JPH10331116A

JPH10331116A - 遮音壁

Info

Publication number: JPH10331116A
Application number: JP9145612A
Authority: JP
Inventors: Toshio Saito; 俊夫斉藤; Takatoshi Ogawa; 孝寿小川; Atsumichi Kushibe; 淳道櫛部; Shinichiro Ando; 慎一郎安藤; Yoshimasa Ito; 喜昌伊藤
Original assignee: Kobe Steel Ltd; Takenaka Komuten Co Ltd; Takenaka Doboku Co Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd; Takenaka Komuten Co Ltd; Takenaka Doboku Co Ltd
Priority date: 1997-06-03
Filing date: 1997-06-03
Publication date: 1998-12-15

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単な構成で遮音性が良好であり、排気ガ
ス中のＮＯ_X、ＳＯ_X除去効果及びその持続性に優れ、
定期的なメンテナンスを必要としない遮音壁を提供す
る。【解決手段】遮音壁１０は片面に酸化チタンを含有
する光触媒活性層１８を備えた第１のパネル１２と、該
第１のパネル１２との間に気体が通過し得る通風路１６
を隔てて配置され、両面に酸化チタンを含有する光触媒
活性層１８を備えた第２のパネル１４から構成される。
この光触媒活性層１８は、チタン含有金属材料を陽極酸
化して得られた陽極酸化膜及び／又は酸化チタン粉体を
含有する薄膜等からなる。排気ガス中のＮＯ_X、ＳＯ_X
は光触媒活性層１８に接触して酸化され、空気中に存在
する水分や降雨などによりＨＮＯ₃、Ｈ₂ＳＯ₄として
固定化される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は環境浄化能を有する
遮音壁に関し、詳しくは光触媒活性を有する層を備え、
排気ガスに含まれる窒素酸化物等の除去に有用な遮音壁
に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車の排気ガス中に含まれる窒
素酸化物（ＮＯ_X）、硫黄酸化物（ＳＯ_X）等による大
気汚染が深刻化しているが、その対策としては、自動車
の排気ガス規制、ＮＯ_X、ＳＯ_Xを発生しない電気モー
タなどの他の動力機関への移行などが検討されているに
すぎないのが現状である。そこでこれらＮＯ_X、ＳＯ_X
を回収するために活性炭やセメントなどの表面積の大き
い吸着材を用いて吸着、除去させる方法が検討されてい
る。しかしながら、吸着除去による方法では吸着材が飽
和した時点で吸着材の交換が必要であり、回収された吸
着材自体の処理又は吸着されたＮＯ_Xを除去することに
よる再生処理を要するため、定期的なメンテナンスを要
するものであった。特に交通量の多い幹線道路や高速道
路においては、騒音とともにこの排気ガスによる大気汚
染が深刻であり、構造が簡単であって効果の持続性に優
れ、定期的なメンテナンスを必要としないＮＯ_X、ＳＯ
_Xの除去手段が望まれていた。

【０００３】従来、光触媒として、半導体機能を有する
酸化チタン、酸化鉄、酸化タングステン、酸化ケイ素等
若しくはそれらに触媒機能を向上させる目的で白金の如
き金属を担持させたものを用いており、防臭、防黴機能
を利用するために、それを微粒子化して表面に固定膜を
形成させたり、該微粒子を処理しようとする目的物に分
散させたりして用いていた。

【０００４】該光触媒機能を利用して、金属材料に防
臭、防黴機能を付与するために、微粒子化した光触媒を
基体に塗布する方法として、スプレーコーティング法、
ディップコーティング法、スピンコーティング法が知ら
れている。

【０００５】この光触媒活性を有する薄膜の強度を達成
するために、チタン或いはチタン合金からなる金属材料
基材を陽極酸化処理し、表面に酸化チタン層を形成する
ことも提案されている。このチタンを含有する金属材料
に形成された陽極酸化膜は、その膜厚によって、様々な
発色が得られることが知られおり、陽極酸化膜厚は、陽
極酸化電圧にほぼ比例するため、酸化電圧をコントロー
ルすることにより、様々な発色の金属材料が得られ、目
的に応じた発色の金属材料を酸化電位の調整によって任
意に得ることができ、意匠的にも好ましいものである。

【０００６】陽極酸化膜を所定の温度に加熱することに
より、光触媒活性が発現され、この熱処理条件によって
光触媒特性を制御し得ることが知られている。本発明で
は、これらの光触媒活性を有する物質を、従来とは異な
る目的、すなわち前記排気ガスの浄化処理に適用しよう
とするものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は前記問題点を
考慮してなされたものであり、本発明の目的は、簡単な
構成で遮音性が良好であり、さらに、排気ガス中のＮＯ
_X、ＳＯ_X除去効果及びその持続性に優れ、定期的なメ
ンテナンスを必要としない遮音壁を提供することにあ
る。本発明の第２の目的は、光触媒活性作用に優れ、長
期間用い得る強度と耐久性を有し、しかも、目的に応じ
た色相や光沢を得ることができる意匠性に優れた遮音壁
を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
遮音壁は、少なくとも片面に酸化チタンを含有する光触
媒活性層を備えた第１のパネルと、該第１のパネルとの
間に気体が通過し得る通風路を隔てて配置され、少なく
とも片面に酸化チタンを含有する光触媒活性層を備えた
第２のパネルとからなり、該光触媒活性層を第１のパネ
ルの通風路側の面に備えたことを特徴とする。ここで、
第２のパネルは両面に光触媒活性層を備えていてもよ
い。

【０００９】本発明の遮音壁において、第１のパネル
が、通風路側の面に孔あき板を設けるとともに内部に多
孔質材料を充填した吸音パネルであり、該孔あき板の表
面に光触媒活性層を備えたものが、吸音性の観点から好
ましい。また、光触媒活性層は、チタン含有金属材料を
陽極酸化して得られた膜厚２００〜５０００Åの陽極酸
化膜からなるものであっても、酸化チタン粉体を含有す
る薄膜からなるものであってもよい。

【００１０】有害物質の処理効率を上げるため、通風路
の少なくとも一カ所に排気ガスを通風路に誘導するため
のファンを備えた態様や、光触媒活性層表面に光を供給
するための光源を備えた態様が好ましく、これらの電源
としては太陽電池を用いることが省エネルギーの観点か
ら好ましい。

【００１１】本発明の遮音壁は、二つのパネル間に通風
路を設けて、通風路に面するパネルの表面に光触媒活性
を有する層を設けて、その通風路に排気ガスを誘導する
ことにより、排気ガスに含まれるＮＯ_X、ＳＯ_Xが光触
媒活性層に接触して酸化され、空気中に存在する水分や
降雨などによりＨＮＯ₃、Ｈ₂ＳＯ₄として固定化され
る。これら固定化された酸性物質は中和装置などによっ
て処理した後、排出すればよい。ＮＯ_X、ＳＯ_Xを酸化
する光触媒反応は光触媒活性層表面で起こるため、反応
は連続的に行われ、長期間の光触媒活性が維持される。
また、通風路にへの排気ガスの誘導は、走行中の自動車
によって引き起こされる風を利用すればよく、さらに、
通風路のいずれかに排気ガス誘導のためのファンを設け
ることにより処理効率を上げることもできる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の遮音壁について、
図面を示して詳しく説明する。

【００１３】本発明の遮音壁は、対向する２枚のパネル
により形成された通風路に排気ガスを誘導し、少なくと
も通風路に面して光触媒活性層を有することにより構成
される。図１は、本発明に係る遮音壁の一態様を示す概
略断面図である。遮音壁１０は、道路の両端に配置さ
れ、道路の最外側に第１のパネル１２が備えられ、それ
と平行に道路の中央部側に第２のパネル１４が備えら
れ、それらの間に通風路１６が形成されている。二枚の
パネル１２、１４の上端は道路の中央部に向かって湾曲
している。第１のパネル１２の通風路１６側表面には光
触媒活性層１８が形成されており、第２のパネル１４の
両面にも光触媒活性層１８が形成されている。道路を自
動車が通過するとその風圧で排気ガスが第２のパネル１
４の下方に設けられた開口部２０から通風路１６へと誘
導される。それぞれのパネル１２、１４の下端近傍に
は、光触媒活性層１８表面において生成する酸性物質を
誘導するための耐酸性の材料からなるドレン２２が形成
されており、酸性物質を図示されない中和槽へと搬送す
る。通風路１６へ誘導された排気ガスや路上に拡散した
排気ガスは第１及び第２のパネル１２、１４の表面に形
成された光触媒活性層１８に接触して排気ガス中のＮＯ
_X、ＳＯ_Xが酸化され、空気中に存在する水分や降雨な
どによりＨＮＯ₃、Ｈ₂ＳＯ₄として固定化されパネル
壁面を伝わって下方へ流れ、ドレン２２に流入する。通
風路１６出口からは、浄化された空気が排出される。こ
の態様では、遮音壁１０は第１及び第２のパネル１２、
１４からなる二重構造を有し、且つそれらの間に空気の
流動が行われる空隙、即ち、通風路１６が形成されてい
ることから、従来の一枚壁からなる遮音壁に比較して遮
音性に優れている。

【００１４】パネルの材料は通常、遮音壁に用いられる
ものを適宜選択することができ、例えば、金属パネル、
コンクリート製パネルなどの単一の材料からなるパネル
でもよく、鉄筋を芯材として形成されたコンクリートな
どの建築材料からなる構造体であってもよく、また、適
当な枠材中に多孔質材料や繊維状物質が充填され、表面
に穴あき板を備えた吸音パネルであってもよい。本発明
に用いられる基材となるパネルは単位面積当たりの処理
効率の観点から、配置面積当たりの表面積が大きいもの
が好ましく、このため、パネル基材表面に凹凸を形成し
たり、多孔質材料を用いることも好ましい。

【００１５】通風路１６の幅、すなわち第１のパネル１
２と第２のパネル１４との間隔は道路の規模や交通量
（すなわち排気ガスの量）によって適宜選択し得るが、
一般的には５〜３０ｃｍ程度であることが好ましい。ま
た、第１のパネル１２と第２のパネル１４とは必ずしも
平行に配置されなくてもよく、通風路１６に広い部分と
狭い部分とを設けてもよく、先端が広くなっている構造
でも、先端が狭くなっている構造でもよく、また、先端
の全てが開放されていなくてもよく、例えば、通風路に
おける排気ガスの流れを制御する等の目的によって通風
路１６の構造は適宜選択することができる。

【００１６】次に、これらのパネル表面に光触媒活性層
を形成する方法について説明する。本発明において光触
媒活性層を形成材料としては酸化チタン含有材料が最も
好ましい。酸化チタン含有材料をパネル表面に形成する
方法としては、チタン含有金属材料からなる基材を陽極
酸化処理する方法が挙げられる。この処理により基体上
に酸化チタンを含む陽極酸化膜が形成され、この酸化チ
タンが優れた光触媒活性を有する。ここで基材として用
いられるチタン含有金属材料とは、純チタン及びチタン
を含有する合金を包含するものである。パネル自体をこ
のチタン含有金属材料とすれば、パネル上に直接光触媒
活性層を形成できる。

【００１７】チタン含有金属材料は、実質的に１００％
チタンからなる純チタンであってもよく、またチタンを
含有する合金であってもよいが、得られる金属材料の光
触媒性能の観点から、基体に使用される合金全体におけ
るチタン含有量は９０％以上であることが好ましい。本
発明において、実質的とは、本発明の効果を損なわない
程度の不純物、混合物の存在を包含する意味を有するも
のである。

【００１８】また、チタンと共に合金を構成する金属
は、チタンとの相溶性が良好であれば特に制限はなく、
目的に応じて、例えば、Ｔｉ−５Ａｌ−２．５Ｓｎ合
金、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ合金、Ｔｉ−１５Ｍｏ−５Ｚｒ
−３Ａｌ合金等の如き汎用のチタン合金も使用すること
ができる。

【００１９】光触媒効果の観点からは、酸化チタンと併
用することにより光触媒活性を向上させる働きを有す
る、５族〜１１族元素及び１４族元素からなる群より選
択される元素を併用することが好ましい。なかでも、光
触媒活性向上の顕著な元素、例えば、白金、金、パラジ
ウム、ルテニウム、ニッケル、コバルト、クロム、モリ
ブデンがより好ましい。また、酸化物を形成することに
よってさらに光触媒活性を発現するという観点から、
鉄、タングステン、亜鉛などの金属も好ましい。

【００２０】また上記の光触媒活性を向上させる働きを
する元素について、陽極酸化に用いる電解水溶液である
１容量％（２５℃）リン酸水溶液中でアノード分極測定
した結果、特に光触媒活性の向上が大きい元素は、不働
態域においてアノード電流が５×１０^-2ｍＡ／ｃｍ²以
上となる電位が対Ａｇ／ＡｇＣｌ（銀・塩化銀参照電極
基準）で３Ｖ以下となることがあきらかになった。この
ような効果を有する元素として、特にニッケル、ルテニ
ウム、クロムが挙げられる。

【００２１】これらの併用元素の好ましい添加量は、各
々の元素が金属基材全体に対して０．００５〜２．０重
量％の範囲である。添加量が０．００５重量％未満では
好ましい光触媒活性向上効果が得難く、２．０重量％を
超える添加は、チタン含有金属材料の加工性や靱性が低
下する虞があるため、いずれも好ましくない。

【００２２】このような陽極酸化処理を行うと、表面に
近い部分ほど、酸化チタン〔ＴｉＯ ₂〕の含有量が多
く、基体の内部ではチタン〔Ｔｉ〕の割合が多くなり、
光触媒反応に関与する表面部分に光触媒活性を有する酸
化チタンが多く存在して、効率よい光触媒活性を示すと
共に、陽極酸化膜が基体である金属材料と一体化されて
形成されるため、強度、耐久性に優れた光触媒活性層が
形成される。

【００２３】本発明においては、光触媒機能を発現する
物質として、酸化チタンを用いているが、通常、光触媒
機能を発現する半導体としては、特公平２−９８５０号
の記載の如き物質が挙げられ、特に、酸化チタン、酸化
鉄、酸化タングステン、酸化亜鉛、チタン酸ストロンチ
ウム等が広く知られている。本発明の光触媒活性を有す
る金属材料には、主として光触媒効果に特に優れた酸化
チタンの原料であるチタン含有金属材料を使用している
が、前記の各半導体材料やそれらを構成する金属材料、
例えば、アルミニウム、ステンレス及び亜鉛等も好適に
適用しうる。

【００２４】チタン含有金属材料等からなる基材は、パ
ネル自体をこの金属材料で作成する場合には、予めパネ
ルの形状、寸法に加工し、コンクリートや多孔質板など
のボードの表面に添付して用いる場合には、予め金属薄
板や箔状に加工し、その後、陽極酸化処理される。陽極
酸化処理を行う前に、熱処理等の前処理を施してもよ
い。所望の形状に成形加工したものは、表面洗浄を施さ
れ、その後酸化処理に付されるが、均一で緻密な処理が
可能である、複雑な形状でも簡単に処理しうる、光触活
性を有する層の強度に優れるという観点から、電解質溶
液中での陽極酸化処理が好ましい。酸化処理を行うと、
チタン含有金属材料のうち表面部分が酸化して酸化チタ
ンを含有する陽極酸化層を形成させることができる。

【００２５】図２は、陽極酸化処理装置の概略図であ
る。所望の形状に成形され、前処理を施されたチタン含
有金属材料からなる成形体（図２においては板状をな
す）２４は、アノード２６に接続され、カソード２８に
は純チタン板３０が接続される。セル３２中には、適当
な電解質を含有する水溶液（本態様においては２５℃１
容量％リン酸水溶液）３４が満たされ、前記成形体２４
と純チタン板３０が浸漬されている。電圧計３６、電流
計３８を観察して、直流電流を調整しながら、直流電力
供給装置３９により電力を供給して、電圧数Ｖ〜数百Ｖ
程度で、陽極酸化処理を行うものである。すなわち、得
られた金属材料成形体２４を、図２に示す陽極酸化処理
装置のアノード２６に取り付けて、１重量％リン酸水溶
液中で、電圧１０〜２５０Ｖで陽極酸化処理を行って、
金属材料、特にそこに含まれるチタンを酸化し、表面に
数百Å〜数千Åの厚さの酸化チタン膜（陽極酸化膜）１
８を形成させるものであり、この酸化チタン膜が光触媒
活性層の機能を果たす。

【００２６】この陽極酸化処理の程度は、所望の光触媒
活性及び発色色相によって調整する。即ち、酸化チタン
膜１８は、その膜厚によって様々な発色が得られ、ま
た、酸化チタン膜厚は、陽極酸化電圧にほぼ比例するた
め、酸化電圧をコントロールすることにより、様々な発
色の金属材料を得ることができる。形成される陽極酸化
膜の膜厚は、意匠性及び優れた光触媒活性を有するとい
う観点から、膜厚は２００〜５０００Å程度であること
が好ましい。この陽極酸化処理によれば、微細で均一な
表面酸化が可能なため、複雑な形状の金属材料も、均一
で、且つ、すぐれた光触媒機能を持つものに簡単に加工
することができる。

【００２７】金属材料基体の表面に形成された陽極酸化
膜を固定化し、強度、密着性を向上させ、且つ、光触媒
特性を向上させるために、この陽極酸化膜を形成した
後、引続き大気酸化処理を行うのが有効である。これ
は、大気中において加熱処理を施すものであり。処理条
件は温度が２００〜６００℃の範囲で、１０〜３００分
間行われることが好ましく、より好ましくは、温度が２
３０〜３００℃の範囲、処理時間３０〜１５０分間の範
囲である。温度が低すぎる場合又は処理時間が短すぎる
場合には、酸化被膜の強度、密着性の向上効果が不十分
であり、温度が高すぎる場合には、被膜の色調が灰色に
変化してしまい意匠性が低下する。また、被膜の強度、
密着性の向上は処理時間１５０〜３００分で飽和し、そ
れ以上の処理を続けても効果の向上は見られないので、
経済的な観点からこの時間を超える処理は好ましくな
い。

【００２８】また、光触媒活性層を形成する他の方法と
しては、酸化チタン粉体を含有する薄膜をコーティング
する方法が挙げられる。酸化チタン粉体含有薄膜の形成
方法としては、光触媒活性を有する酸化チタン粉体など
をそのまま或いは適当な分散媒に分散させてパネル基材
の表面にコーティングする方法が挙げられる。酸化チタ
ン粉体含有薄膜の膜厚は０．１〜２μｍであることが好
ましくい。０．１μｍ未満では十分な光触媒活性が得難
く、２μｍを超えても光触媒活性効果の向上は見られ
ず、薄膜の膜強度に問題がでる虞がある。

【００２９】ここで用いられる酸化チタン粉体は、光触
媒機能を向上させる機能を有する元素で修飾されたもの
を用いることもできる。これらの元素は、酸化チタンと
共存して、光触媒反応において還元反応サイトになりう
る元素で、周期律表５族〜１１族元素及び１４族元素な
どが代表的に挙げられるが、特に効果の高い白金、金、
パラジウム、銀、銅、ルテニウム、ニッケル、コバル
ト、クロム、モリブデンからなる群から選択されること
が好ましく、これらのうち、防臭、防黴効果の点から白
金、金、パラジウム、ルテニウム、ニッケル、クロム、
銀がより好ましく、加工の容易さ、価格の点からパラジ
ウム、ルテニウム、ニッケル、クロムが特に好ましい。

【００３０】コーティングする酸化チタンは市販の酸化
チタン粉を用いることもできるが、例えば、チタンの高
温焼成、電気酸化、化学的蒸着法、真空蒸着法、共沈
法、金属ハロゲン化法、無機金属塩の中和や加水分解、
金属アルコキシドの加水分解、ゾルゲル法等の常法によ
り調製することもできる。また、酸化チタンの前記元素
による修飾は、含浸法、沈澱法、イオン交換法、光電析
法、練成法等の公知の方法により行うことができる。

【００３１】本発明において、前記パネル基材の表面に
酸化チタン粉体含有薄膜を形成する方法は、例えばスプ
レーコーティング法、ディップコーティング法、スピン
コーティング法、スパッタリング法等の少なくとも１つ
以上の方法が採用される。これらの方法により平面、曲
面あるいは複雑な形状面を有する如きパネル基材上の一
部又は全部に酸化チタン粉体含有薄膜を形成することが
できる。このような方法によって形成される酸化チタン
粉体含有薄膜は、光触媒活性を有し、防臭・防黴性など
を発現する。

【００３２】さらに、この酸化チタン粉体含有薄膜の強
度、密着性を向上させるために、この酸化チタン粉体含
有薄膜形成後に、加熱処理を行うことが好ましい。この
加熱処理は、光触媒活性を有する材料が適用される部位
に要求される強度、光触媒性能によって、選択すること
ができるが、前記大気酸化処理の場合と同様に、２００
〜６００℃の温度範囲で１０〜３００分の範囲で行われ
ることが好ましく、より好ましくは、温度が２３０〜３
００℃の範囲、処理時間３０〜１５０分間の範囲であ
る。加熱時間が１０分未満或いは温度が２００℃未満で
あると膜強度、密着性の向上が不充分であり、温度が６
００℃を超えると、下層の陽極酸化被膜の色調が灰色に
変色し、意匠性が低下するため好ましくない。また、加
熱処理を１５０〜３００分を超える時間行っても効果の
向上は見られず、経済的観点から好ましくない。加熱処
理は、例えば、電気炉中で、約３０〜１５０分間行い、
その後は室温まで徐々に冷却することが好ましい。冷却
を急激に行うと、膜と基体との熱膨張係数の差によるク
ラックが生じ、密着性が低下するため好ましくない。

【００３３】光触媒活性層の好ましい態様として、前記
陽極酸化膜の表面に、さらに酸化チタン粉体を含有する
薄膜をコーティングする態様が挙げられる。この場合、
粉体含有薄膜の光透過性（透明性）が低下して、陽極酸
化膜の色相が損なわれるのを防止するため、酸化チタン
粉体含有薄膜の膜厚は２００Å〜２μｍであることが好
ましい。このように表面に形成された酸化チタン粉体含
有薄膜の膜厚を数μｍ程度までとすることによって、透
明性を有し、且つ、光触媒活性を有する薄膜となる。従
って、薄膜の下層に形成された陽極酸化膜の色彩や光沢
の効果を損なうことなく、２層構造による高い光触媒活
性を達成することができる。

【００３４】表面に酸化チタン粉体含有薄膜を形成した
後に、前記の如き大気中における加熱処理を行う場合に
は、陽極酸化膜を形成した後の加熱処理を省略すること
ができる。即ち、陽極酸化膜及び酸化チタン粉体含有薄
膜の２層を形成した後に、加熱処理を行うことによって
も同様の特性を有する光触媒活性層を得ることができ
る。酸化チタン粉体含有薄膜は、光触媒活性を有し、防
臭・防黴性などを発現するが、一般に、構造をミクロ的
に見ればポーラスで、強度や密着性に問題がある場合も
多いが、このように薄膜の下層に緻密で強度、密着性に
優れた陽極酸化膜を形成することにより、さらに優れた
強度、密着性が得られる。

【００３５】また、光触媒活性層の別の態様として、光
触媒活性を有する酸化チタン等の金属粒子を無機バイン
ダー中に分散させたものを用いて層を形成することがで
きる。ここで無機バインダーとはセメント、コンクリー
トのような無機多孔質体マトリックスが好ましい。この
光触媒活性を有する物質としては、特開平９−６６３２
８号に記載の無機粒状材料が好ましく、また、この無機
粒状材料を形成する分散体の層をパネル材表面に形成
し、物理力を加えて光触媒活性を有する粒子をマトリッ
クス表面に露出させて光触媒活性層を形成することもで
きる。このように、多孔質体からなるバインダーを用い
ることにより大きな表面積が得られ、処理効率上も好ま
しい。

【００３６】図１で示した遮音壁は、排気ガスが自動車
が通過する風圧で対向する２枚のパネル１２、１４によ
り形成された通風路１６に排気ガスを誘導するものであ
ったが、排気ガスを積極的に通風路１６に誘導し、さら
に空気浄化処理効率を上げるために通風路１６の一部に
ファンを設けることが好ましい。図３は、通風路１６の
入り口近傍にファン４０を設けた遮音壁の態様を示す概
略断面図である。図３における遮音壁４２の第１のパネ
ル１２はコンクリートパネル基材４４の通風路側の表面
に光触媒活性層１８が形成されており、第２のパネル１
４はコンクリート４６からなり、その両面に陽極酸化膜
からなる光触媒活性層１８が形成されている。ここで
は、第２のパネル１４の下方に設けられた開口部２０に
ファン４０が備えられており、道路側に拡散する排気ガ
スを積極的に通風路１６に誘導し、通風路１６内におい
て気流を発生させるため排気ガスと光触媒活性層１８と
が接触する確率も上昇し、排気ガスの浄化処理効率が向
上する。

【００３７】図４は、ファン４０が通風路１６の出口近
傍に配置された遮音壁４８の態様を示す概略断面図であ
る。このように、通風路１６に排気ガスを誘導するため
のファン４０は通風路１６のいずれの場所に設けられて
いてもよい。図４における遮音壁４８の第１のパネル１
２は金属パネル基材４４の通風路側の表面に陽極酸化膜
上に酸化チタン粉体含有薄膜を形成してなる光触媒活性
層１８が設けられており、第２のパネル１４はチタン含
有金属基材の表面に陽極酸化膜からなる光触媒活性層１
８が形成されている。この第２のパネル１４は両面が光
触媒活性層１８であり、両面ともに光触媒活性を有して
いる。

【００３８】本発明の遮音壁においては、排気ガスと光
触媒活性層との接触効率が空気浄化処理効率と相関する
ため、特に道路側に配置される第２のパネルは表面積が
大きいことが好ましい。この目的のための第２のパネル
の形状の例を挙げれば、図５に斜視図として示すのは、
多数のルーバーを横に並列に配置した形状であり、ルー
バー５０は道路側の先端が下方に向くように傾斜してお
り、下方の先端には酸性物質を誘導するドレン５２がル
ーバー５０の横方向の全長にわたって配置されている。
酸性物質はドレン５２から道路のパネル下方に設けたド
レン２２へとパイプ５４を経由して誘導される。道路側
を下方にして傾斜しているルーバー５４により、第２の
パネルの下方に設けられた開口部２０より通風路１６へ
誘導されなかった排気ガスをその上昇の方向に従って通
風路へと効果的に誘導し得るという利点を有する。図６
は第２のパネルが縦方向に多数のルーバー５６を備えた
態様を示す斜視図であり、自動車の走行に伴う風圧によ
って排気ガスが効率よくパネル表面の光触媒活性層と接
触する態様となっている。また、図７は第２のパネル自
体が光触媒活性材料からなるメッシュで構成されてい
る。メッシュ状の光触媒活性層５８は、配置面積に対し
て大きな表面積を有し、さらに、メッシュの開口部を通
って通風路１６に誘導される排気ガスと接触する割合も
多いといえる。メッシュの開口径には特に制限はない
が、８００μｍ〜５ｍｍ程度であることが好ましく、小
さすぎると通気性が阻害され、大きすぎると接触面積が
減少して光触媒活性が不充分となる。これら第２のパネ
ルの形状は、排気ガスと光触媒活性層１８とが接触する
確率を上昇させるのみならず、平板状のパネルに比較し
て配置面積当たりの表面積が大きいことから、遮音効果
も向上する。

【００３９】一方、第１のパネルの形状を変えること
で、遮音効果や空気浄化効率を向上することもできる。
図８は、第１のパネル１２として吸音パネルを用いた遮
音壁６０を示す概略断面図である。この遮音壁６０は、
第１のパネルに通風路１６側の面に孔あき板６２を設
け、内部に多孔質材料６４を充填した吸音パネルを用い
ており、この孔あき板６２全体が酸化チタンを含有する
光触媒活性層１８となっている。この吸音パネル内に充
填する多孔質材料６４としては、ウレタンフォーム、発
泡ポリスチレンなどの有機多孔質体、グラスファイバー
やポリプロピレンファイバーなどの繊維状物質で形成さ
れた繊維塊状体、多孔質粒子を通気性を有する袋体に充
填したもの等を挙げることができる。これら内部に充填
された多孔質材料６４表面にも光触媒活性層を形成して
もよい。

【００４０】本発明の遮音壁は、パネル表面の光触媒活
性層１８に光が照射されている限りにおいて窒素酸化物
などの除去作用を発現する。このため、トンネル内や立
体交差の下方に位置する道路における遮音壁の光触媒活
性層１８に対する光源は道路に配置された街灯のみとな
る。このように光の照射量が低い場所や日照が得られな
い日にも十分な空気浄化処理効率を得るために、パネル
に照射するための光源を配置することができる。この光
源は紫外線を照射するものが好ましく、水銀灯、蛍光灯
などが一般的であり、可視光ではないが光触媒活性の観
点からブラックライトであってもよい。

【００４１】先に述べたように、酸化チタン含有薄膜を
薄くすることにより、光透過性の光触媒活性層を得るこ
ともできる。光源を配置した遮音壁の場合、第２のパネ
ル基材をとして透明なガラス板や樹脂板を用いて光透過
性の第２のパネルとすることが意匠性の観点から好まし
い。図９は光透過性の第２のパネル１４を配置した遮音
壁の態様を示す概略断面図である。第１のパネル１２の
上端近傍には水銀灯７０が配置されている。また、第２
のパネル１４はガラス板７２からなる基材の両面に酸化
チタン微粒子含有薄膜からなる光触媒活性層１８が形成
されてなる。水銀灯７０の消灯時には、第２のパネル１
４は光触媒活性層１８により表面が光沢を有していて外
観が美麗であり、水銀灯７０の点灯時には、第２のパネ
ル１４は光透過性で透明な内壁を形成する。水銀灯７０
から放射される可視光は第２のパネル１４を透過して照
明としての機能を果たし、水銀灯７０から放射される紫
外線は第１及び第２のパネルに形成された光触媒活性層
１８を活性化させ、しかも、その大部分が第２のパネル
１４の基材であるガラス板７２を透過する際に吸収され
て道路を走行する車両に対する影響は殆どなくなる。

【００４２】前記したファンや光源のエネルギーは外部
から供給してもよいが太陽電池を用いることが省エネル
ギーの観点から好ましく、太陽電池は遮音壁の外側や上
部に適切な傾斜をもって配置されることが好ましい。

【００４３】空気中の窒素酸化物、硫黄酸化物などが光
触媒作用及び水分との反応により固定化されて生成した
酸性物質は耐酸性の材料、例えば、ステンレス、チタン
などの耐食金属材料で形成されたドレンや防錆塗料でコ
ーティングした金属材料樹脂材料で形成されたドレンに
より所定の中和槽へ集められ、中和されたのち排出され
る。光触媒活性層に生じた酸性物質は常に下方へ流れ落
ちるため、光触媒活性層表面に留まることはなく、従っ
て、光触媒活性層の活性は常に低下せず、特別のメンテ
ナンスを必要とせず、連続的な排気ガス浄化処理を行う
ことができる。

【００４４】この排気ガスの浄化処理性能を向上させる
ため、図１０に示すように道路の中央部、例えば、中央
分離帯の中などに表面に光触媒活性層を有する隔壁７４
を配置することもできる。ここで用いる隔壁７４は前記
した第２のパネル１４と同様のものを適宜使用すること
ができる。

【００４５】また、第１のパネル及び／又は第２のパネ
ルの上端近傍に散水装置を配置することも好ましい。即
ち、光触媒作用により酸化された窒素酸化物等は水分に
よって固定化されるが、散水装置により、一定間隔で積
極的に水分を供給することにより、この固定化が効率よ
く行われるとともに、光触媒活性層表面が水により洗浄
されることになり、表面への埃等の付着による光触媒の
活性の低下を防止することができる。

【００４６】

【実施例】

（実施例１）チタン及び不可避適不純物からなる工業用
級の純チタンを溶製し、鋳塊を９００℃において１１０
mm幅、１mm厚の板状に熱間圧延した。得られた板材を、
５重量％フッ素水溶液中で酸洗いして表面の酸化膜を除
去し、金属板とした。

【００４７】得られた金属板を、図２に示した陽極酸化
処理装置のアノードに取り付けて、１重量％リン酸水溶
液中で、電圧１１０Ｖで陽極酸化処理を行って、金属材
料に含まれるチタンを酸化し、表面に約２０００Åの厚
さの酸化チタン膜（陽極酸化膜）を形成させた。この金
属板はピンクの色相と光沢を有していた。

【００４８】前記金属板の陽極酸化膜表面１８Ａ上に図
１１に示すようなスプレーパイロリシス法によるコーテ
ィング装置に配置して、酸化チタン粉末をコーティング
した。容器６６にアセチルアセトンチタン（IV）１．３
１ｇを１００ｍｌのエタノールに溶解した液体を入れ、
曲管ノズル６８を通してアルゴンガス（０．５ａｔａ：
８ｍｌ／ｍｉｎ）と混合して試験片１２（Ａ）の表面に
向けてスプレーした。試験片は加熱装置７０によって温
度を３７０℃に保持し、表面に酸化チタン粉体を含有し
た薄膜を形成した。

【００４９】このスプレー時間を１時間とし、得られた
金属板光触媒活性を測定した。酸化チタン粉体含有薄膜
の膜厚は２０００Åであった。その後、３００℃、２時
間の加熱処理を施した。

【００５０】光触媒活性はヨウ化カリウム分解法によっ
て測定した。即ち、ヨウ化カリウム水溶液（０．１ｍｏ
ｌ／ｃｍ³）に試験片を光触媒活性を有する面が受光面
となるように浸漬し、ブラックライト（紫外線強度：
２．６ｍＷ／ｃｍ²）を照射した。光触媒活性によって
ヨウ化カリウムが分解するときに発生するヨウ素の生成
量を測定して光触媒活性を評価する。ヨウ素生成量（×
１０^-5ｍｏｌ／３０ｍｉｎ）が多い程、光触媒活性が高
いと評価する。測定の結果、光触媒活性〔ヨウ素生成量
（×１０^-5ｍｏｌ／３０ｍｉｎ）〕は３×１０^-5ｍｏｌ
／３０ｍｉｎであり、十分な光触媒活性を示すことがわ
かった。

【００５１】この金属板を厚さ５ｃｍの高さ１．８ｍ、
幅１ｍのコンクリートパネル表面に取り付けて第１のパ
ネルとした。第１のパネルとの間隔を１０ｃｍとして第
１のパネルと平行にこの金属板のみからなる第２のパネ
ル（第１のパネルと同じサイズ）を配置した。第２のパ
ネルの下方には高さ３０ｃｍの開口部を設けて排気ガス
の導入口とし、側面を通気性のないシートで閉鎖して遮
音壁のモデルを形成した。遮音壁の道路側に面する第２
のパネルの表面はピンクの色相と光沢を有しており外観
も好ましい遮音壁が得られた。この遮音壁の遮音効果を
測定したところ、実用上好適に用いうるレベルであっ
た。排気ガスの処理効率を示す実験として、第２のパネ
ルの下方に設けた開口部付近で窒素酸化物２．０ｐｐｍ
を含むガスを供給した。遮音壁上部の通風路出口付近の
ガスを採取して窒素酸化物の濃度を測定したところ、
１．４ｐｐｍであり、窒素酸化物のうち約３０％が除去
されており、この遮音壁が窒素酸化物の除去に有用であ
ることがわかった。

【００５２】（実施例２、３）陽極酸化処理における電
圧を２０Ｖ、１００Ｖに変化させて、陽極酸化膜の膜厚
を２００Å、４０００Åとし、陽極酸化膜を形成した
後、大気中で２５０℃、２時間の加熱処理した他は実施
例１と同様にして金属板を得た。この金属板をそのまま
光触媒活性層として用いた他は実施例１と同様にして遮
音壁を作成した。実施例１と同様の評価を行ったとこ
ろ、遮音性、光触媒活性、排気ガス処理能ともに実用レ
ベルに達していることがわかった。

【００５３】（実施例４、５）パラジウムを０．１重量
％含有し、残部がチタン及び不可避適不純物からなるチ
タン基合金に対して実施例１と同様の条件で２０００Å
の陽極酸化膜を形成した金属材料を得て、実施例２、３
と同様の条件でスプレー時間を変化させ、酸化チタン粉
体含有薄膜の膜厚を２００Å、４０００Åとした光触媒
活性を有する金属板を得た。この金属板を用いて実施例
１と同様にして遮音壁を作成し、実施例４、５とした。

【００５４】これらについて、実施例１と同様の条件で
効果を測定したところ、遮音性、光触媒活性、排気ガス
処理能ともに実用レベルに達していることがわかった。

【００５５】本発明の遮音壁の表面に光触媒活性層を設
けるにあたっては、パネル基材にチタンを含む金属材料
を用いて陽極酸化処理及び／又は酸化チタンコーティン
グ、さらに、所望により加熱処理を行う方法や光触媒活
性を有する微粒子を分散した無機バインダー層を形成す
る方法等が簡便であるが、コンクリート、多孔質ボード
などの所望の遮音壁の表面に、被覆材料として、予め製
造した光触媒活性層を有する薄膜材料、例えば、金属箔
や金属タイル等を接合させることもできる。この方法に
よれば、既存の遮音壁の表面にこの光触媒活性層を有す
る薄膜材料を接合して第１のパネルとし、その内側に適
切な間隔をおいて第２のパネルを固定することにより、
短い工期で排気ガス浄化処理能力を有する本発明の遮音
壁を作成することができる。

【００５６】本発明の遮音壁は簡単な構成であり、既存
の遮音壁を改良することによっても製造することができ
る。また、光触媒活性層の形成工程において条件を調整
することにより、所望の色相や光沢を得ることができ、
意匠性にも優れている。

【００５７】

【発明の効果】本発明の遮音壁は、簡単な構成で遮音性
が良好であり、さらに、排気ガス中のＮＯ_X、ＳＯ_X除
去効果及びその持続性に優れ、定期的なメンテナンスを
必要としないというう効果を奏する。また、この遮音壁
は、光触媒活性作用に優れ、長期間用い得る強度と耐久
性を有し、目的に応じた色相や光沢を得ることができ、
意匠性に優れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る遮音壁の一態様を示す概略断面図
である。

【図２】陽極酸化処理装置の概略図である。

【図３】通気路の入り口近傍にファンを設けた遮音壁を
示す概略断面図である。

【図４】通気路の出口近傍にファンを設けた遮音壁を示
す概略断面図である。

【図５】第２のパネルが横方向のルーバー状である遮音
壁を示す斜視図である。

【図６】第２のパネルが縦方向のルーバー状である遮音
壁を示す斜視図である。

【図７】第２のパネルがメッシュ状である遮音壁を示す
斜視図である。

【図８】第２のパネルが光透過性である遮音壁を示す概
略断面図である。

【図９】第１のパネルが表面に穴空き板を有し、内部に
多孔質材料を充填した吸音パネルである遮音壁を示す概
略断面図である。

【図１０】本発明に係る遮音壁に加えて道路中央に光触
媒活性層を有する隔壁を設けた状態を示す概略断面図で
ある。

【図１１】スプレーパイロリシス法によるコーティング
装置の概略図である。

【符号の説明】

１０遮音壁１２第１のパネル１４第２のパネル１６通風路１８光触媒活性層２０第２のパネルの開口部２２ドレン１８Ａ陽極酸化膜２４金属材料（基材）２６アノード２８カソード４０ファン４４コンクリート基材４６金属基材

フロントページの続き (72)発明者小川孝寿千葉県印西市大塚１丁目５番地１株式会社竹中工務店技術研究所内 (72)発明者櫛部淳道千葉県印西市大塚１丁目５番地１株式会社竹中工務店技術研究所内 (72)発明者安藤慎一郎東京都中央区銀座８丁目21番１号株式会社竹中土木内 (72)発明者伊藤喜昌東京都千代田区丸の内１−８−２株式会社神戸製鋼所鉄鋼事業本部チタン本部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも片面に酸化チタンを含有する
光触媒活性層を備えた第１のパネルと、該第１のパネル
との間に気体が通過し得る通風路を隔てて配置され、少
なくとも片面に酸化チタンを含有する光触媒活性層を備
えた第２のパネルとからなり、該光触媒活性層を第１の
パネルの通風路側の面に備えたことを特徴とする遮音
壁。
【請求項２】前記第２のパネルの両面に光触媒活性層
を備えたことを特徴とする請求項１記載の遮音壁。
【請求項３】前記第１のパネルが、通風路側の面に孔
あき板を設け、内部に多孔質材料を充填した吸音パネル
であり、該孔あき板の表面に光触媒活性層を備えたこと
を特徴とする請求項１又は２記載の遮音壁。
【請求項４】前記光触媒活性層が、チタン含有金属材
料を陽極酸化して得られた膜厚２００〜５０００Åの陽
極酸化膜からなる、ことを特徴とする請求項１乃至３の
いずれかに記載の遮音壁。
【請求項５】前記光触媒活性層が、酸化チタン粉体を
含有する薄膜からなる、ことを特徴とする請求項１乃至
３のいずれかに記載の遮音壁。
【請求項６】前記通風路の少なくとも一カ所に排気ガ
スを通風路に誘導するためのファンを備えたことを特徴
とする請求項１乃至５のいずれかに記載の遮音壁。
【請求項７】前記光触媒活性層表面に光を供給するた
めの光源を備えたことを特徴とする請求項１乃至５のい
ずれかに記載の遮音壁。
【請求項８】前記ファン及び又は光源の電源として太
陽電池を用いることを特徴とする請求項６又は７に記載
の遮音壁。