(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
防音パネルの外面に、二酸化チタン微粒子からなる光触媒を含有するエマルジョン化したセメントを塗布して形成される光触媒を含有するセメント質塗膜が形成され、該セメント質塗膜に紫外線を照射することにより光触媒を活性化させ、もって該セメント質塗膜に付着あるいは飛来した排ガスなどの有害物が、活性化させた光触媒により酸化あるいは分解されるようになされ、光触媒を含有するエマルジョン化したセメントを塗布して形成された光触媒を含有する多孔質のセメント質塗膜が形成される防音パネルの前面板及び／又は背面板は、表面が多孔質状であるアルミニウムのアルマイト未封孔処理面であることを特徴とする大気浄化防音パネル。
【請求項２】
セメント質塗膜に含有された光触媒は、アナターゼ型二酸化チタンであり、そのセメント質塗膜の被膜厚みは１０〜１０００μｍの範囲で形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の大気浄化防音パネル。
【請求項３】
防音パネルの前面板及び／又は背面板の、表面が多孔質状であるアルミニウムのアルマイト未封孔処理面に、二酸化チタン微粒子からなる光触媒を含有するエマルジョン化したセメントを塗布して形成される光触媒を含有するセメント質塗膜が形成され、該セメント質塗膜に紫外線を照射することにより光触媒を活性化させ、もってセメント質塗膜に付着あるいは飛来した排ガスなどの有害物が、活性化させた光触媒により酸化あるいは分解されるようになされたことを特徴とする大気浄化方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として、車両等の走行に伴う騒音を遮音、吸音するために、高速道路や鉄道の沿線等に沿って設置される防音壁として、また橋梁や高架道路橋、堀割、半地下道路等の構造体の下面部や壁面、天井面等に壁体として取付けられ、大気中のＮＯｘを補足し、良好な環境を得ることができる大気浄化防音パネル、及び同様に大気中のＮＯｘを除去することができる大気浄化方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車両などの走行に伴う騒音を遮音、吸音するために用いられる吸音パネルとして、多数の開孔を有する前面板と背面板とにより形成された中空内に吸音材が内装されたものがある。かかる防音パネルは、前面板の開孔より中空内に音を入射させて、吸音材により吸音させると共に、中空内で反射を繰り返させることにより音を減衰させ、さらに背面板により遮音して音が背面側に漏れないようになされたものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記の如き従来の吸音パネルは、それが車両等の走行に伴う騒音を発する所に設置されることにより、それなりの騒音公害を低減できるものであるが、近年、車両等の走行に伴う公害としては、他に自動車特にディーゼル自動車から排出される排気ガス中に含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）による環境汚染の問題が指摘されている。このＮＯｘは、人体に呼吸器障害を誘発するといわれ、また太陽紫外線、炭化水素と関係してオキシダントを生成し、いわゆる光化学スモッグを引き起こすものである。しかしながら上記の如く、従来の吸音パネルは騒音公害の低減のみを目的としたものであり、ＮＯｘによる環境汚染については何ら効果がないものであった。
【０００４】
そこで本発明は上記の如き問題を解決し、騒音の低減を図ると共にＮＯｘの低減も図ることのできる大気浄化防音パネル、及びＮＯｘの低減を図ることのできる大気浄化方法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】
本発明者は、防音効果に加えて防音パネルに如何にしてＮＯｘの低減効果をも具備させるかを鋭意研究した結果、二酸化チタン等の光触媒は紫外線を照射させることにより活性化され、その活性化により強い酸化力が発現されることから、防音パネルの外面に光触媒を含有する塗膜を形成すれば、空気中のＮＯｘ等がこの光触媒に触れると酸化されて除去されることが知られているが、この光触媒を含有する塗膜を、多孔質となるセメント質塗膜とすることにより、大気、すなわちＮＯｘ等に触れる接触面積が大きくなり、効果的にＮＯｘ等が除去されること、又大気汚染物の中でもＮＯｘを対象とした場合、光触媒の酸化力により生成されるＮＯ３−を中和するのにセメント質は適していることを知得した。
【０００６】
又、防音パネルは一般には軽量化のためにアルミニウム合金や合成樹脂等が用いられ、アルミニウム合金は陽極酸化処理や化学被膜処理といった酸化皮膜を形成させる表面処理を一般にはしていない、いわゆる無処理アルミニウムが使用される。しかしながらこの無処理アルミニウムに光触媒を含有するセメント質塗膜を形成すると次のような問題がある。
【０００７】
すなわち二酸化チタン等の光触媒粒子を含有するエマルジョン化セメントはｐＨ１３〜１４のアルカリ性を示すため無処理アルミニウムに、この光触媒を含有するエマルジョン化セメントを直接無処理アルミニウムに塗装した場合、数１で示される反応がが起こり、アルミニウムが腐食する。
【数１】
0003832995.tif 000002
このため、無処理アルミニウムに光触媒を含有するエマルジョン化セメントを直接塗装すると発生した水素により塗膜の浮きやピンホールが発生するため良好な成膜がなされない。
【０００８】
そこで、アルカリによるアルミニウムの腐食対策及び耐久密着性改善のために、アルミニウムに表面処理として酸化皮膜を形成させたアルマイト処理アルミニウムを使用し、検討を行った。
【０００９】
アルミニウムに表面処理として酸化皮膜を形成する場合は、一般に、陽極酸化皮膜の表面は微細孔が多数存在しているため（未封孔）、耐食性を向上させるために封孔処理が行われている。封孔処理は陽極酸化皮膜を高温の水に浸漬させ、水との反応により水和反応が進行しベーマイト化させる。
【００１０】
しかしながら、耐食性は封孔処理することにより格段に向上するが、封孔処理表面に、前記の如き光触媒を含有するセメント質塗膜を形成すると、陽極酸化皮膜形成直後に形成されていた微細孔が封孔され凹凸がなくなっているためアンカー効果が期待できなくなり、密着性が低下してしまう。
【００１１】
そこで、アルカリによるアルミニウムの腐食防止、光触媒を含有するセメント質塗膜の密着性を高めることを目的にアルマイト（未封孔）処理アルミニウムを使用し、この上に光触媒を含有するエマルジョン化セメントにより塗膜を形成させたところ、アルミニウムの腐食が防止され、且つ塗膜密着性も確保することができた。
【００１２】
又、アルマイト未封孔処理したアルミニウムは表面が多孔質状であるために、その上に形成した光触媒を含有するセメント質塗膜は、大気、すなわちＮＯｘ等に触れる接触面積が大きくなり、極めて効果的にＮＯｘ等が除去されることが判明した。
【００１３】
本発明は、上記知得により完成したものである。すなわち本発明に係る大気浄化防音パネルは、防音パネルの外面に、二酸化チタン微粒子からなる光触媒を含有するエマルジョン化したセメントを塗布して形成される光触媒を含有するセメント質塗膜が形成され、該セメント質塗膜に紫外線を照射することにより光触媒を活性化させ、もって該セメント質塗膜に付着あるいは飛来した排ガスなどの有害物が、活性化させた光触媒により酸化あるいは分解されるようになされ、光触媒を含有するエマルジョン化したセメントを塗布して形成された光触媒を含有する多孔質のセメント質塗膜が形成される防音パネルの前面板及び／又は背面板は、表面が多孔質状であるアルミニウムのアルマイト未封孔処理面であることを特徴とするものである。
【００１４】
本発明によれば、防音パネルの外面に光触媒を含有する塗膜が形成されているので、車両等の走行に伴う風圧によってＮＯｘ等が多く存在する地表近くの空気が巻き上げられて、光触媒を含有するセメント質塗膜面に運ばれ、これによってＮＯｘ等が光触媒に触れることにより、ＮＯｘ等が効果的に除去される。又前記塗膜は、多孔質であるセメント質塗膜であるので、大気、すなわちＮＯｘ等に触れる接触面積が大きく、効果的にＮＯｘ等が除去される。
【００１５】
次に本発明に係る大気浄化方法は、防音パネルの前面板及び／又は背面板の、表面が多孔質状であるアルミニウムのアルマイト未封孔処理面に、二酸化チタン微粒子からなる光触媒を含有するエマルジョン化したセメントを塗布して形成される光触媒を含有するセメント質塗膜が形成され、該セメント質塗膜に紫外線を照射することにより光触媒を活性化させ、もってセメント質塗膜に付着あるいは飛来した排ガスなどの有害物が、活性化させた光触媒により酸化あるいは分解されるようになされたことを特徴とするものである。
【００１６】
本発明によれば、光触媒を含有するセメント質塗膜に大気中のＮＯｘ等が光触媒に触れることにより、ＮＯｘ等が効果的に除去される。又前記セメント質塗膜は、表面が多孔質状であるアルミニウムのアルマイト未封孔処理面に形成されているので、セメント質塗膜の多孔質と相まって、大気、すなわちＮＯｘ等に触れる接触面積が大きく、極めて効果的にＮＯｘ等が除去される。
【００１７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図１を参照し、具体的に説明する。
すなわち図１は本発明に係る防音パネルの実施の一形態を示す断面図である。
【００１８】
図面において、防音パネル１は、多数の開孔２１を有する前面板２と、その背後に形成された背面板３とによって形成された中空内に吸音材４が内装されたものであって、前記前面板２の開孔２１より中空内に入射された騒音を吸音材４により吸音させると共に、中空内で反射を繰り返させることにより音を減衰させ、さらに背面板３により遮音して音が背面側に漏れないようになされたものである。
【００１９】
５は、前記防音パネル１の外面に形成された光触媒を含有するセメント質塗膜であり、このセメント質塗膜５に紫外線を照射することにより光触媒が活性化され、活性化された光触媒により、セメント質塗膜５の外面に付着あるいは飛来した排ガスなどの有害物が酸化あるいは分解されるようになされている。
【００２０】
光触媒を含有するセメント質塗膜５は、本形態では前面板２と背面板３とにそれぞれ形成されているが、車両等に対向してＮＯｘ等に触れやすい前面板２のみでもよく、又背面板３のみでもよい。
【００２１】
セメント質塗膜５に含有される光触媒としては二酸化チタン微粒子が好適に用いられる。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の紫外線を照射することによって活性化され、その活性化により強い酸化力が発現されて、二酸化チタンの表面に接する大気のＮＯｘ等が水の存在によって硝酸等に酸化され、次いで雨水等により洗い流されて除去される。
【００２２】
二酸化チタンを活性化させる３００〜４００ｎｍの紫外線は、太陽光に多く含まれ、又水銀灯やブラックライト等の光にも含まれているために、前記前面板２や背面板３に太陽光が照射されるようになされてもよいし、水銀灯やブラックライト等の紫外線を多く含む人工光源が付設され、その光が照射されるようになされていてもよい。
【００２３】
なお光触媒を含有するセメント質塗膜５が形成された前面板２や背面板３の材質は、合成樹脂材やステンレス、亜鉛鋼板等の金属材等、特に限定されるものではないが、金属材の場合は、軽量化を図るためにアルミニウムから形成するのが好ましい。又このアルミニウムはアルマイト未封孔処理面とし、このアルマイト未封孔処理面に光触媒を含有するセメント質塗膜を形成すれば、密着性が向上し、又大気、すなわちＮＯｘ等に触れる接触面積が大きく、極めて効果的にＮＯｘ等が除去される。
【００２４】
又、光触媒を含有するセメント質塗膜５の厚みも特に限定されるものではないが、１０〜１０００μｍの範囲で形成されているのが好ましい。１０μｍ未満では光触媒の量が少なくＮＯｘ等の除去効果が乏しく、又１０００μｍを越えると厚膜になりすぎ、成膜した際に、塗膜の割れが起こり、良好な塗膜が得られにくい。
【００２５】
なお防音パネル１は、図１の如き形態に限定されるものではなく、任意の形態を採用することができ、筒状であってもよいし、ルーバー状となされたものであってもよく、又中空状でなく単なる板状であってもよい。筒状やルーバー状となされていれば、意匠性を有するため、橋梁や高架道路橋、堀割、半地下道路等の構造体の下面部や壁面、天井面等に好適に取付けることができる。
【００２６】
次に本発明に係る大気浄化方法については、アルミニウムのアルマイト未封孔処理面に光触媒を含有するセメント質塗膜５を形成し、このセメント質塗膜５に紫外線を照射して光触媒を活性化し、セメント質塗膜５に付着あるいは飛来した排ガスなどの有害物を酸化あるいは分解することにより、Ｎ０ｘ等を除去するものであり、前記防音パネル１は防音性も具備させたものであるが、大気浄化のみを図る点において相異するのみで、その他は上記で説明した事項がほとんど該当するので、図１を参照し、その説明を省略する。
【００２７】
この大気浄化方法の応用例としては、例えば、アルマイト未封孔処理を施したアルミニウム板上に光触媒を含有するセメント質塗膜５を形成し、このアルミニウム板をビルの壁面、その他の構造物等に取付け、セメント質塗膜５に太陽光が照射されるようにしておけば、Ｎ０ｘ等が効果的に除去される。
【００２８】
【実施例】
次に以下に示すような実施例１〜９の大気浄化材を作製し、その評価試験を行った。
【００２９】
（実施例１）
無処理アルミニウム上に二酸化チタン微粒子からなる光触媒を含有するエマルジョン化セメントを塗布し、光触媒を含有する膜厚４００μｍのセメント質塗膜を形成したもの。
【００３０】
（実施例２）
アルマイト封孔処理を施したアルミニウム上に二酸化チタン微粒子からなる光触媒を含有するエマルジョン化セメントを塗布し、光触媒を含有する膜厚５０μｍのセメント質塗膜を形成したもの。
【００３１】
（実施例３）
アルマイト封孔処理を施したアルミニウム上に二酸化チタン微粒子からなる光触媒を含有するエマルジョン化セメントを塗布し、光触媒を含有する膜厚１００μｍのセメント質塗膜を形成したもの。
【００３２】
（実施例４）
アルマイト封孔処理を施したアルミニウム上に二酸化チタン微粒子からなる光触媒を含有するエマルジョン化セメントを塗布し、光触媒を含有する膜厚４００μｍのセメント質塗膜を形成したもの。
【００３３】
（実施例５）
アルマイト封孔処理を施したアルミニウム上に二酸化チタン微粒子からなる光触媒を含有するエマルジョン化セメントを塗布し、光触媒を含有する膜厚６００μｍのセメント質塗膜を形成したもの。
【００３４】
（実施例６）
アルマイト未封孔処理を施したアルミニウム上に二酸化チタン微粒子からなる光触媒を含有するエマルジョン化セメントを塗布し、光触媒を含有する膜厚１００μｍのセメント質塗膜を形成したもの。
【００３５】
（実施例７）
アルマイト未封孔処理を施したアルミニウム上に二酸化チタン微粒子からなる光触媒を含有するエマルジョン化セメントを塗布し、光触媒を含有する膜厚３００μｍのセメント質塗膜を形成したもの。
【００３６】
（実施例８）
アルマイト未封孔処理を施したアルミニウム上に二酸化チタン微粒子からなる光触媒を含有するエマルジョン化セメントを塗布し、光触媒を含有する膜厚５００μｍのセメント質塗膜を形成したもの。
【００３７】
（実施例９）
アルマイト未封孔処理を施したアルミニウム上に二酸化チタン微粒子からなる光触媒を含有するエマルジョン化セメントを塗布し、光触媒を含有する膜厚６００μｍのセメント質塗膜を形成したもの。
【００３８】
評価試験項目及び方法、評価基準は以下の通りである。
【００３９】
（外観）
塗装後の塗膜表面の外観を目視にて確認した。
Ａ：良好
Ｂ：クラック、塗膜浮き、ピンホール等発生
Ｃ：塗膜全面剥離
【００４０】
（２）密着性
布ガムテープにて塗膜表面の剥離試験を行い、塗膜の剥離有無を確認した。
Ａ：剥離なし
Ｂ：塗膜僅かに剥離
Ｃ：塗膜剥離
【００４１】
（３）耐沸騰水性
沸騰水中に２時間浸漬後、布ガムテープにて塗膜表面の剥離試験を行い塗膜の剥離有無を確認した。
Ａ：剥離なし
Ｂ：塗膜僅かに剥離
Ｃ：塗膜全面剥離
【００４２】
（４）耐湿潤冷熱繰返性試験（凍結融解試験）
試験片を水に浸漬させ、−２０度から８０度（６５％Ｒ．Ｈ．）の温室度条件にて耐久性試験を行い、試験後の塗膜表面を観察する。
Ａ：異状なし
Ｂ：塗膜僅かに剥離
Ｃ：全面浮き・剥離発生
【００４３】
（５）キャス試験
ＪＩＳ−Ｈ−８８６１に準ずる。
Ａ：全く変化無し
Ｂ：白錆の発生が認められる
Ｃ：白錆の発生と塗膜の膨れ・剥離が認められる
【００４４】
（６）ＮＯｘ除去性能
図２に示すＮＯｘ除去性能測定装置を用いてＮＯｘ除去性能を測定した。
図２において、Ａは汚染物質（この場合は一酸化窒素）の標準ガス（濃度５ｐｐｍ前後）を入れた高圧容器、Ｂはこの標準ガスを希釈する高純度空気を入れた高圧容器、Ｃは減圧弁、Ｄは精密流量調節器、Ｅは四方切換弁、Ｆはガラス製のシャーレ型反応容器、Ｇは反応容器Ｆに入れた大気浄化材試料、Ｈは光化学用蛍光灯（１５Ｗ×３本）、Ｉは化学発光式窒素酸化物計、Ｊは空気ポンプ、Ｋ及びＬは排気口である。反応容器Ｆは２個直列に設けられ、大気浄化材試料Ｇはこれらに分けて入れられている。
【００４５】
（７）耐候性
サンシャインカーボンアーク灯式耐候性試験機を用いて、試験後の塗膜外観を目視にて評価した。また、ＮＯｘ除去性能も評価した。
Ａ：異状なし
Ｂ：チョーキング発生
Ｃ：塗膜剥離
【００４６】
上記（１）〜（７）の評価の結果を表１に示し、又（７）の耐候性試験後の実施例７の場合のＳ−ＷＯＭ（サンシャインウエザオメーター）照射時間に対するＮＯｘ除去性能の結果を表２に示した。
【００４７】
【表１】
0003832995.tif 000003
【００４８】
【表２】
0003832995.tif 000004
【００４９】
上記表１の結果より、アルマイト未封孔処理を施したアルミニウムを使用した実施例６〜９は、アルマイト封孔処理を施したアルミニウムを使用した実施例２〜５に対し、密着性において優れており、又セメント質塗膜の厚みが同一のものをそれぞれ較べると、実施例６〜９は、実施例２〜５に対し、ＮＯｘ除去性能も優れている。
【００５０】
又表２より、アルマイト未封孔処理を施したアルミニウムを使用した実施例７は、アルミニウムの腐食が防止され、長期にわたってＮＯｘ除去性能を維持することが判る。
【００５１】
【発明の効果】
本発明に係る大気浄化防音パネルよれば、防音パネルの外面に光触媒を含有する塗膜が形成されているので、車両等の走行に伴う風圧によってＮＯｘ等が多く存在する地表近くの空気が巻き上げられて、光触媒を含有するセメント質塗膜面に運ばれ、これによってＮＯｘ等が光触媒に触れることにより、ＮＯｘ等が効果的に除去される。又前記塗膜は、多孔質であるセメント質塗膜であるので、大気、すなわちＮＯｘ等に触れる接触面積が大きく、効果的にＮＯｘ等が除去される。
【００５２】
又本発明に係る大気浄化方法によれば、光触媒を含有するセメント質塗膜に大気中のＮＯｘ等が光触媒に触れることにより、ＮＯｘ等が効果的に除去される。又前記塗膜は、表面が多孔質状であるアルミニウムのアルマイト未封孔処理面に形成されているので、セメント質塗膜の多孔質と相まって、大気、すなわちＮＯｘ等に触れる接触面積が大きく、極めて効果的にＮＯｘ等が除去される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る大気浄化防音パネルの実施の一形態を示す断面図である。
【図２】ＮＯｘ除去測定装置の概略図である。
【符号の説明】
１    防音パネル
２    前面板
２１  開孔
３    背面板
４    吸音材
５    セメント質塗膜
Ａ    汚染物質用高圧容器
Ｂ    高純度空気用高圧容器
Ｃ    減圧弁
Ｄ    精密流量調整機
Ｅ    ４方切替弁
Ｆ    反応容器
Ｇ    大気浄化材試料
Ｈ    光化学用蛍光灯
Ｉ    化学発光式窒素酸化物計
Ｊ    空気ポンプ
Ｋ    排気口
Ｌ    排気口
【図１】
0003832995.tif 000005
【図２】
0003832995.tif 000006