JP4592976B2

JP4592976B2 - 排水性舗装表面への光触媒層のコーティング方法

Info

Publication number: JP4592976B2
Application number: JP2001042789A
Authority: JP
Inventors: 登野々山; 幸久小柳; 佳弘門脇
Original assignee: Fujita Corp
Current assignee: Fujita Corp
Priority date: 2001-02-20
Filing date: 2001-02-20
Publication date: 2010-12-08
Anticipated expiration: 2021-02-20
Also published as: JP2002242113A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排水性舗装表面への光触媒層のコーティング方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
降雨時、雨水を舗装面に水溜まりを生じないように排水性機能を持つ（排水性を有するのは表層３０〜５０ｍｍ程度のみで下層の不透水層により路肩に流れる）排水性舗装は、自動車騒音を低減する働きをも有するために低層音舗装或いは高機能舗装とも呼ばれている。
排水性及び低騒音性は表面が多数の突起（微細な凹凸）で構成され、空隙率が１５〜２５％程度と通常舗装（密粒アスファルト舗装等）に比べて高いことに由来している。
【０００３】
このような機能を持つ舗装を下地として、光触媒粒子をセメントなどの固定材に混合した定着用光触媒材料を噴霧することにより光触媒層を表面に形成し、自動車排気ガスにより排出される大気汚染物質である一酸化窒素及び二酸化窒素等の窒素酸化物（ＮＯｘ）を酸化処理する工法について、本出願人は、既に複数の特許出願（平成１０年特許願第２１３８８９号、平成１０年特許願第２１３９０３号、平成１１年特許願第１９３９９４号）を行っている。
【０００４】
上記の工法によれば、施工した舗装表面に接触した空気中の窒素酸化物は、太陽光或いは人工照明を受けた光触媒により酸化されて硝酸となって処理される。硝酸は舗装表面に付着して、光触媒固定化剤の主成分であるカルシウムと化合して中性の硝酸カルシウムとして固定される。
そして、硝酸カルシウムは降雨時に硝酸イオン及びカルシウムイオンとして流れ出す。硝酸カルシウムは肥料として利用される化合物であり環境を汚染することなく空気浄化を行なうことができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記の工法によれば、環境を汚染することなく空気浄化を行なうことができるが、上記の工法で得られた光触媒層は、排水性舗装の表面を構成する多数の突起上にも形成される。
そして、突起上に形成された光触媒層部分は、走行する自動車のタイヤと直接接触するので、タイヤとの摩擦によりは比較的早く摩耗してしまう。
そのため、上記の工法で得られた光触媒層は、光触媒層の摩耗量が多く、改善の余地があった。
本発明は前記事情に鑑み案出されたものであって、本発明の目的は、光触媒層の摩耗量を低減でき、したがって、長期にわたって空気浄化を行なわせる上で有利な排水性舗装表面への光触媒層のコーティング方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明は、光触媒粒子をセメントなどの固定材に混合した定着用光触媒材料に、水を加えてペースト状にし、噴射ノズルより排水性舗装表面に、前記ペースト状となった定着用光触媒材料を噴霧して、排水性舗装表面に定着用光触媒材料からなる薄い層を０．１ｍｍ以上、２．０ｍｍ以下の厚さで形成し、前記薄い層を形成した後、前記固定材が固まる前に、弾性材からなる均し用具により舗装表面を擦って、排水性舗装の空隙を残して排水性舗装表面の突起部分に付着した定着用光触媒材料を突起部分の間の窪んだ部分に移動させ、前記固定材が硬化するまで養生するようにしたことを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、排水性舗装表面の突起部分に付着した定着用光触媒材料は突起部分の間の窪みに移動されているので、タイヤと接触する定着用光触媒材料の量を低減でき、定着用光触媒材料の摩耗量を最小限に抑えることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、排水性舗装表面への光触媒層のコーティングする本発明の第１の実施の形態と第２の実施の形態について説明する。
図１（Ａ）、（Ｂ）は、実施の態様を説明するための説明図で、排水性舗装表面の拡大図を示す。なお、本実施の形態では、光触媒粒子として二酸化チタン粒子を用いているが、光触媒粒子は二酸化チタン粒子に限定されない。
【０００９】
第１の実施の形態
（１）まず、二酸化チタン粒子をセメントなどの固定材に混合した定着用光触媒材料を作る。本実施の形態では、定着用光触媒材料の中には容積を増すための砂などの充填材も混合されている。
二酸化チタン粒子の大きさは、粒径が１０ｎｍ程度である。
二酸化チタン粒子が定着用光触媒材料の中に含まれる割り合いは、二酸化チタン粒子の空気浄化機能が有効に発揮される点や、二酸化チタン粒子の舗装表面１２への定着安定性などを考慮して決定され、このようなことを考慮すると、二酸化チタン粒子は定着用光触媒材料の中に、５〜３０重量％程度含まれていることが好ましい。
本実施の形態では、定着用光触媒材料として、市販品である石原産業株式会社製の「ＳＴコートＳＴ−ＰＲ」を用いた。
【００１０】
（２）次に、この定着用光触媒材料に水を加えてペースト状にする。なお、水と共に、固定材の硬化速度を調整する付属薬剤を加えるなど任意である。本実施の形態では、このような付属薬剤として、市販品である石原産業株式会社製の「ＳＴ２０００」を用いた。
（３）次に、図１（Ａ）に示すように、定着用光触媒材料１０を噴霧ノズルより排水性舗装表面１２に噴霧し、排水性舗装表面１２に定着用光触媒材料１０からなる薄い層１４を形成する。なお、図１において、符号１６は排水性舗装表面１２を構成する多数の突起を示し、符号１８はこれら突起１６の間の窪みを示している。
前記薄い層１４は、排水性舗装表面１２の全体にわたりまんべんなく行き渡ると共に、後述するように、多数の突起１６上の定着用光触媒材料が突起１６上に残ることなく窪み１８に移動できるように、約０．１ｍｍ以上、２．０ｍｍ以下の程度の厚さが望ましい。
【００１１】
（４）つぎに、噴霧後、セメント系固定材が固まる前に、ゴムなどのような弾性材料からなる均し用具、例えば、ゴムのへらであるゴムレーキにより、薄い層１４が形成された排水性舗装表面１２を擦り、図１（Ｂ）に示すように、排水性舗装表面１２の突起１６部分に付着した定着用光触媒材料１０を突起１６部分の間の窪み１８に移動させる。
（５）そして、定着用光触媒材料１０が硬化するまで養生し、定着用光触媒材料１０が硬化することで、光触媒層でコーティングされた排水性舗装表面１２が得られる。
定着用光触媒材料１０が硬化するまでの時間は、前記固定材や付属薬剤の種類によって異なるが、速硬タイプで約６時間程度であり、通常タイプで約２４時間程度である。
【００１２】
第２の実施の形態
第２の実施の形態は、上記の第１の実施の形態の（１）乃至（３）の工程を同様に用いており、第２の実施の形態と第１の実施の形態は（４）の工程においてのみ異なっている。
（４）第２の実施の形態では、図１（Ａ）に示すように、（３）の工程において排水性舗装表面１２に薄い層１４を形成した後で、セメント系固定材が固まる前に、コンプレッサーによる高圧空気を吹き付けノズルから排水性補舗装面１２に吹き付け、図１（Ｂ）に示すように、排水性舗装表面１２の突起１６部分に付着した定着用光触媒材料１０を突起１６部分の間の窪み１８に移動させる。
【００１３】
この場合の高圧空気の空気圧は、小さ過ぎると、定着用光触媒材料１０が突起１６から窪み１８に移動せず、大き過ぎると、定着用光触媒材料１０が突起１６から空中に飛散してしまう。
そのため、定着用光触媒材料１０を空中に飛散させることなく突起１６から窪み１８に移動させるには、高圧空気の空気圧は約２〜１５Ｋｇｆ／ｃｍ^２程度が望ましい。
（５）そして、第１の実施の形態と同様に、定着用光触媒材料１０が硬化するまで養生し、定着用光触媒材料１０が硬化することで、光触媒層でコーティングされた排水性舗装表面１２が得られ、定着用光触媒材料１０が硬化するまでの時間は、前記と同様である。
【００１４】
第３の実施の形態
第３の実施の形態は、第１の実施の形態の（１）乃至（４）の工程を同様に用いており、（５）の工程以降が第１の実施の形態と異なっている。
（５）第３の実施の形態では、第１の実施の形態の（４）の工程終了後（ゴムレーキにより薄い層１４が形成された排水性舗装表面１２を擦り、排水性舗装表面１２の突起１６部分に付着した定着用光触媒材料１０を突起１６部分の間の窪み１８に移動させたならば）、さらに、セメント系固定材が固まる前に、コンプレッサーによる高圧空気を吹き付けノズルから排水性補舗装面１２に吹き付け、排水性舗装表面１２の突起１６部分に残存している定着用光触媒材料１０を突起１６部分の間の窪み１８に移動させると共に、突起１６部分の間の窪み１８に位置している定着用光触媒材料１０を窪み１８のより奥部へと移動させる。この場合の高圧空気の空気圧は、第２の実施の形態と同様で、約２〜１５Ｋｇｆ／ｃｍ^２程度が望ましい。
（６）そして、第１、第２の実施の形態と同様に、定着用光触媒材料１０が硬化するまで養生し、定着用光触媒材料１０が硬化することで、光触媒層でコーティングされた排水性舗装表面１２が得られ、定着用光触媒材料１０が硬化するまでの時間は、前記と同様である。
【００１５】
このような第１乃至第３の実施の形態によれば、次のような効果が得られる。
第１乃至第３の実施の形態の工法では、排水性舗装表面１２の突起１６部分に付着した定着用光触媒材料１０は突起１６部分の間の窪み１８に移動されているので、タイヤと直接接触する定着用光触媒材料１０の量を低減でき、定着用光触媒材料１０の摩耗量を最小限に抑えることができる。
したがって、定着用光触媒材料１０を単に排水性舗装表面１２に吹き付ける場合に比べ、二酸化チタン粒子による空気浄化作用をより効果的に、しかも、より長期にわたって発揮させることができる。
【００１６】
試験
下記の条件で試験を行なった結果、表１のような結果を得た。
なお、表１において従来工法は、定着用光触媒材料を単に吹き付けた場合を示し、３つの改良工法１乃至３は、それぞれ前記第１の実施の形態、第２の実施の形態、第３の実施の形態に対応している。
【００１７】
[表１]

【００１８】
条件
・定着用光触媒材料（石原産業株式会社製の「ＳＴコートＳＴ−ＰＲ」）の塗布量：約９００ｇ／ｍ^２（ただし、塗布する場合、水を２０％程度混合するため塗布重量は約１，１００ｇ／ｍ^２）
・交通量（一車線当たりの交通量）：約６，０００台／日
なお、表１において米印１から４は下記の事項を示している。
※１：一定面積（１ｍ^２）の舗装面を洗浄してその仕上げ洗浄水中の硝酸イオン濃度（濃度Ａ）を求め、一週間経過後に再度洗浄してその洗浄水中の硝酸イオン濃度（濃度Ｂ）を求め、前記濃度Ａから濃度Ｂを引いた値から求めた硝酸イオン量より算出した値。
※２：排水性舗装の一般的な基準値は９００（ｍｌ／１５秒）以上。
※３：一般的な基準値は６０ＢＰＮ以上。
※４：空気圧：５ｋｇｆ／ｍ^２でノズルから高圧空気を吹き付けた。
【００１９】
表１によれば、本発明の改良工法１乃至３は、従来工法に比べ、１ヶ月経過後で、窒素酸化物処理能力が１．４５〜１．４８倍と大きく、６ヶ月経過後で、窒素酸化物処理能力が１．５５〜１．５９倍と大きくなることが明らかである。
また、表１から、本発明の改良工法では、従来工法に比べ、透水性の点では顕著な差異がないが、すべり抵抗性が若干（４〜６％程度）向上していることが明らかである。
【００２０】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明の排水性舗装表面への光触媒層のコーティング方法によれば、舗装表面に、定着用光触媒材料からなる薄い層を形成した後、固定材が固まる前に、弾性材からなる均し用具を用いて排水性舗装表面の突起部分に付着した定着用光触媒材料を突起部分の間の窪んだ部分に移動させるようにした。
そのため、定着用光触媒材料の摩耗量を最小限に抑え、二酸化チタン粒子による空気浄化作用をより効果的に、しかも、より長期にわたって発揮させることができ、より具体的には下記のような効果が発揮される。
（１）光触媒による大気浄化性能を上昇することができる。
（２）噴霧のむらを均すことにより均一な施工ができる。
（３）従来工法による光触媒層と同じ大気浄化性能を発揮させる場合に、摩耗を考慮すると、従来工法と比べ定着用光触媒材料の使用量を低減できる。
（４）タイヤと直接接触する定着用光触媒材料を減少させるので、舗装のすべり抵抗を改善できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）、（Ｂ）は排水性舗装表面の拡大図で、（Ａ）は排水性舗装表面に、定着用光触媒材料からなる薄い層が形成された状態を示し、（Ｂ）は排水性舗装表面の突起部分に付着した定着用光触媒材料が突起部分の間の窪んだ部分に移動した状態を示している。
【符号の説明】
１０定着用光触媒材料
１２排水性舗装表面
１４薄い層
１６突起
１８窪み

Claims

光触媒粒子をセメントなどの固定材に混合した定着用光触媒材料に、水を加えてペースト状にし、
噴射ノズルより排水性舗装表面に、前記ペースト状となった定着用光触媒材料を噴霧して、排水性舗装表面に定着用光触媒材料からなる薄い層を０．１ｍｍ以上、２．０ｍｍ以下の厚さで形成し、
前記薄い層を形成した後、前記固定材が固まる前に、弾性材からなる均し用具により舗装表面を擦って、排水性舗装の空隙を残して排水性舗装表面の突起部分に付着した定着用光触媒材料を突起部分の間の窪んだ部分に移動させ、
前記固定材が硬化するまで養生するようにした、
ことを特徴とする排水性舗装表面への光触媒層のコーティング方法。
前記光触媒粒子は二酸化チタン粒子であり、前記二酸化チタン粒子は前記定着用光触媒材料の中に５〜３０重量％程度含まれていることを特徴とする請求項１記載の舗装表面への光触媒層のコーティング方法。