(57)【要約】【課題】光エネルギーが十分に供給されない場合であっても、大気中のＮＯｘ量を減少させて大気の汚染を防ぐことが可能な舗装用ブロックを提供すること。【解決手段】ＮＯｘを除去する光触媒７が外表面１ａに塗布された舗装用ブロック１において、ゼオライト６を混入させたことを特徴とする。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＮＯｘを除去する光触媒が外表面に塗布された舗装用ブロックにおいて、ゼオライトを混入させたことを特徴とする舗装用ブロック。
【請求項２】
前記ゼオライトを、前記舗装用ブロックの表層部に混入させることを特徴とする請求項１に記載の舗装用ブロック。
【請求項３】
前記ゼオライトは、モース硬度が３以上４以下であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の舗装用ブロック。
【請求項４】
前記光触媒には、酸化チタンが使用されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の舗装用ブロック。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＮＯｘ（窒素酸化物）を除去することが可能な舗装用ブロックに関する。
【０００２】
【従来の技術】
今日、大都市域を中心として自動車の排気ガスによる大気汚染が深刻な問題となっている。特に、排気ガスに含まれるＮＯｘは、人体に悪影響を与えるとともに、紫外線により光化学反応を起してオゾン等の光化学オキシダントを生成するため、ＮＯｘを効率的に除去することが求められている。
【０００３】
ＮＯｘを除去する方法として、酸化チタン等の光触媒を用いてＮＯｘを分解する方法が知られている。酸化チタンの表面に紫外線が当たると、酸化チタンが光エネルギーによって活性化して強力な酸化剤を生成する。ＮＯｘは、酸化チタンによって生成された酸化剤に触れることによって、酸化分解されて硝酸イオンに変化する。このため、酸化チタンの粉末が混入された舗装用ブロックや液状の酸化チタンが外表面に塗布された舗装用ブロックを道路等に敷設設置することによって、排気ガスに含まれるＮＯｘを効果的に分解・除去することが可能となる（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−３３４１３号公報
【特許文献２】
特開２００１−０９０００４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、酸化チタンは光触媒であるため、日光の照射量が少ないときや夜間等のように光エネルギー（紫外線）が酸化チタンに十分に供給されないときには、ＮＯｘを分解・除去することができないという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、光エネルギーが十分に供給されない場合であっても、大気中のＮＯｘ量を減少させて大気の汚染を防ぐことが可能な舗装用ブロックを提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、ＮＯｘを除去する光触媒が外表面に塗布された舗装用ブロックにおいて、ゼオライトを混入させたことを特徴とする。
【０００８】
舗装用ブロックにゼオライトを混入させることによって、光触媒を用いてＮＯｘを除去させることが困難な夜間や曇りの間であっても、ゼオライトを用いてＮＯｘを吸着させることができるので、大気中のＮＯｘを減少させることが可能となる。
【０００９】
また、請求項２に係る発明は、請求項１に記載の舗装用ブロックにおいて、前記ゼオライトを、前記舗装用ブロックの表層部に混入させることを特徴とする。
【００１０】
ゼオライトを表層部に混入させることによって、舗装用ブロックが施設設置されても路面に露出する外表面側よりＮＯｘをより効率よく吸着させることが可能となる。
【００１１】
請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載の舗装用ブロックにおいて、前記ゼオライトが、モース硬度が３以上４以下であることを特徴とする。
【００１２】
モース硬度が３以上４以下のゼオライトは十分な強度を有するため、舗装用ブロックに混入させた場合であっても圧損等するおそれがない。
【００１３】
請求項４に係る発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の舗装用ブロックにおいて、前記光触媒に、酸化チタンが使用されていることを特徴とする。
【００１４】
酸化チタンは強いＮＯｘ分解性能を有するため、より効率的に大気中のＮＯｘを減少させることが可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る舗装用ブロックを、図面を用いて説明する。
【００１６】
図１に示すように、本発明に係る舗装用ブロック１は、長さＬ、幅Ｗが数十ｃｍ程度（例えば、１５ｃｍ又は３０ｃｍなど）、高さＨが数ｃｍ（例えば、６０ｍｍ）に規格化された平板形状を呈しており、車道、歩道、駐車場等に、透水性の路床、路盤、砂などのクッション層を介して敷設される。舗装用ブロック１は、図２に示すように基層部２と表層部３との２層により構成されている。
【００１７】
基層部２及び表層部３は、粒子径の大きな骨材４同士がセメントなどのバインダ（不図示）を介して接合されることにより構成されている。また、表層部３には、舗装路の美観を考慮して化粧材５が混入されるとともに、ＮＯｘを吸着するための吸着剤としての役割を果たすゼオライト６が混入されている。ゼオライト６は、電子顕微鏡で見なければ確認できない小さな空洞が結晶中に数多く形成された多孔物質であり、この空洞内に様々な物質を取り入れることにより高い脱臭性、脱水乾燥性を発揮する材料として知られている。ＮＯｘの場合、分子の大きさが一般的に市販されているゼオライト６の空洞の大きさと異なっているので、ＮＯｘ分子を空洞内に取り込むことは困難であるが、ゼオライト６の表面に付着させることは容易であるためゼオライト６を用いてＮＯｘを十分に吸着させることが可能である。さらに、ゼオライト６は、一般的に吸着剤として使用される活性炭等に較べて高強度であるため、舗装材に適した素材である。舗装用ブロック１として十分な強度を得るために、表層部３に混入させるゼオライト６は、硬度が３〜４程度であるものが望ましい。本実施例においては、株式会社イズカ製のイズカライトを表層部３に混入させた。
【００１８】
表層部３の表面１ａ側に配置される骨材４の表面には、酸化チタン７が保持されている。酸化チタン７は光触媒として機能するＮＯｘ除去用の触媒であり、光エネルギー（紫外線）の作用によりＮＯｘを分解する性質を有している。
【００１９】
また、骨材４の粒径が大きいため、骨材と骨材との間には、多数の空隙８が形成されている。また、空隙８は表面１ａから裏面１ｂまで連通されており、表面１ａに形成された開口９から酸化チタン７まで光が届くように構成されている。
【００２０】
骨材４としては、粒子径が、例えば、粒径１ｍｍ以上、特に２．５ｍｍ以上であることが好ましい。粒子径を大きくすることにより、骨材４間に酸化チタン７を保持するに十分な空隙８を設けることができ、また、透水性を保持することができる。このような骨材４としては、例えば、砕石、玉砕石、川砂利等が該当する。
【００２１】
さらに骨材４として、粒径５ｍｍ以上のいわゆる粗骨材を用いることもできる。ここで、粗骨材とは、５ｍｍ以上の粒子径を主体とする骨材であり、この粒子径が５ｍｍ未満の細骨材も１５％未満程度で有れば、ブロックの材料に用いても実質的に透水性に影響を与えない。酸化チタン７は、粒子径の大きな骨材４間により形成された空隙８に保持されるので、踏まれたりしても、酸化チタン７が剥がれることは少ない
また、骨材４を接合させるバインダとしては、通常の透水平板に用いられるバインダがそのまま用いられ、例えば、白色ポルトランドセメント、普通ポルトランドセメント、高炉セメント、エコセメントなどが用いられる。セメントを主体としてバインダに使用することにより、平板状に成形しても曲げ強さの大きな、踏まれたりしても耐久性のあるコンクリートブロックを得ることができ、例えば、ＪＩＳＡ５３０４（１９９４）舗装用コンクリート平板長さＬ３００ｍｍ、幅Ｗ３００ｍｍ、高さＨ６０ｍｍに基づく曲げ強さ１２ｋＮ以上の曲げ強度を確保することが可能となる。
【００２２】
また、上述のように構成された舗装用ブロック１は、透水係数が０．１ｃｍ／秒以上であることが好ましい。透水係数が０．１ｃｍ／秒以上と高いことにより、ＮＯｘ除去により生じた硝酸イオンは、降水時などの雨水により安定層、路盤、路床、クッション層などの下層に流すことができる。
【００２３】
上述のバインダとしての役割を有する材料として、例えば、白色ポルトランドセメント又は普通ポルトランドセメントを用いることが好ましく、また、骨材４の全表面を濡らすに必要かつ十分な量の添加量を備えることが好ましい。
【００２４】
バインダの使用量は、通常、骨材１００重量部に対して３０重量部よりも少なく、好ましくは、骨材１００重量部に対して、バインダは２０重量部以下であることがよい。この程度のバインダを使用することにより、骨材４間に十分に広い連通孔が形成されるので、連通孔を介してＮＯｘ除去により生じた硝酸イオンを下層に洗い流すことが可能となる。
【００２５】
基層部２の表面１ａで保持される酸化チタン７の保持方法は特定の方法に限定されるものではなく、例えば、酸化チタン７を含むスラリーを噴霧し、または、酸化チタン７を含むスラリー液の中に表層部を浸漬させることによって、表面１ａに酸化チタン７を塗布させてもよい。
【００２６】
酸化チタンスラリーは、酸化チタン微粒子を水に懸濁させた溶液である。このスラリー中の酸化チタン濃度としては、数％程度からその１／１０程度が望ましい。また、この酸化チタンスラリーには、適宜のバインダが添加されたものも使用することができる。その溶液中（スラリー中）の酸化チタン濃度を変化させることによって、舗装用ブロックに付着する酸化チタン７の量を容易に調節することができる。この酸化チタンの保持量は、単位表面積あたり数十ｇ／ｍ２〜数百ｇ／ｍ２程度でよい。
【００２７】
また、酸化チタン７は、ルチル型、アナターゼ型どちらでもよいが、活性の高いアナターゼ型が好ましい。また、この酸化チタンの保持量は、それぞれの酸化チタンの光触媒活性により適宜選択される。通常、数十ｇ／ｍ２〜数百ｇ／ｍ２程度の保持量により所望とする触媒性能を得ることができるので、骨材４の粒子を透水性が十分に保持される程度に選択することにより、透水性能の低下を防止することができる。
【００２８】
以下、上述した構造からなる舗装用ブロック１と、他の構成からなるブロックとのＮＯｘ分解性能の違いについて説明する。
【００２９】
ＮＯｘ分解性能実験を行うために、透水性平板（東洋工業株式会社製、商品名スーパーテラ、寸法１００ｍｍ（縦）×１００ｍｍ（横）×６０ｍｍ（高さ）、以下、ブロックＡとする。）と、上述した構造からなる舗装用ブロック１（寸法１００ｍｍ（縦）×１００ｍｍ（横）×６０ｍｍ（高さ）、以下、ブロックＢとする）と、アスファルトからなるブロック平板（寸法１００ｍｍ（縦）×１００ｍｍ（横）×５７ｍｍ（高さ）、以下、ブロックＣとする）との３種類の供試体を２種類（合計６個の供試体）用意した。全ての供試体には、前処理として上面（外表面）以外の面にアルミテープでマスキングを施すことによって実際にブロックが埋設設置された状態と同じ状態とした後に、露出された上面に対して１．０ｍｗ／ｃｍ２の紫外線を３時間照射した。
【００３０】
各供試体に対して、光触媒製品技術協議会で規定されている光触媒性能評価試験法（ガスバック法）を適用することによってＮＯｘ分解性能試験を行った。具体的には、図３に示すように、密封されたテフロン製デドラーバッグ１０（容量１５リットル）の中に供試体を封入し、１０ｐｐｍに調整された日本酸素株式会社製ＮＯｘガス（ＮＯ・ＮＯ２のガス）を１０リットル充填してガス濃度の変化を、ガステック株式会社製窒素酸化物ガス探知器１１を用いて測定した。さらに、２種類ずつ用意した供試体のうち一種類に対しては、セ氏２５度の温度下において１ｍｗ／ｃｍ２の紫外線を照射し続けて試験を行い（以下、紫外線を照射し続けた供試体をＵＶ照射供試体とする。）、他種類に対しては、紫外線が当たらないように暗条件下で試験を行った（以下、紫外線を照射していない供試体を、非照射供試体とする）。
【００３１】
【表１】
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【００３２】
【表２】
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【００３３】
【表３】
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【００３４】
【表４】
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【００３５】
【表５】
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【００３６】
表１はＵＶ照射供試体のガス濃度変化を示したものであり、図４は表１の内容をグラフ化したものである。表２は非照射供試体のガス濃度変化を示したものであり、図５は表２の内容をグラフ化したものである。また、表３〜表５は、ブロックＡ〜ブロックＣのＵＶ照射供試体と非照射供試体とのガス濃度変化を対比して示した表であり、図６〜図８は、表３〜表５に示した内容をグラフ化したものである。
【００３７】
まず、ＵＶ照射を行ったブロックＡ、Ｂ、Ｃのガス濃度変化を比較すると、図４に示すように、ブロックＢは試験開始直後から急速にＮＯｘガス濃度を低下させ、６０分経過後にはＮＯｘの濃度を０ｐｐｍまで低減させた。一方ブロックＣの実験では、９０分経過しても８．５８ｐｐｍのＮＯｘガスが存在し、ブロックＡにおいても７．２６ｐｐｍのＮＯｘガスが存在している。このことから酸化チタン７が塗布された舗装用ブロック１は、酸化チタン７の働きにより透水平板やアスファルトに較べてＮＯｘの分解・除去能力が高く、紫外線の作用により十分なＮＯｘ分解性能を有することが明らかである。
【００３８】
一方、暗条件におけるブロックＡ、Ｂ、Ｃのガス濃度変化を較べると、図５に示すように、９０分経過後におけるブロックＢのＮＯｘのガス濃度が６．６０ｐｐｍであるのに対して、ブロックＡのガス濃度が７．２６、ブロックＣのガス濃度が９．２４と高いガス濃度を示している。このことから、ゼオライト６を混入した舗装用ブロック１は、ゼオライト６が混入されていない透水平板や、アスファルトよりも多くのＮＯｘ分子を吸着することができる。
【００３９】
なお、ブロックＡ、ブロックＣには酸化チタン７が付加されていないために、ＮＯｘを分解することはできず、ブロック内に吸着させることによってＮＯｘガスの濃度を低減させているにすぎない。このため、図６及び図８より明らかなように、ブロックＡとブロックＣのＵＶ照射供試体と非照射供試体とを用いたガス濃度変化は同一の結果となっている。
【００４０】
以上説明したように、表層部３にゼオライトが混入されて外表面１ａに酸化チタン７が塗布された舗装用ブロック１は、図７に示すように、外表面１ａに紫外線が当たると酸化チタン７の作用によりＮＯｘを分解除去し、紫外線が当たらないときにはゼオライト６の作用によりＮＯｘを吸着させることができるので、昼夜または紫外線の多少に拘わらずにＮＯｘを吸着及び分解除去することが可能であり、排気ガスに含まれるＮＯｘを減少させることができる。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る舗装用ブロックを用いることによって、ＮＯｘの吸着・分解除去を行うことができ、紫外線の照射の有無にかかわらず、排気ガスに含まれるＮＯｘの減少を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る舗装用ブロックを示した斜視図と拡大図である。
【図２】本発明に係る舗装用ブロックの断面図の１部を示したものである。
【図３】光触媒性能評価試験法を行うための実験装置を示した図である。
【図４】ＵＶ照射供試体のガス濃度変化を示した折れ線グラフである。
【図５】非照射供試体のガス濃度変化を示した折れ線グラフである。
【図６】ブロックＡにおけるＵＶ照射供試体と非照射供試体とのガス濃度変化を示した折れ線グラフである。
【図７】ブロックＢにおけるＵＶ照射供試体と非照射供試体とのガス濃度変化を示した折れ線グラフである。
【図８】ブロックＣにおけるＵＶ照射供試体と非照射供試体とのガス濃度変化を示した折れ線グラフである。
【符号の説明】
１  舗装用ブロック
２  基層部
３  表層部
４  骨材
５  化粧材
６  ゼオライト
７  酸化チタン
８  空隙
９  開口
１０  デドラーバッグ
１１  ガス検知器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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