JPH10162655A - 水滴付着防止性を有する送電線 - Google Patents

水滴付着防止性を有する送電線

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JPH10162655A
JPH10162655A JP8335172A JP33517296A JPH10162655A JP H10162655 A JPH10162655 A JP H10162655A JP 8335172 A JP8335172 A JP 8335172A JP 33517296 A JP33517296 A JP 33517296A JP H10162655 A JPH10162655 A JP H10162655A
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JP
Japan
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water
power transmission
surface layer
coating
silicone
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JP8335172A
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English (en)
Inventor
Mitsuyoshi Machida
町田  光義
Makoto Hayakawa
信 早川
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Toto Ltd
Original Assignee
Toto Ltd
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    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A30/00Adapting or protecting infrastructure or their operation
    • Y02A30/14Extreme weather resilient electric power supply systems, e.g. strengthening power lines or underground power cables

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  • Organic Insulating Materials (AREA)
  • Insulated Conductors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 水滴が付着しにくい表面を有し、かつ長期的
に維持できる送電線を提供すること。 【解決手段】 送電線において、基材表面に、光触媒性
酸化物粒子とシリコ−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、或いは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
が形成されていて、なおかつその表面の水との接触角が
90゜以上であるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、降雨や着氷雪によ
る送電ロスを低減することを可能とする送電線に関す
る。
【0002】
【従来の技術】送電線に水滴が付着すると、水滴の形状
は下向きの円錐状となるため、放電しやすくなり、送電
ロスに繋がる。また冬季には水滴がツララ状に垂れ下が
り、先端は尖ってさらに放電量が多くなる。更に、送電
線に氷雪が付着すると、その重みによって、例えば、送
電線の切断、鉄塔の倒壊等が生じるおそれがある。その
ため、降雪地域では頻繁に雪おろしする必要性が生じ、
多大のコストと労力を要していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明では、
水滴が付着しにくい表面を有し、かつ長期的に維持でき
る送電線を提供し、以て送電線に水滴及び氷雪が付着す
ることを防止し、引いては送電ロスを低減することを可
能とする送電線を提供することを目的とする。
【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、基材表面に、光触媒性酸化物粒子とシリコ
−ンと撥水性フッ素樹脂とを含有する実質的に透明な表
面層が形成されており、かつ前記層表面は水との接触角
が90゜以上であることを特徴とする水滴付着防止性を
有する送電線を提供する。光触媒性酸化物粒子とシリコ
−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−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−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−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−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。すなわち、水との接触角を90゜以上にすると、
その状態は光触媒の光励起に応じて維持され、水滴が付
着しにくくなる。従って、水滴が付着しにくい表面が形
成可能となり、以て送電線に水滴及び氷雪が付着するこ
とが防止され、引いては送電ロスを低減することが可能
となる。
【0005】基材表面に、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実質的に透明な
表面層が形成されており、かつ前記層表面は水との接触
角が90゜以上であることを特徴とする防汚性と水滴付
着防止性を兼ね備えた送電線を提供する。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。
すなわち水との接触角を90゜以上にすると、その状態
は光触媒の光励起に応じて維持され、水滴が付着しにく
くなる。従って、水滴が付着しにくい表面が形成可能と
なり、以て送電線に水滴及び氷雪が付着することが防止
され、引いては送電ロスを低減することが可能となる。
【0006】
【発明の実施の形態】図1は、送電線の斜視図を示して
おり、本発明の一態様においては、図2に示すように、
送電線基材の表面には、光触媒性酸化チタン粒子と、シ
リコ−ンと、撥水性フッ素樹脂を含む表面層が形成され
ており、かつその表面における水との接触角は90゜以
上になっている。本発明の他の態様においては、図3に
示すように、送電線基材の表面には、光触媒性酸化チタ
ン粒子と、無定型シリカと、撥水性フッ素樹脂を含む表
面層が形成されており、かつその表面における水との接
触角は90゜以上である。基材と表面層との間には、基
材との密着性向上等の目的で中間層を設けることもでき
る。
【0007】表面における水との接触角を90゜以上に
するには、表面層における光触媒性酸化物とフッ素樹脂
とシリコ−ン(または無定型シリカ)の合計量に対する
フッ素樹脂の配合比を50重量%以上、より好ましくは
60重量%以上配合するようにするとよい。
【0008】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−ギャップよりも大きなエネルギ−
(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−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
源には、日中は太陽光に晒されるので、太陽光を利用で
きるが、曇天用に専用光源を電柱や鉄塔等に併設しても
よい。この場合の光源には、例えば、ブラックライト、
白熱灯、蛍光灯等の照明が利用できる。とりわけ、紫外
線と可視光の双方を発光する発光体を有する照明が好ま
しい。光触媒の光励起により、基材表面のシリコ−ン又
は無定型シリカが親水化されるためには、励起光の照度
は0.001mW/cm2以上あればよいが、0.01
mW/cm2以上だと好ましく、0.1mW/cm2以上
だとより好ましい。
【0009】シリコ−ンには、平均組成式 RpSiO(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。
【0010】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−等が好適に利用でき
る。
【0011】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。
【0012】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黴を暗所でも死滅させること
ができる。
【0013】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。
【0014】次に、基材表面に、光触媒性酸化物粒子と
シリコ−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−ティング組
成物を塗布し、硬化させることによる。
【0015】ここでコ−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−ンの前駆体を必須
構成要件とし、その他に水、エタノ−ル、プロパノ−ル
等の溶媒や、塩酸、硝酸、硫酸、酢酸、マレイン酸等の
シリコ−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−トなどの酸性化合物類等のシリコ−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−
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。
【0016】ここでシリコ−ンの前駆体としては、平均
組成式 RpSiXq(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 RpSiX4-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】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。
【0018】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。
【0019】上記コ−ティング組成物の塗布方法として
は、スプレ−コ−ティング法、ディップコ−ティング
法、フロ−コ−ティング法、スピンコ−ティング法、ロ
−ルコ−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。
【0020】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−ティング組成物を
塗布し、硬化させることによる。
【0021】ここでコ−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−ル、プ
ロパノ−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−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−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。
【0022】ここでシリコ−ンの前駆体としては、平均
組成式 SiXq(4-q)/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−トからなる塗膜形成要素、又は一般式 SiX4 (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。
【0023】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。
【0024】また、上記シリケ−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。
【0025】上記コ−ティング組成物の塗布方法として
は、スプレ−コ−ティング法、ディップコ−ティング
法、フロ−コ−ティング法、スピンコ−ティング法、ロ
−ルコ−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。
【0026】
【実施例】
参考例.アナタ−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
−ルを混合し、2〜3分撹拌して得たコ−ティング液
を、スプレ−コ−ティング法にて10cm四角のアルミ
ニウム基材上に塗布し、200℃で15分熱処理して、
アナタ−ゼ型酸化チタン粒子11重量部、シリカ6重量
部、シリコ−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−(BLB)蛍光灯)を用いて0.3mW/
cm2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22.8m
W/cm2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−クが#3試料では
認められず、代わりに水酸基のブロ−ドなピ−クが認め
られた。以上のことから、光触媒であるアナタ−ゼ型酸
化チタンの光励起に応じて被膜の表面のシリコ−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。
【0027】実施例.アナタ−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−ルを混合し、2〜3時間撹拌して得たコ−ティ
ング液を、スプレ−コ−ティング法にて、予めアクリル
シリコン樹脂からなるプライマ−で被覆し、さらにその
上にシリコ−ン樹脂からなるハ−ドコ−ティング剤によ
り被覆処理した送電線上に塗布し、90℃で熱処理し
て、アナタ−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−ン5重量部からなる表面層を形成し#4試料を
作製した。#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−(BLB)蛍光灯)を用いて0.3
mW/cm2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97.2゜と
さほど変化がなかった。上記参考例より、シリコ−ンが
外気に露出した部分はシリコ−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−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。また水との接触角が97.
2゜と90゜以上であることにより、#5試料にシャワ
−で水をかけてもほとんど水滴は付着しなかった。
【0028】
【発明の効果】本発明によれば、水滴が付着しにくい表
面を有し、かつ長期的に維持できる送電線を提供するこ
とが可能となり、以て送電線に水滴及び氷雪が付着する
ことを防止し、引いては送電ロスを低減することを可能
とする送電線を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】送電線の斜視図
【図2】本発明に係る送電線の表面構造を示す図。
【図3】本発明に係る送電線の他の表面構造を示す図。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基材表面に、光触媒性酸化物粒子とシリ
    コ−ンと撥水性フッ素樹脂とを含有する表面層が形成さ
    れており、かつ前記層表面は水との接触角が90゜以上
    であることを特徴とする水滴付着防止性を有する送電
    線。
  2. 【請求項2】 基材表面に、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
    されており、かつ前記層表面は水との接触角が90゜以
    上であることを特徴とする水滴付着防止性を有する送電
    線。
JP8335172A 1996-11-29 1996-11-29 水滴付着防止性を有する送電線 Pending JPH10162655A (ja)

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