(57)【要約】      （修正有）【課題】遮熱性に優れた経年劣化しにくい舗装用セメント組成物及びこれを表面に用いた舗装を提供する。【解決手段】（１）セメントとセルロースナノファイバーとを含有する舗装用セメント組成物、（２）前記セルロースナノファイバーが、セルロースナノファイバーを水中に分散させてなるセルロースナノファイバーの水分散液又はゲル状であることを特徴とする（１）記載の舗装用セメント組成物、（３）前記セルロースナノファイバーの配合量が、セメント１００重量部に対して、３〜１５重量部であることを特徴とする（１）又は（２）記載の舗装用セメント組成物、（４）（１）〜（３）のいずれか一項に記載の舗装用セメント組成物を表面から１０ｍｍ〜１００ｍｍの深さまで使用して得られたセメント舗装。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメントとセルロースナノファイバーとを含有する舗装用セメント組成物。
【請求項２】
前記セルロースナノファイバーが、セルロースナノファイバーを水中に分散させてなるセルロースナノファイバーの水分散液又はゲル状であることを特徴とする請求項１記載の舗装用セメント組成物。
【請求項３】
前記セルロースナノファイバーの配合量が、セメント１００重量部に対して、３〜１５重量部であることを特徴とする請求項１又は２記載の舗装用セメント組成物。
【請求項４】
更に金属酸化物を含む中空球状体を含有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の舗装用セメント組成物。
【請求項５】
更に二酸化チタンを含有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の舗装用セメント組成物。
【請求項６】
更に塩を含有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の舗装用セメント組成物。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の舗装用セメント組成物を表面から１０ｍｍ〜１００ｍｍの深さまで使用して得られたセメント舗装。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遮熱性に優れた経年劣化しにくい舗装用セメント組成物及びこれを表面に用いた舗装道路に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、都市部の気温がその周辺の郊外部に比べて異常な高温を示すヒートアイランド現象の影響が大きくなっており、産業界においてはその緩和策が急務となっている。
【０００３】
ヒートアイランド現象の原因としては様々な要素があるが、その１つとして、セメントによる光反射率の低下、熱吸収率の増加が挙げられる。その緩和策としては、例えば、透水性舗装、保水性舗装、遮熱性舗装が近年採用され始めている。
【０００４】
このうち、遮熱性舗装は、舗装道路の表面に、路面温度の上昇させる主因の太陽光を反射する遮熱性塗料を塗布することによって、塗布しない通常の道路と比較して、最大１０℃程度まで路面温度の上昇を抑えることができるという舗装手法である。例えば、特許文献１は、遮熱性舗装用塗料に関する技術が開示されている。
【０００５】
しかしながら、従来の遮熱性舗装は、スプレー等によって遮熱性塗料を塗布することから、塗布される層の厚みが薄く、十分な遮熱効果が発揮できないという問題点があった。また、一旦塗布された層であっても、セメントとの密着が不十分で、時間と共に剥離して、遮熱効果が長年にわたって維持できないという問題点があった。
【０００６】
また、セルロース繊維を混合した舗装用セメント組成物自体は、公知である（特許文献２〜４）。
【０００７】
しかしながら、そのいずれも金属酸化物を含む中空球状体が用いられておらず、また、舗装用途でもない。同じ舗装用セメント組成物であっても、建築用外壁材や防音壁などの土木・建築分野で用いられる舗装用セメント組成物と、舗装用セメント組成物とは、使用される環境が異なることから要求される性能に大きな違いがあり、お互いに流用できるものではなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１３−９１６８１号公報
【特許文献２】特開２００８−１６２８６７号公報
【特許文献３】特開平８−３３３１５２号公報
【特許文献４】特開２０１７−２４９３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、このような課題に鑑みて、遮熱性に優れ、かつ経年劣化しにくい舗装用セメント組成物及びこれを表面に用いた舗装を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
すなわち、この発明に係る請求項１に記載の発明は、
セメントとセルロースナノファイバーとを含有する舗装用セメント組成物である。
【００１１】
この発明の請求項２に記載の発明は、請求項１記載の舗装用セメント組成物において、前記セルロースナノファイバーが、セルロースナノファイバーを水中に分散させてなるセルロースナノファイバーの水分散液又はゲル状であることを特徴とするものである。
【００１２】
この発明の請求項３に記載の発明は、請求項１又は２記載の舗装用セメント組成物において、前記セルロースナノファイバーの配合量が、セメント１００重量部に対して、３〜１５重量部であることを特徴とするものである。
【００１３】
この発明の請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の舗装用セメント組成物において、更に金属酸化物を含む中空球状体を含有することを特徴とするものである。
【００１４】
この発明の請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか一項に舗装用セメント組成物において、更に二酸化チタンを含有することを特徴とするものである。
【００１５】
この発明の請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５のいずれか一項に舗装用セメント組成物において、更に塩を含有することを特徴とするものである。
【００１６】
この発明の請求項７に記載の発明は、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の舗装用セメント組成物を表面から１０ｍｍ〜１００ｍｍの深さまで使用して得られたセメント舗装である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、遮熱性に優れた舗装用セメント組成物を得ることができる。また、本発明の舗装用セメント組成物を表面に用いた舗装は、舗装表面が剥がれにくく、舗装部分が熱によって変形しにくい。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明にかかる舗装用セメント組成物及びこれを表面に用いた舗装を実施するための形態を詳細に説明する。ただし、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。
【００１９】
（セメント）
本発明の舗装用セメント組成物に用いられるセメントの種類としては、ポルトランドセメント、混合セメント、特殊セメントなど公知のあらゆるセメントが挙げられる。このうち、白セメント（普通ポルトランドセメントのうち、原料に含まれる酸化第二鉄を除去することにより、通常のポルトランドセメントより白色の程度を高めたセメント）を用いることにより、日光反射率が高くなり、遮熱性が高まることから、好適に用いられる。
【００２０】
（セルロースナノファイバー）
本発明のセルロースナノファイバーは、繊維幅が好ましくは１〜１００ｎｍ、繊維長が好ましくは０．２〜４μｍの微細繊維である。本発明においては、セルロース系原料をカルボキシル化してなるセルロースが、好適に用いられる。
【００２１】
セルロースナノファイバーは、繊維質であってその内部に空気を保持していると共に、セルロースナノファイバー同士が複雑に絡み合うことで更に空気を保持する空間を作り出す。このセルロースナノファイバーが本発明の舗装用セメント組成物中に均一に分布することにより、熱伝導率が小さくなる。これにより、本発明の舗装用セメント組成物を使用して舗装された道路に照射された熱エネルギーは、その深部に到達せず、内部に蓄熱されることなく表面から外部に効率的に放出されることになる。
【００２２】
本発明のセルロースナノファイバーは、セルロース繊維を原料とする。セルロース繊維は、例えば、エゾマツ、ポプラ、ブナなどの木材パルプ、綿花などのリンターパルプ、ケナフなどの非木材パルプなどの原料を、必要に応じて適宜チップ化するなどした上で、機械的・化学的或いはその組み合わせによる方法で処理することによって得られる。
【００２３】
得られたセルロース繊維は、更に機械的・化学的処理によって、束になっている繊維をほぐしてナノ化される。得られたセルロースナノファイバーは、乾燥品として取り出した上で使用しても良いし、水分散液又はゲル状のものを使用してもよい。後者の場合は、乾燥工程を経ないので、より安価に製造することができ、より好適に用いられる。
【００２４】
セルロースナノファイバーの詳細な製造方法については、特許文献４に挙げた特開２０１７−２４９３８号公報などに記載がある。
【００２５】
（中空球状体）
本発明の舗装用セメント組成物は、更に金属酸化物を含む中空球状体を含有していても良い。中空球状体は、空気を内部に含んだ中空構造をした微粒子であり、その粒径は１０〜１００μｍ、より好ましくは１０〜５０μｍである。空気を内部に含んだ中空球状体が、本発明の舗装用セメント組成物中に均一に分布することにより、熱伝導率が小さくなる。これにより、本発明の舗装用セメント組成物を使用して舗装された道路に照射された熱エネルギーは、その深部に到達せず、内部に蓄熱されることなく表面から外部に効率的に放出されることになる。
【００２６】
（金属酸化物）
上記中空球状体は、金属酸化物を含むものである。金属酸化物としては、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化第二鉄（Ｆｅ２Ｏ３）、酸化ナトリウム（Ｎａ２Ｏ）、酸化カリウム（Ｋ２Ｏ）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化セリウム（ＣｅＯ２）、二酸化珪素（ＳｉＯ２）、三酸化アンチモン（Ｓｂ２Ｏ３）等が挙げられる。これらは単独で用いても混合物としてもよい。混合物として用いる場合には、使用する金属酸化物の配合比が、ほぼ均等になるようにすることが好ましい。
【００２７】
本発明の金属酸化物を含む中空球状体としては、中空構造をしたアルミノ珪酸ソーダガラスが好適に用いられる。
【００２８】
（二酸化チタン）
本発明の舗装用セメント組成物は、更に二酸化チタンを含有していてもよい。この二酸化チタンの配合により、本発明の中空球状体やセルロースナノファイバーが安定的に配置されることになり、本発明の効果がより奏功されることになる。また、アナターゼ型二酸化チタンは、光触媒活性を有することも知られている。この光触媒活性機能を本発明に付与させる目的で、各種結晶型の中でも、アナターゼ型二酸化チタンを用いることが好ましい。
【００２９】
（骨材）
本発明の舗装用セメント組成物には、必要に応じて骨材を加えることができる。骨材としては、珪砂、石灰石、砂利石、砕石、花崗岩、大理石等の自然石、酸化アルミニウム、陶磁器片、寒水石、ガラス破砕物、セラミック等が使用される。
本発明の舗装用セメント組成物には、その粒径が０．５〜３ｍｍ程度のものを主に含むものが好適に使用される。
本発明においては、金属酸化物を含む中空球状体が骨材として機能しうるため、骨材を入れない状態であっても十分に舗装用セメント組成物として機能する。ただ、組成物の最適化の為に、適宜上記骨材を併用することができる。
【００３０】
（その他の添加物）
本発明の舗装用セメント組成物には、上記の他、塩、顔料、硬化促進剤、減水材、着色剤などの添加剤を含んでいてもよい。
【００３１】
（舗装用セメント組成物の配合比）
本発明の舗装用セメント組成物におけるセルロースナノファイバーの含有量としては、セメント１００重量部に対して、好ましくは３〜１５重量部、更に好ましくは５〜１０重量部である。セルロースナノファイバーの含有量が３重量部以下では、遮熱性が不十分となりやすく、１５重量部以上では、舗装用セメント組成物の強度に問題が生じやすい。
【００３２】
本発明の舗装用セメント組成物における金属酸化物を含む中空球状体の含有量としては、セメント１００重量部に対して、好ましくは１０〜１００重量部、更に好ましくは１５〜４０重量部である。
【００３３】
本発明の舗装用セメント組成物に骨材を用いる場合は、骨材の含有量としては、セメント１００重量部に対して、好ましくは１０〜３００重量部、更に好ましくは５０〜２００重量部である。
【００３４】
本発明の舗装用セメント組成物に二酸化チタンを用いる場合は、二酸化チタンの含有量としては、セメント１００重量部に対して、好ましくは１〜５０重量部、更に好ましくは１〜１０重量部である。
【００３５】
本発明の舗装用セメント組成物に塩を用いる場合は、塩の含有量としては、好ましくは１〜２０ｇである。
【実施例】
【００３６】
次に、実施例により本発明を更に詳細に説明する。ただし、本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるものではない。
【００３７】
（実施例１）
舗装用セメント組成物として、太平洋株式会社製「普通ポルトランドセメント」を、セルロースナノファイバーとして、株式会社スギノマシン製「ＢｉＮＦｉ−ｓ」ＩＭａ−１０００２を用いた。
各成分を表１の配合割合で配合して混練し、振動プレス成形することにより、３０ｃｍ平方の正方形のセメント舗装領域を得た。
【００３８】
【表１】
2020142938.tif 000002
【００３９】
（実施例２）
実施例１に用いた舗装用セメント組成物に加えて、金属酸化物を含む中空球状体として、ポッターズ・バロティーニ株式会社製「エクステンドＳＧ」を用いた。その他は、実施例１と同様にしてセメント舗装領域を得た。
【００４０】
（実施例３）
実施例２に用いた舗装用セメント組成物に加えて、フルウチ化学株式会社製二酸化チタンを用いた。その他は、実施例１と同様にしてセメント舗装領域を得た。
【００４１】
（実施例４）
実施例３に用いた舗装用セメント組成物に加えて、トーヨーテラン株式会社製珪砂「トーヨーシリカサンド」を用いた。その他は、実施例１と同様にしてセメント舗装領域を得た。
【００４２】
（比較例１〜４）
表１の通り、実施例１〜４に用いた舗装用セメント組成物からセルロースナノファイバーを抜いた配合割合で配合した。その他は、実施例１と同様にしてセメント舗装領域を得た。
【００４３】
（表面温度測定）
実施例１〜４、比較例１〜４で得られたセメント舗装領域の上、約１０ｃｍの距離に１００Ｗ白熱灯を設置して点灯させ、約２０分放置した後、その表面温度を測定した。
【００４４】
その結果、実施例１〜４では、表面温度が、比較例１と比較して９．３℃〜１２．１℃低かった。比較例２〜４は、中空球状体、二酸化チタン、骨材を追加的に用いたものであるが、実施例１ほどの効果は得られなかった。
【００４５】
（実施例５〜７、比較例５、６）
比較例１の舗装用セメント組成物を１０ｃｍの深さで舗装したセメント舗装領域の上に、実施例１の舗装用セメント組成物を、表２記載の深さで舗装した。
【００４６】
【表２】
2020142938.tif 000003
【００４７】
それぞれのセメント舗装領域の表面温度を上記と同じ条件で測定したところ、実施例５〜７では、比較例１と比較してそれぞれ３．１℃〜８．２℃低かった。他方で、比較例５は、実施例１の舗装用セメント組成物の厚みが足りなかったために、十分な遮熱性が得られなかった。比較例６は、実施例１の舗装用セメント組成物の厚みが既に十分すぎるため、実施例７と比較して追加的によい遮熱性が得られなかった。実施例１の舗装用セメント組成物が比較例１の舗装用セメント組成物と比較してコスト高であるため、この厚みは実用的ではない。