JPH09228307A

JPH09228307A - 透水性舗装材

Info

Publication number: JPH09228307A
Application number: JP8168645A
Authority: JP
Inventors: Toshiya Watabe; 俊也渡部; Makoto Chikuni; 真千国; Atsushi Kitamura; 厚北村; Makoto Hayakawa; 信早川
Original assignee: Toto Ltd
Current assignee: Toto Ltd
Priority date: 1995-07-08
Filing date: 1996-06-06
Publication date: 1997-09-02
Anticipated expiration: 2016-06-06
Also published as: JPH09225392A; JP3661814B2; JPH09230104A; JPH09225385A; JP3972081B2; JP3972080B2; JP3744061B2; JPH09228695A

Abstract

(57)【要約】【目的】長期間にわたり優れた透水性を呈する舗装材
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

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、多孔質セラミック
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。

【０００２】

【従来の技術】歩道、ベランダ、ポーチ、プールサイド
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。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】環境汚染に伴い、都市
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。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者は、光触媒を光
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。

【０００５】このように高度に親水化された表面には、
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。

【０００６】

【発明の実施の形態】図１を参照するに、透水性舗装材
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。

【０００７】図２の拡大図を参照するに、気孔１６の内
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。

【０００８】光触媒としては、チタニア（TiO₂）が最も
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。

【０００９】本発明の第１実施態様においては、光触媒
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。

【００１０】（２）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。

【００１１】（３）無定形チタニアの前駆体（チタンの
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。

【００１２】（４）無定形チタニアの前駆体（チタンの
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。

【００１３】本発明の他の実施態様においては、光触媒
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。

【００１４】塗膜形成要素としては、メチルトリクロル
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。

【００１５】この塗料用組成物を舗装材の表面と表面近
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。

【００１６】このように高度に親水化された光触媒含有
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。

【００１７】本発明の更に他の実施態様においては、舗
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。

【００１８】

【発明の効果】本発明によれば、透水性舗装材の気孔に
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。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の透水性舗装材の模式的拡大断面図であ
る。

【図２】図１に示した舗装材の一部を更に拡大した断面
図である。

【符号の説明】

１０：透水性舗装材１６：気孔１８：光触媒含有層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者北村厚福岡県北九州市小倉北区中島２丁目１番１号東陶機器株式会社内 (72)発明者早川信福岡県北九州市小倉北区中島２丁目１番１号東陶機器株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【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。