(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）アナターゼ型二酸化チタンを、０．００２〜０．４μｍの孔部を有する多孔質無機材料に担持させた粉体と（Ｂ）熱硬化型樹脂組成物としてのアスファルトをカットバックしないアクリルモノマーに溶解したビニルエステル樹脂と、充填材及び／又は骨材を含有する舗装材をアスファルト舗装表面に塗布することを特徴とするアスファルト舗装道路の施工方法。
【請求項２】
（Ａ）成分としてのアナターゼ型二酸化チタンを多孔質無機材料に担持させた粉体が、アナターゼ型二酸化チタンを多孔質珪酸酸塩に担持させた粉体である請求項１記載のアスファルト舗装道路の施工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気浄化機能を有する舗装材、該舗装材を道路表面に塗布することを特徴とする道路、およびその施工方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車等の内燃機関を搭載した車両から排出される排気ガスは、窒素酸化物（ＮＯx）、硫黄酸化物（ＳＯx）等の大気汚染物質を大量に含んでおり、この汚染物質をアナターゼ型二酸化チタンの光触媒作用により分解させる試みがなされている。例えば、特開２０００−０４２０７，特開２０００−０４２０８では、セメント、フッ素樹脂等のバインダーでアナターゼ型二酸化チタンを排水性舗装上に固定する方法が提案されている。
【０００３】
これらの方法は、アナターゼ型二酸化チタンを排水性舗装上に固定する力は優れているが、▲１▼施工時間が長い、▲２▼セメントの硬化時間を待つ必要があり、交通開放時間が長い等の課題を抱えている。
【０００４】
一方、樹脂等の有機物はアナターゼ型二酸化チタンにより分解されやすく、樹脂との複合材としてはアナターゼ型二酸化チタンを多孔質無機材料に担持させた粉体と、熱可塑型樹脂とからなる組成物が報告されているのみであり、現場での施工に供するものはこれまで報告されていない。
例えば、特開２０００−３５４７６８，特開平１１−０７６８３５では、アナターゼ型二酸化チタンを多孔質無機材料やグラファイトに担持させた粉体をポリスチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、アクリル樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＡＳ樹脂、ＭＳ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂に含ませる複合材が提案されている。
これらの複合材は、事前に複合化を行う必要があり、▲１▼形状のコントロールが困難であることと、▲２▼現場での加工が困難なため、土木、建築工事の様な現場施工では使用しにくいという課題を抱えている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、▲１▼マトリクス樹脂の二酸化チタンによる分解を抑制し、大気汚染物質のみを分解する塗膜の形成と、▲２▼該塗膜の様々な形状へ加工できる加工性改良と、▲３▼塗膜を現場で形成することにより、施工時間、交通開放時間の短い、空気浄化機能を備えた舗装材の提供と、▲４▼該舗装材を道路表面に塗布することを特徴とする空気浄化機能を備えた道路、および▲５▼その施工方法の提供にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究した結果、本発明を完成するに至った。即ち、本発明は、（Ａ）アナターゼ型二酸化チタンを、０．００２〜０．４μｍの孔部を有する多孔質無機材料に担持させた粉体と（Ｂ）熱硬化型樹脂組成物としてのアスファルトをカットバックしないアクリルモノマーに溶解したビニルエステル樹脂と、充填材及び／又は骨材を含有する舗装材をアスファルト舗装表面に塗布することを特徴とするアスファルト舗装道路の施工方法を提供するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
【０００８】
本発明樹脂組成物の（Ａ）成分としてのアナターゼ型二酸化チタンを多孔質無機材料に担持させた粉体とは、例えばアナターゼ型二酸化チタンを多孔質珪酸酸塩等に担持させた粉体であって、好ましくはアナターゼ型二酸化チタンを多孔質シリカ、アルミノ珪酸塩、グラファイト、その他のセラミック材料等に担持させたものが挙げられる。
【０００９】
本発明の（Ａ）成分としてのアナターゼ型二酸化チタンを多孔質無機材料に担持させた粉体について更に詳細に説明する。本発明で使用されるアナターゼ型二酸化チタンとは、光触媒性能を有するアナターゼ型二酸化チタン微粒子の一次粒子径が、好ましくは０．００１〜０．３μｍであるが、効果的に凝集を抑え、効率的に光触媒効果を得ることから、より好ましくは０．００３〜０．１μｍ、さらに好ましくは０．００５〜０．０３μｍである。このような範囲の粒子径を持つ微粒子が光触媒としての機能を効率良く発揮する。
【００１０】
本発明でのアナターゼ型二酸化チタンを多孔質無機材料に担持させた粉体は、該二酸化チタンが多孔質無機材料の孔部の表面に坦持されているものであり、実質的に多孔質無機材料の外表面に坦持されていないものである。即ち、アナターゼ型二酸化チタンが多孔質無機材料の外表面に存在していると、熱硬化型樹脂と接触し、該二酸化チタンの光触媒作用により該樹脂を経時的に分解してしまうという不都合からである。
【００１１】
上記多孔質無機材料としては、アナターゼ型二酸化チタンの粒子径よりも大きく、空気などの気体は入るが、液状の熱硬化型樹脂が進入しないような大きさの孔部を多数有するものである。該孔部の大きさは、０．００２〜０．４μｍである。
【００１２】
本発明の（Ａ）成分としてのアナターゼ型二酸化チタンを多孔質無機材料に担持させた粉体は、例えば、特開平１１−０３３１００，特開平１１−０７６８３５等に記載の公知の方法で製造した製品を用いることが可能であり、具体的にはライオン株式会社製ＰＣ−３０１等が挙げられる。
【００１３】
本発明の（Ｂ）成分としての熱硬化型樹脂とは、液状で、硬化剤等を添加することにより固形となる樹脂の総称である。
【００１４】
本発明の（Ｂ）成分としての熱硬化型樹脂とは、具体的には、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、アクリルポリマーをアクリルモノマー、特にメチルメタクリレート（ＭＭＡ）に溶解させたアクリルシラップ、１液型ポリウレタン樹脂、２液型ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂のなかから選ばれたものであり、これらを併用することも可能であり、好ましくは、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、アクリルポリマーをアクリルモノマーに溶解させたＭＭＡと総称されるアクリルシラップ、エポキシ樹脂のなかから選ばれたものであり、これらを併用することも可能である。該不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂にはポリエチレンテレフタレート（以下PETと略す）を多価アルコールでアルコリシスすることにより生成する多価アルコール成分を含んでも良いし、ビニルエステル樹脂にはエポキシ樹脂と（メタ）アクリル酸との反応により生成するエポキシ（メタ）アクリレートや、多価アルコールと多価イソシアネートとの反応により生成するウレタンプレポリマーに、水酸基を含む（メタ）アクリレートを反応させて得られるウレタン（メタ）アクリレートも含まれる。また、該不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂を溶解するモノマーとしては、スチレンモノマー（以下ＳＭと略す）、メタクリル酸メチル（以下ＭＭＡと略す）が代表的であるが、溶解性があれば、他の（メタ）アクリルモノマーを用いることができる。本発明に於いては、上記のもののみに限定されない。
【００１５】
フェノール樹脂としては、レゾール樹脂、ノボラック樹脂などを挙げることができる。エポキシ樹脂としては、ビスフェノールＡ型、ビスフェノールＦ型、ビスフェノールＳ型、ノボラック型、ジシクロペンタジエン型などのエポキシ樹脂が挙げられる。１液タイプのウレタン樹脂としては、末端にイソシアネート基を有する湿気硬化性ウレタン樹脂であり、２液タイプのウレタン樹脂としては、イソシネート基を有するウレタンプレポリマーとポリオール、例えばポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリカーボネートポリオールなととからなるものが代表的に挙げることができる。本発明に於いては、上記のもののみに限定されない。
【００１６】
本発明（Ｂ）成分である熱硬化型樹脂組成物には、流動性の調整、チキソ性の付与、生成する二酸化窒素の化学的吸着の目的で充填材を、路面の滑り止め、着色の目的で骨材を必要に応じて含有させることができる。
【００１７】
本発明（Ｂ）成分である熱硬化型樹脂組成物に、流動性調整の目的で含有させる充填材としては、珪砂、石粉、粉体炭酸カルシウム、タルク、マイカ、クレー、シリカパウダー、アスベスト粉、硫酸バリウム、ガラス粉、ガラスビーズ、等が挙げられ、その含有量は（Ｂ）成分に対し０．１〜５００重量％が好ましい。
【００１８】
本発明（Ｂ）成分である熱硬化型樹脂組成物に、チキソ性付与の目的で含有させる充填材としては、コロイダルシリカ、アスベスト粉等が挙げられ、その含有量は（Ｂ）成分に対し０．１〜５重量％が好ましい。
【００１９】
本発明（Ｂ）成分である熱硬化型樹脂組成物に、酸化チタン触媒により生成する二酸化窒素と固体の塩を形成し、二酸化窒素を化学的に構造体に吸着させる目的で含有させる充填材としては、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、炭酸水素ナトリウム等が挙げられるが、炭酸カルシウムが好ましく、その含有量は（Ｂ）成分に対し０．１〜５００重量％が好ましい。
【００２０】
本発明（Ｂ）成分である熱硬化型樹脂組成物に、路面の滑り止め目的で含有させる骨材としては、珪砂、エメリー、セラサンド等の磁器質骨材等の硬質骨材等が挙げられ、骨材の粒径は特に限定する必要はないが、好ましくは粒径０．５〜３．３ｍｍである。
【００２１】
本発明の（Ｂ）成分である熱硬化型樹脂組成物に、路面の着色目的で含有させる骨材としては、エメリー、セラサンド等の着色磁器質骨材等の硬質骨材、黒曜石の様な光る骨材や、蓄光性骨材が望ましく、骨材の粒径は特に限定する必要はないが、好ましくは粒径０．５〜３．３ｍｍである。
【００２２】
本発明の（Ａ）成分と（Ｂ）成分との複合化の方法としては、▲１▼（Ａ）成分と（Ｂ）成分とを混合し硬化させる方法、▲２▼（Ｂ）成分を塗布した表面に、（Ｂ）成分が硬化する前に（Ａ）成分を散布し、（Ｂ）成分に付着硬化させる方法がある。尚、▲２▼の方法の場合には、（Ａ）成分が粉末であるため、大気中に飛散し易いことから、（Ａ）成分を液状物に分散して散布、好ましくは噴霧により施工するのが好ましい。その際に使用し得る液状物としては、（Ｂ）成分である熱硬化型樹脂組成物がラジカル硬化性のものであれば重合性単量体、例えばＳｔ系モノマーやアクリル系モノマーで、好ましくはＭＭＡ、２−エチルヘキシルアクリレート、ブチルアクリレートであり、また、該熱硬化型樹脂組成物が非ラジカル硬化性のものであればアルコール系、エーテル系、ケトン系、セロソルブ系などの有機溶媒、好ましくはイソプロピルアルコールである。尚、道路の下地がアスファルト舗装である場合には、上記重合性単量体はＳｔ系モノマーよりもアクリル系モノマーを使用した方がよい。
【００２３】
上記▲１▼の（Ａ）成分と（Ｂ）成分とを混合し硬化させる場合の、（Ａ）成分と（Ｂ）成分との比率としては、（Ｂ）成分に対して０．１〜９９重量％の範囲で（Ａ）成分を添加することが好ましく、さらに好ましくは１〜９８重量％の範囲である。
【００２４】
上記▲２▼の（Ｂ）成分を塗布した表面に、（Ｂ）成分が硬化する前に（Ａ）成分を散布し、（Ｂ）成分に付着硬化させる方法での（Ａ）の使用量は、特に限定されないが、塗布表面積に対して、好ましくは１ｇ／ｍ2〜１０００ｇ／ｍ2であり、より好ましくは１０ｇ／ｍ2〜１０００ｇ／ｍ2である。
【００２５】
本発明の樹脂組成物については、アナターゼ型二酸化チタンを多孔質無機材料に担持させた粉体による効果、即ち該二酸化チタンによる空気中の有害物質であるＮＯx、場合によりＳＯxを分解することを達成するために樹脂が硬化した後、かかる粉体の少なくとも一部、好ましくは大部分が表面に配置されるように使用される。
【００２６】
本発明の舗装材は、現場で容易にアナターゼ型二酸化チタンを舗装表層に塗布でき、経時でマトリクス樹脂が分解されることもなく、大気中の汚染物質である窒素酸化物（ＮＯx）などの分解能力を保持しているものであり、ニート舗装材、ニート舗装用トップコート材、排水性舗装用トップコート材、密粒舗装用カラー舗装材をはじめとしたあらゆる舗装への適応が可能である。
【００２７】
本発明の舗装材が大気中の汚染物質である窒素酸化物（ＮＯx）などに対する分解能力を有することについては、例えばＮＯをより安定で毒性の低いＮＯ２に変えて、場合により舗装材に吸着することを云い、それにより空気浄化機能を発揮することになる。即ち、本発明の舗装材は、自動車から排出される大気中の汚染物質である窒素酸化物（ＮＯx）などを排除するか、毒性の低いものに変換することができるという空気浄化機能を有するものである。
【００２８】
本発明に於いて、本発明の舗装材を表面に舗装された道路は、空気浄化機能を備えており、具体的な舗装には▲１▼路面に該空気浄化機能を備えた舗装材を塗布したうえに、滑り止め骨材を散布する“ニート舗装”、▲２▼該空気浄化機能を備えた舗装材をバインダーとして用いた“ニート舗装”のトップコート材として該空気浄化機能を備えた舗装材を塗布するもの、▲３▼通常のバインダーを用いた“ニート舗装”のトップコート材として該空気浄化機能を備えた舗装材を塗布するもの、▲４▼排水性舗装のトップコート材として該空気浄化機能を備えた舗装材を塗布するもの、▲５▼密粒舗装面上に該空気浄化機能を備えた舗装材を塗布する“カラー舗装”等が挙げられる。
【００２９】
該空気浄化機能を備えた道路の下地としては通常のアスファルト舗装、セメントコンクリート舗装何れも選択できるが、アスファルトコンクリートの場合、該空気浄化機能を備えた舗装材はアスファルトをカットバックしないアクリルモノマーに熔解した不飽和ポリエステル樹脂、アクリルモノマーに熔解したビニルエステル樹脂、アクリルポリマーをアクリルモノマーに溶解させたアクリルシラップ、エポキシ樹脂等を用いることが望ましい。アスファルトをカットバックする材料を塗布する場合には、上記のアスファルトをカットバックしない樹脂をプライマーとして用いたうえに塗布する必要がある。
【００３０】
本発明の空気浄化機能を備えた道路の施工方法としては、本発明の空気浄化機能を備えた舗装材を通常のニート舗装材、ニート舗装用トップコート材、排水性舗装用トップコート材、密粒舗装用カラー舗装材として用いる以外は通常の樹脂舗装の施工方法を用いることができ、塗布、散布等の工法を用いることができる。
【００３１】
【実施例】
以下本発明を実施例によって更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。また文章中「部」とあるのは、重量部を示すもので「％」は特に断わりのない限り重量基準である。
【００３２】
実施例１  （空気浄化機能を備えた舗装材を基材としたニート舗装）
ディオバーHTP-506（大日本インキ化学工業（株）製ビニルエステル樹脂）１５０ｇにPC-301（ライオン（株）製アナターゼ型二酸化チタン担持体）１．５ｇを混合し、所定の硬化剤を加え、密粒アスファルト舗道板（300mmx300mm）上に均一に塗布し、樹脂が硬化する前に骨材（美州興産（株）製セラサンドＨタイプＲ−Ａ１粒）を０．６５ｋｇ散布し、樹脂の硬化後に付着していない骨材を掃きとり、舗装面上に二酸化チタンの付着した空気浄化機能を備えたニート舗装体を作製した。
【００３３】
実施例２  （空気浄化機能を備えた舗装材を基材としたニート舗装体への空気浄化機能を備えた舗装材のトップコート）
ディオバーHTP-502（大日本インキ化学工業（株）製ビニルエステル樹脂）１５０ｇにPC-301（ライオン（株）製アナターゼ型二酸化チタン担持体）１．５ｇを混合し、所定の硬化剤を加え、密粒アスファルト舗道板（300mmx300mm）上に均一に塗布し、樹脂が硬化する前に骨材（美州興産（株）製セラサンドＨタイプＲ−Ａ１粒）を０．６５ｋｇ散布し、樹脂の硬化後に付着していない骨材を掃きとり、空気浄化機能を備えたニート舗装体を作製した。この舗装体にディオバーHTP-563-W（大日本インキ化学工業（株）製ビニルエステル樹脂）４０ｇにPC-301（ライオン（株）製アナターゼ型二酸化チタン担持体）０．４ｇを混合し、所定の硬化剤を加えたものをトップコートとして塗布し、舗装面上に二酸化チタンの付着した空気浄化機能を備えたニート舗装体を作製した。
【００３４】
実施例３  （通常の舗装材を基材としたニート舗装への空気浄化機能を備えた舗装材のトップコート）
エピクロン８４０Ｓ（大日本インキ化学工業（株）製エポキシ樹脂）７８．９ｇと、ラッカマイドＷＨ−７８０（大日本インキ化学工業（株）製エポキシ硬化剤）７１．１ｇを混合したものを密粒アスファルト舗道板（300mmx300mm）上に均一に塗布し、樹脂が硬化する前に骨材（美州興産（株）製セラサンドＨタイプＲ−Ａ１粒）を０．６５ｋｇ散布し、樹脂の硬化後に付着していない骨材を掃きとり、ニート舗装体を作製した。この舗装体にディオバーHTP-563-W（大日本インキ化学工業（株）製ビニルエステル樹脂）４０ｇにPC-301（ライオン（株）製アナターゼ型二酸化チタン担持体）０．４ｇを混合し、所定の硬化剤を加えたものをトップコートとして塗布し、舗装面上に二酸化チタンの付着した空気浄化機能を備えたニート舗装体を作製した。
【００３５】
実施例４  （排水性舗装への空気浄化機能を備えた舗装材のトップコート）
ディオバーHTP-400（大日本インキ化学工業（株）製ビニルエステル樹脂）７０ｇにPC-301（ライオン（株）製アナターゼ型二酸化チタン担持体）１ｇを混合し、所定の硬化剤を加え、空隙率２１％の排水性アスファルト舗道板（300mmx300mm）上に均一に塗布し、樹脂が硬化する前に５号珪砂１５ｇを舗装面に均一に散布し、舗装面上に二酸化チタンの付着した空気浄化機能を備えた排水性舗装体を作製した。
【００３６】
実施例５  （密粒舗装へ空気浄化機能を備えた舗装材を塗布するカラー舗装）
ディオバーVU-180（大日本インキ化学工業（株）製ビニルエステル樹脂）６３ｇとＱＢ−６９１０（日本フェロー（株）製トナー）７ｇの混合物にPC-301（ライオン（株）製アナターゼ型二酸化チタン担持体）１ｇを混合し、所定の硬化剤を加え、密粒アスファルト舗道板（300mmx300mm）上に均一に塗布し、樹脂が硬化する前に５号珪砂１５ｇを舗装面に均一に散布し、舗装面上に二酸化チタンの付着した空気浄化機能を備えた舗装体を作製した。
【００３７】
実施例６  （空気浄化機能を備えた舗装材を基材としたニート舗装）
実施例１に於いて、樹脂液に対して炭酸カルシウムを３０％加え、以下実施例１と同様にして舗装面上に二酸化チタンの付着した空気浄化機能を備えたニート舗装体を作製した。
【００３８】
実施例１〜６で作製した舗装面上に二酸化チタンの付着した舗装体は、経時でマトリクス樹脂が分解されることもなく、二酸化チタンを塗布していない舗装体と比較して、有害成分である窒素酸化物（ＮＯx）などの分解能力を保持していることが確認できた。尚、実施例６では、分解して生成した安定なＮＯ２が舗装体に吸収されていた。
【００３９】
【発明の効果】
本発明の舗装材は、経時でマトリクス樹脂が分解されることもなく、窒素酸化物（ＮＯx）などの分解能力を保持しているものであり、各種舗装への適応が可能である。