして、反射表面の全体にSAMを有する再帰性反射材を得た。いずれの再帰性反射材においても、SAMを設けたことによる再帰反射性能の低下はみられなかった。なお、雰囲気温度を約200℃としてODSを蒸着した再帰性反射材では、反射基材の一部に熱による変形がみられた。
<Example 3>
Example 1 except that the ambient temperature was about 150 ° C. and the relative humidity of the ambient gas at 25 ° C. was about 5%, about 10%, about 15%, about 20%, about 25%, and about 30%, respectively. Similarly, ODS was chemically deposited on the entire surface of the reflective substrate. Further, the ambient temperature is about 50 ° C., about 100 ° C. and about 200 ° C., and the relative humidity is about 5%, about 10%, about 15%, about 20%, about 25% and about 30%, respectively. Except for the points described above, ODS was chemically deposited on the surface of the reflective substrate in the same manner as in Example 1. Thus, the retroreflection material which has SAM in the whole reflective surface was obtained. In any of the retroreflective materials, the retroreflective performance was not deteriorated due to the provision of the SAM. In addition, in the retroreflective material in which ODS was vapor-deposited at an atmospheric temperature of about 200 ° C., a part of the reflective base material was deformed by heat.
これらの再帰性反射材につき、上記と同様に霧吹きで水を吹きつけて表面状態を目視により観察した。それらの結果を表3に示す。表3中、記号「A」は水滴が付着したままとなる現象が全く観察されなかったことを示し、記号「B」はかかる現象が殆ど観察されなかったことを示している。また、記号「C」は水滴が付着したままとなる現象が少し観察されるがSAMを有しない反射基材に比べれば明らかに水滴の付着が少なかったことを示している。記号「X」は、SAMを有しない反射基材と比較して、SAMを設けたことによる撥水性付与効果が少なかったことを示している。 About these retroreflective materials, the surface state was observed visually by spraying water with a spray spray similarly to the above. The results are shown in Table 3. In Table 3, the symbol “A” indicates that a phenomenon in which water droplets remain attached is not observed at all, and the symbol “B” indicates that such a phenomenon is hardly observed. Further, the symbol “C” indicates that a phenomenon in which water droplets remain adhered is slightly observed, but clearly shows that water droplets are less adhered as compared with a reflective substrate having no SAM. The symbol “X” indicates that the effect of imparting water repellency due to the provision of the SAM was less than that of the reflective base material having no SAM.
この表からわかるように、雰囲気温度を約100〜150℃程度とし、雰囲気ガスの湿度を10〜25%(さらに好ましくは15〜20%)とすることによって特に良好な結果が得られた。表中、記号「A」で示される撥水効果を示した再帰性反射材では、上記と同様にして測定した蒸留水の静的接触角がいずれも150°またはそれ以上であった。また、記号「B」で示される撥水効果を示した再帰性反射材では、該接触角がいずれも概ね140〜150°の間にあった。 As can be seen from this table, particularly good results were obtained by setting the ambient temperature to about 100 to 150 ° C. and the humidity of the ambient gas to 10 to 25% (more preferably 15 to 20%). In the retroreflective material showing the water repellent effect indicated by the symbol “A” in the table, the static contact angle of distilled water measured in the same manner as described above was 150 ° or more. Moreover, in the retroreflective material which showed the water-repellent effect shown with the symbol "B", all of the contact angles were between 140 to 150 °.
<実施例4>
本実施例では、実施例1〜3で用いたODSに代わるSAM形成材料として、CF3(CF2)7(CH2)2Si(OCH3)3で示されるヘプタデカフルオロ−1,1,2,2−テトラヒドロデシル−1−トリメトキシシラン(信越化学工業株式会社製、以下「HFDTS」と略記する。)を使用した。その他の点については実施例3と同様にして、各雰囲気ガス湿度および各雰囲気温度の下で反射基材の表面にSAMを作製した。このようにして、反射表面の全体にSAMを有する再帰性反射材を得た。いずれの再帰性反射材においても、SAMを設けたことによる再帰反射性能の低下はみられなかった。なお、雰囲気温度を約200℃としてHFDTSを蒸着した再帰性反射材では、反射基材の一部に熱による変形がみられた。
<Example 4>
In this example, heptadecafluoro-1,1, represented by CF 3 (CF 2 ) 7 (CH 2 ) 2 Si (OCH 3 ) 3 is used as a SAM forming material to replace ODS used in Examples 1 to 3 . 2,2-tetrahydrodecyl-1-trimethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., hereinafter abbreviated as “HFDTS”) was used. About other points, it carried out similarly to Example 3, and produced SAM on the surface of a reflective base material under each atmospheric gas humidity and each atmospheric temperature. Thus, the retroreflection material which has SAM in the whole reflective surface was obtained. In any of the retroreflective materials, the retroreflective performance was not deteriorated due to the provision of the SAM. In addition, in the retroreflective material which vapor-deposited HFDTS at about 200 degreeC, the deformation | transformation by the heat | fever was seen in a part of reflective base material.
これらの再帰性反射材につき、上記と同様に霧吹きで水を吹きつけて表面状態を目視により観察した。それらの結果を表4に示す。表4中の記号「A」、「B」、「C」および「X」の意味は表3と同様である。 About these retroreflective materials, the surface state was observed visually by spraying water with a spray spray similarly to the above. The results are shown in Table 4. The meanings of symbols “A”, “B”, “C” and “X” in Table 4 are the same as those in Table 3.
この表からわかるように、雰囲気温度を約100〜150℃程度とし、雰囲気ガスの湿度を10〜25%(さらに好ましくは10〜15%)とすることによって特に良好な結果が得られた。表中、記号「A」で示される撥水効果を示した再帰性反射材では、上記と同様にして測定した蒸留水の静的接触角がいずれも150°またはそれ以上であった。また、記号「B」で示される撥水効果を示した再帰性反射材では、該接触角がいずれも概ね140〜150°の間にあった。 As can be seen from this table, particularly good results were obtained by setting the atmospheric temperature to about 100 to 150 ° C. and the humidity of the atmospheric gas to 10 to 25% (more preferably 10 to 15%). In the retroreflective material showing the water repellent effect indicated by the symbol “A” in the table, the static contact angle of distilled water measured in the same manner as described above was 150 ° or more. Moreover, in the retroreflective material which showed the water-repellent effect shown with the symbol "B", all of the contact angles were between 140 to 150 °.
1:再帰性反射材
2:反射表面
10:反射基材
12:保持体
14:反射要素(金属層)
16:微小球
20:撥水膜
50 再帰性反射材製造装置
51 原料ガス供給手段
52 反応チャンバ(反応容器)
54 ガス流入口
56 ガス流出口
60 反射基材搬送装置
70 雰囲気温度制御手段
80 湿度制御手段
85 真空紫外光照射装置
90 基材温度調節手段
1: Retroreflective material 2: Reflective surface 10: Reflective base material 12: Holding body 14: Reflective element (metal layer)
16: Microsphere 20:
54
Claims (7)
該反射表面は、前記微小球の突出による微小な凸部を有し、該凸部にはその形状に沿って厚さ10nm以下の撥水膜が形成されており、
ここで、前記撥水膜は、前記微小球が配設された表面を有する反射基材の該表面に、酸素分子を含む雰囲気下で真空紫外光を照射し、次いで該表面に自己組織化単分子膜形成材料を化学蒸着して形成されたものである、再帰性反射材。 A retroreflective material having a reflective surface on which retroreflective microspheres are disposed,
The reflective surface has a minute convex portion due to the protrusion of the microsphere, and a water repellent film having a thickness of 10 nm or less is formed along the shape of the convex portion ,
Here, the water-repellent film is formed by irradiating the surface of the reflective substrate having the surface on which the microspheres are disposed with vacuum ultraviolet light in an atmosphere containing oxygen molecules, and then subjecting the surface to a self-organized single layer. A retroreflective material formed by chemical vapor deposition of a molecular film forming material .
前記微小球が配設された表面を有する反射基材を用意すること;Providing a reflective substrate having a surface on which the microspheres are disposed;
その反射基材の前記表面に、酸素分子を含む雰囲気下で真空紫外光を照射すること;および、Irradiating the surface of the reflective substrate with vacuum ultraviolet light in an atmosphere containing oxygen molecules; and
前記真空紫外光を照射した表面に前記自己組織化単分子膜形成材料を化学蒸着して前記撥水膜を形成すること;Chemical vapor deposition of the self-assembled monolayer forming material on the surface irradiated with the vacuum ultraviolet light to form the water-repellent film;
を包含する、再帰性反射材製造方法。A method for producing a retroreflective material, comprising:
再帰反射可能な微小球が配設された表面を有する反射基材の該表面に、酸素分子を含む雰囲気下で真空紫外光を照射し、次いで該表面に自己組織化単分子膜形成材料を化学蒸着して撥水膜を形成することにより前記再帰性反射材を製造し得るように構成されており、
以下の構成:
ガス流入口およびガス流出口を備える反応容器;
前記反応容器内の雰囲気温度を制御する雰囲気温度制御手段;
前記反応容器内の湿度を制御する湿度制御手段;
前記反応容器内に配置された前記反射基材の温度を調節する基材温度調節手段;
前記ガス流入口から反応容器内に自己組織化単分子膜形成材料を含むガスを供給する原料ガス供給手段;および、
酸素分子を含む雰囲気下で前記反射基材に真空紫外光を照射し得るように構成された真空紫外光照射装置;
を備える、再帰性反射材製造装置。 An apparatus for producing the retroreflective material according to any one of claims 1 to 5,
The surface of a reflective substrate having a surface on which retro-reflective microspheres are disposed is irradiated with vacuum ultraviolet light in an atmosphere containing oxygen molecules, and then a self-assembled monolayer forming material is chemically applied to the surface. It is configured so that the retroreflective material can be manufactured by forming a water repellent film by vapor deposition ,
The following configuration:
A reaction vessel with a gas inlet and a gas outlet;
Atmosphere temperature control means for controlling the atmosphere temperature in the reaction vessel;
Humidity control means for controlling the humidity in the reaction vessel;
Substrate temperature adjusting means for adjusting the temperature of the reflective substrate disposed in the reaction vessel ;
Source gas supply means for supplying a gas containing a self-assembled monolayer forming material into the reaction vessel from the gas inlet; and
A vacuum ultraviolet light irradiation apparatus configured to irradiate the reflective base material with vacuum ultraviolet light in an atmosphere containing oxygen molecules;
A retroreflective material manufacturing apparatus comprising:
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---|---|---|---|---|
US20170075046A1 (en) * | 2015-09-11 | 2017-03-16 | Daehan A&C Co., Ltd. | Open-type color reflective sheet and method of manufacturing the same |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101024674B1 (en) * | 2007-12-28 | 2011-03-25 | 신한다이아몬드공업 주식회사 | Hydrophobic cutting tool and its manufacturing method |
JP2011164433A (en) * | 2010-02-10 | 2011-08-25 | Sony Corp | Optical body, window member, fixture and sunlight blocking member |
JP6142562B2 (en) * | 2013-02-13 | 2017-06-07 | 国立大学法人名古屋大学 | Super water-repellent material manufacturing method and super water-repellent material |
JP5766343B1 (en) | 2014-10-24 | 2015-08-19 | ユニチカスパークライト株式会社 | Retroreflective material |
EP3227732A1 (en) * | 2014-12-05 | 2017-10-11 | 3M Innovative Properties Company | Retroreflective elements with a monolayer-forming compound |
KR101773532B1 (en) * | 2016-09-13 | 2017-08-31 | 윤세원 | Retroreflective sheet and fabricating method thereof |
JP7325909B2 (en) * | 2019-09-27 | 2023-08-15 | 株式会社吉野工業所 | Liquid-repellent structure and container |
JP2023117031A (en) * | 2022-02-10 | 2023-08-23 | Mipox株式会社 | Retroreflective fabric and clothing |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08309929A (en) * | 1995-05-19 | 1996-11-26 | Unitika Ltd | Recurrent reflecting fabric |
JPH1186758A (en) * | 1997-07-11 | 1999-03-30 | Fuji Photo Optical Co Ltd | Conductive antireflection film and manufacture thereof |
JP2005062674A (en) * | 2003-08-19 | 2005-03-10 | Sanyo Electric Co Ltd | Plate-like optical component |
-
2005
- 2005-10-26 JP JP2005311242A patent/JP4728091B2/en active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08309929A (en) * | 1995-05-19 | 1996-11-26 | Unitika Ltd | Recurrent reflecting fabric |
JPH1186758A (en) * | 1997-07-11 | 1999-03-30 | Fuji Photo Optical Co Ltd | Conductive antireflection film and manufacture thereof |
JP2005062674A (en) * | 2003-08-19 | 2005-03-10 | Sanyo Electric Co Ltd | Plate-like optical component |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20170075046A1 (en) * | 2015-09-11 | 2017-03-16 | Daehan A&C Co., Ltd. | Open-type color reflective sheet and method of manufacturing the same |
US9726793B2 (en) * | 2015-09-11 | 2017-08-08 | Daehan A&C Co., Ltd. | Open-type color reflective sheet and method of manufacturing the same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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