JP3647269B2

JP3647269B2 - 自浄式透光性遮音壁

Info

Publication number: JP3647269B2
Application number: JP18348298A
Authority: JP
Inventors: 光男吉田; 洋三中村
Original assignee: Sekisui Jushi Corp
Current assignee: Sekisui Jushi Corp
Priority date: 1998-06-30
Filing date: 1998-06-30
Publication date: 2005-05-11
Anticipated expiration: 2018-06-30
Also published as: JP2000017619A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、遮音を目的として道路や鉄道の沿線等に沿って設置される透光性遮音壁に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車両からの騒音の遮音を目的として、道路や鉄道の沿線等に沿って遮音板が設置されている。かかる遮音板はＰＣコンクリートや金属等の不透明板から形成されたものもあるが、不透明板から形成されたものは遮音性に優れるものの、その不透明性により周囲の風景が遮られるため、圧迫感があり、また景観性に乏しいものである。そこで近年では富に透視性能を具備させるために透光性を有する透光板からなる遮音板が道路や鉄道の沿線等に設置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】
しかしながら遮音板は、道路に設置されて常に車両の排気ガスや塵埃にさらされているために、時々洗浄しないとこれら排気ガスや塵埃等が遮音板に付着して汚れ、特に遮音板が透光板からなるものにあっては、著しくその透視性能を低下させる問題がある。しかしながら人手によって洗浄するのは大変面倒であり且つ手間であるばかりでなく、道路側は洗浄できても道路と反対側はオーバーハング等の装置を使用して遮音壁の外側へ作業員が乗り出して洗浄しなければならなかった。そこで本出願人は実公平６−３８４４号公報に記載されているように、透光板を回転軸により回転可能に軸着し、適宜透光板を回転させることにより道路と反対側も道路側より洗浄できる防音壁を提案した。しかしながら洗浄は依然として人手によるものであるために、面倒であり且つ手間であった。
【０００４】
そこで本発明は上記の如き問題を解決し、人手をかけずに遮音板に付着する汚染物質が洗浄されて透光板の透視性能を長期にわたった維持することのできる自浄式透光性遮音壁を提供せんとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は次のような構成としている。
すなわち、本発明に係る自浄式透光性遮音壁は、所定間隔をおいて立設された支柱間に遮音板が支持され、前記遮音板は、合成樹脂板からなる透光板の外周縁にアルミニウム合金からなる枠体が取付けられて補強され、且つ透光板にポリシラザン又はその変成物からなるシリカ質セラミックス層が０．０２〜５μｍの膜厚で直接形成されると共にそのシリカ質セラミックス層上に光触媒含有層が直接形成され、該光触媒含有層により表面が水との接触角が０〜２０度に親水化されて、表面に付着した汚染物質が降雨等によって洗浄され、もって透光板の透視性能を維持することのできるようになされたことを特徴とするものである。
【０００６】
本発明によれば、外面に二酸化チタン等の光触媒を含む光触媒含有層が形成されているので、その光触媒によって外面が親水化され、汚染物質が効果的に洗浄される。すなわち二酸化チタン等の光触媒は、紫外線を照射することにより活性化されて強い酸化力を発現すると共にその表面は親水化され、塵埃や車両の排気ガス等の汚染物質が表面に付着しても、強い酸化力によって汚染物質が分解されると共に、親水化された表面によって、表面に付着する汚染物質と表面との間に水が割り込んで汚染物質を浮かせるために付着しにくく、また付着しても降雨等により容易に洗い流されて除去されるため、汚染物質が堆積しにくくなる。
【０００７】
また本発明は、透光板と外面の光触媒含有層との間に、ポリシラザン又はその変成物からなるシリカ質セラミックス層が形成されている。二酸化チタン等の光触媒は、上記のように強い酸化力を有しているため透光板にポリカーボネートやアクリル等の合成樹脂板を使用した場合は、その透光板までも酸化分解し、その耐久性が損なわれる。そこで光触媒含有層と透光板との間に、シリコーン系の被膜を形成することによって耐久性を向上させることができる。このシリコーン系の被膜は従来技術のゾルゲル法によりアルコキシシランの加水分解物を重合させることにより得られるが、この方法では緻密な被膜が形成され難く多孔質であるため光触媒の酸化分解作用から透光板を保護するには十分ではなく、また耐熱性、耐屈曲性、耐摩耗性等でも十分なものは得られない。それに対して本発明において、光触媒含有層と透光板との間に形成されたポリシラザン又はその変成物からなるシリカ質セラミックス皮膜は非常に緻密な被膜であり、また耐熱性、耐屈曲性、耐摩耗性に優れ、薄膜でも高い塗膜硬度を有しているものである。
【０００８】
従って本発明によれば、前記の如くポリシラザン又はその変成物からなるシリカ質セラミックス層は、非常に緻密な被膜であるために、薄膜でも光触媒の酸化分解作用から透光板が保護されると共に、且つ耐熱性に優れているために、光触媒含有層の焼成時においてもクラックが発生せず、また耐屈曲性に優れているために、湾曲させてもクラックが発生せず、さらにこの状態で耐久性に優れ、且つ薄膜でも高い塗膜硬度を有しているために、透光板は傷付きにくい。
【０００９】
本発明における透光板の材質は、軽量且つ安価であり、しかも破損時の危険性が低いポリカーボネートやアクリル等の合成樹脂板を使用する。
【００１０】
本発明におけるポリシラザンは特に限定されるものではないが、分子内に少なくともＳｉ−Ｈ結合、あるいはＮ−Ｈ結合を有するものが好ましく、ポリシラザン単独であってもよいし、ポリシラザンと他のポリマーとの共重合体やポリシラザンと他の化合物との混合物でもよく、またポリシラザンは、鎖状であってもよいし、環状、架橋構造を有するものでもよく、さらに分子内にこれら複数の構造を同時に有するものでもよく、これらが単独でもよいし、混合物で用いられていてもよい。
【００１１】
このポリシラザン又はその変成物からなるシリカ質セラミックス層の膜厚は、０．０２〜５μｍが好ましく、好適には０．０５〜２μｍであり、５μｍを超えると、ポリシラザンをシリカ質セラミックス層に転化した際にクラックが入ることがある。このシリカ質セラミックス層を形成するには、ポリシラザン又はその変成物からなる塗膜形成用組成物を透光板にスプレーコート、ディップコート、スピンコート、フローコート、ロールコート等の適宜方法で塗布し、シリカ質セラミックス層に転化すればよい。なお前記塗布は１回でもよいし、２回以上塗布してもよい。
【００１２】
なお前記塗膜形成用組成物を塗布した後、この塗膜をシリカ質セラミックス層に転化するには、高温で加熱して焼成することにより行ってもよいが、透光板をポリカーボネートやアクリル等の合成樹脂板から形成するので、加熱温度に限界があり、出来るだけ合成樹脂板の変形や劣化の生じない低温でシリカ質セラミックス層に転化できる次の方法が好ましい。
【００１３】
すなわち、ポリシラザン又はその変成物に、アミン類又は／及び酸類が添加された塗膜形成用組成物から形成するか、あるいはポリシラザン又はその変成物に、アミン類又は／及び酸類が添加された塗膜形成用組成物を水蒸気と接触させることにより形成すれば、１５０度程度の低温焼成が可能となり、且つ高速でシリカ質セラミックス層に転化することができる。
【００１４】
外面に二酸化チタン等の光触媒を含有する光触媒含有層を形成するには、二酸化チタン等の粉末を溶融させて吹き付ける溶射法、化学反応を介して二酸化チタンを析出させるＣＶＤ（化学的製膜法）、二酸化チタン等をスパッタ蒸発させて沈着させるスパッタ蒸着法、真空蒸着法等の適宜方法によって形成してもよいが、バインターに二酸化チタン等を分散させて塗料組成物とし、それをディッピングやスプレー、フローコーター等により塗布すれば、均一且つ平滑な被膜が形成されるので好ましい。
【００１５】
かかる方法により光触媒含有層を形成する場合は、バインダーとしてシリコーン系化合物を用いるのが好ましい。シリコーン系化合物を用いることにより、得られる光触媒含有層は表面硬度が高くなって傷付きにくくなり、またシロキサン結合によって耐薬品性、耐汚染性に優れるために活性化された二酸化チタン等によっても劣化されにくく、また汚染物質も付着しにくくなる。
【００１６】
なおバインダーとしてシリコーン系化合物を用いて光触媒含有層を形成する場合は、例えば一例として、オルガノポリシロキサン又はテトラエトキシシラン等のアルコキシシランの加水分解物とチタニアゾルとの混合物とからなる塗料組成物を塗布し、５０度〜２００度で加熱することにより形成することができる。
【００１７】
光触媒としての二酸化チタンは、ルチル型でもよいが、活性の高さからアナターゼ型のものが好ましく、この二酸化チタンに波長領域が３００〜４００ｎｍ付近の紫外光を照射することによって活性化され、その活性化によって強い酸化力が発現されて、表面に付着した汚染物質は分解されると共に、活性化によってその表面を水との接触角で０〜２０度に親水化させ、かかる親水化によって汚染物質は付着しにくくなり、例え付着しても降雨等によって容易に洗い流されるようになる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照し、具体的に説明する。
すなわち図１は本発明の実施の一形態を示す斜視図、図２は主要部の断面図である。
【００１９】
図面における形態は、高速道路等の側縁に道路の長手方向に沿って所定間隔をおいて立設されたＨ型鋼からなる支柱１と、この支柱１間に支持された遮音板２とから構成されるものである。
【００２０】
遮音板２は、ポリカーボネートやアクリル樹脂等の合成樹脂板からなる透光性を有する透光板３に、ポリシラザン又はその変成物からなるシリカ質セラミックス層４が形成され、外面に二酸化チタン等の光触媒が含有された光触媒含有層５が形成されている。前記シリカ質セラミックス層４は透光板３上に直接形成され、又光触媒含有層５はシリカ質セラミックス層４上に直接形成されている。
【００２１】
そして光触媒含有層５に紫外線を照射することにより光触媒が活性化されてその表面が親水化され、降雨等によって表面に付着した汚染物質が洗浄されるようになされている。なお光触媒含有層５は透光板３の透視性能を損なわないようにできるだけ薄く形成するのが好ましい。またシリカ質セラミックス層４を透光板３の表裏両面に形成し、その表裏両面に光触媒含有層５を形成するのが好ましいが、いずれか片面に形成されていてもよい。また遮音板２にはその外周縁にアルミニウム合金からなる枠体６が取付けられて補強されている。
【００２２】
光触媒を活性化させる紫外線は、道路に設置されて太陽光から受けるようになされていてもよいが、予め工場等において、ブラックライト等により紫外線を照射し、道路に設置された際には、光触媒が活性化されて光触媒含有層５の表面が親水化されているようにしておいてもよい。
【００２３】
【実施例】
以下、本発明の実施例について説明する。
【００２４】
（実施例）
ポリカーボネートからなる合成樹脂板により透光板を作製し、この透光板に以下のコーティング剤を塗布した。ペルヒドロポリシラザンをデカヒドロナフタレンに溶解し、２０ｗｔ％の濃度に調整した。この溶液１０ｇに攪拌しながらトリ−ｎ−ペンチルアミン２００ｍｇを室温で徐々に添加した。これを大気中で上記ポリカーボネート上にフローコートで塗装した。これを１００度、９０％ＲＨの恒温恒湿器内で１時間加熱することによりシリカ質セラミックス層に転化させた。このシリカ質セラミックス層の膜厚は０．５μｍであった。
【００２５】
次に、アナターゼ型酸化チタンゾル（日産化学、ＴＡ−１５、固形分１５ｗｔ％）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２０ｗｔ％）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時間攪拌し、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させることにより調整した。これをフローコートにより前記シリカ質セラミックス層の上に塗布し、光触媒含有層を形成した。
【００２６】
次に得られたサンプルの表面にブラックライトブルー蛍光灯を用いて１平方ｃｍ当たり１．５ｍｗの照度で４８時間紫外線を照射した。その後表面の水に対する接触角を測定すると平均して５度以下であった。
【００２７】
（比較例）
ポリカーボネートからなる合成樹脂板により透光板を作製し、この透光板に以下のコーティング剤を塗布した。シリカゾル（日本合成ゴム、グラスカＡ液、固形分２０ｗｔ％）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時間攪拌し、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させることにより調整した。これを上記ポリカーボネートにフローコートにより塗布し、１２０度、５０分加熱することにより従来技術であるゾルゲル法によるシリカ質セラミックス層を得た。このシリカ質セラミックス層の膜厚は１．０μｍであった。
【００２８】
次に、アナターゼ型酸化チタンゾル（日産化学、ＴＡ−１５、固形分１５ｗｔ％）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２０ｗｔ％）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時間攪拌し、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させることにより調整した。これをフローコートにより前記シリカ質セラミックス層の上に光触媒含有層を形成した。
【００２９】
次に得られたサンプルの表面にブラックライトブルー蛍光灯を用いて１平方ｃｍ当たり１．５ｍｗの照度で４８時間紫外線を照射した。その後表面の水に対する接触角を測定すると平均して５度以下であった。
【００３０】
上記実施例と比較例を以下の試験で塗膜性能比較した。
【００３１】
（試験１）光触媒含有層に対する抗分解性
実施例で得られたサンプルと比較例で得られたサンプルに超エネルギー照射試験機（スガ試験機ＵＥ−１ＤＥｃ型）で紫外線を２４０時間照射した。その結果、比較例でのシリカ質セラミックス層にはクラックが認められたのに対して、実施例でのシリカ質セラミックス層に異常は認められなかった。
【００３２】
（試験２）耐熱性
実施例で得られたサンプルと比較例で得られたサンプルを１３０度で２時間加熱した結果、比較例でのシリカ質セラミックス層にクラックが認められたのに対して、実施例でのシリカ質セラミックス層に異常は認められなかった。
【００３３】
（試験３）耐屈曲性
実施例で得られたサンプルと比較例で得られたサンプルを半径２０００ｍｍに湾曲させた状態でサンシャインウェザーメーター試験を行った。その結果、比較例のサンプルでは１００時間で表面に微細なクラックが認められたのに対して、実施例では５００時間経過した時点で異常は認められない。
【００３４】
（試験４）耐摩耗性
実施例で得られたサンプルと比較例で得られたサンプルの耐摩耗性を比較するために鉛筆硬度試験を行った。その結果、比較例のサンプルでは鉛筆硬度Ｆ〜Ｈであったのに対して、実施例では２Ｈ〜３Ｈであった。
【００３５】
以上より、ポリシラザン又はその変成物からなるシリカ質セラミックス層は非常に緻密な被膜であるため、光触媒の分解作用から透光板を保護する機能および耐熱性、耐屈曲性、耐摩耗性に優れ、透光性遮音壁に好適であることが確認される。
【００３６】
【発明の効果】
本発明によれば、外面に二酸化チタン等の光触媒を含む光触媒含有層が形成されているので、その光触媒によって外面が親水化され、汚染物質が効果的に洗浄される。すなわち二酸化チタン等の光触媒は、紫外線を照射することにより活性化されて強い酸化力を発現すると共にその表面は親水化され、塵埃や車両の排気ガス等の汚染物質が表面に付着しても、強い酸化力によって汚染物質が分解されると共に、親水化された表面によって、表面に付着する汚染物質と表面との間に水が割り込んで汚染物質を浮かせるために付着しにくく、また付着しても降雨等により容易に洗い流されて除去されるため、汚染物質が堆積しにくくなる。
【００３７】
また本発明によれば、透光板と光触媒含有層との間にポリシラザン又はその変成物からなるシリカ質セラミックス層が形成され、このポリシラザン又はその変成物からなるシリカ質セラミックス層は、非常に緻密な被膜であるために、薄膜でも光触媒の酸化分解作用から透光板が保護されると共に、且つ耐熱性に優れているために、光触媒含有層の焼成時においてもクラックが発生せず、また耐屈曲性に優れているために、湾曲させてもクラックが発生せず、さらにこの状態で耐久性に優れ、且つ薄膜でも高い塗膜硬度を有しているために、透光板は傷付きにくい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態を示す斜視図である。
【図２】図１における主要部の断面図である。
【符号の説明】
１支柱
２遮音板
３透光板
４シリカ質セラミックス層
５光触媒含有層
６枠体

Claims

所定間隔をおいて立設された支柱間に遮音板が支持され、前記遮音板は、合成樹脂板からなる透光板の外周縁にアルミニウム合金からなる枠体が取付けられて補強され、且つ透光板にポリシラザン又はその変成物からなるシリカ質セラミックス層が０．０２〜５μｍの膜厚で直接形成されると共にそのシリカ質セラミックス層上に光触媒含有層が直接形成され、該光触媒含有層により表面が水との接触角が０〜２０度に親水化されて、表面に付着した汚染物質が降雨等によって洗浄され、もって透光板の透視性能を維持することのできるようになされたことを特徴とする自浄式透光性遮音壁。
シリカ質セラミックス層は、ポリシラザン又はその変成物に、アミン類又は／及び酸類が添加された塗膜形成用組成物から形成されていることを特徴とする請求項１記載の自浄式透光性遮音壁。
シリカ質セラミックス層は、ポリシラザン又はその変成物に、アミン類又は／及び酸類が添加された塗膜形成用組成物を水蒸気と接触させることにより形成されていることを特徴とする請求項１記載の自浄式透光性遮音壁。