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マイクロプリズム反射フィルムとその応用展望

反射フィルムは、ここ50年で開発された新しい機能性複合材料です。 マイクロプリズム反射フィルムは1980年代後半に開発されました。 輝度が高く耐久性に優れているため、実効入射角が小さい、観測角度が小さい、非対称反射ビームなど、従来のプリズム反射材の欠点を克服しています。 そのため、高輝度を必要とする高速道路交通でますます広く使用されています。

1.反射原理と構造組成

1.1原則

マイクロプリズム反射フィルムの反射原理は、図1に示すように、3次元空間で特定の角度から入射し、相互に垂直な3つの平面で3回反射し、元の入射方向に沿って反射して戻る光に基づいています。

製造工程の違いにより、プリズム表面での反射には、空気樹脂界面の(全反射)反射とアルミニウム樹脂界面の反射の2種類があります。

1.2構造による分類

異なる反射タイプに応じて、マイクロプリズム反射フィルムの構造は、コーティングされた反射フィルム(astm4956ではタイプVシートと呼ばれる)とコーティングされていない反射フィルム(タイプIVシートと呼ばれる)の2つのタイプに分けることができます(図2および図3を参照)。 astm4956で)。 コーティングされた反射フィルムの灰色のため、市場の見通しは暗いです。

2つの反射フィルムの構造上の違いは次のとおりです。

(1)コーティングされていない反射フィルムのピラミッドの背後には空気があるため、反射は主に全反射であり、ピラミッドの背後に安定した空気層が必要です。 そのため、コーティングされていない反射膜(図2参照)には、湿気やほこりなどの不純物が空気層に侵入するのを防ぐためのシール層があり、再帰反射係数が低下します。

(2)コーティングされた反射フィルムピラミッドは、金属、通常はアルミニウムの層でコーティングされています。 反射は主に樹脂アルミニウム界面で発生します。 コーティングされた反射フィルムにはシーリング層がありません。

(3)コーティングされていない反射フィルムを閉じる必要があるため、支持壁があります。 正面から見ると、それはダイアモンドまたは六角形の格子です。 コーティングされた反射フィルムはそうではありません。

2.マイクロプリズム反射フィルムの性能

2.1光学特性

マイクロプリズム反射フィルムは、反射強度と広角の点でレンズ反射フィルムよりもはるかに優れています。 図4は、3種類の製品(0.2°の視野角)の反射強度の初期値の比較です。

従来のマイクロプリズム反射フィルムの反射光円錐は非対称であり、有効入射角は小さいが、これらの問題は基本的に反射ユニットとそのアレイの設計により解決された。

2.2耐候性

マイクロプリズム反射フィルムの再帰反射係数は耐用年数に達すると50%減少しますが、その再帰反射係数は400 CD・lx-1・m-2に維持でき、他の2種類の反射フィルムよりもはるかに高くなります。 、図5に示すように(0.2°の観測角度、-4°の入射角)。

3.マイクロプリズム反射フィルムの製造技術

3.1主要テクノロジー

マイクロプリズム反射膜の基本原理は単純ですが、製造技術には、材料科学、光学、精密機械製造などの学際的でハイテクな分野が含まれます。 要約すると、マイクロプリズム反射フィルムを製造するための4つの重要な技術があります。

3.1.1セル構造とそのアレイ設計

従来のプリズム再帰反射材料には、主に次の欠点があります。

(1)有効入射角が小さい。 入射角が20°を超えると、内部全反射がなくなり、反射輝度がほとんど失われます。

(2)観測角度が小さい、つまり、遠くでは反射光を見ることができますが、近くでは見ることができません。

(3)反射ユニットの3つの側面特性のため、再帰反射光円錐は不十分な非対称形状を持っています。 その結果、異なる走査角度から観察した場合、異なる再帰反射輝度があります。

これらの問題を解決する方法は、主に再帰反射要素の構造と配列の設計に依存します。たとえば、3つの平面の夾角を変更して特定の分布にするか、特定の法則に従って要素配列を配置します。 ただし、複雑な構造とアレイ設計のため、マザーボードの作成、コピー、および型から外すのは非常に困難であり、実装は容易ではありません。

3.1.2マザーボードの製造とレプリカ

マイクロプリズム反射ユニットの高さは0.003〜0.015in(0.078 2〜0.381mm)であるため、形状が不規則で、平面上の配置が規則的であり、成形面の滑らかさに対する要件が非常に高く、そのため、マザーボードには精密な機械加工が必要です。 プレート自体は成形に直接関与せず、加工価格が高く、面積が限られており、ダイの使用サイクルが高くありません。 複製型は、マスタープレートのレプリカを使用して製造し、任意のサイズに接合して工業生産を容易にすることができます。

3.1.3ベース材料の決定

マイクロプリズム反射フィルムとして、その主な材料はエンジニアリングプラスチックです。 サービス性能のさまざまな要件に応じて、さまざまなプラスチックシートベースが選択されます。 考慮され解決された主な指標は、材料の耐候性、予熱性能、プラスチックシートベースのレオロジー特性などです。現在、TIDはさまざまな製品シリーズに応じて主にPVC、PC、PMMA、ペットを使用しています。

3.1.4エンボス技術

マイクロプリズム反射膜は光学性能に対する要求が高いため、エンボス加工の精度も非常に高くなっています。 エンボス加工では、流れの悪さ、気泡、引っかき傷などの欠陥は許されず、温度や圧力などのプロセス条件の要件も非常に厳しいものになります。

4アプリケーションの見通し

マイクロプリズム反射フィルムの非常に高い反射強度と優れた広角性能により、モーター速度の継続的な改善、高品位高速道路の継続的な成長、道路状況の継続的な複雑さ、マイクロプリズム反射のアプリケーション市場映画はますます広くなるでしょう。 しかしながら、実際の適用におけるグレアおよびパターンと背景との間のコントラスト要件などの高強度によって引き起こされる他の問題は、マイクロプリズム反射フィルムがガラスマイクロビーズ反射フィルムを完全に置き換えることができないことを決定する。