JP5101023B2 - 路面標示材 - Google Patents

Description

本発明は路面標示材に関し、特に、乾燥状態の場合と同様に雨天時にも良好な視認性を示す路面標示材に関する。

路面標示材は、道路上の所定の部位に、例えばセンターライン、横断歩道などとして設けられる。従来の路面標示材では、樹脂基材層の表面に多数の透明微小球を配置することによって、入射光を再帰性反射させて、視認性を提供している。特に雨天時の視認性を向上させるためには、基材層の表面から再帰性反射材料を突出させることにより、その全体が水で覆われることを防止する必要がある。

例えば、特許文献１には、大粒径のガラス微小球を熱溶融型路面標示材に固着するために予めホットメルトプライマーを塗布することが記載されている。しかしながら、ホットメルトプライマーの塗布は追加の塗布工程になり、製造工程が遅延する。また、施工機が大掛かりになってしまう。

また、特許文献２には、熱溶融性路面標示材に小突起形状を付与することで雨天時の視認性を改善することが開示されている。しかしながら、標示ラインの厚みが厚すぎて不経済であり、また、歩行者や二輪車にとって邪魔になることがある。

更に、特許文献３には、アクリル樹脂等を主成分とした二液反応型、溶剤型、またはエマルション型の樹脂からなる基材に小突起形状を付与することで雨天時の視認性を改善することが開示されている。しかしながら、これらの樹脂は硬化速度が遅すぎて交通渋滞の原因となってしまう。

基材層の表面から再帰性反射材料を突出させるための実用的な方法として、特許文献４及び５には、透明微小球を固着する基材に突起を一体成形することが記載されている。しかし、突起及び基材は塑性変形可能な材料から形成されているため、磨耗やよじれ等の劣化が生じる場合がある。

特許文献２〜５に記載の路面標示材の形成方法では、基材層に透明微小球を分散させた後で凹凸形状を付けたり、基材層に凹凸形状を付けた後で透明微小球を散布したりしている。そのため、凸部分に選択的に、平坦部分とは異なる透明微小球を固着させることは困難であった。

特許文献６には、封入レンズ型反射シートを利用して路面標示材の雨天時の視認性を改善することが記載されている。しかしながら、この封入型反射シートには反射膜が必須であるため、道路標示用の白線としては明度が不足している。

特許文献７には、大粒径ガラス微小球、固着用樹脂、封入レンズ型反射シート、ベースシートからなる全天候型路面標示シートが開示されている。しかしながら、ベースシートはゴムや合成樹脂から形成されているため、耐久性が不十分である。
特開平５−１５６６１４号公報 特許第３０９１９９６号公報 特許第２５１５４７８号公報 特開２０００−２７３８３１ 特表２００２−５２７７９７ 特許第３７１７９３８号公報 特公平８−２３７３９号公報

本発明は上記従来の問題を解決するものであり、その目的とするところは、雨天時の視認性及び耐久性に優れた路面標示材を提供することにある。

本発明は、熱可塑性結合材、体質材及び着色材を含有する熱溶融性組成物からなる基材層；
該基材層に固定された、コア材とその表面に設けられた結合材層と該結合材層に固定された屈折率２．０〜２．５の高屈折率透明微小球とを有する粒径５００〜２０００μｍの再帰性反射エレメント；及び
該基材層に固定された、屈折率１．５〜２．０及び粒径１００〜１０００μｍの低屈折率透明微小球；
を有する第１の路面標示材を提供する。

本発明は、熱可塑性結合材、体質材及び着色材を含有する熱溶融性組成物からなる基材層；
該基材層に固定された、コア材とその表面に設けられた結合材層と該結合材層に固定された屈折率２．０〜２．５の高屈折率透明微小球とを有する粒径５００〜２０００μｍの再帰性反射エレメント；及び
該基材層に固定された、屈折率２．０〜２．５の高屈折率透明微小球；
を有する第２の路面標示材を提供する。

本発明の第１の路面標示材は、熱可塑性結合材、体質材及び着色材を含有する熱溶融性組成物を溶融して路面に塗布する工程；
予め加熱された、コア材とその表面に設けられた結合材層と該結合材層に固定された屈折率２．０〜２．５の高屈折率透明微小球とを有する粒径５００〜２０００μｍの再帰性反射エレメントを、該熱溶融性組成物の溶融膜に散布する工程；
屈折率１．５〜２．０及び粒径１００〜１０００μｍの低屈折率透明微小球を該熱溶融性組成物の溶融膜に散布する工程；
を包含する方法により形成することが望ましい。

本発明の第２の路面標示材は、熱可塑性結合材、体質材及び着色材を含有する熱溶融性組成物を溶融して路面に塗布する工程；
予め加熱された、コア材とその表面に設けられた結合材層と該結合材層に固定された屈折率２．０〜２．５の高屈折率透明微小球とを有する粒径５００〜２０００μｍの再帰性反射エレメントを、該熱溶融性組成物の溶融膜に散布する工程；
屈折率２．０〜２．５の高屈折率透明微小球を該熱溶融性組成物の溶融膜に散布する工程；
を包含する方法により形成することが望ましい。

本発明の路面標示材は基材層の表面から再帰性反射エレメントが突出しており、その全体が水で覆われ難いため、雨天時の視認性に優れている。つまり、（大粒径の）再帰性反射エレメントにより基材層に水が溜まるのが防止されるために、基材層が完全に水で覆われることはない。また、再帰性反射エレメントは機械的強度に優れ、基材層に強固に固定されているために、本発明の路面標示材は耐久性にも優れている。

図１は本発明の一実施態様である路面標示材の断面図である。路面１の上に基材層２が設けられており、基材層２には再帰性反射エレメント３及び低屈折率透明微小球４がそれぞれ固定されている。

路面は舗装された道路の表面であればよい。道路の舗装材にはアスファルトやコンクリート等が通常用いられている。基材層は熱可塑性結合材、体質材及び着色材等を含有する熱溶融性組成物からなる。熱溶融性組成物は路面への施工が容易であり、固化速度が早いため短時間かつ低コストで路面標示材を形成できるからである。

熱溶融性組成物中の熱可塑性結合材は５０〜２００℃、特に７０〜１２０℃の軟化温度を有することが好ましい。熱溶融性組成物中の熱可塑性結合材の軟化温度がこの範囲外であると、熱溶融性組成物が以下に示した適性粘度をもたない。熱溶融性組成物の適性温度は１８０℃において８０００ｍＰａ・ｓ以下、特に５０００〜６５００ｍＰａ・ｓの粘度を示すことが好ましい。１８０℃における熱溶融性組成物の粘度が８０００ｍＰａ・ｓを越えると再帰性反射エレメント等の固定が不十分になるおそれがある。

熱可塑性結合材は天然もしくは合成のゴムや樹脂から適宜選択することができ、これらを組み合わせて混合して使用してもよい。適当な結合材の例には、脂肪族系石油樹脂、ポリブテン等の石油系炭化水素樹脂、クマロン・インデン樹脂等のクマロン樹脂、フェノール・ホルムアルデヒド樹脂等のフェノール樹脂、テルペン・フェノール樹脂、ポリテルペン樹脂等のテルペン系樹脂、合成ポリテルペン樹脂、芳香族系炭化水素樹脂、不飽和炭化水素重合体、イソプレン系樹脂、水素添加炭化水素樹脂、炭化水素系粘着化樹脂、水素添加ロジン、水素添加ロジンのエステル樹脂、重合ロジン、硬化ロジン等のロジン誘導体等が挙げられる。

アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、ネオプレン、ポリアクリレート、天然ゴム又はスチレン−ブタジエン共重合体、あるいはそれらの少なくとも１種を含む未加硫ゴムを熱可塑性結合材に用いてもよい。体質材及び着色材等の熱溶融性組成物の他の成分は通常用いられる材料を用いる。例えば、体質材としては、炭酸カルシウム、珪石、ガラス粉、アルミナ、寒水石等が用いられ、これらを単体または複数で組み合わせることができる。着色材としては、酸化チタン、亜鉛華、鉛白等の白色顔料や有機系黄色顔料、黄鉛、チタンイエロー等の黄色顔料を用いることができる。熱溶融性組成物の他の成分としては、JIS K5665に定められたガラスビーズ、可塑剤、沈降防止剤、酸化防止剤等の添加剤を使用しても良い。

図２は再帰性反射エレメントの構成の一例を示す断面図である。コア材５の表面には結合剤層６が設けられており、結合材層６には高屈折率透明微小球７が固定されている。

コア材は機械的強度に優れた粒子であればよい。コア材中の高屈折率透明微小球のビッカーズ硬度は８００Ｋｇｆ/ｍｍ^２以上、好ましくは１０００〜２０００Ｋｇｆ/ｍｍ^２である。コア材中の高屈折率透明微小球のビッカーズ硬度が８００Ｋｇｆ/ｍｍ^２未満であると基材層の表面から突出した再帰性反射エレメントが磨耗し易くなり、路面標示材の耐久性が低下する。コア材の粒径は平均５００〜２０００μｍ、好ましくは平均５００〜１５００μｍである。適当なコア材の例にはシリカ（ＳｉＯ_２）、アルミナ（ａl_２Ｏ_３）、酸化鉄（Ｆｅ₂Ｏ_３）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化カリウム（Ｋ_２Ｏ）等の粒子が挙げられる。

結合材層は好ましくは結合樹脂を含む結合材組成物からなる。適当な結合樹脂は、例えば、ビニールベースの熱可塑性樹脂、ポリウレタン樹脂又はエポキシベースの熱硬化性樹脂などである。透明微小球との強固な固着力を得るためには、結合樹脂は熱硬化性樹脂、例えば、２液反応性ウレタン樹脂であることが好ましい。結合材組成物は、さらに、顔料を含んでもよい。例えば、白色顔料は結合材層に効率の良い反射の機能を提供するため好ましい。反射効率が向上すると、路面標示材には一層高い視認性が提供される。白色顔料の例には酸化チタン等がある。

高屈折率透明微小球は、雨天時のように、表面に水が付着し易い状態において再帰性反射を発現するために用いる。高屈折率透明微小球の屈折率は２．０以上であり、特に、２．２〜２．５の範囲にあることが好ましい。高屈折率透明微小球の屈折率が２．０未満であると、雨天時の視認性が低下する。但し、雨天時の視認性を確保できる場合は、屈折率が２．０未満の透明微小球を高屈折率透明微小球と共に用いてもよい。

高屈折率透明微小球の粒径は、路面標示材に要求される性能に応じて変更することができる。高屈折率透明微小球の平均粒径は５０〜１０００μｍの範囲にあることが好ましい。高屈折率透明微小球の平均粒径が５０μｍ未満であると、再帰反射効率が低下する。反対に、高屈折率透明微小球の平均粒径が１０００μｍを越えると、走行中の自動車から大きく衝撃を受け、コア材の表面から剥離し、脱落し易くなる。

再帰性反射エレメントの製造方法は特に限定されないが、例えば、まずコア材と液状の結合材組成物とを混合し、得られたスラリー状混合物を、高屈折率透明微小球を含む微小球と接触させる方法がある。かかる方法は、例えば、ＷＯ２００５／７２８５７号に記載されている。

再帰性反射エレメントは平均粒径５００〜２０００μｍを有することが好ましい。再帰性反射エレメントの平均粒径が５００μｍ未満であると再帰性反射エレメント全体が水で覆われ易くなり、路面標示材の雨天時の視認性が低下する。再帰性反射エレメントの平均粒径が２０００μｍを越えると基材層の表面から突出した再帰性反射エレメントが脱落し易くなり、路面標示材の耐久性が低下する。また、再帰性反射エレメントは低屈折率透明微小球及び高屈折率透明微小球よりも大きな粒径を有することが好ましい。

ここで再度図１を参照して、低屈折率透明微小球４は、再帰性反射エレメントにより得られる再帰性反射を補強するために用いる。低屈折率透明微小球の屈折率は１．５〜２．０、特に、１．５〜１．８の範囲にあることが好ましい。低屈折率透明微小球の屈折率が１．５未満であると視認性が低下する。但し、屈折率が２．０以上の透明微小球を低屈折率透明微小球と共に、または単独で用いて視認性を向上させてもよい。

低屈折率透明微小球の粒径は、路面標示材に要求される性能に応じて変更することができる。低屈折率透明微小球の平均粒径は５０〜１０００μｍの範囲にあることが好ましい。低屈折率透明微小球の平均粒径が５０μｍ未満であると、再帰反射効率が著しく低下する。反対に、低屈折率透明微小球の平均粒径が１０００μｍを越えると、走行中の自動車から大きく衝撃を受け、基材層の表面から剥離し、脱落し易くなる。

本発明の路面標示材は、例えば、次のような方法によって路面に形成することができる。まず、熱溶融性組成物を溶融して、横断歩道や交通標識等のパターンに応じて路面に塗布する。塗布は溶融式路面標示施工機のような、通常用いられる塗布装置を用いればよい。塗布温度は一般に１５０〜２００℃である。また、塗布量は膜厚が１．０〜２．０ｍｍとなるように調節する。

ついで、熱溶融性組成物の溶融膜上に、再帰性反射エレメントと透明微小球とを散布する。その後、熱溶融性組成物は環境温度に冷却し、固化して、基材層となり、再帰性反射エレメントと低屈折率透明微小球とは基材層に固定される。再帰性反射エレメントと低屈折率透明微小球との散布は同時に行なっても別々に行なってもよい。

但し、再帰性反射エレメントと透明微小球との散布を同じ方法で行うと、基材に対する固着の強度が、両者の間で相当異なってしまうことが明らかになった。基材に対する固着の強度が再帰性反射エレメントと低屈折率透明微小球との間で異なっていると、自動車等の往来による衝撃によりどちらか一方が脱落し易くなり、路面標示材の耐久性が低下してしまう。

この問題の要因の一つは、再帰性反射エレメントと透明微小球との間で、熱溶融性組成物の溶融膜に対する沈み込みに差があることではないかと考えられる。再帰性反射エレメントと透明微小球とでは、表面構造、質量や寸法などが異なり、溶融膜の表面に対する作用も相当異なるからである。

この問題を解決するために、散布の前に再帰性反射エレメントを加熱しておくことが好ましい。再帰性反射エレメントを加熱する温度は熱溶融性組成物の塗布温度を考慮して適宜決定される。例えば、熱溶融性組成物の塗布温度が１５０〜２００℃である場合は、再帰性反射エレメントの加熱温度は５０〜２００℃、好ましくは８０〜１５０℃である。再帰性反射エレメントの加熱温度が５０℃未満であると基材に対する固着の強度が不十分となり、２００℃を越えると再帰性反射エレメントが沈み込み過ぎて反射性が低下する。

本発明の路面標示材は、より好ましくは、熱溶融性組成物の溶融膜上に、予め加熱された再帰性反射エレメントを散布し、次いで、低屈折率透明微小球を含む透明微小球を散布することにより、路面に形成される。

実施例１
表１の配合からなる熱溶融型路面標示材組成物（１８０℃における粘度６０００Ｐａ・ｓ）を１９０℃で溶融した後、アスファルトの路面上に１．５ｍｍの厚さに塗布した。平均粒径約８０μｍおよび屈折率約２．４の多数のセラミックビーズを、２液反応性ウレタン樹脂で、平均粒径約８００μｍのシリカ粒子の表面に接着させた再帰性反射エレメント（３Ｍ社製「サンドコア反射エレメント」、平均粒径約１２００μｍ）を１２０℃に加熱した。このサンドコア反射エレメントを、組成物の溶融膜に１６０ｇ／ｍ^２の量で散布した。次いで、同じ溶融膜に、ガラスビーズ（ポッターズバロティーニ社製「ＳＧＢ１５３Ｔ」、屈折率約１．５、平均粒径１００〜８５０μｍ）を４００ｇ／ｍ^２の量で散布した。その後熱溶融型路面標示材組成物を自然冷却させて路面標示材を形成した。

［表１］

実施例２
ガラスビーズの代わりに屈折率２．４のセラミックビーズを４００ｇ／ｍ^２の量で散布すること以外は実施例１と同様にして、路面標示材を形成した。

参考例
サンドコア反射エレメントを加熱しないこと以外は実施例１と同様にして路面標示材を形成した。

密着性試験
図３はサンドコア反射エレメントの密着性試験として行なわれる操作を示した模式断面図である。基材層２に埋没したサンドコア反射エレメント３に対して、４５度の角度でカッターナイフ８を入れた後、カッターナイフを上向きに押し上げた。次に、サンドコア反射エレメントの状態を目視によって調べた。結果を表２に示す。

［表２］

本発明の一実施態様である路面標示材の断面図である。 再帰性反射エレメントの構成の一例を示す断面図である。 サンドコア反射エレメントの密着性試験として行なわれる操作を示した模式断面図である。

符号の説明

１…路面、
２…基材層、
３…再帰性反射エレメント、
４…低屈折率透明微小球、
５…コア材、
６…結合材層、
７…高屈折率透明微小球。

Claims (6)

1. 熱可塑性結合材、体質材及び着色材を含有する熱溶融性組成物からなる基材層；
   該基材層に固定された、コア材とその表面に設けられた結合材層と該結合材層に固定された屈折率２．０〜２．５の高屈折率透明微小球とを有する粒径５００〜２０００μｍの再帰性反射エレメント；及び
   該基材層に固定された、屈折率１．５〜２．０及び粒径１００〜１０００μｍの低屈折率透明微小球；
   を有する路面標示材であって、
   該再帰性反射エレメント又は該低屈折率透明微小球の基剤層に対する固定は、溶融して路面に塗布された熱溶融性組成物に対して該再帰性反射エレメント又は該低屈折率透明微小球を散布することにより行われ、その際、該再帰性反射エレメントのみが散布の前に５０〜２００℃に加熱され、そして
   該高屈折率透明微小球は選択的に基材層の表面より高い位置に設置される、路面標示材。
2. 前記熱溶融性組成物が１８０℃において８０００ｍＰａ・ｓ以下の粘度を有する請求項１に記載の路面標示材。
3. 前記結合材層が白色顔料を含有する請求項１又は２に記載の路面標示材。
4. 前記再帰性反射エレメントは、前記結合剤層に固定された屈折率１．５〜２．０及び粒径１００〜１０００μｍの低屈折率透明微小球は有しないものである、請求項１〜３のいずれか一項に記載の路面標示材。
5. 熱可塑性結合材、体質材及び着色材を含有する熱溶融性組成物を溶融して路面に塗布する工程；
   予め加熱された、コア材とその表面に設けられた結合材層と該結合材層に固定された屈折率２．０〜２．５の高屈折率透明微小球とを有する粒径５００〜２０００μｍの再帰性反射エレメントを、該熱溶融性組成物の溶融膜に散布する工程；
   屈折率１．５〜２．０及び粒径１００〜１０００μｍの低屈折率透明微小球を該熱溶融性組成物の溶融膜に散布する工程；
   を包含する請求項１に記載の路面標示材の形成方法であって、
   該再帰性反射エレメント又は該低屈折率透明微小球を散布する際、該再帰性反射エレメントのみが散布の前に５０〜２００℃に加熱され、そして
   該高屈折率透明微小球は選択的に基材層の表面より高い位置に設置される、路面標示材の形成方法。
6. 前記再帰性反射エレメントの加熱温度が７０〜２００℃である請求項５に記載の路面標示材の形成方法。

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