JPH09228331A

JPH09228331A - セルフクリーニング性ガードフェンス、及びガードフェンスの清浄化方法

Info

Publication number: JPH09228331A
Application number: JP8288954A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Kitamura; 厚北村; Makoto Hayakawa; 信早川
Original assignee: Toto Ltd
Current assignee: Toto Ltd
Priority date: 1995-12-22
Filing date: 1996-09-25
Publication date: 1997-09-02
Anticipated expiration: 2016-09-25
Also published as: JP3588205B2

Abstract

(57)【要約】【課題】セルフクリーニング性を有するガードフェン
スの提供。【解決手段】ガードフェンス基材の表面に、光触媒性
酸化チタン粒子を含有する表面層を備えたガードフェン
ス。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、降雨により自己浄
化（セルフクリーニング）可能なガードフェンス、及び
そのセルフクリーニング方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】走行車の道路、走行車線、橋梁からの離
脱防止や、歩道を歩く歩行者の隣接する車線を走る走行
車からの保護等を目的としてガードフェンスが使用され
ている。ガードフェンスには、ガードレール、ガードケ
ーブル、ガードパイプの３種がある。このうち、ガード
レールが最も汎用性が高いが、歩道用途では市街地を中
心にガードパイプが使用されるようになっている。ガー
ドフェンスには、アルミニウム板、鋼板、ステンレス
板、チタン板等が使用されている。

【０００３】

【発明の解決すべき課題】ガードフェンスは、排気ガス
中の煤煙やタイヤの摩耗粉や路面や大地から舞い上がっ
た煤塵によって汚れる。ガードフェンスが薄黒く汚れる
と不快な印象を与え、景観が損なわれる。本発明の目的
は、降雨により自己清浄化可能なガードフェンス及びそ
の降雨によるセルフクリーニング方法を提供することに
ある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、光触媒を含有
する表面層を形成した部材において、光触媒を光励起す
ると、部材の表面が高度に親水化されるという発見に基
づく。この現象は以下に示す機構により進行すると考え
られる。すなわち、光触媒の価電子帯上端と伝導帯下端
とのエネルギーギャップ以上のエネルギーを有する光が
光触媒に照射されると、光触媒の価電子帯中の電子が励
起されて伝導電子と正孔が生成し、そのいずれかまたは
双方の作用により、おそらく表面に極性が付与され、水
や水酸基等の極性成分が集められる。そして伝導電子と
正孔のいずれかまたは双方と、上記極性成分との協調的
な作用により、表面と前記表面に化学的に吸着した汚染
物質との化学結合を切断すると共に、表面に化学吸着水
が吸着し、さらに物理吸着水層がその上に形成されるの
である。また、一旦部材表面が高度に親水化されたなら
ば、部材を暗所に保持しても、表面の親水性はある程度
の期間持続する。

【０００５】本発明では、ガードフェンス基材の表面
に、実質的に透明な光触媒性酸化物粒子を含有する表面
層を備えたセルフクリーニング性ガードフェンスを提供
する。光触媒性酸化物粒子を含有する表面層を備えるこ
とにより、光触媒の光励起に応じて、表面層の表面は親
水性を呈し、ガードフェンス表面が、降雨にさらされた
時に、付着堆積物及び／又は汚染物が雨滴により洗い流
されるようになる。

【０００６】本発明の好ましい態様においては、表面層
には、さらにシリカが含有されているようにする。シリ
カが含有されることにより、表面が水濡れ角０゜に近い
高度の親水性を呈しやすくなると共に、暗所に保持した
ときの親水維持性が向上する。その理由はシリカは構造
中に水を蓄えることができることと関係していると思わ
れる。

【０００７】本発明の好ましい態様においては、表面層
には、さらに固体酸が含有されているようにする。固体
酸が含有されることにより、表面が水濡れ角０゜に近い
高度の親水性を呈しやすくなると共に、暗所に保持した
ときの親水維持性が向上する。その理由は表面層に固体
酸が含有されると、表面の極性が、光の有無にかかわら
ず極端に大きな状態にあるために、疎水性分子よりも極
性分子である水分子を選択的に吸着させやすい。そのた
め安定な物理吸着水層が形成されやすく、暗所に保持し
ても、表面の親水性をかなり長期にわたり高度に維持で
きる。

【０００８】本発明の好ましい態様においては、表面層
には、さらにシリコーンが含有されているようにする。
シリコーンが含有されることにより、光触媒の光励起に
よって、シリコーン中のシリコン原子に結合する有機基
の少なくとも一部が水酸基に置換され、さらにその上に
物理吸着水層が形成されることにより、表面が水濡れ角
０゜に近い高度の親水性を呈するようになると共に、暗
所に保持したときの親水維持性が向上する。

【０００９】

【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。本発明におけるガードフェンス表面に
は、図１又は図２に示すように、基材の表面に光触媒
（結晶）性酸化物等を含む層が形成されている。このよ
うな表面構造をとることで、ガードフェンスの表面は、
光触媒の光励起に応じて高度に親水化されるのである。
それにより、降雨により前記表面層の表面に付着する堆
積物及び／又は汚染物が雨滴により洗い流されるように
なる。

【００１０】図１においては、表面層が光触媒性酸化物
粒子のみからなる。この場合、光触媒が酸化物からなる
ことにより、酸化物は環境中の汚染物質が吸着していな
い状態では親水性を示すので、光励起作用によりその汚
染物質を排斥させ、吸着水層を形成させることで、親水
性を呈しやすく、一様な水膜が形成できる。図２におい
て、Ｍは金属元素を示す。従って、図２の場合、最表面
は一般の無機酸化物からなる。この場合も、酸化物は環
境中の汚染物質が吸着していない状態では親水性を示す
ので、上記無機酸化物以外に表面層に混入する光触媒性
酸化物の光励起作用によりその汚染物質を排斥させ、吸
着水層を形成させることで、一様な水膜が形成できる。

【００１１】本発明が利用できるガードフェンス基材に
は、アルミニウム板、鋼板、ステンレス板、チタン板等
が使用できる。ここでガードフェンス基材が鋼板、ステ
ンレス板等のＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏのいずれかの原子を含有
する基材である場合に、基材上に上記表面層を形成する
には基材と表面層の間に中間層を設けたほうがよい。Ｆ
ｅ、Ｎｉ、Ｃｏのいずれかの原子が表面層に混入する
と、親水化速度が低下するからである。

【００１２】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、光触媒性酸化チタ
ンとは、例えば、アナターゼ型酸化チタン、ルチル型酸
化チタン等の結晶性酸化チタンをいう。ここで光触媒の
光励起に用いる光源は、日中は太陽の照射に晒されるの
で、太陽光が利用できる。また、夜間は道路照明や走行
車の照明灯を光源として利用できる。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^２以上あればよいが、
０．０１ｍＷ／ｃｍ^２以上だと好ましく、０．１ｍＷ
／ｃｍ^２以上だとより好ましい。

【００１３】光触媒性酸化チタンを含有する表面層の膜
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、光触媒性酸化チタン
を含有する表面層の膜厚を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。上記表面層の表面に、更
に、親水化可能な耐摩耗性又は耐食性の保護層や他の機
能膜を設けても良い。

【００１４】上記表面層には、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。

【００１５】上記表面層には、ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｕ、Ｒ
ｈ、Ｉｒ、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、脱臭浄化作用等が向上する。また、光
触媒以外に固体酸を添加した場合には、白金族金属の添
加により固体酸の酸度が向上するので、親水維持性も向
上し、付着水の水膜化がより促進されると共に、ある程
度長期間光触媒に励起光が照射されない場合の親水維持
性も向上する。上記表面層には、Ｍｏが添加されていて
もよい。この場合にも添加により固体酸の酸度が向上す
るので、親水維持性も向上し、付着水の水膜化がより促
進されると共に、ある程度長期間光触媒に励起光が照射
されない場合の親水維持性も向上する。

【００１６】親水性とは、表面に水を滴下したときにな
じみやすい性質をいい、一般に水濡れ角が９０゜未満の
状態をいう。本発明における高度の親水性とは、表面に
水を滴下したときに非常になじみやすい性質をいい、よ
り具体的には水濡れ角が１０゜以下程度になる状態をい
う。特に、防曇性にはＰＣＴ／ＪＰ９６／００７３４に
開示したように、水濡れ角が１０゜以下であると好まし
く、５゜以下ではより好ましい。

【００１７】本発明における固体酸には、硫酸担持Ａｌ
_２Ｏ_３、硫酸担持ＴｉＯ_２、硫酸担持ＺｒＯ_２、硫酸担
持ＳｎＯ_２、硫酸担持Ｆｅ_２Ｏ_３、硫酸担持ＳｉＯ_２、
硫酸担持ＨｆＯ_２、ＴｉＯ_２／ＷＯ_３、ＷＯ_３／ＳｎＯ
_２、ＷＯ_３／ＺｒＯ_２、ＷＯ_３／Ｆｅ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２
・Ａｌ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２／ＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２／Ａｌ_２
Ｏ_３、ＴｉＯ_２／ＺｒＯ_２等が好適に利用できる。

【００１８】次に、表面層の形成方法について説明す
る。まず表面層が光触媒性酸化物のみからなる場合の製
法について、光触媒がアナターゼ型酸化チタンの場合を
例にとり説明する。この場合の方法は、大別して３つの
方法がある。１つの方法はゾル塗布焼成法であり、他の
方法は有機チタネート法であり、他の方法は電子ビーム
蒸着法である。（１）ゾル塗布焼成法アナターゼ型酸化チタンゾルを、基材表面に、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
グ法等の方法で塗布し、焼成する。（２）有機チタネート法チタンアルコキシド（テトラエトキシチタン、テトラメ
トキシチタン、テトラプロポキシチタン、テトラブトキ
シチタン等）、チタンアセテート、チタンキレート等の
有機チタネートに加水分解抑制剤（塩酸、エチルアミン
等）を添加し、アルコール（エタノール、プロパノー
ル、ブタノール等）などの非水溶媒で希釈した後、部分
的に加水分解を進行させながら又は完全に加水分解を進
行させた後、混合物を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等の方法で塗布し、
乾燥させる。乾燥により、有機チタネートの加水分解が
完遂して水酸化チタンが生成し、水酸化チタンの脱水縮
重合により無定型酸化チタンの層が基材表面に形成され
る。その後、アナターゼの結晶化温度以上の温度で焼成
して、無定型酸化チタンをアナターゼ型酸化チタンに相
転移させる。（３）電子ビーム蒸着法酸化チタンのターゲットに電子ビームを照射することに
より、基材表面に無定型酸化チタンの層を形成する。そ
の後、アナターゼの結晶化温度以上の温度で焼成して、
無定型酸化チタンをアナターゼ型酸化チタンに相転移さ
せる。

【００１９】次に、表面層が光触媒性酸化物とシリカか
らなる場合について、光触媒がアナターゼ型酸化チタン
の場合を例にとり説明する。この場合の方法は、例え
ば、以下の３つの方法がある。１つの方法はゾル塗布焼
成法であり、他の方法は有機チタネート法であり、他の
方法は４官能性シラン法である。（１）ゾル塗布焼成法アナターゼ型酸化チタンゾルとシリカゾルとの混合液
を、基材表面に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等の方法で塗布し、焼成す
る。（２）有機チタネート法チタンアルコキシド（テトラエトキシチタン、テトラメ
トキシチタン、テトラプロポキシチタン、テトラブトキ
シチタン等）、チタンアセテート、チタンキレート等の
有機チタネートに加水分解抑制剤（塩酸、エチルアミン
等）とシリカゾルを添加し、アルコール（エタノール、
プロパノール、ブタノール等）などの非水溶媒で希釈し
た後、部分的に加水分解を進行させながら又は完全に加
水分解を進行させた後、混合物を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等の方法
で塗布し、乾燥させる。乾燥により、有機チタネートの
加水分解が完遂して水酸化チタンが生成し、水酸化チタ
ンの脱水縮重合により無定型酸化チタンの層が基材表面
に形成される。その後、アナターゼの結晶化温度以上の
温度で焼成して、無定型酸化チタンをアナターゼ型酸化
チタンに相転移させる。（３）４官能性シラン法テトラアルコキシシラン（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、テトラメ
トキシシラン等）とアナターゼ型酸化チタンゾルとの混
合物を基材の表面に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等の方法で塗布し、必
要に応じて加水分解させてシラノールを形成した後、加
熱等の方法でシラノールを脱水縮重合に付す。

【００２０】次に、表面層が光触媒性酸化物と固体酸か
らなる場合について、光触媒がアナターゼ型酸化チタ
ン、固体酸がＴｉＯ_２／ＷＯ_３の場合を例にとり説明す
る。この場合の方法は、タングステン酸のアンモニア溶
解液とアナターゼ型酸化チタンゾルとを混合し、必要に
応じて希釈液（水、エタノール等）で希釈した混合物を
基材の表面に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等の方法で塗布し、焼成す
る。他の方法は、電子ビーム蒸着や、チタンアルコキシ
ド、チタンアセテート、チタンキレート等の有機チタネ
ートの加水分解及び脱水縮重合により、無定型酸化チタ
ン被膜を形成後、タングステン酸を塗布し、その後、無
定型酸化チタンが結晶化し、かつＴｉＯ_２／ＷＯ_３複合
酸化物が生成する温度で熱処理する。

【００２１】次に、表面層が光触媒性酸化物とシリコー
ンからなる場合について、光触媒がアナターゼ型酸化チ
タンの場合を例にとり説明する。この場合の方法は、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料とアナターゼ型酸化チタンゾ
ルとを混合し、シリコーンの前駆体を必要に応じて加水
分解させた後、混合物を基材の表面にスプレーコーティ
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等の
方法で塗布し、加熱等の方法でシリコーンの前駆体の加
水分解物を脱水縮重合に付して、アナターゼ型酸化チタ
ン粒子とシリコーンからなる表面層を形成する。形成さ
れた表面層は、紫外線を含む光の照射によりアナターゼ
型酸化チタンが光励起されることにより、シリコーン分
子中のケイ素原子に結合した有機基の少なくとも一部を
水酸基に置換され、さらにその上に物理吸着水層が形成
されて、高度の親水性を呈する。ここでシリコーンの前
駆体には、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエト
キシシラン、メチルトリブトキシシラン、メチルトリプ
ロポキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルト
リエトキシシラン、エチルトリブトキシシラン、エチル
トリプロポキシシラン、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、フェニルトリブトキシシ
ラン、フェニルトリプロポキシシラン、ジメチルジメト
キシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジメチルジブ
トキシシラン、ジメチルジプロポキシシラン、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
ルジブトキシシラン、ジエチルジプロポキシシラン、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、フェニルメチルジブトキシシラン、フェニ
ルメチルジプロポキシシラン、γ−グリシドキシプロピ
ルトリメトキシシラン、及びそれらの加水分解物、それ
らの混合物が好適に利用できる。

【００２２】

【実施例】

実施例１．１０ｃｍ角のアルミニウム板の表面にシリカ
ゾル（日本合成ゴム、グラスカＡ液、固形分２０重量
％、ｐＨ＝４）３重量部を混合後、メチルトリメトキシ
シラン（日本合成ゴム、グラスカＢ液）１重量部とエタ
ノールを添加し、さらに２時間撹拌し、メチルトリメト
キシシランを部分的に加水分解反応と脱水縮重合反応に
付することにより、コーティング液を調製した。このコ
ーティング液をフローコーティング法により塗布した
後、１５０℃で３０分間加熱し、アルミニウム板の表面
にベースコート層を形成した。次に、アナターゼ型酸化
チタンゾル（日産化学、ＴＡ−１５、固形分１５重量
％、硝酸解膠型、ｐＨ＝１）５６重量部と、シリカゾル
（日本合成ゴム、グラスカＡ液、固形分２０重量％、ｐ
Ｈ＝４）３３重量部を混合後、メチルトリメトキシシラ
ン（日本合成ゴム、グラスカＢ液）１１重量部とエタノ
ールを添加し、さらに２時間撹拌し、メチルトリメトキ
シシランを部分的に加水分解反応と脱水縮重合反応に付
することにより、コーティング液を調製した。このコー
ティング液をフローコーティング法により、ベースコー
ト層の表面に塗布した後、１５０℃で３０分間加熱し
て、表面層を形成した。次に、コーティング液を塗布し
た面に、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０．５ｍＷ／ｃｍ^２の紫
外線照度で約３日紫外線を照射し、＃１試料を得た。比
較のため、アルミニウム板＃２試料も準備した。＃１試
料と＃２試料に水滴を滴下し、水との接触角の測定を行
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、滴下後３０秒後の水との
接触角で評価した。その結果、＃２試料では水との接触
角が５０゜と高い値を示したのに対し、＃１試料では水
との接触角が０゜と高度の親水性を示した。

【００２３】次に、＃１試料、＃２試料を屋外に設置し
て、降雨によるセルフクリーニング性について調べた。
降雨によるセルフクリーニング性は以下のようにして試
験した。すなわち、茅ケ崎市所在の建物の屋上に３図及
び４図に示す屋外汚れ加速試験装置を設置した。３図及
び４図を参照するに、この装置は、フレーム２０に支持
された傾斜した試料支持面２２を備え、試料２４を取り
付けるようになっている。フレームの頂部には前方に傾
斜した屋根２６が固定してある。この屋根は波形プラス
チック板からなり、集まった雨が試料支持面２２に取り
付けた試料２４の表面に筋を成して流下するようになっ
ている。この装置の試料支持面２２に＃１試料を取り付
け、１９９５年６月１２日から１か月間天候条件に暴露
した。この間梅雨時のため、頻繁に雨が降った。１か月
後に観察したところ、汚れは観察されなかった。その様
子を加速試験装置取り付け前後に最も顕著に汚れた部分
の色差変化で調べた。ここで色差は色差計（東京電色）
を用い、日本工業規格（ＪＩＳ）Ｈ０２０１に従い、Δ
Ｅ＊表示を用いて調べた。その結果、色差変化は０．８
と非常に小さかった。

【００２４】実施例２．１０ｃｍ角のステンレス板の表
面にシリカゾル（日本合成ゴム、グラスカＡ液、固形分
２０重量％、ｐＨ＝４）３重量部を混合後、メチルトリ
メトキシシラン（日本合成ゴム、グラスカＢ液）１重量
部とエタノールを添加し、さらに２時間撹拌し、メチル
トリメトキシシランを部分的に加水分解反応と脱水縮重
合反応に付することにより、コーティング液を調製し
た。このコーティング液をフローコーティング法により
塗布した後、１５０℃で３０分間加熱し、ステンレス板
の表面にベースコート層を形成した。次に、アナターゼ
型酸化チタンゾル（日産化学、ＴＡ−１５、固形分１５
重量％、硝酸解膠型、ｐＨ＝１）５６重量部と、シリカ
ゾル（日本合成ゴム、グラスカＡ液、固形分２０重量
％、ｐＨ＝４）３３重量部を混合後、メチルトリメトキ
シシラン（日本合成ゴム、グラスカＢ液）１１重量部と
エタノールを添加し、さらに２時間撹拌し、メチルトリ
メトキシシランを部分的に加水分解反応と脱水縮重合反
応に付することにより、コーティング液を調製した。こ
のコーティング液をフローコーティング法により、ベー
スコート層の表面に塗布した後、１５０℃で３０分間加
熱して、表面層を形成した。次に、コーティング液を塗
布した面に、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０．５ｍＷ／ｃｍ^２
の紫外線照度で約３日紫外線を照射し、＃３試料を得
た。比較のため、ステンレス板＃４試料も準備した。＃
３試料と＃４試料に水滴を滴下し、水との接触角の測定
を行った。その結果、＃４試料では水との接触角が６０
゜と高い値を示したのに対し、＃３試料では水との接触
角が０゜と高度の親水性を示した。

【００２５】次に、＃３試料を屋外に設置して、降雨に
よるセルフクリーニング性について調べた。降雨による
セルフクリーニング性は以下のようにして試験した。す
なわち、茅ケ崎市所在の建物の屋上に３図及び４図に示
す屋外汚れ加速試験装置を設置した。３図及び４図を参
照するに、この装置は、フレーム２０に支持された傾斜
した試料支持面２２を備え、試料２４を取り付けるよう
になっている。フレームの頂部には前方に傾斜した屋根
２６が固定してある。この屋根は波形プラスチック板か
らなり、集まった雨が試料支持面２２に取り付けた試料
２４の表面に筋を成して流下するようになっている。こ
の装置の試料支持面２２に＃３試料を取り付け、１９９
５年６月１２日から１か月間天候条件に暴露した。この
間梅雨時のため、頻繁に雨が降った。１か月後に観察し
たところ、汚れは観察されなかった。その様子を加速試
験装置取り付け前後に最も顕著に汚れた部分の色差変化
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）Ｈ０２０１に従い、ΔＥ＊表示を
用いて調べた。その結果、色差変化は０．９と非常に小
さかった。

【００２６】実施例３．１０ｃｍ角のステンレス板を濃
度３．５重量％のテトラエトキシシラン溶液（希釈剤：
エタノール、加水分解触媒：塩酸）に浸漬後、毎分２４
ｃｍの速度で引き上げて、溶液をディップコーティング
法により、ステンレス板の表面に塗布し、乾燥させた。
ここまでの工程により、テトラエトキシシランは加水分
解を受けてシラノール基が生成し、続いてシラノール基
が脱水縮重合して、無定型シリカを主要成分とする薄膜
が表面に形成された。次に、濃度３．５重量％のテトラ
エトキシチタン溶液（希釈剤：エタノール、加水分解触
媒：塩酸）に浸漬後、毎分２４ｃｍの速度で引き上げ
て、溶液をディップコーティング法により、ステンレス
板の表面に塗布し、乾燥させて、＃５試料を得た。ここ
までの工程により、テトラエトキシチタンは加水分解を
受けて水酸基が生成し、続いて水酸基が脱水縮重合し
て、無定型酸化チタンを主要成分とする薄膜が表面に形
成された。次に、＃５試料表面を、コロナ放電処理（春
日電機）により、電極にワイヤー電極を用い、電極先端
と試料表面とのギャップ２ｍｍ、電圧２６ｋＶ、周波数
３９ｋＨｚ、試料送り速度４．２ｍ／分の条件で、高周
波コロナ放電処理することにより脱アルキル処理した。
次に、＃５試料表面を、１重量％のタングステン酸溶液
（溶媒：アンモニア水）に浸漬後、毎分２４ｃｍの速度
で引き上げて、溶液をディップコーティング法により、
表面に塗布し、５００℃で焼成して＃６試料を得た。焼
成により、無定型酸化チタンが結晶化してアナターゼ型
酸化チタンが生成した。次に、この＃６試料を数日間暗
所に放置した後、ＢＬＢ蛍光灯を用いて試料の表面に
０．５ｍＷ／ｃｍ^２の紫外線照度で約１時間紫外線を照
射し、＃７試料を得た。比較のため、１０ｃｍ角のステ
ンレス板を数日間暗所に放置した＃８試料も準備した。
まず、＃７試料と＃８試料に水滴を滴下し、滴下後の様
子の観察及び水との接触角の測定を行った。その結果＃
７試料はマイクロシリンジから試料表面に水滴を滴下さ
れると、水滴が一様に水膜状に試料表面を拡がる様子が
観察された。また３０秒後の水との接触角は約０゜まで
高度に親水化されていた。それに対し、＃８試料ではマ
イクロシリンジから試料表面に水滴を滴下されると、水
滴は表面になじんでいくものの、一様に水膜状になるま
でには至らなかった。また３０秒後の水との接触角は６
０゜であった。さらに、＃８試料を、その後２日間暗所
に放置し、＃９試料を得た。そして＃９試料について、
同様に水との接触角を接触角測定器により測定した。そ
の結果、＃９試料にマイクロシリンジから試料表面に水
滴を滴下されると、＃７試料と同様に、水滴が一様に水
膜状に試料表面を拡がる様子が観察された。また水との
接触角は約１゜に維持された。

【００２７】次に＃７試料の表面にオレイン酸を塗布
し、試料表面を水平姿勢に保持しながら夫々の試料を水
槽に満たした水の中に浸漬した。その結果、オレイン酸
は丸くなり、軽くこすると表面から離脱した。

【００２８】次に、疎水性カーボンブラック１重量部、
親水性カーボンブラック１重量部からなる粉体混合物を
１．０５ｇ／リッターの濃度で水に懸濁させたスラリー
を調製した。４５度に傾斜させた＃７試料に上記スラリ
ー１５０ｍｌを流下させて１５分間乾燥させ、次いで蒸
留水１５０ｍｌを流下させて１５分間乾燥させ、このサ
イクルを２５回反復した。試験前後の色差変化を、色差
計（東京電色）を用いて計測した。色差は日本工業規格
（ＪＩＳ）Ｈ０２０１に従い、ΔＥ＊表示を用いて評価
した。その結果、＃７試料の試験前後の色差変化は０．
４とほとんど変化しなかった。

【００２９】

【発明の効果】本発明では、ガードフェンス基材の表面
に、光触媒性酸化物粒子を含有する表面層を備えること
により、光触媒の光励起に応じて、表面層の表面は親水
性を呈する。それにより、降雨により前記表面層の表面
はセルフクリーニングされるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るガードフェンスの表面構造を示
す図。

【図２】本発明に係るガードフェンスの他の表面構造
を示す図。

【図３】本発明の実施例に係る屋外汚れ加速試験装置
の正面図。

【図４】本発明の実施例に係る屋外汚れ加速試験装置
の側面図。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ガードフェンス基材の表面に、光触媒性
酸化物粒子を含有する表面層を備え、前記光触媒の光励
起に応じて、前記層の表面は親水性を呈し、前記ガード
フェンス表面が、降雨にさらされた時に、付着堆積物及
び／又は汚染物が雨滴により洗い流させるのを可能にす
るセルフクリーニング性ガードフェンス。
【請求項２】前記表面層には、さらにシリカが含有さ
れていることを特徴とする請求項１に記載のセルフクリ
ーニング性ガードフェンス。
【請求項３】前記表面層には、さらに固体酸が含有さ
れていることを特徴とする請求項１に記載のセルフクリ
ーニング性ガードフェンス。
【請求項４】前記表面層には、さらにシリコーンが含
有されていることを特徴とする請求項１に記載のセルフ
クリーニング性ガードフェンス。
【請求項５】前記表面層の表面は、前記光触媒性酸化
物が光励起されることに応じて、水との接触角に換算し
て１０゜以下の親水性を呈することを特徴とする請求項
１〜４に記載のセルフクリーニング性ガードフェンス。
【請求項６】前記表面層の表面に、さらに親水化可能
な保護層が設けられていることを特徴とする請求項１〜
５に記載のセルフクリーニング性ガードフェンス。
【請求項７】前記ガードフェンス基材は、鋼材又はス
テンレスからなり、前記ガードフェンス基材と前記表面
層の間には中間層が設けられていることを特徴とする請
求項１〜６に記載のセルフクリーニング性ガードフェン
ス。
【請求項８】前記ガードフェンス基材は、ガードレー
ル基材である請求項１〜７に記載のセルフクリーニング
性ガードフェンス。
【請求項９】前記ガードフェンス基材は、ガードパイ
プ基材である請求項１〜７に記載のセルフクリーニング
性ガードフェンス。
【請求項１０】請求項１〜９のガードフェンスを準備
する工程、前記ガードフェンスを屋外に配置する工程、
前記表面層に含有される光触媒を光励起することによ
り、前記表面層の表面を親水性になす工程、前記基材を
降雨にさらして、前記表面層の表面に付着する堆積物及
び／又は汚染物を雨滴により洗い流させる工程、からな
るガードフェンスのセルフクリーニング方法。