(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
凸状の鏡面からなる鏡面体の鏡面上に、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て、表面に光触媒含有層が形成され、前記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、もって表面に付着する水分が一様に表面に拡散して表面の結露が防止されるようになされたことを特徴とする防曇性道路反射鏡。
【請求項２】
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記載の防曇性道路反射鏡。
【請求項３】
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記載の防曇性道路反射鏡。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、交差点等の見通しの悪い地点に設置される防曇性道路反射鏡に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に道路の曲がり角や見通しの悪い所には、車両の走行及び歩行者の通行の安全を確保するために反射鏡が設置されている。ところが従来の反射鏡は、特に夜間や寒冷時において、外気温と鏡面との温度差により鏡面が結露しやすく、そのために鏡面に曇りが生じて反射鏡としての機能が低下することがあった。また前記結露のみならず、塵埃や車両の排気ガス等の汚染物質が鏡面に付着することによる曇りによっても反射鏡としての機能が低下することがあった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記の如き鏡面が曇る原因の一つとしての結露は、周囲の空気の露点より鏡面の温度が低くなることによって生じることから、鏡面の裏側に発熱体を付設し、該発熱体を商用電源や太陽電池等の電源装置により発熱させて鏡面を暖めることにより、結露による曇りを防止した反射鏡が提案されているが、発熱体を付設すると共に、その発熱体を電源装置により発熱させるには、構造的に複雑で高価になると共に設置工事等も大変であり、また発熱体や電源装置の寿命もあり、所定期間毎に交換や補修等のメンテナンスを行う必要があった。またかかる反射鏡においては、塵埃や車両の排気ガス等の汚染物質が鏡面に付着することによる曇りについては、何ら解決されていない。
【０００４】
そこで本発明は上記の如き問題を解決し、安価でしかもメンテナンスを行うことなく、結露や塵埃や車両の排気ガス等の汚染物質の付着による鏡面の曇りを長期にわたって防止することのできる防曇性道路反射鏡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、本発明に係る防曇性道路反射鏡は、凸状の鏡面からなる鏡面体の鏡面上に、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て、表面に光触媒含有層が形成され、前記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、もって表面に付着する水分が一様に表面に拡散して表面の結露が防止され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、鏡面の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表面が親水化され、結露が生じにくく、また塵埃や車両の排気ガス等の汚染物質が付着しにくくなる。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。さらに結露が生じる条件が満たされていても、親水化された表面によって、表面に付着する水分が一様に表面に拡散するために結露しにくくなる。
【０００７】
また本発明は、鏡面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鏡面体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、その鏡面までも酸化分解し、その耐久性が損なわれる。また鏡面体にステンレス板を使用した場合は、屋外使用に耐えうる充分な密着性を得られず、鏡面体にガラスを使用した場合は、ガラスに含まれるナトリウム成分が光触媒に使用する二酸化チタンと反応し、チタン酸ナトリウムとなるために、触媒活性が喪失する。そこで光触媒含有層と鏡面との間に、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鏡面を保護するには十分ではなく、また鏡面の反射性能が損なわれることがあり、さらに耐熱性、耐屈曲性、耐摩耗性等でも十分なものは得られず、またこのゾルゲル法により形成されたシリコーン系の被膜に対しては、鏡面体にステンレス板を使用した場合の密着性については充分なものは得られていない。それに対して本発明において、光触媒含有層と鏡面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、鏡面体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、又は鏡面体にガラスを使用した場合、いずれにおいても鏡面が保護され、また鏡面体にステンレス板を使用した場合は、屋外使用に耐えうる充分な密着性が得られ、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、鏡面は傷付きにくい。
【０００９】
本発明における鏡面体の材質は特に限定されず、ガラスでもよいが、一般的に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やステンレス板を使用するのが好ましい。
【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鏡面にスプレーコート、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、鏡面体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場合は、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、７０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は水との接触角でほぼ０〜２０度程度まで親水化され、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し、（イ）は正面図、（ロ）は側面図であり、図２は主要部の断面図である。
【００１９】
図面における形態は、道路の交差点等に立設された支柱１と、この支柱１に支持された反射鏡２とから構成されるものである。
【００２０】
反射鏡２は、本形態では、枠体２１内に、ポリカーボネートやアクリル等の合成樹脂板やステンレス板、ガラス等からなる表面が鏡面２２となされた鏡面体２３が設けられ、枠体２１の上部には庇２４が設けられているものであるが、特にその形態は限定されるものではない。そして鏡面体２３の鏡面２２には、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２５が形成され、その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２６が形成されている。前記シリカ質セラミックス層２５は鏡面２２上に直接形成され、また光触媒含有層２６は、シリカ質セラミックス層２５上に直接形成されている。
【００２１】
そして光触媒含有層２６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と共に結露が防止されるようになされている。なお光触媒含有層２６は鏡面２２の反射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。
【００２２】
光触媒を活性化させる紫外線は、道路等の屋外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、屋外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２６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１）
ステンレスにより表面が鏡面となされた鏡面体を作製し、その鏡面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。これを大気中で鏡面上にフローコートで塗装した。これを１００℃、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を得た。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。
【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】
（実施例２）
アクリルにより鏡面体を作製し、又シリカ質セラミックス層に転化する際に８０℃、９０％ＲＨの恒温恒湿器内で３時間加熱した以外は、実施例１と同様にして、このアクリルからなる鏡面体の鏡面上にシリカ質セラミックス層を形成し、その上に光触媒含有層を形成し、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。
【００２８】
（実施例３）
ガラスにより鏡面体を作製した以外は、実施例１と同様にして、このガラスからなる鏡面体の鏡面上にシリカ質セラミックス層を形成し、その上に光触媒含有層を形成し、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。
【００２９】
（比較例１）
ステンレスにより表面が鏡面となされた鏡面体を作製し、その鏡面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。これを上記鏡面にフローコートにより塗布し、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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
（比較例２）
アクリルにより鏡面体を作製した以外は、比較例１と同様にして、このアクリルにからなる鏡面体の鏡面上に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形成し、その上に光触媒含有層を形成し、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。
【００３３】
（比較例３）
ガラスにより鏡面体を作製した以外は、比較例１と同様にして、このガラスからなる鏡面体の鏡面上に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形成し、その上に光触媒含有層を形成し、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。
【００３４】
上記実施例１〜３と比較例１〜３を以下の試験で塗膜性能比較した。
【００３５】
（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１〜３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１〜３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。
【００３６】
（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１〜３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１〜３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。
【００３７】
（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１〜３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１〜３では５００時間経過した時点で異常は認められない。
【００３８】
（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１〜３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１〜３では２Ｈ〜３Ｈであった。
【００３９】
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鏡面を保護する機能および耐熱性、耐屈曲性、耐摩耗性に優れ、反射鏡に好適であることが確認される。
【００４０】
【発明の効果】
本発明によれば、鏡面の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表面が親水化され、結露が生じにくく、また塵埃や車両の排気ガス等の汚染物質が付着しにくくなる。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。さらに結露が生じる条件が満たされていても、親水化された表面によって、表面に付着する水分が一様に表面に拡散するために結露しにくくなる。
【００４１】
また本発明によれば、鏡面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、鏡面体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、又は鏡面体にガラスを使用した場合、いずれにおいても鏡面が保護され、また鏡面体にステンレス板を使用した場合は、屋外使用に耐えうる充分な密着性が得られ、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、鏡面は傷付きにくい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態を示し、（イ）は正面図、（ロ）は側面図である。
【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    反射鏡
２１  枠体
２２  鏡面
２３  鏡面体
２４  庇
２５  シリカ質セラミックス層
２６  光触媒含有層
【図１】
0003634630.tif 000002
【図２】
0003634630.tif 000003