路面标示用水性涂料固定剂、路面标示形成方法及涂装装置的制作方法

专利名称：路面标示用水性涂料固定剂、路面标示形成方法及涂装装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及路面标示用水性涂料固定及路面标示的形成方法，特别是涉及缩短涂布在路面上的路面标示用水性涂料的干燥时间、促进该涂料固定的路面标示用水性涂料固定剂，路面标示用水性涂料组合物以及可以使用该固定剂形成耐水性、干燥性良好的路面标示的方法、装置。
背景技术：
为了将道路交通的规定、警戒、导向、指示等信息恰当地传达给车辆的驾驶员及行人，使用涂料在铺装道路的路面上画各种区分线或道路标示(下面称“路面标示”)。
对于公用道路上的路面标示工程，限制道路交通而进行，为了缩短从限制道路交通到可以通行的时间(限制交通时间)，要求路面标示用涂料涂布后的干燥时间尽可能短，同时还要求涂膜对放开交通后行驶的车辆的轮胎有良好的耐污性。作为这样的涂料，以往使用的涂料利用了挥发速度快的酮类、酯类、芳香族类、脂肪族类的有机溶剂。
但是，挥发性有机溶剂由于涂布后迅速挥发到大气中，成为一种环境污染，所以近年来使用对环境污染相对小的路面标示用水性涂料。以往使用有机溶剂类的路面标示用涂料时，涂布后通常约10分钟左右就可以放开交通，而另一方面，因为路面标示用水性涂料的干燥时间主要取决于涂布后的环境气温、湿度，所以特别是在低温时、湿度大时，需要数小时才能放开交通，而且由于干燥时间长，有时会遇到降雨而导致涂膜溶解、剥离。甚至，即使干燥完毕，由于涂膜残留的粘性，也会发生被轮胎弄污等情况，所以，其实际使用受到很大的限制。
为了解决上述的使用水性涂料作路面标示时产生的问题，进行了一些尝试。例如，专利文献1的技术公开了在涂布前、涂布中、涂布后，使水性涂料与酸或盐的水溶液、酸或盐的固态粒子形态的涂料接触，促进其干燥的方法。
另外，在专利文献2中公开了用因与酸接触而凝聚的、可用水稀释的分散涂料在路面作标示的方法和装置。公开了用水分散型涂料在路面涂布时，通过在该涂料上或向涂料中散布反射粒子粉，然后喷射散布酸水溶液的方法，或在涂料上或向涂料中散布用酸处理的粒子粉，甚至喷射散布水溶液形态的酸，使其在数分钟内干燥的方法及装置。
另外，专利文献3的技术公开了将可以吸水的固态聚合物粒子或通过配位键吸水的无机化合物，与水性涂料一起喷射在被涂布的涂料上，促进水性道路标示涂料的干燥的方法。而且，作为固态聚合物或无机化合物的粒子，例如有离子交换树脂颗粒、超吸水性凝胶、空心球状粒子及滑石。
而且，在专利文献4中公开了将与水反应能放热的非水溶性的无机化合物粒子与水性涂料一起涂布在路面上，或散布在路面上涂布的水性涂料的涂膜上，促进干燥，形成路面标示的方法。
通常，以往的路面标示涂布装置，如图3所示，由涂料散布机(涂料喷射枪)23和在其后方的玻璃珠散布机(散布枪)25构成，前者具备相对涂布进行的方向排出水性涂料24的排料喷嘴，后者具备以夜间可视性为目的地排出使车辆的前灯光再次反射的玻璃珠26的排珠喷嘴。
另外，以往的固定剂散布装置(气式喷射枪)27，如图4所示，具有气体调整阀28，通常使用的将不限于液状或粉状的粒子状固定剂29添加到路面标示用水性涂料24中的方法是在喷射水性涂料24后，开始喷射玻璃珠26，最后散布粒子状固定剂29。
专利文献1和专利文献2的发明的技术是由水分散型涂料和水溶性盐的接触引起瞬时凝聚而促进干燥的方法。喷射涂料后，或若同时使用涂料与粒子，则玻璃珠相对于涂料的粘合性变差，夜间可视性出现问题。另外，由于引起瞬时凝聚，只有涂布的涂料表面硬化，而涂料中的水分蕴含在涂料内部。因此，形成的涂膜变成中心软的状态，涂膜的剪切应力产生问题。另外，存在涂膜容易因车辆通过而被污染的问题，甚至为引起涂料的瞬时凝聚而在涂料散布前散布粒子时，有涂料对路面的粘着力、凝聚力差的问题。
专利文献3的技术，虽然可吸水的固态聚合物、超吸水性凝胶对促进涂膜的干燥有效，但是干燥涂膜再吸收降雨等水分而在涂膜强度上产生问题。虽然离子交换树脂有促进干燥的效果，但该效果比用水溶性盐处理时小，且离子交换树脂价格高，在成本上缺乏实用性。
专利文献4的技术，虽然可以通过散布与水反应能放热的非水溶性的无机化合物粒子促进涂膜表面到内部的干燥，但是要使规定量的粉末粒子均匀地散布粘着在涂布面上必须大量的散布，产生粒子向周围飞散的问题。
任何一个专利文献都记载了关于为了促进干燥而散布处理剂粒子或处理剂水溶液的方法的技术。但是，提案的技术，虽然可以形成快干性的路面标示，但仍有上述各自的问题点，特别是对于应用细粉末的快干化的标示工程，因为没有有效的散布装置，所以现状是任何一个提案几乎都没有商业化。
专利文献1特公平6-76684号公报专利文献2国际公开第94/29391号专利文献3特开平9-23548号公报专利文献4特开2004-244467号公报发明内容本发明的目的在于，提供使用水性涂料形成路面标示时可以促进由该水性涂料组成的涂膜的干燥、牢固固定的水性涂料固定剂，以及能使用该固定剂形成耐水性良好的涂膜的方法和固定剂的涂布装置。
本发明人发现，若水性涂料与水难溶性无机化合物的粒子一起使用，则能促进涂布的涂膜的干燥和耐水性。特别是，用本发明的涂布装置涂布上述粒子时，粒子与散布涂料粒子均匀地混合，该效果非常显著。这些在后述的实施例中，通过涂布的涂料涂膜的干燥性和耐水浸渍试验被证实。
即，本发明人通过下面的构成，达到了本发明的上述目的，从而完成了本发明。
(1)一种水性涂料固定剂，包含溶解度在15g/水100g以下的水难溶性的无机化合物粒子。
(2)根据(1)记载的水性涂料固定剂，其中，所述无机化合物粒子至少含有氢氧化钙、氢氧化镁、氢氧化铝中的一种。
(3)根据(1)记载的水性涂料固定剂，其中，所述无机化合物粒子的水溶液是经电离而离子化的化合物。
(4)一种形成路面标示的方法，包括第一工序和第二工序，前者是将水性涂料和含溶解度在15g/水100g以下的水难溶性的无机化合物粒子的水性涂料固定剂同时涂布在路面上的工序，后者是在涂料以及涂膜表面使用玻璃珠的工序。
(5)根据(4)记载的形成路面标示的方法，将含有水难溶性的水溶液经电离而离子化的无机化合物的水性涂料固定剂和水性涂料同时涂布在路面上，并散布玻璃珠。
(6)一种涂装装置，具备定量供给含有水难溶的性水溶液经电离而离子化的无机化合物的水性涂料固定剂，并将其输送到水性涂料涂布喷射部的功能，将该水性涂料固定剂和水性涂料同时涂布在路面上，并散布玻璃珠。
(7)根据(6)记载的涂装装置，具备在水性涂料喷射通过的容器中，使输送的水性涂料固定剂扩散，使水性涂料固定剂混合在水性涂料中，抑制向容器外飞散的功能。
在本发明中，所谓“路面”是指用于车辆通行的道路铺装面、飞机的滑行路面、工厂中的通行路、自行车道、人行道等的铺装路面，也包括屋内外的停车场等的铺装路面。另外，所谓“铺装路面”是指沥青铺装路面、混凝土铺装路面、铺路石铺装路面等。
另外，在本发明中，所谓“路面标示”是指以表明各种情况为目的，在路面上通过涂装而形成的标示，没有特别的限制。例如，可以用线、文字、符号、图案等表示区分线、人行横道、禁止超出等交通标示。
发明效果通过使用本发明的水性涂料固定剂、形成路面标示的方法及涂装装置，可以显著缩短干燥时间，提高耐水浸渍性。这样，可以进行以往不可能的在低温、湿度大的条件下的涂装。
另外，可以用与通常一样地实施抑制固定剂向涂装装置周围飞散的涂装工程。
而且，通过缩短干燥时间，可以缩短工程限制时间，从而可以大幅度减少交通堵塞的发生。


图1是表示本发明涂装装置的主要部件的概括说明图。
图2是表示图1中装备了玻璃珠扩散散布机的固定剂混合装置的概括说明图。
图3是表示以往的路面标示装置的概括说明图。
图4是表示以往的固定剂散布例子的概括说明图。
具体实施例方式
本发明涉及包括为了使路面上涂布的路面标示用水性涂料干燥、促进涂膜的固定，将本发明的水性涂料固定剂和路面标示用水性涂料一起涂布在路面上的工序的形成路面标示的方法和涂装装置。
下面，对本发明的水性涂料固定剂、用于路面的水性涂料的形成方法及涂装装置进行详细的说明。
作为促进水性涂料的干燥及固定的成分，本发明的固定剂是水难溶性的，包含在水溶液中经电离而离子化的无机化合物粒子(下面称无机粒子)。在本发明中，所谓“水难溶性”是指与水混合时，在20℃时的溶解度在15g/水100g以下。对水的溶解度优选20℃时在5g/水100g以下，溶解度显示在此之上的物质的溶解、电离变快，对于水性涂料表现出引起瞬时凝聚的倾向。
作为无机粒子的具体例子，可以列举氢氧化钙(熟石灰)、氢氧化镁、氢氧化铝、氢氧化钡、氢氧化锶、硫酸铝钾等，这些物质单独或2种以上组合，作为本发明固定剂的主要成分而被含有。特别是，作为20℃时对水的溶解度在5g/水100g以下的能商业利用的无机粒子，可以列举熟石灰、水泥。
另外，考虑到与固定后的涂料的反应性及涂膜的加工性，无机粒子的平均粒径为0.1μm～600μm，特别优选为5μm～150μm。无机粒子的形状没有特别的限定。
而且，本发明的固定剂除了含上述无机粒子外，在不妨碍本发明的目的的范围内，也可以根据需要含有其他的成分。例如，也可以含有氧化钙、硫酸钙、沸石等。
本发明的固定剂可以直接使用上述无机粒子，但是，特别是作为固定剂的散布量的调整和均匀散布的方法，在不损害涂膜的性能的范围内根据需要适当地配合没有固定性的成分而混合使用是很有效的。
在本发明的固定剂中，作为适合配合的成分，可以列举通常作为涂料的着色颜料使用的二氧化钛、氧化锌、碳黑、磁铁矿、铬酸铅、偶氮颜料、酞菁颜料、缩合多环颜料等，铁丹、黄色氧化铁、钛黄、云青、深蓝、钴蓝等，以及作为体质颜料使用的非水溶性的碳酸钙、硫酸钡、氧化铝、硅粉等。其粒径可以使用5μm～600μm范围内的，但是优选使用比所用的无机粒子的粒径大的。另外，适合配合的成分可以单独或2种以上组合使用。
可以应用本发明的固定剂促进其干燥、固定的水性涂料没有特别的限定，可以应用于以往的任何用于路面标示用的水性涂料。
特别是，从为了满足JIS K5665路面标示用涂料的质量的组成等观点来看，本发明的固定剂具有60～85质量％的总固态成分，虽然对涂布的干燥膜厚为0.1～0.5mm的路面标示用涂料的干燥、固定有用，但是，特别是总固态成分并不受膜厚的限制。
作为路面标示用水性涂料的具体例子，有丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、2-乙基己基丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、苯乙烯等具有乙烯性不饱和基团的化合物聚合或共聚合构成的树脂成分，例如，可以列举以丙烯酸酯树脂成分作为赋形成分的物质。
而且，树脂也可以是将羧基、环氧基、羰基、氨基、碳碳双键等反应性官能团或键引入分子内的聚合物。水性的赋形剂既可以是分散聚合物，也可以是与水溶性聚合物的混合物。
另外，为了改善涂布操作性、着色和涂料物性、涂膜物性，路面标示用水性涂料可以根据适当的需要，对添加的各种添加剂或颜料的种类、含有量按照希望的特性作出相应的适当选择，可以将它们分别单独或2种以上组合配合。
例如，作为添加剂，涂料通常使用分散剂、润湿剂、防沉降剂、消泡剂、增粘剂、造膜助剂等。另外，作为颜料，可以列举作为各种着色颜料及增量剂的各种体质颜料。
另外，路面标示用水性涂料，虽然主要使用水作为溶剂或分散溶剂，但是，也可以根据需要含有1种或2种以上的有机溶剂。特别是，虽然优选水溶性的有机溶剂，但是只要不影响水性涂料的稳定性就没有特别的限定。
对路面标示用水性涂料应用本发明的固定剂，可以通过包括将水性涂料和水性涂料固定剂同时涂布的第一工序和在涂料及涂膜表面使用玻璃珠的第二工序的形成路面标示的方法及涂装装置进行。
散布固定剂的装置，例如，可以用通常的气体喷射、加压喷射、自然下落散布等方法进行，但是，优选可以是粒子粉末均匀混合散布的装置。
由于以往的装置不能使粒子粉末均匀混合散布，所以提出本发明的装置，其直接将固定剂供给给从涂布涂料的散布喷嘴排出的涂料流，从而使固定剂均匀混合、同步散布。
下面对在路面标示用水性涂料的涂装车上安装的本发明的涂装装置进行说明。
图1所示涂装装置主要由固定剂供给装置、混合固定剂和水性涂料的混合装置构成。下面对各个装置进行详细的说明。
(固定剂供给装置)图1所示的固定剂供给装置，包括具有从固定剂贮藏箱1伸出的螺旋状转动叶片的定量供给部4，用于气体输送固定剂的混合部5，具有将箱内的固定剂稳定地供给给定量供给部的功能的搅拌棒3，用于输送固定剂、使之扩散的气体调整机器6～11，驱动搅拌棒和定量供给部的发动机2、13，控制机器的控制器12，输送固定剂的固定剂输送软管14。
螺旋状的转动叶片可以根据控制器的设定以任意的转数驱动，可以从贮藏箱任意地定量供给。另外，具有有如下功能的控制器，叶片开始旋转时，使输送到涂料固定剂混合器19的输送气体喷嘴6的气体排出与玻璃珠排出同时开始。
(涂料固定剂混合器)图1及图2所示的涂料固定剂混合器19设置在涂料喷射枪23下部的涂料排出部20上。在涂料固定剂混合器后部的上面，具有与固定剂供给装置连接的输送固定剂的固定剂输送用软管14的连接口。另外，涂料固定剂混合器的最后部有经过气体供给管15的气体连接口，连接口供给的气体从扩散气体喷嘴16呈扇状扩散排出，送到涂料固定剂混合器19内部。该喷嘴在与固定剂供给装置连接的固定剂输送软管14连接口的正下方位置。固定剂被从该喷嘴排出，随着气体改变方向、扩散。
从涂料排出部20的喷射喷嘴高速排出的水性涂料21，在充满了涂料固定剂混合器19内部的固定剂中以扇状扩散流动，与固定剂一起均匀地涂布在路面22上。
另外，图2所示的玻璃珠散布器18是将来自玻璃珠散布枪的玻璃珠26引导到正确的散布位置，形成散布通路17的辅助装置。该玻璃珠散布器18固定在涂料固定剂混合器19的下部。
本发明的固定剂在涂膜的散布量影响水性涂料的干燥速度。
上述图4所示的在涂料涂膜上散布固定剂的以往的固定剂散布装置，固定剂有效成分的涂布量为1g～70g/m2，优选为10g～20g/m2，但是，如本发明的同时使用涂料和固定剂时，特别是也可以应用于达到1000μm的高膜厚涂布，固定剂有效成分优选为0.04～2g/水性涂料100g左右。特别优选为0.2～0.75g/水性涂料100g。
下面，通过本发明的实施例及比较例对本发明进行具体的说明。
而且，实施例及比较例使用的路面标示用水性涂料和固定剂以下述的配合处方调制。
路面标示用水性涂料的配合处方成分 使用量作用生产厂家Primal 32.0速硬化乳剂 ロ一ム アンド ハE-2706 一ス(株)オロタン901 0.7 颜料分散剂 ロ一ム アンド ハ一ス(株)SNデフオマ 0.9 非硅类消泡剂 (株)サンオプコ一154ソフトン44.0增量剂 備北粉化工業(株)1500タイピュア 11.1二氧化钛 デュポン(株)一R-902Primal 7.7 速硬化乳剂 ロ一ム アンド ハE-2706 一ス(株)自来水 0.1甲醇1.5 冷冻稳定化剂苯甲醇 0.9 造膜助剂RM-12 0.1 造粘剂 ロ一ム アンド ハ一ス(株)自来水 1.0 粘度调整剂合计100.0涂料粘度81KU～83KU 涂料固态成分76％固定剂的配合氢氧化钙(熟石灰)熟石灰1号，粒径5μm～150μm碳酸钙粒径149μm～590μm混合配合化氢氧化钙(熟石灰)/碳酸钙＝4/6(质量比)
实施例1在5℃×85％RH的条件下，在15cm×20cm的沥青毡上，同时排出上述固定剂0.007kg/m2以及上述配合的涂料0.64kg/m2，经涂料固定剂混合器混合均匀、涂布，制成涂膜的干燥性和耐水浸渍性试验用供试体。
涂布后的干燥性试验通过JIS K5665的轮胎粘着性评价。
耐水浸渍性试验是将经过5分、10分、15分、20分、30分、40分、50分、60分和90分的养护的供试体在水中浸渍1小时，然后取出，通过马上观察涂膜的溶解、剥离，同时用食指轻轻摩擦涂膜查看有无涂料粘着在上面来评价。另外，作为比较例，对以上述的涂布量不使用涂料固定剂混合器将固定剂后散布的涂膜(图4中无玻璃珠散布)和不散布固定剂的涂膜也进行相同的试验。
干燥性的试验结果如表-1所示，耐水浸渍性试验如表-2所示。
表-1(在5℃、85％RH下的轮胎粘着性)

备考×在轮胎粘着试验中轮胎上有涂料的粘着○在轮胎粘着试验中轮胎上无涂料的粘着表-2(在5℃、85％RH下养护后的耐水浸渍性)

备考×浸渍后涂膜有溶解△浸渍后涂膜无溶解，但涂膜上有气泡。
○浸渍后涂膜无异常。手指上没有涂料粘着。
由表-1、表-2可知，与无固定剂散布、通常的散布方法相比，使用本发明的方法和装置时，能够大幅度改善干燥性、耐水性。因此，在涂装工地，可以不用担心缓和涂布后的交通阻塞和突然降雨等而进行标示工程。
实施例2
在5℃×85％RH的条件下，在30cm×30cm×5cm的密粒沥青砖上，将固定剂和涂料以实施例1所示的量通过涂料固定剂混合器涂布，同时散布玻璃珠0.42kg/m2，用反射辉度值来评价玻璃珠对涂膜的粘着性的时效变化。另外，作为比较例，对只涂布涂料然后散布玻璃珠的涂膜也进行相同的试验。
而且，玻璃珠的粘着性试验是在供试体制成后经24小时养护，然后用促进耐用试验机进行的。促进耐用试验机的型号和试验条件如下，试验结果如表-3所示。
试验方法试验机旋转磨损促进装置、车轮转向试验器(ニッケン(株)製)荷重100kg/轮旋转半径6cm旋转速度30rpm往返速度10cm/min接地面积10.87cm2平均接地压0.9N/mm2轮胎的材质硬质聚氨酯橡胶评价对于往返次数16次的涂膜时效地测定其反射辉度值(mcd/1x·m2)从而评价玻璃珠对涂膜的粘着性。
反射辉度值测定机器简易反射辉度计ミロラックス 7(ポッタ一ズ·バロティ一ニ(株)製)
表-3

由表3可知，同时混合涂料和固定剂不妨碍不使用固定剂时的玻璃珠粘着性。
实施例3在5℃×85％RH的条件下，在15cm×20cm的沥青毡上，同时排出上述固定剂0.007kg/m2以及上述配合的涂料0.64kg/m2，经涂料固定剂混合器混合均匀、涂布，制成涂膜的干燥性和耐水浸渍性试验用供试体。涂布后的干燥性试验通过JIS K5665的轮胎粘着性评价。
耐水浸渍性试验是将经过5分、10分、15分、20分、30分、40分、50分、60分和90分的养护的供试体在水中浸渍1小时，然后取出，通过马上观察涂膜的溶解、剥离，同时用食指轻轻摩擦涂膜查看有无涂料粘着在上面来评价。另外，作为比较例，对使用涂料固定剂混合器散布上述的涂布量的碳酸钙粉、滑石粉的和无散布品的涂膜进行相同的试验。
干燥性的试验结果如表-4所示，耐水浸渍性如表-5所示。
表-4(在5℃、85％RH下的轮胎粘着性)

备考×在轮胎粘着试验中轮胎上有涂料的粘着○在轮胎粘着试验中轮胎上无涂料的粘着表-5(在5℃、85％RH下养护后的耐水浸渍性)

备考×浸渍后涂膜有溶解△浸渍后涂膜无溶解，但涂膜上有气泡。
○浸渍后涂膜无异常。手指上没有涂料粘着。
由表-4、表-5可知，与无固定剂散布、碳酸钙粉、滑石粉的散布相比，使用本发明的方法时，能够大幅度改善干燥性、耐水性。
权利要求
1.一种水性涂料固定剂，包含溶解度在15g/水100g以下的水难溶性的无机化合物粒子。
2.根据权利要求1记载的水性涂料固定剂，其中，所述无机化合物粒子至少含有氢氧化钙、氢氧化镁、氢氧化铝中的一种。
3.根据权利要求1记载的水性涂料固定剂，其中，所述无机化合物粒子的水溶液是经电离而离子化的化合物。
4.一种形成路面标示的方法，包括第一工序，将水性涂料和含溶解度在15g/水100g以下的水难溶性的无机化合物粒子的水性涂料固定剂同时涂布在路面上；和第二工序，在涂料以及涂膜表面上应用玻璃珠。
5.根据权利要求4记载的形成路面标示的方法，将含有水难溶性的水溶液经电离而离子化的无机化合物的水性涂料固定剂和水性涂料同时涂布在路面上，并散布玻璃珠。
6.一种涂装装置，具备定量供给含有水难溶性的水溶液经电离而离子化的无机化合物的水性涂料固定剂，并将其输送到水性涂料涂布喷射部的功能，将该水性涂料固定剂和水性涂料同时涂布在路面上，并散布玻璃珠。
7.根据权利要求6记载的涂装装置，具备在水性涂料喷射通过的容器中，使输送的水性涂料固定剂扩散，使水性涂料固定剂混合在水性涂料中，抑制向容器外飞散的功能。
全文摘要
本发明提供使用水性涂料形成路面标示时可以促进由该水性涂料组成的涂膜的干燥、牢固固定的水性涂料固定剂，以及能使用该固定剂形成耐水性良好的涂膜的方法和固定剂的涂布装置。涂料固定剂混合器(19)设置在涂料喷射枪(23)下部的涂料排出部(20)上。在涂料固定剂混合器后部的上面，具有与固定剂供给装置连接的输送固定剂的固定剂输送用软管(14)的连接口。另外，涂料固定剂混合器的最后部有经过气体供给管(15)的气体连接口，连接口供给的气体被从扩散气体喷嘴(16)呈扇状扩散排出，送到涂料固定剂混合器(19)内部。
文档编号B05D1/00GK1952022SQ200610135920
公开日2007年4月25日 申请日期2006年10月13日 优先权日2005年10月13日
发明者滨田真, 齐藤有弘, 藤田健一, 宫本勉, 松田时雄 申请人:日本阿童木集团株式会社