JP7067739B2 - 再帰反射性塗装物およびその製造方法 - Google Patents
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Description
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)。
そこで、本発明は、再帰反射性の長期安定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。
すなわち、上記特許文献3に記載の技術は、防護柵のボルトなどへの再帰反射性の付与に適しているが、例えば、ボルトの頭部にのみ再帰反射塗装をした場合、特に塩害環境が厳しい場所においては、ボルト頭部の円周側の亜鉛めっきから発生した白錆がボルト頭表面に流れる。このようにして白錆が再帰反射ビーズを覆うことが、再帰反射性の劣化の原因となっているのではないかと考えられた。
そこで、更に種々の方策を検討した結果、白錆などの影響を低減するため、再帰反射性塗膜よりも下層側、すなわち、めっきを含む鋼材全体に第一層として塗装を施し、さらに再帰反射性を付与する部分のみに再帰反射塗装を施す事により、実際に再帰反射性の長期安定性がもたらされることを確認した。ここで鋼材全体に施す第一層の塗膜層について本発明者らは鋭意検討の結果、あらゆる形状に追随して均一な膜厚が形成される電着塗装塗膜を形成することを着想した。特にボルトのようなネジ部がある場合、通常の溶剤系塗料を用いて塗装した場合にはネジ部の山部は膜厚が薄く、谷部は塗料が溜まって厚くなってしまい、嵌合に不具合を生じてしまう問題があった。また、ボルトのネジ部は嵌合の関係から全体にめっきも薄いため腐食が進行しやすく、ボルトは、通常ネジ部から劣化していき、ボルトとしての耐久性もネジ部の耐久性(耐食性)に左右される。すなわち鋼材全体に第一層として電着塗装による塗膜を形成させることにより、再帰反射性の長期安定化が得られるだけでなくさらに部材そのものの耐久性を向上することができた。
すなわち、本発明にかかる再帰反射性塗装物は、防護柵用の構成部材を被塗装物とし、前記被塗装物に対し塗装により再帰反射性が付与されてなる再帰反射性塗装物であって、前記被塗装物は、防護柵の使用状態において外部に露出する部分のみならず、防護柵の使用状態において防護柵を構成する各構成部材の接合により外部から隠れる部分においても、その表面の上に電着塗装塗膜が形成されており、かつ、前記電着塗装塗膜が形成された被塗装物表面のうち、防護柵の使用状態において外部に露出する部分において、前記電着塗装塗膜の上に、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塗膜がさらに形成されてなる。
本発明にかかる再帰反射性塗装物は、また、嵌合部を備える部材を被塗装物とし、前記被塗装物に対し塗装により再帰反射性が付与されてなる再帰反射性塗装物であって、前記被塗装物は、その使用状態において外部に露出する部分のみならず、その使用状態において外部から隠れる嵌合部においても、その表面の上に電着塗装塗膜が形成されており、かつ、前記電着塗装塗膜が形成された被塗装物表面のうち、その使用状態において外部に露出する部分において、前記電着塗装塗膜の上に、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塗膜がさらに形成されてなる。
本発明にかかる再帰反射性塗装物は、また、ボルトを被塗装物とし、前記被塗装物に対し塗装により再帰反射性が付与されてなる再帰反射性塗装物であって、前記被塗装物は、ボルト頭のみならず、ネジ部においても、その表面の上に電着塗装塗膜が形成されており、かつ、ボルト頭において、前記電着塗装塗膜の上に、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塗膜がさらに形成されてなる。
電着塗装は、複雑な形状の被塗装物であっても均一に塗装を施すことができるため、例えば、ボルトのネジ部のように複雑な形状に対しても、その形状に追随して、嵌合の不具合等の発生もなく、被膜を形成することができる。そして、被塗装物の表面の上に均一に形成された前記電着塗装塗膜の上に再帰反射性塗膜が形成されていることで、白錆などの影響が再帰反射性塗膜に及ぶことが防止され、再帰反射性が長期にわたって発揮される。
<被塗装物>
被塗装物は、再帰反射性が付与される対象となる構造物や構成部材である。
再帰反射性は、その性質上、暗闇(夜間や、トンネル内、工場内、工事現場などの暗所)において、特に車両(自動車、原動機付自転車、軽車両、鉄道車両、建設車両、産業車両など)からの視認性向上のために利用することができる。
そこで、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を被塗装物とすることができる。
さらに、再帰反射性塗膜は、電着塗装塗膜が形成された領域の全面を覆うようにしても良いし、一部を覆うようにしてもよい。すなわち、電着塗装塗膜の被覆面積と再帰反射性塗膜の被覆面積は異なっていてもよい。
例えば、ボルトを例にとると、その使用状態において、ボルト頭は外部に露出しているが、ネジ部は隠れている。
そのため、再帰反射性塗膜はボルト頭に形成されていれば十分である。
他方、電着塗装塗膜はボルト頭だけでなく、ネジ部にも形成されていた方がよい。ネジ部で白錆等が発生した場合、その影響が、再帰反射性塗膜が形成されたボルト頭に及ぶおそれがあるからである。
電着塗装塗膜であるから、スプレー塗装などと異なり、ネジ部などの複雑な形状にも追随して、均一に被膜が形成され、嵌合等の機能を阻害しないし、ネジ部などのめっきの薄い箇所でも防錆性を向上させることができる。複雑な形状に対して一度に均一塗装ができる点では塗装コストの低減にも繋がる。
また、電着塗装塗膜が耐候性に劣る場合(例えばエポキシ樹脂電着塗装塗膜などを用いる場合)でも、外部に露出した部分には再帰反射性塗膜が積層されることで、耐候性を増強することができる。このように、両者は相互の利点を活かしながら、全体として優れた再帰反射性塗装物をもたらす。
本発明の再帰反射性塗装物は、被塗装物の表面の上に電着塗装塗膜が形成される。
電着塗装塗膜は、電着塗装により形成される被膜である。そして、電着塗装は、極性溶媒中で塗料粒子に電荷を持たせ、被塗装物を電極にして塗装する方法である。
電着塗装に用いる塗料としては、大きくカチオン型とアニオン型に分類することができ、樹脂の種類も種々知られているが、本発明においてその種類は特に限定されるものではない。ただし、下地との密着性に優れ、白錆などによる再帰反射性の劣化を抑制する効果にも優れるという点で、エポキシ樹脂カチオン電着塗装が好ましい。
本発明の再帰反射性塗装物は、上述した電着塗装塗膜の上に再帰反射性塗膜が形成されてなるものである。以下では、まず、これら再帰反射性塗膜の構成要素について説明する。
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。
例えば、再帰反射性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。
被塗装物の表面60と電着塗装塗膜30の間には、防錆のための亜鉛めっき層50と、亜鉛めっき層50と電着塗装塗膜30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)40が順次形成されている。
プライマー層20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。
本発明の再帰反射性塗装物の製造方法は、被塗装物に対し塗装により再帰反射性が付与されてなる再帰反射性塗装物の製造方法であって、前記被塗装物の表面の上に電着塗装により電着塗装塗膜を形成し、前記電着塗装塗膜の上に、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形成する。
電着塗装自体も従来公知の方法により行うことができる。
M16×35のボルト(JIS B 1180)に、JIS H 8641 2種に従った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。ただしネジ部はこの限りではない。これにリン酸塩処理(サーフダインEC1000、日本ペイント株式会社製)により化成皮膜を形成させ、これを試験片とした。
具体的には、電流密度を1A/cm2とし、電着時間2分施した後水洗し、焼付け条件140℃×20分にて樹脂を焼付け硬化した。
膜厚は19μmであった。
塗料(A):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。
塗料(A)の塗装時の粘度は、160cpsであった。
続けて、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。
カチオン電着塗装の上に、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)を塗装せず直接反射材および造膜樹脂を含む塗料(A)を塗装する以外は実施例1と同じ方法でボルト塗装を行った。
電着塗装を行わなかっ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(リン酸塩処理後の試験片に対し、電着塗装を行わず、プライマー塗料の塗布以降の工程を行った)。
下記(1)及び(2)により、実施例1,2、比較例1の塗装物(ボルト)の塩害環境での耐久性評価試験を行った。
(1)塩水噴霧試験
JIS K 5600-7-1の規定に準拠して塩水噴霧試験を実施した。500時間試験後取出し、腐食外観と再帰反射性を調べた。
(2)再帰反射性の評価
スガ試験機社製の再帰反射性能測定器「NS-1」を用いて、ボルトの頭部を観察角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。
評価は(1)の塩水噴霧試験を行う前(初期)と試験後(経時)行い、塩害環境における再帰反射性の長期安定性評価とした。
上記性能評価試験の結果を下表1に示す。
電着塗装塗膜の種類による違いについて検証するため、以下の参考試験を行った。
板厚3.2mm×幅70mm×長さ150mmの熱延鋼板(JIS G3131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(サーフダインEC1000、日本ペイント株式会社製)により化成皮膜を形成させ、これを試験片とした。この上層に種類の異なる電着塗装を施した。
次いで、下記塩水噴霧試験を行って塩害環境における耐食性評価を実施した。
(1)塩水噴霧試験(クロスカット有り)
試験前にクロスカット(長さ80mm)を入れ、JIS K 5600-7-1の規定に準拠して塩水噴霧試験を実施した。240時間試験後取出し、クロスカット部に沿ってテープ剥離試験を行い、クロスカット部からの片側最大剥離幅を測定し、評価した。
評価 最大剥離幅
◎ 1mm未満
○ 1mm以上、5mm未満
△ 5mm以上、10mm未満
× 10mm以上
(2)塩水噴霧試験(クロスカット無し)
JIS K 5600-7-1の規定に準拠して塩水噴霧試験を実施した。500時間試験後取出し外観判定を行った。
評価 塗膜外観
◎ 塗膜の膨れ、剥離無し
○ 5mm未満の膨れまたは剥離が1個以上、5個未満
△ 5mm未満の膨れまたは剥離が5個以上、10個未満
× 5mm未満の膨れもしくは剥離が10個以上、または5mm以上の膨れもしくは剥離が1個以上
結果を表2に示す。
これと比較してエポキシ樹脂カチオン電着塗装を施した場合には、下地めっきとの密着性と防錆性に優れ、白錆の発生を大きく抑制することができる。
従って、電着塗装塗膜として、エポキシ樹脂カチオン電着塗装塗膜を適用することが、本発明の優れた効果を十分に活かす上で、好ましいことが分かった。
11 反射材
12 ガラスビーズ
20 プライマー層
30 電着塗装塗膜
40 化成処理層(またはブラスト処理層)
50 亜鉛めっき層
60 被塗装物の表面
Claims (9)
- 防護柵用の構成部材を被塗装物とし、前記被塗装物に対し塗装により再帰反射性が付与されてなる再帰反射性塗装物であって、
前記被塗装物は、防護柵の使用状態において外部に露出する部分のみならず、防護柵の使用状態において防護柵を構成する各構成部材の接合により外部から隠れる部分においても、その表面の上に電着塗装塗膜が形成されており、かつ、前記電着塗装塗膜が形成された被塗装物表面のうち、防護柵の使用状態において外部に露出する部分において、前記電着塗装塗膜の上に、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塗膜がさらに形成されてなる、再帰反射性塗装物。 - 前記被塗装物が、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に記載の再帰反射性塗装物。
- 嵌合部を備える部材を被塗装物とし、前記被塗装物に対し塗装により再帰反射性が付与されてなる再帰反射性塗装物であって、
前記被塗装物は、その使用状態において外部に露出する部分のみならず、その使用状態において外部から隠れる嵌合部においても、その表面の上に電着塗装塗膜が形成されており、かつ、前記電着塗装塗膜が形成された被塗装物表面のうち、その使用状態において外部に露出する部分において、前記電着塗装塗膜の上に、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塗膜がさらに形成されてなる、再帰反射性塗装物。 - ボルトを被塗装物とし、前記被塗装物に対し塗装により再帰反射性が付与されてなる再帰反射性塗装物であって、
前記被塗装物は、ボルト頭のみならず、ネジ部においても、その表面の上に電着塗装塗膜が形成されており、かつ、ボルト頭において、前記電着塗装塗膜の上に、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塗膜がさらに形成されてなる、再帰反射性塗装物。 - 前記被塗装物の表面の上に亜鉛めっき層が形成され、前記亜鉛めっき層の上に前記電着塗装塗膜が形成されている、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。
- 前記電着塗装塗膜がエポキシ樹脂カチオン電着塗装塗膜である、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。
- 前記再帰反射性塗膜における造膜樹脂がアクリル樹脂、ウレタン樹脂及びアクリルウレタン樹脂から選ばれる少なくとも1種であり、前記電着塗装塗膜と前記再帰反射性塗膜の間にプライマー層を備える、請求項6に記載の再帰反射性塗装物。
- 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を防護柵用の構成部材として備える、防護柵。
- 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を製造するための再帰反射性塗装物の製造方法であって、
電着塗装塗膜の上に、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塗膜をさらに形成するための工程として、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形成する工程を含む、再帰反射性塗装物の製造方法。
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