JP5872240B2

JP5872240B2 - 再帰反射性塗装物およびその製造方法

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Publication number: JP5872240B2
Application number: JP2011226892A
Authority: JP
Inventors: 松浦　宏明; 宏明松浦; 信一大町; 浜原　京子; 京子浜原; 弘松藤; 直岡本
Original assignee: JFE Metal Products and Engineering Inc
Current assignee: JFE Metal Products and Engineering Inc
Priority date: 2011-10-14
Filing date: 2011-10-14
Publication date: 2016-03-01
Anticipated expiration: 2031-10-14
Also published as: JP2013085995A

Description

本発明は再帰反射性塗装物およびその製造方法に関し、詳しくは、入射した光を入射方向と同一の方向に反射させる再帰反射性を備えた再帰反射性塗装物およびこのような再帰反射性塗装物を製造するための方法に関する。

従来、暗闇での視認性向上のため、再帰反射性が利用されてきた。ここで、再帰反射性とは、外部から入射した光を入射方向と同じ方向に反射させる特性のことであり、例えば、自動車のヘッドライトを効率良く運転者のほうに反射させて注意を喚起することができる。

このような再帰反射性を有するものとして、ガラスビーズが汎用されている。しかし、ガラスビーズは、光の屈折により反射光の光路を所望の方向に制御すること（すなわち、入射方向に反射光を返すこと）を可能とするものではあるものの、それ単独では反射性に乏しく、充分な反射光が得られないので、反射性を別途付与することが必要である。

そこで、従来、図３や図４に示すように、再帰反射性を付与すべき被塗装面３００の表面上において、アルミニウムやマイカなどの反射材２０１を含有する反射層２００を設け、その上にガラスビーズ１０１を保持するガラスビーズ保持層１００を設ける工夫がなされてきた。

この場合、図３（ａ）のように、ガラスビーズ１０１が反射層２００に接していないと、入射光は、例えば、図３（ａ）に図示した入射光Ｌのような光路となる。すなわち、ガラスビーズ１０１に入射した光は、一部はガラスビーズ１０１の底面で反射して入射方向に戻るが（図３（ａ）のＬ₁）、一部はガラスビーズ１０１底面を透過し、さらに、ガラスビーズ保持層１００を透過してから漸く反射層２００で反射されることとなる（図３（ａ）のＬ₂）。ガラスビーズ保持層１００には反射材２０１がないのであるから、このガラスビーズ保持層１００において光は拡散してしまい、再帰反射性が充分に得られないのである。これを避けるためには、図３（ｂ）のように、ガラスビーズ１０１が反射層２００に接するまで沈降させなければならないが、そのためには、ガラスビーズ保持層１００を硬化する前の粘度調整および硬化のタイミングの決定など、煩雑な管理が強いられることとなる。

また、図３（ｂ）に示すように、ガラスビーズ１０１が反射層２００に接するように的確な管理を行ったとしても、入射光は、例えば、図３（ｂ）に図示した入射光Ｌのような光路となる。すなわち、一部はガラスビーズ１０１底面で反射するものの（図３（ｂ）のＬ₁）、一部はガラスビーズ１０１底面を透過するのであって、このガラスビーズ１０１を透過した光は、ガラスビーズ１０１と反射層２００とはほぼ点接触となるのであるから、例えば、ガラスビーズ保持層１００に対して光が側方から入射した場合、ガラスビーズ１０１と反射層２００との前記接触点以外に透過することとなり、やはり、必ず、ガラスビーズ保持層１００を通過することになる（図３（ｂ）のＬ₂）。ガラスビーズ保持層１００には反射材２０１がないのであるから、光は拡散してしまい、再帰反射性が充分に得られない。

上記従来技術においては、また、ガラスビーズ保持層１００の膜厚の制御が困難であるという問題があった。すなわち、図４（ａ）に示すように、ガラスビーズ保持層１００が厚すぎるとガラスビーズ１０１がガラスビーズ保持層１００に埋没することとなって、入射光がガラスビーズ１０１に入光する前にガラスビーズ保持層１００に入光し、ガラスビーズ１０１への入光量の減少や、ガラスビーズ保持層１００での光の屈折によって、再帰反射性が低下する問題があり、また、図４（ｂ）に示すように、ガラスビーズ保持層１００が薄すぎると、ガラスビーズ１０１が充分に保持されず、ガラスビーズ１０１の脱落やこれに伴う再帰反射性の低下が問題となる。

上記従来技術においては、さらに、ガラスビーズ１０１が、これを保持するガラスビーズ保持層１００内において、単一の層となって形成される必要がある。仮に、図５に示すようにガラスビーズ１０１が複層となった場合、上部のガラスビーズ１０１の周囲には反射材２０１が存在しないので、再帰反射性が非常に低下してしまうからである。すなわち、図５に示す入射光Ｌのごとく、一部はガラスビーズ１０１底面で反射するものの（図５のＬ₁）、一部はガラスビーズ１０１底面を透過するのであって、このガラスビーズ１０１を透過した光は、ガラスビーズ保持層１００をも通過し、光が散乱するのである（図５のＬ₂）。そして、このようにガラスビーズ１０１を単一の層で形成することが要求される結果、ガラスビーズ１０１が複層とならないように少量しか用いられないので、各ガラスビーズ１０１間には隙間が生じることとなり、このことも再帰反射性が充分に発揮されない原因となっていた。

ところで、反射層の上にガラスビーズ保持層が設けられ、該ガラスビーズ保持層にビーズが保持されている上述の構成の他に、ガラスビーズがガラスビーズ保持層の下層の反射層にまで埋没した構成を採用するものも従来知られている（特許文献１参照）。しかし、この技術は、上述の如き課題を解決するものではなく、ガラスビーズが充分に固着し、かつ、塗膜表面において露出するように工夫したものであって、そのために、例えば、特許文献１の段落［００１１］の「反射樹脂層の上部に比較的薄い定着樹脂層を形成し、かつガラスビーズの粒径を適正に選択することにより、ガラスビーズの上部が露出していても、その剥離・脱落がほとんどないことを知見した。」なる記載に見るように、膜厚とガラスビーズの粒径を、従来以上に厳密に制御することが必要となっている。

また、粉体塗装により形成された第１の樹脂塗膜上に、反射材が分散され、かつ、ガラスビーズを表面が露出するように埋没させた第２の樹脂塗膜を形成する技術も知られている（特許文献２参照）。この技術においても、特許文献２の図２に見るように、ガラスビーズが単層形成であるため、反射性能とガラスビーズの保持を両立することが困難であり、高い反射性能を得ようとすると第２の樹脂塗膜の厚みを５０μｍ以下に制御することが必要であった。さらにこの厚みは逆に薄くなりすぎる場合にはガラスビーズを保持するための付着力が不充分となり、ガラスビーズが脱落しやすいといった問題も生じるため、厚みの管理範囲は非常に狭いものであった。その上、付着させるガラスビーズの量によって厚みが変動してしまい、極めて生産性が劣り、実際にはそれほど反射性能が得られないものとなってしまう問題があった。また、高い反射性能を得るためには、さらに溶剤塗料を塗布後５０秒以内にガラスビーズを付着させなければならないといった管理も必要であった（特許文献２の段落［００１６］）が、これは気温や湿度によっても変動するため、生産性と空調設備導入などの設備的な問題があった。さらに、この技術は、その対象を防護柵の横桟に限定したものであり、すなわち連続したある程度の面積を有する部材を対象としているため、低い反射性能であっても夜間の視認性を確保することが可能な方法と考えられるが、小さい面積でも視認性を有する高い反射性能が必要とされる場合には、実製造は困難であった。

特開２０００−１６０５２２号公報特開２００７−９２３９３号公報

そこで、本発明は、再帰反射性に優れる再帰反射性塗装物とこのような再帰反射性塗装物を効率的に得るための再帰反射性塗装物の製造方法を提供することを目的としている。

上記課題を解決するため、本発明者は鋭意検討を行った。

その過程において、本発明者は、従来の塗膜構造では、再帰反射性能の向上に限界があると考え、ガラスビーズを密に配置するという思想の下に鋭意検討を行い、従来全く考えられていなかったガラスビーズの複層構造を敢えて採用することとした。すなわち、従来のようにガラスビーズが単層の場合にはガラスビーズは二次元的な配置しかとることができず、必ず隙間を生じるが、複層とすることで三次元的な配置をとり、ガラスビーズがほとんど隙間無く密に配置されることを見いだし、この知見に基づきガラスビーズの複層構造を検討した。しかし、これのみでは反射性の確保という従来技術と同様の問題が残ることから、更なる試行錯誤を試みた結果、この従来技術の問題が、ビーズ保持層と反射層とが分離して存在していることに原因していることに気付くとともに、反射材が分散されている塗膜内にガラスビーズを配置すれば、ガラスビーズの周りに必ず反射材が存在する構成を実現できることを想到した。さらに、この構成を採用する場合、ガラスビーズの全てが塗膜内に埋没してしまっていては、光が、まず反射材が分散されている塗膜に入射し、即座に反射されてしまって、再帰反射性が不十分となってしまうことから、ガラスビーズの一部が、前記塗膜の表面において部分的に露出していることが肝要であることを見出した。

また、上述の構成を備えることで高い反射性能とガラスビーズの保持力の両方を発揮する再帰反射性塗装物は、ガラスビーズが複層であるので、樹脂塗料の膜厚の厳密な制御や溶剤塗装後ガラスビーズを付着させるまでの厳密な時間制御などを行わなくとも良いことから、極めて生産性に優れた方法により製造できるという製法上の優位性も有することがわかった。

本発明は、上記知見に基づき完成されるに至った。
すなわち、本発明にかかる再帰反射性塗装物は、再帰反射性を付与すべき被塗装面に少なくとも造膜樹脂と反射材とガラスビーズとからなる再帰反射性の塗膜が形成されてなる再帰反射性塗装物であって、前記ガラスビーズは、前記塗膜内で複層となり、かつ、その一部が前記塗膜の表面において部分的に露出しており、前記反射材が、前記塗膜内に分散され、かつ、前記塗膜の表面近傍では、前記ガラスビーズの底面に沿って存在していることを特徴とする。

また、本発明にかかる再帰反射性塗装物の製造方法は、再帰反射性を付与すべき被塗装面に反射材および造膜樹脂を含む塗料を塗布して反射材が分散されてなる塗料膜を形成し、前記塗料膜が硬化する前にガラスビーズを吹き付け、そののち、前記塗料膜を硬化することにより、前記ガラスビーズが内部で複層となり、かつ、その表面において前記ガラスビーズの一部が露出しているとともに、その内部に前記反射材が分散され、かつ、その表面近傍では、前記反射材が前記ガラスビーズの底面に沿って存在する再帰反射性塗膜を前記被塗装面に形成するようにすることを特徴とする。

本発明にかかる再帰反射性塗装物は、ガラスビーズが複層となっているので、必然的にガラスビーズがほぼ隙間なく存在することとなり、再帰反射効率が高い。そして、ガラスビーズが複層となって存在している塗膜内には、反射材が分散して存在しているので、ガラスビーズの周りにはこれを囲むように反射材が存在することとなり、ガラスビーズを通過した光は、直ちに反射材で反射され、光の拡散による再帰反射性の低下が起こり難い。さらに、ガラスビーズの一部が塗膜表面において部分的に露出しているので、光は、まずガラスビーズに入射することとなり、ガラスビーズに入光する前に反射材で反射してしまうという問題も生じない。

本発明にかかる再帰反射性塗装物の製造方法は、上記構造を有する再帰反射性塗装物を容易に得ることを可能とする。

本発明の再帰反射性塗装物の一実施形態を示す一部断面図である。本発明の再帰反射性塗装物の製造方法の一実施形態において、ガラスビーズの吹き付け前後の状態を示す一部断面図である。従来技術における再帰反射性塗装物を示す一部断面図である。従来技術における再帰反射性塗装物を示す一部断面図である。従来技術における再帰反射性塗装物において、ガラスビーズを複層とした場合の塗装物を示す一部断面図である。

以下、本発明にかかる再帰反射性塗装物およびその製造方法について詳しく説明するが、本発明の範囲はこれらの説明に拘束されることはなく、以下の例示以外についても、本発明の趣旨を損なわない範囲で適宜変更実施し得る。

〔再帰反射性塗装物〕
＜被塗装面＞
本発明における再帰反射性を付与すべき被塗装面は、特に限定されるものではない。再帰反射性は、その性質上、暗闇における視認性向上のために利用されるのが一般的であり、例えば、車両の路外への逸脱やこれによる乗員や歩行者への傷害防止などの目的で設けられるガードレールやガードパイプなどの防護柵、または、防護柵用の構成部材に再帰反射性を付与する試みがなされている。したがって、これら防護柵やその構成部材の表面の少なくとも一部を前記被塗装面として、ここに、後述する再帰反射性の塗膜を適用して、本発明の再帰反射性塗装物とすることができる。

防護柵用の構成部材としては、例えば、ボルト、ナット、キャップ、ブラケット、支柱、ベースプレート、ワイヤーケーブル、ビーム、パイプ、スクリーンパネルなどが挙げられる。また、防護柵用途に限らず、防護柵以外の用途で用いられる前記ボルトなどの構成部材において、その表面の少なくとも一部を前記被塗装面とし、ここに、後述する再帰反射性の塗膜を適用して、本発明の再帰反射性塗装物としてもよい。

上述したような被塗装面は、防錆や再帰反射性の塗膜との密着性向上などのために前処理がなされていてもよい。特に防護柵用の構成部材のように鋼材本体の長期寿命が要求される場合などは、本発明の再帰反射性塗装物は、例えば、亜鉛めっき層などの防錆処理が成された上に後述する再帰反射性の塗膜を有するものであることが好ましい。亜鉛めっき層と後述する再帰反射性の塗膜との間に、化成処理層もしくはブラスト処理層と、プライマー層の各層がこの順に形成されていることにより、再帰反射性の塗膜の長期密着が得られ、したがって長期に反射性能を維持することができる。

亜鉛めっきは鋼材の防錆に一般的に用いられており、防護柵の構成部材も、通常、前記亜鉛めっき層を有している。例えば、プレめっきによる溶融亜鉛めっきあるいはポストめっきのどぶづけ亜鉛めっき方法により形成することができ、その厚みとしては、例えば、どぶづけ亜鉛めっき方法の場合には、片面あたり３５０〜５５０ｇ／ｍ²である。プレめっきによる亜鉛めっきの場合は、一般的には両面で２７０ｇ／ｍ²の付着量のものが用いられることが多い。

前記化成処理層としては、例えば、亜鉛めっきの化成処理として一般的なリン酸塩処理により形成することができ、その厚みは通常最適とされる１〜５ｇ／ｍ²が良い。どぶづけ亜鉛めっきの場合には化成処理の代わりにブラスト処理を行ってもよい。

前記プライマー層としては、例えば、エポキシ樹脂塗料により形成することができ、その厚みとしては、例えば、２〜５０μｍである。

＜再帰反射性の塗膜＞
本発明の再帰反射性塗装物は、上述するような被塗装面に、少なくとも造膜樹脂と反射材とガラスビーズとからなる再帰反射性の塗膜が形成されてなるものである。以下では、まず、これら塗膜の構成要素について説明する。

造膜樹脂としては、特に限定するわけではないが、通常、実用的な光透過性を有する程度の透明性を有するものが用いられる。熱可塑性樹脂および熱硬化性樹脂の何れも使用できる。湿気硬化型や紫外線硬化型の樹脂も使用できる。具体的には、アクリル系、ウレタン系、エポキシ系、エチレン酢酸ビニル系、ポリビニルアルコール系、シリコーン系、ポリエステル系、ポリエチレン系、ナイロン系、オレフィン系、天然ゴム系、アルキッド系、塩化ビニル系、フッ素系などの樹脂が挙げられる。これらの樹脂の共重合体も使用できる。中でも、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、アクリルウレタン樹脂などが好ましく挙げられ、これらを１種用いあるいは２種以上併用することができる。

なお、熱硬化性樹脂の場合、熱硬化温度がガラスビーズの機能を損なわない程度のものが好ましい。熱硬化温度が高過ぎると、加熱硬化処理において、ガラスビーズが変形したり溶融したりして、再帰反射特性が損なわれる。具体的な熱硬化温度として、５５０℃以下が採用できる。

反射材としては、塗膜中に分散可能であり、かつ、反射性を有するものであれば特に限定されないが、例えば、鱗片状、舌片状、薄片状などの片状の反射材が好ましく挙げられる。このような片状の反射材は、ガラスビーズの球面に沿って配向し易く、これにより、塗膜中に反射材がランダムに存在する場合と比べて、再帰反射効率が高くなるからである。

反射材の粒径は、例えば、１〜５００μｍに設定でき、より好ましくは５〜５０μｍに設定できる。その平均粒径としては、例えば、５〜２５μｍに設定でき、より好ましくは１０〜２０μｍに設定できる。微細な反射材は、塗膜中に均一に分散されるので、反射機能が良好に発揮できる。

このような反射材としては、具体的には、例えば、マイカが好ましく挙げられる。マイカとしては、雲母を原料としたものや合成マイカなどを使用することができる。一般的にマイカの反射光は白色である。マイカ表面に、酸化チタンの被覆をしておくと、反射性能が高まる。反射材として、アルミニウムなどの表面反射性を有する金属、無機材料、鉱物なども使用できる。反射材が、着色されたものであれば、反射機能に加えて着色機能も発揮することができる。例えば、アルミニウム粒子は、シルバー色の反射光を出す。着色アルミニウム粒子は、その着色された色の反射光を出す。ノンリーフィングタイプのアルミニウム粒子は、表面酸化が起こり難く、良好な反射性を持続でき、使用に適したものとなる。

前記ガラスビーズは、入射光をガラスビーズ内で屈折させてガラスビーズ球面に焦点を結ばせ、反射光となって再帰させるという働きをもっている。理想的には球形のものを用いるが、実用的には、工業的に得られる程度の球形度を有していれば十分な再帰反射性が発揮できる。球形以外の楕円体や長円体、多面体に近い形状のものでも、球形に比べると劣るが、ある程度の再帰反射性を示すことができる。

ガラスビーズの屈折率によって、入射光および反射光の屈折作用が変わる。再帰反射性を良好にするには、屈折率１．５〜２．２のものが好ましく、１．８〜２．０のものがより好ましい。さらに好ましくは、屈折率１．９２±０．０２である。ガラスビーズの屈折率が１．５未満であると、屈折率が低いため反射光の方向が大幅にずれて視認性が著しく低下するおそれがあり、２．２を超える場合も、反射光の方向がずれて視認性が低下する恐れがある。

また、ガラスビーズは、１０〜１０００μｍの粒径を有することが好ましく、より好ましくは２０〜１２０μｍである。その平均粒径としては、４０〜１２０μｍが好ましく、６０〜１２０μｍがより好ましい。ガラスビーズの粒径が小さすぎると、充分な反射性能が得られなくなるおそれがあり、逆に大きすぎると、ガラスビーズが脱落しやすくなったり、外観を損なったりするおそれがある。

ガラスビーズは、透明性に優れたものが好ましい。ただし、再帰反射性を損なわない程度に薄く着色された半透明のガラスビーズも使用可能であり、この明細書において、ガラスビーズとは、半透明のガラスビーズをも含む。

ガラスビーズは、上述の造膜樹脂と親和性を有するものであることが好ましい。すなわち、無機物であるガラスビーズは、有機物である造膜樹脂とは本来的に親和性に乏しいものであるが、例えば、ガラスビーズを表面処理して有機化することにより、造膜樹脂との親和性を付与することができる。
例えば、ガラスビーズにシラン処理を施すことにより造膜樹脂との親和性を付与することができる。なお、シラン処理とは、無機物と有機物の親和力を高めるための処理である。

上記再帰反射性の塗膜は、その構成要素として、上述した造膜樹脂、反射材、ガラスビーズ以外に、本発明の効果を害しない範囲で他の構成要素を含んでいても良い。
例えば、塗膜内部に着色剤が分散されていても良い。これにより、再帰反射光を色付けすることができる。

このような着色剤としては、特に限定するわけではないが、通常の塗料用や染色用の着色材料が使用できる。着色剤は、再帰反射性の塗膜中に分散するものであってもよいし、溶解してしまうものであってもよい。粒子状のものや鱗片状のもの、繊維状のものなどが使用できる。着色剤の粒径は、例えば、０．０１〜１０μｍの範囲に設定できる。

上記再帰反射性の塗膜の膜厚は、２０μｍ以上であることが好ましく、５０μｍ以上であることがより好ましい。ガラスビーズの粒径にもよるが、５０μｍ未満では、ガラスビーズの複層構造が困難となるおそれがある。

また、この塗膜の膜厚につき、ガラスビーズの粒径との関係で言えば、例えば、ガラスビーズの平均粒径に対し、１．５〜３．０倍であることが好ましく、２．０〜２．５倍であることが好ましい。

ここで、本発明において、再帰反射性の塗膜はガラスビーズが内部に含まれていると共にその一部が表面において露出している構造のため、通常、塗膜表面の厚みは一定ではない。そこで、上記膜厚は、下限について言うときは、最も厚みの薄いところ（ビーズの露出部分は除く）での塗膜の膜厚を基準とし、上限について言うときは最も厚みの厚いところ（ビーズの露出部分は除く）での塗膜の膜厚を基準とする。

本発明の再帰反射性塗装物は、再帰反射性を付与すべき被塗装面に上述の再帰反射性の塗膜が形成されてなるものであって、前記反射材が前記塗膜内に分散されているとともに、前記ガラスビーズは前記塗膜内で複層となり、かつ、その一部が前記塗膜の表面において部分的に露出している。そこで、以下では、再帰反射性の塗膜における構造の詳細について図面を参照しつつ説明する。

図１に見るように、再帰反射性を付与すべき被塗装面２０に、再帰反射性の塗膜１０が形成されている。なお、上述したように、被塗装面２０の上には、防錆のための亜鉛めっき層と、被塗装面と樹脂層との密着性を高めるための化成処理層もしくはブラスト処理層と、プライマー層の各層が順次形成されていても良い。再帰反射性の塗膜１０は、造膜樹脂を主成分としており、塗膜１０内部に分散している反射材１１と、塗膜１０内で複層となり、かつ、その一部が前記塗膜１０の表面において部分的に露出しているガラスビーズ１２とからなる。

これにより、塗膜１０表面において露出しているガラスビーズ１２に外部から光が入射すると、入射した光が内部で屈折し、ガラスビーズ１２の底面にその焦点を結び、元来た方向へ帰って行く再帰反射現象を起こすが、一部ガラスビーズ１２の外へ抜け出て行く。しかし、このガラスビーズ１２の外へ抜け出た光の一部も、その近辺に、塗膜１０内に分散している反射材１１が存在するため、反射材１１で再度反射（鏡面反射）する。したがって、ガラスビーズ１２へ入射した光は、ほぼ全て、元来た方向へ戻る再帰反射光となる。さらに、図示しないが、塗膜１０内に着色剤が含有されているものであれば、ガラスビーズ１２の焦点付近に着色剤が存在することとなり、再帰反射光はその近辺の着色剤の色を拾いながら出て行くので、再帰反射光に色を付けることができる。

特に、本発明では、図１に示すように、ガラスビーズ１２が複層となっていて、非常に密に存在しているため、再帰反射効率が極めて高いとともに、反射材１１がガラスビーズ１２の底面に沿って存在しているので、ガラスビーズ１２を通過した光Ｌが直ちに反射材１１で反射され、これによっても、再帰反射効率の向上が果たされている。この点、反射層がガラスビーズ保持層とは別の層として設けられていて、光が反射層に到達するまでの間にガラスビーズ保持層で拡散してしまって再帰反射性が損なわれてしまう従来技術に対して、極めて高い優位性を有するものである。

なお、上述のようにガラスビーズ１２が複層となっていることによって、最上層のガラスビーズ１２が脱落してもその下のガラスビーズ１２によって再帰反射性が発現されることとなり、安定した再帰反射性の発揮が期待される。例えば、ガラスビーズ１２は造膜樹脂に固着しているので、ガラスビーズ１２の脱落が問題となるおそれはあまりないが、最上層のガラスビーズ１２とその下層のガラスビーズ１２の間に造膜樹脂が僅かにしか存在していない箇所では、衝撃や塗膜の経時劣化により最上層のガラスビーズ１２の脱落が考えられる。しかし、この場合は、最上層のガラスビーズ１２と下層のガラスビーズ１２との間に造膜樹脂が僅かしか存在しないのであるから、最上層のガラスビーズ１２が脱落しても、下層のガラスビーズ１２が実質的に露出した状態になるのであって、下層のガラスビーズ１２の表面に僅かに残り得る造膜樹脂およびその内部に存在する反射材によって、下層のガラスビーズ１２への入光が妨げられる可能性は低く、したがって、最上層のガラスビーズ１２の脱落後も引き続き高い再帰反射性を発現するものと推測される。

〔再帰反射性塗装物の製造方法〕
本発明の再帰反射性塗装物の製造方法は、再帰反射性を付与すべき被塗装面に反射材および造膜樹脂を含む塗料を塗布して反射材が分散されてなる塗料膜を形成し、前記塗料膜が硬化する前にガラスビーズを吹き付け、そののち、前記塗料膜を硬化することにより、前記ガラスビーズが内部で複層となり、かつ、その表面において前記ガラスビーズの一部が露出した再帰反射性塗膜を前記被塗装面に形成するようにする。
被塗装面については上述したとおりであり、説明を割愛する。

この被塗装面に、まず、反射材および造膜樹脂を含む塗料を塗布して反射材が分散されてなる塗料膜を形成する。

上記塗料膜を形成するための塗料としては、反射材および造膜樹脂を必須成分とするが、必要に応じて着色剤をも用いても良い。

反射材の配合割合は、特に限定されないが、例えば、塗料全量に対して、１０〜３０重量％とすることが好ましく、１５〜２５重量％とすることが好ましい。１０重量％未満では、反射効果が充分に得られないおそれがあり、３０重量％を超えると、被塗装面との接着不良や塗料被膜の強度低下を起こすおそれがある。

造膜樹脂の配合割合は、特に限定されないが、例えば、塗料全量に対して、１０〜６０重量％とすることが好ましく、２０〜５０重量％とすることがより好ましい。１０重量％未満では、被塗装面との接着不良や塗料被膜の強度低下を起こすおそれがあり、６０重量％を超えると、反射輝度の低下となるおそれがある。

着色剤を配合する場合の配合割合は、色によって大きく変わるので特に限定されないが、例えば、塗料全量に対して、６０重量％以下とすることが好ましく、５０重量％以下とすることがより好ましい。５０重量％を超えると、再帰反射輝度の低下を招くおそれがある。

反射材、造膜樹脂、着色剤の具体的例示などについては上述したとおりであり、説明を割愛する。

その他、塗料に通常使用される溶剤（水系、有機溶剤系、これらの混合系のいずれでも良い）、反射材や着色剤の分散を助ける分散剤、乾燥後の塗膜のひび割れを防ぐひび割れ防止剤、塗料粘度を適度に調整する粘度調整剤などや、硬化剤、硬化促進剤、硬化遅延剤、消泡剤、架橋剤、粘性付与剤、安定剤などが適宜使用される。

次に、この塗料膜が固化する前に、ガラスビーズを吹き付ける。これにより、ガラスビーズが塗料膜内部に埋入される。

このときの塗料膜の厚みとしては、比較的広範な範囲が許容される。ガラスビーズが複層となるようにするための厚みが必要であることから、ガラスビーズの粒径にもよるが、例えば、ガラスビーズの平均粒径に対し、１．０〜３．０倍であることが好ましく、１．４〜２．０倍であることがより好ましい。１．０倍未満では、ガラスビーズの複層構造を形成させることが困難となるおそれがあり、また、ガラスビーズの付着性が充分に担保されないおそれもある。

ガラスビーズの吹き付け圧としては、塗料膜の膜厚や粘度にもよるが、例えば、１．０〜２．５Ｋｇ／ｃｍ²とすることができ、１．８〜２．２Ｋｇ／ｃｍ²とすることがより好ましい。吹き付け圧が強すぎるとガラスビーズや塗料が飛散してしまうおそれがあり、吹き付け圧が弱すぎるとガラスビーズが塗料膜内に充分に埋入せず、所望の複層構造が得られないおそれがある。

ガラスビーズを吹き付ける際の塗料膜の粘度としては、ガラスビーズの吹き付け圧や塗料膜の膜厚にもよるが、比較的広範な範囲が許容され、例えば、１００〜５５０ｃｐｓとすることが好ましく、１５０〜２５０ｃｐｓとすることがより好ましい。粘度が高すぎるとガラスビーズの埋入が困難となるので、所望の複層構造が得られないおそれがあり、粘度が低すぎると所望の膜厚を得ることが困難となったり、タレなどの塗膜欠陥を招いたりするおそれがある。

ガラスビーズの吹き付け量としては、特に限定されることはなく、被塗装物上をガラスビーズで覆い隠す程度とすればよい。

ここで、図２を参照して、本発明においてシラン処理を施したガラスビーズを適用することやマイカを用いることの利点について説明する。図２（ａ）はガラスビーズ吹き付け前であり、図２（ｂ）はガラスビーズ吹き付け後である。

上述のように、シラン処理などを施したガラスビーズを用いるなど、ガラスビーズが造膜樹脂と親和性を有するものである場合、図２（ｂ）に示すように、ガラスビーズ１２と造膜樹脂を主成分とする塗料膜１０との界面において、ガラスビーズ１２の周囲を塗料膜１０が覆うように存在することとなるので、焼付け後においても、図１に示すように、塗料膜１０の表面でのガラスビーズ１２の脱落が効果的に抑制されるとともに、塗料膜１０内部に分散して存在する反射材１１もガラスビーズ１２の周囲を覆うように存在することとなる結果、ガラスビーズ１２を通過した光が反射材１１で効率よく反射され、高い再帰反射性を発揮することにも貢献することとなる。

このように、ガラスビーズがシラン処理により造膜樹脂と親和性を有することで、ガラスビーズに対する塗料のぬれ性が向上するのであるが、特に、本発明では、ガラスビーズの複層構造を採用していることによってガラスビーズが密に存在しており、ガラスビーズ間の間隙に存在する塗料のぬれ性が高いと、ガラスビーズと塗料との接触角が小さくなり塗料との馴染みが良く、また、溶剤の蒸発に伴って塗料のレベルが低下していく際、図２（ｂ）に示すようにガラスビーズ１２の周囲を塗料膜１０が覆う構造が形成されやすく、ガラスビーズ１２の脱落防止や反射材１１に基づく再帰反射効率の向上が良好に発揮される。

また、マイカのごとく片状の反射材１１を用いていれば、ガラスビーズ１２が塗料膜１０に埋入されるときに、図２（ａ）に示すガラスビーズ吹き付け前の状態ではランダムに存在していたマイカ（反射材１１）が、図２（ｂ）に示すガラスビーズ吹き付け後の状態では、ガラスビーズ１２によって押しのけられてその表面形状（通常は球面）に沿った形で配向されることとなり、これにより、高い再帰反射効率が発揮される。

以上の工程の後、前記塗料膜の硬化を行う。この硬化は、通常、焼付けにより行うが、この焼付け条件としては、特に限定するわけではないが、例えば、８０〜１９０℃で０．３〜１．０時間とすることができる。

なお、被塗装面がプライマー層を有している場合、このプライマー層の焼付け硬化を上記塗料膜の焼付け硬化と同時に行うようにしてもよい。すなわち、プライマー塗料を塗布した後に乾燥を行い、焼付け硬化を行うことなく、反射材および造膜樹脂を含む塗料を塗布し、かつ、ガラスビーズの吹き付けを行ったのちに、焼付け硬化を行う方式（２コート１ベーク方式）を採用しても良い。これによれば、塗膜形成工程の簡素化が図られる。

特に、本発明は、反射層とガラスビーズ保持層の２層を設けずにこれを１層で形成するようにした点で、従来よりも工程が半分で済むというコストメリットを有するものであるので、上述する２コート１ベーク方式を採用すれば、工程の簡素化によるコストメリットがさらに生かされることとなる。

以下、実施例を用いて、本発明にかかる再帰反射性塗装物とその製造方法について詳しく説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。以下では、便宜上、「重量％」を単に「％」と表記し、「重量部」を単に「部」と表記する。

〔実施例１〕
板厚３．２ｍｍ×幅７０ｍｍ×長さ１５０ｍｍの熱延鋼板（ＪＩＳＧ３１３１に記載のＳＰHＣ）にどぶづけ亜鉛めっき法により片面あたり３５０ｇ／ｍ²のめっきを施した。これにリン酸塩処理（ＰＢ−３０２０、日本パーカライジング株式会社製）により化成皮膜を形成させ、これを試験片とした。

上記試験片上に、白色のエポキシ系プライマー塗料「エポキシプライマーホワイト」（ロックペイント社製）を厚み３０μｍで塗布し、２時間乾燥後、反射材および造膜樹脂を含む後述の塗料（Ａ）を厚み２００μｍ（塗布直後）で塗布した。塗料（Ａ）の塗装時の粘度は、１６０ｃｐｓであった。つづけて、シラン処理ガラスビーズ「ＵＢ６７ＭＧ」（平均粒径１００μｍ、屈折率１．９３、ユニチカ社製）を、吹き付け圧２Ｋｇ／ｃｍ²で被塗装物上の塗料膜をガラスビーズで覆い隠すまで吹き付けた。

次に、１６５℃の温度で２０分間焼付けすることによって、プライマー塗料膜および塗料（Ａ）からなる塗料膜を同時焼付け硬化し、実施例１にかかる再帰反射性塗装物を作製した。プライマー塗膜の乾燥膜厚は３０μｍであり、再帰反射性の塗膜の乾燥膜厚は２３０μｍであった。得られた塗装物は、ガラスビーズが塗料（Ａ）からなる塗膜内で複層となり、かつ、その一部が前記塗膜の表面において部分的に露出していることが断面写真から確認できた。

上記において、塗料（Ａ）は、反射材としての鱗片状のマイカ（粒径分布５〜２５μｍ、エンゲルハード社製）２０部、造膜樹脂としてアクリルウレタン樹脂を固形分濃度５０％の割合で含む塗料「ロックＩＵウレタン」（ロックペイント社製）８０部を撹拌混合して、予め調製しておいたものである。

〔実施例２〕
実施例１のプライマー塗料８０部に反射材としての鱗片状のマイカ（粒径分布５〜２５μｍ、エンゲルハード社製）２０部を撹拌混合してなる反射材含有プライマー塗料を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例２にかかる塗装物を得た。プライマー塗膜の乾燥膜厚は３０μｍであり、ガラスビーズを含む反射膜の乾燥膜厚は２３０μｍであった。

〔比較例１〕
実施例１と同様の試験片上に、白色のエポキシ系プライマー塗料「エポキシプライマーホワイト」（ロックペイント社製）を厚み３０μｍで塗布し、塗料（Ａ）に代えて、反射材を含まないこと以外は塗料（Ａ）の調製と同様にして調製した塗料（Ｂ）を厚み２００μｍで塗布したこと以外は、実施例１と同様にして、比較例１にかかる塗装物を得た。プライマー塗膜の乾燥膜厚は３０μｍであり、ガラスビーズを含む反射膜の乾燥膜厚は２３０μｍであった。

〔比較例２〕
比較例１のプライマー塗料８０部に反射材としての鱗片状のマイカ（粒径分布５〜２５μｍ、エンゲルハード社製）２０部を撹拌混合してなる反射材含有プライマー塗料を用いたこと以外は、比較例１と同様にして、比較例２の塗装物を得た。プライマー塗膜の乾燥膜厚は３０μｍであり、ガラスビーズを含む反射膜の乾燥膜厚は２３０μｍであった。

〔性能評価試験〕
実施例１，２、比較例１，２の各塗装物に対して、スガ試験機社製の再帰反射性能測定器「ＮＳ−１」を用いて、観察角０．２°で反射輝度係数（ｃｄ／Ｌｕｘ・ｍ²）を測定した。反射輝度係数が高いほど、再帰反射性能が良好と評価される。
結果を表１に示す。

表１に見るように、本発明の再帰反射性塗装物である実施例１，２の塗装物は、比較例１，２の塗装物と比べて、再帰反射性が優れていることが分かる。

具体的には、実施例１および比較例１、実施例２および比較例２の各対比によれば、ガラスビーズを固着している層にマイカが含有されていることにより、再帰反射性が格段に向上することが確認できる。このように、単にガラスビーズが複層構造をとっているだけで十分な再帰反射性が得られるわけではなく、ガラスビーズが複層状態で存在している塗膜内においてマイカが分散されていることが必要であることが分かった。

実施例１および実施例２、比較例１および比較例２を対比すると、プライマー層にマイカが含有されていることにより、再帰反射性が向上することが確認できるが、その向上効果は、ガラスビーズが複層状態で存在している塗膜内にマイカが含有されているか否かに基づく効果の相違と比べると極めて僅かであり、このことからも、ガラスビーズが複層状態で存在している塗膜内にマイカが含有されていることによる効果の顕著性が窺われる。

なお、比較例１において、マイカが一切含有されていないにもかかわらず、再帰反射性が僅かに見られるのは、ガラスビーズ底面での光の反射やプライマー塗膜中の白色顔料によるものと推察される。

本発明は、例えば、視認性向上による事故の防止や視線誘導のため、表面の所望の位置に再帰反射性が付与された防護柵やその構成部材などとして好適に利用することができる。

１０再帰反射性の塗膜（または焼付け前の塗料膜）
１１反射材
１２ガラスビーズ
２０被塗装面
１００ガラスビーズ保持層
１０１ガラスビーズ
２００反射層
２０１反射材
３００被塗装面

Claims

再帰反射性を付与すべき被塗装面に少なくとも造膜樹脂と反射材とガラスビーズとからなる再帰反射性の塗膜が形成されてなる再帰反射性塗装物であって、
前記ガラスビーズは、前記塗膜内で複層となり、かつ、その一部が前記塗膜の表面において部分的に露出しており、
前記反射材が、前記塗膜内に分散され、かつ、前記塗膜の表面近傍では、前記ガラスビーズの底面に沿って存在している
ことを特徴とする、再帰反射性塗装物。
前記ガラスビーズがシラン処理により造膜樹脂との親和性が付与されてなるものである、請求項１に記載の再帰反射性塗装物。
前記反射材が片状反射材である、請求項１または２に記載の再帰反射性塗装物。
前記ガラスビーズは、粒径が１０〜１０００μｍであり、屈折率が１．５〜２．２である、請求項１から３までのいずれかに記載の再帰反射性塗装物。
前記再帰反射性の塗膜の膜厚が５０μｍ以上である、請求項１から４までのいずれかに記載の再帰反射性塗装物。
前記再帰反射性の塗膜が着色剤をも含むものである、請求項１から５までのいずれかに記載の再帰反射性塗装物。
前記再帰反射性の塗膜の上に撥水性および／または防汚性を有する塗膜が積層されてなる、請求項１から６までのいずれかに記載の再帰反射性塗装物。
前記被塗装面が亜鉛めっき層と、化成処理層もしくはブラスト処理層と、プライマー層の各層を順次有するものであって、前記プライマー層の上に前記再帰反射性の塗膜が形成されている、請求項１から７までのいずれかに記載の再帰反射性塗装物。
表面の少なくとも一部を前記被塗装面とする防護柵、または、防護柵用の構成部材である、請求項１から８までのいずれかに記載の再帰反射性塗装物。
表面の少なくとも一部を前記被塗装面とし、ボルト、ナット、キャップ、ブラケット、支柱、ベースプレート、ワイヤーケーブル、ビーム、パイプおよびスクリーンパネルから選ばれるものである、請求項１から９までのいずれかに記載の再帰反射性塗装物。
再帰反射性を付与すべき被塗装面に反射材および造膜樹脂を含む塗料を塗布して反射材が分散されてなる塗料膜を形成し、前記塗料膜が硬化する前にガラスビーズを吹き付け、そののち、前記塗料膜を硬化することにより、前記ガラスビーズが内部で複層となり、かつ、その表面において前記ガラスビーズの一部が露出しているとともに、その内部に前記反射材が分散され、かつ、その表面近傍では、前記反射材が前記ガラスビーズの底面に沿って存在する再帰反射性塗膜を前記被塗装面に形成するようにする、再帰反射性塗装物の製造方法。
前記ガラスビーズを吹き付ける前の塗料膜の厚みがガラスビーズの平均粒径に対して１．０〜３．０倍である、請求項１１に記載の再帰反射性塗装物の製造方法。