JPH10102994A - Stain preventive tunnel inner wall - Google Patents

Stain preventive tunnel inner wall

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JPH10102994A
JPH10102994A JP8287226A JP28722696A JPH10102994A JP H10102994 A JPH10102994 A JP H10102994A JP 8287226 A JP8287226 A JP 8287226A JP 28722696 A JP28722696 A JP 28722696A JP H10102994 A JPH10102994 A JP H10102994A
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JP
Japan
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wall
hydrophilic
water
surface layer
tunnel
Prior art date
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Pending
Application number
JP8287226A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mitsuyoshi Machida
町田  光義
Makoto Hayakawa
信 早川
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Toto Ltd
Original Assignee
Toto Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH10102994A publication Critical patent/JPH10102994A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make a tunnel inner wall hard to be stained without adhering a sticking material by forming a surface layer containing photocatalyst particles, slicone and a water repellent fluroresin on a base material surface of a tunnel inner wall. SOLUTION: A surface layer containing photocatalyst particles such as a titanium oxide and a zinc oxide, silicone and a water repellent fluororesin, is formed on a surface of a tunnel wall base material. When the exciting light is irradiated to the surface layer, an organic group bonded to a silicon atom of a part of slicone exposed to outside air, is partially substituted with a hydoxyl group, and a hydrophilic property is presented. Both of this hydrophilic part and an exposed part of the water repellent fluororesin are formed as a structure microscopically dispersed on a surface. When the surface is formed in such a structure, both a hydrophilic sticking material and a hydrophobic sticking material do not adhere to a surface, and it can be maintained in a clean condition.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、煤煙などで汚れに
くい防汚性トンネル内壁に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an antifouling tunnel inner wall which is hardly contaminated with smoke or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】道路のトンネルの内壁は、現場打ちコン
クリートだけによって形成することもあるが、近年で
は、トンネル内の環境、特に景観を改善し、トンネル内
での交通事故を防止するため、少なくとも塗装を施す
か、内装板(ライニング)によって内張りすることが多
い。内装板には、アスベストパネル、タイル、ホウロウ
鉄板、メッキ鉄板、ステンレス鋼板、アルミニウムパネ
ル、プラスチックパネル、などが使用されている。
2. Description of the Related Art The inner wall of a road tunnel is sometimes formed only by cast-in-place concrete. In recent years, however, in order to improve the environment in the tunnel, especially the scenery, and prevent traffic accidents in the tunnel, They are often painted or lined with interior boards (lining). As interior panels, asbestos panels, tiles, enameled iron plates, plated iron plates, stainless steel plates, aluminum panels, plastic panels, and the like are used.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】トンネルの内壁は自動
車の排気ガス中の煤煙やタイヤの摩耗粉や路面から舞い
上がった煤塵によって汚れる。特に、交通量の多い高速
道路のトンネルでは汚れんが激しい。また、高速道路で
はトンネルの長さは長くなる傾向にあり、換気が充分で
ない場合には汚れるのが早い。トンネル内壁が煤煙など
によって薄黒く汚れると、トンネルの景観が損なわれ、
暗い印象を与えるので、トンネル内での運転を苦痛に感
じさせ、或いは運転者の注意力に悪影響を与える。そこ
で、必要に応じてトンネル内壁を洗浄するのが望まし
い。
The inner wall of the tunnel is contaminated with soot in the exhaust gas of automobiles, abrasion powder of tires, and dust soaring from the road surface. In particular, highway tunnels with heavy traffic are heavily soiled. On a highway, the length of a tunnel tends to be long, and if ventilation is insufficient, the tunnel is apt to become dirty. If the inner wall of the tunnel becomes dirty with smoke, etc., the landscape of the tunnel will be damaged,
The dark impression can make driving in the tunnel painful or adversely affect the driver's attention. Therefore, it is desirable to clean the inner wall of the tunnel as needed.

【0004】従来、トンネルの内壁はブラシ洗浄により
洗浄されている。内壁の洗浄には、交通規制(車線制限
など)を要するので、円滑な交通を阻害すると共に、か
なりの危険を伴う。従って、充分な頻度で洗浄するのが
困難である。更に、トンネル内壁の洗浄は長時間の交通
規制を要するので、危険を伴う。また、アスベストパネ
ルのような内装板は表面に凹凸があるので、汚れやすい
だけでなく、ブラシ洗浄によって汚れを完全に落とすの
は不可能である。ブラシ洗浄をしても付着した汚れの一
部は残るので、洗浄回数を重ねる度に汚れが蓄積する。
そこで、本発明では上記事情に鑑み、汚れにくいトンネ
ル内壁を提供することを目的とする。
Conventionally, the inner wall of a tunnel has been cleaned by brush cleaning. Cleaning the inner wall requires traffic regulation (such as lane restriction), which impedes smooth traffic and involves considerable danger. Therefore, it is difficult to wash it with sufficient frequency. In addition, washing the inner wall of the tunnel requires a long-term traffic regulation, which is dangerous. Further, since an interior plate such as an asbestos panel has irregularities on its surface, it is not only easy to stain, but it is impossible to completely remove the stain by brush cleaning. Some of the adhered dirt remains even after brush cleaning, so that the dirt accumulates as the number of times of cleaning increases.
In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide an inner wall of a tunnel that is not easily stained.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明では、上記課題を
解決すべく、基材表面に、光触媒粒子とシリコーンと撥
水性フッ素樹脂とを含有する表面層が形成されているこ
とを特徴とする防汚性トンネル内壁を提供する。このよ
うな構成にすることにより、光触媒を光励起したとき
に、光触媒作用によりシリコーン分子中のケイ素原子に
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
て親水性を呈するようになり、シリコーンが外気に露出
した親水性を呈する部分と、撥水性フッ素樹脂が外気に
露出した撥水性を呈する部分の双方が表面に微視的に分
散された構造となる。さらに、光触媒が存在することに
より、光触媒の光励起に応じてシリコーン分子中のケイ
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は恒久的に親水性を維持するの
で、上記親水性を呈する部分と撥水性を呈する部分の双
方が表面に微視的に分散された構造は維持される。この
ような構造では、親水性表面と撥水性表面が隣接するた
め、親水性表面になじみやすい親水性の付着物は隣接す
る撥水性部分になじまない。逆に撥水性表面になじみや
すい疎水性の付着物は隣接する親水性部分になじまな
い。そのため、親水性付着物も、疎水性付着物も部材表
面に固着されることはなく、表面は清浄な状態に維持さ
れる。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is characterized in that a surface layer containing photocatalyst particles, silicone and a water-repellent fluororesin is formed on a substrate surface. Provide an antifouling tunnel inner wall. With such a configuration, when the photocatalyst is photoexcited, the organic group bonded to the silicon atom in the silicone molecule is at least partially replaced by a hydroxyl group by the photocatalytic action, so that the silicone becomes hydrophilic. Both the hydrophilic part exposed to the outside air and the water-repellent part exposed to the outside air are microscopically dispersed on the surface. Furthermore, the presence of the photocatalyst allows the silicone in which the organic group bonded to the silicon atom in the silicone molecule is at least partially substituted with a hydroxyl group in response to the photoexcitation of the photocatalyst to remain permanently hydrophilic. The structure in which both the portion exhibiting the property and the portion exhibiting the water repellency are microscopically dispersed on the surface is maintained. In such a structure, since the hydrophilic surface and the water-repellent surface are adjacent to each other, the hydrophilic adherent that easily adapts to the hydrophilic surface does not adapt to the adjacent water-repellent portion. Conversely, hydrophobic deposits that are easily adapted to the water-repellent surface do not adapt to adjacent hydrophilic portions. Therefore, neither the hydrophilic deposit nor the hydrophobic deposit is fixed to the member surface, and the surface is maintained in a clean state.

【0006】また、本発明では、基材表面に、光触媒粒
子と無定型シリカと撥水性フッ素樹脂とを含有する表面
層が形成されていることを特徴とする防汚性トンネル内
壁を提供する。このような構成にすることにより、表面
層中の無定型シリカが外気に露出した親水性を呈する部
分と、撥水性フッ素樹脂が外気に露出した撥水性を呈す
る部分の双方が表面に微視的に分散された構造となる。
さらに、光触媒が存在することにより、光触媒の光励起
に応じて無定型シリカは恒久的に親水性を維持するの
で、上記親水性を呈する部分と撥水性を呈する部分の双
方が表面に微視的に分散された構造は維持される。この
ような構造では、親水性表面と撥水性表面が隣接するた
め、親水性表面になじみやすい親水性の付着物は隣接す
る撥水性部分になじまない。逆に撥水性表面になじみや
すい疎水性の付着物は隣接する親水性部分になじまな
い。そのため、親水性付着物も、疎水性付着物も部材表
面に固着されることはなく、表面は清浄な状態に維持さ
れる。
The present invention also provides an antifouling tunnel inner wall, characterized in that a surface layer containing photocatalyst particles, amorphous silica and a water-repellent fluororesin is formed on the surface of a substrate. With this configuration, both the amorphous silica in the surface layer and the water-repellent portion where the water-repellent fluororesin is exposed to the outside are exposed on the surface. It becomes the structure distributed in.
Further, the presence of the photocatalyst allows the amorphous silica to maintain its hydrophilicity permanently in response to the photoexcitation of the photocatalyst, so that both the hydrophilic portion and the water-repellent portion are microscopically visible on the surface. The distributed structure is maintained. In such a structure, since the hydrophilic surface and the water-repellent surface are adjacent to each other, the hydrophilic adherent that easily adapts to the hydrophilic surface does not adapt to the adjacent water-repellent portion. Conversely, hydrophobic deposits that are easily adapted to the water-repellent surface do not adapt to adjacent hydrophilic portions. Therefore, neither the hydrophilic deposit nor the hydrophobic deposit is fixed to the member surface, and the surface is maintained in a clean state.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】次に、本発明の具体的な構成につ
いて説明する。本発明の一態様においては、図1に示す
ように、トンネル内壁基材の表面に光触媒粒子と、シリ
コーンと、撥水性フッ素樹脂を含む表面層が形成されて
いる。図1に光触媒を光励起することの可能な光が照射
されると、外気に露出したシリコーンの少なくとも一部
が、光触媒作用によりシリコーン分子中のケイ素原子に
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
て親水性を呈するようになり、シリコーンが外気に露出
した親水性を呈する部分と、撥水性フッ素樹脂が外気に
露出した撥水性を呈する部分の双方が表面に微視的に分
散された構造となる。さらに、光触媒が存在することに
より、光触媒の光励起に応じて無定型シリカは恒久的に
親水性を維持するので、上記親水性を呈する部分と撥水
性を呈する部分の双方が表面に微視的に分散された構造
は維持される。このような構造になることにより、親水
性付着物も、疎水性付着物も部材表面に固着されること
はなく、表面は清浄な状態に維持される。
Next, a specific configuration of the present invention will be described. In one embodiment of the present invention, as shown in FIG. 1, a surface layer containing photocatalyst particles, silicone, and a water-repellent fluororesin is formed on the surface of the tunnel inner wall substrate. When light capable of photo-exciting the photocatalyst is irradiated to FIG. 1, at least a part of the silicone exposed to the outside air becomes at least partially converted into a hydroxyl group by an organic group bonded to a silicon atom in the silicone molecule by a photocatalytic action. As a result of the substitution, it became hydrophilic, and both the silicone-exposed hydrophilic part exposed to the outside air and the water-repellent fluororesin exposed to the air and the water-repellent part were microscopically dispersed on the surface. Structure. Further, the presence of the photocatalyst allows the amorphous silica to maintain its hydrophilicity permanently in response to the photoexcitation of the photocatalyst, so that both the hydrophilic portion and the water-repellent portion are microscopically visible on the surface. The distributed structure is maintained. With such a structure, neither the hydrophilic deposit nor the hydrophobic deposit is fixed to the member surface, and the surface is maintained in a clean state.

【0008】本発明の他の態様においては、図2に示す
ように、トンネル内壁基材の表面に光触媒粒子と、無定
型シリカと、撥水性フッ素樹脂を含む表面層が形成され
ている。このような構成にすることにより、表面層中の
無定型シリカが外気に露出した親水性を呈する部分と、
撥水性フッ素樹脂が外気に露出した撥水性を呈する部分
の双方が表面に微視的に分散された構造となる。さら
に、光触媒が存在することにより、光触媒の光励起に応
じて無定型シリカは恒久的に親水性を維持するので、上
記親水性を呈する部分と撥水性を呈する部分の双方が表
面に微視的に分散された構造は維持される。このような
構造になることにより、親水性付着物も、疎水性付着物
も部材表面に固着されることはなく、表面は清浄な状態
に維持される。
In another embodiment of the present invention, as shown in FIG. 2, a surface layer containing photocatalyst particles, amorphous silica, and a water-repellent fluororesin is formed on the surface of the tunnel inner wall substrate. With such a configuration, the amorphous silica in the surface layer is exposed to the outside air and exhibits a hydrophilic portion,
Both of the water-repellent portions of the water-repellent fluororesin exposed to the outside air are microscopically dispersed on the surface. Further, the presence of the photocatalyst allows the amorphous silica to maintain its hydrophilicity permanently in response to the photoexcitation of the photocatalyst, so that both the hydrophilic portion and the water-repellent portion are microscopically visible on the surface. The distributed structure is maintained. With such a structure, neither the hydrophilic deposit nor the hydrophobic deposit is fixed to the member surface, and the surface is maintained in a clean state.

【0009】光触媒とは、その結晶の伝導帯と価電子帯
との間のエネルギーギャップよりも大きなエネルギー
(すなわち短い波長)の光(励起光)を照射したとき
に、価電子帯中の電子の励起(光励起)が生じて、伝導
電子と正孔を生成しうる物質をいい、光触媒性酸化物に
は、例えば、アナターゼ型酸化チタン、ルチル型酸化チ
タン、酸化亜鉛、酸化錫、酸化第二鉄、三酸化二ビスマ
ス、三酸化タングステン、チタン酸ストロンチウム等の
酸化物が好適に利用できる。光触媒の光励起に用いる光
源としては、高圧ナトリウムランプ、低圧ナトリウムラ
ンプ、メタルハライドランプ、蛍光灯、水銀灯、蛍光水
銀灯等のトンネル内の照明、ヘッドランプ等の通過する
自動車の照明が利用できる。光触媒の光励起により、基
材表面が高度に親水化されるためには、励起光の照度は
0.001mW/cm以上あればよいが、0.01m
W/cm以上だと好ましく、0.1mW/cm以上
だとより好ましい。
A photocatalyst is a device that emits light (excitation light) having an energy (ie, shorter wavelength) larger than the energy gap between the conduction band and the valence band of a crystal when the electrons in the valence band are irradiated. A substance capable of generating conduction electrons and holes by excitation (photoexcitation). Photocatalytic oxides include, for example, anatase-type titanium oxide, rutile-type titanium oxide, zinc oxide, tin oxide, and ferric oxide. And oxides such as bismuth trioxide, tungsten trioxide and strontium titanate. As a light source used for photoexcitation of the photocatalyst, illumination in a tunnel such as a high-pressure sodium lamp, a low-pressure sodium lamp, a metal halide lamp, a fluorescent lamp, a mercury lamp, a fluorescent mercury lamp, and a vehicle light passing through a headlamp can be used. In order for the surface of the base material to be highly hydrophilized by photoexcitation of the photocatalyst, the illuminance of the excitation light may be 0.001 mW / cm 2 or more.
It is preferably at least W / cm 2, more preferably at least 0.1 mW / cm 2 .

【0010】シリコーンには、平均組成式 RSiO(4−p)/2 (式中、Rは一価の有機基の1種若しくは2種以上から
なる官能基、又は、一価の有機基と水素基から選ばれた
2種以上からなる官能基であり、Xはアルコキシ基、又
は、ハロゲン原子であり、pは0<p<2を満足する数
である)で表される樹脂が利用できる。
The silicone has an average composition formula R p SiO (4-p) / 2 (where R is a functional group comprising one or more monovalent organic groups, or a monovalent organic group) Wherein X is an alkoxy group or a halogen atom, and p is a number satisfying 0 <p <2). it can.

【0011】撥水性フッ素樹脂には、ポリテトラフルオ
ロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリヘ
キサフルオロプロピレン、テトラフルオロエチレン−ヘ
キサフルオロプロピレンコポリマー等が好適に利用でき
る。
As the water-repellent fluororesin, polytetrafluoroethylene, polychlorotrifluoroethylene, polyhexafluoropropylene, tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer and the like can be suitably used.

【0012】表面層の膜厚は、0.4μm以下にするの
が好ましい。そうすれば、光の乱反射による白濁を防止
することができ、表面層は実質的に透明となる。さら
に、表面層の膜厚を、0.2μm以下にすると一層好ま
しい。そうすれば、光の干渉による表面層の発色を防止
することができる。また、表面層が薄ければ薄いほどそ
の透明度は向上する。更に、膜厚を薄くすれば、表面層
の耐摩耗性が向上する。
The thickness of the surface layer is preferably set to 0.4 μm or less. Then, cloudiness due to irregular reflection of light can be prevented, and the surface layer becomes substantially transparent. Further, it is more preferable that the thickness of the surface layer be 0.2 μm or less. Then, it is possible to prevent the surface layer from being colored by light interference. Also, the thinner the surface layer, the better its transparency. Further, when the film thickness is reduced, the wear resistance of the surface layer is improved.

【0013】表面層には、Ag、Cu、Znのような金
属を添加することができる。前記金属を添加した表面層
は、表面に付着した細菌や黴を暗所でも死滅させること
ができる。
A metal such as Ag, Cu and Zn can be added to the surface layer. The surface layer to which the metal is added can kill bacteria and fungi attached to the surface even in a dark place.

【0014】表面層にはPt、Pd、Ru、Rh、I
r、Osのような白金族金属を添加することができる。
前記金属を添加した表面層は、光触媒の酸化還元活性を
増強でき、有機物汚れの分解性、有害気体や悪臭の分解
性を向上させることができる。
Pt, Pd, Ru, Rh, I
A platinum group metal such as r or Os can be added.
The surface layer to which the metal is added can enhance the redox activity of the photocatalyst, and can improve the decomposability of organic contaminants and the decomposability of harmful gases and odors.

【0015】本発明は、トンネル内壁基材として、現場
打ちコンクリート基材、アスベストパネル、タイル、ホ
ウロウ鉄板、メッキ鉄板、ステンレス鋼板、アルミニウ
ムパネル、プラスチックパネル等の内装板基材の双方と
も適用可能である。
The present invention can be applied to both a cast-in-place concrete substrate, an asbestos panel, a tile, an enameled iron plate, a plated iron plate, a stainless steel plate, an aluminum panel, a plastic panel and other interior plate substrates as a tunnel inner wall substrate. is there.

【0016】次に、基材表面に、光触媒性酸化物粒子と
シリコーンと撥水性フッ素樹脂とを含有する表面層が形
成されている防汚性部材の製法について説明する。この
場合の製法は、基本的には、基材表面にコーティング組
成物を塗布し、硬化させることによる。
Next, a method for producing an antifouling member in which a surface layer containing photocatalytic oxide particles, silicone and a water-repellent fluororesin is formed on the surface of a substrate will be described. The production method in this case is basically based on applying a coating composition to the surface of a substrate and curing the composition.

【0017】ここでコーティング組成物は、光触媒粒
子、撥水性フッ素樹脂の他にシリコーンの前駆体を必須
構成要件とし、その他に水、エタノール、プロパノール
等の溶媒や、塩酸、硝酸、硫酸、酢酸、マレイン酸等の
シリコーンの前駆体の加水分解を促進する触媒や、トリ
ブチルアミン、ヘキシルアミンなどの塩基性化合物類、
アルミニウムトリイソプロポキシド、テトライソプロピ
ルチタネートなどの酸性化合物類等のシリコーンの前駆
体を硬化させる触媒や、シランカップリング剤等のコー
ティング液の分散性を向上させる界面活性剤などを添加
してもよい。
Here, the coating composition contains, as essential components, a silicone precursor in addition to the photocatalyst particles and the water-repellent fluororesin, and a solvent such as water, ethanol, propanol, hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, acetic acid, Catalysts that promote the hydrolysis of silicone precursors such as maleic acid, and basic compounds such as tributylamine and hexylamine,
A catalyst for curing a silicone precursor such as acidic compounds such as aluminum triisopropoxide and tetraisopropyl titanate, and a surfactant for improving dispersibility of a coating solution such as a silane coupling agent may be added. .

【0018】ここでシリコーンの前駆体としては、平均
組成式 RSiX(4−p−q)/2 (式中、Rは一価の有機基の1種若しくは2種以上から
なる官能基、又は、一価の有機基と水素基から選ばれた
2種以上からなる官能基であり、Xはアルコキシ基、又
は、ハロゲン原子であり、p及びqは0<p<2、0<
q<4を満足する数である)で表されるシロキサンから
なる塗膜形成要素、又は一般式 RSiX4−p (式中、Rは一価の有機基の1種若しくは2種以上から
なる官能基、、又は、一価の有機基と水素基から選ばれ
た2種以上からなる官能基であり、Xはアルコキシ基、
又は、ハロゲン原子であり、pは1または2である)で
表される加水分解性シラン誘導体からなる塗膜形成要
素、が好適に利用できる。
[0018] Here, as the precursor of a silicone, in the average composition formula R p SiX q O (4- p-q) / 2 ( wherein, R consists of one or more organic groups monovalent functional X or a functional group comprising two or more selected from a monovalent organic group and a hydrogen group, X is an alkoxy group or a halogen atom, and p and q are 0 <p <2, 0 <
q <film forming element comprising a siloxane represented by 4 is a number satisfying), or the general formula R p SiX 4-p (wherein, R is from one or more of the monovalent organic group Or a functional group consisting of two or more selected from a monovalent organic group and a hydrogen group, wherein X is an alkoxy group,
Alternatively, a film-forming element composed of a hydrolyzable silane derivative represented by a halogen atom and p is 1 or 2) can be suitably used.

【0019】ここで上記加水分解性シラン誘導体からな
る塗膜形成要素としては、メチルトリメトキシシラン、
メチルトリエトキシシラン、メチルトリプロポキシシラ
ン、メチルトリブトキシシラン、エチルトリメトキシシ
ラン、エチルトリエトキシシラン、エチルトリプロポキ
シシラン、エチルトリブトキシシラン、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
トリプロポキシシラン、フェニルトリブトキシシラン、
ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラ
ン、ジメチルジプロポキシシラン、ジメチルジブトキシ
シラン、ジエチルジメトキシシラン、ジエチルジエトキ
シシラン、ジエチルジプロポキシシラン、ジエチルジブ
トキシシラン、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、フェニルメチルジプロポ
キシシラン、フェニルメチルジブトキシシラン、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−プロピルトリプロポキシシラン、n−プロ
ピルトリブトキシシラン、γ−グリコキシドキシプロピ
ルトリメトキシシラン、γ−アクリロキシプロピルトリ
メトキシシラン等が好適に利用できる。
Here, as the coating film forming element comprising the hydrolyzable silane derivative, methyltrimethoxysilane,
Methyltriethoxysilane, methyltripropoxysilane, methyltributoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, ethyltripropoxysilane, ethyltributoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, phenyltripropoxysilane, Phenyltributoxysilane,
Dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, dimethyldipropoxysilane, dimethyldibutoxysilane, diethyldimethoxysilane, diethyldiethoxysilane, diethyldipropoxysilane, diethyldibutoxysilane, phenylmethyldimethoxysilane, phenylmethyldiethoxysilane, phenyl Methyldipropoxysilane, phenylmethyldibutoxysilane, n-propyltrimethoxysilane, n-propyltriethoxysilane, n-propyltripropoxysilane, n-propyltributoxysilane, γ-glycoxydoxypropyltrimethoxysilane, γ -Acryloxypropyltrimethoxysilane and the like can be suitably used.

【0020】また、上記シロキサンからなる塗膜形成要
素としては、上記加水分解性シラン誘導体の部分加水分
解及び脱水縮重合、又は上記加水分解性シラン誘導体の
部分加水分解物と、テトラメトキシシラン、テトラエト
キシシラン、テトラプロポキシシラン、テトラブトキシ
シラン、ジエトキシジメトキシシラン等の部分加水分解
物との脱水縮重合等で作製することができる。
The film-forming element composed of the above-mentioned siloxane includes partial hydrolysis and dehydration-condensation polymerization of the above-mentioned hydrolyzable silane derivative, or partially hydrolyzate of the above-mentioned hydrolyzable silane derivative, tetramethoxysilane, tetramethoxysilane and tetramethoxysilane. It can be produced by dehydration polycondensation with a partial hydrolyzate such as ethoxysilane, tetrapropoxysilane, tetrabutoxysilane, diethoxydimethoxysilane and the like.

【0021】上記コーティング組成物の塗布方法として
は、スプレーコーティング法、ディップコーティング
法、フローコーティング法、スピンコーティング法、ロ
ールコーティング法、刷毛塗り、スポンジ塗り等の方法
が好適に利用できる。硬化方法としては、熱処理、室温
放置、紫外線照射等により重合させて行うことができ
る。
As a method of applying the above coating composition, methods such as spray coating, dip coating, flow coating, spin coating, roll coating, brush coating, and sponge coating can be suitably used. As a curing method, it can be carried out by polymerizing by heat treatment, standing at room temperature, ultraviolet irradiation, or the like.

【0022】次に、基材表面に、光触媒粒子と無定型シ
リカと撥水性フッ素樹脂とを含有する表面層が形成され
ている防汚性部材の製法について説明する。この場合の
製法は、基本的には、基材表面にコーティング組成物を
塗布し、硬化させることによる。
Next, a method for producing an antifouling member in which a surface layer containing photocatalyst particles, amorphous silica and a water-repellent fluororesin is formed on the surface of a substrate will be described. The production method in this case is basically based on applying a coating composition to the surface of a substrate and curing the composition.

【0023】ここでコーティング組成物は、光触媒粒
子、撥水性フッ素樹脂の他にシリカ粒子又はシリカの前
駆体を必須構成要件とし、その他に水、エタノール、プ
ロパノール等の溶媒や、塩酸、硝酸、硫酸、酢酸、マレ
イン酸等のシリカの前駆体の加水分解を促進する触媒
や、トリブチルアミン、ヘキシルアミンなどの塩基性化
合物類、アルミニウムトリイソプロポキシド、テトライ
ソプロピルチタネートなどの酸性化合物類等のシリカの
前駆体を硬化させる触媒や、シランカップリング剤等の
コーティング液の分散性を向上させる界面活性剤などを
添加してもよい。
The coating composition contains silica particles or a silica precursor in addition to the photocatalyst particles and the water-repellent fluororesin as essential components. In addition, solvents such as water, ethanol and propanol, hydrochloric acid, nitric acid and sulfuric acid are used. , Acetic acid, catalysts that promote the hydrolysis of silica precursors such as maleic acid, and silica such as basic compounds such as tributylamine and hexylamine, and acidic compounds such as aluminum triisopropoxide and tetraisopropyl titanate. A catalyst for curing the precursor or a surfactant for improving the dispersibility of the coating liquid such as a silane coupling agent may be added.

【0024】ここでシリコーンの前駆体としては、平均
組成式 SiX(4−q)/2 (式中、Xはアルコキシ基、又は、ハロゲン原子であ
り、qは0<q<4を満足する数である)で表されるシ
リケートからなる塗膜形成要素、又は一般式 SiX (式中、Rは一価の有機基の1種若しくは2種以上から
なる官能基、、又は、一価の有機基と水素基から選ばれ
た2種以上からなる官能基であり、Xはアルコキシ基、
又は、ハロゲン原子である)で表される4官能加水分解
性シラン誘導体からなる塗膜形成要素等が好適に利用で
きる。
[0024] As the precursor wherein the silicone in the average composition formula SiX q O (4-q) / 2 ( wherein, X is an alkoxy group or a halogen atom, q is 0 <q <satisfies 4 A film-forming element composed of a silicate represented by the following formula: or a general formula SiX 4 (wherein R is a functional group composed of one or more monovalent organic groups, or a monovalent organic group) Is a functional group consisting of two or more selected from an organic group and a hydrogen group, wherein X is an alkoxy group,
Alternatively, a film-forming element made of a tetrafunctional hydrolyzable silane derivative represented by a halogen atom) can be suitably used.

【0025】ここで上記4官能加水分解性シラン誘導体
からなる塗膜形成要素としては、テトラメトキシシラ
ン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン、
テトラブトキシシラン、ジエトキシジメトキシシラン等
が好適に利用できる。
Here, the coating film forming element comprising the above-mentioned tetrafunctional hydrolyzable silane derivative includes tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetrapropoxysilane,
Tetrabutoxysilane, diethoxydimethoxysilane and the like can be suitably used.

【0026】また、上記シリケートからなる塗膜形成要
素としては、上記4官能加水分解性シラン誘導体の部分
加水分解及び脱水縮重合等で作製することができる。
The coating film-forming element comprising the above silicate can be prepared by partial hydrolysis, dehydration condensation polymerization, etc. of the above-mentioned tetrafunctional hydrolyzable silane derivative.

【0027】上記コーティング組成物の塗布方法として
は、スプレーコーティング法、ディップコーティング
法、フローコーティング法、スピンコーティング法、ロ
ールコーティング法、刷毛塗り、スポンジ塗り等の方法
が好適に利用できる。硬化方法としては、熱処理、室温
放置、紫外線照射等により重合させて行うことができ
る。
As the method of applying the coating composition, methods such as spray coating, dip coating, flow coating, spin coating, roll coating, brush coating, and sponge coating can be suitably used. As a curing method, it can be carried out by polymerizing by heat treatment, standing at room temperature, ultraviolet irradiation, or the like.

【0028】[0028]

【実施例】【Example】

参考例.アナターゼ型酸化チタンゾル(日産化学、TA
−15、硝酸解膠型、pH=1) と、シリカゾル(日
本合成ゴム、グラスカA液、pH=4)と、メチルトリ
メトキシシラン(日本合成ゴム、グラスカB液)とエタ
ノールを混合し、2〜3分攪拌して得たコーティング液
を、スプレーコーティング法にて5×10cm角の施釉
タイル基材(東陶機器、AB02E11)上に塗布し、
200℃で15分熱処理して、アナターゼ型酸化チタン
粒子11重量部、シリカ6重量部、シリコーン5重量部
からなる表面層を形成した#1試料を得た。#1試料の
水との接触角は85゜であった。ここで水との接触角は
接触角測定器(協和界面科学、CA−X150)を用
い、マイクロシリンジから水滴を滴下した後30秒後の
水との接触角で評価した。次いで#1試料表面に、紫外
線光源(三共電気、ブラックライトブルー(BLB)蛍
光灯)を用いて0.3mW/cmの紫外線照度で1日
照射し、#2試料を得た。その結果、#2試料の水との
接触角は0゜まで親水化された。次に、#1試料と、#
1試料に水銀灯を22.8mW/cmの紫外線照度で
2時間照射して得た#3試料夫々の試料表面をラマン分
光分析した。その結果、#1試料表面で認められたメチ
ル基のピークが#3試料では認められず、代わりに水酸
基のブロードなピークが認められた。以上のことから、
光触媒であるアナターゼ型酸化チタンの光励起に応じて
被膜の表面のシリコーン分子中のケイ素原子に結合した
有機基は、光触媒作用により水酸基に置換されること、
及び親水化されることがわかる。
Reference example. Anatase type titanium oxide sol (Nissan Chemical, TA
-15, nitric acid peptizing type, pH = 1), silica sol (Nippon Synthetic Rubber, Glasca A solution, pH = 4), methyltrimethoxysilane (Nippon Synthetic Rubber, Glasca B solution) and ethanol, and The coating liquid obtained by stirring for about 3 minutes is applied onto a 5 × 10 cm square glazed tile base material (TOTO Koki, AB02E11) by a spray coating method,
Heat treatment was performed at 200 ° C. for 15 minutes to obtain a # 1 sample having a surface layer formed of 11 parts by weight of anatase type titanium oxide particles, 6 parts by weight of silica, and 5 parts by weight of silicone. The contact angle of the # 1 sample with water was 85 °. Here, the contact angle with water was evaluated using a contact angle measuring device (Kyowa Interface Science, CA-X150) by the contact angle with water 30 seconds after a water droplet was dropped from the micro syringe. Next, the surface of the # 1 sample was irradiated with ultraviolet light of 0.3 mW / cm 2 for one day using an ultraviolet light source (Sankyo Electric, black light blue (BLB) fluorescent lamp) to obtain a # 2 sample. As a result, the contact angle with water of the # 2 sample was hydrophilized to 0 °. Next, # 1 sample and #
A sample surface of each of # 3 samples obtained by irradiating one sample with a mercury lamp at 22.8 mW / cm 2 of ultraviolet illuminance for 2 hours was subjected to Raman spectroscopic analysis. As a result, the methyl group peak observed on the # 1 sample surface was not observed on the # 3 sample, but a broad peak of the hydroxyl group was observed instead. From the above,
The organic group bonded to the silicon atom in the silicone molecule on the surface of the coating in response to the photoexcitation of the anatase-type titanium oxide as a photocatalyst is replaced with a hydroxyl group by photocatalysis,
It can be seen that the surface is made hydrophilic.

【0029】実施例.アナターゼ型酸化チタンゾル(日
産化学、TA−15)と、シリカゾル(日本合成ゴム、
グラスカA液)と、メチルトリメトキシシラン(日本合
成ゴム、グラスカB液)とポリテトラフルオロエチレン
(PTFE)粒子(ダイキン工業、ルブロンL−5)と
エタノールを混合し、2〜3分攪拌して得たコーティン
グ液を、スプレーコーティング法にて5×10cm角の
施釉タイル基材(東陶機器、AB02E11)上に塗布
し、200℃で15分熱処理して、アナターゼ型酸化チ
タン粒子33重量部、ポリテトラフルオロエチレン粒子
66重量部、シリカ6重量部、シリコーン5重量部から
なる表面層を形成した#4試料を得た。#4試料の水と
の接触角は110゜であった。次いで#4試料表面に、
紫外線光源(三共電気、ブラックライトブルー(BL
B)蛍光灯)を用いて0.3mW/cmの紫外線照度
で1日照射し、#5試料を得た。その結果、#5試料の
水との接触角は97.4゜とさほど変化がなかった。上
記参考例より、シリコーンが外気に露出した部分はシリ
コーン分子中のケイ素原子に結合した有機基は、光触媒
作用により水酸基に置換され、親水化されるはずである
から、その分だけ親水化して水との接触角が若干減少し
たと考えられる。すなわち、#5試料表面は、光触媒作
用により水酸基に置換され、親水化されたシリコーンが
外気に露出した親水性を呈する部分と、撥水性フッ素樹
脂が外気に露出した撥水性を呈する部分の双方が表面に
微視的に分散された構造となっていると推定される。
Embodiment 1 Anatase type titanium oxide sol (Nissan Chemical, TA-15) and silica sol (Nippon Synthetic Rubber,
(Glaska A solution), methyltrimethoxysilane (Nippon Synthetic Rubber, Glaska B solution), polytetrafluoroethylene (PTFE) particles (Daikin Industries, Lubron L-5) and ethanol are mixed and stirred for 2-3 minutes. The obtained coating solution is applied onto a 5 × 10 cm square glazed tile base material (TOTO Koki, AB02E11) by a spray coating method, and heat-treated at 200 ° C. for 15 minutes to obtain 33 parts by weight of anatase type titanium oxide particles. A # 4 sample having a surface layer composed of 66 parts by weight of polytetrafluoroethylene particles, 6 parts by weight of silica, and 5 parts by weight of silicone was obtained. The contact angle of the # 4 sample with water was 110 °. Then, on the surface of # 4 sample,
UV light source (Sankyo Electric, Black Light Blue (BL
B) Using a fluorescent lamp), the sample was irradiated with ultraviolet light of 0.3 mW / cm 2 for 1 day to obtain a # 5 sample. As a result, the contact angle of the # 5 sample with water was 97.4 °, and did not change much. According to the above reference example, the portion where the silicone is exposed to the outside air is supposed to be replaced by a hydroxyl group by a photocatalytic action and the organic group bonded to the silicon atom in the silicone molecule to be hydrophilized. It is considered that the contact angle with the film slightly decreased. In other words, the surface of the # 5 sample has both a hydrophilic portion where the hydroxyl group is substituted by the photocatalytic action and the hydrophilicized silicone is exposed to the outside air and a water-repellent portion where the water-repellent fluororesin is exposed to the outside air. It is assumed that the structure is microscopically dispersed on the surface.

【0030】次に、#5試料及び比較のため施釉タイル
板を屋外に設置して、堆積物や汚染物に対する表面の清
浄維持性を調べた。堆積物や汚染物に対する表面の清浄
維持性は、建物の屋上の屋根付き部分の下に図3のよう
に試料を設置し、4か月暴露することにより行った。そ
の結果、施釉タイル板では多少の汚れが観察されたのに
対し、#5試料では汚れは観察されなかった。その様子
を4か月暴露前後の色差の変化で調べた。ここで色差は
色差計(東京電色)を用い、日本工業規格(JIS)H
0201に従い、ΔE*表示を用いて調べた。その結
果、施釉タイル板では暴露前後の色差の変化は2あった
のに対し、#5試料では0.5と小さかった。
Next, the # 5 sample and a glazed tile plate were placed outdoors for comparison, and the cleanliness of the surface against deposits and contaminants was examined. The cleanliness of the surface against sediments and contaminants was determined by placing a sample as shown in FIG. 3 under a covered part on the roof of a building and exposing it for four months. As a result, some stains were observed on the glazed tile plate, whereas no stain was observed on the # 5 sample. The state was examined by the change in color difference before and after exposure for 4 months. Here, the color difference is measured using a color difference meter (Tokyo Denshoku) and measured according to Japanese Industrial Standards (JIS) H
In accordance with No. 0201, a check was made using the ΔE * designation. As a result, the change in color difference before and after exposure was 2 in the glazed tile plate, whereas it was as small as 0.5 in the # 5 sample.

【0031】[0031]

【発明の効果】本発明では、トンネル内壁において、基
材表面に、光触媒粒子とシリコーンと撥水性フッ素樹脂
とを含有する表面層が形成されているようにする、或い
は基材表面に、光触媒粒子と無定型シリカと撥水性フッ
素樹脂とを含有する表面層が形成されているようにする
ことにより、親水性付着物も、疎水性付着物も部材表面
に固着されることはなく、表面は清浄な状態に維持され
るようになる。
According to the present invention, on the inner wall of the tunnel, a surface layer containing photocatalyst particles, silicone and a water-repellent fluororesin is formed on the substrate surface, or the photocatalyst particles are formed on the substrate surface. By forming a surface layer containing silica and amorphous silica and a water-repellent fluororesin, neither hydrophilic deposits nor hydrophobic deposits are fixed to the member surface, and the surface is cleaned. State is maintained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明に係るトンネル内壁の表面構造を示す
図。
FIG. 1 is a diagram showing a surface structure of an inner wall of a tunnel according to the present invention.

【図2】 本発明に係るトンネル内壁の他の表面構造を
示す図。
FIG. 2 is a diagram showing another surface structure of the inner wall of the tunnel according to the present invention.

【図3】 本発明の実施例にに係る試験の試料の設置方
法を示す図。
FIG. 3 is a diagram showing a method of setting a test sample according to the embodiment of the present invention.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基材表面に、光触媒性酸化物粒子とシリ
コーンと撥水性フッ素樹脂とを含有する表面層が形成さ
れていることを特徴とする防汚性トンネル内壁。
1. An antifouling tunnel inner wall, wherein a surface layer containing photocatalytic oxide particles, silicone and a water-repellent fluororesin is formed on the surface of a substrate.
【請求項2】 基材表面に、光触媒性酸化物粒子と無定
型シリカと撥水性フッ素樹脂とを含有する表面層が形成
されていることを特徴とする防汚性トンネル内壁。
2. An antifouling tunnel inner wall, wherein a surface layer containing photocatalytic oxide particles, amorphous silica, and a water-repellent fluororesin is formed on a surface of a base material.
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