JPH09329378A

JPH09329378A - アイススケートリンクの製造方法およびアイススケートリンク

Info

Publication number: JPH09329378A
Application number: JP14552096A
Authority: JP
Inventors: Mitsuhide Shimobukikoshi; 光秀下吹越; Makoto Hayakawa; 信早川
Original assignee: Toto Ltd
Current assignee: Toto Ltd
Priority date: 1996-06-07
Filing date: 1996-06-07
Publication date: 1997-12-22

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明の課題は、凹凸のない氷層を容易に形
成でき、極めて平滑な表面を持つアイススケートリンク
の製造方法およびアイススケートリンクを提供すること
である。【解決手段】光触媒のバンドギャップエネルギーより
高いエネルギーの波長をもった光を十分な時間及び照度
で照射し光励起すると、光触媒は超親水性を呈する。こ
の光触媒を、スケートリンク基材表面にコーティングす
ることで、散水時にリンク基材の表面に付着した水滴を
表面に広げ容易に一様な厚さの水膜とすることができ、
それによって平滑な表面を持つ氷層を形成することが可
能になる。その後に床面に設置した冷却装置で氷点以下
に冷却し氷層を形成すれば、極めて平滑な表面を有する
氷層を形成することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はアイススケートリン
ク製造方法およびアイススケートリンクに係わるもの
で、特に氷層形成工程における、散水時に水を均一に広
げ一様な水膜を得ることによって表面が平滑な氷層を形
成することができる、アイススケートリンクの製造方法
およびそのような平滑な氷層を有するアイススケートリ
ンクに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】アイススケートリンクのスケート面は様
々に築造される。天然結氷した池を利用する場合や人工
池に天然結氷させた面の場合もある。しかしそれらは寒
冷期や寒冷地でのみ可能なもので、一年中行える娯楽や
競技の場として提供するにはふさわしくない。ゆえに床
面に冷却設備を設け、人工結氷させたアイススケートリ
ンクが一般的である。

【０００３】アイススケートリンクはアイスホッケー競
技やフィギュア競技を行うとなると、６０ｍ×３０ｍ以
上の大きさが必要となる。リンクの構造はコンクリート
などの上に断熱層、防水層（コルク層やアスファルト
層）を備え、内部に冷却管を設置する。その上に熱伝導
のよいスラブ材料を用いて、表面は水平かつ平滑に仕上
げる。この際冷却管は熱膨張による破損を防ぐため配管
に適当な伸縮継手を設け、また配管面の８０％が±１ｍ
ｍ以内の誤差範囲にとどまるよう施工する。これは、配
管面の誤差が大きいと、結氷させた場合に凹凸ができて
しまうためである。

【０００４】氷層は、冷却装置を含む基礎面上に水を一
様に散布した後冷却して形成する。アイススケートリン
クで行われる競技は、スピードや正確さを競うその性格
上、表面の凹凸による微妙な高低差は非常に誤差の少な
いものが要求される。しかしながら、表面を平滑に結氷
させるには大変高度な技術が必要であり、そのために広
大なリンク基材表面に一様な量の水を散布するのは大変
な作業である。また、結氷後凹凸ができた場合は氷層表
面を整備しなければならないが、上記の規模のリンクの
場合、最低限１時間ないしは２時間程度の整備時間が必
要となる。このように整備には工数と費用がかかるた
め、散水の時点で可能な限り一様に水を広げておくこと
が要求される。

【０００５】一様に水が広がるには、リンク基材表面と
水との親和性が関係する。表面の親水性が低いと水は水
滴を形成し、冷却した場合表面張力によって玉のような
氷ができるため、表面に高低差や凹凸が生じる。また、
散水量を多くして水の層を厚くすると多大な冷却時間を
要し、氷層形成のための冷却エネルギーも膨大なものと
なる。さらにその場合、層の上部と下部との温度差によ
り氷の硬さにも違いが生じ、硬く良質で均一な氷層の形
成が困難になる。

【０００６】従来硬い良質な氷を得る手段としては、ア
イススケートリンク自体を改築することが考案されてい
た。たとえば冷却装置の冷却管の密度を増す方法が開示
されている。図８は特開平６−２６５２４８号公報によ
り開示された、アイススケートリンク床面の冷却構造を
説明するための図である。従来の冷却装置は、冷媒を通
す柔軟パイプをプラスチックシートパネル上に一体に押
出成形する製造方法であったため、柔軟パイプ相互間の
距離を一定以下に狭めるのがその製造方法の限界から困
難であった。そこで、プラスチックシートパネル２１上
に一体成形された第１の柔軟パイプ２３の相互間に、第
２の柔軟パイプ２４を挿入配列して、冷却管の単位面積
当たりの本数を約２倍にしている。これにより、リンク
全体の温度分布を一様にでき均一化された氷を形成する
ことができ、また、短時間に結氷でき硬い良質な氷を形
成することができるとしている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来技術を導入するには設備投資に余分なコストが
かかり、また改築工事中はアイススケートリンクを閉鎖
しなければならないなどの点から、既存のリンクに導入
するのはあまり適切ではない。既存のアイススケートリ
ンクの設備を用いて、大幅に改築することなく効率よく
かつ良質な氷層を得るためには、散水時に少量の水で薄
い一様な水膜を形成することができるよう、表面だけを
改造することが適切である。

【０００８】本発明が解決しようとする課題は、凹凸の
ない氷層を容易に形成でき、極めて平滑な表面を持つア
イススケートリンクの製造方法およびアイススケートリ
ンクを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者は、以上の課題
を達成するために種々検討し、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知見し、本発明
に想到した。すなわち光触媒性ＴｉＯ₂を紫外線で光励
起したところ、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。以下、この現象を“超親水
化”もしくは“超親水化する”、この性能を“超親水
性”という。

【００１０】この光励起された光触媒性材料をスケート
リンク基材表面にコーティングすることで、散水時にリ
ンク基材の表面に付着した水滴を表面に広げ容易に一様
な厚さの水膜とすることができ、それによって平滑な表
面を持つ氷層を形成することが可能になる。この方法は
さほど工期を必要とせず、かつ安価な方法である。もち
ろんこの方法は既存の設備だけではなく、新規にアイス
スケートリンクを建造する場合にも大変有用である。そ
の後に床面に設置した冷却装置で氷点以下に冷却し氷層
を形成すれば、極めて平滑な表面を有する氷層が形成さ
れる。また、高度な親水性により希望の厚さの氷層を形
成することも可能である。

【００１１】前記課題を解決するため、請求項１に記載
のアイススケートリンクの製造方法は、リンク基材表面
に光触媒性材料層を形成し、その光触媒性材料層は光励
起することにより親水化することを特徴とする。

【００１２】したがって、スケートリンク基材表面を親
水化するため、散布した水を均一に広げることができ、
結氷した際の氷層表面の凹凸を極めて小さなものにでき
る。

【００１３】請求項２に記載のアイススケートリンク
は、リンク基材表面に光触媒性材料層を有し、その光触
媒性材料層は親水性であることを特徴とする。

【００１４】したがって、スケートリンク基材表面が親
水化されているため、散布した水が均一に広がり、結氷
した際の氷層表面の凹凸が極めて小さい。

【００１５】請求項３に記載のアイススケートリンク
は、請求項２に記載のアイススケートリンクにおいて、
光触媒性材料を含む層の表面が、光励起時に水との接触
角に換算して約１０°以下の水濡れ性を呈することを特
徴とする。

【００１６】したがって、超親水性基材の表面に水を散
布した際に均一に広げることができる。

【００１７】請求項４に記載のアイススケートリンク
は、請求項３に記載の平滑表面を持つアイススケートリ
ンクにおいて、光触媒性材料を含む層の表面が、光励起
時に水との接触角に換算して約５°以下の水濡れ性を呈
することを特徴とする。

【００１８】したがって、超親水性基材の表面に水を散
布した際に均一に広げることができる。

【００１９】請求項５に記載のアイススケートリンク
は、請求項２〜４のいずれか一に記載のアイススケート
リンクにおいて、光触媒性材料が、ＴｉＯ₂，ＺｎＯ，
ＳｎＯ₂，ＳｒＴｉＯ₃，ＷＯ₃ ，Ｂｉ₂Ｏ₃，Ｆｅ₂
Ｏ₃からなる群から選ばれた１種の酸化物を含むことを
特徴とする。

【００２０】したがって、希望の荷電子帯の準位の光触
媒を用いることができる。

【００２１】請求項６に記載のアイススケートリンク
は、請求項５に記載のアイススケートリンクにおいて、
光触媒性材料がアナターゼ型ＴｉＯ₂からなることを特
徴とする。

【００２２】したがって、非常に細かな微粒子を分散さ
せたゾルを市場で容易に入手することができ、非常に薄
い薄膜を容易に形成することができる。

【００２３】請求項７に記載のアイススケートリンク
は、請求項５に記載のアイススケートリンクにおいて、
光触媒性材料を含む層がＳｉＯ₂又はＳｎＯ₂を含んで
なることを特徴とする。

【００２４】したがって、リンク基材の材質に鑑み、そ
れに応じて光触媒性コーティングを施すことができる。

【００２５】請求項８に記載のアイススケートリンク
は、請求項２〜７のいずれか一に記載のアイススケート
リンクにおいて、光触媒性材料を含む層は光触媒性材料
の粒子が均一に分散された塗膜によって形成されている
ことを特徴とする。

【００２６】したがって、コーティングを施したいずれ
の部分も超親水性能を発現させることができる。

【００２７】請求項９に記載のアイススケートリンク
は、請求項８に記載のアイススケートリンクにおいて、
塗膜はシリコーンからなり、前記塗膜の表面はシリコー
ン分子のケイ素原子に結合した有機基が光励起に応じて
光触媒性材料の光触媒作用により、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
ことを特徴とする。

【００２８】したがって、表面水酸基に置換されている
ことで超親水性能が発揮される。

【００２９】請求項１０に記載のアイススケートリンク
は請求項２に記載のアイススケートリンクにおいて、光
触媒性材料を含む層が、Ａｇ，Ｃｕ，Ｚｎからなる群か
ら選ばれた１種の金属を含むことを特徴とする。

【００３０】したがって、表面に付着した細菌を死滅さ
せることができる。さらに、この光触媒性コーティング
は、黴、藻、苔のような微生物の成長を抑制するので長
期間にわたって清潔に維持することができる。

【００３１】請求項１１に記載のアイススケートリンク
は、請求項２に記載のアイススケートリンクにおいて、
光触媒性材料を含む層が、Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ｏ
ｓ，Ｉｒからなる群から選ばれた１種の金属を含むこと
を特徴とする。

【００３２】したがって、光触媒の酸化還元反応を増強
させることができ、表面に付着した汚染物質を分解する
ことができる。

【００３３】請求項１２に記載のアイススケートリンク
は、請求項２に記載のアイススケートリンクにおいて、
リンク基材は金属、セラミックス、ガラス、プラスチッ
ク、木、石、セメント、コンクリート、それらの組み合
わせ、およびそれらの積層体からなる群から選ばれた１
種の材料で形成されることを特徴とする。

【００３４】したがって、多様なリンク基材を選択する
ことができるため、目的や用途に応じた基材を用いるこ
とができる。

【００３５】

【発明の実施の形態】本発明による平滑表面を持つアイ
ススケートリンクの製造方法の一実施の形態について説
明する。図１は本発明の一実施の形態を説明するための
断面図である。

【００３６】まず図１に示すようにリンクの基礎となる
基材は、地固めのための割ぐり１、鉄筋コンクリート２
である。その上に、断熱層および防水層としてコルク層
３とアスファルト層４を備える。さらにその上に鉄筋コ
ンクリート５を重ね、内部に冷却管６を設置する。この
際熱膨張による冷却管６の破損を防ぐため、管には膨張
を吸収する適当な伸縮継手（図示せず）を設ける。ま
た、冷却管６の配管面の８０％を±１ｍｍ以内の誤差範
囲にとどめる。さらにその上層に熱伝導のよいスラブ７
を重ねる。結氷した際の表面の凹凸をできる限り無くす
ため、表面は水平かつ平滑に仕上げる。

【００３７】スラブ７基材自体が光触媒により劣化する
のを防止するため、スラブ７表面をあらかじめシリコー
ン層８で被覆する。その上に光触媒性材料９をコーティ
ングする。光触媒性材料のコーティング方法には、焼結
させて結晶性ＴｉＯ₂などをコーティングする方法、無
定形の光触媒の前駆体の薄膜を表面に固定し加熱結晶化
させる方法があるが、スケートリンク基材表面の材質、
コーティングの平易性を併せて考慮して光触媒を含有す
る耐光酸化性塗料を表面に塗布し硬化させる方法がふさ
わしい。

【００３８】光触媒性コーティングに使用可能な光触媒
としては、ＴｉＯ₂ 以外にＺｎＯ，ＳｎＯ₂，ＳｒＴｉ
Ｏ₃，ＷＯ₃，Ｂｉ₂Ｏ₃，Ｆｅ₂Ｏ₃ のような金属酸
化物がある。荷電子帯の準位や価格などの違いにより、
必要に応じた材料を選択することができる。中でも非常
に細かな微粒子を分散させたゾルを市場で容易に入手で
きるＴｉＯ₂ は、非常に薄い薄膜を形成できる。

【００３９】前記の光触媒性コーティングを形成する方
法は、未硬化のも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）あるいはシリコーンの前駆
体からなる塗膜形成要素に、光触媒の粒子を分散させて
なる塗料用組成物を用いることである。シリコーンは本
来かなり疎水性であるが、この塗料用組成物をリンク基
材の表面に塗布し、塗膜形成要素を硬化させた後光触媒
を光励起すると、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、光触媒性コーティングの表面は超親水化される。

【００４０】この方法によれば幾つかの利点がある。光
触媒含有シリコーン塗料は常温あるいは比較的低温で硬
化させることができるので、非耐熱性の材料で形成され
ている基材や広大な面積の基材に適用することができ
る。よって、アイススケートリンク基材表面に塗布する
には最適である。またこの塗料用組成物は、表面の超親
水化を要する既存の基材に、刷毛塗り、スプレーコーテ
ィング、ロールコーティングなどにより必要に応じて塗
布することができる。よって、アイススケートリンクの
ような広い範囲の場所にも対応できる。また光触媒含有
シリコーンは、薄く形成すれば透明であるためリンク基
材に描いたデザインや文字なども難なく読みとれ、改め
て光触媒含有シリコーン上に描き直す必要がない。光触
媒性コーティングは非常に薄くしても超親水性を発現す
るため性能に問題はない。また十分な硬度を有するの
で、光触媒性コーティングは耐久性と耐摩耗性を有す
る。

【００４１】光触媒の光励起による超親水化は、シリコ
ーン分子のケイ素原子に結合した表面有機基が超親水化
に必要な量だけ水酸基に置換されるよう、十分な照度の
光を照射して行わなければならない。そのためには、光
触媒のバンドギャップエネルギーより高いエネルギーの
波長をもった任意の光源を照射しなければならない。Ｔ
ｉＯ₂のように光励起波長が紫外線領域に位置する光触
媒の場合には、光触媒性コーティングで被覆された基材
に太陽光が当たるような屋外設置型リンクの場合には、
太陽光に含まれる紫外線を好適に利用することができ
る。照度は、一般には０．００１ｍＷ／ｃｍ² 以上必要
であるが、太陽光に含まれる紫外線は０．１〜１ｍＷ／
ｃｍ² であるから、光励起するには十分である。

【００４２】一方屋内設置型リンクの場合では、人工光
源により光触媒を光励起することができる。既存の蛍光
灯、白熱灯、メタルハライドランプ、水銀ランプのよう
な室内照明灯を利用することができる。本実施例のよう
に光触媒性コーティングがＳｉＯ₂配合ＴｉＯ₂からな
る場合には、蛍光灯に含まれる微弱な紫外線でも容易に
親水化することができる。太陽光を用いるよりも含まれ
る紫外線量が少ないため照射時間は若干増えるが、新た
に特別な照明機器を設置することなく光励起を行うこと
ができる。

【００４３】光励起により光触媒性コーティングの表面
が一旦高度に親水化されたならば、基材を暗所に保持し
ても表面の親水性はある程度の期間持続する。時間の経
過に伴い表面水酸基に汚染物質が吸着され、表面が次第
に超親水性を失った時には、再び光励起すれば超親水性
は回復する。超親水性の回復には引き続き太陽光のよう
な紫外線量の多い光を当てる必要はなく、蛍光灯のよう
な室内照明灯に含まれる微弱な紫外線でも十分に維持、
回復を行うことができる。屋内設置型リンクのように常
時光源がある場合は、超親水性の維持には好都合であ
る。

【００４４】この光触媒性コーティングに抗菌性を持た
せることもできる。光触媒性コーティング表面にＡｇや
Ｃｕ、Ｚｎの塩などを含む水溶液を塗布し、紫外線照射
を行うと光還元されてこれらの金属が析出すると共に、
光触媒作用により試料の表面が親水化される。これらの
金属は表面に付着した細菌を死滅させる作用をもち、か
つ黴、藻、苔などの微生物の成長を抑制することができ
るため、長期間にわたって清潔に維持することができ
る。

【００４５】さらにＰｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｏｓ、Ｉｒのい
ずれかの塩などを含む水溶液を光触媒性コーティング表
面に塗布し紫外線照射すると、光還元されてこれらの金
属が析出すると共に、光触媒作用により試料の表面が親
水化される。これらの金属は光触媒の酸化還元反応を増
強させることができる。このため、表面に付着した汚染
物質を分解する機能が向上する。コーティング表面のメ
ンテナンスも簡単である。

【００４６】このようにして光励起して超親水性膜とな
った、光触媒性コーティング上に水を散布すると、コー
ティングの超親水性により水は水滴を形成せずに容易に
均一な水膜となる。誰にでも容易に少量の水で均一化で
きるため、これまでのように水を散布する技術も不要と
なる。この水膜を冷却し氷層１０を形成して、平滑な表
面を持つアイススケートリンクを形成する。

【００４７】

【実施例】

実施例１アイススケートリンク基盤表面への光触媒含有コーティ
ング光触媒含有コーティングの有無による氷層の形成時間や
凹凸の均一性の差を検証した。６１ｍ×２８ｍのアイス
スケートリンク表面１１を図２に示したように中央を仕
切り１２で仕切った。一方の基材表面にのみ光触媒含有
コーティングを施し、両方に同量の水を散布し、冷却し
て氷層を形成した。リンク基材の最上層としては図３に
示したように大きく分けてコンクリートスラブ１８や、
プラスチックフォームユニット１９をつなぎ合わせたも
のがある。今回はコンクリートスラブを用いたスケート
リンクで行った。その表面に光触媒含有コーティングを
施す前に、中間層としてシリコーン層１５をコーティン
グする。これは、コンクリートスラブ基材の場合には、
ナトリウムのようなアルカリ網目修飾イオンがコンクリ
ートスラブからコーティング中に拡散し、アナターゼ型
ＴｉＯ₂の光触媒活性を阻害するのを防止するためであ
る。なお、プラスチックフォームの場合には表面の平滑
化のためとプラスチックフォーム自体が光触媒により劣
化するのを防止するためにシリコーン層を中間層として
コーティングする。

【００４８】シリコーンの塗布はロールコーティングに
より行った。また、細部は刷毛塗りによって行った。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、シリカ
ゾル重量とトリメトキシメチルシランの重量の比が３に
なるように混合し、コーティング液を調整した。このコ
ーティング液を１０ｃｍ四角のスラブ板の表面に塗布
し、１００℃の温度で硬化させ、膜厚５μｍのシリコー
ンのベースコートで被覆した。

【００４９】次に、中央で仕切った片側だけに光触媒を
含有するシリコーン塗料を塗布する。シリコーンと同様
にロールコーティングで行った。アナターゼ型ＴｉＯ₂
ゾル（日産化学、ＴＡ−１５、平均粒径１５μｍ）と前
記“グラスカ”のＡ液を混合し、エタノールで希釈後、
更に“グラスカ”のＢ液を添加し、コーティング液を調
整した。これらのコーティング液の組成は、ＴｉＯ₂重
量とＳｉＯ₂重量とトリメトキシメチルシランから生成
するシリコーン樹脂重量（トリメトキシシランが１００
％加水分解脱水縮重合したと仮定した場合の生成したシ
リコーン樹脂重量）との和に対するＴｉＯ₂の重量の比
が、５０％になるように調整した。コーティング液をシ
リコーン層が被覆されたリンク基材上に塗布し、１００
℃の温度で硬化させ、アナターゼ型ＴｉＯ₂粒子がシリ
コーン塗膜中に分散された光触媒含有コーティングのト
ップコート１６を形成した。

【００５０】水銀灯を用いて２２．８ｍＷ／ｃｍ²の紫
外線照度で全体を２４時間照射し、光励起させ表面を超
親水化した。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。照射前は光触媒含有トップコートの有
無に関わらずおよそ７０°であった。照射後は光触媒含
有トップコートを施してない面は接触角は６５°とほと
んど変化しなかったのに対して、光触媒含有トップコー
トを施した面は検出限界の３°以下となり超親水性を発
現した。

【００５１】中央で仕切った光励起後のリンクに水を同
量流し、水膜を形成した。散水中に目視にて確認したと
ころ、光触媒含有トップコートを施していない面は大き
い玉のような水滴を形成し、それらが次々に融合して水
層を形成していった。一方超親水性となった光触媒含有
トップコートを施した面に散布された水は瞬く間に一様
にリンク上を広がり膜を形成していくのが確認できた。

【００５２】実施例２光触媒含有シリコーンコーティング実施例１と同じコンクリートスラブ基材に様々な組成の
光触媒含有シリコーン塗料を塗布し、その超親水性能の
経時変化による観察を行った。まず、１０ｃｍ四角のコ
ンクリートスラブ板を準備し、実施例１と同様にシリコ
ーン層を形成した。

【００５３】次にアナターゼ型ＴｉＯ₂ゾル（日産化
学、ＴＡ−１５、平均粒径１５μｍ）と“グラスカ”の
Ａ液を混合し、エタノールで希釈後、更に“グラスカ”
のＢ液を添加し、組成の異なる４種のコーティング液を
調整した。これらのコーティング液の組成は、ＴｉＯ₂
重量とＳｉＯ₂重量とトリメトキシメチルシランから生
成するシリコーン樹脂重量（トリメトキシシランが１０
０％加水分解脱水縮重合したと仮定した場合の生成した
シリコーン樹脂重量）との和に対するＴｉＯ₂の重量の
比が、それぞれ、５％、１０％、５０％、８０％になる
ように調整した。

【００５４】それぞれのコーティング液をシリコーン層
が被覆されたスラブ板に塗布し、１００℃の温度で硬化
させ、アナターゼ型ＴｉＯ₂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〜＃５試料を得
た。

【００５５】＃１〜＃５試料にブルーライトブラック
（ＢＬＢ）蛍光灯（三共電気、ＦＬ２０ＢＬＢ）を０．
５ｍＷ／ｃｍ²の照度で最大２００時間紫外線を照射し
ながら、異なる時間間隔でこれらの試料の表面の水との
接触角を接触角測定器（ＥＲＭＡ社製、形式Ｇ−Ｉ−１
０００、低角度側検出限界３°）で測定し、接触角の時
間的変化を観測した。結果を図４のグラフに示す。

【００５６】図４のグラフから分かるように、ＴｉＯ₂
含有層のない＃１試料においては、紫外線を照射しても
水との接触角にはほとんど変化が見られない。これに対
して、ＴｉＯ₂含有トップコートを備えた＃２〜＃５試
料においては、紫外線照射に応じて水との接触角が１０
°未満になるまで親水化されることが分かる。ＴｉＯ₂
の割合が１０重量％以上の＃３〜＃５試料においては、
水との接触角は３°以下になることが分かる。更に、Ｔ
ｉＯ₂の割合がそれぞれ５０重量％と８０重量％の＃４
試料と＃５試料においては、短時間の紫外線照射で水と
の接触角は３°以下になることが注目される。

【００５７】＃４試料に息を吹きかけたところ、曇りは
生じなかった。＃４試料を２週間暗所に放置した後、接
触角測定器（協和界面科学社製、形式ＣＡ−Ｘ１５０）
により水との接触角を測定したところ、水との接触角は
３°以下であった

【００５８】以上から、シリコーンは本来かなり疎水性
であるにもかかわらず、光触媒を含有させて、紫外線照
射により光触媒を励起した場合には、高度に親水化され
る。このように光触媒含有シリコーンをコーティングし
光励起により超親水化したスラブ基材上では、水を一様
に広げ均一な水膜を形成できる。また使用可能な他の光
触媒としては、図５に示したように、ＺｎＯ，Ｓｎ
Ｏ₂，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、Ｔ
ｉＯ₂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^-）を吸着しやすいと考えられ
る。

【００５９】実施例３鉛筆スクラッチ試験ＴｉＯ₂含有トップコートの耐摩耗性を調べるため、鉛
筆スクラッチ試験を行った。実施例２と同様の方法で、
１０ｃｍ四角の複数のコンクリートスラブ板の表面に膜
厚５μｍのシリコーンのベースコートを被覆し、次いで
ＴｉＯ₂含有量の異なるトップコートをそれぞれ被覆し
た。トップコートのＴｉＯ₂の割合は、それぞれ５０重
量％、６０重量％、９０重量％であった。

【００６０】日本工業規格（ＪＩＳ）Ｈ８６０２に従
い、試料の表面を鉛筆の芯でスクラッチし、トップコー
トが剥離する最も硬い鉛筆芯を検出した。また、ベース
コートのみで被覆された試料についても同様に試験し
た。結果を、図６のグラフに示す。

【００６１】ＴｉＯ₂の割合が９０重量％のトップコー
トは硬度５Ｂの鉛筆芯で剥離したが、ＴｉＯ₂割合が６
０重量％のトップコートは硬度Ｈの鉛筆芯に耐えること
ができ、充分な耐摩耗性を呈した。実施例１に示したよ
うに、ＴｉＯ₂含有量の減少に伴い光励起して超親水性
を示すまでの光の照射時間は長くなるが、トップコート
の耐摩耗性は増加する。

【００６２】実施例４ラマン分光分析実施例２の＃２試料に水銀灯を用いて２２．８ｍＷ／ｃ
ｍ²の紫外線照度で２時間紫外線を照射し、＃４試料を
得た。照射前の＃２試料と照射後の＃４試料のラマン分
光分析を行った。比較のため、＃１試料にも同様の条件
で紫外線を照射し、照射前後の試料のラマン分光分析を
行った。ラマンスペクトルを図７のグラフに示す。＃１
試料の照射前後のラマンスペクトルは同一であったの
で、図７のグラフではカーブ＃１で示す。

【００６３】図７のグラフを見ると、＃２試料のラマン
スペクトルにおいて、波数２９１０ｃｍ^-1の位置にはｓ
ｐ³混成軌道のＣ−Ｈ結合対称伸縮の大きなピークが認
められ、波数２９７０ｃｍ^-1の位置にはｓｐ³の混成軌
道のＣ−Ｈ結合逆対称伸縮の大きなピークが認められ
る。従って、＃２試料にはＣ−Ｈ結合が存在することが
帰結される。

【００６４】＃４試料のラマンスペクトルにおいては、
波数２９１０ｃｍ^-1の位置および２９７０ｃｍ^-1の位置
のいずれにもピークが認められない。その代わりに、波
数３２００ｃｍ^-1の位置にピークを有する広い幅のＯ−
Ｈ結合対称伸縮が認められる。従って、＃４試料にはＣ
−Ｈ結合が存在せず、その代わりに、Ｏ−Ｈ結合が存在
することが帰結される。

【００６５】これに対して、＃１試料のラマンスペクト
ルにおいては、照射前後を通じて、波数２９１０ｃｍ^-1
の位置にはｓｐ³の混成軌道のＣ−Ｈ結合対称伸縮の大
きなピークが認められ、２９７０ｃｍ^-1の位置にはｓｐ
³混成軌道のＣ−Ｈ結合逆対称伸縮の大きなピークが認
められる。従って、＃１試料にはＣ−Ｈ結合が存在する
ことが確認される。

【００６６】以上のことから、光触媒を含有するシリコ
ーンに紫外線を照射した場合には、下記の一般式（１）
で示す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、式（２）で示
すような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。この水酸基が超親水性能を発現してい
る。（式中、Ｒは、アルキル基又はアリル基を表す）

【００６７】実施例５抗菌性増強剤−Ｃｕ添加光触媒光触媒含有トップコートにＣｕをドープさせ、その抗菌
性を確かめた。“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、シリカゾル重量と
トリメトキシメチルシランの重量の比が３になるように
混合し、この混合液を実施例２と同じ１０ｃｍ四角のコ
ンクリートスラブ板の表面に塗布し、１００℃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
覆された試料を得た。

【００６８】次に、アナターゼ型ＴｉＯ₂ゾル（ＴＡ−
１５）と３重量％の酢酸銅水溶液を混合し、更に“グラ
スカ”のＡ液（シリカゾル）を添加し、プロパノールで
希釈した。次に“グラスカ”のＢ液を添加し、ＴｉＯ₂
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、シリカゾル３３重量部、トリメトキシメチルシラン
１１重量部、ＴｉＯ₂ゾル５６重量部、酢酸銅は金属銅
に換算してＴｉＯ₂重量に対して２重量％であった。

【００６９】この塗料用組成物をコンクリートスラブ板
の表面に塗布し、１００℃の温度で硬化させてトップコ
ートを形成した。次に、この試料にＢＬＢ蛍光灯を用い
て０．５ｍＷ／ｃｍ²の照度で５日間紫外線を照射し、
＃１試料を得た。

【００７０】＃１試料とシリコーンベースコートを被覆
したコンクリートスラブ板について防曇性と水との接触
角と抗菌性能と脱臭性能を調べた。シリコーンベースコ
ートを被覆したコンクリートスラブ板では水との接触角
は７０°であり、息を吹きかけると曇りが発生したが、
＃１試料では水との接触角は３〜９°であり、曇りは生
じなかった。抗菌性については、シリコーンベースコー
トを被覆したコンクリートスラブ板については大腸菌の
生存率は７０％以上であったが、＃１試料では１０％未
満であった。脱臭性能に関し、シリコーンベースコート
を被覆したコンクリートスラブ板ではメチルメルカプタ
ンの除去率は１０％未満であったが、＃１試料では除去
率は９０％以上であった。

【００７１】実施例６光酸化還元性増強剤−Ｐｔ添加光触媒光触媒含有トップコートにＰｔをドープさせ、光触媒の
光酸化還元性を確かめた。実施例５と同様の方法で、１
０ｃｍ四角のコンクリートスラブ板の表面に膜厚３μｍ
のシリコーンのベースコートで被覆された試料を得た。

【００７２】次に、アナターゼ型ＴｉＯ₂ゾル（ＴＡ−
１５）と０．１％の塩化白金酸６水和物水溶液を混合
し、更に“グラスカ”のＡ液（シリカゾル）を添加し、
プロパノールで希釈した。次に“グラスカ”のＢ液を添
加し、ＴｉＯ₂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、シリカゾル３３重量部、トリメトキ
シメチルシラン１１重量部、ＴｉＯ₂ゾル５６重量部、
塩化白金酸６水和物は金属白金に換算してＴｉＯ₂重量
に対して２重量％であった。

【００７３】この塗料用組成物をコンクリートスラブ板
の表面に塗布し、１００℃の温度で硬化させてトップコ
ートを形成した。次に、この試料にＢＬＢ蛍光灯を用い
て０．５ｍＷ／ｃｍ²の照度で５日間紫外線を照射し、
＃１試料を得た。

【００７４】実施例５と同様に、＃１試料について防曇
性と水との接触角と脱臭性能を調べた。コーティングを
施した表面に息を吹きかけると、水との接触角は０°で
あり、曇りは生じなかった。脱臭性能に関しては、メチ
ルメルカプタンの除去率は９８％以上であった。

【００７５】

【発明の効果】本発明は以上説明したように構成されて
いるので、以下に記載するような優れた効果を奏する。
リンク基材表面に形成した光触媒性コーティングの超親
水性により、散水時に水膜を薄く一様な厚さに形成でき
るため、平滑な表面を持つ氷層の形成が容易である。光
触媒性コーティングは透明であり、かつコーティングを
行う基材の材質を選ばないため、様々な既存の設備の改
築にも対応できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態のアイススケートリンク
の製造方法およびアイススケートリンクを説明するため
のアイススケートリンク床面の断面図である。

【図２】本発明の実施例１のアイススケートリンクの製
造方法およびアイススケートリンクを説明するためのア
イススケートリンクの斜視図である。

【図３】本発明の実施例１のアイススケートリンクの製
造方法およびアイススケートリンクを説明するためのア
イススケートリンク床面の断面図であり、（ａ）および
（ｂ）はそれぞれ基材が異なるアイススケートリンクの
断面図である。

【図４】本発明の実施例２のアイススケートリンクの製
造方法およびアイススケートリンクを説明するためのグ
ラフで、種々の試料の紫外線照射にともなう水との接触
角の時間的変化を示したグラフである。

【図５】本発明の実施例２のアイススケートリンクの製
造方法およびアイススケートリンクを説明するための図
で、本発明に使用可能な半導体光触媒と伝導帯の準位を
示した図である。

【図６】本発明の実施例３のアイススケートリンクの製
造方法およびアイススケートリンクを説明するためのグ
ラフで、鉛筆硬度試験を示したグラフである。

【図７】本発明の実施例４のアイススケートリンクの製
造方法およびアイススケートリンクを説明するためのグ
ラフで、シリコーンからなる光触媒性コーティングの表
面のラマン分光スペクトルを示したグラフである。

【図８】特開平６−２６５２４８号公報により開示され
た、アイススケートリンク床面の冷却構造を説明するた
めの要部の斜視図である。

【符号の説明】

１割ぐり２鉄筋コンクリート３コルク４防水アスファルト５鉄筋コンクリート６冷却管７スラブ８シリコーン９光触媒性コーティング１０氷１１仕切り１２スケートリンク基材表面１３鉄筋コンクリート１４冷却管１５シリコーン１６光触媒性コーティング１７氷１８コンクリートスラブ１９プラスチックフォーム板２１シートパネル２２ベースフィルム２３第１柔軟パイプ２４第２柔軟パイプ２５フック枠

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】リンク基材の表面に水を散布しリンク基材
中に敷設された冷却装置によって結氷させて氷層を得る
アイススケートリンクの製造方法において、リンク基材
表面に光触媒性材料層を形成し、その光触媒性材料層を
光励起することにより親水化させることを特徴とするア
イススケートリンクの製造方法。
【請求項２】リンク基材の表面に水を散布しリンク基材
中に敷設された冷却装置によって結氷させた氷層を有す
るアイススケートリンクにおいて、リンク基材表面に光
触媒性材料層を有し、その光触媒性材料層は親水性であ
ることを特徴とするアイススケートリンク。
【請求項３】光触媒性材料を含む層の表面が、光励起時
に水との接触角に換算して約１０°以下の水濡れ性を呈
する請求項２に記載のアイススケートリンク。
【請求項４】光触媒性材料を含む層の表面が、光励起時
に水との接触角に換算して約５°以下の水濡れ性を呈す
る請求項３に記載のアイススケートリンク。
【請求項５】光触媒性材料が、ＴｉＯ₂，ＺｎＯ，Ｓｎ
Ｏ₂，ＳｒＴｉＯ₃，ＷＯ₃ ，Ｂｉ₂Ｏ₃，Ｆｅ₂Ｏ₃
からなる群から選ばれた１種の酸化物を含む請求項２〜
４のいずれか一に記載のアイススケートリンク。
【請求項６】光触媒性材料が、アナターゼ型ＴｉＯ₂か
らなる請求項５に記載のアイススケートリンク。
【請求項７】光触媒性材料を含む層が、ＳｉＯ₂又はＳ
ｎＯ₂を含んでなる請求項５に記載のアイススケートリ
ンク。
【請求項８】光触媒性材料を含む層が、光触媒性材料の
粒子が均一に分散された塗膜によって形成されている請
求項２〜７のいずれか一に記載のアイススケートリン
ク。
【請求項９】塗膜はシリコーンからなり、前記塗膜の表
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
励起に応じて光触媒性材料の光触媒作用により、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８に記載のアイススケートリンク。
【請求項１０】光触媒性材料を含む層が、Ａｇ，Ｃｕ，
Ｚｎからなる群から選ばれた１種の金属を含む請求項２
に記載のアイススケートリンク。
【請求項１１】光触媒性材料を含む層が、Ｐｔ，Ｐｄ，
Ｒｈ，Ｒｕ，Ｏｓ，Ｉｒからなる群から選ばれた１種の
金属を含む請求項２に記載のアイススケートリンク。
【請求項１２】リンク基材が金属、セラミックス、ガラ
ス、プラスチック、木、石、セメント、コンクリート、
それらの組み合わせ、およびそれらの積層体からなる群
から選ばれた１種の材料で形成される請求項２に記載の
アイススケートリンク。