JP3648848B2 - Road marking with excellent visibility, its construction method and self-cleaning method - Google Patents

Road marking with excellent visibility, its construction method and self-cleaning method Download PDF

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俊也 渡部
信 早川
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    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01FADDITIONAL WORK, SUCH AS EQUIPPING ROADS OR THE CONSTRUCTION OF PLATFORMS, HELICOPTER LANDING STAGES, SIGNS, SNOW FENCES, OR THE LIKE
    • E01F9/00Arrangement of road signs or traffic signals; Arrangements for enforcing caution
    • E01F9/50Road surface markings; Kerbs or road edgings, specially adapted for alerting road users
    • E01F9/506Road surface markings; Kerbs or road edgings, specially adapted for alerting road users characterised by the road surface marking material, e.g. comprising additives for improving friction or reflectivity; Methods of forming, installing or applying markings in, on or to road surfaces
    • E01F9/524Reflecting elements specially adapted for incorporation in or application to road surface markings

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  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Road Signs Or Road Markings (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、路面標示、その施工方法およびセルフクリーニング方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
路面標示には着色顔料が配合してあり、昼間の視認性を確保するようになっている。また、路面標示の表面にはガラスビーズのような再帰反射体が散布固着してあり、車両のヘッドライトの光が再帰反射されることにより夜間の視認性が保証されるようになっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
路面標示は排気ガス中の燃焼生成物やタイヤの摩耗粉や都市煤塵によって汚され、汚れにつれてその昼間視認性が低下する。表面の再帰反射用ガラスビーズも同様に汚れ、再帰反射性が低下するので、汚れに伴い夜間の視認性が低下する。そこで定期的に路面標示を更新しなければならないが、施工には多大の費用と手数を要するだけでなく、交通規制を必要とする。
【0004】
本発明の目的は、優れた昼夜視認性を長期間にわたり発揮することの可能な路面標示、その施工方法および路面標示のセルフクリーニング方法を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、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。光触媒性チタニアを紫外線で光励起したところ、驚ろくべきことに、水との接触角が10゜以下、より詳しくは5゜以下、特に約0゜になる程度に表面が高度に親水化されることが発見された。
【0006】
本発明は斯る発見に基づくもので、本発明の一観点においては、路面標示の表面および/又は再帰反射用ガラスビーズは半導体光触媒を含む透明層で被覆される。光触媒は昼間は太陽の照射を受け、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。
【0007】
このように親水化された表面には、排気ガス中の燃焼生成物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。更に、路面標示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、燃焼生成物のような疎水性物質に対する親和力よりも大きいので、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、降雨の都度雨水によって洗い流され、表面はセルフクリーニングされる。こうして路面標示の表面は清浄に維持されるので、昼夜間にわたり優れた視認性を発揮する。
【0008】
路面標示は種々の態様で施工することができる。一態様においては、未硬化の路面標示用塗料を路面に塗布し、この塗料の上に再帰反射用ガラスビーズを散布した後、塗料を硬化させ、次に塗膜とガラスビーズの表面を光触媒含有層によって被覆する。この場合には、光触媒含有層は光触媒粒子が分散されたシリコーン層によって形成するのが好ましい。光触媒が光励起されると、シリコーン分子のケイ素原子に結合した有機基の少なくとも一部は光触媒作用により水酸基に置換され、シリコーン層の表面には超親水性のシリコーン誘導体が形成される。
【0009】
他の態様においては、半導体光触媒を含有する透明層によって予めコーティングされた再帰反射用ガラスビーズを使用することができる。この場合には、未硬化の路面標示用塗料を路面に塗布し、ガラスビーズを塗料の上に散布し、塗料を硬化させる。この方法は従来型の路面標示施工機によって簡単に施工することができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
図1には本発明の路面標示の第1実施例を示す。路面標示10は、路面標示用塗料で形成された塗膜12とその表面に散布固着された多数の再帰反射用ガラスビーズ14とで構成されている。路面標示用塗料は、例えば、熱可塑性樹脂に炭酸カルシウムのような骨材や着色顔料を配合したものである。
【0011】
ガラスビーズ14は約600μmの平均粒径を有し、その表面には約1μm以下、好ましくは約0.5μmの厚さの半導体光触媒層16がコーティングしてある。
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。
【0012】
光触媒がチタニアの場合には、光触媒層16は、ガラスビーズ14にチタニアゾルをディップコーティングし、300℃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形成することができる。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焼成中にガラスから光触媒層中に拡散するのを防止するため、ガラスビーズ14を予めシリカ等の中間層で被覆しておくのが好ましい。また、チタニアには、SiO2若しくはSnO2を約20%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16の表面を超親水化することができる。
【0013】
路面標示10は従来型のスプレー式施工機(図示せず)により施工することができる。熱可塑性樹脂からなる路面標示用塗料を溶解釜で溶融し、所望のパターンで路面に塗布し、光触媒層16でコーティングされたガラスビーズ14を散布した後、塗料を硬化させる。
【0014】
路面標示10の施工後は、ガラスビーズ14の光触媒層16は昼間は太陽光によって光励起され、光触媒層16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。一旦親水化されると、表面の親水性は夜間でも持続する。
【0015】
このように高度に親水化された表面には、排気ガス中の燃焼生成物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、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光触媒層16には泥や土のような無機塵埃は付着しにくい。
【0016】
路面標示10は時折降雨にさらされる。超親水化された光触媒層16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、光触媒層16の表面に堆積した汚れは雨水により表面から釈放され、降雨の都度雨水によって洗い流される。こうしてガラスビーズ14の光触媒層16の表面はセルフクリーニングされる。
【0017】
図2には本発明の路面標示の第2実施例を示す。第1実施例と同様に、路面標示10は路面標示用塗料からなる塗膜12とその表面に散布固定された再帰反射用ガラスビーズ14とで構成されている。この実施例では、塗膜12とガラスビーズ14の表面には一様に光触媒層18がコーティングしてある。
【0018】
光触媒層18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チタニアなどの光触媒の粒子を50重量%以下の割合で分散させた塗料用組成物を用い、この塗料用組成物を路面標示10の表面に一様に塗布し、塗膜形成要素を硬化させることにより形成することができる。
【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】
この路面標示は、図3に示したスプレー式施工機により施工することができる。この施工機は工事用車両20に搭載してあり、路面標示用塗料は溶解釜22で溶融され、回転ギヤロール24によって路面に塗布される。タンク26に収容されたガラスビーズ14は散布機28により路面標示用塗料の上に散布される。最後に、塗料タンク30に貯蔵された光触媒含有シリコーン塗料が回転ギヤロール32によって塗布される。シリコーンの硬化に伴い、光触媒含有シリコーン層18が形成される。
【0021】
光触媒を含有したシリコーン層18が太陽光によって光励起されると、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、光触媒含有シリコーン層18の表面は水との接触角が約0゜になる程度に超親水化される。
【0022】
この第2実施例では、光触媒層18はガラスビーズ14だけでなく路面標示用塗膜12にも被覆してあるので、路面標示用塗膜12の汚れも防止され、路面標示の視認性が向上する。
【0023】
光触媒による超親水化現象は、光触媒による光酸化作用よりも弱い光触媒作用によって実現することができる。従って、光触媒によって路面標示用塗膜12が劣化するのを防止するため、光触媒の光酸化作用を弱めるのが好ましい。このためには、光触媒含有シリコーン層18の膜厚は0.1μm以下にするのが好ましい。また、このような膜厚にすれば、光触媒層18の耐摩耗性を向上させることができる。或いは、光触媒含有シリコーン層18にアルカリ金属、アルカリ土類金属、アルミナ、シリカ、ジルコニア、酸化アンチモン、無定形チタニア、含水チタニアの1種又は2種以上を添加することにより、光触媒の光酸化活性を抑制することができる。更に、路面標示用塗膜12と光触媒含有シリコーン層18との間にシリコーンなどからなる他の層を設け、路面標示用塗膜12の劣化を防止してもよい。
【0024】
実施例1
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整した。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10cm四角の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。
【0025】
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整し、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。
【0026】
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。
【0027】
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。
【0028】
#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。
【0029】
このガラス板の表面にオレイン酸を塗布し、ガラス板表面を水平姿勢に保持しながらガラス板を水槽に満たした水の中に浸漬したところ、オレイン酸は丸まって油滴となり、ガラス板の表面から釈放されて浮上した。
【0030】
実施例2
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。基板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、 A液とB液との重量比が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。
【0031】
次に、チタニア含有塗料により#1試料を被覆した。より詳しくは、アナターゼ型チタニアゾル(日産化学、TA-15)と前記“グラスカ”のA液(シリカゾル)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整した。この塗料用組成物の組成は、シリカ39重量部、トリメトキシメチルシラン97重量部、チタニア87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。
【0032】
次に、#2試料にBLB蛍光灯を用いて0.5mW/cm2の照度で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、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。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。
【0033】
このことから、シリコーンに光触媒を含有させ、光触媒を光励起した場合には、シリコーン塗膜が高度に親水化されることが分かる。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、親水性の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】
【発明の効果】
本発明によれば、路面標示に汚れが付着するのが防止されると共に、表面に付着した汚れは降雨の都度雨水によって洗い流され、路面標示の表面はセルフクリーニングされるので、路面標示の視認性を向上させることができる。
また、本発明の路面標示は長期間にわたって優れた視認性を発揮するので、路面標示の更新の頻度を最小限にすることができ、道路維持の費用と手数を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の路面標示の第1実施例の模式的拡大断面図である。
【図2】本発明の路面標示の第2実施例の模式的拡大断面図である。
【図3】路面標示の施工機の模式図である。
【符号の説明】
10: 路面標示
12: 路面標示用塗膜
14: 再帰反射用ガラスビーズ
16、18: 光触媒含有層
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a road marking, a construction method thereof, and a self-cleaning method.
[0002]
[Prior art]
The road markings are blended with colored pigments to ensure daytime visibility. Further, retroreflectors such as glass beads are scattered and fixed on the surface of the road markings, and the nighttime visibility is guaranteed by retroreflecting the light of the vehicle headlight.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
Road markings are soiled by combustion products in exhaust gas, tire wear powder and urban dust, and the visibility in the daytime decreases as the soil becomes dirty. Similarly, the retroreflective glass beads on the surface are also soiled and the retroreflectiveness is lowered, so that the nighttime visibility is lowered due to the soiling. Therefore, the road markings must be updated regularly, but the construction requires not only a large amount of money and labor, but also traffic regulations.
[0004]
An object of the present invention is to provide a road marking capable of exhibiting excellent day and night visibility over a long period of time, a construction method thereof, and a self-cleaning method of the road marking.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The inventor has discovered that photoexcitation of the photocatalyst results in a highly hydrophilic surface of the photocatalyst. When photocatalytic titania is photoexcited with ultraviolet rays, it is surprising that the surface becomes highly hydrophilic so that the contact angle with water is 10 ° or less, more specifically 5 ° or less, especially about 0 °. Was discovered.
[0006]
The present invention is based on this discovery. In one aspect of the present invention, the road marking surface and / or retroreflective glass beads are coated with a transparent layer containing a semiconductor photocatalyst. The photocatalyst is illuminated by the sun during the day and is photoexcited by sunlight. With photoexcitation, the surface of the photocatalyst-containing layer is highly hydrophilized. Once highly hydrophilized, the surface hydrophilicity persists even at night.
[0007]
Hydrophobic substances such as combustion products in exhaust gas, tire wear powder, and urban dust are less likely to adhere to the hydrophilic surface. In addition, road markings are sometimes exposed to rainfall. Since the superhydrophilic surface has a greater affinity for water than for hydrophobic substances such as combustion products, dirt adhering to the surface can be easily released from the surface by rainwater and washed away by rainwater each time it rains. The surface is self-cleaning. In this way, the surface of the road marking is kept clean, so that excellent visibility is exhibited throughout the day and night.
[0008]
Road markings can be constructed in various ways. In one aspect, an uncured road marking paint is applied to the road surface, and after the retroreflective glass beads are spread on the paint, the paint is cured, and then the surface of the coating film and the glass beads contains a photocatalyst. Cover with layers. In this case, the photocatalyst-containing layer is preferably formed of a silicone layer in which photocatalyst particles are dispersed. When the photocatalyst is photoexcited, at least a part of the organic group bonded to the silicon atom of the silicone molecule is substituted with a hydroxyl group by the photocatalytic action, and a superhydrophilic silicone derivative is formed on the surface of the silicone layer.
[0009]
In other embodiments, retroreflective glass beads pre-coated with a transparent layer containing a semiconductor photocatalyst can be used. In this case, an uncured road marking paint is applied to the road surface, and glass beads are spread on the paint to cure the paint. This method can be easily constructed by a conventional road marking construction machine.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows a first embodiment of the road marking according to the present invention. The road marking 10 is composed of a coating film 12 formed of a road marking paint and a number of retroreflective glass beads 14 scattered and fixed on the surface thereof. The road marking paint is, for example, a mixture of an aggregate such as calcium carbonate or a color pigment in a thermoplastic resin.
[0011]
The glass beads 14 have an average particle diameter of about 600 μm, and the surface thereof is coated with a semiconductor photocatalyst layer 16 having a thickness of about 1 μm or less, preferably about 0.5 μm.
As the photocatalyst, titania (TiO 2 ) is most preferable. Titania is harmless, chemically stable, and available at low cost. Either anatase-type titania or rutile-type titania can be used. It is considered that when photocatalytic titania is photoexcited by ultraviolet rays, water is chemically adsorbed on the surface in the form of hydroxyl groups (OH ) by photocatalysis, and as a result, the surface becomes superhydrophilic. Other photocatalysts which can be used include metal oxides such as ZnO, SnO 2, SrTiO 3, WO 3, Bi 2 O 3, Fe 2 O 3. Since these metal oxides, like titania, contain metal elements and oxygen on the surface, it is thought that surface hydroxyl groups (OH ) should be adsorbed.
[0012]
When the photocatalyst is titania, the photocatalyst layer 16 can be formed by dip-coating titania sol on the glass beads 14 and baking at a temperature of 300 ° C. or higher and lower than the softening point of the glass. In order to prevent alkali network modifying ions such as sodium in the glass from diffusing from the glass into the photocatalyst layer during firing, it is preferable to previously coat the glass beads 14 with an intermediate layer such as silica. In addition, it is preferable to add about 20% of SiO 2 or SnO 2 to titania. In this way, the surface of the photocatalyst layer 16 can be made superhydrophilic so that the contact angle with water becomes 0 ° during photoexcitation.
[0013]
The road marking 10 can be constructed with a conventional spray construction machine (not shown). A road marking paint made of a thermoplastic resin is melted in a melting pot, applied to the road surface in a desired pattern, and after the glass beads 14 coated with the photocatalyst layer 16 are dispersed, the paint is cured.
[0014]
After construction of the road marking 10, the photocatalyst layer 16 of the glass beads 14 is photoexcited by sunlight in the daytime, and the surface of the photocatalyst layer 16 is hydrophilized so that the contact angle with water is 10 ° or less, particularly about 0 °. Is done. Once hydrophilized, the surface hydrophilicity persists at night.
[0015]
Hydrophobic substances such as combustion products in exhaust gas, tire wear powder, and urban dust are less likely to adhere to such highly hydrophilic surfaces. In addition, since the contact angle of inorganic substances such as mud and soil with water is 20 ° to 50 °, the photocatalyst layer 16 that has been superhydrophilicized to such an extent that the contact angle with water becomes about 0 ° is mud. Inorganic dust such as soil and dirt is difficult to adhere.
[0016]
The road marking 10 is occasionally exposed to rainfall. Since the affinity of the superhydrophilic photocatalyst layer 16 for water is larger than the affinity for hydrophobic substances such as combustion products, the dirt deposited on the surface of the photocatalyst layer 16 is released from the surface by rainwater, Washed away by rainwater each time. Thus, the surface of the photocatalyst layer 16 of the glass beads 14 is self-cleaned.
[0017]
FIG. 2 shows a second embodiment of the road marking according to the present invention. Similar to the first embodiment, the road marking 10 is composed of a coating film 12 made of a road marking paint and retroreflective glass beads 14 dispersed and fixed on the surface thereof. In this embodiment, the photocatalyst layer 18 is uniformly coated on the surfaces of the coating film 12 and the glass beads 14.
[0018]
The photocatalyst layer 18 is a paint in which particles of photocatalyst such as titania are dispersed in a ratio of 50% by weight or less in a film-forming element made of uncured or partially cured silicone (organopolysiloxane) or a precursor of silicone. The coating composition can be uniformly applied to the surface of the road marking 10, and the coating film forming element can be cured.
[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]
This road marking can be constructed by the spray construction machine shown in FIG. This construction machine is mounted on the construction vehicle 20, and the road marking paint is melted by the melting pot 22 and applied to the road surface by the rotating gear roll 24. The glass beads 14 accommodated in the tank 26 are spread on the road marking paint by a spreader 28. Finally, the photocatalyst-containing silicone paint stored in the paint tank 30 is applied by the rotating gear roll 32. As the silicone is cured, a photocatalyst-containing silicone layer 18 is formed.
[0021]
When the photocatalyst-containing silicone layer 18 is photoexcited by sunlight, the organic groups bonded to the silicon atoms of the silicone molecules are replaced with hydroxyl groups by the photocatalytic action of the photocatalyst, and the surface of the photocatalyst-containing silicone layer 18 has a contact angle with water. Is superhydrophilic to an extent of about 0 °.
[0022]
In this second embodiment, the photocatalyst layer 18 is coated not only on the glass beads 14 but also on the road marking coating film 12, so that the dirt on the road marking coating film 12 is prevented and the visibility of the road marking is improved. To do.
[0023]
The superhydrophilic phenomenon by the photocatalyst can be realized by a photocatalytic action weaker than the photooxidation action by the photocatalyst. Therefore, in order to prevent the road marking coating film 12 from being deteriorated by the photocatalyst, it is preferable to weaken the photooxidation action of the photocatalyst. For this purpose, the film thickness of the photocatalyst-containing silicone layer 18 is preferably 0.1 μm or less. Moreover, if it is such a film thickness, the abrasion resistance of the photocatalyst layer 18 can be improved. Alternatively, the photocatalytic activity of the photocatalyst can be increased by adding one or more of alkali metal, alkaline earth metal, alumina, silica, zirconia, antimony oxide, amorphous titania, and hydrous titania to the photocatalyst-containing silicone layer 18. Can be suppressed. Furthermore, another layer made of silicone or the like may be provided between the road marking coating film 12 and the photocatalyst-containing silicone layer 18 to prevent deterioration of the road marking coating film 12.
[0024]
Example 1
86 parts by weight of ethanol, 6 parts by weight of tetraethoxysilane Si (OC 2 H 5 ) 4 (Wako Pure Chemical), 6 parts by weight of pure water, and 2 parts by weight of 36% hydrochloric acid as a hydrolysis inhibitor for tetraethoxysilane In addition, mixing was performed 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 10 cm square soda lime glass plate by a flow coating method and dried at a temperature of 80 ° C. Along with drying, tetraethoxysilane was first hydrolyzed to become silanol Si (OH) 4 , and then an amorphous silica thin film was formed on the surface of the glass plate by dehydration condensation polymerization of silanol.
[0025]
Next, 0.1 part by weight of 36% hydrochloric acid as a hydrolysis inhibitor was added to a mixture of 1 part by weight of tetraethoxytitanium Ti (OC 2 H 5 ) 4 (Merck) and 9 parts by weight of ethanol to obtain a titania coating solution. This solution was applied to the surface of the glass plate by a flow coating method in dry air. The coating amount was 45 μg / cm 2 in terms of titania. Since the hydrolysis rate of tetraethoxytitanium was extremely fast, a part of tetraethoxytitanium was hydrolyzed at the coating stage, and titanium hydroxide Ti (OH) 4 began to be produced.
[0026]
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 amorphous silica was obtained. This glass plate was baked at a temperature of 500 ° C. to convert amorphous titania into anatase titania.
[0027]
After leaving this sample in a dark place for several days, using a 20 W black light blue (BLB) fluorescent lamp (Sankyo Electric, FL20BLB), an ultraviolet illuminance (anatase-type titania band) of 0.5 mW / cm 2 on the surface of the sample. A sample of # 1 was obtained by irradiating ultraviolet rays for about 1 hour at an illuminance of ultraviolet rays having energy higher than the gap energy. For comparison, a glass plate without a titania coating was prepared and used as a sample # 2.
[0028]
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 °.
[0029]
When oleic acid was applied to the surface of this glass plate and the glass plate was immersed in water filled in a water tank while maintaining the glass plate surface in a horizontal position, the oleic acid curled up into oil droplets, and the surface of the glass plate Was released from and surfaced.
[0030]
Example 2
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 reason, the liquid A (silica sol) and the liquid B (trimethoxymethylsilane) of the paint composition “Glaska” of Japanese synthetic rubber are mixed so that the weight ratio of the liquid A and the liquid B is 3: 1. The mixed solution was applied to an aluminum substrate and cured at a temperature of 150 ° C. to obtain a plurality of aluminum substrates (# 1 sample) covered with a 3 μm-thick silicone base coat.
[0031]
The # 1 sample was then coated with a titania-containing paint. More specifically, anatase-type titania sol (Nissan Chemical, TA-15) and the above-mentioned “Glaska” solution A (silica sol) are mixed, diluted with ethanol, and further added with the above-mentioned “Glaska” solution B. The composition for preparation was prepared. The composition of this coating composition was 39 parts by weight of silica, 97 parts by weight of trimethoxymethylsilane, and 87 parts by weight of titania.
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.
[0032]
Next, the # 2 sample was irradiated with ultraviolet rays at an illuminance of 0.5 mW / cm 2 for 5 days using a BLB fluorescent lamp to obtain a # 3 sample. 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 °. 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 °.
[0033]
From this, it can be seen that when the photocatalyst is contained in silicone and the photocatalyst is photoexcited, the silicone coating is highly hydrophilized. It is considered that the organic group bonded to the silicon atom of the silicone molecule is replaced with a hydroxyl group by photocatalysis and a hydrophilic silicone derivative is formed on the surface.
[0034]
【The invention's effect】
According to the present invention, dirt is prevented from adhering to the road marking, and the dirt adhering to the surface is washed away by rainwater every rain, and the surface of the road marking is self-cleaned. Can be improved.
In addition, since the road marking according to the present invention exhibits excellent visibility over a long period of time, the frequency of updating the road marking can be minimized, and the cost and labor of road maintenance can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic enlarged sectional view of a first embodiment of a road marking according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic enlarged sectional view of a second embodiment of the road marking according to the present invention.
FIG. 3 is a schematic view of a road marking construction machine.
[Explanation of symbols]
10: Road marking 12: Road marking coating 14: Retroreflective glass beads 16, 18: Photocatalyst containing layer

Claims (6)

再帰反射体を路面標示用塗膜に部分的に埋め込んでなる路面標示において、前記再帰反射体と路面標示用塗膜の表面は半導体光触媒を含有する透明層によって被覆されており、光触媒が太陽光によって光励起されるに伴い前記光触媒含有層の表面が親水化され、もって、路面標示が降雨にさらされた時にそ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路面標示。In the road marking in which the retroreflector is partially embedded in the road marking coating, the surfaces of the retroreflector and the road marking coating are covered with a transparent layer containing a semiconductor photocatalyst, and the photocatalyst is sunlight. The surface of the photocatalyst-containing layer is hydrophilized as it is photoexcited by the road surface, so that dirt adhered to the surface is washed away by rainwater when the road marking is exposed to rain. Sign. 前記光触媒含有層は光触媒粒子が分散されたシリコーン層によって形成されており、前記シリコーン層の表面はシリコーン分子のケイ素原子に結合した有機基が光触媒の作用により少なくとも部分的に水酸基に置換されたシリコーン誘導体で形成されている請求項1に基づく路面標示。The photocatalyst-containing layer is formed of a silicone layer in which photocatalyst particles are dispersed, and the surface of the silicone layer is a silicone in which an organic group bonded to a silicon atom of a silicone molecule is at least partially substituted with a hydroxyl group by the action of a photocatalyst. The road marking according to claim 1 formed of a derivative. 再帰反射体を路面標示用塗膜に部分的に埋め込んでなる路面標示において、前記再帰反射体は半導体光触媒を含有する透明層によって被覆されており、光触媒が太陽光によって光励起されるに伴い前記光触媒含有層の表面が親水化され、もって、路面標示が降雨にさらされた時に再帰反射体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路面標示。In the road marking in which the retroreflector is partially embedded in the road marking coating film, the retroreflector is covered with a transparent layer containing a semiconductor photocatalyst, and the photocatalyst is photoexcited as the photocatalyst is photoexcited by sunlight. A road marking characterized in that the surface of the containing layer is hydrophilized so that the dirt adhered to the surface of the retroreflector is washed away by rainwater when the road marking is exposed to rain. 未硬化の路面標示用塗料を路面に塗布し、前記塗料の上に再帰反射用ガラスビーズを散布し、前記塗料を硬化させることにより路面標示用塗膜を形成すると共に前記塗膜にガラスビーズを固着し、前記塗膜およびガラスビーズの表面を半導体光触媒を含有する透明層によって被覆することからなる路面標示の施工方法。An uncured road marking paint is applied to the road surface, retroreflective glass beads are spread on the paint, and the paint is cured to form a road marking paint film and glass beads on the paint film. A road marking construction method comprising fixing and coating the surface of the coating film and glass beads with a transparent layer containing a semiconductor photocatalyst. 未硬化の路面標示用塗料を路面に塗布し、半導体光触媒を含有する透明層によって被覆された再帰反射用ガラスビーズを前記塗料の上に散布し、塗料を硬化させることにより路面標示用塗膜を形成すると共に前記塗膜にガラスビーズを固着することからなる路面標示の施工方法。An uncured road marking paint is applied to the road surface, retroreflective glass beads coated with a transparent layer containing a semiconductor photocatalyst are sprayed on the paint, and the paint is cured to form a road marking coating film. A road marking construction method comprising forming and fixing glass beads to the coating film. 再帰反射体を埋め込んだ路面標示の表面を半導体光触媒を含む透明層で被覆し、前記光触媒を太陽光の照射にさらして光励起させることにより前記層の表面を親水化し、前記路面標示を降雨にさらすことにより表面に付着した汚れを雨水により洗い流させることからなる路面標示のセルフクリーニング方法。The surface of the road marking in which the retroreflector is embedded is coated with a transparent layer containing a semiconductor photocatalyst, and the photocatalyst is exposed to sunlight and photoexcited to hydrophilize the surface of the layer, thereby exposing the road marking to rainfall. A self-cleaning method for pavement marking comprising washing off dirt adhering to the surface with rain water.
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