JP6371069B2

JP6371069B2 - 舗装体及びその構築方法

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Publication number: JP6371069B2
Application number: JP2014029171A
Authority: JP
Inventors: 滋横山; 平山　達郎; 達郎平山; 修小玉
Original assignee: Taiheiyo Precast Concrete Industry Co Ltd
Current assignee: Taiheiyo Precast Concrete Industry Co Ltd
Priority date: 2014-02-19
Filing date: 2014-02-19
Publication date: 2018-08-08
Anticipated expiration: 2034-02-19
Also published as: JP2015151831A

Description

本発明は、道路、駐車場、広場、公園、屋外運動施設、プールサイド等の表面構造等の舗装体及びその構築方法に関する。なお、本発明は、家屋の屋根、屋上、テラス（例えば、バルコニー等）、傾斜を有する壁面、鉛直な壁面等の部分や、その他の各種コンクリート構造物の外表面等の、屋外の幅広い構造物にも適用可能である。

従来、直射日光が照射することによる路面付近の温度の上昇を抑制するために、舗装体の本体の表面（日光の照射面）に、温度上昇抑制用の塗布層を形成させることが提案されている。
例えば、太陽光の可視領域で吸収を示し赤外領域で反射を示す顔料と、溶剤可溶アクリル系樹脂、アクリル系エマルション樹脂、ウレア樹脂、エポキシ系樹脂、溶剤可溶ふっ素系樹脂、ふっ素系エマルション樹脂のいずれか１つまたは２つ以上から選択するビヒクルと、必要に応じて白色顔料とを含有する遮熱塗料を塗布したことを特徴とする道路等の舗装体が、提案されている（特許文献１）。
また、セメント系硬化体の凹凸状の表面に、舗装用遮熱塗料からなる被膜を形成させてなることを特徴とする舗装ブロックが、提案されている（特許文献２）。

特開２００４−２５１１０８号公報ＷＯ２０１１／１２９０２２Ａ１

上述の特許文献１〜２に記載された発明は、いずれも、直射日光による路面付近の温度の上昇を抑制することを目的としている。
一方、日焼けを嫌う者（特に、女性）にとって、例えば日傘を差して直射日光が肌に当たるのを避けたとしても、道路の路面で反射した日光に含まれている紫外線による日焼けを避けることは、困難である。この点、特許文献１〜２には、紫外線の照射量の低減については言及されていない。
また、上述の特許文献１〜２に記載された発明は、いずれも、遮熱塗料の塗布によって、被膜を形成させるものである。この場合、舗装体の本体を作製する工程と、舗装体の本体に遮熱塗料を塗布して被膜を形成させる工程の計２つの工程が必要である。この点、一つの工程だけで、遮熱等の機能を付加することができれば、製造効率を向上させることができる。
本発明の目的は、舗装体の表面が紫外線を反射することによる歩行者等の日焼けを抑制することができ、かつ、簡易な方法で効率的に製造することができる舗装体を提供することである。

本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、紫外線を吸収しうる特定の無機物質を含むセメント組成物からなる舗装体によれば、この舗装体の表面における紫外線の反射率が小さいため、舗装体の表面が日光を反射することによる歩行者等の日焼けを抑制することができ、また、簡易な方法で効率的に舗装体を製造することができることを見出し、本発明を完成した。

本発明は、以下の［１］〜［４］を提供するものである。
［１］紫外線を吸収しうる無機物質を含むセメント組成物からなる舗装体であって、上記紫外線を吸収しうる無機物質が、遮熱顔料及び金属酸化物を含むことを特徴とする舗装体。
［２］重合体を含む、上記［１］に記載の舗装体。
［３］有機化合物からなる紫外線吸収剤を含む、上記［１］又は［２］に記載の舗装体。
［４］上記［１］〜［３］のいずれかに記載の舗装体を構築するための方法であって、セメント、水、及び、上記紫外線を吸収しうる無機物質を含むセメント組成物を調製した後、上記セメント組成物を現場で吹き付けるか、現場打ちで打設するか、または、上記セメント組成物を用いて舗装用ブロックを作製した後に該舗装用ブロックを現場で敷設することによって、上記舗装体を構築することを特徴とする舗装体の構築方法。

本発明によれば、舗装体の表面が日光（特に、紫外線）を反射することによる歩行者等の日焼けを抑制することができる。
また、本発明によれば、簡易な方法で効率的に舗装体を製造することができる。

本発明の舗装体は、紫外線を吸収しうる無機物質を含むセメント組成物からなる舗装体であって、上記紫外線を吸収しうる無機物質が、遮熱顔料及び金属酸化物を含むものである。
遮熱顔料は、従来、直射日光による舗装体の表面付近の温度の上昇を抑制するために用いられている。本発明では、遮熱顔料が、紫外線の反射を抑制する効果があることを、後述の実施例で見出したものである。
遮熱顔料としては、複合酸化物系顔料（ＣＩＣＰ；Complex Inorganic Color Pigment）等が挙げられる。
ここで、複合酸化物系顔料とは、複数の金属酸化物の固溶体からなる無機顔料をいう。
複合酸化物系顔料としては、例えば、鉄・クロムの複合酸化物、亜鉛・鉄の複合酸化物（亜鉛鉄ブラウン）、チタン・アンチモン・ニッケルの複合酸化物（チタンイエロー）、チタン・アンチモン・クロムの複合酸化物（クロムチタンイエロー）、亜鉛・鉄・クロムの複合酸化物、鉄・亜鉛・チタンの複合酸化物、ニッケル・コバルト・亜鉛・チタンの複合酸化物、コバルト・クロムの複合酸化物、コバルト・アルミニウムの複合酸化物、コバルト・アルミニウム・クロムの複合酸化物、鉄・マンガンの複合酸化物、鉄・コバルト・クロムの複合酸化物、銅・クロム・マンガンの複合酸化物、コバルト・亜鉛・クロム・チタンの複合酸化物、コバルト・亜鉛・クロム・アルミニウム・チタンの複合酸化物、コバルト・亜鉛・ニッケル・チタンの複合酸化物などが挙げられる。

複合酸化物系顔料は、日光の赤外線を高い反射率で反射させることができ、他の顔料（例えば、コンクリートの着色用の通常の顔料）を用いる場合には得ることのできない優れた遮熱の効果を得ることができることに加えて、日光の紫外線の反射率を低下させる作用が大きく、歩行者等の日焼けを効果的に抑制することができる観点から、本発明において好ましく用いられる。
遮熱顔料の色としては、黒、茶、黄、緑、青、橙等が挙げられる。

遮熱顔料の市販品としては、「Ｂｌａｃｋ６３５０」（複合酸化物系顔料、鉄・クロム複合酸化物、黒色、アサヒ化成工業社製）、「ＣｏＢｌｕｅ１２０１」（複合酸化物系顔料、コバルト・アルミニウム・クロムの複合酸化物、黒色、アサヒ化成工業社製）、「ＣｏＢｌｕｅＧｒｅｅｎ」（複合酸化物系顔料、コバルト・亜鉛・クロム・アルミニウム・チタンの複合酸化物、黒色、アサヒ化成工業社製）、「Ｇｒｅｅｎ２５００」（複合酸化物系顔料、コバルト・亜鉛・クロム・チタンの複合酸化物、黒色、アサヒ化成工業社製）、「Ｇｒｅｅｎ２０２４」（複合酸化物系顔料、コバルト・亜鉛・ニッケル・チタンの複合酸化物、黒色、アサヒ化成工業社製）、「Ｙｅｌｌｏｗ５０００」（複合酸化物系顔料、黄色、アサヒ化成工業社製）、「Ｙｅｌｌｏｗ５９５０」（複合酸化物系顔料、チタン・アンチモン・クロムの複合酸化物、黄色、アサヒ化成工業社製）、「Ｂｒｏｗｎ４１２８」（複合酸化物系顔料、鉄・亜鉛・チタンの複合酸化物、黄色、アサヒ化成工業社製）、「Ｂｒｏｗｎ４１３０」（複合酸化物系顔料、亜鉛・鉄・クロムの複合酸化物、黄色、アサヒ化成工業社製）、「Ｂｒｏｗｎ４１２３」（複合酸化物系顔料、亜鉛・鉄の複合酸化物、黄色、アサヒ化成工業社製）、「Ｖｉｏｌｅｔ７０００」（複合酸化物系顔料、黄色、アサヒ化成工業社製）、「ＳｉｃｏｔａｎＹｅｌｌｏｗＫ１０１０」（複合酸化物系顔料、黄色、ＢＡＳＦジャパン社製）、「ＳｉｃｏｔａｎＹｅｌｌｏｗＫ２００１」（複合酸化物系顔料、黄色、ＢＡＳＦジャパン社製）、「Ｐ．Ｙ．１８４」（複合酸化物系顔料、黄色、ＢＡＳＦジャパン社製）、「ＳｉｃｏＰａｌＯｒａｎｇｅＫ２４３０」（複合酸化物系顔料、橙色、ＢＡＳＦジャパン社製）、「ＳｉｃｏＰａｌＢｒｏｗｎＫ２７９５ＦＧ」（複合酸化物系顔料、茶色、ＢＡＳＦジャパン社製）、「ＳｉｃｏＰａｌＢｌａｃｋＫ００９５」（複合酸化物系顔料、黒色、ＢＡＳＦジャパン社製）等が挙げられる。

遮熱顔料の配合量は、紫外線の反射を抑制する効果を十分に得る観点から、セメント１００質量部当たり、好ましくは０．１質量部以上、より好ましくは０．３質量部以上、さらに好ましくは０．５質量部以上、さらに好ましくは０．８質量部以上、特に好ましくは１．０質量部以上である。
該配合量の上限値は、配合量が過大であると、遮熱顔料の配合による効果が頭打ちになる一方、本発明の舗装体の製造コストが増大する観点から、セメント１００質量部当たり、好ましくは５質量部、より好ましくは４質量部、特に好ましくは３質量部である。

金属酸化物としては、酸化チタン（ＴｉＯ_２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化セリウム（ＣｅＯ_２）等が挙げられる。
中でも、酸化チタン及び酸化亜鉛は、紫外線の吸収能が優れている点で、好ましい。
本発明において、酸化チタンと酸化亜鉛を併用することが好ましい。これらの併用によって、広い紫外線波長域（２８０〜３８０ｎｍ）に亘る大きな吸収能を確保することができる。
金属酸化物としては、紫外線の吸収能の観点から、粉末状のものを用いることが好ましい。
金属酸化物の粒度は、単位質量当たりの紫外線の吸収効果を高めるなどの観点から、好ましくは１０〜１０，０００ｎｍ、より好ましくは１０〜１，０００ｎｍ、特に好ましくは１０〜１００ｎｍである。

金属酸化物の配合量（２種以上を併用する場合は合計量）は、紫外線の反射を抑制する効果を十分に得る観点から、セメント１００質量部当たり、好ましくは０．５質量部以上、より好ましくは１．０質量部以上、特に好ましくは１．５質量部以上である。
該配合量の上限値は、配合量が過大であると、金属酸化物の配合による効果が頭打ちになる一方、本発明の舗装体の製造コストが増大する観点から、セメント１００質量部当たり、好ましくは８質量部、より好ましくは６質量部、特に好ましくは４質量部である。
本発明において、金属酸化物の種類及び配合量の好ましい実施形態の一例として、酸化チタン及び酸化亜鉛を各々、セメント１００質量部当たり、０．５〜１．５質量部配合することが挙げられる。

本発明において、紫外線を吸収しうる無機物質（例えば、遮熱顔料、金属酸化物等）と共に、重合体（例えば、合成樹脂、合成ゴム等）を配合することによって、紫外線の反射を抑制する効果を高めることができる。
重合体としては、アクリル樹脂（例えば、日本ペイント社製の製品名「ＡＴクリヤー」）、スチレン・ブタジエンゴム（略称：ＳＢＲ；例えば、コニシ社製の製品名「カーボニック」）、エチレン・酢酸ビニル共重合体（略称：ＥＶＡ；例えば、コニシ社製の製品名「ＣＺ２５０」）、ポリアミドエポキシ樹脂（略称：ＰＡＥ；例えば、コニシ社製の製品名「ＣＡＴ１８」）等が挙げられる。
重合体の好ましい形態としては、本発明の舗装体のマトリックスにおける分散性の観点から、液体のエマルション等が挙げられる。

重合体の配合量（２種以上を併用する場合は合計量）は、重合体の種類によっても異なるが、紫外線の反射を抑制する効果を高める観点から、セメント組成物１ｍ^３中の量として、好ましくは１ｋｇ以上、より好ましくは５ｋｇ以上、特に好ましくは１０ｋｇ以上である。
該配合量の上限値は、配合量が過大であると、舗装体の強度が低下する観点から、セメント組成物１ｍ^３中の量として、好ましくは２００ｋｇ、より好ましくは１５０ｋｇ、特に好ましくは１００ｋｇである。

本発明において、有機化合物からなる紫外線吸収剤を配合することによって、紫外線の反射を抑制する効果を、より高めることができる。
有機化合物からなる紫外線吸収剤としては、ベンゾトリアゾール系の紫外線吸収剤、ベンゾフェノン系の紫外線吸収剤、トリアジン系の紫外線吸収剤、ベンゾエート系の紫外線吸収剤、ベンゾフェノン系の紫外線吸収剤、ｔ‐ブチルメトキシジベンゾイルメタン系の紫外線吸収剤、メトキシケイヒ酸エチルヘキシル系の紫外線吸収剤、オキシベンゾン系の紫外線吸収剤、シラソーマ、ジメチルＰＡＢＡエチルヘキシル、サリチル酸エステル誘導体、アクリロニトリル誘導体、チオビスフェノールＮｉキレート、ベンゾイルフェロセン誘導体、テトラフェニル琥珀酸ニトリル等が挙げられる。

紫外線吸収剤の配合量（２種以上を併用する場合は合計量）は、紫外線の反射を抑制する効果を高める観点から、セメント１００質量部当たり、好ましくは０．００５質量部以上、より好ましくは０．０１質量部以上、さらに好ましくは０．０２質量部以上、より好ましくは０．０５質量部以上、より好ましくは０．１質量部以上である。
該配合量の上限値は、配合量が過大であると、本発明の舗装体の製造コストが増大する観点から、セメント１００質量部当たり、好ましくは１．０質量部である。

太陽光の紫外線は、ＵＶ−Ｃ（波長１００ｎｍ〜２８０ｎｍ）、ＵＶ−Ｂ（波長２８０ｎｍ〜３１５ｎｍ）、ＵＶ−Ａ（波長３１５ｎｍ〜４００ｎｍ）の３つの領域に区分される。このうち、ＵＶ−Ｃはオゾン層でほとんど吸収されるので、地表に到達する紫外線の大部分は、比較的波長の長いＵＶ−Ｂ及びＵＶ−Ａである。太陽光に含まれる紫外線の量は約５％程度であるが、快晴時の日中の明るさが１０万ルックス程度の場合、この中に含まれる紫外線の強度は約６，０００μＷ／ｃｍ^２に相当し、その９０％以上をＵＶ−Ａが占めている。
紫外線の人類への悪影響としては、ＵＶ−Ｂについては、目の障害（眼痛、充血、角膜の炎症など）、紅斑（サンバーン）や皮膚のＤＮＡ損傷による癌の誘発などが挙げられる。
一方、ＵＶ−Ａは、皮膚の加齢や日焼け（サンタン）を誘発し、ＤＮＡへのダメージ、皮膚がんの誘発などの悪影響についても、ＵＶ−Ｂほど大きくはないが有している。このうち特に、皮膚の加齢については、ＵＶ−Ａは、ＵＶ−Ｂよりも皮膚の中に深く浸透して、皮膚の張りを保つ弾性繊維を徐々に破壊するために、皮膚の老化現象を招くことになる。
本発明で反射を抑制する紫外線は、ＵＶ−Ｂ及びＵＶ−Ａの領域の紫外線である。
一般的な舗装体の紫外線の反射率（１００％）に対する本発明の舗装体の紫外線の反射率の割合は、好ましくは７０％以下、より好ましくは５０％以下、特に好ましくは２０％以下である。

本発明の舗装体を構成する材料として、上述の材料（遮熱顔料、金属酸化物、合成樹脂、紫外線吸収剤）以外に、セメント、水、その他の任意に配合可能な材料（例えば、混和材、細骨材、粗骨材、混和剤等）が用いられる
セメントとしては、白色セメント（白色ポルトランドセメント）、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、低熱ポルトランドセメント等の各種ポルトランドセメントや、高炉セメント、シリカセメント等の混合セメントや、エコセメント等が挙げられる
中でも、白色セメントは、日光の赤外線を高い反射率で反射させることができ、他のセメント（例えば、普通ポルトランドセメント）を用いる場合には得ることのできない優れた遮熱の効果を得ることができる観点から、本発明において好ましく用いられる。

水の量は、セメント１００質量部当たり、例えば、２０〜６０質量部である。
混和材としては、高炉スラグ微粉末、シリカフューム、フライアッシュ等が挙げられる。
混和材の量（２種以上を併用する場合は合計量）は、セメント１００質量部当たり、例えば、５〜５０質量部である。
細骨材としては、川砂、陸砂、海砂、砕砂、珪砂等が挙げられる。
粗骨材としては、川砂利、山砂利、砕石等が挙げられる。
混和剤としては、減水剤等が挙げられる。
減水剤としては、リグニン系、ナフタレンスルホン酸系、メラミン系、ポリカルボン酸系等の、減水剤、ＡＥ減水剤、高性能減水剤または高性能ＡＥ減水剤が挙げられる。
本発明の舗装体は、モルタル（骨材として細骨材のみを含むもの）、コンクリート（骨材として細骨材及び粗骨材を含むもの）、ペースト（骨材を含まないもの）のいずれの形態も採ることができる。

本発明の舗装体を構築するための各材料の混練方法は、特に限定されるものではなく、例えば、（１）水、液状の混和剤以外の材料を予め混合して、プレミックス材を調製しておき、該プレミックス材、水及び混和剤をミキサに投入し、混練する方法、（２）粉末状の混和剤を用意し、水以外の材料を予め混合して、プレミックス材を調製しておき、該プレミックス材及び水をミキサに投入し、混練する方法、（３）各材料を各々個別にミキサに投入し、混練する方法、等が挙げられる。
混練に用いるミキサは、通常のコンクリートの混練に用いられるどのタイプのものでもよく、例えば、オムニミキサ、揺動型ミキサ、パンタイプミキサ、二軸練りミキサ等が挙げられる。

本発明の舗装体は、舗装体を構成する各材料（セメント等）を含むセメント組成物を調製した後、このセメント組成物を現場で吹き付けるか、現場打ちで打設するか、または、上述の調製したセメント組成物を用いて、舗装用ブロックを作製した後に、この舗装用ブロックを現場で敷設することによって、構築することができる。
現場で吹き付ける場合や、現場打ちで打設する場合には、舗装体の厚さは、例えば、０．１ｃｍ〜３０ｃｍである。この場合、本発明の舗装体の下方に、本発明の舗装体と異なる材料からなる基層を形成させてもよい。
舗装用ブロックは、基層と表層の２層からなるものなどとして構成してもよい。この場合、表層のみが、本発明の舗装体に該当するものとする。基層は、本発明の舗装体と異なる材料から構成することができる。
舗装用ブロックの厚さ（単層の場合；複数の層からなる場合は日光が照射される最上層の厚さ）は、例えば、３ｃｍ〜１０ｃｍである。
本発明の舗装体の日光照射面（通常、上面）は、平坦でもよいし、凹凸（例えば、長手方向に対して垂直に切断した断面が矩形であるスリット状の凹凸）を有するものでもよい。

以下、実施例によって本発明を説明する。以下の文中の「部」、「％」は、特に断らない限り、質量基準である。
［実施例１〜２、参考例１、比較例１〜４］
（Ａ）材料
以下の材料を使用した。
（１）白色セメント（太平洋セメント社製）
（２）遮熱顔料（複合酸化物系、製品名：Ｂｌａｃｋ６３５０、アサヒ化成工業社製）
（３）金属酸化物（酸化チタンと酸化亜鉛を１：１の質量比で混合してなるもの；粒度：１０〜１００ｎｍの範囲内）
（４）アクリルエマルション（アクリル樹脂を水に乳化させ分散させたもの、製品名：ＡＴクリヤー、日本ペイント社製）
（５）紫外線吸収剤（ベンゾトリアゾール系、製品名：ＫＥＭＩＳＯＲＢ７１Ｄ、ケミプロ化成社製）
（６）珪砂３号（粒径：１．２〜２．５ｍｍ）
（７）水

（Ｂ）試験体であるブロックの作製
９８ｍｍ（縦）×１９８ｍｍ（横）×３０ｍｍ（厚さ）のブロックを、白色セメント、珪砂、水、及び、表１に記載の材料を混練して、作製した。
珪砂の配合量は、白色セメント１００質量部当たり、４０３質量部であった。水セメント比は、３３％であった。
表１中、遮熱顔料、金属酸化物、紫外線吸収剤の各配合量（部）は、白色セメント１００質量部当たりの量である。重合体の配合量（ｋｇ）は、セメント組成物１ｍ^３中の固形分換算の質量である。

（Ｃ）試験体であるブロックの紫外波長域（３００〜３８０ｎｍ）の反射率の測定
「ＪＩＳＫ５６０２：２００８（塗膜の日射反射率の求め方）」に準拠して、ブロックの紫外波長域（３００〜３８０ｎｍ）の反射率を測定した。結果を表１に示す。
表１から、本発明の舗装体に相当するブロック（実施例１〜２）は、本発明に該当しないブロック（参考例１、比較例１〜４）に比べて、紫外波長域の反射率が小さく、歩行者等の日焼けを効果的に抑制しうることがわかる。

Claims

紫外線を吸収しうる無機物質、及び、重合体を含むセメント組成物からなる舗装体であって、上記紫外線を吸収しうる無機物質が、遮熱顔料及び金属酸化物を含み、かつ、上記重合体が、アクリル樹脂であることを特徴とする舗装体。
有機化合物からなる紫外線吸収剤を含む請求項１に記載の舗装体。
請求項１又は２に記載の舗装体を構築するための方法であって、セメント、水、アクリル樹脂を水に乳化させ分散させてなるアクリルエマルション、及び、上記紫外線を吸収しうる無機物質を含むセメント組成物を調製した後、上記セメント組成物を現場で吹き付けるか、現場打ちで打設するか、または、上記セメント組成物を用いて舗装用ブロックを作製した後に該舗装用ブロックを現場で敷設することによって、上記舗装体を構築することを特徴とする舗装体の構築方法。