JPH09310318A

JPH09310318A - 視認性に優れた路面標示、その施工方法およびセルフクリーニング方法

Info

Publication number: JPH09310318A
Application number: JP8150170A
Authority: JP
Inventors: Toshiya Watabe; 俊也渡部; Makoto Hayakawa; 信早川
Original assignee: Toto Ltd
Current assignee: Toto Ltd
Priority date: 1996-05-22
Filing date: 1996-05-22
Publication date: 1997-12-02
Anticipated expiration: 2016-05-22
Also published as: JP3648848B2

Abstract

(57)【要約】【目的】長期間にわたり優れた視認性を発揮すること
の可能な路面標示を提供すること。【構成】路面標示（10）の塗膜（12）と再帰反射用ガ
ラスビーズ（14）は光触媒含有層（16）によって被覆さ
れている。光触媒含有層（16）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
（16）の表面は超親水化される。路面標示が降雨を受け
る都度、表面に付着した汚れは雨水により洗い流され、
表面はセルフクリーニングされる。路面標示の施工方法
およびセルフクリーニング方法も開示されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、路面標示、その施
工方法およびセルフクリーニング方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】路面標示には着色顔料が配合してあり、
昼間の視認性を確保するようになっている。また、路面
標示の表面にはガラスビーズのような再帰反射体が散布
固着してあり、車両のヘッドライトの光が再帰反射され
ることにより夜間の視認性が保証されるようになってい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】路面標示は排気ガス中
の燃焼生成物やタイヤの摩耗粉や都市煤塵によって汚さ
れ、汚れにつれてその昼間視認性が低下する。表面の再
帰反射用ガラスビーズも同様に汚れ、再帰反射性が低下
するので、汚れに伴い夜間の視認性が低下する。そこで
定期的に路面標示を更新しなければならないが、施工に
は多大の費用と手数を要するだけでなく、交通規制を必
要とする。

【０００４】本発明の目的は、優れた昼夜視認性を長期
間にわたり発揮することの可能な路面標示、その施工方
法および路面標示のセルフクリーニング方法を提供する
ことにある。

【０００５】

【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。光触媒性チタニアを紫外線で光励起したとこ
ろ、驚ろくべきことに、水との接触角が１０゜以下、よ
り詳しくは５゜以下、特に約０゜になる程度に表面が高
度に親水化されることが発見された。

【０００６】本発明は斯る発見に基づくもので、本発明
の一観点においては、路面標示の表面および／又は再帰
反射用ガラスビーズは半導体光触媒を含む透明層で被覆
される。光触媒は昼間は太陽の照射を受け、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。

【０００７】このように親水化された表面には、排気ガ
ス中の燃焼生成物やタイヤの摩耗粉や都市煤塵のような
疎水性の物質は付着しにくい。更に、路面標示は時々降
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、燃焼生成物のような疎水性物質に対する親和力よ
りも大きいので、表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、表面はセルフクリーニングされる。こうして路面標
示の表面は清浄に維持されるので、昼夜間にわたり優れ
た視認性を発揮する。

【０００８】路面標示は種々の態様で施工することがで
きる。一態様においては、未硬化の路面標示用塗料を路
面に塗布し、この塗料の上に再帰反射用ガラスビーズを
散布した後、塗料を硬化させ、次に塗膜とガラスビーズ
の表面を光触媒含有層によって被覆する。この場合に
は、光触媒含有層は光触媒粒子が分散されたシリコーン
層によって形成するのが好ましい。光触媒が光励起され
ると、シリコーン分子のケイ素原子に結合した有機基の
少なくとも一部は光触媒作用により水酸基に置換され、
シリコーン層の表面には超親水性のシリコーン誘導体が
形成される。

【０００９】他の態様においては、半導体光触媒を含有
する透明層によって予めコーティングされた再帰反射用
ガラスビーズを使用することができる。この場合には、
未硬化の路面標示用塗料を路面に塗布し、ガラスビーズ
を塗料の上に散布し、塗料を硬化させる。この方法は従
来型の路面標示施工機によって簡単に施工することがで
きる。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１には本発明の路面標示の第１
実施例を示す。路面標示１０は、路面標示用塗料で形成
された塗膜１２とその表面に散布固着された多数の再帰
反射用ガラスビーズ１４とで構成されている。路面標示
用塗料は、例えば、熱可塑性樹脂に炭酸カルシウムのよ
うな骨材や着色顔料を配合したものである。

【００１１】ガラスビーズ１４は約600μｍの平均粒径
を有し、その表面には約１μｍ以下、好ましくは約０.
５μｍの厚さの半導体光触媒層１６がコーティングして
ある。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、化学的に安定であり、か
つ、安価に入手可能である。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、W
O₃、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。

【００１２】光触媒がチタニアの場合には、光触媒層１
６は、ガラスビーズ１４にチタニアゾルをディップコー
ティングし、300℃以上かつガラスの軟化点以下の温度
で焼成することにより形成することができる。ガラス中
のナトリウムのようなアルカリ網目修飾イオンが焼成中
にガラスから光触媒層中に拡散するのを防止するため、
ガラスビーズ１４を予めシリカ等の中間層で被覆してお
くのが好ましい。また、チタニアには、SiO₂若しくはSn
O₂を約20％配合するのが好ましい。このようにすれば、
光励起時には水との接触角が０゜になる程度に光触媒層
１６の表面を超親水化することができる。

【００１３】路面標示１０は従来型のスプレー式施工機
（図示せず）により施工することができる。熱可塑性樹
脂からなる路面標示用塗料を溶解釜で溶融し、所望のパ
ターンで路面に塗布し、光触媒層１６でコーティングさ
れたガラスビーズ１４を散布した後、塗料を硬化させ
る。

【００１４】路面標示１０の施工後は、ガラスビーズ１
４の光触媒層１６は昼間は太陽光によって光励起され、
光触媒層１６の表面は水との接触角が１０゜以下、特に
約０゜になる程度に親水化される。一旦親水化される
と、表面の親水性は夜間でも持続する。

【００１５】このように高度に親水化された表面には、
排気ガス中の燃焼生成物やタイヤの摩耗粉や都市煤塵の
ような疎水性の物質は付着しにくい。また、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
た光触媒層１６には泥や土のような無機塵埃は付着しに
くい。

【００１６】路面標示１０は時折降雨にさらされる。超
親水化された光触媒層１６表面の水に対する親和力は、
燃焼生成物のような疎水性物質に対する親和力よりも大
きいので、光触媒層１６の表面に堆積した汚れは雨水に
より表面から釈放され、降雨の都度雨水によって洗い流
される。こうしてガラスビーズ１４の光触媒層１６の表
面はセルフクリーニングされる。

【００１７】図２には本発明の路面標示の第２実施例を
示す。第１実施例と同様に、路面標示１０は路面標示用
塗料からなる塗膜１２とその表面に散布固定された再帰
反射用ガラスビーズ１４とで構成されている。この実施
例では、塗膜１２とガラスビーズ１４の表面には一様に
光触媒層１８がコーティングしてある。

【００１８】光触媒層１８は、未硬化の若しくは部分的
に硬化したシリコーン（オルガノポリシロキサン）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な
どの光触媒の粒子を50重量％以下の割合で分散させた塗
料用組成物を用い、この塗料用組成物を路面標示１０の
表面に一様に塗布し、塗膜形成要素を硬化させることに
より形成することができる。

【００１９】この塗料用組成物の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；および、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。

【００２０】この路面標示は、図３に示したスプレー式
施工機により施工することができる。この施工機は工事
用車両２０に搭載してあり、路面標示用塗料は溶解釜２
２で溶融され、回転ギヤロール２４によって路面に塗布
される。タンク２６に収容されたガラスビーズ１４は散
布機２８により路面標示用塗料の上に散布される。最後
に、塗料タンク３０に貯蔵された光触媒含有シリコーン
塗料が回転ギヤロール３２によって塗布される。シリコ
ーンの硬化に伴い、光触媒含有シリコーン層１８が形成
される。

【００２１】光触媒を含有したシリコーン層１８が太陽
光によって光励起されると、シリコーン分子のケイ素原
子に結合した有機基は光触媒の光触媒作用により水酸基
に置換され、光触媒含有シリコーン層１８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。

【００２２】この第２実施例では、光触媒層１８はガラ
スビーズ１４だけでなく路面標示用塗膜１２にも被覆し
てあるので、路面標示用塗膜１２の汚れも防止され、路
面標示の視認性が向上する。

【００２３】光触媒による超親水化現象は、光触媒によ
る光酸化作用よりも弱い光触媒作用によって実現するこ
とができる。従って、光触媒によって路面標示用塗膜１
２が劣化するのを防止するため、光触媒の光酸化作用を
弱めるのが好ましい。このためには、光触媒含有シリコ
ーン層１８の膜厚は０.１μｍ以下にするのが好まし
い。また、このような膜厚にすれば、光触媒層１８の耐
摩耗性を向上させることができる。或いは、光触媒含有
シリコーン層１８にアルカリ金属、アルカリ土類金属、
アルミナ、シリカ、ジルコニア、酸化アンチモン、無定
形チタニア、含水チタニアの１種又は２種以上を添加す
ることにより、光触媒の光酸化活性を抑制することがで
きる。更に、路面標示用塗膜１２と光触媒含有シリコー
ン層１８との間にシリコーンなどからなる他の層を設
け、路面標示用塗膜１２の劣化を防止してもよい。

【００２４】実施例１エタノールの溶媒86重量部に、テトラエトキシシランSi
(OC₂H₅)₄（和光純薬）６重量部と純水６重量部とテトラ
エトキシシランの加水分解抑制剤として36％塩酸２重量
部を加えて混合し、シリカコーティング溶液を調整し
た。混合により溶液は発熱するので、混合液を約１時間
放置冷却した。この溶液をフローコーティング法により
１０cm四角のソーダライムガラス板の表面に塗布し、80
℃の温度で乾燥させた。乾燥に伴い、テトラエトキシシ
ランは加水分解を受けて先ずシラノールSi(OH)₄にな
り、続いてシラノールの脱水縮重合により無定形シリカ
の薄膜がガラス板の表面に形成された。

【００２５】次に、テトラエトキシチタンTi(OC₂H₅)
₄（Merck）１重量部とエタノール９重量部との混合物に
加水分解抑制剤として36％塩酸を０.１重量部添加して
チタニアコーティング溶液を調整し、この溶液を前記ガ
ラス板の表面に乾燥空気中でフローコーティング法によ
り塗布した。塗布量はチタニアに換算して45μｇ/cm²と
した。テトラエトキシチタンの加水分解速度は極めて早
いので、塗布の段階でテトラエトキシチタンの一部は加
水分解され、水酸化チタンTi(OH)₄が生成し始めた。

【００２６】次に、このガラス板を１〜１０分間約150
℃の温度に保持することにより、テトラエトキシチタン
の加水分解を完了させると共に、生成した水酸化チタン
を脱水縮重合に付し、無定形チタニアを生成させた。こ
うして、無定形シリカの上に無定形チタニアがコーティ
ングされたガラス板を得た。このガラス板を500℃の温
度で焼成して、無定形チタニアをアナターゼ型チタニア
に変換させた。

【００２７】この試料を数日間暗所に放置した後、20W
のブラックライトブルー（BLB）蛍光灯（三共電気、FL2
0BLB）を用いて試料の表面に０.５mW／cm²の紫外線照度
（アナターゼ型チタニアのバンドギャップエネルギより
高いエネルギの紫外線の照度）で約１時間紫外線を照射
し、＃１試料を得た。比較のため、チタニアのコーティ
ングを施さないガラス板を準備し、＃２試料とした。

【００２８】＃１試料と＃２試料の水との接触角を接触
角測定器（協和界面科学社製、形式CA-X150）により測
定した。この接触角測定器の低角度側検出限界は１゜で
あった。接触角は、マイクロシリンジから試料表面に水
滴を滴下した後30秒後に測定した。＃１試料の表面の水
に対する測定器の読みは０゜であり、超親水性を示し
た。これに対し、＃２試料の水との接触角は30〜40゜で
あった。

【００２９】このガラス板の表面にオレイン酸を塗布
し、ガラス板表面を水平姿勢に保持しながらガラス板を
水槽に満たした水の中に浸漬したところ、オレイン酸は
丸まって油滴となり、ガラス板の表面から釈放されて浮
上した。

【００３０】実施例２この実施例では基材として１０cm四角のアルミニウム基
板を使用した。基板の表面を平滑化するため、予めシリ
コーン層で被覆した。このため、日本合成ゴムの塗料用
組成物“グラスカ”のＡ液（シリカゾル）とＢ液（トリ
メトキシメチルシラン）を、Ａ液とＢ液との重量比が
３：１になるように混合し、この混合液をアルミニウム
基板に塗布し、150℃の温度で硬化させ、膜厚３μｍの
シリコーンのベースコートで被覆された複数のアルミニ
ウム基板（＃１試料）を得た。

【００３１】次に、チタニア含有塗料により＃１試料を
被覆した。より詳しくは、アナターゼ型チタニアゾル
（日産化学、TA-15）と前記“グラスカ”のＡ液（シリ
カゾル）を混合し、エタノールで希釈後、更に“グラス
カ”の上記Ｂ液を添加し、チタニア含有塗料用組成物を
調整した。この塗料用組成物の組成は、シリカ３９重量
部、トリメトキシメチルシラン９７重量部、チタニア８
７重量部であった。この塗料用組成物を＃１試料の表面
に塗布し、150℃の温度で硬化させ、アナターゼ型チタ
ニア粒子がシリコーン塗膜中に分散されたトップコート
を形成し、＃２試料を得た。

【００３２】次に、＃２試料にBLB蛍光灯を用いて０.５
mW／cm²の照度で５日間紫外線を照射し、＃３試料を得
た。この試料の表面の水との接触角を接触角測定器（ER
MA社製、形式G-I-1000、低角度側検出限界３゜）で測定
したところ、接触角の読みは３゜未満であった。紫外線
照射前の＃２試料の接触角を測定したところ、７０゜で
あった。＃１試料の接触角を測定したところ、９０゜で
あった。更に、＃１試料に＃２試料と同じ条件で５日間
紫外線を照射し、接触角を測定したところ、接触角は８
５゜であった。

【００３３】このことから、シリコーンに光触媒を含有
させ、光触媒を光励起した場合には、シリコーン塗膜が
高度に親水化されることが分かる。シリコーンの分子の
ケイ素原子に結合した有機基が光触媒作用によって水酸
基に置換され、親水性のシリコーン誘導体が表面に形成
されているものと考えられる。

【００３４】

【発明の効果】本発明によれば、路面標示に汚れが付着
するのが防止されると共に、表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、路面標示の表面はセル
フクリーニングされるので、路面標示の視認性を向上さ
せることができる。また、本発明の路面標示は長期間に
わたって優れた視認性を発揮するので、路面標示の更新
の頻度を最小限にすることができ、道路維持の費用と手
数を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の路面標示の第１実施例の模式的拡大断
面図である。

【図２】本発明の路面標示の第２実施例の模式的拡大断
面図である。

【図３】路面標示の施工機の模式図である。

【符号の説明】

１０：路面標示１２：路面標示用塗膜１４：再帰反射用ガラスビーズ１６、１８：光触媒含有層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】再帰反射体を路面標示用塗膜に部分的に
埋め込んでなる路面標示において、前記再帰反射体と路
面標示用塗膜の表面は半導体光触媒を含有する透明層に
よって被覆されており、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、路面標示が降雨にさらされた時にその表面に付着
した汚れが雨水により洗い流されるようになっているこ
とを特徴とする路面標示。
【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に基づく路面標示。
【請求項３】再帰反射体を路面標示用塗膜に部分的に
埋め込んでなる路面標示において、前記再帰反射体は半
導体光触媒を含有する透明層によって被覆されており、
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、路面標示が降雨に
さらされた時に再帰反射体の表面に付着した汚れが雨水
により洗い流されるようになっていることを特徴とする
路面標示。
【請求項４】未硬化の路面標示用塗料を路面に塗布
し、前記塗料の上に再帰反射用ガラスビーズを散布し、
前記塗料を硬化させることにより路面標示用塗膜を形成
すると共に前記塗膜にガラスビーズを固着し、前記塗膜
およびガラスビーズの表面を半導体光触媒を含有する透
明層によって被覆することからなる路面標示の施工方
法。
【請求項５】未硬化の路面標示用塗料を路面に塗布
し、半導体光触媒を含有する透明層によって被覆された
再帰反射用ガラスビーズを前記塗料の上に散布し、塗料
を硬化させることにより路面標示用塗膜を形成すると共
に前記塗膜にガラスビーズを固着することからなる路面
標示の施工方法。
【請求項６】再帰反射体を埋め込んだ路面標示の表面
を半導体光触媒を含む透明層で被覆し、前記光触媒を太
陽光の照射にさらして光励起させることにより前記層の
表面を親水化し、前記路面標示を降雨にさらすことによ
り表面に付着した汚れを雨水により洗い流させることか
らなる路面標示のセルフクリーニング方法。