JP2000345519A

JP2000345519A - 遮音壁の洗浄方法

Info

Publication number: JP2000345519A
Application number: JP2000128729A
Authority: JP
Inventors: Takaharu Soma; 隆治相馬; Akira Fujishima; 昭藤嶋; Kazuhito Hashimoto; 和仁橋本; Toshiya Watabe; 渡部俊也; Makoto Hayakawa; 信早川; Ryuichi Kojo; 隆一古城
Original assignee: Toto Ltd; Japan Highway Public Corp
Current assignee: Toto Ltd; Japan Highway Public Corp
Priority date: 1996-07-22
Filing date: 2000-04-28
Publication date: 2000-12-12
Anticipated expiration: 2016-07-22
Also published as: JP3643290B2

Abstract

(57)【要約】【課題】汚れにくくセルフクリーニング型の遮音壁を
提供する。また、遮音壁のセルフクリーニング方法およ
び防汚方法を提供する。更に、交通規制を行うことなく
実施することの可能な遮音壁の洗浄方法を提供する。【解決手段】遮音壁（10）の表面は光触媒含有層（1
8）で被覆される。光触媒は太陽光により光励起され、
光触媒層（18）の表面は超親水化される。排気ガス中の
煤煙のような疎水性の汚染物質は超親水化された表面に
は付着しにくい。付着した汚れは雨が降ると洗い流され
る。必要に応じて作業車（22）から水を噴射すれば、汚
れを容易に洗い落とすことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、道路や鉄道の遮音
壁に係り、より詳しくは、防汚性とセルフクリーニング
性を備えた遮音壁、遮音壁の汚れ防止方法および洗浄方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】道路や鉄道の騒音防止対策として遮音壁
が使用されている。初期には遮音壁の設置は学校や病院
などの付近に限られていたが、今日では住宅地や商業地
区にも設置される傾向にある。遮音壁には、アルミニウ
ム板や鋼板の間にグラスウール吸音材を挟んだ金属パネ
ルや、プレキャストコンクリートパネルが使用されてい
る。また、都市部の高架道路などでは、沿線居住者の日
照権を保証し日照問題を解消するため、ポリカーボネー
トのようなプラスチックやガラスで形成された透明パネ
ルも使用されている。透明パネルには更に道路や鉄道の
景観を改善するという利点もあり、特に眺望の良い地域
に適している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】道路の遮音壁は排気ガ
ス中の煤煙やタイヤの摩耗粉や路面や大地から舞い上が
った煤塵によって汚れる。特に、遮音壁の汚れはその内
側面で顕著である。鉄道の遮音壁も降下煤塵により汚さ
れる。遮音壁が薄黒く汚れると不快な印象を与え、道路
や鉄道の景観が損なわれる。透明パネルの場合には、汚
れに伴い透光性が低下するので、日照権の保証が不十分
となる。そこで、必要に応じて遮音壁を清掃するのが望
ましい。

【０００４】従来、遮音壁の内側面はブラシ洗浄により
清掃されている。これには、大なり小なり交通規制（車
線制限など）を要するので、円滑な道路交通を阻害する
と共に、危険を伴う。また、遮音壁の洗浄は高所作業を
伴うので、コスト高となり、危険でもある。遮音壁の外
側面の汚れについては現在のところ対策がない。透明パ
ネルの場合にはその長所が減殺されるので、景観上の問
題および日照権問題の観点から対策が望まれている。

【０００５】本発明の目的は、汚れにくく、セルフクリ
ーニング（自己清浄化）されるようになった遮音壁を提
供することにある。他の観点においては、本発明の目的
は、遮音壁のセルフクリーニング方法を提供することに
ある。本発明の他の目的は、遮音壁の汚れを防止する方
法を提供することにある。本発明の他の目的は、実質的
に交通規制を行うことなく、或いは最小限の交通規制に
より実施することの可能な、遮音壁の清掃方法を提供す
ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者は、半導体光触
媒を光励起すると光触媒の表面が高度に親水化されるこ
とを発見した。本発明は斯る発見に基づくもので、本発
明によれば、遮音壁の表面は半導体光触媒を含む層で被
覆される。遮音壁は日中は太陽の照射を受け、表面の光
触媒含有層の光触媒は太陽光によって光励起される。光
励起に伴い、光触媒含有層の表面は水との接触角が１０
゜以下、より詳しくは５゜以下、特に約０゜になる程度
に高度に親水化される。一旦高度に親水化されると、表
面の親水性は夜間でも持続する。また、道路照明などの
光が充分な照度で照射される領域では、光触媒は夜間で
も光励起される。

【０００７】このように高度に親水化された表面には、
排気ガス中の煤煙やタイヤの摩耗粉や都市煤塵のような
疎水性の物質は付着しにくい。また、超親水化された表
面は大気中の湿分を吸着するので、静電気帯電しにく
い。従って、浮遊煤塵を静電気的に吸着しにくい。

【０００８】更に、遮音壁は時々降雨にさらされる。超
親水化された表面の水に対する親和力は、燃焼生成物や
タイヤの摩耗粉のような疎水性物質に対する親和力より
も大きいので、降雨を受けた領域では、遮音壁の表面に
付着した汚れは雨水により表面から容易に釈放され、雨
水によって洗い流される。こうして、降雨の都度、遮音
壁の表面はセルフクリーニング（自己清浄化）される。

【０００９】遮音壁の清掃は、遮音壁の表面に水を供給
することにより積極的に行ってもよい。水の供給は遮音
壁に設置したスプリンクラーなどにより行うことができ
る。或いは、路側帯などを走行中の作業車から水を噴射
してもよい。この場合には、交通規制を要しないか、最
小限にすることができる。水の噴射により、遮音壁の表
面に付着した汚染物質は水により洗い流され、表面は清
浄化される。本発明の上記特徴や効果、ならびに、他の
特徴や利点は、以下の実施例の記載に従い明らかとなろ
う。

【００１０】

【発明の実施の形態】高速道路の遮音壁の場合について
説明するに、図１に示したように、遮音壁１０は例えば
垂直壁１２と道路の上方に向かって湾曲した湾曲壁１４
とを備え、周知の工法に従い、アルミニウム板や鋼板の
間にグラスウール吸音材を挟んだ金属パネル、プレキャ
ストコンクリートのパネル、ガラスやポリカーボネート
などの透明パネル、又はそれらの組み合わせで構築する
ことができる。

【００１１】図２に示したように、遮音壁の構成パネル
１６の表面は半導体光触媒を含有する透明層１８によっ
て被覆されている。光触媒含有層１８は遮音壁の少なく
とも内側面（道路に面する表面）、好ましくは表裏両面
に設ける。勿論、汚れの激しい領域だけに設けてもよ
い。光触媒含有層１８の膜厚は０.２μｍ以下にするの
が好ましい。このようにすれば、充分な透明性を確保す
ることができ、かつ、光の干渉による発色を防止するこ
とができる。更に、膜厚を薄くすればする程、光触媒含
有層１８の耐摩耗性（剥離対抗性）が向上する。

【００１２】半導体光触媒としては、チタニア（TiO₂）
が最も好ましい。チタニアは、無害であり、化学的に安
定であり、かつ、安価に入手可能である。アナターゼ型
チタニアとルチル型チタニアのいづれも使用することが
できる。光触媒性チタニアを紫外線によって光励起する
と、光触媒作用によって水が水酸基（OH^-）の形で表面
に化学吸着され、その結果、表面が超親水性になると考
えられる。使用可能な他の光触媒としては、ZnO、Sn
O₂、SrTiO₃、WO₃、Bi₂O₃、Fe₂O₃のような金属酸化物が
ある。これらの金属酸化物は、チタニアと同様に、表面
に金属元素と酸素が存在するので、表面水酸基（OH-）
を吸着しすいと考えられる。

【００１３】光触媒含有層１８には、Pt、Pd、Rh、Ru、
Os、Irのような白金族金属を添加するのが好ましい。白
金族金属を添加すると、光触媒の光酸化活性を増強させ
ることができ、排気ガス中のNOx、SOx、COのような大気
汚染物質の分解を促進することができる。

【００１４】遮音壁の構成パネル１６がガラスで形成さ
れている場合には、光触媒含有層１８は、光触媒（例え
ば、アナターゼ型チタニア）の粒子を含有するゾルをパ
ネル１６に塗布し、ガラスの軟化点以下の温度で焼結す
ることにより形成することができる。この場合には、ガ
ラス中のナトリウムのようなアルカリ網目修飾イオンが
ガラス層から光触媒層１８中に拡散するのを防止するた
め、パネル１６の表面を予めシリカ等の中間層２０で被
覆しておくのが好ましい。また、光触媒がチタニアの場
合には、光触媒含有層１８にはシリカ若しくは酸化錫を
約10〜50重量％配合するのが好ましい。このようにすれ
ば、光励起時には水との接触角が０゜になる程度に光触
媒層１８の表面を超親水化することができる。特に、光
触媒層１８がチタニアのように屈折率の高い材料で形成
されている場合には、チタニアにシリカを配合するのが
好ましい。そうすれば、光触媒層１８の屈折率を抑制
し、光の反射を防止することができる。

【００１５】或いは、光触媒含有層１８は、無定形の光
触媒前駆体の薄膜をパネル１６の表面に形成し、無定形
薄膜を加熱して結晶化させて光活性のある光触媒に変換
することにより形成してもよい。例えば、光触媒がチタ
ニアの場合には、パネル１６の表面に無定形チタニアの
薄膜を形成し、次いで400℃以上かつガラスの軟化点以
下の温度で焼成することにより無定形チタニアを結晶性
チタニア（アナターゼ又はルチル）に相変化させること
ができる。このように形成された光触媒層１８は、光励
起時には水との接触角が０゜になる程度に超親水化され
る。

【００１６】無定形チタニアは、チタンのアルコキシド
（例えば、テトラエトキシチタン、テトライソプロポキ
シチタン、テトラｎ−プロポキシチタン、テトラブトキ
シチタン、テトラメトキシチタン）に塩酸又はエチルア
ミンのような加水分解抑制剤を添加し、エタノールやプ
ロパノールのようなアルコールで希釈した後、部分的に
加水分解を進行させながら又は完全に加水分解を進行さ
せた後、混合物をスプレーコーティング、フローコーテ
ィング、スピンコーティング、ディップコーティング、
ロールコーティングその他のコーティング法により、パ
ネル１６の表面に塗布し、常温から200℃の温度で乾燥
させることにより形成することができる。乾燥により、
チタンのアルコキシドの加水分解が完遂して水酸化チタ
ンが生成し、水酸化チタンの脱水縮重合により無定形チ
タニアの層が基材の表面に形成される。チタンのアルコ
キシドに代えて、チタンのキレート又はチタンのアセテ
ートのような他の有機チタン化合物を用いてもよい。

【００１７】或いは、無定形チタニアは、無機チタン化
合物、例えば、TiCl₄又はTi(SO₄)₂の酸性水溶液をスプ
レーコーティング、フローコーティング、スピンコーテ
ィング、ディップコーティング、ロールコーティングに
より、パネル１６の表面に塗布し、次いで無機チタン化
合物を約100〜200℃の温度で乾燥させて加水分解と脱水
縮重合に付すことにより形成することができる。

【００１８】遮音壁の構成パネル１６がポリカーボネー
トのようなプラスチック、プレキャストコンクリート、
又はアルミニウムで形成されている場合には、パネル１
６を高温で加熱することができない。そこでこの場合に
は、水との接触角が０゜になる程度の超親水性を呈する
光触媒含有層１８を形成する好ましいやり方は、未硬化
の若しくは部分的に硬化したシリコーン（オルガノポリ
シロキサン）又はシリコーンの前駆体からなる塗膜形成
要素に光触媒の粒子を分散させてなる塗料用組成物を用
いることである。この塗料用組成物をパネル１６の表面
に塗布し、塗膜形成要素を硬化させた後、光触媒を光励
起すると、シリコーン分子のケイ素原子に結合した有機
基は光触媒の光触媒作用により水酸基に置換され、光触
媒層１８の表面は超親水化される。

【００１９】この塗料用組成物の塗膜形成要素として
は、メチルトリクロルシラン、メチルトリブロムシラ
ン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシ
ラン、メチルトリイソプロポキシシラン、メチルトリｔ
−ブトキシシラン；エチルトリクロルシラン、エチルト
リブロムシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルト
リエトキシシラン、エチルトリイソプロポキシシラン、
エチルトリｔ−ブトキシシラン；ｎ−プロピルトリクロ
ルシラン、ｎ−プロピルトリブロムシラン、ｎ−プロピ
ルトリメトキシシラン、ｎ−プロピルトリエトキシシラ
ン、ｎ−プロピルトリイソプロポキシシラン、ｎ−プロ
ピルトリｔ−ブトキシシラン；ｎ−ヘキシルトリクロル
シラン、ｎ−ヘキシルトリブロムシラン、ｎ−ヘキシル
トリメトキシシラン、ｎ−ヘキシルトリエトキシシラ
ン、ｎ−ヘキシルトリイソプロポキシシラン、ｎ−ヘキ
シルトリｔ−ブトキシシラン；ｎ−デシルトリクロルシ
ラン、ｎ−デシルトリブロムシラン、ｎ−デシルトリメ
トキシシラン、ｎ−デシルトリエトキシシラン、ｎ−デ
シルトリイソプロポキシシラン、ｎ−デシルトリｔ−ブ
トキシシラン；ｎ−オクタデシルトリクロルシラン、ｎ
−オクタデシルトリブロムシラン、ｎ−オクタデシルト
リメトキシシラン、ｎ−オクタデシルトリエトキシシラ
ン、ｎ−オクタデシルトリイソプロポキシシラン、ｎ−
オクタデシルトリｔ−ブトキシシラン；フェニルトリク
ロルシラン、フェニルトリブロムシラン、フェニルトリ
メトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、フェニ
ルトリイソプロポキシシラン、フェニルトリｔ−ブトキ
シシラン；テトラクロルシラン、テトラブロムシラン、
テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラ
ブトキシシラン、ジメトキシジエトキシシラン；ジメチ
ルジクロルシラン、ジメチルジブロムシラン、ジメチル
ジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン；ジフェ
ニルジクロルシラン、ジフェニルジブロムシラン、ジフ
ェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラ
ン；フェニルメチルジクロルシラン、フェニルメチルジ
ブロムシラン、フェニルメチルジメトキシシラン、フェ
ニルメチルジエトキシシラン；トリクロルヒドロシラ
ン、トリブロムヒドロシラン、トリメトキシヒドロシラ
ン、トリエトキシヒドロシラン、トリイソプロポキシヒ
ドロシラン、トリｔ−ブトキシヒドロシラン；ビニルト
リクロルシラン、ビニルトリブロムシラン、ビニルトリ
メトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルト
リイソプロポキシシラン、ビニルトリｔ−ブトキシシラ
ン；トリフルオロプロピルトリクロルシラン、トリフル
オロプロピルトリブロムシラン、トリフルオロプロピル
トリメトキシシラン、トリフルオロプロピルトリエトキ
シシラン、トリフルオロプロピルトリイソプロポキシシ
ラン、トリフルオロプロピルトリｔ−ブトキシシラン；
γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ
−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−
グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシ
ドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシ
プロピルトリイソプロポキシシラン、γ−グリシドキシ
プロピルトリｔ−ブトキシシラン；γ−メタアクリロキ
シプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタアクリロ
キシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メタアクリ
ロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタアクリロ
キシプロピルトリエトキシシラン、γ−メタアクリロキ
シプロピルトリイソプロポキシシラン、γ−メタアクリ
ロキシプロピルトリｔ−ブトキシシラン；γ−アミノプ
ロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルメ
チルジエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキ
シシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ
−アミノプロピルトリイソプロポキシシラン、γ−アミ
ノプロピルトリｔ−ブトキシシラン；γ−メルカプトプ
ロピルメチルジメトキシシラン、γ−メルカプトプロピ
ルメチルジエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルト
リメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキ
シシラン、γ−メルカプトプロピルトリイソプロポキシ
シラン、γ−メルカプトプロピルトリｔ−ブトキシシラ
ン；β−(３、４−エポキシシクロヘキシル)エチルトリ
メトキシシラン、β−(３、４−エポキシシクロヘキシ
ル)エチルトリエトキシシラン；および、それらの部分
加水分解物；およびそれらの混合物を使用することがで
きる。

【００２０】遮音壁の構成パネル１６がプラスチックで
形成されている場合には、光触媒の光酸化作用によりプ
ラスチックが劣化するのを防止するため、パネル１６と
光触媒層１８との間には中間層２０を配置するのが好ま
しい。この中間層はシリコーン、フッ素樹脂、又はシリ
カで形成することができる。構成パネル１６がプレキャ
ストコンクリート又は金属で形成されている場合には、
基材の表面を平滑化するため予めシリコーンなどを被覆
しておくのがよい。

【００２１】このように遮音壁１０の表面に形成された
光触媒含有層１８は、日中は太陽の照射にさらされ、光
触媒は太陽光（直射日光だけでなく、散乱光も含む）に
よって光励起される。遮音壁の構成パネル１６が透明パ
ネルからなる場合には、光はパネルを透過するので、表
裏両面の光触媒層が励起される。また、道路照明が設置
されている場合には、光触媒は夜間にも光励起される。

【００２２】光励起に伴い、光触媒含有層１８の表面
は、水との接触角が１０゜以下、特に約０゜になる程度
に親水化される。カーボンブラックやディーゼルパーテ
ィキュレートのような燃焼生成物は基本的に疎水性であ
るから、超親水化された遮音壁の表面に付着しにくい。
また、超親水化された表面は大気中の湿分を吸着するの
で、静電気帯電しにくい。従って、浮遊煤塵を静電気的
に吸着しにくい。更に、泥や土のような無機物質の水と
の接触角は２０゜から５０゜であるので、水との接触角
が約０゜になる程度に超親水化された遮音壁の表面には
付着しにくい。

【００２３】遮音壁１０は時折降雨にさらされる。超親
水化された遮音壁表面の水に対する親和力は、燃焼生成
物のような疎水性物質に対する親和力よりも大きいの
で、燃焼生成物のような疎水性物質は遮音壁表面から容
易に釈放され、雨水によって洗い流される。このように
して、超親水化された表面が降雨を受ける都度、遮音壁
はセルフクリーニングされる。特に、遮音壁の湾曲部１
４の外側面には雨がよくかかるので、この部分はセルフ
クリーニングを受けやすい。

【００２４】雨には大気中に浮遊する煤塵が同伴されて
いるが、遮音壁の表面は高度に親水化されているので、
雨が遮音壁の表面を流下する際に雨に同伴する煤塵が遮
音壁の表面に付着することがない。

【００２５】遮音壁のうち降雨によりセルフクリーニン
グされない領域（例えば、湾曲壁１４の内側面）は、遮
音壁の適宜箇所に設置したスプリンクラー（図示せず）
などにより水を供給することにより積極的に清浄化する
ことができる。或いは、図１に示したように、路側帯な
どを走行中の作業車２２から水を噴射するだけでも、汚
れを簡単に落とすことができる。

【００２６】

【実施例】実施例１基材として１０cm四角のソーダライムガラス板を使用
し、このガラス板を予め無定形シリカ層でコーティング
した。このため、エタノールの溶媒86重量部に、テトラ
エトキシシランSi(OC₂H₅)₄（和光純薬）６重量部と純水
６重量部とテトラエトキシシランの加水分解抑制剤とし
て36％塩酸２重量部を加えて混合し、シリカコーティン
グ溶液を調製した。混合により溶液は発熱するので、混
合液を約１時間放置冷却した。この溶液をフローコーテ
ィング法によりソーダライムガラス板の表面に塗布し、
80℃の温度で乾燥させた。乾燥に伴い、テトラエトキシ
シランは加水分解を受けて先ずシラノールSi(OH)₄にな
り、続いてシラノールの脱水縮重合により無定形シリカ
の薄膜がガラス板の表面に形成された。

【００２７】次に、テトラエトキシチタンTi(OC₂H₅)
₄（Merck）１重量部とエタノール９重量部との混合物に
加水分解抑制剤として36％塩酸を０.１重量部添加して
チタニアコーティング溶液を調製し、この溶液を前記ガ
ラス板の表面に乾燥空気中でフローコーティング法によ
り塗布した。塗布量はチタニアに換算して45μｇ/cm²と
した。テトラエトキシチタンの加水分解速度は極めて早
いので、塗布の段階でテトラエトキシチタンの一部は加
水分解され、水酸化チタンTi(OH)₄が生成し始めた。

【００２８】次に、このガラス板を１〜１０分間約150
℃の温度に保持することにより、テトラエトキシチタン
の加水分解を完了させると共に、生成した水酸化チタン
を脱水縮重合に付し、無定形チタニアを生成させた。こ
うして、無定形シリカ層の上に無定形チタニアがコーテ
ィングされたガラス板を得た。このガラス板を500℃の
温度で焼成して、無定形チタニアをアナターゼ型チタニ
アに変換させた。

【００２９】この試料を数日間暗所に放置した後、20W
のブラックライトブルー（BLB）蛍光灯（三共電気、FL2
0BLB）を用いて試料の表面に０.５mW／cm²の紫外線照度
（アナターゼ型チタニアのバンドギャップエネルギより
高いエネルギの紫外線の照度）で約１時間紫外線を照射
し、＃１試料を得た。比較のため、チタニアのコーティ
ングを施さないガラス板を準備し、＃２試料とした。

【００３０】＃１試料と＃２試料の水との接触角を接触
角測定器（協和界面科学社製、形式CA-X150）により測
定した。この接触角測定器の低角度側検出限界は１゜で
あった。接触角は、マイクロシリンジから試料表面に水
滴を滴下した後30秒後に測定した。＃１試料の表面の水
に対する測定器の読みは０゜であり、超親水性を示し
た。これに対し、＃２試料の水との接触角は30〜40゜で
あった。

【００３１】実施例２１０cm四角のソーダライムガラス板の表面にチタンキレ
ート含有液を塗布し、チタンキレートを加水分解と脱水
縮重合に付すことにより、無定形チタニアをガラス板の
表面に形成した。このガラス板を500℃の温度で焼成し
て、アナターゼ型チタニア結晶からなる表面層を形成し
た。表面層の膜厚は７nmであった。得られた試料の表面
にBLB蛍光灯を用いて０.５mW／cm²の照度で約１時間紫
外線を照射した。この試料の表面の水との接触角を接触
角測定器（ERMA社製、形式G-I-1000、低角度側検出限界
３゜）で測定したところ、接触角の読みは３゜未満であ
った。

【００３２】実施例３この実施例では基材として１０cm四角のアルミニウム基
板を使用した。基材の表面を平滑化するため、予めシリ
コーン層で被覆した。このため、日本合成ゴムの塗料用
組成物“グラスカ”のＡ液（シリカゾル）とＢ液（トリ
メトキシメチルシラン）を重量の比が３：１になるよう
に混合し、この混合液をアルミニウム基板に塗布し、15
0℃の温度で硬化させ、膜厚３μｍのシリコーンのベー
スコートで被覆された複数のアルミニウム基板（＃１試
料）を得た。次に、アナターゼ型チタニアゾル（日産化
学、TA-15、平均結晶子径12nm）と前記“グラスカ”の
Ａ液を混合し、エタノールで希釈後、更に“グラスカ”
の上記Ｂ液を添加し、チタニア含有塗料用組成物を調製
した。この塗料用組成物の組成は、シリカゾル３３重量
部、トリメトキシメチルシラン１１重量部、チタニアゾ
ル５６重量部であった。この塗料用組成物を＃１試料の
表面に塗布し、150℃の温度で硬化させ、アナターゼ型
チタニア粒子がシリコーン塗膜中に分散されたトップコ
ートを形成し、＃２試料を得た。次に、＃２試料に20W
のBLB蛍光灯を用いて０.５mW／cm²の照度で連続５日間
紫外線を照射し、＃３試料を得た。この試料の表面の水
との接触角を接触角測定器（ERMA社製、形式G-I-1000）
で測定したところ、接触角の読みは３゜未満であった。
紫外線照射前の＃２試料の接触角を測定したところ、７
０゜であった。＃１試料の接触角を測定したところ、９
０゜であった。更に、＃１試料に＃２試料と同じ条件で
５日間紫外線を照射し、接触角を測定したところ、接触
角は８５゜であった。以上から、シリコーンは本来かな
り疎水性であるにも拘わらず、光触媒を含有させ、か
つ、紫外線照射により光触媒を励起した場合には、高度
に親水化されることが発見された。

【００３３】＃２試料に水銀灯を用いて２２.８mW／cm²
の紫外線照度で２時間紫外線を照射し、＃４試料を得
た。照射前の＃２試料と照射後の＃４試料のラマン分光
分析を行った。比較のため、＃１試料にも同様の条件で
紫外線を照射し、照射前後の試料のラマン分光分析を行
った。ラマンスペクトルを図３のグラフに示す。＃１試
料の照射前後のラマンスペクトルは同一であったので、
図３のグラフではカーブ＃１で示す。図３のグラフを参
照するに、＃２試料のラマンスペクトルにおいて、波数
2910cm^-1の位置にはsp3混成軌道のC−H結合対称伸縮の
大きなピークが認められ、波数2970cm^-1の位置にはsp3
混成軌道のC−H結合逆対称伸縮の大きなピークが認めら
れる。従って、＃２試料にはC−H結合が存在することが
帰結される。＃４試料のスペクトルにおいては、波数29
10cm^-1の位置および2970cm^-1の位置のいづれにもピーク
が認められない。その代わりに、波数3200cm^-1の位置に
ピークを有する広い幅のO−H結合対称伸縮が認められ
る。従って、＃４試料にはC−H結合が存在せず、その代
わりに、O−H結合が存在することが帰結される。これに
対して、＃１試料のラマンスペクトルにおいては、照射
前後を通じて、波数2910cm^-1の位置にはsp3混成軌道のC
−H結合対称伸縮の大きなピークが認められ、2970cm^-1
の位置にはsp3混成軌道のC−H結合逆対称伸縮の大きな
ピークが認められる。従って、＃１試料にはC−H結合が
存在することが確認される。以上から、光触媒を含有す
るシリコーンに紫外線を照射した場合には、シリコーン
の分子のケイ素原子に結合した有機基が光触媒作用によ
って水酸基に置換されたシリコーン誘導体が表面に形成
されているものと考えられる。

【００３４】実施例４基材として１０cm四角のポリカーボネート板（＃１試
料）を使用した。シリコーンハードコートの接合性を上
げるため、先ずポリカーボネート板にシリコーン用プラ
イマー塗料（信越シリコーン製、PC-7A）をスプレーコ
ーティング法により塗布した後、120℃で20分乾燥させ
ることにより、ポリカーボネート板をプライマー樹脂層
で被覆し、＃２試料を得た。次に、＃２試料にシリコー
ン系ハードコーティング剤（信越シリコーン製、KP-8
5）をスプレーコーティング法により塗布した後、120℃
で60分乾燥させて、＃３試料を得た。また、同様のポリ
カーボネート板にプライマー塗料（東芝シリコーン製、
PH-91）をスプレーコーティング法により塗布し、120℃
で20分乾燥させることにより、ポリカーボネート板をプ
ライマー樹脂層で被覆した後、シリコーン系ハードコー
ティング剤（東芝シリコーン製、“トスガード”）をス
プレーコーティング法により塗布し、120℃で60分乾燥
させて、＃４試料を得た。

【００３５】次に、チタニア含有シリコーン・トップコ
ートの接合性を向上させるため、コロナ表面処理装置
（春日電機製）を用いて、ワイヤー電極使用、電極先端
と試料表面とのギャップ２mm、電圧26kV、周波数39kH
z、試料送り速度4.2m／分の条件で高周波コロナ放電処
理することにより、＃１〜＃４試料の表面を親水化し、
＃５〜＃８試料を得た。

【００３６】次に、実施例３で用いたのと同様のチタニ
ア含有塗料用組成物をフローコーティング法により＃
１、＃５〜＃８試料に夫々塗布した後、120℃で30分熱
処理して硬化させることにより、チタニア含有シリコー
ン・トップコートで被覆された＃９〜＃１３試料を得
た。

【００３７】＃９〜＃１３試料について、チタニア含有
シリコーン・トップコートの耐摩耗性（剥離対抗性）と
チタニアの光励起による親水化の程度を測定した。耐摩
耗性は、夫々の試料表面の一端から他端までセロファン
テープを貼着した後、素早く剥がした時に、トップコー
トが同時に剥がれるか否かにより評価した。また、親水
化の程度は、夫々の試料の表面にBLB蛍光灯を用いて０.
６mW／cm²の照度で約48時間紫外線を照射した前後の水
との接触角の変化を接触角測定器（協和界面科学社製、
形式CA-X150）で測定することにより評価した。得られ
た結果を次表に示す。

【００３８】

【表１】

【００３９】この表から分かるように、チタニア含有シ
リコーン塗膜の表面は光励起により高度に親水化され
た。また、放電処理によりチタニア含有シリコーン塗膜
の耐摩耗性を向上させることができる。＃１３を３週間
暗所に放置したが、表面の水との接触角は４゜に止まっ
た。

【００４０】

【発明の効果】本発明によれば、遮音壁の表面は汚れに
くく、しかも降雨の都度雨水の作用によりセルフクリー
ニングされるので、特に清掃をしなくても遮音壁は充分
清浄に維持される。従って、道路や鉄道の景観が良好に
維持され、快適な環境が実現される。特に、従来放置さ
れていた遮音壁の外側面は効果的にセルフクリーニング
される。遮音壁の一部又は全部に透明パネルが使用して
ある場合には、透明パネルの透光性が維持されるので、
日照権問題を回避することができる。超親水化された表
面の汚れは水で容易に洗い流されるので、遮音壁の内側
面などを洗浄したい場合には、水を供給するだけで必要
に応じ極めて簡単に洗浄することができる。走行中の作
業車から水を噴射することにより洗浄する場合には、交
通規制を廃止し又は最小限にすることができ、作業の安
全を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の遮音壁の斜視図である。

【図２】図１に示した遮音壁の一部の拡大断面図であ
る。

【図３】光触媒含有シリコーン層の表面のラマン分光ス
ペクトルを示す。

【符号の説明】

１０：遮音壁１６：遮音壁の構成パネル１８：
光触媒含有層

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ０１Ｊ 35/02 ３１１ (72)発明者藤嶋昭神奈川県川崎市中原区中丸子710番地５ (72)発明者橋本和仁神奈川県横浜市栄区飯島町2073番地２ニューシティ本郷台Ｄ棟213号 (72)発明者渡部俊也福岡県北九州市小倉北区中島２丁目１番１号東陶機器株式会社内 (72)発明者早川信福岡県北九州市小倉北区中島２丁目１番１号東陶機器株式会社内 (72)発明者古城隆一福岡県北九州市小倉北区中島２丁目１番１号東陶機器株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】道路又は鉄道の遮音壁の表面を半導体光
触媒含有層で被覆してなり、前記光触媒が太陽光によっ
て光励起されるに応じて前記層の表面が親水化され、も
って、疎水性の汚染物質が遮音壁の表面に付着するのが
防止され、若しくは、遮音壁が降雨にさらされた時に遮
音壁の表面に付着した汚れが雨水により洗い流されるよ
うになっていることを特徴とする道路又は鉄道の遮音
壁。
【請求項２】前記遮音壁の少なくとも一部は透明な材
料からなり、前記光触媒含有層は透明であることを特徴
とする請求項１に基づく遮音壁。
【請求項３】前記光触媒含有層はTiO₂、ZnO、SnO₂、S
rTiO₃、WO₃、Bi₂O₃、Fe2O3からなる群から選ばれた１種
の光触媒を含む請求項１又は２に基づく遮音壁。
【請求項４】前記光触媒はアナターゼ型チタニアであ
る請求項３に基づく遮音壁。
【請求項５】半導体光触媒含有層によって被覆された
遮音壁を道路又は鉄道の側部に設置し、前記遮音壁を太
陽の照射にさらすことにより太陽光によって光触媒を光
励起させて前記層の表面を親水化させ、もって、疎水性
の汚染物質が遮音壁の表面に付着するのを防止すること
を特徴とする道路又は鉄道の遮音壁の汚れ防止方法。