(57)【要約】      （修正有）【課題】高温焼成を必要とすることなく、また、基材を劣化させることなく、遮音又は防音性基材に対して、その遮音又は防音性を損なうことなく、酸化チタンの光触媒層を密着性良く形成した防汚性を有する遮音又は防音材、遮音又は防音構造体並びに遮音又は防音壁を提供する。【解決手段】遮音又は防音性を有する基材の表面に、防汚膜を形成してなる防汚性を有する遮音又は防音材。この防汚膜は、ペルオキソチタン酸を含む下地層と、この下地層上に形成されたペルオキソチタン酸とアナターゼ型酸化チタンとを含む光触媒層とを備える。【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
遮音又は防音性を有する基材の表面に、防汚膜を形成してなる防汚性を有する遮音又は防音材において、
該防汚膜は、ペルオキソチタン酸を含む下地層と、この下地層上に形成されたペルオキソチタン酸とアナターゼ型酸化チタンとを含む光触媒層とを備えることを特徴とする防汚性を有する遮音又は防音材。
【請求項２】
請求項１において、該下地層は前記基材にペルオキソチタン酸ゾルを塗布して乾燥することにより形成され、該ペルオキソチタン酸ゾルのペルオキソチタン酸（固形分）濃度が０．５〜３重量％であることを特徴とする防汚性を有する遮音又は防音材。
【請求項３】
請求項１又は２において、該光触媒層は前記下地層にペルオキソチタン酸とアナターゼ型酸化チタンとの混合ゾルを塗布して乾燥することにより形成され、該混合ゾル中のペルオキソチタン酸（固形分）濃度が０．０５〜３重量％であり、アナターゼ型酸化チタン（固形分）濃度が０．０５〜５重量％であり、ペルオキソチタン酸（固形分）に対するアナターゼ型酸化チタン（固形分）の重量比率が１〜２０であることを特徴とする防汚性を有する遮音又は防音材。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項において、前記下地層の厚さが０．１〜３μｍであり、前記光触媒層の厚さが０．１〜３μｍであることを特徴とする防汚性を有する遮音又は防音材。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項において、前記アナターゼ型酸化チタンが平均粒径１０〜２００ｎｍの微粒子であることを特徴とする防汚性を有する遮音又は防音材。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項の遮音又は防音材を備えてなる、防汚性を有する遮音又は防音構造体。
【請求項７】
請求項１ないし５のいずれか１項の遮音又は防音材を備えてなる、防汚性を有する遮音又は防音壁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は防汚性を有する遮音又は防音材、遮音又は防音構造体並びに遮音又は防音壁に係り、特に、アナターゼ型酸化チタンの光触媒層よりなる防汚膜を形成した防汚性を有する遮音又は防音材、遮音又は防音構造体並びに遮音又は防音壁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、橋梁、線路沿い、建築物など種々の構造物に対して用いられる遮音材及び遮音構造体としては、種々のものが提案されており、特開２００３−５５９２０号公報には、熱可塑性樹脂材料から構成される一対の基層と、この基層の間に設けられ、木質材料粒子が添加されるとともに多孔構造に形成された熱可塑性樹脂材料から構成される中間層とを有し、可撓性を備える多層体である遮音材、並びにこのような遮音材と長尺状の支持体とを有する遮音構造体が提案されている。このものは、鉄道用の遮音構造体「カームエコボード」（商品名）として市販されている。
【０００３】
また、道路、鉄道、工場等より発生する騒音の防止対策として設けられる遮音壁、防音壁としては、特開平８−８５９２１号公報に提案がなされている。これは、地上から上方に伸びる本体壁の上端に音源側へ傾斜する第１の分岐壁を設けるとともに、音源側とは反対側へ傾斜する第２の分岐壁を設け、これら第１及び第２の分岐壁にこれら分岐壁とは異なる方向に再分岐する再分岐壁を設けたものであり、側面から見ると分岐壁と再分岐壁とがトナカイのツノのような形状であるためトナカイ型と名付けられるものである。これに対して、再分岐壁を設けないものは、分岐型あるいはＹ型遮音壁と呼ばれる。更に、遮音、防音壁については、特開平１１−１５８８２１号公報、特開平１０−３９５５２号公報等に改良品の提案がなされている。これらの遮音壁、防音壁には、基本的な遮音、防音性能に加えて、近隣住民の日照権確保の観点から、多くの場合、透明部材が使用される。
【０００４】
従来の鉄道用遮音材等の遮音材は、表面の凹凸形状や材料面の特性から非常に汚れやすい。このため、経時により汚染された遮音材が付近の景観を著しく損ねるだけではなく、定期清掃等のメンテナンスコストを高騰させる原因となっているのが実状である。
【０００５】
また、遮音壁や防音壁についても、前述の如く、日照の確保のために透明部材が使われているにもかかわらず、これらの多くは自動車の排気ガスや粉塵、風雨に常に晒されているために非常に汚れやすく、付近の景観を損なうばかりか、日光の透過性を保持するための清掃等のメンテナンスコストを高騰させているのが実状である。
【０００６】
建材等の基材に防汚性を付与したものとして、特許第３１８９６８２号公報には、表面に酸化チタンの光触媒層を形成した部材が提案されている。また、実用新案登録第３０７４８９４号公報には、外面にチタニア膜層を形成した防汚性の防音パネルが提案されている。また、光触媒担持透明遮音板（積水樹脂（株）製商品名「ハイドロクリーン透明板」）も市販されている。
【特許文献１】特開２００３−５５９２０号公報
【特許文献２】特開平８−８５９２１号公報
【特許文献３】特開平１１−１５８８２１号公報
【特許文献４】特開平１０−３９５５２号公報
【特許文献５】特許第３１８９６８２号公報
【特許文献６】実用新案登録第３０７４８９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
酸化チタンの光触媒層を形成することにより、紫外線の照射で基材表面に親水性を付与し、その自己浄化性能で防汚機能を発現させることができるが、従来提案されている光触媒層の形成には、いずれも酸化チタンとバインダー成分を含むコーティング剤を基材表面に塗布した後高温で焼成する必要があり、光触媒層の形成コストが高くつく上に、基材の材質によっては適用し得ない場合があった。
【０００８】
また、焼成が不要なものにあっては、光触媒層の基材に対する密着性が悪く、経時により光触媒層が剥離してしまうという問題があった。
【０００９】
また、酸化チタンの光触媒層を基材に直接形成した場合には、次のような不具合もあった。即ち、鉄道用の遮音構造体「カームエコボード」（商品名）や一般のトナカイ型遮音板等の基材は、ポリプロピレンやポリカーボネートなどの有機樹脂製であるが、このような有機樹脂製基材に、酸化チタンの光触媒層を直接形成すると、光触媒による酸化分解作用で、基材が劣化する。
【００１０】
従って、本発明は、高温焼成を必要とすることなく、また、基材を劣化させることなく、遮音又は防音性基材に対して、その遮音又は防音性を損なうことなく、酸化チタンの光触媒層を密着性良く形成した防汚性を有する遮音又は防音材、遮音又は防音構造体並びに遮音又は防音壁を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の防汚性を有する遮音又は防音材は、遮音又は防音性を有する基材の表面に、防汚膜を形成してなる防汚性を有する遮音又は防音材において、該防汚膜は、ペルオキソチタン酸を含む下地層と、この下地層上に形成されたペルオキソチタン酸とアナターゼ型酸化チタンとを含む光触媒層とを備えることを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、ペルオキソチタン酸を含む下地層を介して、アナターゼ型酸化チタンの光触媒層を基材に対して密着性良く形成することができる。即ち、ペルオキソチタン酸はアモルファス状の過酸化チタンであり、各種の基材に対して密着性の高い塗膜を形成することができる。このような下地層上に形成された、ペルオキソチタン酸とアナターゼ型酸化チタンとを含む光触媒層は、そのペルオキソチタン酸により下地層に対する密着性に優れ、また、アナターゼ型酸化チタンにより良好な光触媒効果で優れた防汚機能を得ることができる。また、基材が有機樹脂よりなる場合であっても、この下地層により、光触媒層による基材の酸化分解が防止される。
【００１３】
しかも、このような下地層と光触媒層とからなる防汚膜は、何ら基材の遮音性ないし防音性を損なうものではなく、また、塗布、乾燥のみで、耐水性に優れ、容易には剥離せず、半永久的に良好な防汚機能を発揮するものである。
【００１４】
本発明において、下地層は前記基材にペルオキソチタン酸ゾルを塗布して乾燥することにより形成され、このペルオキソチタン酸ゾルのペルオキソチタン酸（固形分）濃度は、０．５〜３重量％であることが好ましい。
【００１５】
また、光触媒層はこの下地層にペルオキソチタン酸とアナターゼ型酸化チタンとの混合ゾルを塗布して乾燥することにより形成され、この混合ゾル中のペルオキソチタン酸（固形分）濃度は０．０５〜３重量％で、アナターゼ型酸化チタン（固形分）濃度は０．０５〜５重量％で、ペルオキソチタン酸（固形分）に対するアナターゼ型酸化チタン（固形分）の重量比率が１〜２０であることが好ましい。
【００１６】
このようにして形成される下地層の厚さは０．１〜３μｍであり、光触媒層の厚さは０．１〜３μｍであることが好ましい。
【００１７】
また、アナターゼ型酸化チタンは平均粒径１０〜２００ｎｍの微粒子であることが好ましい。
【００１８】
本発明の防汚性を有する遮音又は防音構造体は、このような本発明の遮音又は防音材を備えるものである。
【００１９】
また、本発明の防汚性を有する遮音又は防音壁は、このような本発明の遮音又は防音材を備えるものである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、高温焼成を必要とすることなく、遮音又は防音性基材に対して、酸化チタンの光触媒層を密着性良く形成した防汚性を有する遮音又は防音材、遮音又は防音構造体並びに遮音又は防音壁が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００２２】
まず、本発明において、遮音性又は防音性の基材に対して防汚膜を形成する方法について説明する。
【００２３】
この防汚膜を形成するには、まず、基材にペルオキソチタン酸ゾルを塗布して乾燥することにより、ペルオキソチタン酸の下地層を形成する。この下地層の形成に用いるペルオキソチタン酸ゾルのペルオキソチタン酸（固形分）濃度は、０．５〜３重量％であることが好ましい。この濃度が０．５重量％未満では、必要な膜厚の下地層を形成するための塗布回数を多く必要とし、作業効率が悪く、３重量％を超えると、粘度が高くなりすぎ、基材への濡れ性が低下するため、均一塗布が困難となる。
【００２４】
このペルオキソチタン酸の下地層は、乾燥膜厚で０．１〜３μｍの厚さに形成することが好ましい。下地層の膜厚が０．１μｍ未満では、下地層による防汚膜の十分な密着性が得られず、３μｍを超えると膜強度が低下し、外力により剥離し易くなり、また、成膜コストの面でも好ましくない。
【００２５】
次いで、下地層上に、ペルオキソチタン酸ゾルとアナターゼ型酸化チタンゾルとの混合ゾルを塗布して乾燥することにより、ペルオキソチタン酸とアナターゼ型酸化チタンとを含む光触媒層を形成する。この光触媒層の形成に用いる混合ゾル中のペルオキソチタン酸（固形分）濃度は０．０５〜３重量％であることが好ましい。また、アナターゼ型酸化チタン（固形分）濃度は０．０５〜５重量％であることが好ましい。ペルオキソチタン酸（固形分）に対するアナターゼ型酸化チタン（固形分）の重量比率は１〜２０であることが好ましい。ペルオキソチタン酸濃度及びアナターゼ型酸化チタン濃度が上記範囲よりも低いと、必要な膜厚の光触媒層を形成するための塗布回数を多く必要とし、作業効率が悪く、逆に上記範囲よりも高濃度であると高粘度となり塗布作業性が低下する。
【００２６】
また、混合ゾル中のペルオキソチタン酸（固形分）に対するアナターゼ型酸化チタン（固形分）の重量比率が１未満の場合には、十分な光触媒活性が得られず、２０を超えると、バインダーとしてのペルオキソチタン酸量が不足し、下地層に対する密着性が悪くなる。
【００２７】
なお、アナターゼ型酸化チタンは、平均粒径（メジアン径）１０〜２００ｎｍの微粒子であることが好ましい。この平均粒径が２００ｎｍを超えると、表面積が小さくなるため、光触媒性能が低下する。また、防汚膜の透明度が低下し、基材の意匠性が損なわれる。また、１０ｎｍ未満では製造に高度な技術が必要となりコストが高くなる。
【００２８】
このペルオキソチタン酸とアナターゼ型酸化チタンの光触媒層は、乾燥膜厚で０．１〜３μｍの厚さに形成することが好ましい。光触媒層の膜厚が０．１μｍ未満では、光触媒層による十分な光触媒活性が得られず、３μｍを超えると膜強度が低下し、外力により剥離し易くなる。また、成膜コストの面でも好ましくない。
【００２９】
なお、上記塗布方法としては、特に制限はなく、スプレー、刷毛塗り、その他ディッピング等の方法を採用することができる。また、乾燥方法としても特に制限はなく、２２０℃以下の加熱乾燥を行っても良いが、一般的には、常温の自然乾燥で十分である。
【００３０】
このような本発明に係る防汚膜を形成する遮音性又は防音性基材としては特に制限はなく、背景技術の項で前述した各種の基材に適用することができる。また、本発明の遮音又は防音材、遮音又は防音構造体、遮音又は防音壁の構成についても特に制限はなく、従来提供されているあらゆる構成を採用可能である。
【実施例】
【００３１】
以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。
【００３２】
なお、以下においてペルオキソチタン酸ゾルとしては、ペルオキソチタン酸（固形分）濃度１．０重量％のものを用いた。また、ペルオキソチタン酸ゾルとアナターゼ型酸化チタンゾルの混合ゾル（以下「ペルオキソチタン酸／アナターゼ型酸化チタンゾル」と称す。）としては、ペルオキソチタン酸（固形分）濃度１．０重量％のペルオキソチタン酸ゾルと、平均粒径４５ｎｍのアナターゼ型酸化チタン（固形分）を濃度２．０重量％で含むアナターゼ型酸化チタンゾルの１：１（重量比）の混合ゾルを用いた。
【００３３】
［鉄道車両用遮音材への適用例］
実施例１
（株）ブリヂストン製の鉄道車両用遮音材（商品名「カームエコボード」）（ポリプロピレン製、グレー色）のカットサンプル（１５０ｍｍ×１５０ｍｍ）にペルオキソチタン酸ゾルをスプレーガンにて２回塗布して自然乾燥させて、膜厚０．４μｍの下地層を形成した。次に、ペルオキソチタン酸／アナターゼ型酸化チタンゾルをスプレーにて４回塗布し、室内で２日間自然乾燥させて、膜厚０．８μｍの光触媒層を形成した。
【００３４】
実施例２
（株）ブリヂストン製の鉄道車両用遮音材（商品名「カームエコボード」）（ポリプロピレン製、グレー色）の実製品にペルオキソチタン酸ゾルをスプレーガンにて２回塗布して自然乾燥させて、膜厚０．４μｍの下地層を形成した。次に、ペルオキソチタン酸／アナターゼ型酸化チタンゾルをスプレーにて４回塗布し、屋外で２日間自然乾燥させて、膜厚０．８μｍの光触媒層を形成した。なお、上記のコーティング処理は実製品の約半分の面積に対して実施した。
【００３５】
比較例１
（株）ブリヂストン製の鉄道車両用遮音材（商品名「カームエコボード」）（ポリプロピレン製、グレー色）のカットサンプル（１５０ｍｍ×１５０ｍｍ）の非コーティング処理品を実施例１の比較用として用いた。
【００３６】
比較例２
実施例２において、コーティング処理を施していない部分を実施例２の比較用とした。
【００３７】
実施例１及び比較例１についてはサンプルの初期水接触角を測定した。測定は前処理としてブラックライト（２０Ｗ）によりサンプル表面位置での紫外線強度が１ｍＷ／ｃｍ２となるようにして照射２４ｈｒ後の水接触角を測定した。また、実施例２及び比較例２については屋外暴露１、３、６ヶ月後の初期製品に対する明度変化量（ΔＬ）を、ミノルタ製色差計「ＣＲ−２００」を用いて測定した。これらの結果を表１に示した。
【００３８】
【表１】
2005068719.tif 000002
【００３９】
［トナカイ型遮音壁への適用例］
実施例３
（株）ブリヂストン製のトナカイ型遮音壁（ポリカーボネート製、グレー色シボ付き）のカットサンプル（１５０ｍｍ×１５０ｍｍ）に、ペルオキソチタン酸ゾルをスプレーガンにて２回塗布して自然乾燥させることにより、膜厚０．４μｍの下地層を形成した。次に、ペルオキソチタン酸／アナターゼ型酸化チタンゾルをスプレーにて４回塗布して室内で２日間自然乾燥させることより、膜厚０．８μｍの光触媒層を形成した。
【００４０】
実施例４
（株）ブリヂストン製のトナカイ型遮音壁（ポリカーボネート製、グレー色シボなし）のカットサンプル（１５０ｍｍ×１５０ｍｍ）にペルオキソチタン酸ゾルをスプレーガンにて２回塗布して自然乾燥させることにより、膜厚０．４μｍの下地層を形成した。次に、ペルオキソチタン酸／アナターゼ型酸化チタンゾルをスプレーにて４回塗布して室内で２日間自然乾燥させることより、膜厚０．８μｍの光触媒層を形成した。
【００４１】
実施例５
（株）ブリヂストン製のトナカイ型遮音壁（ポリカーボネート製、透明シボ付き）のカットサンプル（１５０ｍｍ×１５０ｍｍ）にペルオキソチタン酸ゾルをスプレーガンにて２回塗布して自然乾燥させることにより、膜厚０．４μｍの下地層を形成した。次に、ペルオキソチタン酸／アナターゼ型酸化チタンゾルをスプレーにて４回塗布して室内で２日間自然乾燥させることより、膜厚０．８μｍの光触媒層を形成した。
【００４２】
実施例６
（株）ブリヂストン製のトナカイ型遮音壁（ポリカーボネート製、透明シボなし）のカットサンプル（１５０ｍｍ×１５０ｍｍ）にペルオキソチタン酸ゾルをスプレーガンにて２回塗布して自然乾燥させることにより、膜厚０．４μｍの下地層を形成した。次に、ペルオキソチタン酸／アナターゼ型酸化チタンゾルをスプレーにて４回塗布して室内で２日間自然乾燥させることより、膜厚０．８μｍの光触媒層を形成した。
【００４３】
実施例７
（株）ブリヂストン製のトナカイ型遮音壁（ポリカーボネート製、グレー色シボ付き）の１ユニットにペルオキソチタン酸ゾルをスプレーガンにて２回塗布して自然乾燥させることにより、膜厚０．４μｍの下地層を形成した。次に、ペルオキソチタン酸／アナターゼ型酸化チタンゾルをスプレーにて４回塗布して室内で２日間自然乾燥させることより、膜厚０．８μｍの光触媒層を形成した。
【００４４】
実施例８
（株）ブリヂストン製のトナカイ型遮音壁（ポリカーボネート製、グレー色シボなし）の１ユニットにペルオキソチタン酸ゾルをスプレーガンにて２回塗布して自然乾燥させることにより、膜厚０．４μｍの下地層を形成した。次に、ペルオキソチタン酸／アナターゼ型酸化チタンゾルをスプレーにて４回塗布して室内で２日間自然乾燥させることより、膜厚０．８μｍの光触媒層を形成した。
【００４５】
比較例３〜８
実施例３〜８において、光触媒コーティング処理を施していない無処理品をそれぞれ比較用とした。
【００４６】
実施例３〜６及び比較例３〜６についてはサンプルの初期水接触角を測定した。測定は前処理としてブラックライト（２０Ｗ）によりサンプル表面位置での紫外線強度が１ｍＷ／ｃｍ２となるようにして照射２４ｈｒ後の水接触角を測定した。また、実施例７、８及び比較例７、８については屋外暴露１、３、６ヶ月後の初期製品に対する明度変化量（ΔＬ）を、ミノルタ製色差計「ＣＲ−２００」を用いて測定した。これらの結果を表２に示した。
【００４７】
【表２】
2005068719.tif 000003
【００４８】
表１，２の結果から、本発明に係る光触媒のコーティング処理を施したものについては、処理無しのものに比べて屋外暴露後の明度低下が非常に小さく、優れた防汚性能を有することが確認できた。また、初期接触角のデータより、光触媒コーティング処理品の親水性が処理無しのものよりも大幅に向上しており、これが防汚性能に大きく寄与しているものと考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明によれば、鉄道用遮音材や騒音防止用遮音・防音壁に良好な防汚性を付与して、長期に亘り美観を保つと共に、維持管理コストを軽減することができる。