JPH10287237A - 飛石事故防止性鉄道車両 - Google Patents
飛石事故防止性鉄道車両Info
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- JPH10287237A JPH10287237A JP9113479A JP11347997A JPH10287237A JP H10287237 A JPH10287237 A JP H10287237A JP 9113479 A JP9113479 A JP 9113479A JP 11347997 A JP11347997 A JP 11347997A JP H10287237 A JPH10287237 A JP H10287237A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 車体着雪が生じにくく、かつその性質を長期
的に維持できる外表面を有する鉄道車両を提供するこ
と。 【解決手段】 鉄道車両外表面に、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。
的に維持できる外表面を有する鉄道車両を提供するこ
と。 【解決手段】 鉄道車両外表面に、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
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車体着雪の落下に
よる飛石事故を防止することを可能とする鉄道車両に関
する。
よる飛石事故を防止することを可能とする鉄道車両に関
する。
【０００２】
【従来の技術】雪や氷による被害は、交通機関において
深刻な問題である。とりわけ、車体着雪の落下による飛
石事故は、例えば、東海道新幹線では砕石軌道（有道床
軌道）であるため、冬季に車体着雪の落下による飛石事
故が発生しやすく、その防止対策としての徐行運転が列
車の遅延を招き、利用者に多大な迷惑を与えている（Ma
terials Life Vol.3,No.1(1991),p.48)。
深刻な問題である。とりわけ、車体着雪の落下による飛
石事故は、例えば、東海道新幹線では砕石軌道（有道床
軌道）であるため、冬季に車体着雪の落下による飛石事
故が発生しやすく、その防止対策としての徐行運転が列
車の遅延を招き、利用者に多大な迷惑を与えている（Ma
terials Life Vol.3,No.1(1991),p.48)。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明では、
車体着雪の落下による飛石事故の発生を防止すべく、車
体着雪が生じにくい表面を有し、かつその性質を長期的
に維持できる鉄道車両を提供することを目的とする。
車体着雪の落下による飛石事故の発生を防止すべく、車
体着雪が生じにくい表面を有し、かつその性質を長期的
に維持できる鉄道車両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、車両の外表面に、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飛石事故防止
性鉄道車両を提供する。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、車体着雪が生じにくくなる。引いては、
通常の高速走行においても、車体着雪の落下による飛石
事故を防止するのが可能となる。
解決すべく、車両の外表面に、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飛石事故防止
性鉄道車両を提供する。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、車体着雪が生じにくくなる。引いては、
通常の高速走行においても、車体着雪の落下による飛石
事故を防止するのが可能となる。
【０００５】車両の外表面に、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飛石事故防
止性鉄道車両を提供する。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、車体着
雪が生じにくくなる。引いては、通常の高速走行におい
ても、車体着雪の落下による飛石事故を防止するのが可
能となる。
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飛石事故防
止性鉄道車両を提供する。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、車体着
雪が生じにくくなる。引いては、通常の高速走行におい
ても、車体着雪の落下による飛石事故を防止するのが可
能となる。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明の一態様においては、鉄道
車両の外表面には、図１に示すように、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２に示すように、鉄道車両の外表面には、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。
車両の外表面には、図１に示すように、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２に示すように、鉄道車両の外表面には、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４０重量％以上、より好ましくは
５０重量％以上配合するようにするとよい。
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４０重量％以上、より好ましくは
５０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。光触媒の光励起には、励起光の照度は０．００１
ｍＷ／ｃｍ2以上あればよいが、０．０１ｍＷ／ｃｍ2以
上だと好ましく、０．１ｍＷ／ｃｍ2以上だとより好ま
しい。
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。光触媒の光励起には、励起光の照度は０．００１
ｍＷ／ｃｍ2以上あればよいが、０．０１ｍＷ／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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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 ＲpＳｉＸqＯ(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。
組成式 ＲpＳｉＸqＯ(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。
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。
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。
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。
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。
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 ＳｉＸqＯ(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。
組成式 ＳｉＸqＯ(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。
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。
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。
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】
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、φ５ｍｍのエアガンによりスプレ−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、２０
０℃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２２．８ｍＷ／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。
−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、φ５ｍｍのエアガンによりスプレ−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、２０
０℃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２２．８ｍＷ／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、φ８ｍｍのエ
アガンにより、シリコ−ン被覆ステンレス基材上に塗布
し、１５０℃で１５分熱処理して、アナタ−ゼ型酸化チ
タン粒子４２９重量部、ポリテトラフルオロエチレン粒
子５２８重量部、シリカ７８重量部、シリコ−ン６５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０．３ｍＷ／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゜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゜と９０゜以上であること
により、＃５試料を、水槽中の水に浸漬させた後引き上
げても、ほとんど水滴の付着は認められなかった。その
後、＃５試料を冷凍庫にいれても氷着しなかった。
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、φ８ｍｍのエ
アガンにより、シリコ−ン被覆ステンレス基材上に塗布
し、１５０℃で１５分熱処理して、アナタ−ゼ型酸化チ
タン粒子４２９重量部、ポリテトラフルオロエチレン粒
子５２８重量部、シリカ７８重量部、シリコ−ン６５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０．３ｍＷ／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゜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゜と９０゜以上であること
により、＃５試料を、水槽中の水に浸漬させた後引き上
げても、ほとんど水滴の付着は認められなかった。その
後、＃５試料を冷凍庫にいれても氷着しなかった。
【００２８】
【発明の効果】本発明によれば、鉄道車両において、水
滴が付着しにくく、かつその性質を長期的に維持できる
外表面が形成可能となるので、車体着雪が生じにくくな
る。従って、通常の高速走行においても、車体着雪の落
下による飛石事故を防止するのが可能となる。
滴が付着しにくく、かつその性質を長期的に維持できる
外表面が形成可能となるので、車体着雪が生じにくくな
る。従って、通常の高速走行においても、車体着雪の落
下による飛石事故を防止するのが可能となる。
【図１】本発明に係る鉄道車両外表面の表面構造を示す
図。
図。
【図２】本発明に係る鉄道車両外表面の他の表面構造を
示す図。
示す図。
Claims (2)
- 【請求項１】 車両の外表面に、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飛石事故防止性鉄道車両。 - 【請求項２】 車両の外表面に、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飛石事故防止性鉄道車
両。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9113479A JPH10287237A (ja) | 1997-04-15 | 1997-04-15 | 飛石事故防止性鉄道車両 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9113479A JPH10287237A (ja) | 1997-04-15 | 1997-04-15 | 飛石事故防止性鉄道車両 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10287237A true JPH10287237A (ja) | 1998-10-27 |
Family
ID=14613331
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9113479A Pending JPH10287237A (ja) | 1997-04-15 | 1997-04-15 | 飛石事故防止性鉄道車両 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10287237A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004100188A (ja) * | 2002-09-06 | 2004-04-02 | Asahi Kasei Chemicals Corp | 防汚性目地構造体 |
| JP2006519290A (ja) * | 2003-02-28 | 2006-08-24 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | フッ素ポリマー含有ゾルゲルコーティング |
| JP2006347364A (ja) * | 2005-06-16 | 2006-12-28 | Railway Technical Res Inst | 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 |
-
1997
- 1997-04-15 JP JP9113479A patent/JPH10287237A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004100188A (ja) * | 2002-09-06 | 2004-04-02 | Asahi Kasei Chemicals Corp | 防汚性目地構造体 |
| JP2006519290A (ja) * | 2003-02-28 | 2006-08-24 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | フッ素ポリマー含有ゾルゲルコーティング |
| JP2012082437A (ja) * | 2003-02-28 | 2012-04-26 | Koninkl Philips Electronics Nv | フッ素ポリマー含有ゾルゲルコーティング |
| JP2006347364A (ja) * | 2005-06-16 | 2006-12-28 | Railway Technical Res Inst | 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 |
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