景観に配慮した防護柵の塗り替え塗装仕様の開発＊
三上義徳＊＊、穴沢靖＊＊、飯村崇＊＊＊

岩手県内に設置されている防護柵の塗り替え仕様を確立することを目的に、各種塗膜物性試
験及び環境試験等から検討を行った。その結果、溶剤系上塗り塗料では、含まれる溶剤により既存塗膜の付着性能が低下する結果となり、利用できないことが明らかとなった。しかし、水系塗料では、安定した付着性が得られることが判明し、長期の促進耐候性試験、塩水噴霧試験及び寒熱ｻｲｸﾙ試験を行った結果、水系ポリウレタン樹脂塗料が最も耐久性を発揮する結果が得られた。
キーワード：水系塗料、ガードレール、塗り替え仕様

Development of the Recoat Specifications of the Guardrail for
Natural Scenery
MIKAMI Yoshinori, ANAZAWA Yasushi and IIMURA Takashi
To establish the recoat specifications of the guardrail set up in Iwate Prefecture, it
was examined by the coated film physical properties examination and theenvironmental test. As a result, it became the adhesion property of a former coated film
decreasing with the contained solvent, and it was not possible to use it in the solvent
based coating. However, a steady adhesion was obtained in the water based coatings.
Moreover, the result of the water based polyurethane resin coatings demonstrating
durability most was obtained since a long-period the accelated weathering test, theneutral salt spray test and the cool-heat cycling test were done.
Key words : water based coating, guardrail, recoat specifications
1緒言

基準に準拠し、特に景観的な配慮が必要な地域及びそ

これまで整備されてきた歩車道防護柵（以下、防護の他の地域において、パイプ式歩行者用防護柵はダー柵）の色彩は、運転者の視線誘導を促すため白色を標クブラウン（こげ茶色）、ガードレール式車両用防護柵準とするよう定められ、景観に配慮しているとは言いはグレーベージュ（薄灰茶色）を標準色としている。

難いものであった。

特に、2008 年平泉文化の世界遺産登録に向け、登録地

近年の景観意識の高まりから、国土交通省では、今域では、景観を損なう要因となっている白色の既存防後、美しい自然との調和を図りながら、国土整備を展護柵から景観配慮型防護柵への取り替えが行われてい開していくため、「美しい国づくり政策大綱」を平成る。しかし、今後、県内全域の防護柵の取り替えを進15 年 7 月に策定した。また、「景観に配慮した防護柵めることは、財政的にも困難であることが予想される。の整備ガイドライン」の作成や「防護柵の設置基準」

そこで本研究では、既存防護柵の塗り替え仕様をを改正し、景観に配慮した色彩とするように原則化す確立することを目的に、各種塗膜物性試験及び環境るなど、全国の防護柵整備における方針、基準を大き試験等から検討を行ったので、以下に報告する。

く転換した。
一方、岩手県でも、国土交通省の基準に基づき、平2

成 19 年度以降に整備、修繕する防護柵について景観配

2-1

実験
供試材料

慮を実施することとしている。基本色彩としては、景県南広域振興局土木部が、道路工事、事故等で撤去

観行政団体が基準を制定している地域についてはそのし、保管していた旧品防護柵（縦 35×横 433×厚さ＊＊＊＊＊＊

基盤的先導的研究推進事業
環境技術部
電子機械技術部（現 材料技術部）

岩手県工業技術センター研究報告第Ｘ号（２００８）0.23cm）を用いた。図 1 に全体写真を示す。以下、旧品防護柵（OG）については記号で記す。
2-2

供試塗料

3 社の塗料メーカーより市販されている溶剤系上塗り塗料の中から、それぞれ高耐候性であるポリウレタン樹脂系、アクリルシリコン樹脂系、ふっ素樹脂系塗図1

旧品防護柵(OG)料の 3 種類ずつ、合計 9 種類を選定した。また、1 社の塗料メーカーより溶剤系塗料と同様に 3 種類の水溶2-4-5

耐溶剤試験性塗料を選定し、合計 12 種類の塗料を用いた。表 1JIS-K-5400（1990）塗料一般試験法、8.24 耐揮発油にそれぞれ記号、塗料名及び配合比を示す。
（以下、塗性に準じて行った。なお、溶剤はラッカーシンナーを料については、記号で記す。

用い、容器中に試験片を立て掛け、4 時間浸漬した。

2-3

その後、試験片を取り出し、室内に 2 時間放置し、目試験片の作成

OG を JIS 塗料一般試験法に準じ縦 15×横 7cm に切断

視により塗膜状態を観察した。

し試験片を作成した。使用した切断機は、メカニカル2-4-6

付着力試験

シャーリングマシン MGS-4512（㈱ニコテック）である。

JIS-K-5400（1990）塗料一般試験法、8.5.2 ごばん

また、切断した OG の塗膜表面を耐水研磨紙で研磨した目テープ法により行い、評価は、8.5.1 の表 18 ごば後、12 種類の供試塗料を刷毛で 1 回塗布し、室温で 7ん目試験の評価点数により行った。

日間乾燥を行い試験に供した。

2-4-7

2-4

実験方法

2-4-1

衝撃試験

JIS-K-5400（1990）塗料一般試験法、8.3 耐衝撃性、外観観察

8.3.2 デュポン式により行い、衝撃による変形で塗膜OG の塗膜表面の汚れ等について、カラーマイクロス表面に割れ・剥がれができないかを評価した。なお、

コープ VH-611（KEYENCE 製）で観察した。

撃ち型と受け台の寸法は半径 6.35mm、おもりの質量は2-4-2500g を使用した。

塗膜厚測定

JIS-K-5400（1990）塗料一般試験法、3.5(2) 電磁式

2-4-8鉛筆硬度試験

膜厚計により行った。なお、測定値は、試験品の上面部、JIS-K-5400（1990）塗料一般試験法、8.4 鉛筆引っ後面部、前面部おいてそれぞれ 5 カ所の測定を行い、そかき値（手かき法）に準じて実施し、塗膜の硬さを評の平均値を用いた。 また、測定に用いた膜厚計は、エ価した。

グザクト FN タイプ（ニッペトレーディング株式会社製）

2-4-9である。
2-4-3塩水噴霧試験

JIS-Z-2371(1994) 塩水噴霧試験方法により行った。

既存塗膜の前処理

なお、試験時間は 300 時間で、試験片中央にカッター

OG の塗膜表面の汚れや錆を除去するため、耐水研磨ナイフでクロスカットを入れ、錆の発生状況及び塗膜紙#320 を用いて研磨した。なお、汚れ及び錆の除去程の外観について目視により評価した。表 2 に試験条件度について、表面観察及び電磁膜厚計により評価した。

を示す。なお、試験時間は 500 時間で、試験後にクロ2-4-4スカット部のテープ剥離試験を行い、片側最大剥がれ塗膜断面の観察

OG の塗装仕様を把握するため、塗膜断面の観察を行幅を測定した。

った。断面加工には回転式ミクロトーム RM2135（LEICA製）を用い、撮影はカラーマイクロスコープを用いた。
表1
記号
K-PU
D-PU
N-PU
S-PU
K-AS
D-AS
N-AS
S-AS
K-F
D-F
N-F
S-F

種類

塗料の種類
塗料名

低汚染型ポリウレタン樹脂塗料
建築用ポリウレタン樹脂塗料
ポ リ ウ レ タ ン 樹 脂 系
ポリウレタン樹脂塗料
水系アクリルウレタン系塗料
シリコン変性エポキシ樹脂系下塗上塗兼用塗料
シリコン変性アクリル樹脂上塗塗料
アクリルシリコン樹脂系
シリコン変性アクリル樹脂上塗
水系アクリルシリコン系塗料
低汚染型弱溶剤可溶ふっ素樹脂系塗料
建築用ふっ素樹脂塗料
ふ っ 素 樹 脂 系
低汚染２液形ふっ素樹脂塗料
水系フッ素系塗料

配合比
主剤
硬化剤
61417161141851541181141915191表2項

塩水噴霧試験条件

目試験条件

塩化ナトリウム溶液濃度50g/L

pH6.8

圧縮空気圧力98kPa

噴霧量

1.5ml/80cm2/h

空気飽和器温度

47±2℃

試験槽温度

35±2℃

2-4-9が確認できる。長期にわたり道路に設置され、暴露されていたことで、裏面より道路側の表面の汚れがひどく、錆の発生よりも傷の発生が多いが、傷部より赤錆の発生はほとんど見られなかった。また、塗色は同じ白色でも黄変度合いが異なっており、設置されていた環境が異なることがわかる。また、膜厚を測定した結果、100μm 程度の膜厚が得られ、「防護柵の設置基準」で規定されている最小塗膜厚（20μm）の 5 倍程度の膜厚となっている。

促進耐候性試験及び色差の測定

JIS-K-5600（1999）塗料一般試験法、第 7 分塗膜の長期耐久性、第 7 節促進耐候性（キセノンランプ法）に準じて行った。試験機はスーパーキセノンウェザーメーター
SX2D-75（スガ試験機㈱）を用いた。表 3 に促進耐候性試

図 2 OG の汚れ部、赤錆部、傷部

験条件を示す。なお、試験時間は 500 時間で、100 時間ごとに分光測色計（カラーアナライザー、TC-1800MKⅡ、㈱3-2東京電色製）を用いて色差の測定を行った。

塗膜断面の観察図 3 に OG の塗膜断面の観察写真を示す。塗装膜は一層
表3項目条件試 験 サ イ ク ル
試料面放射照度(120 分中 18 分間)(300～400nm)

相度

50±3％R.H.

積 算 放 射 照 度

323.50MJ/m22-4-10が得られており、一層膜で厚膜となっていることから、粉体塗膜であると思われる。

180W/㎡63±3℃

湿る。溶融亜鉛メッキの膜厚は、30μm 程度を示し、また、塗膜厚は 100μm を示している。電磁膜厚計でも同一の値

照射+水噴霧ブラックパネル温度
対膜となっており、その下に溶融亜鉛メッキの層が確認でき促進耐候性試験条件

塗膜
亜鉛メッキ膜寒熱ｻｲｸﾙ試験

素材

JIS-K-5400(1990) 塗料一般試験法、9.3 耐冷熱繰り返し性に準じ、低温及び高温のｻｲｸﾙ試験を 50 ｻｲｸﾙ行った。
なお、評価は目視による外観検査で行った。表 4 にサイク

図3ルの試験条件を示す。試験時間はそれぞれの試験条件への移行時間を含まないものとする。また、試験機は温度差劣化試験機 BP-FM-1（スガ試験機㈱）を用いた。
表4試験条件3-3

OG の塗膜断面

既存塗膜の塗装前処理結果

図 4 に既存塗膜の研磨前と研磨後の写真を示す。研磨後に膜厚を測定した結果、塗膜表面の汚れの除去には全面つｻｲｸﾙの試験条件

温度

相対湿度

試験時間

低温-20±2℃－3 時間

高温50±2℃

95％3 時間や消し状態となる 10μm 程度の研磨が必要であった。赤錆も汚れの除去と同じ 10μm 程度の研磨で除去可能であった。また、傷部のフェザーエッジ（段差部）には、50～60μm 程度の研磨が必要であった。塗り替えを行う際、塗り替え塗膜の付着性や耐久性の向上を図るため、研磨作業は３結果及び考察3-1

外観観察及び膜厚測定結果

塗膜表面の観察結果を図 2 に示す。塗膜表面の状態は大きく 3 形態に分けられ、汚れのみで錆の発生や、塗膜の剥がれ、膨れが発生していない部分、赤錆の発生により、塗膜の膨れが発生している部分、車両の接触等により塗膜が線状に剥がれている部分必要であり、その際の目安となると思われる。
3-4

耐溶剤試験

試験後の塗膜状態を観察した結果を図 5 に示す。
浸漬部塗膜のつやの低下及び変色が見られたほか、塗膜が柔らかくなり、しわや膨れが発生し、耐溶剤性が劣る結果となった。長期の暴露による塗膜劣化の影響によるものと思われる。

区分

研磨前

研磨後

汚れ部

赤錆部

傷部

図43-5

塗装前処理結果

付着力試験結果

表 5 に 12 種類の試験片のごばん目テープ剥離試験した結果を示す。また、図 6 にテープ剥離後のマス目部の写真を示す。剥がれの程度に差はあるが、アクリルシリコン樹脂系のN-PU を除き全ての溶剤系塗料で剥がれが生じる結果となった。既存塗膜

図5

耐溶剤試験における塗膜のしわ・膨れ部が上塗り塗膜の溶剤に侵され、付着力が低下したことが原因であると思われる。水系塗料では、溶剤系塗料に比べ含まれる溶剤量が少ないことから既存塗膜を侵すこと無く、安

K-PU

K-AS

K-F

D-PU

D-AS

D-F

N-PU

N-AS

N-F

S-PU

S-AS

S-F

定した付着力が得られた。従って、既存塗膜を残し、溶剤系塗料で塗り替えを行っても、耐久性は期待できない結果となったことから、以後、水系塗料に限定し各種試験を行った。
3-6塩水噴霧試験結果

図 7 に水系塗料の 500 時間経過後に観察した写真を示す。全ての試験片で、クロスカット部から白錆が発生しているが、赤錆の発生はなく、また、クロスカット周辺に錆及び塗膜の膨れも無く、良好な耐食性を示す結果となった。表 6 に試験後にクロスカット部のテープ剥離試験を行い、片側最大剥がれ幅を測定した結果を示す。S-PU が溶融亜鉛メッキ皮膜と旧塗膜の付着性を損ねず、安定した付着性能を示す結果となった。

図 6 ごばん目テープ剥離試験結果(×25)

3-7促進耐候性試験における色表5差測定結果

ごばん目テープ剥離試験結果

塗料

評価

塗料

評価

塗料

評価

図 8 に 100 時間ごとに色差の測K-PU0K-AS0K-F8定を行った結果を示す。いずれの

D-PU0D-AS0D-F6

塗膜もΔE*は 1 以内の変化であり、

N-PU

2N-AS

10N-F6

紫外線劣化による変色は非常に少S-PU

10S-AS10S-F10なく、良好な耐候性を示す結果となった。また、目視による外観検

S-PU

S-AS

S-F

査を行った結果、どの試験片でも光沢の低下、著しい変色及び塗膜の割れ、剥がれ、膨れの発生は認められなかった。
3-8

環境試験における付着力試

500H

験結果
図 9 に水系塗料の試験前と促進耐候性試験及び寒熱ｻｲｸﾙ試験後にごばん目テープ剥離試験を行った
結果を示す。試験前の性能は全て

図7

塩水噴霧試験観察結果

10 点であるが、S-AS はどちらの試
験でも 6 点となり付着性能が低下する結果となった。促進耐候性試
験及び寒熱ｻｲｸﾙ試験に共通する試表6

片側最大剥がれ幅測定結果

塗料名

片側最大剥がれ幅

S-PU0 ㎜

S-AS5 ㎜

S-F7 ㎜験条件は高温条件であることから、
S-AS は 高 温 条 件 に よ り 他 の 塗 料に比べ、劣化の進行が早いものと思われる。
3-9環境試験における衝撃試験結果

図 10 に水系塗料の試験前と促進耐候性試験及び寒1の 塗 料で 、 試 験 前 、促 進 耐 候 性 試験 後 は 全 て 50cm0.8の高さからの衝撃に対し、塗膜の割れ、剥がれは生じず、安定した付着力を示した。また、寒熱サイクル試験後では、50cm の高さからの衝撃に対し全て割色差（ΔE*）

熱ｻｲｸﾙ試験後に衝撃試験を行った結果を示す。全て

300

400

S-F0.40.20し、金属粉体塗装製品の製品規格における衝撃試験

0100200500

試 験 時 間 （ Hr）には、40cm の高さからの衝撃に対する規格が多く用
3-10S-AS0.6れが発生し、付着力が低下する結果となった。しかいられており、実用的には問題ないと思われる。

S-PU

図8促進耐候性試験における色差の測定結果

環境試験における鉛筆硬度試験結果

表 7 に水系塗料の試験前と促進耐候性試験及び寒熱サイクル試験後に鉛筆硬度試験を行った結果を示す。

10

試験前の鉛筆硬さは、S-PU、S-AS は 2H で一般的にし、S-F は F となっており、かなり軟らかく傷つきやすい塗膜となっている。試験後の鉛筆硬さの変化はなく、どちらの試験においても硬さへの影響は見られない結果となった。
４結

8
評価点数

金属塗装に使用できる実用硬さとなっているのに対

420
S-PU

S-AS

S-F

塗装の種類

言

岩手県内に設置されている防護柵の塗り替え仕様

初期物性試験
促進耐候性試験
寒熱ｻｲｸﾙ試験6

図9

各種環境試験におけるごばん目試験結果

岩手県工業技術センター研究報告第Ｘ号（２００８）

しかし、水系塗料では、安定した付着性が得られる
50

ことが判明し、長期の促進耐候性試験、塩水噴霧試

高さ(cm)

40

験及び寒熱ｻｲｸﾙ試験を行った結果、水系ポリウレタ
初期物性試験
促進耐候性試験
寒熱ｻｲｸﾙ試験3020

ン樹脂塗料が最も耐久性を発揮する結果が得られた。
今後、防護柵の塗り替え作業を進める中で、手研磨10による研磨作業は作業効率や作業コストに問題があ0ることから、手研磨に替わる作業効率の良い方法が今
S-PU

S-AS

後の課題になると思われる。

S-F

最後に、試験材料のご提供をいただいた県南広域振

塗装の種類

興局土木部に対し感謝申し上げます。
図 10

各種環境試験における衝撃試験結果
５表71) 社団法人日本道路協会：防護柵の設置基準・同解

鉛筆硬度試験結果

塗料の種類

参考文献
説(平成 16 年 3 月)

S-PU

S-AS

S-F

試験前

2H

2H

F2) 国土 交通 省：防 護柵 の 設置基 準の 改 定につ い て促進耐候性試験後

2H

2H

F

(平成 16 年 3 月 31 日付け国道地環第 93 号)

寒熱ｻｲｸﾙ試験後

2H

2H

F3) 国土交通省：美しい国づくり政策大綱(平成 15 年7 月)
4) 景観に配慮した防護柵推進検討委員会：景観に配を確立することを目的に、各種塗膜物性試験及び環慮した防護柵の整備ガイドライン(平成 16 年 3

境試験等から検討を行った。

月)

その結果、塗装前処理として、既存防護柵の塗膜

5) 岩手県県土整備部道路建設課、道路環境課：道路

表面を♯320 耐水研磨紙で、つや消し状態である 10

設計上の今後の留意事項について(平成 19 年 3μm 程度研磨することにより、汚れ、赤錆は除去で月 27 日付け道建第 387 号、道環第 306 号)きることがわかった。また、溶剤系上塗り塗料では、含まれる溶剤により既存塗膜の付着性能が低下する結果となり、利用できないことが明らかとなった。