JPH10100901A - Antifouling rolling stock - Google Patents

Antifouling rolling stock

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Publication number
JPH10100901A
JPH10100901A JP8292207A JP29220796A JPH10100901A JP H10100901 A JPH10100901 A JP H10100901A JP 8292207 A JP8292207 A JP 8292207A JP 29220796 A JP29220796 A JP 29220796A JP H10100901 A JPH10100901 A JP H10100901A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
water
silicone
photocatalyst
hydrophilic
repellent
Prior art date
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Pending
Application number
JP8292207A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mitsuyoshi Machida
町田  光義
Makoto Hayakawa
信 早川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toto Ltd
Original Assignee
Toto Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Toto Ltd filed Critical Toto Ltd
Priority to JP8292207A priority Critical patent/JPH10100901A/en
Publication of JPH10100901A publication Critical patent/JPH10100901A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To maintain a surface in a clean state without hydrophilic and hydrophobic attachment sticking to the surface of members by forming a surface layer containing photocataiyst grain, silicone and water-repellent fluororesin, on the outside surface of a rolling stock. SOLUTION: A surface layer containing photocatalyst grain, silicone and water-repellent fluororesin is formed on the outside surface of a rolling stock. When photocatalyst photo-excitative light is irradiated, in part of silicone exposed to outside air, an organic group bound to a silicon atom in a silicone molecule is partially suabstituted with a hydroxyl group by photocatalyst action so as to display a hydrophilic property. The surface layer therefore has such structure that a, part displaying a hydrophilic property with silicone exposed to outside air and a part displaying water repellency with water-repellent fluororesin exposed to outside air are both microscopically dispersed on the surface. Further with the presence of a photocatalyst, amorphous silica permanently maintains the hydrophilic property in response to photo-excitation of the photocatalyst so as to maintain this structure with both hydrophilic and water-repellent parts micro-scopically dispersed on the surface.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、煤塵などで汚れに
くい防汚性鉄道車両に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an antifouling railway vehicle which is hardly contaminated with dust and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】鉄道車両の外側は、無塗装の鋼板、ステ
ンレス板、又はそれらをアクリル、ウレタン等で塗装し
た材料がよく使用されている。
2. Description of the Related Art An unpainted steel plate, a stainless steel plate, or a material obtained by coating them with acrylic, urethane, or the like is often used on the outside of a railway vehicle.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】鉄道車両の外側は、排
気ガス中の煤煙や、路面や大地から舞い上がった煤塵
や、レールとブレーキ制輪子の摩耗粉や、すり板と架線
の摩耗粉によって汚れる。そのため、特に汚れの目立ち
やすい塗装車両では1〜10日に1回の清掃が行われて
いる。しかしながら、上記清掃作業は多大の労力を要す
る。また、頻繁の清掃には、多量の水、洗浄剤、電力、
労働力を要し、コストがかさむ。本発明では、上記事情
に鑑み、車両の外側の汚れにくい鉄道車両を提供するこ
とを目的とする。
The outside of a railway vehicle is contaminated with soot in exhaust gas, dust soaring from a road surface or the ground, abrasion powder of a rail and a brake brake, and abrasion powder of a slide plate and an overhead wire. . For this reason, cleaning is performed once every 1 to 10 days in a painted vehicle in which dirt is conspicuous in particular. However, the above cleaning work requires a great deal of labor. Frequent cleaning also requires plenty of water, detergent, electricity,
Labor required and costly. The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide a railway vehicle that is less likely to be soiled outside the vehicle.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明では、上記課題を
解決すべく、鉄道車両の外側表面に、光触媒粒子とシリ
コーンと撥水性フッ素樹脂とを含有する表面層が形成さ
れていることを特徴とする防汚性鉄道車両を提供する。
このような構成にすることにより、光触媒を光励起した
ときに、光触媒作用によりシリコーン分子中のケイ素原
子に結合した有機基が少なくとも部分的に水酸基に置換
されて親水性を呈するようになり、シリコーンが外気に
露出した親水性を呈する部分と、撥水性フッ素樹脂が外
気に露出した撥水性を呈する部分の双方が表面に微視的
に分散された構造となる。さらに、光触媒が存在するこ
とにより、光触媒の光励起に応じてシリコーン分子中の
ケイ素原子に結合した有機基が少なくとも部分的に水酸
基に置換されたシリコーンは恒久的に親水性を維持する
ので、上記親水性を呈する部分と撥水性を呈する部分の
双方が表面に微視的に分散された構造は維持される。こ
のような構造では、親水性表面と撥水性表面が隣接する
ため、親水性表面になじみやすい親水性の付着物は隣接
する撥水性部分になじまない。逆に撥水性表面になじみ
やすい疎水性の付着物は隣接する親水性部分になじまな
い。そのため、親水性付着物も、疎水性付着物も部材表
面に固着されることはなく、表面は清浄な状態に維持さ
れる。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is characterized in that a surface layer containing photocatalyst particles, silicone and a water-repellent fluororesin is formed on the outer surface of a railway vehicle. To provide an antifouling railway vehicle.
With such a configuration, when the photocatalyst is photoexcited, the organic group bonded to the silicon atom in the silicone molecule is at least partially replaced by a hydroxyl group by the photocatalytic action, so that the silicone becomes hydrophilic. Both the hydrophilic part exposed to the outside air and the water-repellent part exposed to the outside air are microscopically dispersed on the surface. Furthermore, the presence of the photocatalyst allows the silicone in which the organic group bonded to the silicon atom in the silicone molecule is at least partially substituted with a hydroxyl group in response to the photoexcitation of the photocatalyst to remain permanently hydrophilic. The structure in which both the portion exhibiting the property and the portion exhibiting the water repellency are microscopically dispersed on the surface is maintained. In such a structure, since the hydrophilic surface and the water-repellent surface are adjacent to each other, the hydrophilic adherent that easily adapts to the hydrophilic surface does not adapt to the adjacent water-repellent portion. Conversely, hydrophobic deposits that are easily adapted to the water-repellent surface do not adapt to adjacent hydrophilic portions. Therefore, neither the hydrophilic deposit nor the hydrophobic deposit is fixed to the member surface, and the surface is maintained in a clean state.

【0005】また、本発明では、鉄道車両の外側表面
に、光触媒粒子と無定型シリカと撥水性フッ素樹脂とを
含有する表面層が形成されていることを特徴とする防汚
性鉄道車両を提供する。このような構成にすることによ
り、表面層中の無定型シリカが外気に露出した親水性を
呈する部分と、撥水性フッ素樹脂が外気に露出した撥水
性を呈する部分の双方が表面に微視的に分散された構造
となる。さらに、光触媒が存在することにより、光触媒
の光励起に応じて無定型シリカは恒久的に親水性を維持
するので、上記親水性を呈する部分と撥水性を呈する部
分の双方が表面に微視的に分散された構造は維持され
る。このような構造では、親水性表面と撥水性表面が隣
接するため、親水性表面になじみやすい親水性の付着物
は隣接する撥水性部分になじまない。逆に撥水性表面に
なじみやすい疎水性の付着物は隣接する親水性部分にな
じまない。そのため、親水性付着物も、疎水性付着物も
部材表面に固着されることはなく、表面は清浄な状態に
維持される。
Further, the present invention provides an antifouling railway vehicle characterized in that a surface layer containing photocatalyst particles, amorphous silica and a water-repellent fluororesin is formed on the outer surface of the railway vehicle. I do. With this configuration, both the amorphous silica in the surface layer and the water-repellent portion where the water-repellent fluororesin is exposed to the outside are exposed on the surface. It becomes the structure distributed in. Further, the presence of the photocatalyst allows the amorphous silica to maintain its hydrophilicity permanently in response to the photoexcitation of the photocatalyst, so that both the hydrophilic portion and the water-repellent portion are microscopically visible on the surface. The distributed structure is maintained. In such a structure, since the hydrophilic surface and the water-repellent surface are adjacent to each other, the hydrophilic adherent that easily adapts to the hydrophilic surface does not adapt to the adjacent water-repellent portion. Conversely, hydrophobic deposits that are easily adapted to the water-repellent surface do not adapt to adjacent hydrophilic portions. Therefore, neither the hydrophilic deposit nor the hydrophobic deposit is fixed to the member surface, and the surface is maintained in a clean state.

【0006】[0006]

【発明の実施の形態】次に、本発明の具体的な構成につ
いて説明する。まず、本発明の高欄の鉄道車両の外側の
表面構造について説明する。本発明の一態様において
は、図1に示すように、鉄道車両の外側の表面に光触媒
粒子と、シリコーンと、撥水性フッ素樹脂を含む表面層
が形成されている。図1に光触媒を光励起することの可
能な光が照射されると、外気に露出したシリコーンの少
なくとも一部が、光触媒作用によりシリコーン分子中の
ケイ素原子に結合した有機基が少なくとも部分的に水酸
基に置換されて親水性を呈するようになり、シリコーン
が外気に露出した親水性を呈する部分と、撥水性フッ素
樹脂が外気に露出した撥水性を呈する部分の双方が表面
に微視的に分散された構造となる。さらに、光触媒が存
在することにより、光触媒の光励起に応じて無定型シリ
カは恒久的に親水性を維持するので、上記親水性を呈す
る部分と撥水性を呈する部分の双方が表面に微視的に分
散された構造は維持される。このような構造になること
により、親水性付着物も、疎水性付着物も部材表面に固
着されることはなく、表面は清浄な状態に維持される。
Next, a specific configuration of the present invention will be described. First, the outer surface structure of the railroad vehicle on the railroad according to the present invention will be described. In one embodiment of the present invention, as shown in FIG. 1, a surface layer containing photocatalyst particles, silicone, and a water-repellent fluororesin is formed on the outer surface of a railway vehicle. When light capable of photo-exciting the photocatalyst is irradiated to FIG. 1, at least a part of the silicone exposed to the outside air becomes at least partially converted into a hydroxyl group by an organic group bonded to a silicon atom in the silicone molecule by a photocatalytic action. As a result of the substitution, it became hydrophilic, and both the silicone-exposed hydrophilic part exposed to the outside air and the water-repellent fluororesin exposed to the air and the water-repellent part were microscopically dispersed on the surface. Structure. Further, the presence of the photocatalyst allows the amorphous silica to maintain its hydrophilicity permanently in response to the photoexcitation of the photocatalyst, so that both the hydrophilic portion and the water-repellent portion are microscopically visible on the surface. The distributed structure is maintained. With such a structure, neither the hydrophilic deposit nor the hydrophobic deposit is fixed to the member surface, and the surface is maintained in a clean state.

【0007】本発明の他の態様においては、図2に示す
ように、鉄道車両の外側の表面に光触媒粒子と、無定型
シリカと、撥水性フッ素樹脂を含む表面層が形成されて
いる。このような構成にすることにより、表面層中の無
定型シリカが外気に露出した親水性を呈する部分と、撥
水性フッ素樹脂が外気に露出した撥水性を呈する部分の
双方が表面に微視的に分散された構造となる。さらに、
光触媒が存在することにより、光触媒の光励起に応じて
無定型シリカは恒久的に親水性を維持するので、上記親
水性を呈する部分と撥水性を呈する部分の双方が表面に
微視的に分散された構造は維持される。このような構造
になることにより、親水性付着物も、疎水性付着物も部
材表面に固着されることはなく、表面は清浄な状態に維
持される。
In another embodiment of the present invention, as shown in FIG. 2, a surface layer containing photocatalyst particles, amorphous silica, and a water-repellent fluororesin is formed on the outer surface of a railway vehicle. With this configuration, both the amorphous silica in the surface layer and the water-repellent portion where the water-repellent fluororesin is exposed to the outside are exposed on the surface. It becomes the structure distributed in. further,
Due to the presence of the photocatalyst, the amorphous silica permanently maintains hydrophilicity in response to photoexcitation of the photocatalyst, so that both the hydrophilic portion and the water-repellent portion are microscopically dispersed on the surface. Structure is maintained. With such a structure, neither the hydrophilic deposit nor the hydrophobic deposit is fixed to the member surface, and the surface is maintained in a clean state.

【0008】鉄道車両の外側には、無塗装の鋼板、ステ
ンレス板、又はそれらをアクリル、ウレタン等で塗装し
た材料等が使用できる。
An unpainted steel plate, a stainless steel plate, or a material obtained by coating them with acrylic, urethane, or the like can be used on the outside of the railway vehicle.

【0009】光触媒とは、その結晶の伝導帯と価電子帯
との間のエネルギーギャップよりも大きなエネルギー
(すなわち短い波長)の光(励起光)を照射したとき
に、価電子帯中の電子の励起(光励起)が生じて、伝導
電子と正孔を生成しうる物質をいい、光触媒性酸化物に
は、例えば、アナターゼ型酸化チタン、ルチル型酸化チ
タン、酸化亜鉛、酸化錫、酸化第二鉄、三酸化二ビスマ
ス、三酸化タングステン、チタン酸ストロンチウム等の
酸化物が好適に利用できる。光触媒の光励起に用いる光
源は、日中は太陽の照射に晒されるので、太陽光が利用
できる。また、夜間は車庫照明等を光源として利用でき
る。光触媒の光励起により、基材表面が高度に親水化さ
れるためには、励起光の照度は0.001mW/cm
以上あればよいが、0.01mW/cm以上だと好ま
しく、0.1mW/cm以上だとより好ましい。
A photocatalyst is a device that emits light (excitation light) having an energy (ie, shorter wavelength) larger than the energy gap between the conduction band and the valence band of a crystal when the electrons in the valence band are irradiated. A substance capable of generating conduction electrons and holes by excitation (photoexcitation). Photocatalytic oxides include, for example, anatase-type titanium oxide, rutile-type titanium oxide, zinc oxide, tin oxide, and ferric oxide. And oxides such as bismuth trioxide, tungsten trioxide and strontium titanate. The light source used for photoexcitation of the photocatalyst is exposed to sunlight during the day, so that sunlight can be used. In the nighttime, garage lighting or the like can be used as a light source. In order for the substrate surface to be highly hydrophilic by photoexcitation of the photocatalyst, the illuminance of the excitation light is 0.001 mW / cm 2.
May be at least, but preferably that it 0.01 mW / cm 2 or more, and more preferably it 0.1 mW / cm 2 or more.

【0010】シリコーンには、平均組成式 R=SiO(4−p)/2 (式中、Rは一価の有機基の1種若しくは2種以上から
なる官能基、又は、一価の有機基と水素基から選ばれた
2種以上からなる官能基であり、Xはアルコキシ基、又
は、ハロゲン原子であり、pは0<p<2を満足する数
である)で表される樹脂が利用できる。
The silicone has an average composition formula R p = SiO (4-p) / 2 (where R is a functional group comprising one or more monovalent organic groups, or a monovalent organic group) A resin represented by the formula: X is an alkoxy group or a halogen atom, and p is a number satisfying 0 <p <2). Available.

【0011】撥水性フッ素樹脂には、ポリテトラフルオ
ロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリヘ
キサフルオロプロピレン、テトラフルオロエチレン−ヘ
キサフルオロプロピレンコポリマー等が好適に利用でき
る。
As the water-repellent fluororesin, polytetrafluoroethylene, polychlorotrifluoroethylene, polyhexafluoropropylene, tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer and the like can be suitably used.

【0012】表面層の膜厚は、0.4μm以下にするの
が好ましい。そうすれば、光の乱反射による白濁を防止
することができ、表面層は実質的に透明となる。さら
に、表面層の膜厚を、0.2μm以下にすると一層好ま
しい。そうすれば、光の干渉による表面層の発色を防止
することができる。また、表面層が薄ければ薄いほどそ
の透明度は向上する。更に、膜厚を薄くすれば、表面層
の耐摩耗性が向上する。
The thickness of the surface layer is preferably set to 0.4 μm or less. Then, cloudiness due to irregular reflection of light can be prevented, and the surface layer becomes substantially transparent. Further, it is more preferable that the thickness of the surface layer be 0.2 μm or less. Then, it is possible to prevent the surface layer from being colored by light interference. Also, the thinner the surface layer, the better its transparency. Further, when the film thickness is reduced, the wear resistance of the surface layer is improved.

【0013】表面層には、Ag、Cu、Znのような金
属を添加することができる。前記金属を添加した表面層
は、表面に付着した細菌や徽を暗所でも死滅させること
ができる。
A metal such as Ag, Cu and Zn can be added to the surface layer. The surface layer to which the metal has been added can kill bacteria and shadows adhering to the surface even in a dark place.

【0014】表面層にはPt、Pd、Ru、Rh、I
r、Osのような白金族金属を添加することができる。
前記金属を添加した表面層は、光触媒の酸化還元活性を
増強でき、有機物汚れの分解性、有害気体や悪臭の分解
性を向上させることができる。
Pt, Pd, Ru, Rh, I
A platinum group metal such as r or Os can be added.
The surface layer to which the metal is added can enhance the redox activity of the photocatalyst, and can improve the decomposability of organic contaminants and the decomposability of harmful gases and odors.

【0015】次に、基材表面に、光触媒性酸化物粒子と
シリコーンと撥水性フッ素樹脂とを含有する表面層が形
成されている防汚性部材の製法について説明する。この
場合の製法は、基本的には、基材表面にコーティング組
成物を塗布し、硬化させることによる。
Next, a method for producing an antifouling member in which a surface layer containing photocatalytic oxide particles, silicone and a water-repellent fluororesin is formed on a substrate surface will be described. The production method in this case is basically based on applying a coating composition to the surface of a substrate and curing the composition.

【0016】ここでコーティング組成物は、光触媒粒
子、撥水性フッ素樹脂の他にシリコーンの前駆体を必須
構成要件とし、その他に水、エタノール、プロパノール
等の溶媒や、塩酸、硝酸、硫酸、酢酸、マレイン酸等の
シリコーンの前駆体の加水分解を促進する触媒や、トリ
ブチルアミン、ヘキシルアミンなどの塩基性化合物類、
アルミニウムトリイソプロポキシド、テトライソプロピ
ルチタネートなどの酸性化合物類等のシリコーンの前駆
体を硬化させる触媒や、シランカップリング剤等のコー
ティング液の分散性を向上させる界面活性剤などを添加
してもよい。
Here, the coating composition includes a silicone precursor as an essential component in addition to the photocatalyst particles and the water-repellent fluororesin, and a solvent such as water, ethanol, propanol, hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, acetic acid, and the like. Catalysts that promote the hydrolysis of silicone precursors such as maleic acid, and basic compounds such as tributylamine and hexylamine,
A catalyst for curing a silicone precursor such as acidic compounds such as aluminum triisopropoxide and tetraisopropyl titanate, and a surfactant for improving dispersibility of a coating solution such as a silane coupling agent may be added. .

【0017】ここでシリコーンの前駆体としては、平均
組成式 RSiX(4−p−q)/2 (式中、Rは一価の有機基の1種若しくは2種以上から
なる官能基、又は、一価の有機基と水素基から選ばれた
2種以上からなる官能基であり、Xはアルコキシ基、又
は、ハロゲン原子であり、p及びqは0<p<2、0<
q<4を満足する数である)で表されるシロキサンから
なる塗膜形成要素、又は一般式 RSiX4−p (式中、Rは一価の有機基の1種若しくは2種以上から
なる官能基、、又は、一価の有機基と水素基から選ばれ
た2種以上からなる官能基であり、Xはアルコキシ基、
又は、ハロゲン原子であり、pは1または2である)で
表される加水分解性シラン誘導体からなる塗膜形成要
素、が好適に利用できる。
[0017] Here, as the precursor of a silicone, in the average composition formula R p SiX q O (4- p-q) / 2 ( wherein, R consists of one or more organic groups monovalent functional X or a functional group comprising two or more selected from a monovalent organic group and a hydrogen group, X is an alkoxy group or a halogen atom, and p and q are 0 <p <2, 0 <
q <film forming element comprising a siloxane represented by 4 is a number satisfying), or the general formula R p SiX 4-p (wherein, R is from one or more of the monovalent organic group Or a functional group consisting of two or more selected from a monovalent organic group and a hydrogen group, wherein X is an alkoxy group,
Alternatively, a film-forming element composed of a hydrolyzable silane derivative represented by a halogen atom and p is 1 or 2) can be suitably used.

【0018】ここで上記加水分解性シラン誘導体からな
る塗膜形成要素としては、メチルトリメトキシシラン、
メチルトリエトキシシラン、メチルトリプロポキシシラ
ン、メチルトリブトキシシラン、エチルトリメトキシシ
ラン、エチルトリエトキシシラン、エチルトリプロポキ
シシラン、エチルトリブトキシシラン、フェニルトリメ
トキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、フェニル
トリプロポキシシラン、フェニルトリブトキシシラン、
ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラ
ン、ジメチルジプロポキシシラン、ジメチルジブトキシ
シラン、、ジエチルジメトキシシラン、ジエチルジエト
キシシラン、ジエチルジプロポキシシラン、ジエチルジ
ブトキシシラン、フェニルメチルジメトキシシラン、フ
ェニルメチルジエトキシシラン、フェニルメチルジプロ
ポキシシラン、フェニルメチルジブトキシシラン、n−
プロピルトリメトキシシラン、n−プロピルトリエトキ
シシラン、n−プロピルトリプロポキシシラン、n−プ
ロピルトリブトキシシラン、γ−グリコキシドキシプロ
ピルトリメトキシシラン、γ−アクリロキシプロピルト
リメトキシシラン等が好適に利用できる。
Here, as the coating film forming element comprising the hydrolyzable silane derivative, methyltrimethoxysilane,
Methyltriethoxysilane, methyltripropoxysilane, methyltributoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, ethyltripropoxysilane, ethyltributoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, phenyltripropoxysilane, Phenyltributoxysilane,
Dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, dimethyldipropoxysilane, dimethyldibutoxysilane, diethyldimethoxysilane, diethyldiethoxysilane, diethyldipropoxysilane, diethyldibutoxysilane, phenylmethyldimethoxysilane, phenylmethyldiethoxysilane, Phenylmethyldipropoxysilane, phenylmethyldibutoxysilane, n-
Propyltrimethoxysilane, n-propyltriethoxysilane, n-propyltripropoxysilane, n-propyltributoxysilane, γ-glycoxydoxypropyltrimethoxysilane, γ-acryloxypropyltrimethoxysilane and the like can be suitably used. .

【0019】また、上記シロキサンからなる塗膜形成要
素としては、上記加水分解性シラン誘導体の部分加水分
解及び脱水縮重合、又は上記加水分解性シラン誘導体の
部分加水分解物と、テトラメトキシシラン、テトラエト
キシシラン、テトラプロポキシシラン、テトラブトキシ
シラン、ジエトキシジメトキシシラン等の部分加水分解
物との脱水縮重合等で作製することができる。
The film-forming element composed of the above-mentioned siloxane includes partial hydrolysis and dehydration-condensation polymerization of the above-mentioned hydrolyzable silane derivative, or partially hydrolyzate of the above-mentioned hydrolyzable silane derivative, tetramethoxysilane and tetramethoxysilane. It can be produced by dehydration polycondensation with a partial hydrolyzate such as ethoxysilane, tetrapropoxysilane, tetrabutoxysilane, diethoxydimethoxysilane and the like.

【0020】上記コーティング組成物の塗布方法として
は、スプレーコーティング法、ディップコーティング
法、フローコーティング法、スピンコーティング法、ロ
ールコーティング法、刷毛塗り、スポンジ塗り等の方法
が好適に利用できる。硬化方法としては、熱処理、室温
放置、紫外線照射等により重合させて行うことができ
る。
As the method for applying the coating composition, methods such as spray coating, dip coating, flow coating, spin coating, roll coating, brush coating, and sponge coating can be suitably used. As a curing method, it can be carried out by polymerizing by heat treatment, standing at room temperature, ultraviolet irradiation, or the like.

【0021】次に、基材表面に、光触媒粒子と無定型シ
リカと撥水性フッ素樹脂とを含有する表面層が形成され
ている防汚性部材の製法について説明する。この場合の
製法は、基本的には、基材表面にコーティング組成物を
塗布し、硬化させることによる。
Next, a method for producing an antifouling member in which a surface layer containing photocatalyst particles, amorphous silica and a water-repellent fluororesin is formed on the surface of a substrate will be described. The production method in this case is basically based on applying a coating composition to the surface of a substrate and curing the composition.

【0022】ここでコーティング組成物は、光触媒粒
子、撥水性フッ素樹脂の他にシリカ粒子又はシリカの前
駆体を必須構成要件とし、その他に水、エタノール、プ
ロパノール等の溶媒や、塩酸、硝酸、硫酸、酢酸、マレ
イン酸等のシリカの前駆体の加水分解を促進する触媒
や、トリブチルアミン、ヘキシルアミンなどの塩基性化
合物類、アルミニウムトリイソプロポキシド、テトライ
ソプロピルチタネートなどの酸性化合物類等のシリカの
前駆体を硬化させる触媒や、シランカップリング剤等の
コーティング液の分散性を向上させる・界面活性剤など
を添加してもよい。
The coating composition contains silica particles or a silica precursor in addition to photocatalyst particles and a water-repellent fluororesin as essential components. In addition, a solvent such as water, ethanol, propanol, hydrochloric acid, nitric acid, and sulfuric acid are used. , Acetic acid, catalysts that promote the hydrolysis of silica precursors such as maleic acid, and silica such as basic compounds such as tributylamine and hexylamine, and acidic compounds such as aluminum triisopropoxide and tetraisopropyl titanate. A catalyst for curing the precursor or a surfactant for improving the dispersibility of the coating liquid such as a silane coupling agent may be added.

【0023】ここでシリコーンの前駆体としては、平均
組成式 SiX(4−p)/2 (式中、Xはアルコキシ基、又は、ハロゲン原子であ
り、qは0<q<4を満足する数である)で表されるシ
リケートからなる塗膜形成要素、又は一般式 SiX (式中、Rは一価の有機基の1種若しくは2種以上から
なる官能基、、又は、一価の有機基と水素基から選ばれ
た2種以上からなる官能基であり、Xはアルコキシ基、
又は、ハロゲン原子である)で表される4官能加水分解
性シラン誘導体からなる塗膜形成要素等が好適に利用で
きる。
Here, the precursor of the silicone includes an average composition formula SiX q O (4-p) / 2 (where X is an alkoxy group or a halogen atom, and q satisfies 0 <q <4). A film-forming element composed of a silicate represented by the following formula: or a general formula SiX 4 (wherein R is a functional group composed of one or more monovalent organic groups, or a monovalent organic group) Is a functional group consisting of two or more selected from an organic group and a hydrogen group, wherein X is an alkoxy group,
Alternatively, a film-forming element made of a tetrafunctional hydrolyzable silane derivative represented by a halogen atom) can be suitably used.

【0024】ここで上記4官能加水分解性シラン誘導体
からなる塗膜形成要素としては、テトラメトキシシラ
ン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン、
テトラブトキシシラン、ジエトキシジメトキシシラン等
が好適に利用できる。
Here, as the coating film forming element comprising the above-mentioned tetrafunctional hydrolyzable silane derivative, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetrapropoxysilane,
Tetrabutoxysilane, diethoxydimethoxysilane and the like can be suitably used.

【0025】また上記シリケートからなる塗膜形成要素
としては、上記4官能加水分解性シラン誘導体の部分加
水分解及び脱水縮重合等で作製することができる。
The coating film-forming element comprising the silicate can be produced by partial hydrolysis, dehydration-condensation polymerization or the like of the above-mentioned tetrafunctional hydrolyzable silane derivative.

【0026】上記コーティング組成物の塗布方法として
は、スプレーコーティング法、ディップコーティング
法、フローコーティング法、スピンコーティング法、ロ
ールコーティング法、刷毛塗り、スポンジ塗り等の方法
が好適に利用できる。硬化方法としては、熱処理、室温
放置、紫外線照射等により重合させて行うことができ
る。
As a method for applying the above coating composition, methods such as spray coating, dip coating, flow coating, spin coating, roll coating, brush coating, and sponge coating can be suitably used. As a curing method, it can be carried out by polymerizing by heat treatment, standing at room temperature, ultraviolet irradiation, or the like.

【0027】[0027]

【実施例】【Example】

参考例.アナターゼ型酸化チタンゾル(日産化学、TA
−15、硝酸解膠型、pH=1)と、シリカゾル(日本
合成ゴム、グラスカA液、pH=4)と、メチルトリメ
トキシシラン(日本合成ゴム、グラスカB液)とエタノ
ールを混合し、2〜3分攪拌して得たコーティング液
を、スプレーコーティング法にて10cm四角のソーダ
ライムガラス基材上に塗布し、200℃で15分熱処理
して、アナターゼ型酸化チタン粒子11重量部、シリカ
6重量部、シリコーン5重量部からなる表面層を形成し
た#1試料を得た。#1試料の水との接触角は85゜で
あった。ここで水との接触角は接触角測定器(協和界面
科学、CA−X150)を用い、マイクロシリンジから
水滴を滴下した後30秒後の水との接触角で評価した。
次いで#1試料表面に、紫外線光源(三共電気、ブラッ
クライトブルー(BLB)蛍光灯)を用いて0.3mW
/cmの紫外線照度で1日照射し、#2試料を得た。
その結果、#2試料の水との接触角は0゜まで親水化さ
れた。次に、#1試料と、#1試料に水銀灯を22.8
mW/cmの紫外線照度で2時間照射して得た#3試
料夫々の試料表面をラマン分光分析した。その結果、#
1試料表面で認められたメチル基のピークが#3試料で
は認められず、代わりに水酸基のブロードなピークが認
められた。以上のことから、光触媒であるアナターゼ型
酸化チタンの光励起に応じて被膜の表面のシリコーン分
子中のケイ素原子に結合した有機基は、光触媒作用によ
り水酸基に置換されること、及び親水化されることがわ
かる。
Reference example. Anatase type titanium oxide sol (Nissan Chemical, TA
-15, nitric acid peptizing type, pH = 1), silica sol (Nippon Synthetic Rubber, Glasca A solution, pH = 4), methyltrimethoxysilane (Nippon Synthetic Rubber, Glasca B solution) and ethanol were mixed. The coating liquid obtained by stirring for about 3 minutes is applied to a 10 cm square soda lime glass substrate by a spray coating method, and heat-treated at 200 ° C. for 15 minutes to obtain 11 parts by weight of anatase type titanium oxide particles and silica 6 A # 1 sample having a surface layer composed of 5 parts by weight of silicone and 5 parts by weight of silicone was obtained. The contact angle of the # 1 sample with water was 85 °. Here, the contact angle with water was evaluated using a contact angle measuring device (Kyowa Interface Science, CA-X150) by the contact angle with water 30 seconds after a water droplet was dropped from the micro syringe.
Next, 0.3 mW was applied to the surface of the # 1 sample using an ultraviolet light source (Sankyo Electric, black light blue (BLB) fluorescent lamp).
The sample was irradiated for 1 day with an ultraviolet illuminance of / cm 2 to obtain a # 2 sample.
As a result, the contact angle with water of the # 2 sample was hydrophilized to 0 °. Next, a mercury lamp was used for the sample # 1 and the sample # 2 for 22.8.
The sample surface of each of the # 3 samples obtained by irradiating with an ultraviolet illuminance of mW / cm 2 for 2 hours was subjected to Raman spectroscopic analysis. as a result,#
The peak of the methyl group observed on the surface of one sample was not observed in the # 3 sample, but a broad peak of the hydroxyl group was observed instead. From the above, the organic group bonded to the silicon atom in the silicone molecule on the surface of the coating in response to the photoexcitation of the photocatalytic anatase-type titanium oxide is replaced with a hydroxyl group by photocatalysis, and is hydrophilized. I understand.

【0028】実施例1.アナターゼ型酸化チタンゾル
(日産化学、TA−15)と、シリカゾル(日本合成ゴ
ム、グラスカA液)と、メチルトリメトキシシラン(日
本合成ゴム、グラスカB液)とポリテトラフルオロエチ
レン(PTFE)粒子(ダイキン工業、ルブロンL−
5)とエタノールを混合し、2〜3時間撹拌して得たコ
ーティング液を、スプレーコーティング法にて10cm
四角のステンレス基材上に塗布し、200℃で15分熱
処理して、アナターゼ型酸化チタン粒子33重量部、ポ
リテトラフルオロエチレン粒子66重量部、シリカ6重
量部、シリコーン5重量部からなる表面層を形成した#
4試料を得た。#4試料の水との接触角は110゜であ
った。次いで#4試料表面に、紫外線光源(三共電気、
ブラックライトブルー(BLB)蛍光灯)を用いて0.
3mW/cmの紫外線照度で1日照射し、#5試料を
得た。その結果、#5試料の水との接触角は97.4゜
とさほど変化がなかった。上記参考例より、シリコーン
が外気に露出した部分はシリコーン分子中のケイ素原子
に結合した有機基は、光触媒作用により水酸基に置換さ
れ、親水化されるはずであるから、その分だけ親水化し
て水との接触角が若干減少したと考えられる。すなわ
ち、#5試料表面は、光触媒作用により水酸基に置換さ
れ、親水化されたシリコーンが外気に露出した親水性を
呈する部分と、撥水性フッ素樹脂が外気に露出した撥水
性を呈する部分の双方が表面に微視的に分散された構造
となっていると推定される。
Embodiment 1 FIG. Anatase type titanium oxide sol (Nissan Chemical Co., TA-15), silica sol (Nippon Synthetic Rubber, Glasca A solution), methyltrimethoxysilane (Nippon Synthetic Rubber, Glasca B solution) and polytetrafluoroethylene (PTFE) particles (Daikin) Industrial, Lubron L-
5) was mixed with ethanol and stirred for 2 to 3 hours.
A surface layer composed of 33 parts by weight of anatase type titanium oxide particles, 66 parts by weight of polytetrafluoroethylene particles, 6 parts by weight of silica, and 5 parts by weight of silicone, applied on a square stainless steel substrate and heat-treated at 200 ° C. for 15 minutes. Formed #
Four samples were obtained. The contact angle of the # 4 sample with water was 110 °. Next, an ultraviolet light source (Sankyo Electric,
Black light blue (BLB) fluorescent light).
Irradiation was performed at an ultraviolet illuminance of 3 mW / cm 2 for 1 day to obtain a # 5 sample. As a result, the contact angle of the # 5 sample with water was 97.4 °, and did not change much. According to the above reference example, the portion where the silicone is exposed to the outside air is supposed to be replaced by a hydroxyl group by a photocatalytic action and the organic group bonded to the silicon atom in the silicone molecule to be hydrophilized. It is considered that the contact angle with the film slightly decreased. In other words, the surface of the # 5 sample has both a hydrophilic portion where the hydroxyl group is substituted by the photocatalytic action and the hydrophilicized silicone is exposed to the outside air and a water-repellent portion where the water-repellent fluororesin is exposed to the outside air. It is assumed that the structure is microscopically dispersed on the surface.

【0029】次に、#5試料及び比較のためステンレス
板を屋外に設置して、堆積物や汚染物に対する表面の清
浄維持性を調べた。堆積物や汚染物に対する表面の清浄
維持性は、建物の屋上の屋根付き部分の下に図4のよう
に試料を設置し、4か月暴露することにより行った。そ
の結果、ステンレス板では多少の汚れが観察されたのに
対し、#5試料では汚れは観察されなかった。
Next, the # 5 sample and a stainless steel plate were placed outdoors for comparison, and the cleanliness of the surface against deposits and contaminants was examined. The cleanliness of the surface against sediment and contaminants was determined by placing the sample as shown in FIG. 4 below the rooftop of the building and exposing it for 4 months. As a result, while some stains were observed on the stainless steel plate, no stain was observed on the # 5 sample.

【0030】実施例2.10cm角のPMMA板表面
に、プライマー塗料(東芝シリコーン、PH93をトル
エン溶媒で6倍に希釈した塗料)をスプレーコーティン
グ法にて塗布後室温で乾燥させて、基板をプライマー樹
脂層で被覆した。次に、シリコーン系ハードコーティン
グ剤(東芝シリコーン、トスガード)をフローコーティ
ング法にて塗布し、90℃で3時間熱処理してハードコ
ート層を得た。さらに、その上に、アナターゼ型酸化チ
タンゾル(日産化学、TA−15)と、シリカゾル(日
本合成ゴム、グラスカA液)と、メチルトリメトキシシ
ラン(日本合成ゴム、グラスカB液)とポリテトラフル
オロエチレン(PTFE)粒子(ダイキン工業、ルブロ
ンL−5)とエタノールを混合し、2〜3時間撹拌して
得たコーティング液を、スプレーコーティング法にて塗
布し、90℃で3時間熱処理して、アナターゼ型酸化チ
タン粒子33重量部、ポリテトラフルオロエチレン粒子
66重量部、シリカ6重量部、シリコーン5重量部から
なる表面層を形成した#6試料を得た。#6試料の水と
の接触角は107゜であった。次いで#6試料表面に、
紫外線光源(三共電気、ブラックライトブルー(BL
B)蛍光灯)を用いて0.3mW/cmの紫外線照度
で1日照射し、#7試料を得た。その結果、#7試料の
水との接触角は96.4゜とさほど変化がなかった。上
記参考例より、シリコーンが外気に露出した部分はシリ
コーン分子中のケイ素原子に結合した有機基は、光触媒
作用により水酸基に置換され、親水化されるはずである
から、その分だけ親水化して水との接触角が若干減少し
たと考えられる。すなわち、#7試料表面は、光触媒作
用により水酸基に置換され、親水化されたシリコーンが
外気に露出した親水性を呈する部分と、撥水性フッ素樹
脂が外気に露出した撥水性を呈する部分の双方が表面に
微視的に分散された構造となっていると推定される。
Example 2. A primer paint (Toshiba silicone, a paint obtained by diluting PH93 6 times with toluene solvent) was applied to the surface of a 10 cm square PMMA plate by a spray coating method, and then dried at room temperature. It was covered with a resin layer. Next, a silicone-based hard coating agent (Toshiba Silicone, Tosgard) was applied by a flow coating method, and heat-treated at 90 ° C. for 3 hours to obtain a hard coat layer. Further, anatase type titanium oxide sol (Nissan Chemical Co., TA-15), silica sol (Nippon Synthetic Rubber, Glasca A solution), methyltrimethoxysilane (Nippon Synthetic Rubber, Glasca B solution) and polytetrafluoroethylene (PTFE) Particles (Daikin Industries, Lubron L-5) and ethanol are mixed, and a coating solution obtained by stirring for 2 to 3 hours is applied by a spray coating method, and is heat-treated at 90 ° C. for 3 hours, and is then anatase A # 6 sample having a surface layer composed of 33 parts by weight of titanium oxide particles, 66 parts by weight of polytetrafluoroethylene particles, 6 parts by weight of silica and 5 parts by weight of silicone was obtained. The contact angle with water of the # 6 sample was 107 °. Then on the # 6 sample surface,
UV light source (Sankyo Electric, Black Light Blue (BL
B) A fluorescent lamp) was used to irradiate at an ultraviolet illuminance of 0.3 mW / cm 2 for 1 day to obtain a # 7 sample. As a result, the contact angle of the # 7 sample with water was 96.4 °, and did not change much. According to the above reference example, the portion where the silicone is exposed to the outside air is supposed to be replaced by a hydroxyl group by a photocatalytic action and the organic group bonded to the silicon atom in the silicone molecule to be hydrophilized. It is considered that the contact angle with the film slightly decreased. In other words, the surface of the # 7 sample has both a hydrophilic portion where the hydroxyl group is substituted by the photocatalytic action and the hydrophilicized silicone is exposed to the outside air and a water-repellent portion where the water-repellent fluororesin is exposed to the outside air. It is assumed that the structure is microscopically dispersed on the surface.

【0031】次に、#7試料及び比較のためPMMA板
を屋外に設置して、堆積物や汚染物に対する表面の清浄
維持性を調べた。堆積物や汚染物に対する表面の清浄維
持性は、建物の屋上の屋根付き部分の下に図4のように
試料を設置し、4か月暴露することにより行った。その
結果、PMMA板ではかなり汚れが観察されたのに対
し、#7試料では汚れは観察されなかった。
Next, the # 7 sample and a PMMA plate were placed outdoors for comparison, and the cleanliness of the surface against deposits and contaminants was examined. The cleanliness of the surface against sediment and contaminants was determined by placing the sample as shown in FIG. 4 below the rooftop of the building and exposing it for 4 months. As a result, a considerable stain was observed on the PMMA plate, whereas no stain was observed on the # 7 sample.

【0032】[0032]

【発明の効果】本発明では、鉄道車両において、鉄道車
両の外側の表面に、光触媒粒子とシリコーンと撥水性フ
ッ素樹脂とを含有する表面層が形成されているようにす
る、或いは鉄道車両の外側の基材表面に、光触媒粒子と
無定型シリカと撥水性フッ素樹脂とを含有する表面層が
形成されているようにすることにより、親水性付着物
も、疎水性付着物も部材表面に固着されることはなく、
表面は清浄な状態に維持されるようになる。
According to the present invention, in a railway vehicle, a surface layer containing photocatalyst particles, silicone and a water-repellent fluororesin is formed on the outer surface of the railway vehicle, or By forming a surface layer containing photocatalyst particles, amorphous silica and a water-repellent fluororesin on the surface of the base material, both the hydrophilic deposit and the hydrophobic deposit are fixed to the member surface. Never
The surface will be kept clean.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明に係る鉄道車両の外側の表面構造を示
す図。
FIG. 1 is a diagram showing an outer surface structure of a railway vehicle according to the present invention.

【図2】 本発明に係る鉄道車両の外側の他の表面構造
を示す図。
FIG. 2 is a diagram showing another surface structure outside the railway vehicle according to the present invention.

【図3】 本発明の実施例に係る試験の試料の設置方法
を示す図。
FIG. 3 is a diagram showing a method of setting a test sample according to the embodiment of the present invention.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI //(C09D 127/12 183:04) ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification symbol FI // (C09D 127/12 183: 04)

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 鉄道車両の外側表面に、光触媒性酸化物
粒子とシリコーンと撥水性フッ素樹脂とを含有する表面
層が形成されていることを特徴とする防汚性鉄道車両。
1. An antifouling railway vehicle, wherein a surface layer containing photocatalytic oxide particles, silicone and a water-repellent fluororesin is formed on an outer surface of the railway vehicle.
【請求項2】 鉄道車両の外側表面に、光触媒性酸化物
粒子と無定型シリカと撥水性フッ素樹脂とを含有する表
面層が形成されていることを特徴とする防汚性鉄道車
両。
2. An antifouling railway vehicle, wherein a surface layer containing photocatalytic oxide particles, amorphous silica, and a water-repellent fluororesin is formed on an outer surface of the railway vehicle.
JP8292207A 1996-09-27 1996-09-27 Antifouling rolling stock Pending JPH10100901A (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006213095A (en) * 2005-02-01 2006-08-17 Nippon Paint Co Ltd Method of imparting near infrared ray reflection performance and rapid-transit railway vehicle
JP2006347364A (en) * 2005-06-16 2006-12-28 Railway Technical Res Inst Coating agent for railway rolling stock, its applying method, its manufacturing method, and railway rolling stock
JP2012116037A (en) * 2010-11-30 2012-06-21 Mitsubishi Electric Corp Stainproof member, and method for manufacturing the same

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