JP5719310B2 - 路面標示材用複合反射素子の製造方法および路面標示材用複合反射素子を含有してなる路面標示材 - Google Patents
路面標示材用複合反射素子の製造方法および路面標示材用複合反射素子を含有してなる路面標示材 Download PDFInfo
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Description
また、例えば、コア材とその表面に設けられた結合剤層に固定化された高屈折率ビーズからなる再帰性反射エレメントを含んだ路面標示材が紹介されている(特許文献5,6)。
また、特許文献5、6の該再帰性反射エレメントの製造方法は、溶剤系の熱硬化性樹脂による結合剤を使用し、粒子同士の接着が発生するので歩留まりが悪く、また硬化に時間を要する等のコストの面や、更にはタック性が残り作業性に問題がある。
また、溶融式路面標示材では該再帰性エレメントを標示材基材に固着させるために加熱する必要があるが、その加熱温度は結合剤の耐熱性限界に近く黄変するという問題がある。特に、基材粘度が高い際には、高輝度ビーズ散布後バーナーで炙って埋め込む必要があり黄変が激しくなる。
一方、ペイント式路面標示材に散布する場合は耐溶剤性が必要となるが、該再帰性反射エレメントでは表面の高屈折率ビーズが離脱してしまい視認性の効果が損なわれる。
更に、再帰性反射エレメントは基材となる路面標示材との密着性、また更に無機粒子と高屈折率ガラスビーズの接着強度も必要であるが、十分満足できるものとは云い難い。
また、バインダーが無溶剤系なので環境を悪化させることがなく、また作業性が良好で、更には有機系バインダーと比べて硬化性が良くタックが残りにくく、二次凝集も少ないので歩留まりも良くなる。また、製造方法も容易で安価に製造することができる。
ガラスビーズの平均粒子径は10〜500μmで、好ましくは10〜300μm、より好ましくは10〜200μm、更に好ましくは40〜100μmである。
平均粒子径が10μm未満では反射輝度が乏しくなり、一方、500μmを超えるとコア材に固着しにくい。これは、コア材の概ね10分の1以下でないとガラスビーズとコア材との接触面積が小さくなるためである。
尚、ここでの平均粒子径とは、レーザー回折式粒度分布計Microtrac-FRA によって求められる体積基準平均粒子径D50 である。
尚、本発明の路面標示材用複合反射素子は、コア材の粒子表面の全体のみならず、一部がガラスビーズで固着されている場合も含む。
尚、ここでの平均粒子径は、ロータップシェーカーでJIS標準篩を用いて作成したロジン・ラムラー分布から算出した50%積算ふるい上である。
市販のセルベンB(粒子径400μm〜800μm、平均粒子径540μm;(株)山森土本鉱業所製)100g、パールマイカME−100R((株)山口雲母工業所製)を5g、フリットVY0144M2(日本フリット(株)製)2gを1Lの紙カップに入れ、次いで水ガラス6gを添加して手撹拌して十分に混合した。それをロータリーキルン(Φ200mm×1800mm)に投入して700℃、回転数9rpmで焼き付けた後、冷却してコア材を得た。
このコア材を100g、フリットVY0144M2(日本フリット(株)製)2gを1Lの紙カップに入れ、次いで水ガラス15gを添加して手撹拌して十分に混合した。そこにガラスビーズであるユニビーズUB−56NH(粒子径75〜90μm、平均粒子径83μm;屈折率2.2;(株)ユニオン製)を50g、UB−34NH(粒子径53〜63μm、平均粒子径57μm;屈折率2.2;(株)ユニオン製)を30g、UB−12NH(粒子径38〜45μm、平均粒子径43μm;屈折率2.2;(株)ユニオン製)を20g投入して手撹拌した後、ロータリーキルンに投入して焼き付けた。それを上網目開き1700μm、下網目開き250μmで篩中を路面標示材用複合反射素子とした。
得られた路面標示材用複合反射材の光学顕微鏡写真(100倍)を図1に示す。
市販のホワイトシリカ20−40メッシュ品(粒子径400μm〜800μm、平均粒子径570μm;(株)山森土本鉱業所製)100g、パールマイカME−100R((株)山口雲母工業所製)を5g、フリットVY0144M2(日本フリット(株)製)2gを1Lの紙カップに入れ、次いで水ガラス6gを添加して手撹拌して十分に混合した。それをロータリーキルン(Φ200mm×1800mm)に投入して700℃、回転数9rpmで焼き付けた後、冷却してコア材を得た。
このコア材を100g、フリットVY0144M2(日本フリット製)2gを1Lの紙カップに入れ、次いで水ガラス15gを添加して手撹拌して十分に混合した。そこにガラスビーズであるユニビーズUB−56NH(粒子径75〜90μm、平均粒子径83μm)を100g投入して手撹拌した後、ロータリーキルンに投入して焼き付けた。それを上網目開き1700μm、下網目開き250μmで篩中を路面標示材用複合反射素子とした。
コア材として市販の珪石に酸化チタンコートされた20ホワイト(粒子径400μm〜800μm、平均粒子径610μm;(株)山森土本鉱業所製)100g、フリットVY0144M2(日本フリット(株)製)2gを1Lの紙カップに入れ、次いで水ガラス9gを添加して手撹拌して十分に混合した。そこにガラスビーズであるユニビーズUB−56NH(粒子径75〜90μm、平均粒子径83μm)を100g投入して手撹拌した。それをロータリーキルン(Φ200mm×1800mm)に投入して700℃、回転数9rpmで焼き付けた。滞留時間は5分であった。それを上網目開き1700μm、下網目開き250μmで篩中を路面標示材用複合反射素子とした。
コア材として重晶石をハンマーミルで粉砕してJIS標準篩(目開き350〜710μm)で篩分けて粒度調整した粒状バライト(粒子径350〜710μm、平均粒子径460μm)を100g、フリットVY0144M2(日本フリット(株)製)3gを1Lの紙カップに入れ、次いで水ガラス9gを添加して手撹拌して十分に混合した。そこにガラスビーズであるユニビーズUB−56NH(粒子径75〜90μm、平均粒子径83μm)を35g投入して手撹拌した。それをロータリーキルン(Φ200mm×1800mm)に投入して700℃、回転数9rpmで焼き付けた。滞留時間は5分であった。それを上網目開き1700μm、下網目開き250μmで篩中を路面標示材用複合反射素子とした。
コア材として市販の珪石に酸化チタンコートされた67ホワイト(粒子径100μm〜450μm、平均粒子径230μm;(株)山森土本鉱業所製)100g、フリットVY0144M2(日本フリット(株)製)2gを1Lの紙カップに入れ、次いで水ガラス15gを添加して手撹拌して十分に混合した。そこにガラスビーズであるユニビーズUB−12NH(粒子径38〜45μm、平均粒子径43μm;屈折率2.2;(株)ユニオン製)を100g投入して手撹拌した。それをロータリーキルン(Φ200mm×1800mm)に投入して700℃、回転数9rpmで焼き付けた。滞留時間は5分であった。それを目開き1000μmの篩を通し、篩下を路面標示材用複合反射素子とした。
市販のセルベンB(粒子径400μm〜800μm、平均粒子径540μm;(株)山森土本鉱業所製)100g、市販の蓄光顔料ミノルバBGL−300FF(根本特殊化学(株)製)を3g、フリットVY0144M2(日本フリット(株)製)2gを1Lの紙カップに入れ、次いで水ガラス6gを添加して手撹拌して十分に混合した。それをロータリーキルン(Φ200mm×1800mm)に投入して700℃、回転数9rpmで焼き付けた後、冷却してコア材を得た。
このコア材を100g、フリットVY0144M2(日本フリット製)2gを1Lの紙カップに入れ、次いで水ガラス12gを添加して手撹拌して十分に混合した。そこにガラスビーズであるユニビーズUB−56NH(粒子径75〜90μm、平均粒子径83μm)を100g投入して手撹拌した後、ロータリーキルンに投入して焼き付けた。それを上網目開き1700μm、下網目開き250μmで篩中を路面標示材用複合反射素子とした。
コア材として市販のセラミックビーズであるセノビーズCZS−0120(粒子径1000μm〜1200μm、平均粒子径1120μm;CENOTEC CO.,LTD製)を75g、フリットVY0144M2(日本フリット(株)製)2gを1Lの紙カップに入れ、次いで水ガラス7gを添加して手撹拌して十分に混合した。そこにガラスビーズであるユニビーズUB−56NH(粒子径75〜90μm、平均粒子径83μm)を25g投入して手撹拌した後、ロータリーキルンに投入して同様に焼き付けた。それを上網目開き1700μm、下網目開き250μmで篩中を路面標示材用複合反射素子とした。
実施例1において、3種のガラスビーズUB−56NH、UB−34NH、UB−12NHに代えてGB−AH(粒子径45〜90μm、平均粒子径70μm;屈折率1.5〜1.53;ポッターズ・バロティーニ製)100gを用いた以外は実施例1と同様にして路面反射材用複合反射素子を得た。
下記配合でポリウレタン2液バインダーを調整した。
<主剤>
タケネートL−1032(イソシアネート;三井化学(株)製):40部
<硬化剤>
アクトコール87−34(ポリオール;三井化学(株)製):45部
ニッカオクチックス鉛17%DINP(硬化触媒;日本化学産業製(株)):4部
パールマイカME−100R(パール顔料:(株)山口雲母工業所製):50部
DINP(可塑剤;(株)ジェイ・プラス製):15部
*混合比率;主剤/硬化剤=1/3
次いで、コア材としてシリカ(商品名:シルシック粒:粒子径400〜800μm、平均粒子径560μm:(株)山森土本鉱業所製)5kgをハイスピードミキサー(FS−GS−10J型;深江工業(株)製)に投入し、上記配合のポリウレタン2液バインダー320gを撹拌しながら添加した。添加終了後、ユニビーズUB−56NH(粒子径75〜90μm、平均粒子径83μm)5kgを撹拌しながら投入し、投入終了後5分間撹拌した。それを排出して、50℃のオーブンで2時間養生硬化させた。それを目開き1.7mmのJIS標準篩でメッシュパスさせようとしたが、タックが激しいために2日間養生して硬化させた後にメッシュパスさせて路面標示材用複合反射素子を得た。尚、ミキサーの羽根は円盤型で、アジテータ150rpm、チョッパー600rpmで運転し、ジャケットには50℃のオイルを循環させた。
得られた路面標示材用複合反射材の光学顕微鏡写真(100倍)を図1に示す。
下記配合で変性シリコーン2液バインダーを調整した。
<主剤>
S810(変性シリコーン樹脂;(株)カネカ製):50部
DOP(可塑剤;(株)ジェイ・プラス製):30部
<硬化剤>
ネオスタンU−28(スズ系硬化触媒;(株)カネカ製):12部
ラウリルアミン(反応調整材:和光純薬工業(株)製):50部
DINP(可塑剤;(株)ジェイ・プラス製):14部
*混合比率;主剤/硬化剤=10/1
コア材として市販のセルベンB(粒子径400μm〜800μm、平均粒子径540μm;(株)山森土本鉱業所製)100gを1Lの紙カップに入れ、次いで上記配合で調節した変性シリコーン2液バインダーを4g投入し、次いでユニビーズUB−34NH(粒子径53〜63μm、平均粒子径57μm)を100g投入して、遊星式撹拌・脱泡装置マゼルスターKK−500)を用いて、(公転500rpm、自転500rpm、60秒)の条件で混合した。それを50℃のオーブンで2時間養生硬化させた。それを目開き1.7mmのJIS標準篩でメッシュパスさせようとしたが、タックが激しいために2日間養生して硬化させた後にメッシュパスさせて路面標示材用複合反射素子とした。
下記配合で変性シリコーンエポキシ樹脂バインダーを調整した。
SAT−200サイリル樹脂(変性シリコーンエポキシ樹脂;(株)カネカ製):71部
ネオスタンU−100(スズ系硬化触媒;日東化成(株)製):4部
KBM−603(接着付与剤;信越化学工業(株)):2部
CR−50(酸化チタン;石原産業(株)製):24部
メチルイソブチルケトン(可塑剤;和光純薬工業(株)):70部
コア材として市販のガラスビーズUB−1719LN(粒子径600〜850μm、平均粒子径720μm)5kgをハイスピードミキサー(FS−GS−10J型)に投入し、上記配合の変性シリコーンエポキシ樹脂バインダー240gを撹拌しながら添加した。添加終了後、ユニビーズUB−56NH(粒子径75〜90μm、平均粒子径83μm)5kgを撹拌しながら投入し、投入終了後5分間撹拌した。それを排出して、50℃のオーブンで3時間養生硬化させた。それを目開き1.7mmのJIS標準篩でメッシュパスさせようとしたが、タックが激しいために2日間養生して硬化させた後にメッシュパスさせて路面標示材用複合反射素子を得た。尚、ミキサーの羽根は円盤型で、アジテータ150rpm、チョッパー600rpmで運転し、ジャケットには50℃のオイルを循環させた。
下記配合でポリウレタン2液バインダーを調整した。
<主剤>
タケネートL−1032(イソシアネート;三井化学(株)製):40部
<硬化剤>
アクトコール87−34(ポリオール;三井化学(株)製):45部
ニッカオクチックス鉛17%DINP(硬化触媒;日本化学産業製(株)):4部
DINP(可塑剤;(株)ジェイ・プラス製):50部
*混合比率;主剤/硬化剤=1/3
ユニビーズUB−56NH(粒子径75〜90μm、平均粒子径83μm)、UB−34NH(粒子径53〜63μm、平均粒子径57μm)、UB−12NH(粒子径38〜45μm、平均粒子径43μm)、UB−02NH(粒子径0〜45μm、平均粒子径25μm;屈折率2.2;(株)ユニオン製)各1kgをハイスピードミキサー(FS−GS−10J型)に投入し、上記配合のポリウレタン2液バインダー600gを撹拌しながら滴下し、滴下終了後5分間撹拌しガラスビーズの造粒物を得た。それを排出して、50℃のオーブンで2時間養生硬化させた。それを目開き1.7mmのJIS標準篩でメッシュパスさせようとしたが、タックが激しいために2日間養生して硬化させた後にメッシュパスさせて路面標示材用複合反射素子を得た。尚、ミキサーの羽根は円盤型で、アジテータ150rpm、チョッパー600rpmで運転し、ジャケットには50℃のオイルを循環させた。
実施例1〜8、比較例1〜4によって得られた複合反射素子を下記試験項目で評価した。結果を表2に示す。
複合反射素子を適量とり250℃のオーブンで30分間加熱し、下記の基準で変化度合いを肉眼で評価した。
◎:加熱前後で色相に変化が無い。
○:加熱後やや黄色味を帯びている。
△:加熱後黄色く変色している。
×:加熱後茶褐色に変色している。
300mlのビーカーにトルエン及びキシレンを100gとり、複合反射素子を10g投入して30分間で撹拌し、下記の基準でガラスビーズの離脱度合いをルーペ(30倍)で観察し評価した。
◎:複合反射素子表面からガラスビーズの離脱が見当たらない。
○:複合反射素子表面から多少ガラスビーズが離脱しているが、被覆率がコア材表面の80%以上である。
△:複合反射素子表面からガラスビーズの離脱があり、被覆率がコア材表面の60%以上80%未満であるか、又は、コア材表面のバインダーが膨潤している。
×:複合反射素子表面からガラスビーズの離脱が多く、被覆率がコア材表面の60未満であるか、又は、コア剤表面からバインダーが剥離している。
複合反射素子を80℃の温水に3日間養生してから取り出して30分間撹拌し、下記の基準でガラスビーズの離脱度合いをルーペ(30倍)で観察し評価した。
◎:複合反射素子表面からガラスビーズの離脱が見当たらない。
○:複合反射素子表面から多少ガラスビーズが離脱しているが、被覆率がコア材表面の80%以上である。
△:複合反射素子表面からガラスビーズの離脱があり、被覆率がコア材表面の60%以上80%未満であるか、又は、コア材表面のバインダーが膨潤している。
×:複合反射素子表面からガラスビーズの離脱が多く、被覆率がコア材表面の60未満であるか、又は、コア剤表面からバインダーが剥離している。
複合反射素子をパウダーテスター(ホソカワミクロン(株)製)で3分間(180回)タッピングした後、50℃のオーブンに3日間放置し複合反射素子の凝集性・タック性を下記の基準で評価した。
◎:複合反射素子同士の凝集がなく流動性が良好であり、表面ベタツキが無い。
○:複合反射素子同士の凝集がなく流動性が良好であるが、若干表面ベタツキがある。
△:複合反射素子同士が凝集しているが比較的簡単に解れる。又は、表面ベタツキがあるが目開き1.7mmのJIS標準篩をガラスビーズの離脱することなく通過させることができる。
×:複合反射素子同士が凝集し容易に解れない。又は、表面ベタツキが強くハンドリングできない。
複合反射素子を遊星式撹拌・脱泡装置マゼルスターKK−500(倉敷紡績(株)製)に投入し、公転760rpm、自転760rpm、120秒)の条件で撹拌し、下記の基準でガラスビーズの離脱度合いをルーペ(30倍)で観察し評価した。
◎:複合反射素子表面からガラスビーズの離脱が見当たらない。
○:複合反射素子表面から多少ガラスビーズが離脱しているが、被覆率がコア材表面の80%以上である。
△:複合反射素子表面からガラスビーズの離脱があり、被覆率がコア材表面の60%以上80%未満である。
×:複合反射素子表面からガラスビーズの離脱が多く、被覆率がコア材表面の60未満である。
日本ライナー(株)から「エバーライン白S」(JIS K 5665 3種 適合品)という商品名で市販されている溶剤型の道路標示材を基材として用意した。この基材を電熱器(1200W)で195℃になるまでステンレス製のかき混ぜ棒で撹拌した。これをアルミニウム板(150×70×1.5mm)に幅60mm、厚さ約2mmに塗布した。次いで、予め220℃に加温した実施例1〜8、比較例1〜4によって得られた複合反射素子を180g/ m2 の密度で散布した後、ガラスビーズUB−108L(屈折率1.52、粒子径106〜850μm、平均粒子径530μm;(株)ユニオン製)を400g/ m2 の密度で散布し路面用道路標示材の塗板を得た。
比較例9は、複合反射素子の代わりに実施例1等で用いたガラスビーズUB−56NHを、比較例10は、複合反射素子の代わりにガラスビーズユニフラッシュUB−1521(屈折率1.93、粒子径425〜1180μm、平均粒子径880μm;(株)ユニオン製)を用い、上記と同様に180g/ m2 の密度で散布し路面用道路標示材の塗板を得た。表3にこの路面標示材の再帰性反射性能、視認性の評価結果を示す。
反射輝度計ミロテックス7(東芝バロティーニ(株)製)による測定した。尚、再帰反射性能における乾燥とは常温で水の影響の無い状態で、湿潤とは複合反射素子が充分水に埋没している(水膜に覆われている)状態でそれぞれ計測したことを示す。
<視認性>
暗室において、塗板を水に浸漬させた状態でライトを当て、目視での視認性を下記基準で評価した。
5:非常によく見える。
4:よく見える。
3:普通である。
2:あまり見えない。
1:見えない。
アトミクス(株)から「ハードラインH250B」(JIS K 5665 2種 適合品)という商品名で市販されている溶剤型の道路標示材を基材として用意した。この基材を電熱器(1200W)で60℃になるまでステンレス製のかき混ぜ棒で撹拌した。これをアルミニウム板(150×70×1.5mm)に幅60mm、厚さ約2mmに塗布した。次いで、実施例1〜8、比較例1〜4によって得られた複合反射素子を180g/ m2 の密度で散布し、次いでガラスビーズUB−108L(屈折率1.52、粒子径106〜850μm、平均粒子径530μm;(株)ユニオン製)を400g/ m2 の密度で散布し路面用道路標示材の塗板を得た。
比較例15は、複合反射素子の代わりに実施例1等で用いたUB−56NHを、比較例16は、複合反射素子の代わりにユニフラッシュUB−1521(屈折率1.93、粒子径425〜1180μm、平均粒子径880μm;(株)ユニオン製)を用い、上記と同様に180g/ m2 の密度で散布し路面用道路標示材の塗板を得た。
表4にこの路面標示材の再帰性反射性能、視認性の評価結果を示す。尚、評価方法は実施例9〜16、比較例5〜10と同様に実施した。尚、再帰反射性能における乾燥とは常温で水の影響の無い状態で、湿潤とは複合反射素子が充分水に埋没している(水膜に覆われている)状態でそれぞれ計測したことを示す。
Claims (8)
- コア材と屈折率1.5〜2.8、平均粒子径10〜500μmのガラスビーズと無機バインダーを撹拌混合し、次いで焼き付けてコア材の表面にガラスビーズを固着させることを特徴とする路面標示材用複合反射素子の製造方法。
- コア材が、セラミックビーズ、バライト、セルベン、珪石、酸化亜鉛、アルミナ、ホワイトシリカから選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする請求項1記載の路面標示材用複合反射素子の製造方法。
- コア材の平均粒子径が100〜5000μmであることを特徴とする請求項1又は2記載の路面標示材用複合反射素子の製造方法。
- コア材の表面が、酸化チタン、マイカのいずれか又は両方、又はパール顔料からなる被覆材で無機バインダーにより被覆されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の路面標示材用複合反射素子の製造方法。
- 無機バインダーが水ガラスであることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の路面標示材用複合反射素子の製造方法。
- ガラスビーズが10〜100μmの幅広い粒度分布を有することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の路面標示材用複合反射素子の製造方法。
- 請求項1〜6の何れか1項に記載の複合反射素子の表面が、蛍光顔料又は蓄光顔料で被覆されていることを特徴とする路面標示材用複合反射素子の製造方法。
- 請求項1〜7の何れか1項に記載の製造方法で得られた路面標示材用複合反射素子を含有してなることを特徴とする路面標示材。
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