JPH09228307A - 透水性舗装材 - Google Patents
透水性舗装材Info
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- JPH09228307A JPH09228307A JP8168645A JP16864596A JPH09228307A JP H09228307 A JPH09228307 A JP H09228307A JP 8168645 A JP8168645 A JP 8168645A JP 16864596 A JP16864596 A JP 16864596A JP H09228307 A JPH09228307 A JP H09228307A
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- Porous Artificial Stone Or Porous Ceramic Products (AREA)
- Road Paving Structures (AREA)
- Eyeglasses (AREA)
- Surface Treatment Of Optical Elements (AREA)
- Coating Of Shaped Articles Made Of Macromolecular Substances (AREA)
Abstract
を提供する。 【構成】 透水性舗装材(10)の表面近傍の気孔(16)
の内周面は光触媒含有層(18)によって被覆されてい
る。舗装材(10)が太陽の照射を受けると、光触媒は太
陽光によって光励起され、光触媒含有層(18)の表面は
超親水化される。超親水化された表面には汚れが付着し
にくい。舗装材が降雨を受ける都度、気孔に付着した汚
れは雨水により洗い流され、気孔はセルフクリーニング
される。
Description
からなる透水性舗装材に関する。より詳しくは、本発明
は、汚れが付着しにくく、降雨により気孔が自己浄化さ
れるようになった透水性舗装材に関する。
のように雨水のかかる場所の舗装には、多孔質セラミッ
クからなる透水性の舗装材が使用されており、雨水を大
地に滲み込ませて水はけを良くすることにより、滑りを
防止し、或いは凍結を防止するようになっている。例え
ば、特開昭60-171972号、特開昭63-260876号、特開昭64
-42372号に開示されているように、この種の透水性舗装
材は、抗火石、高炉スラグ、陶器廃材などの骨材の粒子
をガラス、フリット、長石などの無機バインダーで結着
することにより製造され、骨材粒子間には雨水の透過を
可能にする微小な連続気孔が形成されている。
部では透水性舗装材の汚れが顕著になっている。透水性
舗装材の気孔には都市煤塵中のカーボンブラックのよう
な親油性の汚染物質が付着するので、舗装材の美観を損
ねるだけでなく、気孔の目詰まりにより舗装材の透水性
を低下させる。本発明の目的は、優れた透水性を長期間
にわたり維持することの可能な透水性舗装材を提供する
ことにある。
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、透水性舗装
材の表面近傍に位置する気孔の内周面を半導体光触媒を
含有する層によって被覆したことを特徴とするものであ
る。舗装材は昼間は太陽の照射を受け、舗装材の表面近
傍に位置する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。
都市煤塵中のカーボンブラックのような親油性の汚染物
質は付着しにくい。また、超親水性の表面は空気中の湿
分を吸着しやすく、静電気的に帯電しないので、煤塵が
付着しにくい。更に、舗装材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、カーボンブ
ラックのような親油性の汚染物質に対する親和力よりも
大きいので、気孔の内周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、気孔の内周面は自己浄化(セルフクリーニン
グ)される。
10は多孔質セラミックからなり、この多孔質セラミッ
クは、抗火石、高炉スラグ、陶器廃材などの骨材の粒子
12をガラス、フリット、長石などの無機バインダー1
4で結着することにより形成されている。骨材粒子12
間には微小な連続気孔16が形成されており、舗装材1
0に透水性を与えている。
周面は半導体光触媒の粒子を含有する層18によってコ
ーティングしてある。光触媒含有層18の厚さは約0.
1μm以下で充分である。
好ましい。チタニアは、無害であり、かつ、化学的に安
定である。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。
含有層18はシリカ配合チタニアによって形成される。
チタニアとシリカとの合計に対するシリカの割合は、5
〜90モル%、好ましくは10〜70モル%、より好ま
しくは10〜50モル%にすることができる。シリカ配
合チタニアからなる光触媒含有層18の形成には、次の
いづれかの方法を採用することができる。 (1)アナターゼ型又はルチル型チタニアの粒子とシリ
カの粒子とを含む懸濁液をスプレーコーティング又はデ
ィップコーティングにより舗装材の表面と表面近傍の気
孔16の内周面に塗布し、約700℃の温度で焼成する。
トラエトキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テ
トラn−プロポキシシラン、テトラブトキシシラン、テ
トラメトキシシラン、等のテトラアルコキシシラン;そ
れらの加水分解物であるシラノール; 又は平均分子量3
000以下のポリシロキサン)と結晶性チタニアゾルとの
混合物をスプレーコーティング又はディップコーティン
グにより舗装材の表面と表面近傍の気孔の内周面に塗布
し、必要に応じて加水分解させてシラノールを形成した
後、約100℃以上の温度で加熱してシラノールを脱水縮
重合に付すことにより、チタニアが無定形シリカで結着
された光触媒含有層を形成する。特に、シラノールの脱
水縮重合を約200℃以上の温度で行えば、シラノールの
重合度を増し、光触媒含有層の耐アルカリ性能を向上さ
せることができる。
アルコキシド、キレート、又はアセテートのような有機
チタン化合物、又はTiCl4又はTi(SO4)2のような無機チ
タン化合物)の溶液にシリカの粒子を分散させてなる懸
濁液をスプレーコーティング又はディップコーティング
により舗装材の表面と表面近傍の気孔の内周面に塗布
し、チタン化合物を常温から200℃の温度で加水分解と
脱水縮重合に付すことにより、シリカ粒子が分散された
無定形チタニアの薄膜を形成する。次いで、舗装材を約
700℃の温度に加熱することにより、無定形チタニアを
結晶性チタニアに相変化させる。
アルコキシド、キレート、又はアセテートのような有機
チタン化合物、又はTiCl4又はTi(SO4)2のような無機チ
タン化合物)の溶液に無定形シリカの前駆体(例えば、
テトラエトキシシラン、テトライソプロポキシシラン、
テトラn−プロポキシシラン、テトラブトキシシラン、
テトラメトキシシラン、等のテトラアルコキシシラン;
それらの加水分解物であるシラノール; 又は平均分子
量3000以下のポリシロキサン)を混合し、スプレーコー
ティング又はディップコーティングにより舗装材の表面
と表面近傍の気孔の内周面に塗布する。次いで、これら
の前駆体を加水分解と脱水縮重合に付すことにより、無
定形チタニアと無定形シリカの混合物からなる薄膜を形
成する。次いで、舗装材を約700℃の温度に加熱するこ
とにより、無定形チタニアを結晶性チタニアに相変化さ
せる。
含有層18は、シリコーン(オルガノポリシロキサン)
にアナターゼ型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ることにより形成することができ
る。このため、未硬化の若しくは部分的に硬化したシリ
コーン又はシリコーンの前駆体からなる塗膜形成要素に
チタニアの粒子を分散させてなる塗料用組成物を用いる
ことができる。
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; 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。
傍の気孔の内周面に塗布し、約100℃〜200℃の温度でシ
リコーンを硬化させる。この舗装材を用いて歩道などの
舗装を施工すると、舗装材は昼間は太陽の照射を受け、
舗装材の表面近傍に位置する光触媒は太陽光によって光
励起される。光励起に伴い、光触媒の作用により光触媒
含有シリコーン層18の表面にはシリコーン分子のケイ
素原子に結合した有機基が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が形成され、シリコーン層
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。
層18の表面には、都市煤塵中のカーボンブラックのよ
うな親油性の汚染物質は付着しにくい。また、超親水化
された光触媒含有層18の表面は空気中の湿分を吸着
し、静電気による帯電が生じないので、煤塵が静電気的
に付着しにくい。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光触媒含有層18
には泥や土のような無機塵埃は付着しにくい。超親水化
された表面の水に対する親和力はカーボンブラックのよ
うな親油性の汚染物質に対する親和力よりも大きいの
で、舗装材が降雨にさらされると、気孔の内周面に付着
した汚れは雨水により表面から釈放され、雨水によって
洗い流され、気孔の内周面は自己浄化される。その結
果、気孔の目詰まりが防止され、舗装材は長期間にわた
り優れた透水性を維持する。
装材は、骨材の粒子12を予め光触媒含有層18で被覆
し、ガラス、フリット、長石などの無機バインダーと混
練した後成形し、約700℃の温度で焼成することにより
形成することができる。
汚れが付着するのが防止されると共に、気孔の内周面に
付着した汚れは降雨の都度雨水によって洗い流され、気
孔はセルフクリーニングされるので、舗装材の透水性を
長期間にわたり維持することができる。
る。
図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 多孔質透水性舗装材の表面近傍に位置す
る気孔の内周面を半導体光触媒を含有する層によって被
覆してなり、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、舗装
材が降雨にさらされた時に気孔に付着した汚れが雨水に
より洗い流されるようにしたことを特徴とする透水性舗
装材。 - 【請求項2】 前記光触媒含有層は光触媒粒子が分散さ
れたシリカ層によって形成されている請求項1に基づく
透水性舗装材。 - 【請求項3】 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に基づく透水性舗装材。 - 【請求項4】 前記光触媒はチタニアからなる請求項2
又は3に基づく透水性舗装材。
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