JPH10102448A

JPH10102448A - 防汚性道路用化粧板

Info

Publication number: JPH10102448A
Application number: JP29100896A
Authority: JP
Inventors: Mitsuyoshi Machida; 町田　　光義; Makoto Hayakawa; 信早川
Original assignee: Toto Ltd
Current assignee: Toto Ltd
Priority date: 1996-09-26
Filing date: 1996-09-26
Publication date: 1998-04-21

Abstract

(57)【要約】【課題】煤煙などの汚れに対して清浄性を維持する道
路用化粧板の提供。【解決手段】道路用化粧板基材表面に、光触媒粒子と
シリコーンと撥水性フッ素樹脂、或いは光触媒粒子と無
定型シリカと撥水性フッ素樹脂とを含有する表面層が形
成されていることを特徴とする防汚性道路用化粧板。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、煤煙などで汚れに
くい道路用化粧板に関する。

【０００２】

【従来の技術】道路用化粧板は、道路環境における景観
向上のため、高速道路や歩道橋（桁側面、桁下、屋根、
支柱等）及び鉄道の橋梁部（桁側面、桁下）等を化粧す
る目的で使用される。道路用化粧板には、材質では、ア
ルミニウムにアクリル、ポリエステル系塗装をしたもの
や、溶融亜鉛メッキ鋼板等の下地金属にフッ素樹脂フィ
ルムをラミネートしたもの等が使用され、形状では、パ
ネル（１枚の板状）やルーバー（格子状）等が使用され
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】道路用化粧板は排気ガ
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。道路用化粧板が薄黒く汚れる
と不快な印象を与え、道路や鉄道の景観が損なわれる。
そこで、本発明では、汚れにくい道路用化粧板を提供す
ることを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明では、上記課題を
解決すべく、道路用化粧板基材表面に、光触媒粒子とシ
リコーンと撥水性フッ素樹脂とを含有する表面層が形成
されていることを特徴とする防汚性道路用化粧板を提供
する。このような構成にすることにより、光触媒を光励
起したときに、光触媒作用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が少なくとも部分的に水酸基
に置換されて親水性を呈するようになり、シリコーンが
外気に露出した親水性を呈する部分と、撥水性フッ素樹
脂が外気に露出した撥水性を呈する部分の双方が表面に
微視的に分散された構造となる。さらに、光触媒が存在
することにより、光触媒の光励起に応じてシリコーン分
子中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は恒久的に親水性を維
持するので、上記親水性を呈する部分と撥水性を呈する
部分の双方が表面に微視的に分散された構造は維持され
る。このような構造では、親水性表面と撥水性表面が隣
接するため、親水性表面になじみやすい親水性の付着物
は隣接する撥水性部分になじまない。逆に撥水性表面に
なじみやすい疎水性の付着物は隣接する親水性部分にな
じまない。そのため、親水性付着物も、疎水性付着物も
部材表面に固着されることはなく、表面は清浄な状態に
維持される。

【０００５】また、本発明では、道路用化粧板基材表面
に、光触媒粒子と無定型シリカと撥水性フッ素樹脂とを
含有する表面層が形成されていることを特徴とする防汚
性道路用化粧板を提供する。このような構成にすること
により、表面層中の無定型シリカが外気に露出した親水
性を呈する部分と、撥水性フッ素樹脂が外気に露出した
撥水性を呈する部分の双方が表面に微視的に分散された
構造となる。さらに、光触媒が存在することにより、光
触媒の光励起に応じて無定型シリカは恒久的に親水性を
維持するので、上記親水性を呈する部分と撥水性を呈す
る部分の双方が表面に微視的に分散された構造は維持さ
れる。このような構造では、親水性表面と撥水性表面が
隣接するため、親水性表面になじみやすい親水性の付着
物は隣接する撥水性部分になじまない。逆に撥水性表面
になじみやすい疎水性の付着物は隣接する親水性部分に
なじまない。そのため、親水性付着物も、疎水性付着物
も部材表面に固着されることはなく、表面は清浄な状態
に維持される。

【０００６】

【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。まず、本発明の道路用化粧板の表面構造
について説明する。本発明の一態様においては、図１に
示すように、道路用化粧板基材の表面に光触媒粒子と、
シリコーンと、撥水性フッ素樹脂を含む表面層が形成さ
れている。図１に光触媒を光励起することの可能な光が
照射されると、外気に露出したシリコーンの少なくとも
一部が、光触媒作用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が少なくとも部分的に水酸基に置換
されて親水性を呈するようになり、シリコーンが外気に
露出した親水性を呈する部分と、撥水性フッ素樹脂が外
気に露出した撥水性を呈する部分の双方が表面に微視的
に分散された構造となる。さらに、光触媒が存在するこ
とにより、光触媒の光励起に応じて無定型シリカは恒久
的に親水性を維持するので、上記親水性を呈する部分と
撥水性を呈する部分の双方が表面に微視的に分散された
構造は維持される。このような構造になることにより、
親水性付着物も、疎水性付着物も部材表面に固着される
ことはなく、表面は清浄な状態に維持される。

【０００７】本発明の他の態様においては、図２に示す
ように、道路用化粧板基材の表面に光触媒粒子と、無定
型シリカと、撥水性フッ素樹脂を含む表面層が形成され
ている。このような構成にすることにより、表面層中の
無定型シリカが外気に露出した親水性を呈する部分と、
撥水性フッ素樹脂が外気に露出した撥水性を呈する部分
の双方が表面に微視的に分散された構造となる。さら
に、光触媒が存在することにより、光触媒の光励起に応
じて無定型シリカは恒久的に親水性を維持するので、上
記親水性を呈する部分と撥水性を呈する部分の双方が表
面に微視的に分散された構造は維持される。このような
構造になることにより、親水性付着物も、疎水性付着物
も部材表面に固着されることはなく、表面は清浄な状態
に維持される。

【０００８】本発明が利用できる道路用化粧板基材に
は、アルミニウム板、鋼板、アルミニウムにアクリル、
ポリエステル系塗装をしたものや、溶融亜鉛メッキ鋼板
等の下地金属にフッ素樹脂フィルムをラミネートしたも
の等が使用できる。

【０００９】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、光触媒性酸化物に
は、例えば、アナターゼ型酸化チタン、ルチル型酸化チ
タン、酸化亜鉛、酸化錫、酸化第二鉄、三酸化二ビスマ
ス、三酸化タングステン、チタン酸ストロンチウム等の
酸化物が好適に利用できる。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０．００
１ｍＷ／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。

【００１０】シリコーンには、平均組成式Ｒ_ｐＳｉＯ_{（４−ｐ）／２} （式中、Ｒは一価の有機基の１種若しくは２種以上から
なる官能基、又は、一価の有機基と水素基から選ばれた
２種以上からなる官能基であり、Ｘはアルコキシ基、又
は、ハロゲン原子であり、ｐは０＜ｐ＜２を満足する数
である）で表される樹脂が利用できる。

【００１１】撥水性フッ素樹脂には、ポリテトラフルオ
ロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリヘ
キサフルオロプロピレン、テトラフルオロエチレン−ヘ
キサフルオロプロピレンコポリマー等が好適に利用でき
る。

【００１２】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、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。

【００１３】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。

【００１４】表面層にはＰｔ、Ｐｄ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｉ
ｒ、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、有機物汚れの分解性、有害気体や悪臭の分解
性を向上させることができる。

【００１５】次に、基材表面に、光触媒性酸化物粒子と
シリコーンと撥水性フッ素樹脂とを含有する表面層が形
成されている防汚性部材の製法について説明する。この
場合の製法は、基本的には、基材表面にコーティング組
成物を塗布し、硬化させることによる。

【００１６】ここでコーティング組成物は、光触媒粒
子、撥水性フッ素樹脂の他にシリコーンの前駆体を必須
構成要件とし、その他に水、エタノール、プロパノール
等の溶媒や、塩酸、硝酸、硫酸、酢酸、マレイン酸等の
シリコーンの前駆体の加水分解を促進する触媒や、トリ
ブチルアミン、ヘキシルアミンなどの塩基性化合物類、
アルミニウムトリイソプロポキシド、テトライソプロピ
ルチタネートなどの酸性化合物類等のシリコーンの前駆
体を硬化させる触媒や、シランカップリング剤等のコー
ティング液の分散性を向上させる界面活性剤などを添加
してもよい。

【００１７】ここでシリコーンの前駆体としては、平均
組成式Ｒ_ｐＳｉＸ_ｑＯ_{（４−ｐ−ｑ）／２} （式中、Ｒは一価の有機基の１種若しくは２種以上から
なる官能基、又は、一価の有機基と水素基から選ばれた
２種以上からなる官能基であり、Ｘはアルコキシ基、又
は、ハロゲン原子であり、ｐ及びｑは０＜ｐ＜２、０＜
ｑ＜４を満足する数である）で表されるシロキサンから
なる塗膜形成要素、又は一般式ＲｐＳｉＸ４−ｐ（式中、Ｒは一価の有機基の１種若しくは２種以上から
なる官能基、、又は、一価の有機基と水素基から選ばれ
た２種以上からなる官能基であり、Ｘはアルコキシ基、
又は、ハロゲン原子であり、ｐは１または２である）で
表される加水分解性シラン誘導体からなる塗膜形成要
素、が好適に利用できる。

【００１８】ここで上記加水分解性シラン誘導体からな
る塗膜形成要素としては、メチルトリメトキシシラン、
メチルトリエトキシシラン、メチルトリプロポキシシラ
ン、メチルトリブトキシシラン、エチルトリメトキシシ
ラン、エチルトリエトキシシラン、エチルトリプロポキ
シシラン、エチルトリブトキシシラン、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
トリプロポキシシラン、フェニルトリブトキシシラン、
ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラ
ン、ジメチルジプロポキシシラン、ジメチルジブトキシ
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、ジエチルジプロポキシシラン、ジエチルジブ
トキシシラン、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、フェニルメチルジプロポ
キシシラン、フェニルメチルジブトキシシラン、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−プロピルトリプロポキシシラン、ｎ−プロ
ピルトリブトキシシラン、γ−グリコキシドキシプロピ
ルトリメトキシシラン、γ−アクリロキシプロピルトリ
メトキシシラン等が好適に利用できる。

【００１９】また、上記シロキサンからなる塗膜形成要
素としては、上記加水分解性シラン誘導体の部分加水分
解及び脱水縮重合、又は上記加水分解性シラン誘導体の
部分加水分解物と、テトラメトキシシラン、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、ジエトキシジメトキシシラン等の部分加水分解
物との脱水縮重合等で作製することができる。

【００２０】上記コーティング組成物の塗布方法として
は、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、刷毛塗り、スポンジ塗り等の方法
が好適に利用できる。硬化方法としては、熱処理、室温
放置、紫外線照射等により重合させて行うことができ
る。

【００２１】次に、基材表面に、光触媒粒子と無定型シ
リカと撥水性フッ素樹脂とを含有する表面層が形成され
ている防汚性部材の製法について説明する。この場合の
製法は、基本的には、基材表面にコーティング組成物を
塗布し、硬化させることによる。

【００２２】ここでコーティング組成物は、光触媒粒
子、撥水性フッ素樹脂の他にシリカ粒子又はシリカの前
駆体を必須構成要件とし、その他に水、エタノール、プ
ロパノール等の溶媒や、塩酸、硝酸、硫酸、酢酸、マレ
イン酸等のシリカの前駆体の加水分解を促進する触媒
や、トリブチルアミン、ヘキシルアミンなどの塩基性化
合物類、アルミニウムトリイソプロポキシド、テトライ
ソプロピルチタネートなどの酸性化合物類等のシリカの
前駆体を硬化させる触媒や、シランカップリング剤等の
コーティング液の分散性を向上させる界面活性剤などを
添加してもよい。

【００２３】ここでシリコーンの前駆体としては、平均
組成式ＳｉＸ_ｑＯ_{（４−ｑ）／２} （式中、Ｘはアルコキシ基、又は、ハロゲン原子であ
り、ｑは０＜ｑ＜４を満足する数である）で表されるシ
リケートからなる塗膜形成要素、又は一般式ＳｉＸ_４（式中、Ｒは一価の有機基の１種若しくは２種以上から
なる官能基、、又は、一価の有機基と水素基から選ばれ
た２種以上からなる官能基であり、Ｘはアルコキシ基、
又は、ハロゲン原子である）で表される４官能加水分解
性シラン誘導体からなる塗膜形成要素等が好適に利用で
きる。

【００２４】ここで上記４官能加水分解性シラン誘導体
からなる塗膜形成要素としては、テトラメトキシシラ
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、ジエトキシジメトキシシラン等
が好適に利用できる。

【００２５】また、上記シリケートからなる塗膜形成要
素としては、上記４官能加水分解性シラン誘導体の部分
加水分解及び脱水縮重合等で作製することができる。

【００２６】上記コーティング組成物の塗布方法として
は、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、刷毛塗り、スポンジ塗り等の方法
が好適に利用できる。硬化方法としては、熱処理、室温
放置、紫外線照射等により重合させて行うことができ
る。

【００２７】

【実施例】

参考例．アナターゼ型酸化チタンゾル（日産化学、ＴＡ
−１５、硝酸解膠型、ｐＨ＝１）と、シリカゾル（日
本合成ゴム、グラスカＡ液、ｐＨ＝４）と、メチルトリ
メトキシシラン（日本合成ゴム、グラスカＢ液）とエタ
ノールを混合し、２〜３分攪拌して得たコーティング液
を、スプレーコーティング法にて１０ｃｍ四角のソーダ
ライムガラス基材上に塗布し、２００℃で１５分熱処理
して、アナターゼ型酸化チタン粒子１１重量部、シリカ
６重量部、シリコーン５重量部からなる表面層を形成し
た＃１試料を得た。＃１試料の水との接触角は８５゜で
あった。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、マイクロシリンジから
水滴を滴下した後３０秒後の水との接触角で評価した。
次いで＃１試料表面に、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０．３ｍＷ
／ｃｍ^２の紫外線照度で１日照射し、＃２試料を得た。
その結果、＃２試料の水との接触角は０゜まで親水化さ
れた。次に、＃１試料と、＃１試料に水銀灯を２２．８
ｍＷ／ｃｍ^２の紫外線照度で２時間照射して得た＃３試
料夫々の試料表面をラマン分光分析した。その結果、＃
１試料表面で認められたメチル基のピークが＃３試料で
は認められず、代わりに水酸基のブロードなピークが認
められた。以上のことから、光触媒であるアナターゼ型
酸化チタンの光励起に応じて被膜の表面のシリコーン分
子中のケイ素原子に結合した有機基は、光触媒作用によ
り水酸基に置換されること、及び親水化されることがわ
かる。

【００２８】実施例．アナターゼ型酸化チタンゾル（日
産化学、ＴＡ−１５）と、シリカゾル（日本合成ゴム、
グラスカＡ液）と、メチルトリメトキシシラン（日本合
成ゴム、グラスカＢ液）とポリテトラフルオロエチレン
（ＰＴＦＥ）粒子（ダイキン工業、ルブロンＬ−５）と
エタノールを混合し、２〜３時間攪拌して得たコーティ
ング液を、スプレーコーティング法にて１０ｃｍ四角の
アクリル被覆アルミニウム基材（アルミニウム基板をア
ルマイト処理後、電着塗装法によりアクリル被覆したも
の）上に塗布し、２００℃で１５分熱処理して、アナタ
ーゼ型酸化チタン粒子３３重量部、ポリテトラフルオロ
エチレン粒子６６重量部、シリカ６重量部、シリコーン
５重量部からなる表面層を形成した＃４試料を得た。＃
４試料の水との接触角は１０７゜であった。次いで＃４
試料表面に、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０．３ｍＷ／ｃｍ^２の
紫外線照度で１日照射し、＃５試料を得た。その結果、
＃５試料の水との接触角は９６．４゜とさほど変化がな
かった。上記参考例より、シリコーンが外気に露出した
部分はシリコーン分子中のケイ素原子に結合した有機基
は、光触媒作用により水酸基に置換され、親水化される
はずであるから、その分だけ親水化して水との接触角が
若干減少したと考えられる。すなわち、＃５試料表面
は、光触媒作用により水酸基に置換され、親水化された
シリコーンが外気に露出した親水性を呈する部分と、撥
水性フッ素樹脂が外気に露出した撥水性を呈する部分の
双方が表面に微視的に分散された構造となっていると推
定される。

【００２９】次に、＃５試料及び比較のためアクリル被
覆アルミニウム板を屋外に設置して、堆積物や汚染物に
対する表面の清浄維持性を調べた。堆積物や汚染物に対
する表面の清浄維持性は、建物の屋上の屋根付き部分の
下に図３のように試料を設置し、４か月暴露することに
より行った。その結果、アルミニウム板では多少の汚れ
が観察されたのに対し、＃５試料では汚れは観察されな
かった。その様子を４か月暴露前後の色差の変化で調べ
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、アクリル被覆アルミニウム板では暴
露前後の色差の変化は５程度あったのに対し、＃５試料
では０．７と小さかった。

【００３０】

【発明の効果】本発明では、道路用化粧板において、遮
音壁基材表面に、光触媒粒子とシリコーンと撥水性フッ
素樹脂とを含有する表面層が形成されているようにす
る、或いは道路用化粧板基材表面に、光触媒粒子と無定
型シリカと撥水性フッ素樹脂とを含有する表面層が形成
されているようにすることにより、親水性付着物も、疎
水性付着物も部材表面に固着されることはなく、表面は
清浄な状態に維持されるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る道路用化粧板の表面構造を示す
図。

【図２】本発明に係る道路用化粧板の他の表面構造を
示す図。

【図３】本発明の実施例にに係る試験の試料の設置方
法を示す図。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】道路用化粧板基材表面に、光触媒性酸化
物粒子とシリコーンと撥水性フッ素樹脂とを含有する表
面層が形成されていることを特徴とする防汚性道路用化
粧板。
【請求項２】道路用化粧板基材表面に、光触媒性酸化
物粒子と無定型シリカと撥水性フッ素樹脂とを含有する
表面層が形成されていることを特徴とする防汚性道路用
化粧板。