JP3763352B2 - Roughened NOx purification block and method for producing the same - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＮＯX 浄化ブロックに関し、更に詳しくは大気中のＮＯX を捕捉し良好な環境を得ることができると共に舗装用に供し得る耐すべり抵抗性並びに高いＮＯX 浄化性能を有しかつ装飾性に優れているＮＯX 浄化ブロックに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車、特にジーゼル自動車からでる排気ガス中に含まれているＮＯX による大気環境の汚染は、自動車数の増加、それに伴う交通渋滞等で増加している。従来、このＮＯX の濃度を低下させる物質として金属酸化物が知られており、この中でも二酸化チタンが強い光触媒作用を有することも知られている。このような二酸化チタンの強い光触媒作用を利用してＮＯX を除去する研究は、近年ますます盛んになり二酸化チタンを混合してシートやパネルを形成し、建築物の外壁に用いてＮＯX を除去することが実用化されつつある。更に、このようなＮＯX 除去技術を利用してセメント、二酸化チタン粉末及び骨材からなる混練物をコンクリート基材と組み合わせて舗装用ブロックとするものに、特願平８−１００１０号がある。この舗装用ブロックは、効率よくＮＯX を除去することができ、舗装用に適する耐すべり性並びに耐摩耗性に優れている。
【０００３】
通常、前述の如きシートやパネル、特にパネルの表面には、自然石の割り肌状又はこれに類する粗面に仕上げることにより装飾性に優れたパネルが形成されるが、この粗面に仕上げる方法には、従来次の方法が用いられている。▲１▼型枠法：石材を型取りした型枠を製作し、この型枠にコンクリートを打設して、ブロック表面に石材を型取りした型枠と同形に形成する方法。▲２▼洗い出し法：美観に優れた石材を種石として予めモルタルもしくはコンクリート中に骨材として混入しておき、コンクリートを打設してブロックを形成した後、その表面がまだ十分に硬化する前に、水で表面のセメントペースト分及び微骨材分を洗い流して、種石を表面に露出させる方法。▲３▼ショットブラスト法：ブロック形成後、ブロック表面が十分に硬化した後、珪砂、散弾等をその表面に投射して粗面仕上げを行う方法。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述の各方法では、いずれも実質的な凹凸が形成され難く、美観上乃至装飾性という観点からは好ましいものではあるが、舗装用に供されるＮＯX 浄化ブロックに適用した場合、耐すべり抵抗性に乏しいという問題があった。更に▲１▼の型枠法においては、新たな型枠が必要となり、製造コストが上昇する。▲２▼の洗い出し法は、高価な酸化チタンを洗い流すため経済的に損失となる。▲３▼のショットブラスト法は、珪砂、散弾等を使用するため製造の手間やコストがかかる。このように▲１▼〜▲３▼の方法は、経済効率的にも問題であった。
【０００５】
そこで、本発明者等は、舗装用に供されるＮＯX 浄化ブロックの表面層のすべり抵抗性を更にいっそう高める点について種々検討したところ、表面層のすべり抵抗性をいっそう高めることができるばかりでなく、ＮＯX 浄化性能を同時に高めることができ、しかも簡単な手段を用いることにより経済上効率的に行うことができる粗面化方法を見出し、この知見により本発明をなすに至った。
【０００６】
したがって、本発明が解決しようとする第１の課題は、ＮＯX 浄化性能をいっそう高め、かつ耐すべり抵抗性を有し、装飾性にも優れるＮＯX 浄化ブロックを提供することにある。また本発明が解決しようとする第２の課題は、簡単な手段で経済効率よく二酸化チタン含有表面層を粗面化し得ると共に高いＮＯX 浄化性能と耐すべり抵抗性を同時に有するＮＯX 浄化ブロックの製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記第１の課題は、二酸化チタンおよび吸着材料を含有する表面層の表面が叩きによって得られた微細な模様を有することを特徴とするＮＯX 浄化ブロックによって達成される。更に本発明の上記第２の課題は、ブロック基層上に、二酸化チタンおよび吸着材料を含んだモルタル表面層を積層形成し、ついで養生した後、多数の突起を有する粗面形成具の突起を有する面で、該モルタル表面層を叩いて粗面仕上げすることを特徴とするＮＯｘ浄化ブロックの製造方法によって達成される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明において、舗装用とは、歩道や車道を含む意味であり、更に舗装用に供されるブロックとは、歩道や車道に敷設されるブロックを意味する。本発明のＮＯX 浄化ブロックは、酸化チタン、特に二酸化チタンを含有する表面層の表面が叩きによって得られた凹凸模様を有することを特徴とするもので、これによりＮＯX 浄化性能をいっそう高め、かつ耐すべり抵抗性を有し、装飾性にも優れたものが得られる。
【０００９】
また本発明の製造方法では、ブロック基層上に、二酸化チタンを含んだモルタル表面層を積層形成し、ついで養生した後、多数の突起を有する粗面形成具の突起を有する面で、該モルタル表面層を叩いて粗面仕上げすることを特徴とするもので、これにより簡単な製造方法で効率よく二酸化チタン含有表面層を粗面化し得ると共に高いＮＯX 浄化性能と耐すべり抵抗性を同時に有するという優れた効果を奏する。
【００１０】
更に本発明のＮＯX 浄化ブロック及びその製造方法において、表面層に吸着材料を含有するので、吸着材料を有することにより日中の太陽光（これに含有される紫外線）によりＮＯx が浄化除去されるばかりでなく夜間でも該吸着材料にＮＯx が吸着され、これが日中、紫外線により分解されることにより、ＮＯx 浄化が行われる。
【００１１】
本発明に用いられるブロック基層としては、主としてコンクリート製基層が用いられるが、特にこれに限定されるものではない。このコンクリート製基層は、セメントと骨材の混練物から製造される。この基層用骨材としては、従来、この技術分野において通常用いられるものでよく、砂、天然の石、砂利、砕石等が挙げられる。セメントとしては、特に限定されるものではなく、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、超早強ポルトランドセメント、耐硫酸塩ポルトランドセメント、白色ポルトランドセメント、高炉セメント、フライアッシュセメント、シリカセメント、アルミナセメント、超速硬セメント等が挙げられる。また前記ブロック基層上に積層形成される表面層は、セメント、酸化チタン粉末及び骨材からなるモルタルが好ましく、このモルタル用セメントは、ポルトランドセメント、早強セメント、白色セメント、アルミナセメント等が挙げられる。特に光反射性を考慮した場合、好ましくは白色セメントがよい。酸化チタンとしては、ルチル、及びアナターゼのどちらの結晶形態を持つものでも良いが、活性の高いアナターゼ型二酸化チタンが好ましい。
【００１２】
更に表面層に用いられる骨材としては、天然砂、人工砂等いずれでもよい。この他、御影石、珪石、軽量骨材、ガラス粒あるいは珪砂から１つ以上を選択することもできる。しかしながら、本発明においては、紫外線光をブロックの表層の奥まで入れ、浄化、吸収効率を高めるために、骨材の一部を、光透過性の良い骨材（以下、光透過性骨材ともいう。）に置き換えることができる。この骨材としては、ガラスビーズ、ガラス粉末が使用でき、ガラスビーズ、ガラス粉末の粒径は直径１〜６ｍｍが望ましく、これより大きいとセメントの存在しない部分が大きくなり強度が低下する。これより小さいと光の透過が悪くなる。ガラスビーズ、ガラス粉末の量は全骨材量の１０〜５０重量％が望ましく、更には１５〜５０重量％であり、２０〜５０重量％がいっそう好ましい。光透過性骨材の量が１０重量％より少ないと光透過の効果が現れず、５０重量％より多いと砂の骨材の量が減少し、ブロックの強度低下が起こる。前記骨材の粒径乃至粒度は、広範囲にわたって使用することができ、したがって、その用に応じて適宜選択する。
【００１３】
本発明に用いられる表面層のモルタルの組成は、セメント１００重量部、酸化チタン粉末５重量部〜５０重量部及び骨材１００重量部〜４００重量部が好ましく、二酸化チタンの作用により除去されたＮＯX は硝酸イオンとなり基層のコンクリート中のアルカリ成分と中和し安定化されるので、自然環境上好ましい。また砂を加えているので、二酸化チタン粉末のすべり性を押さえ耐すべり性が得られる。更に表面層は、セメントと骨材を含むので、耐すべり性及び耐久性に優れており十分舗装用に供されるものである。
【００１４】
本発明において表面層の厚みは１５ｍｍ〜２ｍｍであり、好ましくは１０ｍｍ〜２ｍｍである。本発明において、表面層の厚みが１５ｍｍを越えると太陽光が浸透しにくくなりチタン層が無駄になる。またその厚みが２ｍｍ未満ではＮＯX の浄化効率が悪くなると共に耐久性が劣る。本発明において、骨材として、光透過性の高いガラス粒や珪砂を用いることにより十分な光が奥深くまで浸透しＮＯX の浄化効率を良くする。更に本発明においては、吸着材料を含有することができ、この吸着材料は、通常の触媒担体として使用が可能な材料であればいかなるものでもよい。特にゼオライトは従来より担体として広く使用され、吸着効果が高いことが確認されており好ましい。ゼオライトは、天然のゼオライト、人工のゼオライトのどちらでもよい。
【００１５】
ゼオライトの鉱物の一つであるモルデン沸石の化学式は、（Ｃａ，Ｋ2 ，Ｎａ2 ）〔ＡｌＳｉ5 Ｏ12）・７Ｈ2 Ｏであり、結晶水をもっている。この結晶水は水分子として存在し、脱水後も構造は破壊されず、水分子があった箇所は、そのまま空隙として残る。そしてこの空隙部分にガスを吸着するといわれており、このため吸着作用をもつ。粘土鉱物も同様に結晶水を持つため吸着材料として有効である。使用する粘土としては、どのようなものでもよく、例えば粘目粘土、木節粘土等が挙げられる。またマガディアイト（Ｎａ2 Ｓｉ14Ｏ29ｎＨ2 Ｏ）も吸着材料として有効である。このマガディアイトは、層状の結晶構造を持つ含水のケイ酸ナトリウムで粘土鉱物に類似しているが、結晶構造中にアルミニウムを含まない材料である。
【００１６】
本発明では、更にこれらの吸着材料の他に、吸着材料としてはペタライトが有効である。ペタライトは外観が石英に似て白色や灰色の鉱物で、鉱物学的には長石族に属する珪酸塩鉱物（Ｌｉ2 ＯＡｌ2 Ｏ3 ８ＳｉＯ2 ）である。ペタライトは他のリチウム鉱物に比べて不純物が少なく、産出量も多い。通常は窯業原料として広く使用されているものである。しかしＮＯ、ＮＯ2 ガスの吸着が可能である。他の吸着材材料と比較して、ペタライトは成形体の強度、特に曲げ強度に寄与するのが特徴である。この原因については詳しくは不明であるが、単なる吸着材としての作用だけでなく、骨材としての作用をもたせることができ、舗装用材料に適している。各種吸着材料の混合量としては、ＮＯ、ＮＯ2 ガスの吸着し得る適宜の量でよく、この量はコスト、セメントと酸化チタンの量の相関関係、強度、浄化効率等を考慮して簡単な試験により適宜決定しうるものである。
【００１７】
更にまた本発明おいては、表面層の下に光反射層を設けることによりＮＯX の浄化効率を上げることができる。この光反射層としては、セメントに二酸化チタン等の白色粒子又は白色顔料等を混合したものが好ましい。更に表面層は、後述の多数の突起を有する粗面形成具の突起を有する面で、該モルタル表面層を叩いて粗面仕上げすることができるが、この他の方法で表面層の表面を凹凸にすることにより光の吸収性と大気との接触面積を増し、かつ耐すべり性を向上させることができる。この凹凸の形成は、成形時の型枠に凹凸を付けるかあるいは研削によっても可能である。研削方法はダイヤモンドブレードやその他の工具あるいはサンドブラスト法等適宜の方法でよい。この凹凸形状としては、ジグザグ型、波型又は台形型等が挙げられるが、他の凹凸形状や適宜の模様でも前記効果を損なわない限り用いることができる。凹凸の深さは２ｍｍ〜７ｍｍが好ましく、山と山との長さは４ｍｍ〜１０ｍｍが好ましい。
【００１８】
本発明に用いられる表面層の二酸化チタンの割合は、二酸化チタンの種類、粒度等によって異なるが、セメント１００重量部に対して、二酸化チタン粉末５重量部〜５０重量部であり、好ましくは二酸化チタン粉末１０重量部〜５０重量部が用いられる。更に好ましくは二酸化チタン粉末２０重量部〜５０重量部である。本発明に用いられる表面層の成分割合がセメント１００重量部に対して二酸化チタン粉末は、５重量部より少ないとＮＯX の浄化効率が良くなく、５０重量部を越えると耐すべり性が悪くなるばかりか耐摩耗性も劣る。またセメント１００重量部に対して骨材１００重量部より少ないと耐すべり性並びに耐摩耗性が減少し、４００重量部を越えると相対的に酸化チタン粉末が少なくなりＮＯX の浄化効率が劣る。
【００１９】
本発明において好ましい表面層の成分割合は、セメント１００重量部に対して二酸化チタン粉末１０重量部〜５０重量部、更に好ましくは２０重量部〜５０重量部、及び砂５０重量部〜３００重量部である。本発明に用いられる舗装用ＮＯX 浄化ブロックは、適宜の方法で製造することができ、例えば型枠内にコンクリート混練物を投入して平にした後、表面層形成混練物をその上に投入して積層成形する方法（特開平３−１６９９０１号公報第１頁左欄１４行〜１９行参照）が挙げられる。この他基礎コンクリート部分を成形硬化させ、別に表層部分を成形硬化させて作り、その後両者を合体させることにより製造することも可能であるが、好ましくは前記方法がよい。
【００２０】
本発明において、ＮＯX 浄化ブロックは、ブロック基層上に、二酸化チタンを含んだモルタル表面層を積層形成し、ついで養生した後、多数の突起を有する粗面形成具の突起を有する面で、該モルタル表面層を叩いて粗面仕上げすることにより製造されるが、この際、表面層は、粗面形成具で繰り返し叩くことにより、表面を破壊して種石を適度に露出させ粗面仕上げする。この粗面仕上げにより凹凸が大きい彫りの深い粗面が形成され、美観上乃至装飾上優れたものが得られる。またこの粗面形成具を連続工程で行うような場合には、台車に載せたブロックを水平に往復運動させながら、粗面形成具の突起を下にして、上から上下（例えば、３ｃｍ）に往復運動させて必要回数（１回〜１０回）叩く如き装置を製作するとよい。
【００２１】
この多数の突起を有する粗面形成具は、平板に釘の如く先端が尖ったものを有するもので、図３〜図５に示された形状乃至構造を有する。図３は、本発明に用いられる粗面形成具を示す斜視図である。図３のａは、粗面形成具の表面に設けられた突起を示す斜視図であり、図３のｂは、突起の形状を示す斜視図であり、更に図３のｃは、その平面図である。図４のａは、粗面形成具の表面に設けられた別の突起を示す斜視図であり、図４のｂは、突起の形状を示す斜視図であり、更に図４のｃは、その平面図である。図５のａは、粗面形成具の表面に設けられた更に別の突起を示す斜視図であり、図５のｂは、突起の形状を示す斜視図である。
【００２２】
以下、本発明に用いられる粗面形成具を図３〜図５にしたがって詳しく説明するが、これらにのみ限定されるものではなく、これらと同等にその効果を奏することのできる類似の粗面形成具も本発明の範囲内であることはいうまでもない。図面中の同じ符号は、同じ構成部分を示す。図３のａにおいて、粗面形成具の平板５の表面５１には、突起６が整列又は無整列に配置されている。この突起６の先端は、図３のｂ及び図３のｃに示される如く、尖った形状６１を形成しており、この部分でＮＯX 浄化ブロックの表面を叩いて削り取り所定の凹部を形成して粗面化する。この凹部は、少なくとも２ｍｍ以上有することが耐すべり抵抗性及びＮＯX 浄化性能の点で好ましい。
【００２３】
図４のａにおいて、粗面形成具の平板５の表面５１には、突起７が整列又は無整列に配置されている。この突起７の先端は、図４のｂ及び図４のｃに示される如く、プラスネジまわしの先端のように尖った形状７１を形成しており、この部分でＮＯX 浄化ブロックの表面を叩いて削り取り所定の凹部を形成して粗面化する。図５のａにおいて、粗面形成具の平板５の表面５１には、幅方向に形成された突起８が整列に配置されている。この突起８の先端は、図５のｂに示される如く、尖った形状８１を形成しており、この部分でＮＯX 浄化ブロックの表面を叩いて削り取り所定の凹部を形成して粗面化する。本発明では、ＮＯX 浄化ブロックの製造に際し、成形後、養生した後、２日〜７日経った時点で粗面仕上げを行うことが好ましく、更に好ましくは３日〜５日経った時点がよく、更には３日経った時点が最も好ましい。
【００２４】
本発明では、養生後、粗面化工程が早過ぎると、十分な粗面化が行われないので、耐すべり抵抗性や表面積を大きくできないばかりか粗面形成具の汚れが目立ち清掃する回数等が増え効率が落ちる。また養生後の粗面化工程が遅過ぎると、表面層のセメントが固まり過ぎて粗面化工程により十分な凹部が形成され難い。本発明において、粗面形成具による叩き回数は、特に限定されるものではなく、適度の凹部が形成される回数でよく、この回数は、そのＮＯX 浄化ブロックの表面の養生の程度によって適宜決めることができる。
【００２５】
（作用）本発明において、表面層中の二酸化チタンの作用によりＮＯX から得られた硝酸イオンがコンクリート中のアルカリ成分と中和する。また骨材としてガラスや珪砂を用いた場合は、耐すべり性や耐摩耗性が得られると共に良好な光透過性が得られる。更に表面に叩きによる粗面化を行うことにより耐すべり抵抗性がいっそう良好となり、かつ全方向からの光の侵入を可能にするので、ＮＯX 浄化性能を向上させることができ、また美観性乃至装飾性が向上する。更にまた多数の突起を有する粗面形成具を用いてＮＯX 浄化ブロックの表面を粗面化することにより簡単な手段で効率良く粗面化することができる。ＮＯx 浄化ブロックの表層に吸着材料を含有させたことにより夜間において生じたＮＯx を吸着して除去する作用を有する。更にまた夜間に吸着されたＮＯx は日中の太陽光中の紫外線により分解除去される。また本発明においては、表層の砂の一部を光透過性骨材により置換することにより表層の奥深くまで紫外線を侵入させることができる。
【００２６】
【実施例】
以下、本発明を実施例を挙げて更に詳しく説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２７】
〔参考例１〜４〕コンクリート基層用混練物として、ポルトランドセメント５００重量部、水１３０重量部、骨材（４号砕石）１８０重量部を配合し、混練する。一方、表面層用混練物として、表１に示す各組成からなる４種類の配合のものを使用して実施例１〜４の試料を作製した。これらの試料１〜４を用いて４種類の舗装用ブロックを次のように製造した。１０×２０ｃｍの型枠にコンクリート基層用混練物を入れ、振動成形した後、その上に表面層用混練物を投入し、型板を置いた後、同様に加圧振動成形（加圧力０．２５ｋｇ／ｃｍ2 、振動数３１４０ｒ．ｐ．ｍ．振幅１．４ｍｍ、加圧振動時間３秒間）を行い、養生した後、粗面化仕上げを行った。この粗面仕上げは、釘状の突起（鋼鉄製、φ４ｍｍ）を２．５ｃｍ間隔で多数取付けた粗面形成具（図３に示されるもの）で、３ｃｍの上下運動（６回／秒）、５ｃｍの左右運動（２回／秒）を行った。ブロックを３ｍ／分以下の速度で水平に送った。得られたＮＯX 浄化ブロックは、縦２０ｃｍ×横１０ｃｍ×高さ７ｃｍの試験体が得られた。また比較用として、養生した後、粗面化仕上げを行なわないものをそれぞれ用いた。図１には得られたブロックの斜視図が示されている。このブロックは、基層１に表面層２を有し、その表面層２の厚みは７ｍｍである。得られた結果を表２に示す。
【００２８】
【表１】
なお、この舗装用ブロックのすべり抵抗性試験は、ＡＳＴＭ Ｅ３０３に基づいて測定した。この方法は振り子アームの端に取り付けたゴム製スライダーによって表面をこすり、その時に生じるエネルギーの損失を測るもので、６５ＢＰＭ以上であることが基準となる。また耐摩耗性試験（ラベリング試験方法）は、供試体の表面を水平方向に往復運動（１分間に６６往復）させ、そのうちの半数が１本当たり１０こま１２本のチェーンを付けた車輪（外径２０５ｍｍ、幅１００ｍｍ）が回転（回転数２００回／分）しながら降下して供試体に接し、その表面をチェーンで剥離摩損させ、その摩耗量（単位ｃｍ2 当たり）を測定する。またＮＯX 浄化性能試験は、ＮＯX 除去率で表され、紫外線を照射した容器中に２０ｃｍ2 のサンプルを置き、ＮＯX 濃度１ｐｐｍの空気を流して測定した、入り口と出口のＮＯX 濃度の比率である。
【００３０】
【表２】
表２から明らかなように、実施例１では、ポルトランドセメントを用いており、すべり抵抗性に優れていることがわかる。またＮＯX 浄化性能も向上している。実施例２では、すべり抵抗性に優れており、更に白色セメントを用いたので、ＮＯX 浄化性能が一段と優れている。これは白色セメントと叩きによる凹凸模様の効果であることがわる。実施例３及び４では、図３、図４及び図５の粗面形成具を用いた場合であるが、共に好ましいＮＯX 浄化性能を有することがわかる。
【００３２】
〔参考例５〕参考例１に記載の粗面化において、養生した後、２日経た場合と７日経た場合について、それぞれ粗面化仕上げを行った以外は、実施例１と同様に粗面化仕上げを行ったところ、２日経た場合は、叩き回数が少なくて済むが粗面化仕上げ後、しばらく放置しておく必要があった。また粗面形成具の汚れが目立った。また７日経た場合については、表面の固まりが進み、いくぶん叩き回数が多いが、粗面化は十分行われた。しかし粗面形成具の使用寿命が僅かではあるが短かった。しかし、いずれも本発明の範囲内の効果が得られた。
【００３３】
〔実施例１〕参考例１に記載の表面層において、ポルトランドセメントに代えて白色セメントを用いると共に、更にゼオライト１６０重量部を添加した以外は、実施例１と同様に粗面化仕上げを行ったところ、吸着材料の添加により夜間に吸着されたＮＯX が昼間に浄化作用が行われ、ＮＯｘ 浄化性能を上げることができた。更に粗面化により耐すべり抵抗も良好であった。
【００３４】
【発明の効果】
本発明のＮＯｘ 浄化ブロックは、表面層の表面が叩きによって得られた凹凸模様を有することにより、ＮＯｘ浄化性能をいっそう高め、かつ耐すべり抵抗性を有し、美観上乃至装飾上も優れたものが得られる。また本発明の製造方法では、ブロック基層上に、二酸化チタンおよび吸着材料を含んだモルタル表面層を積層形成し、ついで養生した後、多数の突起を有する粗面形成具の突起を有する面で、該モルタル表面層を叩いて粗面仕上げすることにより、簡単な製造方法で効率よく二酸化チタン含有表面層を粗面化し得ると共に高いＮＯｘ 浄化性能と耐すべり抵抗性を同時に有するという優れた効果を奏する。更にまた本発明のＮＯｘ浄化ブロック及びその製造方法において、表面層に吸着材料を含有することにより日中の太陽光（これに含有される紫外線）によりＮＯｘが浄化除去されるばかりでなく夜間でも該吸着材料にＮＯｘが吸着され、これが日中、紫外線により分解されることにより、ＮＯｘ浄化が行われる。したがって、ＮＯｘ 浄化性能の極めて優れたＮＯｘ浄化ブロックが得られるので、舗装用に供することがいっそう効果的である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＮＯX 浄化ブロックを示す斜視図である。
【図２】本発明に用いられる粗面化前のＮＯX 浄化ブロックを示す斜視図である。
【図３】本発明に用いられる粗面形成具を示す図面であり、図３のａ、ｂは、その斜視図であり、図３のｃハ、その平面図である。
【図４】本発明に用いられる別の粗面形成具を示す図面であり、図４のａ、ｂは、その斜視図であり、図４のｃハ、その平面図である。
【図５】本発明に用いられる更に別の粗面形成具を示す斜視図である。
図である。
【符号の説明】
１ コンクリート基層
２ 表面層
３ 表面
４ 粗面化表面
５ 平板
５１ 平板の表面
６、７、８ 突起
６１、７１、８１ 突起の尖端[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a NO x purification block, and more specifically, it has a slip resistance and high NO x purification performance that can capture NO x in the atmosphere to obtain a good environment and can be used for paving and is decorated. relates NO X purification blocks have excellent sex.
[0002]
[Prior art]
In recent years, pollution of the air environment due to NO x contained in exhaust gas emitted from automobiles, particularly diesel automobiles, has increased due to an increase in the number of automobiles and accompanying traffic congestion. Conventionally, metal oxides are known as substances that lower the concentration of NO x , and among these, titanium dioxide is also known to have a strong photocatalytic action. Such utilizing strong photocatalytic action of titanium dioxide to remove NO X research has recently by mixing titanium dioxide becomes increasingly popular to form a sheet or panel, the NO X with the outer wall of a building Removal is being put into practical use. Furthermore, the cement utilizing such NO X removal techniques, the kneaded product consisting of titanium dioxide powder and aggregate Those in paving blocks in combination with concrete substrate, there is Japanese Patent Application 8-10010. This paving block can efficiently remove NO x , and is excellent in slip resistance and wear resistance suitable for paving.
[0003]
Usually, a sheet having excellent decorativeness is formed on the surface of the sheet or panel as described above, particularly on the surface of the panel, by finishing it with a natural stone split skin or similar rough surface. Conventionally, the following method is used. (1) Formwork method: A method in which a formwork made of stone material is produced, concrete is placed on the formwork, and the same shape as the formwork made of stone material on the block surface is formed. (2) Washing-out method: Stones with excellent aesthetics are used as seed stones, mixed in advance in mortar or concrete as aggregates, and after concrete is cast to form blocks, before the surface is still fully cured In addition, the cement paste and fine aggregate on the surface are washed away with water to expose the seed stone on the surface. (3) Shot blasting method: After block formation, after the block surface is sufficiently cured, silica sand, shots, etc. are projected onto the surface to finish the surface.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, if the respective methods described above, both difficult substantial irregularities are formed, albeit be preferred from the standpoint of aesthetic or decorative, applied to the NO X purification block is subjected to paving, resistance There was a problem of poor slip resistance. Furthermore, in the form method (1), a new form is required, and the manufacturing cost increases. The washing method (2) is economically lossy because expensive titanium oxide is washed away. The shot blasting method (3) requires manufacturing labor and costs because it uses silica sand, shots and the like. As described above, the methods (1) to (3) are problematic in terms of economic efficiency.
[0005]
Accordingly, the present inventors have made various studies on the point of further increasing the slip resistance of the surface layer of the NO x purification block used for paving, and have only been able to further increase the slip resistance of the surface layer. no, NO X purification performance can be enhanced at the same time, yet found a roughening method which can be carried out economically efficient by using a simple means, the present invention has been accomplished by this finding.
[0006]
Therefore, the first problem to be solved by the present invention is to provide a NO x purification block that further enhances the NO x purification performance, has slip resistance, and is excellent in decorativeness. The second problem to be solved by the present invention is that of a NO x purification block that can roughen the titanium dioxide-containing surface layer with simple means economically and at the same time has high NO x purification performance and slip resistance. It is to provide a manufacturing method.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The first object of the present invention is achieved by a NO x purification block characterized in that the surface of the surface layer containing titanium dioxide and the adsorbing material has a fine pattern obtained by tapping. Furthermore, the second problem of the present invention is that a mortar surface layer containing titanium dioxide and an adsorbing material is laminated on the block base layer, and then cured, and then has projections of a rough surface forming tool having a large number of projections. in terms, Ru is achieved by the manufacturing method of the NOx purification block, characterized by roughening hitting the mortar surface layer.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the present invention, the term “for paving” includes a sidewalk and a roadway, and the block provided for paving means a block laid on the sidewalk and the roadway. The NO x purification block of the present invention is characterized in that the surface of the surface layer containing titanium oxide, particularly titanium dioxide, has a concavo-convex pattern obtained by hitting, thereby further enhancing the NO x purification performance, In addition, it has a slip resistance and an excellent decorative property.
[0009]
In the production method of the present invention, a mortar surface layer containing titanium dioxide is laminated on the block base layer, and after curing, the surface having the projections of the rough surface forming tool having a number of projections is used. It is characterized by roughing the surface by striking the layer, which can efficiently roughen the titanium dioxide-containing surface layer with a simple manufacturing method and has high NO x purification performance and slip resistance at the same time. Excellent effect.
[0010]
Furthermore, in the NO x purification block and the method for producing the same according to the present invention, since the surface layer contains an adsorbing material, NO x is purified and removed by daylight sunlight (ultraviolet rays contained therein) by having the adsorbing material. In addition, NO x is adsorbed on the adsorbent material at night and is decomposed by ultraviolet rays during the day, whereby NO x purification is performed.
[0011]
As the block base layer used in the present invention, a concrete base layer is mainly used, but it is not particularly limited thereto. This concrete base layer is manufactured from a mixture of cement and aggregate. The base layer aggregate may be conventionally used in this technical field, and examples thereof include sand, natural stone, gravel, and crushed stone. The cement is not particularly limited and is usually Portland cement, early-strength Portland cement, moderately hot Portland cement, ultra-early strength Portland cement, sulfate-resistant Portland cement, white Portland cement, blast furnace cement, fly ash cement, silica A cement, an alumina cement, a super-hard cement, etc. are mentioned. The surface layer formed on the block base layer is preferably a mortar made of cement, titanium oxide powder and aggregate. Examples of the mortar cement include Portland cement, early strength cement, white cement, and alumina cement. . In particular, when considering light reflectivity, white cement is preferable. Titanium oxide may have a crystalline form of rutile or anatase, but anatase-type titanium dioxide having high activity is preferable.
[0012]
Further, the aggregate used for the surface layer may be natural sand, artificial sand or the like. In addition, one or more can be selected from granite, silica, lightweight aggregate, glass grain, or silica sand. However, in the present invention, in order to increase the purification and absorption efficiency by putting ultraviolet light deep into the surface layer of the block, a part of the aggregate is separated from the aggregate having a good light transmission (hereinafter referred to as a light transmission aggregate). Can be replaced. As this aggregate, glass beads and glass powder can be used, and the glass beads and glass powder preferably have a diameter of 1 to 6 mm. If the diameter is larger than this, the portion where no cement is present becomes large and the strength is lowered. If it is smaller than this, the transmission of light becomes worse. The amount of glass beads and glass powder is preferably 10 to 50% by weight, more preferably 15 to 50% by weight, and even more preferably 20 to 50% by weight of the total aggregate amount. If the amount of the light-transmitting aggregate is less than 10% by weight, the light-transmitting effect does not appear. If the amount is more than 50% by weight, the amount of sand aggregate decreases and the strength of the block decreases. The particle size or particle size of the aggregate can be used over a wide range, and therefore is appropriately selected according to the use.
[0013]
The composition of the mortar of the surface layer used in the present invention is preferably 100 parts by weight of cement, 5 parts by weight to 50 parts by weight of titanium oxide powder, and 100 parts by weight to 400 parts by weight of aggregate, and NO removed by the action of titanium dioxide. X is nitrate ion and is neutralized and stabilized with the alkali component in the concrete of the base layer, so that it is preferable in the natural environment. Moreover, since sand is added, the slip resistance of the titanium dioxide powder can be suppressed and the slip resistance can be obtained. Furthermore, since the surface layer contains cement and aggregate, it is excellent in slip resistance and durability and is sufficiently used for paving.
[0014]
In the present invention, the thickness of the surface layer is 15 mm to 2 mm, preferably 10 mm to 2 mm. In the present invention, when the thickness of the surface layer exceeds 15 mm, the sunlight hardly penetrates and the titanium layer is wasted. On the other hand, if the thickness is less than 2 mm, the NO x purification efficiency is deteriorated and the durability is inferior. In the present invention, by using glass particles or silica sand having high light transmission as the aggregate, sufficient light penetrates deeply and the NO x purification efficiency is improved. Further, in the present invention, an adsorbing material can be contained, and this adsorbing material may be any material that can be used as a normal catalyst carrier. In particular, zeolite has been widely used as a carrier and has been confirmed to have a high adsorption effect. The zeolite may be either natural zeolite or artificial zeolite.
[0015]
The chemical formula of mordenite, which is one of the minerals of zeolite, is (Ca, K 2 , Na 2 ) [AlSi 5 O 12 ) · 7H 2 O and has crystal water. This crystal water exists as water molecules, the structure is not destroyed even after dehydration, and the places where there are water molecules remain as voids. And it is said that gas is adsorbed in this void portion, and therefore has an adsorbing action. Clay minerals also have water of crystallization and are effective as adsorbing materials. Any clay may be used, and examples thereof include clay clay and kibushi clay. Magadiite (Na 2 Si 14 O 29 nH 2 O) is also effective as an adsorbing material. This magadiite is a water-containing sodium silicate having a layered crystal structure, which is similar to a clay mineral but does not contain aluminum in the crystal structure.
[0016]
In the present invention, in addition to these adsorbing materials, petalite is effective as the adsorbing material. Petalite is a white or gray mineral similar in appearance to quartz, and is minerally a silicate mineral (Li 2 OAl 2 O 3 8SiO 2 ) belonging to the feldspar group. Petalite has fewer impurities and produces more than other lithium minerals. Usually, it is widely used as a ceramic material. However, adsorption of NO and NO 2 gas is possible. Compared with other adsorbent materials, petalite is characterized in that it contributes to the strength of the molded body, particularly the bending strength. Although the cause of this is unknown in detail, it can be used not only as an adsorbent but also as an aggregate, and is suitable for paving materials. The mixing amount of the various adsorbing materials may be an appropriate amount capable of adsorbing NO and NO 2 gas, and this amount is simple in consideration of cost, correlation between the amount of cement and titanium oxide, strength, purification efficiency, and the like. It can be determined appropriately by testing.
[0017]
Furthermore, in the present invention, the NO x purification efficiency can be increased by providing a light reflecting layer below the surface layer. The light reflecting layer is preferably a mixture of cement and white particles such as titanium dioxide or a white pigment. Furthermore, the surface layer can be roughened by striking the mortar surface layer with the surface having the protrusions of a rough surface forming tool having a large number of protrusions, which will be described later. Thus, the light absorption and the contact area with the atmosphere can be increased, and the slip resistance can be improved. The unevenness can also be formed by forming unevenness on the mold during molding or by grinding. The grinding method may be an appropriate method such as a diamond blade, other tools, or a sand blast method. Examples of the concavo-convex shape include a zigzag shape, a wave shape, and a trapezoidal shape, but other concavo-convex shapes and appropriate patterns can be used as long as the above effects are not impaired. The depth of the unevenness is preferably 2 mm to 7 mm, and the length between the peaks is preferably 4 mm to 10 mm.
[0018]
The proportion of titanium dioxide in the surface layer used in the present invention varies depending on the type and particle size of titanium dioxide, but is 5 to 50 parts by weight of titanium dioxide powder with respect to 100 parts by weight of cement, preferably titanium dioxide. 10 to 50 parts by weight of powder is used. More preferably, it is 20 to 50 parts by weight of titanium dioxide powder. If the proportion of the component of the surface layer used in the present invention is less than 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of cement, the NO x purification efficiency will be poor, and if it exceeds 50 parts by weight, the slip resistance will be poor. Not only the wear resistance is inferior. Further, if the amount is less than 100 parts by weight of the aggregate with respect to 100 parts by weight of the cement, the slip resistance and wear resistance are reduced, and if it exceeds 400 parts by weight, the titanium oxide powder is relatively reduced and the NO x purification efficiency is inferior.
[0019]
The component ratio of the surface layer preferred in the present invention is 10 to 50 parts by weight of titanium dioxide powder, more preferably 20 to 50 parts by weight, and 50 to 300 parts by weight of sand with respect to 100 parts by weight of cement. is there. The pavement NO x purification block used in the present invention can be produced by an appropriate method. For example, a concrete kneaded material is put into a mold and flattened, and then a surface layer forming kneaded material is put thereon. And laminate molding (see JP-A-3-169901,
[0020]
In the present invention, the NO x purification block is formed by laminating and forming a mortar surface layer containing titanium dioxide on the block base layer, and after curing, the surface having the projections of the rough surface forming tool having a number of projections, The surface layer is manufactured by hitting a mortar surface layer to finish the rough surface. At this time, the surface layer is repeatedly hit by a rough surface forming tool to destroy the surface and appropriately expose the seed stone to finish the rough surface. . By this rough surface finish, a deep rough surface with a large concavo-convex shape is formed, and an excellent aesthetic or decorative surface can be obtained. Further, when this rough surface forming tool is performed in a continuous process, the projection on the rough surface forming tool is turned downward and the top and bottom (for example, 3 cm) from the top while horizontally reciprocating the block placed on the carriage. It is preferable to manufacture a device that reciprocates and hits the required number of times (1 to 10 times).
[0021]
The rough surface forming tool having a large number of protrusions has a flat plate with a pointed tip like a nail and has the shape or structure shown in FIGS. FIG. 3 is a perspective view showing a rough surface forming tool used in the present invention. FIG. 3a is a perspective view showing a protrusion provided on the surface of the rough surface forming tool, FIG. 3b is a perspective view showing the shape of the protrusion, and FIG. 3c is a plan view thereof. It is. 4a is a perspective view showing another protrusion provided on the surface of the rough surface forming tool, FIG. 4b is a perspective view showing the shape of the protrusion, and FIG. It is a top view. FIG. 5 a is a perspective view showing still another protrusion provided on the surface of the rough surface forming tool, and FIG. 5 b is a perspective view showing the shape of the protrusion.
[0022]
Hereinafter, the rough surface forming tool used in the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 3 to 5. However, the rough surface forming tool is not limited to these, and similar rough surface forming that can achieve the same effect as these. Needless to say, the ingredients are also within the scope of the present invention. Like reference numerals in the drawings denote like components. In FIG. 3a, the
[0023]
In FIG. 4 a, the protrusions 7 are arranged in an aligned or non-aligned manner on the
[0024]
In the present invention, after the curing, if the roughening process is too early, sufficient roughening is not performed, so the slip resistance and surface area cannot be increased, and the number of times the dirt on the rough surface forming tool is noticeably cleaned, etc. Increases efficiency. Moreover, when the roughening process after curing is too slow, the cement of the surface layer is too hard and it is difficult to form sufficient recesses by the roughening process. In the present invention, the number of times of hitting with the rough surface forming tool is not particularly limited, and may be the number of times that an appropriate recess is formed, and this number is appropriately determined depending on the degree of curing of the surface of the NO x purification block. be able to.
[0025]
(Function) In the present invention, nitrate ions obtained from NO x by the action of titanium dioxide in the surface layer are neutralized with alkali components in the concrete. In addition, when glass or silica sand is used as the aggregate, slip resistance and wear resistance are obtained, and good light transmission is obtained. Further, since resistance to sliding resistance becomes better by performing a roughening by hitting the surface, and allows the light entering from all directions, it is possible to improve the NO X purification performance and aesthetic appearance or Decorative properties are improved. Furthermore, by roughening the surface of the NO x purification block using a rough surface forming tool having a large number of protrusions, it is possible to efficiently rough the surface by simple means. By containing an adsorbing material in the surface layer of the NO x purification block, it has an action of adsorbing and removing NO x generated at night. Furthermore NO x adsorbed at night is decomposed and removed by ultraviolet rays in sunlight during the day. In the present invention, ultraviolet light can be penetrated deep into the surface layer by replacing part of the surface layer sand with light-transmitting aggregate.
[0026]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated in more detail, this invention is not limited to this.
[0027]
[ Reference Examples 1 to 4] As a concrete base layer kneaded material, 500 parts by weight of Portland cement, 130 parts by weight of water, and 180 parts by weight of aggregate (No. 4 crushed stone) are blended and kneaded. On the other hand, samples of Examples 1 to 4 were prepared using four types of blends having the compositions shown in Table 1 as the kneaded product for the surface layer. Using these
[0028]
[Table 1]
In addition, the slip resistance test of this paving block was measured based on ASTM E303. This method rubs the surface with a rubber slider attached to the end of the pendulum arm and measures the loss of energy generated at that time. The standard is 65 BPM or more. In addition, the abrasion resistance test (labeling test method) was performed by reciprocating the surface of the test piece in the horizontal direction (66 reciprocations per minute), and half of them had wheels with 10 tops and 12 chains per side (outside The diameter (205 mm, width 100 mm) descends while rotating (the number of revolutions of 200 times / minute) and comes into contact with the specimen. The surface is peeled and worn with a chain, and the amount of wear (per unit cm 2 ) is measured. The NO X purification performance test is represented by NO X removal rate, UV was placed a sample of 20 cm 2 in a container and irradiated were measured by flowing air of the NO X concentration 1 ppm, the inlet and of the NO X concentration in the outlet It is a ratio.
[0030]
[Table 2]
As is clear from Table 2, in Example 1, Portland cement is used, and it is understood that the slip resistance is excellent. In addition, NO x purification performance is improved. In Example 2, the slip resistance is excellent, and since white cement is used, the NO x purification performance is further improved. It can be seen that this is an effect of uneven pattern by white cement and hammering. In Examples 3 and 4, the rough surface forming tool shown in FIGS. 3, 4 and 5 is used, but it can be seen that both have preferable NO x purification performance.
[0032]
[ Reference Example 5] In the roughening described in Reference Example 1, after curing, the surface was roughened in the same manner as in Example 1 except that after 2 days and after 7 days, the surface was roughened. As a result of roughening, when two days passed, the number of hits was small, but after roughening, it was necessary to leave for a while. In addition, the rough surface forming tool was conspicuous. In addition, when 7 days passed, the surface solidified and the number of hits was somewhat high, but the surface was sufficiently roughened. However, the service life of the rough surface former was short but short. However, any of the effects within the scope of the present invention was obtained.
[0033]
[Example 1 ] In the surface layer described in Reference Example 1, a white cement was used instead of Portland cement, and a roughening finish was performed in the same manner as in Example 1 except that 160 parts by weight of zeolite was further added. However, NO x adsorbed at night by the addition of adsorbent material is purified during the day, and NOx The purification performance could be improved. Furthermore, the slip resistance was good due to the roughening.
[0034]
【The invention's effect】
NOx of the present invention Since the surface of the surface layer has a concavo-convex pattern obtained by tapping, the purification block can further improve NOx purification performance, have slip resistance, and can be excellent in aesthetics and decoration. In the production method of the present invention, a mortar surface layer containing titanium dioxide and an adsorbing material is laminated on the block base layer, and after curing, the surface having the projections of the rough surface forming tool having a number of projections, By roughing the surface of the mortar by striking the mortar surface layer, the surface layer containing titanium dioxide can be efficiently roughened by a simple manufacturing method and high NOx. It has an excellent effect of having both purification performance and slip resistance. Furthermore, in the NOx purification block of the present invention and the method for producing the same, not only the NOx is purified and removed by daytime sunlight (ultraviolet rays contained therein) by containing an adsorbing material in the surface layer, but also at night. NOx is adsorbed on the adsorbing material, and this is decomposed by ultraviolet rays during the day, whereby NOx purification is performed. Therefore, NOx Since a NOx purification block having an extremely excellent purification performance can be obtained, it is more effective to use it for paving.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an NO X purification block of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing a NO X purification block before roughening used in the present invention.
3 is a drawing showing a rough surface forming tool used in the present invention, wherein a and b in FIG. 3 are perspective views thereof, and c in FIG. 3 and a plan view thereof.
FIG. 4 is a drawing showing another rough surface forming tool used in the present invention, wherein a and b in FIG. 4 are perspective views thereof, and c in FIG. 4 and a plan view thereof.
FIG. 5 is a perspective view showing still another rough surface forming tool used in the present invention.
FIG.
[Explanation of symbols]
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