(57)【要約】【課題】  大気中に浮遊する粒子状物質、いわゆるＳＰＭを吸着して大気中のＳＰＭを減少させ、大気環境を改善するようにするに際し、電気集塵機方式や土壌吸着方式のように動力源への電力供給やフィルター交換などを不要とし、また光触媒浄化方式のように適用箇所や適用環境を限定されない吸着機能を有した舗装道路とすること。【解決手段】  舗装又は舗装表面を、ＳＰＭを吸着する性質を有する一種類以上のエレクトレット化された高分子材料を含む舗装材料で施工し、舗装若しくは舗装表面でＳＰＭを吸着し、大気中のＳＰＭを減少させ、大気環境を改善するようにした。【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
舗装又は舗装表面が、一種類以上のエレクトレット化された高分子材料を含む舗装材料で施工してあることを特徴とする吸着舗装道路。
【請求項２】
舗装材料として、一種類以上のエレクトレット化された高分子材料を含んでいるもので、舗装又は舗装表面の所望箇所を施工したことを特徴とする吸着舗装道路の施工方法。
【請求項３】
アスファルト舗装やコンクリート舗装に使用される舗装材料、若しくはアスファルト舗装やコンクリート舗装の表面に塗布するトップコートや薄層で施工する表面処理などの舗装材料に、一種類以上のエレクトレット化された高分子材料を含んでいることを特徴とする吸着舗装道路用舗装材料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、大気中に浮遊する粒子状物質（以下「ＳＰＭ」と称する場合もある。）を吸着する性質を有するエレクトレット化された高分子材料（以下「吸着材料」または「吸着物質」と称する場合もある。）を舗装材料に使用することにより、舗装体内若しくは舗装表面でＳＰＭを吸着し、大気中のＳＰＭを減少させ、大気環境を改善するようにした吸着舗装道路及びその施工方法並びに舗装材料に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
浮遊粒子状物質（ＳＰＭ）は、大気中に浮遊している粒径１０μｍ以下の粒子として定義されるものであるが、その構成成分は多種多様で、例えば自動車（主にディーゼル自動車）の排気ガスに含まれている燃焼の際の燃え残りや、自動車の走行によりタイヤや路面が摩耗して発生する粉塵や、その他海塩粒子、土壌粒子なども含まれる。また、ガス状物質として大気中に放出されたものが粒子に変化して、硫酸塩や硝酸塩などになる二次生成粒子と呼ばれるものも含まれる。
【０００３】
従来の大気中の浮遊物質の除去方法としては、電気集塵機や土壌による吸着及び光触媒による浄化などの方法が一般的である。
電気集塵機方式は、道路脇やトンネル内部に設置された集塵機により、大気を強制的に浮遊物質除去フィルターに通過させ、浮遊物質をフィルターにより除去する方法である。
【０００４】
また、土壌による吸着方式は、道路脇やトンネル内部に設置された送風機により、大気を強制的に土壌層に通過させ、浮遊物質を土壌に吸着させる方法である。
【０００５】
さらに、近年実用化されるようになってきた光触媒方式は、酸化チタンに代表される光触媒材料を、道路表層材料の一部として用いるか、若しくは道路舗装表面や擁壁に塗布し、すなわち太陽光（紫外線）に光触媒材料が直接当たるようにし、太陽光を利用して、自動車排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）などの汚染物質を酸化処理して大気を浄化する方法である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
電気集塵機方式や土壌吸着方式は、浮遊物質の集塵能力は高い反面、装置や設備費用が高く、さらに稼動に伴い動力源への電力供給やフィルター交換などが必要である。このような、イニシャルコストやランニングコストが高い方式は時流に適さなくなってきている。
【０００７】
一方、光触媒浄化方式は、浮遊物質を酸化処理するためには、太陽光が必要なため、トンネル内部や高架橋下など太陽光が直接照射されない部分については、その効果が発揮されない。さらに、夜間や雨天などでもその効果が十分に発揮されない。また、ＮＯｘ及びＳＯｘなど光触媒に反応する限定された浮遊物質しか処理できないなどの問題もある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
すなわち、大気中の浮遊物質除去方法としては、電気集塵機方式や土壌吸着方式などのように動力を使用せず、また光触媒浄化方式のように使用環境や使用場所及び浮遊物質の限定がされない方式が望ましいことになる。
【０００９】
そこで、この発明にかかる吸着舗装道路は前記課題を解決するために、舗装又は舗装表面が、一種類以上のエレクトレット化された高分子材料を含む舗装材料で施工した（請求項１）ものである。
【００１０】
また、この発明にかかる吸着舗装道路の施工方法は、舗装材料として、一種類以上のエレクトレット化された高分子材料を含んでいるもので、舗装又は舗装表面の所望箇所を施工した（請求項２）ものである。
【００１１】
一方、この発明にかかる吸着舗装道路用舗装材料は、アスファルト舗装やコンクリート舗装に使用される舗装材料、若しくはアスファルト舗装やコンクリート舗装の表面に塗布するトップコートや薄層で施工する表面処理などの舗装材料に、一種類以上のエレクトレット化された高分子材料を含む（請求項３）ものである。
【発明の効果】
【００１２】
この発明にかかる吸着舗装道路によれば、舗装又は舗装表面が、一種類以上のエレクトレット化された高分子材料を含む舗装材料で施工してあるので、エレクトレット化された高分子材料が吸着物質として機能し、浮遊物質を吸着することができ、大気中の浮遊物質の量を減少させ、大気環境の改善を可能とした。
【００１３】
また、この発明にかかる吸着舗装道路の施工方法によれば、舗装材料として、一種類以上のエレクトレット化された高分子材料を含んでいるもので、舗装又は舗装表面の所望箇所を施工したので、吸着性能を有する舗装道路を通常の舗装工事と同じ行程で簡単に施工することができる。
【００１４】
さらに、この発明にかかる吸着舗装道路用舗装材料によれば、アスファルト舗装やコンクリート舗装に使用される舗装材料、若しくはアスファルト舗装やコンクリート舗装の表面に塗布するトップコートや薄層で施工する表面処理などの舗装材料に、一種類以上のエレクトレット化された高分子材料を含んでいるので、この舗装材料を使用して道路舗装を行うことにより、他の特別なことを行う必要なく吸着舗装道路を完成できる。
【００１５】
浮遊物質は、そのほとんどが帯電、いわゆる荷電粒子になっていることは既知のことである。そのため、プラスチックのような高分子絶縁体の表面を布などで擦ると、ホコリなどの浮遊物質が吸着されるのは、摩擦によりプラスチック表面に静電気が発生し、荷電粒子となっている浮遊物質とお互いに引きつけ合うからである。
【００１６】
通常の舗装では、それらの表面に浮遊物質が付着することはあるが、吸着されることはない。これは、舗装材料が帯電していないからである。
【００１７】
電気的絶縁性に優れる高分子材料、例えばポリテトラフルオロエチレン，ポリプロピレン，ポリエステルなどを加熱溶融し、直流高電圧を加えながら電極の間で固化させた後電極を取り去ると、電極に接していた面が＋・−に帯電し、この電荷を半永久的に保持する。この操作をエレクトレット化と言い、エレクトレット化された高分子材料は、半永久的に帯電することから、吸着物質として最適である。エレクトレット化された材料と荷電粒子となった浮遊物質の間にはクーロン力が、帯電していない浮遊物質との間には誘起力が働き、これらの作用によって浮遊物質は、エレクトレット化された材料に吸着される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明において使用するエレクトレット化された高分子材料としては、既に各種電気絶縁性に優れた高分子材料がエレクトレット化されており、それらのものが使用できる。なお、エレクトレット化するためには電気絶縁性に優れた性質を有する必要があるが、例えばアスファルト舗装用のアスファルトや、エチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ），スチレン・ブタジエンブロックポリマー（ＳＢＳ），スチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ），クロロプレンゴム（ＣＲ），ＳＥＢＳ，スチレン・イソプロピレンブロックポリマー（ＳＩＳ），エチレン・エチルアクリレート共重合体（ＥＥＡ），ポリエチレン（ＰＥ）などのように既にアスファルトの改質材として知られているものや、ユリロン，ナイロン，ビスコース，テトロン，アセテート，ポリプロピレン，ポリエチレン，ポリカーボネート，ポリエチレンテレフタレートなどの高分子材料が使用できる。
【００１９】
また、本発明においてエレクトレット化された高分子材料を添加混合する舗装材料としては、現在一般にアスファルト舗装やセメントコンクリート舗装で使用している舗装材料、若しくはそれらの表面に塗布するトップコートや薄層で施工する表面処理などの舗装材料がそのまま使用可能である。なお、舗装材料の使用箇所は、表層用や、表面処理用のものばかりでなく、基層や路盤材料としての使用であってもよい。
【００２０】
より具体的な舗装材料としては、アスファルト舗装用のアスファルト混合物としては、例えば「アスファルト舗装要綱」（１９９２年１２月発行），「簡易舗装要綱」（昭和５４年１０月発行），「舗装設計施工指針」（平成１３年１２月４日発行），「舗装施工便覧」（平成１３年１２月４日発行）などに示されているアスファルト混合物がある。また、セメントコンクリート舗装用のものとしては、「コンクリート標準示方書［舗装編］」（２００２年３月発行）のものがある。
【００２１】
また表面処理用の材料としては、「簡易舗装要綱」（昭和５４年１０月発行）に示される表面処理混合物（アスファルトおよび乳剤）や、あるいは「A105 Recommended Perfomances Guidelines For Emulsified Asphalt Slurry Seal Surfaces」（International Slurry Surfacing Association  １９９１年１月発行）に示されるマイクロサーフェイシング材がある。
【００２２】
さらに、舗装表面にトップコートとして使用する場合は、トップコート材（アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂など）にエレクトレット化した高分子材料を混入したものを舗装表面に塗布するか、あるいはコート材塗布後にエレクトレット化した高分子材料を散布する。その他に透水性レジンモルタルシステム工法のエメリー骨材の代わりに吸着材料を使用することもできる。
【００２３】
次に、本発明にかかる吸着舗装道路の吸着性能試験について説明する。吸着性能試験装置としては図１に示すものを使用し、試験条件は表１に示す通りである。以下、試験方法及びその結果について詳述する。
【００２４】
【表１】
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【００２５】
［試験１］  吸着性能評価試験
供試体として表２〜表５に示す４個の供試体を作製した。表中吸着物質としてはポリテトラフルオロエチレン（商品名「テフロン（登録商標）」）をエレクトレット化しパウダー状にしたものを使用した。また表４と表５の供試体は、吸着材料無添加のセメントコンクリートの表面に、吸着物質入りのスラリーシールまたはトップコートを塗布して供試体を作製した。
【００２６】
【表２】
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【００２７】
【表３】
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【００２８】
【表４】
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【００２９】
【表５】
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【００３０】
なお、供試体としては吸着物質を多くすればそれだけ吸着能力が高まることは下記の添加量による試験結果からも明らかであるので吸着物質は、表２に示す開粒度アスファルト混合物については本発明の最小量である０．２５％（アスファルト重量に対し５％）、表３に示すセメントコンクリートについては０．６％（セメント重量に対し５％）、表４に示す表面処理混合物（スラリーシール）については０．７５％（アスファルト乳剤重量に対し５％）、表５に示すトップコートについては５％のものでそれぞれ行った。
【００３１】
吸着性能の評価は、図１に示す試験装置を用い、最初に標準ガス（図中試験ボックスを通過しないバイパスラインより吸引した標準ガス）の浮遊物質の濃度を測定した後、試験供試体を格納した試験ボックスに標準ガスを流し、試験ボックス通過後の浮遊物質の濃度を測定する方法で行った。最初に測定した標準ガスの浮遊物質の濃度を１００％としたとき、試験ボックス通過後の残存浮遊物質の濃度を通過率として表した。
【００３２】
試験結果を図２のグラフに示す。各供試体とも通過率が１０％から１５％減少していることから、吸着物質を混入した舗装材料や塗布材料に吸着機能があることが確認できた。
【００３３】
［試験２］  添加量と吸着性能の関係確認試験（開粒度アスファルト混合物）
アスファルト混合物で吸着物質の添加量が吸着性能に及ぼす影響を確認するために、表６に示すように吸着物質の添加量を０％〜２．５％（アスファルト重量に対し０％〜５０％変化させて開粒度アスファルト混合物供試体を製造し、図１に示す試験装置を用いて吸着性能を確認した。試験結果を図３に示す。なお、吸着物質としてはスチレン・ブダジエンゴム（ＳＢＲ）をエレクトレット化しパウダー状にしたものを使用した。また、吸着物質の添加量はアスファルト重量に対する添加量である。
【００３４】
【表６】
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【００３５】
図３に示すように、添加量０％ではほとんどの浮遊物質が通過しており、吸着機能は認められない。添加量１％〜３％（アスファルト重量に対し）では、通過率の減少は５％程度以内ではあるが基本的には吸着機能を有していることが確認された。一方、添加量５％〜５０％（アスファルト重量に対し）では、浮遊物質を１０％〜１６％も吸着している。また吸着物質の添加量を５％から５０％に増量しても吸着量の増加率は５％程度であり、それほど大きく変化しないが、吸着量は増加することは確認できた。本結果より、吸着物質を少しでも含んでいれば吸着機能を発揮し、吸着物質を全体重量の０．２５％（表６において吸着物質５％）以上入れれば、通過率が１０％以上減少する効果があることが確認された。一方、吸着物質は多ければ多いほど効果があることも確認できた。
【００３６】
［試験３］  添加量と吸着性能の関係確認試験（トップコート）
トップコートとして使用した場合に、吸着物質の添加量が吸着性能に及ぼす影響を確認するために、バインダーに対し吸着物質の添加量を１％，３％，５％，１０％，２０％，５０％，９５％（重量比）と変化させた７種類のトップコート（バインダーとしてアクリル樹脂使用）を製造し、吸着材料無添加の開粒度アスファルト混合物供試体の表面に塗布し、図１に示す試験装置を用いて吸着性能を確認した。試験結果を図４に示す。なお、吸着物質としてはポリエチレンテレフタレートをエレクトレット化し顆粒状にしたものを使用した。
【００３７】
図４に示すように、添加量１％のものからその効果は認められ、添加量２０％程度で浮遊物質を２０％も吸着している。添加量を増加させると吸着性能は上がるが、効果と経済性の面から判断すると添加量１０％〜２０％程度で十分有効なものとなることが確認できた。
【００３８】
［試験４］  吸着性能回復確認試験
吸着性能の洗浄による機能回復性能を確認するために、図１の試験装置を用いて機能回復試験を行った。試験供試体は表７に示すアスファルト混合物を使用した。なお、吸着物質としてはスチレン・ブタジエンブロックポリマー（ＳＢＳ）をエレクトレット化しパウダー状にしたものを使用した。試験結果を図５に示す。
【００３９】
【表７】
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【００４０】
図５に示すように、供試体表面に付着した物質を１週間ごとに洗浄により除去することで、供試体の吸着性能が初期の状態に回復することが確認できた。
【００４１】
次に、本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００４２】
アスファルト舗装材料製造時に、ポリプロピレンをエレクトレット化し、砕石状（７号砕石相当）にしたものをアスファルト重量に対して５％（重量比）添加混合し、舗装材料とした。このアスファルト混合物を従来と同様の方法により施工した。また、比較対象物として、吸着物質無添加のアスファルト混合物も同時に施工した。
【００４３】
施工翌日に、上記図１の試験装置と同様の方法により浮遊物質の通過率を測定したところ、吸着物質を添加したものは無添加のものより浮遊物質の通過率が１３％低減していた。また、施工３か月後に舗装表面を水により洗浄し、乾燥後に同様の測定を行ったところ、通過率は施工翌日と同程度であった。
【実施例２】
【００４４】
セメントコンクリート製造時に、ポチエチレンをエレクトレット化し、顆粒状にしたものをセメント重量に対して５％（重量比）添加混合し、舗装材料とした。このセメントコンクリートを従来と同様の方法により施工した。また、比較対象物として、吸着物質無添加のセメントコンクリートも同時に施工した。
【００４５】
施工翌日に、上記図１の試験装置と同様の方法により浮遊物質の通過率を測定したところ、吸着物質を添加したものは無添加のものより浮遊物質の通過率が１０％低減していた。また、施工３か月後に舗装表面を水により洗浄し、乾燥後に同様の測定を行ったところ、通過率は施工翌日と同程度であった。
【実施例３】
【００４６】
吸着物質無添加の開粒度アスファルト舗装の表面に、吸着物質を１０％添加したトップコート（バインダーとしてエポキシ樹脂使用）を塗布した。なお、吸着物質としてはポリエステルをエレクトレット化し、顆粒状にしたものを使用した。また、トップコートを塗布しない箇所も残した。
【００４７】
施工翌日に、上記図１の試験装置と同様の方法により浮遊物質の通過率を測定したところ、トップコートを塗布した箇所ではは無塗布の箇所より浮遊物質の通過率が１５％低減していた。また、施工３か月後に舗装表面を水により洗浄し、乾燥後に同様の測定を行ったところ、通過率は施工翌日と同程度であった。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
大気中に浮遊する粒子状物質を吸着する性質を有するエレクトレット化された高分子材料を舗装材料に使用することにより、舗装体内若しくは舗装表面でＳＰＭを吸着し、大気中のＳＰＭを減少させ、大気環境を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】吸着性能評価試験装置の概念図である。
【図２】吸着性能評価試験結果を示すグラフである。
【図３】吸着物質添加量と吸着性能の関係確認試験（開粒度アスファルト混合物）結果を示すグラフである。
【図４】吸着物質添加量と吸着性能の関係確認試験（トップコート）結果を示すグラフである。
【図５】吸着性能回復試験結果を示すグラフである。
【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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