JP2006347364A - 鉄道車両用コーティング剤とその塗布方法、鉄道車両用コーティングの製造方法及び鉄道車両 - Google Patents

Abstract

【課題】 塗布が容易で施工性が良好であり耐久性に優れ車両表面への汚れの付着量を低減し車両表面を強化保護することができる鉄道車両用コーティング剤とその塗布方法、鉄道車両用コーティング剤の製造方法及び鉄道車両を提供する。
【解決手段】 コーティング膜１は、コーティング剤を車両表面Ｔ₁に塗布することによって形成される。コーティング剤は、車両Ｔの汚れの付着量を低減するための鉄道車両用コーティング剤であり、有機溶媒中にシリコンが分散されている。このようなコーティングとしては、例えば、キシレンなどの有機溶媒中にシリコンを反応含浸させたシリコン溶液に、フッ素溶液を混合した混合溶液である。有機溶媒とシリコンとを加熱撹拌法又はゾルゲル法によって混合してシリコン溶液を製造し、水酸化ナトリウム又は酸化チタンを親和剤としてフッ素溶液とシリコン溶液とを撹拌して混合溶液を製造する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、鉄道車両の汚れの付着量を低減し、車両表面を強化保護する鉄道車両用コーティング剤とその塗布方法、鉄道車両用コーティング剤の製造方法及び鉄道車両に関する。

従来の車両洗浄装置は、鉄道車両の長さ方向に添って移動する走行台車と、この走行台車に設けられ車両表面を洗浄する洗浄ブラシとを備えている（例えば、特許文献１参照）。鉄道車両では、走行中に車両表面に汚れが付着しており、車両表面の段差部分であるドア部などでは汚れの付着が特に激しい。このため、車体表面の汚れを洗浄作業者や車両洗浄装置によって洗浄しているが、作業箇所が広範囲であるため作業時間がかかり洗浄コストが高くなってしまうとともに、洗浄作業者による車体の高所での汚れ落とし作業には危険性が高い問題点がある。また、洗浄水がドアの隙間に蓄積すると粒界腐食が発生し車体を修復するためのコストが増加する問題点がある。さらに、冬季降雪時に積雪によってドアの隙間などが氷結したり、融雪のためのスプリンクラーの水が蓄積して氷結したりして、ドアの開閉が困難になり運転を阻害する問題点がある。このような問題点を解決するために、ドアの隙間にパッキンを取り付けたり、ドア付近の構造を設計変更したり、車体の外板塗装を改良したりすることも可能であるがいずれも大規模な改善策になりコストが高くなってしまう問題点がある。このため、鉄道車両用コーティング剤が開発されている。

特開2003-011795号公報

従来の鉄道車両用コーティング剤には、表面層の膜厚をμｍ単位で厳密に制御する必要があるため厚さが僅かに変化するだけで性能が低下してしまう問題点があり、乾燥時間が１日以上必要であるため現場施工で長時間を要し塗布作業に手間がかかる問題点がある。また、従来の鉄道車両用コーティング剤には、高価なスプレー装置によって車体表面に塗布する必要があるため施工性が良好ではない問題点がある。また、従来の鉄道車両用コーティング剤では、実際の車両に使用したときには３ヶ月程度で耐久性が低下してしまう問題点があり、膜の強度が劣化すると亀裂が発生しこの亀裂に金属粉が入り込むと性能が低下してしまう問題点がある。さらに、従来の鉄道車両用コーティング剤では、車体表面に錆が付着すると見かけ上黄色く変色してしまう問題点がある。

この発明の課題は、塗布が容易で施工性が良好であり耐久性に優れ車両表面への汚れの付着量を低減し車両表面を強化保護することができる鉄道車両用コーティング剤とその塗布方法、鉄道車両用コーティング剤の製造方法及び鉄道車両を提供することである。

この発明は、以下に記載するような解決手段により、前記課題を解決する。
なお、この発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、この実施形態に限定するものではない。
請求項１の発明は、鉄道車両（Ｔ）の汚れの付着量を低減し、車両表面（Ｔ₁）を強化保護する鉄道車両用コーティング剤であって、有機溶媒中にシリコンが分散されていることを特徴とする鉄道車両用コーティング剤（１ａ：３ａ）である。

請求項２の発明は、請求項１に記載の鉄道車両用コーティング剤において、フッ素溶液が混合されていることを特徴とする鉄道車両用コーティング剤（１ａ）である。

請求項３の発明は、請求項２に記載の鉄道車両用コーティング剤において、水酸化ナトリウム又は酸化チタンが混合されていることを特徴とする鉄道車両用コーティング剤（１ａ）である。

請求項４の発明は、鉄道車両（Ｔ）の汚れの付着量を低減し、車両表面（Ｔ₁）を強化保護する鉄道車両用コーティング剤の塗布方法であって、有機溶媒中にシリコンが分散されたシリコン溶液とフッ素溶液との混合溶液（１ａ）を前記鉄道車両に塗布（＃２２０）することを特徴とする鉄道車両用コーティング剤（１ａ）の塗布方法である。

請求項５の発明は、鉄道車両（Ｔ）の汚れの付着量を低減し、車両表面（Ｔ₁）を強化保護する鉄道車両用コーティング剤の塗布方法であって、前記鉄道車両にフッ素溶液（２ａ）を塗布（＃２３０）した後に、有機溶媒中にシリコンが分散されたシリコン溶液（３ａ）を塗布（＃２４０）することを特徴とする鉄道車両用コーティング剤（２ａ，３ａ）の塗布方法である。

請求項６の発明は、鉄道車両（Ｔ）の汚れの付着量を低減し、車両表面（Ｔ₁）を強化保護する鉄道車両用コーティング剤の製造方法であって、有機溶媒中にシリコンを分散（＃１１０）させることを特徴とする鉄道車両用コーティング剤（１ａ；３ａ）の製造方法である。

請求項７の発明は、請求項６に記載の鉄道車両用コーティング剤の製造方法において、前記有機溶媒と前記シリコンとを加熱撹拌法又はゾルゲル法によって混合することを特徴とする鉄道車両用コーティング剤の製造方法である。

請求項８の発明は、請求項６又は請求項７に記載の鉄道車両用コーティング剤の製造方法において、前記有機溶媒中に前記シリコンが分散されたシリコン溶液とフッ素溶液とを混合（＃１２０）することを特徴とする鉄道車両用コーティング剤（１ａ）の製造方法である。

請求項９の発明は、請求項８に記載の鉄道車両用コーティング剤の製造方法において、水酸化ナトリウム又は酸化チタンを混合することを特徴とする鉄道車両用コーティング剤の製造方法である。

請求項１０の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の鉄道車両用コーティング剤（１ａ；２ａ，３ａ）が塗布されていることを特徴とする鉄道車両（Ｔ）である。

この発明によると、塗布が容易で施工性が良好であり耐久性に優れ車両表面への汚れの付着量を低減し車両表面を強化保護することができる。

（第１実施形態）
以下、図面を参照して、この発明の第１実施形態について詳しく説明する。
図１は、この発明の第１実施形態に係る鉄道車両用コーティング剤を車両表面に塗布した状態を模式的に示す断面図である。図２は、図１のII部分の拡大断面図である。

図１に示す車両Ｔは、電車や気動車などの鉄道車両であり、特に高速走行時に車両表面Ｔ₁に汚れが付着する新幹線などである。車両表面Ｔ₁は、車体の主構造（構体）の一部を構成する外板表面であり、車両の両端部分を構成する妻板、車体の側面部分を構成する側板、車体の屋根部分を構成する屋根板、乗客が乗降するドアなどである。車両表面Ｔ₁には、通常、素地塗料が塗布されて車両塗装膜が形成されたり、ダル仕上げなどによって表面処理されたりする。段差部Ｔ₂，Ｔ₃は、車両表面Ｔ₁に形成された凹凸部である。段差部Ｔ₂，Ｔ₃は、例えば、車両Ｔの先頭部及び側面の窓、乗客用及び乗務員用のドア、吸排気口のルーバ、車両間の間隙部、車両連結部の幌などである。

図１及び図２に示すコーティング膜１は、車両表面Ｔ₁を保護するための保護膜であり、図２に示すようにコーティング剤１ａを車両表面Ｔ₁に塗布することによって形成される。コーティング剤１ａは、車両Ｔの汚れの付着量を低減し車両表面を強化保護するための鉄道車両用コーティング剤であり、有機溶媒中にシリコンが分散されている。このようなコーティング剤１ａとしては、例えば、キシレンなどの有機溶媒中にシリコンを反応含浸させたシリコン溶液に、フッ素溶液を混合した混合溶液である。

次に、この発明の第１実施形態に係る鉄道車両用コーティング剤の製造方法について説明する。
図３は、この発明の第１実施形態に係る鉄道車両用コーティング剤の製造方法を説明するための工程図である。
図３に示すコーティング剤１ａの製造方法＃１００は、シリコン溶液製造工程＃１１０とフッ素溶液混合工程＃１２０とを含む。シリコン溶液製造工程＃１１０は、有機溶媒とシリコンとを混合してシリコン溶液を製造する工程であり、キシレンなどの有機溶媒中にシリコンを分散させる。シリコン溶液製造工程＃１１０では、有機溶媒とシリコンとを加熱撹拌法又はゾルゲル法によって混合する。例えば、加熱撹拌法の場合には、温度30〜40°Ｃで加熱したキシレン溶媒中にシリコン2〜20mass%を混合することによって強制的に凝着させて、キシレン溶媒中にシリコンを分散させシリコン溶液を製造する。また、ゾルゲル法の場合には、シリコン溶媒中にシリコンを混合したゾルを加水分解・重縮合反応により流動性を失ったゲルにし、このゲルを加熱することによってキシレン溶媒中にシリコンを分散させてシリコン溶液を製造する。

フッ素溶液混合工程＃１２０は、有機溶媒中にシリコンが分散されたシリコン溶液とフッ素溶液とを混合する工程である。フッ素溶液混合工程＃１２０では、例えば、水酸化ナトリウム又は酸化チタンを親和剤としてフッ素溶液とシリコン溶液とを撹拌して混合溶液を製造する。

次に、この発明の第１実施形態に係る鉄道車両用コーティング剤の塗布方法について説明する。
図４は、この発明の第１実施形態に係る鉄道車両用コーティング剤の塗布方法を説明するための工程図である。
図４に示すコーティング剤１ａの塗布方法＃２００は、下地処理工程＃２１０とコーティング剤塗布工程＃２２０とを含む。下地処理工程＃２１０は、車両表面Ｔ₁を所定の下地処理する工程であり、アルコールなどで車両表面Ｔ₁を洗浄し脱脂する。コーティング剤塗布工程＃２２０は、コーティング剤１ａを車両表面Ｔ₁に塗布する工程である。このコーティング剤塗布工程＃２２０では図２に示すように有機溶媒中にシリコンが分散されたシリコン溶液とフッ素溶液との混合溶液をスプレー装置又は刷毛によって車両表面Ｔ₁に塗布する。

この発明の第１実施形態に係る鉄道車両用コーティング剤とその塗布方法、鉄道車両用コーティング剤の製造方法及び鉄道車両には、以下に記載するような効果がある。
(1) この第１実施形態では、有機溶媒中にシリコンが分散されている。このため、走行中に付着する車両表面Ｔ₁への汚れの付着量を低減することができるとともに、汚れの付着を抑制することで車両Ｔの空気抵抗を低減し騒音の発生を低減することが期待できる。また、車両ドア部などを含む車両表面Ｔ₁の防汚性を向上させることができ、洗浄水、スプリンクラーの水、降雪などからの腐食を防止することができるとともに、車両表面Ｔ₁の素地塗料に対する攻撃性がなく、この素地塗料との密着性を図り、車両塗装膜を強化保護することができる。さらに、コーティング膜１に発生する亀裂を抑制してコーティング膜１の強度を維持するとともに車両表面Ｔ₁の黄変を抑制し、車両Ｔを保全する全般検査周期間(二年間）内で性能を維持し耐久性を保証することができる。

(2) この第１実施形態では、有機溶媒中にシリコンが分散されたシリコン溶液にフッ素溶液が混合されている。このため、シリコンとカーボン、酸素との結合強化がミクロで行われている構造となり、錆びの誘発の原因となる水溶基(-OH)を塗装後に蒸発させたりフッ素と結合させたりすることができる。その結果、コーティング膜１をより一層強化し耐久性を向上させることができる。

(3) この第１実施形態では、シリコン溶液とフッ素溶液との混合溶液に水酸化ナトリウム又は酸化チタンが混合されている。このため、水酸化ナトリウム又は酸化チタンを親和剤として利用してシリコン溶液とフッ素溶液とを容易に混合することができる。

(4) この第１実施形態では、有機溶媒中にシリコンが分散されたシリコン溶液とフッ素溶液との混合溶液を車両表面Ｔ₁に塗布する。このため、コーティング膜１の膜厚に依存せずに刷毛塗りなどが可能になり乾燥時間を短縮することができ、現場で容易に施工することができる。

（第２実施形態）
図５は、この発明の第２実施形態に係る鉄道車両用コーティング剤を車両表面に塗布した状態を模式的に示す断面図である。図６は、図５のVI部分の拡大断面図である。以下では、図１及び図２に示す部分と同一の部分については同一の番号を付して詳細な説明を省略する。

図１及び図２に示すコーティング膜１は、フッ素コーティング膜２とシリコンコーティング膜３との二層構造である。フッ素コーティング膜２は、フッ素コーティング剤２ａを車両表面Ｔ₁に塗布することによって形成されており、フッ素コーティング剤２ａとしては、例えばフッ素溶液である。シリコンコーティング膜３は、フッ素コーティング剤２ａとは別にシリコンコーティング剤３ａをフッ素コーティング膜２の表面に塗布することによって形成されており、シリコンコーティング剤３ａとしては、例えばキシレンなどの有機溶媒中にシリコンを分散させたシリコン溶液である。

次に、この発明の第２実施形態に係る鉄道車両用コーティング剤の塗布方法について説明する。
図７は、この発明の第２実施形態に係る鉄道車両用コーティング剤の塗布方法を説明するための工程図である。以下では、図４に示す工程と同一の工程については、同一の番号を付して詳細な説明を省略する。
図７に示すコーティング剤の塗布方法＃２００は、下地処理工程＃２１０と、フッ素コーティング剤塗布工程＃２３０と、シリコンコーティング剤塗布工程＃２４０とを含む。フッ素コーティング剤塗布工程＃２３０は、フッ素コーティング剤２ａを車両表面Ｔ₁に塗布する工程である。このフッ素コーティング剤塗布工程＃２３０では、図６に示すように、フッ素溶液をスプレー装置又は刷毛によって車両表面Ｔ₁に塗布する。シリコンコーティング剤塗布工程＃２４０は、シリコンコーティング剤３ａをフッ素コーティング膜２の表面に塗布する工程である。このシリコンコーティング剤塗布工程＃２４０では、車両表面Ｔ₁にフッ素溶液を塗布した後に、フッ素コーティング膜２の表面にシリコン溶液をスプレー装置又は刷毛によって塗布する。

この発明の第２実施形態に係る鉄道車両用コーティング剤とその塗布方法、鉄道車両用コーティング剤の製造方法及び鉄道車両には、第１実施形態と同様の効果がある。

（他の実施形態）
この発明は、以上説明した実施形態に限定するものではなく、以下に記載するように種々の変形又は変更が可能であり、これらもこの発明の範囲内である。
この実施形態では、新幹線などの鉄道車両を例に挙げて説明したが、磁気浮上式鉄道などについてもこの発明を適用することができる。また、この実施形態では、車両表面Ｔ₁にコーティング膜１を形成する場合を例に挙げて説明したが、車両Ｔの車軸と軸受のころとの接触部分にコーティング膜１を形成して摩擦抵抗を緩和することもできる。

この発明の第１実施形態に係る鉄道車両用コーティング剤を車両表面に塗布した状態を模式的に示す断面図である。 図１のII部分の拡大断面図である。 この発明の第１実施形態に係る鉄道車両用コーティング剤の製造方法を説明するための工程図である。 この発明の第１実施形態に係る鉄道車両用コーティング剤の塗布方法を説明するための工程図である。 この発明の第２実施形態に係る鉄道車両用コーティング剤を車両表面に塗布した状態を模式的に示す断面図である。 図５のVI部分の拡大断面図である。 この発明の第２実施形態に係る鉄道車両用コーティング剤の塗布方法を説明するための工程図である。

符号の説明

１ コーティング膜
１ａ コーティング剤
２ フッ素コーティング膜
２ａ フッ素コーティング剤
３ シリコンコーティング膜
３ａ シリコンコーティング剤
Ｔ 車両（鉄道車両）
Ｔ₁ 車両表面
Ｔ₂，Ｔ₃ 段差部

Claims (10)

1. 鉄道車両の汚れの付着量を低減し、車両表面を強化保護する鉄道車両用コーティング剤であって、
   有機溶媒中にシリコンが分散されていること、
   を特徴とする鉄道車両用コーティング剤。
2. 請求項１に記載の鉄道車両用コーティング剤において、
   フッ素溶液が混合されていること、
   を特徴とする鉄道車両用コーティング剤。
3. 請求項２に記載の鉄道車両用コーティング剤において、
   水酸化ナトリウム又は酸化チタンが混合されていること、
   を特徴とする鉄道車両用コーティング剤。
4. 鉄道車両の汚れの付着量を低減し、車両表面を強化保護する鉄道車両用コーティング剤の塗布方法であって、
   有機溶媒中にシリコンが分散されたシリコン溶液とフッ素溶液との混合溶液を前記鉄道車両に塗布すること、
   を特徴とする鉄道車両用コーティング剤の塗布方法。
5. 鉄道車両の汚れの付着量を低減し、車両表面を強化保護する鉄道車両用コーティング剤の塗布方法であって、
   前記鉄道車両にフッ素溶液を塗布した後に、有機溶媒中にシリコンが分散されたシリコン溶液を塗布すること、
   を特徴とする鉄道車両用コーティング剤の塗布方法。
6. 鉄道車両の汚れの付着量を低減し、車両表面を強化保護する鉄道車両用コーティング剤の製造方法であって、
   有機溶媒中にシリコンを分散させること、
   を特徴とする鉄道車両用コーティング剤の製造方法。
7. 請求項６に記載の鉄道車両用コーティング剤の製造方法において、
   前記有機溶媒と前記シリコンとを加熱撹拌法又はゾルゲル法によって混合すること、
   を特徴とする鉄道車両用コーティング剤の製造方法。
8. 請求項６又は請求項７に記載の鉄道車両用コーティング剤の製造方法において、
   前記有機溶媒中に前記シリコンが分散されたシリコン溶液とフッ素溶液とを混合すること、
   を特徴とする鉄道車両用コーティング剤の製造方法。
9. 請求項８に記載の鉄道車両用コーティング剤の製造方法において、
   水酸化ナトリウム又は酸化チタンを混合すること、
   を特徴とする鉄道車両用コーティング剤の製造方法。
10. 請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の鉄道車両用コーティング剤が塗布されていること、
    を特徴とする鉄道車両。
    
    

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