JP3643290B2 - Sound insulation wall - Google Patents

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Description

【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。
【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、SnO2、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16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14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、FL20BLB)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2
10cm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、150℃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、70゜であった。#1試料の接触角を測定したところ、90゜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2910cm-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-85)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39kHz、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】

Figure 0003643290
【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[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a sound insulation wall of a road or a railway, and more particularly, a sound insulation having antifouling property and self-cleaning property. On the wall Related.
[0002]
[Prior art]
Sound insulation walls are used to prevent noise on roads and railways. In the early days, the installation of sound insulation walls was limited to the vicinity of schools and hospitals, but today they tend to be installed in residential and commercial areas. For the sound insulation wall, a metal panel having a glass wool sound absorbing material sandwiched between an aluminum plate or a steel plate, or a precast concrete panel is used. In addition, on elevated roads in urban areas, transparent panels made of plastic or glass such as polycarbonate are also used to guarantee the right of sunshine for residents along the line and solve the problem of sunshine. Transparent panels also have the advantage of improving the landscape of roads and railways and are particularly suitable for areas with good views.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
The sound insulation walls of roads are contaminated by soot in the exhaust gas, tire dust, and dust that soars from the road surface and ground. In particular, the dirt on the sound insulation wall is conspicuous on the inner surface. The sound insulation wall of the railway is also polluted by the falling dust. If the sound insulation wall is dark and dirty, it gives an unpleasant impression and damages the road and railway landscape. In the case of a transparent panel, the translucency is reduced due to dirt, so that the guarantee of the right of sunshine is insufficient. Therefore, it is desirable to clean the sound insulation wall as necessary.
[0004]
Conventionally, the inner surface of the sound insulation wall is cleaned by brush cleaning. This requires greater or lesser traffic restrictions (lane restrictions, etc.), which hinders smooth road traffic and is dangerous. Moreover, since the cleaning of the sound insulation wall involves work at a high place, it is expensive and dangerous. There is currently no countermeasure for dirt on the outer surface of the sound insulation wall. In the case of transparent panels, the advantages are diminished, so countermeasures are desired from the viewpoint of landscape issues and the right to sunshine.
[0005]
An object of the present invention is to provide a sound insulation wall that is not easily contaminated and is self-cleaning (self-cleaning).
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The inventor has discovered that photoexcitation of a semiconductor photocatalyst results in a highly hydrophilic surface of the photocatalyst. The present invention is based on such discovery. According to the present invention, the surface of the sound insulation wall is coated with a layer containing a semiconductor photocatalyst. The sound insulation wall is irradiated with the sun during the day, and the photocatalyst of the surface photocatalyst containing layer is photoexcited by sunlight. With photoexcitation, the surface of the photocatalyst-containing layer is highly hydrophilized so that the contact angle with water is 10 ° or less, more specifically 5 ° or less, and particularly about 0 °. Once highly hydrophilized, the surface hydrophilicity persists even at night. In a region where light such as road illumination is irradiated with sufficient illuminance, the photocatalyst is photoexcited even at night.
[0007]
Hydrophobic substances such as smoke in exhaust gas, tire wear powder, and urban dust are difficult to adhere to the highly hydrophilic surface. In addition, the superhydrophilic surface adsorbs moisture in the atmosphere, so it is difficult to be electrostatically charged. Therefore, it is difficult to adsorb floating dust electrostatically.
[0008]
In addition, sound insulation walls are sometimes exposed to rainfall. Since the affinity of the superhydrophilic surface for water is greater than the affinity for hydrophobic substances such as combustion products and tire wear powder, dirt attached to the surface of the sound insulation wall is affected by rainwater in areas that have been subjected to rain. Easily released from the surface and washed away by rainwater. Thus, the surface of the sound insulation wall is self-cleaned (self-cleaned) every time it rains.
[0009]
The sound insulation wall may be actively cleaned by supplying water to the surface of the sound insulation wall. Water can be supplied by a sprinkler installed on the sound insulation wall. Alternatively, water may be jetted from a work vehicle traveling on a roadside belt or the like. In this case, traffic regulation is not required or can be minimized. By spraying water, contaminants adhering to the surface of the sound insulation wall are washed away with water, and the surface is cleaned. The above features and advantages of the present invention, as well as other features and advantages, will be apparent from the description of the following examples.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
As shown in FIG. 1, the sound insulation wall 10 includes, for example, a vertical wall 12 and a curved wall 14 that is curved upward on the road. It can be constructed of a metal panel having a glass wool sound absorbing material sandwiched between steel plates, a precast concrete panel, a transparent panel such as glass or polycarbonate, or a combination thereof.
[0011]
As shown in FIG. 2, the surface of the sound insulation wall component panel 16 is covered with a transparent layer 18 containing a semiconductor photocatalyst. The photocatalyst containing layer 18 is provided on at least the inner surface (surface facing the road), preferably both the front and back surfaces of the sound insulation wall. Of course, it may be provided only in a heavily contaminated area. The film thickness of the photocatalyst containing layer 18 is preferably 0.2 μm or less. In this way, sufficient transparency can be ensured and color development due to light interference can be prevented. Furthermore, the thinner the film thickness, the better the abrasion resistance (peeling resistance) of the photocatalyst containing layer 18.
[0012]
As a semiconductor photocatalyst, titania (TiO 2 ) Is most preferred. Titania is harmless, chemically stable, and available at low cost. Either anatase-type titania or rutile-type titania can be used. When photocatalytic titania is photoexcited by ultraviolet light, water is converted to hydroxyl (OH) by photocatalysis. - ) In the form of), and as a result, the surface is considered to be superhydrophilic. Other photocatalysts that can be used include ZnO and SnO 2 , SrTiO Three , WO Three , Bi 2 O Three , Fe 2 O Three There are metal oxides such as Since these metal oxides, like titania, contain metal elements and oxygen on the surface, it is considered that they adsorb surface hydroxyl groups (OH-).
[0013]
It is preferable to add a platinum group metal such as Pt, Pd, Rh, Ru, Os, and Ir to the photocatalyst containing layer 18. When a platinum group metal is added, the photooxidation activity of the photocatalyst can be enhanced, and the decomposition of air pollutants such as NOx, SOx, and CO in the exhaust gas can be promoted.
[0014]
When the sound insulation wall constituting panel 16 is made of glass, the photocatalyst-containing layer 18 is applied to the panel 16 with a sol containing particles of photocatalyst (for example, anatase titania), and the temperature is equal to or lower than the softening point of the glass. It can be formed by sintering. In this case, in order to prevent alkali network modification ions such as sodium in the glass from diffusing from the glass layer into the photocatalytic layer 18, the surface of the panel 16 is previously coated with an intermediate layer 20 such as silica. Is preferred. When the photocatalyst is titania, the photocatalyst containing layer 18 is preferably blended with about 10 to 50% by weight of silica or tin oxide. In this way, the surface of the photocatalyst layer 18 can be made superhydrophilic to such an extent that the contact angle with water becomes 0 ° during photoexcitation. In particular, when the photocatalyst layer 18 is formed of a material having a high refractive index such as titania, it is preferable to mix silica with titania. If it does so, the refractive index of the photocatalyst layer 18 can be suppressed and reflection of light can be prevented.
[0015]
Alternatively, the photocatalyst-containing layer 18 may be formed by forming a thin film of an amorphous photocatalyst precursor on the surface of the panel 16 and heating the amorphous thin film to crystallize it to convert it into a photoactive photocatalyst. Good. For example, when the photocatalyst is titania, an amorphous titania thin film is formed on the surface of the panel 16 and then fired at a temperature not lower than 400 ° C. and not higher than the softening point of the glass, thereby converting the amorphous titania into crystalline titania (anatase). Or rutile). The photocatalyst layer 18 thus formed is superhydrophilic to such an extent that the contact angle with water becomes 0 ° during photoexcitation.
[0016]
Amorphous titania is obtained by adding a hydrolysis inhibitor such as hydrochloric acid or ethylamine to titanium alkoxide (for example, tetraethoxy titanium, tetraisopropoxy titanium, tetra n-propoxy titanium, tetrabutoxy titanium, tetramethoxy titanium), and ethanol. After dilution with alcohol such as propanol or propanol, with partial or full hydrolysis, the mixture is spray coated, flow coated, spin coated, dip coated, roll coated and other coatings It can be formed by applying to the surface of the panel 16 by the method and drying at a temperature from room temperature to 200 ° C. By drying, the hydrolysis of titanium alkoxide is completed to produce titanium hydroxide, and an amorphous titania layer is formed on the surface of the substrate by dehydration condensation polymerization of titanium hydroxide. Instead of the titanium alkoxide, other organic titanium compounds such as titanium chelate or titanium acetate may be used.
[0017]
Alternatively, amorphous titania is an inorganic titanium compound, such as TiCl. Four Or Ti (SO Four ) 2 Is applied to the surface of the panel 16 by spray coating, flow coating, spin coating, dip coating or roll coating, and then the inorganic titanium compound is dried at a temperature of about 100 to 200 ° C. for hydrolysis and dehydration condensation polymerization. It can form by attaching | subjecting.
[0018]
When the sound insulation wall component panel 16 is formed of plastic such as polycarbonate, precast concrete, or aluminum, the panel 16 cannot be heated at a high temperature. Therefore, in this case, a preferable method for forming the photocatalyst-containing layer 18 exhibiting superhydrophilicity such that the contact angle with water is 0 ° is an uncured or partially cured silicone (organopolysiloxane) or It is to use a coating composition in which photocatalyst particles are dispersed in a coating film forming element made of a silicone precursor. After this coating composition is applied to the surface of the panel 16 and the coating film forming element is cured, when the photocatalyst is photoexcited, the organic group bonded to the silicon atom of the silicone molecule is replaced with a hydroxyl group by the photocatalytic action of the photocatalyst. The surface of the photocatalyst layer 18 is superhydrophilic.
[0019]
The coating film forming element of this coating composition includes methyltrichlorosilane, methyltribromosilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyltriisopropoxysilane, methyltri-t-butoxysilane; ethyltrichlorosilane, ethyltrichlorosilane. Bromosilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, ethyltriisopropoxysilane, ethyltri-t-butoxysilane; n-propyltrichlorosilane, n-propyltribromosilane, n-propyltrimethoxysilane, n-propyltriethoxy Silane, n-propyltriisopropoxysilane, n-propyltri-t-butoxysilane; n-hexyltrichlorosilane, n-hexyltribromosilane, n-hexyltrimethoxysilane, n-hexyl Riethoxysilane, n-hexyltriisopropoxysilane, n-hexyltri-t-butoxysilane; n-decyltrichlorosilane, n-decyltribromosilane, n-decyltrimethoxysilane, n-decyltriethoxysilane, n-decyl Triisopropoxysilane, n-decyltri-t-butoxysilane; n-octadecyltrichlorosilane, n-octadecyltribromosilane, n-octadecyltrimethoxysilane, n-octadecyltriethoxysilane, n-octadecyltriisopropoxysilane, n- Octadecyltri-t-butoxysilane; phenyltrichlorosilane, phenyltribromosilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, phenyltriisopropoxysilane, phenyltri-t-butoxy Silane: Tetrachlorosilane, Tetrabromosilane, Tetramethoxysilane, Tetraethoxysilane, Tetrabutoxysilane, Dimethoxydiethoxysilane; Dimethyldichlorosilane, Dimethyldibromosilane, Dimethyldimethoxysilane, Dimethyldiethoxysilane; Diphenyldichlorosilane , Diphenyldibromosilane, diphenyldimethoxysilane, diphenyldiethoxysilane; phenylmethyldichlorosilane, phenylmethyldibromosilane, phenylmethyldimethoxysilane, phenylmethyldiethoxysilane; trichlorohydrosilane, tribromohydrosilane, trimethoxyhydrosilane, trimethyl Ethoxyhydrosilane, triisopropoxyhydrosilane, tri-t-butoxyhydrosilane; vinyltrichlorosilane, vinyl Tribromosilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltriisopropoxysilane, vinyltri-t-butoxysilane; trifluoropropyltrichlorosilane, trifluoropropyltribromosilane, trifluoropropyltrimethoxysilane, trifluoropropyltri Ethoxysilane, trifluoropropyltriisopropoxysilane, trifluoropropyltri-t-butoxysilane; γ-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane , Γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriisopropoxysilane, γ-glycidoxypropyltri-t-butoxysilane; Liloxypropylmethyldimethoxysilane, γ-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, γ-methacryloxypropyltriethoxysilane, γ-methacryloxypropyltriisopropoxysilane, γ -Methacryloxypropyltri-t-butoxysilane; gamma-aminopropylmethyldimethoxysilane, gamma-aminopropylmethyldiethoxysilane, gamma-aminopropyltrimethoxysilane, gamma-aminopropyltriethoxysilane, gamma-aminopropyltriisosilane Propoxysilane, γ-aminopropyltri-t-butoxysilane; γ-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, γ-mercaptopropylmethyldiethoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, γ -Mercaptopropyltriethoxysilane, γ-mercaptopropyltriisopropoxysilane, γ-mercaptopropyltri-t-butoxysilane; β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ) Ethyltriethoxysilane; and partial hydrolysates thereof; and mixtures thereof.
[0020]
When the sound insulation wall component panel 16 is made of plastic, an intermediate layer 20 is disposed between the panel 16 and the photocatalyst layer 18 in order to prevent the plastic from being deteriorated by the photooxidation action of the photocatalyst. Is preferred. This intermediate layer can be formed of silicone, fluororesin, or silica. In the case where the component panel 16 is made of precast concrete or metal, it is preferable to coat silicone or the like in advance in order to smooth the surface of the substrate.
[0021]
Thus, the photocatalyst containing layer 18 formed on the surface of the sound insulating wall 10 is exposed to the sun during the day, and the photocatalyst is photoexcited by sunlight (including not only direct sunlight but also scattered light). When the sound insulation wall constituting panel 16 is formed of a transparent panel, light passes through the panel, so that the photocatalyst layers on both the front and back surfaces are excited. In addition, when road lighting is installed, the photocatalyst is photoexcited at night.
[0022]
Along with photoexcitation, the surface of the photocatalyst-containing layer 18 is hydrophilized so that the contact angle with water is 10 ° or less, particularly about 0 °. Since combustion products such as carbon black and diesel particulates are basically hydrophobic, they are difficult to adhere to the surface of the sound insulation wall that has been made superhydrophilic. In addition, the superhydrophilic surface adsorbs moisture in the atmosphere, so it is difficult to be electrostatically charged. Therefore, it is difficult to adsorb floating dust electrostatically. Furthermore, since the contact angle of inorganic substances such as mud and soil with water is 20 ° to 50 °, it adheres to the surface of the sound insulation wall that has been made superhydrophilic so that the contact angle with water becomes about 0 °. Hard to do.
[0023]
The sound insulation wall 10 is occasionally exposed to rain. Since the affinity of the ultra-hydrophilic sound insulation wall surface for water is greater than the affinity for hydrophobic substances such as combustion products, hydrophobic substances such as combustion products are easily released from the sound insulation wall surface and washed away by rainwater. It is. In this way, the sound insulation wall is self-cleaned each time the superhydrophilic surface receives rainfall. In particular, since rain is often applied to the outer surface of the curved portion 14 of the sound insulation wall, this portion is susceptible to self-cleaning.
[0024]
Rain is accompanied by dust that floats in the atmosphere, but the surface of the sound insulation wall is highly hydrophilic, so when rain flows down the surface of the sound insulation wall, the dust that accompanies the rain adheres to the surface of the sound insulation wall. There is nothing to do.
[0025]
An area of the sound insulation wall that is not self-cleaned due to rain (for example, the inner surface of the curved wall 14) can be positively cleaned by supplying water with a sprinkler (not shown) or the like installed at an appropriate location of the sound insulation wall. it can. Alternatively, as shown in FIG. 1, the dirt can be easily removed simply by injecting water from the work vehicle 22 running on the roadside belt or the like.
[0026]
【Example】
Example 1
A 10 cm square soda lime glass plate was used as a substrate, and this glass plate was coated with an amorphous silica layer in advance. For this reason, tetraethoxysilane Si (OC 2 H Five ) Four (Wako Pure Chemical Industries) 6 parts by weight, 6 parts by weight of pure water and 2 parts by weight of 36% hydrochloric acid as a hydrolysis inhibitor for tetraethoxysilane were added and mixed to prepare a silica coating solution. Since the solution generated heat by mixing, the mixture was allowed to cool for about 1 hour. This solution was applied to the surface of a soda lime glass plate by a flow coating method and dried at a temperature of 80 ° C. As it dries, tetraethoxysilane undergoes hydrolysis, first silanol Si (OH) Four Subsequently, an amorphous silica thin film was formed on the surface of the glass plate by dehydration condensation polymerization of silanol.
[0027]
Next, tetraethoxy titanium Ti (OC 2 H Five ) Four (Merck) A titania coating solution was prepared by adding 0.1 part by weight of 36% hydrochloric acid as a hydrolysis inhibitor to a mixture of 1 part by weight of ethanol and 9 parts by weight of ethanol, and this solution was added to the surface of the glass plate with dry air. It was applied by the flow coating method. The coating amount is 45μg / cm in terms of titania 2 It was. Since the hydrolysis rate of tetraethoxytitanium is extremely fast, a part of tetraethoxytitanium is hydrolyzed at the application stage, and titanium hydroxide Ti (OH) Four Began to generate.
[0028]
Next, the glass plate is kept at a temperature of about 150 ° C. for 1 to 10 minutes to complete the hydrolysis of tetraethoxytitanium, and the produced titanium hydroxide is subjected to dehydration condensation polymerization to form amorphous titania. Generated. Thus, a glass plate in which amorphous titania was coated on the amorphous silica layer was obtained. This glass plate was baked at a temperature of 500 ° C. to convert amorphous titania into anatase titania.
[0029]
After leaving this sample in the dark for several days, a 20 W black light blue (BLB) fluorescent lamp (Sankyo Electric, FL20BLB) was used to apply 0.5 mW / cm on the surface of the sample. 2 No. 1 sample was obtained by irradiating ultraviolet rays for about 1 hour at an ultraviolet illuminance of 1 (UV illuminance with energy higher than the band gap energy of anatase titania). For comparison, a glass plate without a titania coating was prepared and used as a sample # 2.
[0030]
The contact angle between the # 1 sample and the water of the # 2 sample was measured with a contact angle measuring device (manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd., model CA-X150). The detection limit of the low angle side of this contact angle measuring device was 1 °. The contact angle was measured 30 seconds after a water droplet was dropped from the microsyringe onto the sample surface. The reading of the measuring instrument with respect to water on the surface of # 1 sample was 0 °, indicating super hydrophilicity. In contrast, the contact angle of the # 2 sample with water was 30 to 40 °.
[0031]
Example 2
An amorphous titania was formed on the surface of the glass plate by applying a titanium chelate-containing liquid to the surface of a 10 cm square soda lime glass plate and subjecting the titanium chelate to hydrolysis and dehydration condensation polymerization. This glass plate was baked at a temperature of 500 ° C. to form a surface layer made of anatase-type titania crystals. The film thickness of the surface layer was 7 nm. The surface of the obtained sample is 0.5 mW / cm using a BLB fluorescent lamp. 2 Was irradiated with ultraviolet rays for about 1 hour. When the contact angle between the surface of the sample and water was measured with a contact angle measuring device (ERMA, model GI-1000, low angle detection limit 3 °), the contact angle reading was less than 3 °.
[0032]
Example 3
In this example, a 10 cm square aluminum substrate was used as the base material. In order to smooth the surface of the substrate, it was previously coated with a silicone layer. For this purpose, the liquid A (silica sol) and the liquid B (trimethoxymethylsilane) of the composition composition “Glaska” for Japanese synthetic rubber were mixed at a weight ratio of 3: 1, and this mixed liquid was mixed with an aluminum substrate. And cured at a temperature of 150 ° C. to obtain a plurality of aluminum substrates (# 1 sample) coated with a 3 μm-thick silicone base coat. Next, anatase-type titania sol (Nissan Chemical, TA-15, average crystallite size 12 nm) and the above-mentioned “Glaska” solution A were mixed, diluted with ethanol, and further added with “Glaska” solution B above. A containing coating composition was prepared. The composition of the coating composition was 33 parts by weight of silica sol, 11 parts by weight of trimethoxymethylsilane, and 56 parts by weight of titania sol. This coating composition was applied to the surface of sample # 1 and cured at a temperature of 150 ° C. to form a topcoat in which anatase-type titania particles were dispersed in a silicone coating film, thereby obtaining sample # 2. Next, using a 20W BLB fluorescent lamp for sample # 2, 0.5mW / cm 2 The sample was irradiated with ultraviolet rays at an illuminance of 5 days for # 3 sample. When the contact angle between the surface of this sample and water was measured with a contact angle measuring device (manufactured by ERMA, model GI-1000), the contact angle reading was less than 3 °. The contact angle of sample # 2 before UV irradiation was measured and found to be 70 °. The contact angle of # 1 sample was measured and found to be 90 °. Furthermore, the # 1 sample was irradiated with ultraviolet rays for 5 days under the same conditions as the # 2 sample, and the contact angle was measured. The contact angle was 85 °. From the above, it has been found that silicone is highly hydrophilic when it contains a photocatalyst and is excited by ultraviolet irradiation even though it is inherently hydrophobic.
[0033]
# 2 Using a mercury lamp on the sample, 22.8 mW / cm 2 The sample was irradiated with ultraviolet rays at an ultraviolet illuminance of 2 hours to obtain a # 4 sample. Raman spectroscopic analysis of the # 2 sample before irradiation and the # 4 sample after irradiation was performed. For comparison, the sample # 1 was also irradiated with ultraviolet light under the same conditions, and the Raman spectroscopic analysis of the sample before and after irradiation was performed. The Raman spectrum is shown in the graph of FIG. Since the Raman spectra before and after the irradiation of the sample # 1 were the same, the graph of FIG. Referring to the graph of FIG. 3, in the Raman spectrum of sample # 2, the wave number is 2910 cm. -1 A large peak of C-H bond symmetry expansion and contraction of sp3 hybrid orbital is observed at the position of 2970 cm. -1 A large peak of C—H bond antisymmetric stretching of the sp3 hybrid orbital is observed at the position of. Therefore, the C—H bond is present in the # 2 sample. In the spectrum of # 4 sample, wave number 2910cm -1 Position and 2970cm -1 There is no peak at any of the positions. Instead, wave number 3200cm -1 A wide-width OH bond symmetrical stretch with a peak at the position is recognized. Thus, the # 4 sample does not have C—H bonds, but instead has O—H bonds. On the other hand, in the Raman spectrum of sample # 1, the wave number is 2910 cm before and after irradiation. -1 A large peak of C-H bond symmetry stretching of sp3 hybrid orbital is observed at -1 A large peak of C—H bond antisymmetric stretching of the sp3 hybrid orbital is observed at the position of. Therefore, it is confirmed that C—H bond exists in the # 1 sample. From the above, it is considered that when a silicone containing a photocatalyst is irradiated with ultraviolet rays, a silicone derivative in which the organic group bonded to the silicon atom of the silicone molecule is replaced with a hydroxyl group by photocatalysis is formed on the surface. .
[0034]
Example 4
A 10 cm square polycarbonate plate (# 1 sample) was used as the substrate. In order to improve the bondability of the silicone hard coat, first, a primer primer for silicone (made by Shin-Etsu Silicone, PC-7A) is applied to the polycarbonate plate by spray coating, and then dried at 120 ° C for 20 minutes to primer the polycarbonate plate. Covered with a resin layer to obtain a # 2 sample. Next, a silicone-based hard coating agent (manufactured by Shin-Etsu Silicone, KP-85) was applied to the # 2 sample by a spray coating method and then dried at 120 ° C. for 60 minutes to obtain a # 3 sample. In addition, a primer coating (made by Toshiba Silicone Co., Ltd., PH-91) is applied to the same polycarbonate plate by a spray coating method and dried at 120 ° C for 20 minutes. A coating agent (manufactured by Toshiba Silicone, “Tosgard”) was applied by spray coating and dried at 120 ° C. for 60 minutes to obtain a # 4 sample.
[0035]
Next, in order to improve the bondability of the titania-containing silicone topcoat, using a corona surface treatment device (manufactured by Kasuga Denki), using a wire electrode, the gap between the electrode tip and the sample surface 2 mm, voltage 26 kV, frequency 39 kHz, By subjecting the surfaces of # 1 to # 4 samples to hydrophilization by performing high frequency corona discharge treatment at a sample feed rate of 4.2 m / min, # 5 to # 8 samples were obtained.
[0036]
Next, the same titania-containing coating composition as used in Example 3 was applied to samples # 1, # 5 to # 8 by the flow coating method, and then cured by heat treatment at 120 ° C. for 30 minutes. As a result, samples # 9 to # 13 coated with a titania-containing silicone topcoat were obtained.
[0037]
For the # 9 to # 13 samples, the abrasion resistance (peeling resistance) of the titania-containing silicone topcoat and the degree of hydrophilization by titania photoexcitation were measured. Abrasion resistance was evaluated by whether or not the top coat peeled off at the same time when the cellophane tape was applied from one end to the other end of each sample surface and then peeled off quickly. The degree of hydrophilization is 0.6 mW / cm using a BLB fluorescent lamp on the surface of each sample. 2 The change in the contact angle with water before and after being irradiated with ultraviolet rays at an illuminance of about 48 hours was measured by measuring with a contact angle measuring device (model CA-X150, manufactured by Kyowa Interface Science). The results obtained are shown in the following table.
[0038]
[Table 1]
Figure 0003643290
[0039]
As can be seen from this table, the surface of the titania-containing silicone coating film was highly hydrophilized by photoexcitation. Moreover, the abrasion resistance of the titania-containing silicone coating film can be improved by the discharge treatment. # 13 was left in the dark for 3 weeks, but the contact angle with water on the surface remained at 4 °.
[0040]
【The invention's effect】
According to the present invention, since the surface of the sound insulation wall is not easily soiled and is self-cleaned by the action of rain water every time it rains, the sound insulation wall can be maintained sufficiently clean even without any particular cleaning. Therefore, the landscape of roads and railways is well maintained and a comfortable environment is realized. In particular, the outer surface of the sound insulation wall that has been left alone is effectively self-cleaned. When a transparent panel is used for part or all of the sound insulation wall, the translucency of the transparent panel is maintained, so that the right to sunshine can be avoided. Since the dirt on the superhydrophilic surface is easily washed away with water, if it is desired to wash the inner surface of the sound insulation wall, etc., it can be washed very simply as needed by simply supplying water. When washing is performed by jetting water from a traveling work vehicle, traffic regulations can be abolished or minimized, and work safety can be ensured.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a sound insulation wall of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a part of the sound insulation wall shown in FIG.
FIG. 3 shows a Raman spectrum of the surface of the photocatalyst-containing silicone layer.
[Explanation of symbols]
10: Sound insulation wall 16: Sound insulation wall component panel 18: Photocatalyst containing layer

Claims (4)

道路又は鉄道の遮音壁であって、この遮音壁の少なくとも一部は透明な材料からなり、また遮音壁の表面は透明な半導体光触媒含有層で被覆され、更に遮音壁がプラスチックから形成され、該遮音壁と前記光触媒含有層との間に、前記光触媒の光酸化作用により前記プラスチックが劣化するのを防止する中間層を配置し、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半導体光触媒含有層の表面が水との接触角に換算して10度以下に親水化され、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、太陽光下において用いられることを特徴とする遮音壁。A sound insulation wall of a road or a railway, wherein at least a part of the sound insulation wall is made of a transparent material, the surface of the sound insulation wall is covered with a transparent semiconductor photocatalyst containing layer, and the sound insulation wall is made of plastic, the sound insulation wall and the photocatalyst An intermediate layer for preventing the plastic from being deteriorated by the photooxidation action of the photocatalyst is disposed between the photocatalyst and the surface of the semiconductor photocatalyst containing layer is water as the photocatalyst is photoexcited by sunlight. Converted to a contact angle of 10 degrees or less, so that hydrophobic contaminants are prevented from adhering to the surface of the sound insulation wall, or are attached to the surface of the sound insulation wall when the sound insulation wall is exposed to rain. A sound insulation wall characterized in that it is used in sunlight, where the soil is washed away by rainwater. 前記光触媒含有層はTiO、ZnO、SnO、SrTiO、WO、Bi、Feからなる群から選ばれた1種の光触媒を含む請求項1に記載の遮音壁。2. The sound insulating wall according to claim 1, wherein the photocatalyst-containing layer includes one photocatalyst selected from the group consisting of TiO 2 , ZnO, SnO 2 , SrTiO 3 , WO 3 , Bi 2 O 3 , and Fe 2 O 3 . 前記光触媒はアナターゼ型チタニアであることを特徴とする請求項に記載の遮音壁。The sound insulation wall according to claim 1 , wherein the photocatalyst is anatase type titania. 前記中間層はシリコーン、フッ素樹脂、シリカからなる群から選ばれた1種であることを特徴とする請求項に記載の遮音壁。The sound insulation wall according to claim 1 , wherein the intermediate layer is one selected from the group consisting of silicone, fluororesin, and silica.
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