JPWO2002092945A1 - Outdoor work, method for manufacturing snow-ice-like coating, and snow-ice-like coating - Google Patents

Outdoor work, method for manufacturing snow-ice-like coating, and snow-ice-like coating Download PDF

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Abstract

屋外工作物の外面に着雪氷した際においても被覆層外面の滑雪氷性により屋外工作物外面に付着した雪氷を速やかに滑落させることで着雪氷防止効果を発現することができる。従って着雪氷の防止に超撥水レベルの撥水性を必要とすることなく、比較的安価且つ簡便な方法で形成した被覆層により付着した雪氷を速やかに滑落させることができるようにし、雪氷の付着している時間を極力短時間として付着した雪氷が雪の塊や雪庇に成長する以前に滑落させると同時に雪氷の付着を抑制することが可能となる。Even when snow and ice are deposited on the outer surface of the outdoor workpiece, the snow and ice attached to the outer surface of the outdoor workpiece can be quickly slid down due to the snow and ice properties of the outer surface of the coating layer, thereby exhibiting a snow and ice prevention effect. Therefore, without the need for super-water-repellent water repellency to prevent snow and ice, the coating layer formed by a relatively inexpensive and simple method allows the attached snow and ice to be quickly slid down, and the adhesion of snow and ice. It is possible to suppress the adhesion of snow and ice at the same time as the snow and ice that have adhered slide down before growing on a snow lump or a snow cornice while keeping the time as short as possible.

Description

技術分野
本発明は、積雪寒冷地域において着雪、冠雪及び雪庇の形成を抑制でき、着雪氷や雪庇の形成が考えられる工作物の外縁に形成することで付着した雪氷を滑落させることができる屋外工作物、滑雪氷性被覆物の製造方法及び滑雪氷性被覆物に関するものである。
背景技術
積雪寒冷地域において発生する着雪氷は一般生活や産業活動に様々な被害、障害をもたらす。例えば電線に着雪することにより電線の断裂や鉄塔が倒壊することにより広い地域において停電事故が生じたり、列車が走行中に巻き上げる雪がパンタグラフや車両下面に付着して列車の運行に障害を起こす等である。また外界の状況の認識に係わる箇所であれば人間の視野を遮蔽若しくは制限し、例えば車両の窓に着雪氷することで運転者の視野が妨げられた場合、構造物への衝突や交通事故を引き起こす原因ともなり得る。
また道路標識や橋梁等に着雪氷すると、付着した雪氷は徐々に成長してその重量を増して行き、重量が付着力を上回った時点で雪氷の塊となって落下する。雪氷が微量の水分を含んでいる状態によっては、水分に由来する水素結合力、ファンデルワールス力等により雪氷は相当に大きな重量まで成長する。その雪氷の塊が道路標識や橋梁等から剥離して落下した時に、その下方を車両や歩行者が通行していれば、場合によっては大惨事になりかねない。
その他橋桁、鉄塔、車両、航空機、電気通信施設、道路交通標識、防音壁、建築物の屋根、側壁、信号機の着雪氷、流雪溝の内壁や投雪口の着氷による閉塞等による事故や障害は人命に関わることもあり、性能及び信頼性の高い着雪氷防止技術が各方面から望まれている。
着雪氷防止の対策としてヒーター等の発熱体を用いるのは有効な手段ではあるが、設備の付加は決して安価なものとは言えず、電力等のエネルギー及び設備の維持に要する費用や手間は極めて大きくなり、また熱に対し脆弱な合成樹脂等を用いた場合には熱による変形等の不具合の発生も考えられる。更に寒冷地においては融解した雪氷により発生した水が発熱体から離れた箇所で再度氷結し、氷柱が発生してその氷柱が落下したりする等の新たな問題が発生する。
また物理的に着雪氷を払拭する方法では、強固に付着した雪氷を十分に払拭することはできず、また払拭子が消耗することで取り替えの手間、費用等がかかり、かような手段を用いることは設置及び維持が非常に煩瑣であるという問題がある。更に融雪により発生する水が氷柱を形成し、その氷柱に雪が付着する等で、必要箇所のみならず構造物周辺に亘り発熱体を設置しないことには十分な効果が期待できないことから、かような手段を用いることは設置及び維持が非常に煩瑣であるという問題があった。
そこで着雪、着氷を防止する方法として基材をフッ素樹脂等を主成分とする撥水塗料により被覆する発明が種々提案されており、例えば、特開平7−331122号公報、特開平9−279056号公報、特開平10−88061号公報、特開平11−29722号公報等においては塗料の撥水性能を極限まで向上させる手法にて基材の外面に超撥水膜を形成する着雪氷を防止する屋外工作物が提案されている。これらは雪及び氷と被覆層外面との間に発生し、着雪氷の原因となっている水素結合やファンデルワールス力等をできる限り小さくすること、すなわち被覆層の外面を超撥水性とすることで着雪氷を防止しようとするものである。
また、屋外に設置される工作物の外縁に着雪氷や雪庇が発生するのを防止する対策として、外縁に非常に高い撥水性となる表面処理を施すことの他に、工作物の上方を雪の安息角以上の傾斜面とするか、または着雪氷を防止しようとする工作物の上方に雪の安息角以上の傾斜角を有する屋根状の工作物を別個に設けることで、付着した雪氷をその自重により脱落させる方法などが用いられている。
しかしながら前記の如き着雪防止屋外工作物は、屋外に設置すると設置当初は良好な着雪防止効果が得られるものの、設置してからおおよそ数週間後には被覆層外面への汚染物質の付着及び塗膜自体の劣化等によりその撥水性能が低下し着雪氷防止効果は失われる。
また特開平10−237431号公報に記載の発明については撥水性を有する被覆層に光触媒微粒子を配合し、その酸化還元反応により被覆層外面に付着した汚染物を分解することで超撥水性を維持し着雪防止効果を維持する方法が提案されている。しかしながら、光触媒粒子の酸化還元反応により汚染物と同時に撥水性被覆層自体も分解されることから塗膜自身の早期の劣化を招き、更には被覆層外面に露出した光触媒微粒子は親水化し、逆に着雪氷に繋がる。
また被覆層外面がある程度の平滑性を有していれば、着雪氷が融雪し始めた際に雪氷と被覆層外面との間に水膜が形成され雪氷が被覆層外面を滑り落ちること、すなわち滑雪氷により付着した雪氷が被覆層外面から除かれることが期待できるが、超撥水膜ではその撥水性により外面に水膜が形成されず、且つ外面に多数の微小凹凸を有する不連続な膜であるため滑雪氷が円滑に行われない。更にかような外面を形成するために微細粒子等を塗料に配合する必要もあることから塗装時の取り扱いが難しく、また塗料のポットライフも短い等様々な問題点があり、工程が煩雑でコストも非常に高いものとなる。
従って、紫外線、風雨、降雪及び温度変化等の過酷な条件に曝されることが不可避であり、また大型の製品が多く、対象となる大きな面積においても品質のばらつくことに関する許容範囲が狭いといった性能が要求される屋外工作物を形成するには、上記の如き被覆層では耐久性や製造工程上の問題を抱えることで対応が極めて困難なものであった。
更に屋外工作物の上方に雪の安息角以上の角度の傾斜面を形成して着雪氷を抑制する方法では、雪の安息角以上の傾斜面は50度以上と急なものであり、かような傾斜角度の大きい工作物は高く広い面を形成する必要があり、工作物自体の荷重や風荷重の増加、取り付け構造が複雑になる等の種々の制約が生じることとなる。
本発明は上記の如き問題点に鑑みてなされたものであり、比較的安価且つ簡便な方法で外面が滑雪氷性である被覆層を形成し、付着した雪氷が成長しないうちに速やかに滑落させることで雪氷の落下による災害の発生を未然に防止でき、且つ長期間に亘ってかかる効果を持続できる屋外工作物、滑雪氷性被覆物の製造方法及び滑雪氷性被覆物を提供するせんとものである。
発明の開示
発明者らは鋭意研究の結果、滑雪氷性を有する屋外工作物であって、前記屋外工作物に滑雪氷性を有する被覆層が形成され、又は滑雪氷性を有する被覆層が形成された滑雪氷体が取付けられ、前記被覆層は、外面の表面張力が35dyne/cm以下の撥水性で、且つ水滴の滑落角度が40度以下とすることで屋外工作物の外面に滑雪氷性を具備させ、着雪氷を軽減し且つ付着した雪氷を滑落させられることを知得し、本発明を完成するに至ったのである。
滑雪氷性とは、雪氷の被覆層外面に接触している部分が一定に保持された状態で滑落する、すなわち雪氷を橇、被覆層外面を雪面と見なした場合に、橇が雪面を滑走するが如き状態で雪氷が滑落する性質であり、超撥水性の外面を形成することで雪氷の付着を防止するものとは明確に異なるものである。滑雪氷性を有する外面に付着した雪氷は、雪氷の表面に存在する微量の水分が前記外面と雪氷との間に介在することによって自重により外面から滑落する。
本発明において、被覆層外面の表面張力が35dyne/cm以下とすることで雪氷が被覆層外面に付着しようとする力、すなわち雪氷の表面に存在する微量の水分に起因する被覆層外面と雪氷との間に発生する水素結合力、ファンデルワールス力等を低減し、雪氷の付着を軽減すると共に付着した雪氷を被覆層外面から浮き上がらせるに近い状態とする。また水滴の滑落角度、すなわち被覆層外面に水滴を落とし水滴を静止させた後に被覆層を徐々に傾斜させ、水滴が動き出した時の傾斜角度が40度以下であれば、被覆層外面に付着した雪氷はそれ自体が含有する微量の水分により、その自重で滑落することができる。
本発明によれば、着雪氷した際においても被覆層外面の滑雪氷性により屋外工作物外面に付着した雪氷を速やかに滑落させることで着雪氷防止効果を発現することができる。従って着雪氷の防止に超撥水レベルの撥水性を必要とすることなく、比較的安価且つ簡便な方法で形成した被覆層により付着した雪氷を速やかに滑落させることができるようにし、雪氷の付着している時間を極力短時間として付着した雪氷が雪の塊や雪庇に成長する以前に滑落させると同時に雪氷の付着を抑制することが可能となる。
更に汚染物質が被覆層外面に付着したとしても、汚染物質の粒子が被覆層外面の全体に均一に分布することはありえず、微視的に見て滑雪氷性を有する部分は露出した状態にあるため滑雪氷性はそれ程損なわれるものではない。また汚染物質は被覆層外面を滑落する雪氷と共に除去され、蓄積することなく滑雪氷性を維持することができる。更には、塗膜が劣化したとしても、滑雪氷に係わる表面張力、滑水性等の性能の低下は、超撥水性の撥水性の低下よりはるかに緩やかなものであり、超撥水性塗膜等と較べはるかに長い期間着雪氷の防止効果を維持することができる。
本発明に係わる滑雪氷性を有する被覆層は、その外面は表面張力が35dyne/cm以下で且つ水滴の滑落角度が40度以上である。表面張力が35dyne/cmを超えるものとなると、雪氷に含有される微量の水分と被覆層外面との間に強い水素結合力、ファンデルワールス力等の付着力が発生し、その付着力が雪氷の自重で滑落できるレベルを超えることから雪氷は滑落し辛くなる。表面張力が35dyne/cm以下であっても、水滴の滑落角度が40度を超えるものであれば、被覆層外面に付着した着雪氷がその自重のみにより滑落することが困難となる。
また表面張力が35dyne/cm以下で水滴が動き出す傾斜角度が40度以下である場合においても、被覆層外面は水滴が滑落する性質、すなわち水滴が被覆層外面を動く際に水滴と被覆層外面が接触している部分が一定に保持された状態で水滴が動くことが必要である。雪氷の表面に存在する水分は非常に微量で雪氷から離れることができない状態にあり、且つ雪氷と屋外工作物との界面は隙間がほとんど存在しないことから、水分は水滴状態となることができず、転落すなわち外面上を水滴が転がる状態の表面においては自重による滑雪氷性は期待できない。また表面張力は、より好ましくは20dyne/cm以下であり、水滴の滑落角度は、より好ましくは30度以下とすることで、より高い滑雪氷性を発現することができる。
また被覆層は、水滴の滑落時において、水滴の前進接触角は90度以上、後退接触角は50度以上前進接触角以下であることが好ましい。水滴の滑落時における前進接触角及び後退接触角は被覆層外面の撥水性と水滴が有する分子間の結合力とのバランスを表すものであり、前進接触角が90度を下回ると被覆層外面と水滴との付着力が水滴内の分子間の結合力を上回り、着雪氷が起こりやすくなる。また、後退接触角が50度を下回ると前進接触角の場合と同様の理由で着雪氷が起こりやすくなり、後退接触角が前進接触角を上回ると水滴は転落し易くなり滑落しにくくなることから、滑雪氷性は低下する。また前進接触角はより好ましくは100度以上、後退接触角はより好ましくは60度以上前進接触角以下とすることで、より優れた滑雪氷性を発現することができる。
また、被覆層は水滴の滑落初期角度において、滑落初期地点から10cm滑落するまでの水滴滑落速度が10cm/分以下であることが好ましい。滑雪氷性を発現させるには、雪氷表面に存在する微量の水分が安定して雪氷と被覆層外面との界面に接触し続けることが必要であり、被覆層外面上で水滴が物理的に不安定な状態で存在するのであれば、雪氷の表面に存在する水分と被覆層外面との接触が不十分となり円滑な滑雪氷性が発現されない。水分が被覆層外面で不安定な状態であれば水滴は安定して被覆層外面に留まっていることができず、水滴の滑落速度は速いものとなる。従って水滴滑落速度は10cm/分以下であることが好ましく、より好ましくは5cm/分以下である。
本発明に係わる滑雪氷性を有する被覆層外面の最大表面粗さは10μm以下であることが好ましい。最大表面粗さとは、被覆層外面における微視的に見た凹凸の高さの差であり、被覆層外面においてその差の最大を10μm以下とすることで滑雪氷性を優れたものとすることができる。外面に10μmを超える微視的に見た凹凸の高さの差が存在すると、その凹凸により雪氷の滑りが滑らかでなくなることや、凹部に空気が滞留し、その空気により雪氷表面に存在する微量な水分は、空気の撥水性により雪氷中に吸収されることで滑雪氷性の発現は阻害される。最大表面粗さを10μm以下とすればそのような滑雪氷性への影響はほとんどなくすることができる。
また被覆層は、−2度から−5度の温度域で外面に凍着させた氷が被覆層と水平方向からの荷重により定荷重非破断的滑動を起こすことが好ましい。実際の設置環境下において着雪氷する場合、雪氷の付着力が最大となるのが前記温度領域においてであり、前記温度領域においては雪氷に微量ではあるが含まれる水分量が最大となり、その水分に由来する水素結合力、ファンデルワールス力等の付着力も最大となることで着雪氷が起こりやすくなる。前記温度域より低い外気温では雪氷の表面に存在する水分量が少なくなり、それに伴って水素結合力、ファンデルワールス力等が小さくなることで、着雪氷したとしても風圧、振動等により被覆層外面より容易に脱落する。前記温度域より高い外気温では雪氷の状態にはなく、外面に付着することなく水滴となって滑落する。
定荷重非破断的滑動とは、凍着した雪氷が、それ自体に作用する重力又は外力により被覆層外面との界面において凍着接合の破断を起こすことなく被覆層外面を滑ることである。すなわち重力又は外力がかかった場合に、ある時点で突如として凍着接合が破断して被覆層外面から脱落するのではなく、ある時点の重力又は外力がかかった時点から、おおよそ前記重力又は外力を保った状態で雪氷が被覆層外面を滑るように動くことを表すものである。雪氷が定荷重非破断的滑動することで凍着接合の破断より小さい重力又は外力により滑雪氷させることができ、雪氷それ自体の自重により滑落させることが容易となる。
従って降雪時において滑雪氷性を有さない表面に雪氷が付着すると、付着した雪氷は徐々に成長し、表面と雪氷との付着力を雪氷の自重が上回った時点で破断的に表面から剥離することで大きな雪氷の塊として落下し、歩行者や車両等に衝突する等によって被害を及ぼすが、本発明における被覆層外面の如き表面においては、雪氷は比較的小さい状態でその自重により破断的に剥離することなく滑落することで、前記の如き被害を未然に防止することができる。
また、被覆層は基材の上に無機系ベース膜を形成し、その無機系ベース膜上に形成してもよい。基材の上に無機系ベース膜を形成することで、どのような基材に対しても、また基材上に塗装、めっき等の表面処理が施されている場合においても、それらの表面処理被膜上に無機系ベース膜を形成し、その無機系ベース膜上に被覆層を形成することで、種々の基材の上に容易に滑雪氷性の被覆層を形成することができる。更には無機系ベース膜がハードコート層として働くことで、基材に傷をつきにくくできる。
無機系ベース膜は透明な被膜であってもよく、かような無機系ベース膜とすることで塗装、めっき等の表面処理被膜の色彩、光沢等の外観を損なうことなく被覆層を形成することができる。無機系ベース膜は有機系、無機系いずれの被膜に対しても良好な密着性を有し、またその有する官能基により撥水性物質と化学的に結合しやすいものであって、その結合により撥水性物質が強固に固定されることで滑雪氷性の耐久性の高い被覆層を形成することができる。
本発明に係わる基材の外面に形成される無機系ベース膜は、ガラスや酸化チタン、アルミナ等の金属酸化物それ自体であってもよく、またそれらを用いて形成してもよいが、シリコーンを用いて形成されることが好ましく、シリコーンコーティング剤により形成されることが好ましい。シリコーンコーティング剤の主成分となるシリコーンは前記の如き基材との密着性及び撥水性物質との結合が比較的高くできると共に、無機系ベース膜を形成することが容易である。またシリコーンコーティング剤により形成された被膜は、シリコーン物質同士がガラスと同様のシロキサン結合により結合しており被膜として極めて強固なものとなる。更にはシリコーンの官能基の存在量の高さにより、撥水性物質を容易に且つ強固に固定することができる。
シリコーンを主成分とする無機系ベース膜を形成するシリコーンコーティング剤は公知のものを用いてよく、その塗布方法としては例えば、ディッピング法、スピンコート法、ノズルフローコート法、スプレー法、フローコート法、刷毛塗り法、ローラーコート法、ワイピングコート法等またはこれらの併用法等により塗布できるが、膜の均一性、膜厚の制御等が容易であり、平滑性が得られるスプレー法、ディッピング法が好適である。
また、被覆層は、5Å(オングストローム)以上の長さ、より好ましくは10Å以上の長さの直鎖構造を有する撥水性物質を、その末端が被覆層外面に配向させて、基材の上の面に固定するのが好ましい。直鎖構造を有する撥水性物質を固定化することで、被覆層外面における水滴の滑落角度を低下させると共に水滴の滑水性を発現させることができる。
直鎖構造を有する撥水性物質を末端を外面に配向させて固定化することで、被覆層外面は微視的に見ると毛足の長い絨毯の如き状態になっているが、被覆層を絨毯、直鎖構造を有する撥水性物質を絨毯の毛足として見ると、絨毯の表面に水滴が載ると毛足は撥水性であり水滴は毛足の間に浸透せず直立している毛足の上に載った状態となる。その状態で絨毯全体が傾いたときに、直立していた毛足は水滴の重みで傾斜方向に傾き、水滴が動きだそうとするのを助長し水滴の滑落角度を低下させ、単なる撥水性の平滑な被覆層を外面に形成した場合よりはるかに小さい傾斜角度において雪氷を滑落させることができる。また水滴が傾斜した絨毯の表面を滑落して行くときに、その軌跡上の毛足が次々に傾斜方向に傾くことで、水滴の滑落を維持すると共に水滴は転落する必要なく絨毯の表面を滑落することができる。
また、水滴の場合のみならず、汚染物質が付着した場合においても、直鎖構造を有する撥水性物質は汚染物質の粒子よりはるかに小さく、汚染物質が被覆層に浸透することなく外面に載った状態となり一旦付着しても水滴や雪氷と共に容易に滑落する。また汚染物質は外面に載ったのみであることから前記直鎖構造を有する撥水性物質が傾くことを阻害せず、従って滑雪氷性の低下に繋がらない。直鎖構造を有する撥水性物質の長さは、5Åを下回ると滑雪氷性を発現するまでに十分に傾くことができず、5Å以上が好ましく、10Å以上であれば、直鎖構造を有する撥水性物質が更に傾きやすくなりより好ましい。
また、被覆層は基材の上の面に5Å以上の長さ、より好ましくは10Å以上の長さで末端にトリフルオロメチル基又はメチル基が配置された直鎖構造を有する撥水性物質を、被覆層外面に前記末端が配向するように固定するのが好ましい。トリフルオロメチル基及びメチル基はそれぞれ撥水性の官能基であり撥水性を発現する。
トリフルオロメチル基が末端に配置された直鎖構造を有する撥水性物質は、トリフルオロメチル基が撥水性であると共に、官能基として極性が高くまた官能基自体が大きいことから、固定された直鎖構造を有する撥水性物質が末端が反発し合うことで直立されやすくなり、滑雪氷性に有利に働く。また直鎖構造を有する撥水性物質の末端が反発し合うことで、経時による劣化等により固定された直鎖構造を有する撥水性物質の密度が低下した場合においても直鎖構造を有する撥水性物質が倒れにくくなることから滑雪氷性を発現する期間を長くでき耐久性は高いものとなる。
また、メチル基が末端に配置された直鎖構造を有する撥水性物質は、メチル基が撥水性であると共に、官能基が比較的小さく、直鎖構造を有する撥水性物質を基材の上の面に稠密に固定することができ、また末端の官能基が小さいことから直鎖構造が動きやすく、初期段階で高い滑雪氷性を発現させることができる。末端にトリフルオロメチル基又はメチル基が配置される直鎖構造を有する撥水性物質は、それぞれの単独で用いてもよく、また適宜混合して用いてもよい。
また、請求の範囲第8項又は第9項に記載の被覆層について、その基材の上の面に固定された直鎖構造を有する撥水性物質は、20平方Åに1物質以上、略均一に分布していることが好ましい。1分子当たりの面積が20平方Åを上回ると、前記の、被覆層を絨毯とその毛足に例えた場合の毛足の本数が少なくなり、被覆層外面は前記の如き滑雪氷性に係わる効果が十分に発現できなくなる。
また請求の範囲第8乃至第10項のいずれかに記載の被覆層については、直鎖構造を有する撥水性物質を、基材の上の面上において固定が飽和状態となる密度に対し、10〜95%の密度で略均一に分布させるのが好ましい。固定が飽和状態となる密度とは、撥水性物質が分子の大きさや分子間エネルギー等により、微視的には固定される密度に限界があるが、その最大固定状態での密度を言うものである。前記直鎖構造を有する撥水性物質は撥水性であり、その物質を面上で飽和状態となる密度にて固定すると、水分子の大きさレベルで考えると被覆層外面は全て撥水性の物質により覆われた状態となる。水は分子間に微小な結合力を有しその場に留まろうとする性質を持つが、撥水性の物質のみが配置された面上では、雪氷に含まれる微量の水分はその面上に留まろうとすることで被覆層外面に付着した雪氷は滑雪氷しづらくなる。
従って撥水性の部分の他に撥水性ではない部分を設けておくことで、前記2つの部分の間で雪氷に含まれる微量の水分に起因して発生する雪氷と被覆層外面との間の水素結合力、ファンデルワールス力等に差が発生し、その差が雪氷と被覆層外面との間の付着しようとする力のバランスを崩し、水分を動かす発端となることで滑雪氷をより助長することができる。直鎖構造を有する撥水性物質の分布が10%を下回る部位にしか固定できないと表面張力を35dyne/cm以下とするのが困難であり、95%を上回ると前記着雪氷の付着しようとする力のバランスを崩すまでには至らず滑雪氷を助長する効果が発現されにくい。
更に前記の撥水性物質が分布する部分以外に親水性物質を分布させることで、より大きな水素結合力、ファンデルワールス力等の差を発生させることができ、滑雪氷性を向上させることができる。更に前記の親水性により被覆層外面に付着する汚染物質等が降雨等により容易に洗い流され汚染物質が除去されるようになり、着雪氷の防止効果の低下を防ぐことにも繋がる。
本発明に係わる撥水性を発現させる物質は任意の撥水剤により形成できるが、基材が熱に対し脆弱な合成樹脂等の高分子からなる場合には、基材に悪影響を与えない80度以下の低温下で成膜でき、且つ水酸基と固定化できる撥水性物質を用いるのが好ましく、また以下に挙げる例より選ばれた1種あるいは2種以上の混合物を主成分として用いるのがよい。例えばフッ化ピッチ(CFm m:1.1〜1.6 大阪ガス社製)、或いはフッ素樹脂、具体的にはポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体(PFEP)、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体(PETFE)、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)、ポリビニリデンジフルオライド(PVdF)、ポリフッ化ビニル(PVF)等、それらをベースとしたフッ素樹脂コーティング剤などが、フルオロカーボン基を有するフッ素含有化合物、またはそれらをベースとしたフッ素樹脂コーティング剤を用いることができる。
また請求の範囲第8項乃至第12項のいずれかに記載の被覆層は、フッ素含有シラン化合物、フッ素非含有シラン化合物フルオロカーボン基を有するフッ素含有化合物から選ばれた1種あるいは2種以上の混合物を主成分とするのが好ましく、被覆層の形成においては、これらを塗膜形成用塗布液として調整したものを塗布し、乾燥硬化されることにより形成することが好ましい。前記の化合物は直鎖構造を有する撥水性物質であり、且つ結合力の高い官能基を有することから被覆層に良好な滑雪氷の耐久性を具備することができる。更に、シリコーンを主成分とする無機系ベース膜上にこれらの塗布液を塗布すると、シリコーンと前記3種類の撥水性物質との間はシロキサン結合により結合し、極めて強固な結合力が発現され高い滑雪氷の耐久性を具備させることができ好ましい。
また請求の範囲第13項に記載のフッ素非含有シラン化合物は、メチル基を有するフッ素非含有シラン化合物であってもよい。前記した如く、メチル基が末端に配置された直鎖構造を有する撥水性物質はメチル基の官能基が比較的小さく、直鎖構造を有する撥水性物質を基材の上の面に稠密に固定することができ、また末端の官能基が小さいことから直鎖構造が動きやすく、初期段階で高い滑雪氷性を発現させることができる。
被覆層の形成に係わる塗布方法としては、前記の如き撥水性物質を塗布液とし、例えば、ディッピング法、スピンコート法、ノズルフローコート法、スプレー法、フローコート法、刷毛塗り法、ローラーコート法、ワイピングコート法等またはこれらの併用法等により塗布できるが、膜の均一性、膜厚の制御等が容易であり、且つ滑水性を発現するために平滑性が得られるスプレー法、ディッピング法が好適である。スプレー法により塗装する場合は、塗装する撥水性物質にもよるが塗料の吐出量及び吐出圧力等をできうる限り小さくするのが好ましい。吐出量を多くすると、撥水性物質同士で硬化反応が進行することから均一な塗膜が形成され辛くなる。
また撥水性物質を分布させた部分の他の部分に分布させる物質は、前記の理由から親水性のものが好ましく親水化の発現させる物質も任意の親水化剤により形成してよい。また基材自体がガラス、金属酸化物等の親水性物質であればそれ自体が外面に露出している部分を親水性物質としてもよい。
前記の親水化を発現させる物質を形成する親水化剤としては、例えばR1aR2bR3cSiX4−a−b−c〔R1,R2,R3:脂肪族炭化水素基および/あるいは芳香族炭化水素基。a,b,c:0〜3。a+b+c:0〜3。X:水酸基または加水分解性官能基(ハロゲン元素、アルコキシ基、イソシアネート基)〕で表される化合物であり、例えばa+b+c=0の4官能性シランの場合は、室温または/および焼成によりシリカ系薄膜となり、また例えばa+b+c=1,2,3(Rがメチル基、エチル基、フェニル基等)の場合は膜を高温で焼成することにより炭化水素基:Rを焼成・酸化させることで、シリカ系薄膜とすることができる。
さらに例えば、上記のシラン化合物をベースとしたシリコーンコーティング剤からなる塗布液により塗布することで、親水性シリカ系薄膜とすることができる。具体的には例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラ−n−プロポキシシラン、テトラ−iso−プロポキシシラン、テトラ−n−ブトキシシラン、テトラ−iso−ブトキシシラン、テトラ−sec−ブトキシシラン、テトラ−tert−ブトキシシランなど。またテトラクロロシラン、テトライソシアネートシラン、エトキシシラントリイソシアネートなどが挙げられる。さらに例えば、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリクロロシラン、エチルトリエトキシシラン、エチルトリクロロシラン、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、フェニルトリクロロシシラン、プロピルトリメトキシシラン、プロピルトリエトキシシラン、プロピルトリクロロシラン、ブチルトリメトキシシラン、ブチルトリエトキシシラン、ブチルトリクロロシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、メチルシリルトリイソシアネート、ジメチルシリルジイソシアネート、ビニルシリルトリイソシアネートなどが挙げられる。
さらに例えば、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジメチルビニルメトキシシラン、ジメチルビニルクロロシランなど。また3−クロロプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等。さらにポリシラザンおよびシラザン系等が挙げられる。さらに上記のシラン化合物をベースとしたシリコーンコーティング剤等が挙げられる。
親水性を発現する物質の形成に係わる塗布方法としては、前記の如き親水性物質を塗布液とし、例えば、ディッピング法、スピンコート法、ノズルフローコート法、スプレー法、フローコート法、刷毛塗り法、ローラーコート法、ワイピングコート法等またはこれらの併用法等により塗布できるが、撥水性物質の塗装と同様に、膜の均一性、膜厚の制御等が容易であり、平滑性が得られるスプレー法、ディッピング法が好適で、スプレー法を用いる場合には吐出量、吐出圧力をできうる限り低くして親水化剤の硬化の進行を抑えて均一な塗膜を形成するのが好ましい。
本発明に係わる屋外工作物は、トンネル坑口、中央分離帯壁高欄、防音壁笠木、トラス橋のトラス、標識板、冠雪防止板、サイン、ミラー、自発光体、シェルター、自転車置き場、照明灯、東屋、防護柵、防風雪柵、防雪柵、投物防止柵、信号機、有料道路等の料金所屋根、鉄道車両、住宅屋根雪庇防止板、住宅屋根のパラペット、太陽電池、住宅の外構やベランダ等の目隠し板、物置、ゴミ集積場構造体からなる群から選ばれた少なくとも1つであってもよい。
かかる屋外工作物に滑雪氷性を有する被覆層が形成され、又は滑雪氷性を有する被覆層が形成された滑雪氷体を取り付けて滑雪氷性を具備させ、付着した雪氷を速やかに滑落させることで、交通路の安全、採光、視界などの確保などがなされるものである。
また前記照明灯は、灯具の上方に傾斜面を有する部材が設けられ、該傾斜面の外面に滑雪氷性被覆層が設けられていることを特徴とするものである。
また前記部材は、灯具との間に断熱材が設けられていることを特徴とするものである。
また前記信号機は、発光ダイオードからの光線がカバーを透過することで道路利用者に通行に関わる情報を伝達するものであって、前記カバーの外面に滑雪氷性被覆層が設けられていることを特徴とするものである。
また前記屋外工作物は、外縁が水平面に対して20度以上の傾斜面とされていることを特徴とするものである。
更に屋外工作物は、外縁が水平面に対して20〜45度の傾斜面とされていることを特徴とするものである。
本発明によれば、外面に滑雪氷性の被覆層が設けられていることで、従来の親水性、撥水性及び超撥水性の被覆層ではなし得なかった、外縁が水平面に対して20度程度、又は20〜45度程度の角度における雪氷の滑落が実現されるものである。より好ましくは水平面に対して30度以上である。また水平面が20〜45度となされていることで屋外工作物にとって不可避である外縁が受ける風荷重を軽減することができ、屋外工作物を形成する上で、工作物としての強度、外縁を急角度とする必要がある等の制約を低減することができる。
尚、前記の傾斜面とは連続した直線による傾斜に限定されず、途中で傾斜角度が変わるものや、曲線により形成されるものであってもよく、曲線も、途中で曲率半径が変わるものや直線が組み合わされているものでもよい。また直立面も傾斜面の途中に形成されたものであってもよく、曲線の途中に存在するものであってもよい。
また本発明に係わる滑雪氷性被覆物の製造方法は、5Å以上の直鎖構造を有し、一方の末端にトリメトキシシラン、トリエトキシシラン、ジメトキシシラン、ジエトキシシラン、メトキシシラン又はエトキシシランからなる群から選ばれた少なくとも1つが配置され、且つ他方の末端にフルオロカーボン基、メチル基からなる群から選ばれた少なくとも1つが配置された撥水性物質を用い、該撥水性物質を適当な溶媒に分散させて撥水性組成物を形成し、該撥水性組成物を基材の上に塗布し、溶媒が残存している状態で圧力をかけつつ残余の撥水性組成物を除去することで基材の上に被覆層を形成することを特徴とするものである。
本発明によれば、基材の上の面に配置された水酸基と一方の末端が反応し、他方の末端が被覆層の外面に配向され、請求の範囲第8項に記載の被覆層によるものと同様の作用効果が得られる。撥水性組成物に含有される撥水性物質は塗布時に基材の上の面に配置された水酸基と反応し結合するが、溶媒が残存している状態で圧力をかけることで撥水性物質が強制的に水酸基と接近させられることで反応及び結合が促進され、前述の絨毯の例えにおける毛足の本数を増やし、得られる滑雪氷性被覆物の滑雪氷性を向上させることができる。また残余の撥水性組成物を除去することで、外面に平滑な撥水性物質による被覆層が形成されるのみならず、被覆層の外面に未反応の撥水性物質が残存することがなくなり、前述の絨毯の例えにおける毛足の先端付近に残存した撥水性物質により、毛足の動きが妨げられることがなくなる。
溶媒が残存している状態で圧力をかけつつ残余の撥水性組成物を除去する方法としてはエアブローなどを用いるものでもよいが、ウエス、ラシャ、スポンジ、バフ、ブラシ等の手段を用いて摩擦による方法が好ましい。更に前記摩擦に用いる手段を摩擦装置、振動装置等に固定して摩擦を行う方法が好ましい。本発明に係わる滑雪氷性被覆物の製造方法においては、撥水性組成物を塗布して摩擦を行うが、摩擦を開始後、残余の撥水性組成物は基材の上に固着された撥水性物質により弾かれてくるが、摩擦は弾かれてくるまでの時間が0.1〜10秒程度となる程度とするのが好ましく、より好ましくは2秒前後である。時間が短すぎると基材の上に撥水性物質が十分に固着される以前に撥水性組成物が除去されてしまい、長すぎると溶媒が揮発し弾かれた撥水性組成物が被覆層表面に多く残存することとなる。
摩擦によりかける圧力としては、無機系ベース膜が破損しない程度であれば特に限定されるものではないが、0.1〜2kg/cm2程度が好ましく、かかる圧力により撥水性物質の基材の上の水酸基への反応及び結合を促進できると共に残余の撥水性組成物を十分に除去することができる。
一方の末端にトリメトキシシラン、トリエトキシシラン、ジメトキシシラン、ジエトキシシラン、メトキシシラン又はエトキシシランからなる群から選ばれた少なくとも1つが配置され、且つ他方の末端にフルオロカーボン基、メチル基からなる群から選ばれた少なくとも1つが配置された撥水性物質としては、例えば化1に示す如き撥水性物質を好適に用いることができる。
【化1】

Figure 2002092945
また前記被覆層は、コロナ放電処理、プラズマ放電処理、フレーム処理からなる群から選ばれた少なくとも1つの処理を施された無機系ベース膜上に形成されることを特徴とするものである。
無機系ベース膜の表面にはシロキサン結合末端の水酸基が配向されており、この水酸基が撥水性物質と反応することで滑雪氷性の被覆層は得られるものであるが、無機系ベース膜を形成した後、撥水性物質を反応させずに放置すると、その水酸基は空気中の水分や不純物等を吸着し、撥水性物質との反応性が低下する。上記の如き処理を行い、かかる吸着された水分や不純物等を除去すると共に、無機系ベース膜の表面に配向される水酸基を更に増加させることで、撥水性物質が反応できる箇所を増やして反応性を高めることができる。かかる無機系ベース膜上に形成された滑雪氷性の被覆層は初期の性能が高く、且つ耐久性も高いものとなり得る。
また本発明に係わる請求の範囲第22項に記載の滑雪氷性被覆物は、請求の範囲第20項又は第21項に記載の製造方法により形成され、外面の表面張力が35dyne/cm以下の撥水性で、且つ水滴の滑落角度が40度以下の滑水性を有する被覆層が設けられていることを特徴とするものである。
また本発明に係わる請求の範囲第23項に記載の滑雪氷性被覆物は、基材の上に形成された被覆層の、促進耐候性試験が1000時間行われた外面が、表面張力が35dyne/cm以下の撥水性で、且つ水滴の滑落角度が40度以下の滑水性を有することを特徴とするものである。
ここで促進耐候性試験とは、JIS−K5400(塗料一般試験方法)に基づくサンシャインカーボンアーク灯によるもので、カーボンを燃焼させて発生した光線により太陽光の10倍相当の紫外線を照射すると共に、一定時間毎に水をスプレーすることで被覆層を強制的に劣化させる試験方法である。
また本発明に係わる請求の範囲第24項に記載の滑雪氷性被覆物は、基材の上に形成された被覆層の、屋外集光式促進暴露試験において560MJ/m2UVが照射された外面が、表面張力が35dyne/cm以下の撥水性で、且つ水滴の滑落角度が40度以下の滑水性を有することを特徴とするものである。
ここで屋外集光式促進暴露試験とは、ASTM−G90に記載され、通称EMMAQUAと呼ばれる試験方法であり、実際に地平まで降り注がれる太陽光を反射鏡等により集光して照射していることから、通常の促進耐候性試験とは異なり、太陽光における全ての波長の光線を照射でき、実際の屋外設置と高い相関性が得られるものである。当該試験における560MJ/m2UVというエネルギー量は、実際の屋外設置において約3年に相当するといわれるものである。
上記の如き滑雪氷性被覆物によれば、雪氷の付着が考え得る屋外に設置した場合においても、長期間に亘って優れた滑雪氷性を維持し、着雪氷による被害を未然に防止できると共に、性能の劣化に伴う取り替えに係わる手間や費用の軽減に繋げることができる。
また本発明に係わる請求の範囲第25項に記載の滑雪氷性被覆物は、基材の上に中間材を介して、外面が、表面張力が35dyne/cm以下の撥水性で、且つ水滴の滑落角度が40度以下の滑水性である被覆層が設けられたことを特徴とするものである。
本発明によれば、中間材を介することで、基材が既に設置されているものであっても、中間材に滑雪氷性の被覆層を形成して基材に取り付けることで容易に基材の上に滑雪氷性の被覆層を設けることができ、また中間材により基材の上に種々の意匠や色彩、光沢等を具備することが可能となる。
また前記中間材は、可視光を透過する合成樹脂からなることを特徴とするものである。
かかる中間材を用いることにより、基材が有する意匠や色彩、光沢や表示内容を損ねることなく滑雪氷性の被覆層を設けることができる。
また前記中間材は、可撓性を有することを特徴とするものである。
中間材が可撓性を有することで、中間材を追随させて種々の形状の基材の上に取り付けて滑雪氷性の被覆層を形成することが容易である。中間材に可撓性を具備させるには、可視光を透過するゴム、エラストマー等の可撓性の樹脂を用いて中間材を形成してもよく、更には可視光を透過する合成樹脂を0.01mm〜2.0mm程度のフィルム状のものとして可撓性を具備させてもよい。
中間材への被覆層の形成に係わる撥水性物質を塗布液としたものの塗布方法としては、前述のコーティング法に加え、グラビアロールコーティング法、マイヤーバーコーティング法、ドクターブレードコーティング法、リバースロールコーティング法、エアーナイフコーティング法等の公知のフィルムコーティング法、または以上のコーティング法の併用により形成するものであってよいが、基材が合成樹脂であり、更に可撓性を有するものである場合もあることから、ディップコーティング法により形成するのが好ましい。
また本発明に係わる請求の範囲第22項乃至第26項のいずれかに記載の滑雪氷性被覆物の被覆層は、外面を水滴が前進接触角90度以上、後退接触角が50度以上で前進接触角以下で滑落することを特徴とするものである。
また本発明に係わる請求の範囲第22項乃至第27項のいずれかに記載の滑雪氷性被覆物の被覆層は、外面が水滴の滑落初期角度において、滑落初期地点から10cm滑落するまでの水滴滑落速度が10cm/分以下であることを特徴とするものである。
また本発明に係わる請求の範囲第22項乃至第28項のいずれかに記載の滑雪氷性被覆物の被覆層は、外面の最大表面粗さが10μm以下であることを特徴とするものである。
また本発明に係わる請求の範囲第22項乃至第29項のいずれかに記載の滑雪氷性被覆物の被覆層は、外面に−2度から−5度の温度領域で凍着した氷が、被覆層と水平方向からの荷重により定荷重非破断的滑動することを特徴とするものである。
また本発明に係わる請求の範囲第22乃至第30項のいずれかに記載の滑雪氷性被覆物の被覆層は、基材の上に形成された無機系ベース膜上に形成されていることを特徴とするものである。
また前記無機系ベース膜は、シリコーンを主成分とするシリコーンコーティング剤を用いて形成されたことを特徴とするものである。
また本発明に係わる請求の範囲第22項乃至第32項のいずれかに記載の滑雪氷性被覆物の被覆層は、5Å(オングストローム)以上の長さの直鎖構造を有する撥水性物質を、その末端が被覆層外面に配向されて、基材の上の面に固定したものであることを特徴とするものである。
また前記直鎖構造を有する撥水性物質は、末端にトリフルオロメチル基及び/又はメチル基が配置され、該トリフルオロメチル基及び/又はメチル基が外面となるように配向されたことを特徴とするものである。
また前記直鎖構造を有する撥水性物質は、20平方Åに1物質以上が略均一に分布していることを特徴とするものである。
また前記直鎖構造を有する撥水性物質は、基材の上の面上において該物質の固定が飽和状態となる密度に対し、10〜95%の密度で略均一に固定されていることを特徴とするものである。
また前記直鎖構造を有する撥水性物質は、基材の上の面上において該物質の固定が飽和状態となる密度に対し、10〜95%の密度で略均一に固定され、その他の部分に親水性の物質が存在していることを特徴とするものである。
また本発明に係わる請求の範囲第33項乃至第37項のいずれかに記載の滑雪氷性被覆物の被覆層は、フッ素含有シラン化合物、フッ素非含有シラン化合物、フルオロカーボン基を有するフッ素含有化合物から選ばれた1種あるいは2種以上の混合物を主成分とすることを特徴とするものである。
また前記フッ素非含有シラン化合物は、メチル基を有するフッ素非含有シラン化合物であることを特徴とするものである。
本発明に係わる請求の範囲第27項乃至第39項に記載の滑雪氷性被覆物により得られる作用効果については、本発明に係わる請求の範囲第2項乃至第14項に記載の屋外工作物により得られるものと同様である。
また、請求の範囲第40項に記載の屋外工作物は、滑雪氷性を有する被覆層が形成され、又は滑雪氷性を有する被覆層が形成された滑雪氷体が取付けられ、該被覆層は請求の範囲第22項乃至第39項に記載の被覆層であることを特徴とするものである。
発明を実施するための最良の形態
本発明に係わる屋外工作物の実施の形態について、以下の実施例及び比較例により説明する。
[第1の実施の形態]
(実施例1)
まず100mm×100mm、厚さ3.0mmのシリコン系ベース膜被覆ポリカーボネート板を充分にコロナ放電処理し、外面を活性化状態(親水化)にして基材とする。次にフッ素シリコーンコーティング剤X−24−7890(信越化学工業社製)を固形分比率を約2.0%になるように希釈し、被覆層形成用塗布液とした。そして基材を前記被覆層形成用塗布液を満たした槽内に浸漬し、約5mm/分の速度で引き上げ、室温で溶媒を乾燥させた後、約80度で約30分熱処理して、実施例1の本発明に係る屋外工作物を得た。
(実施例2)
実施例1と異なり、フッ素シリコーンコーティング剤X−24−9270(信越化学工業社製)を固形分比率を約1.0%になるように希釈し、被覆層形成用塗布液とした以外は実施例1と同様にして、実施例2の本発明に係る屋外工作物を得た。
(実施例3)
次に前記と異なり、オクタデシルトリエトキシシラン〔ODTES〕であるLS6970(信越化学工業社製)を主成分とする塗布液を用い、その被覆層形成用塗布液の混合割合として、C18H37Si(OC2H5)3:エチルアルコール〔EtOH〕:水〔0.01N HNO3〕=1:150:8前後とし、室温で5時間攪拌し、被覆層形成用塗布液とした。そして相対湿度が約10%以下の雰囲気で、前記被覆層形成用塗布液を満たした槽内に、実施例1で用いたものと同一の基材を浸漬し、約10mm/分の速度で引き上げ、室温で溶媒を乾燥させた後、約60度で約30分熱処理して、実施例3の本発明に係る屋外工作物を得た。
(実施例4)
さらに前記と異なり、被覆層形成用塗布液として、ヘプタデカフロロデシルトリエトキシシラン〔FAS〕であるTSL8233(東芝シリコーン社製)を主成分とする塗布液を用い、その被覆層形成用塗布液の混合割合として、C8F17C2H4Si(OC2H5)3:エチルアルコール〔EtOH〕:水〔0.01N,HNO3〕=1:30:2前後とし、室温で5時間攪拌し、被覆層形成用塗布液とした。そして相対湿度が約10%以下の雰囲気で、前記被覆層形成用塗布液を満たした槽内に、実施例1で用いたものと同一の基材を浸漬し、約10mm/分の速度で引き上げ、室温で溶媒を乾燥させた後、約80度で約30分熱処理して、実施例4の本発明に係る屋外工作物を得た。
(実施例5)
さらに前記と異なり、被覆層形成用塗布液として、ヘプタデカフロロデシルトリクロロシラン〔HDFDTCS〕であるKBM7803(信越化学工業社製)を主成分とする塗布液を用い、その被覆層形成用塗布液の混合割合は、C8F17C2H4SiCl3:シリコーンオイル(KF994 信越化学工業社製)=1:99前後とした。そして相対湿度が約10%以下の雰囲気で、前記被覆層形成用塗布液を満たした槽内に、実施例1で用いたものと同一の基材を約45分浸漬し、室温で溶媒を乾燥させた後、約60度で約30分熱処理して、実施例5の本発明に係る屋外工作物を得た。
(実施例6)
被覆層形成用塗布液を満たした槽内に、基材を約20分浸漬する以外は実施例5と同様にして、実施例6の本発明に係る屋外工作物を得た。
(実施例7)
被覆層形成用塗布液を満たした槽内に、基材を約10分浸漬する以外は実施例5と同様にして、実施例7の本発明に係る屋外工作物を得た。
(実施例8)
100mm×100mm、厚さ1.5mmのガラス板を基材とし、ガラス板は被覆層形成用塗布液を満たした槽内に浸漬する前に十分に超音波による洗浄を行う以外は実施例5と同様にして、実施例8の本発明に係る屋外工作物を得た。
(実施例9)
親水性被膜形成用塗布液として、テトラエトキシシラン〔TEOS〕であるLS2340(信越化学工業社製)を主成分とする塗布液を用い、その親水膜用塗布液の混合割合として、Si(OC2H5)4:エチルアルコール〔EtOH〕:水〔0.01N,HCl〕=1:20:8前後とし、室温で5時間攪拌し、親水膜用塗布液とした。そして相対湿度約10%程度以下の雰囲気で、この親水性被膜形成用塗布液を満たした槽内に、実施例1で用いたものと同一の基材を浸漬し、約10mm/分の速度で引き上げ、室温で乾燥後、約60度で約30分熱処理して外面に親水性被膜を形成したポリカーボネート板を得た。さらに次に、被覆層形成用塗布液として、ヘプタデカフロロデシルトリクロロシラン〔HDFDTCS〕であるKBM7803(信越化学工業社製)を主成分とする塗布液を用い、その被覆層形成用塗布液の混合割合は、C8F17C2H4SiCl3:シリコーンオイル(KF994 信越化学工業社製)=1:99前後とした。そして相対湿度が約10%以下の雰囲気で、前記被覆層形成用塗布液を満たした槽内に、前記の親水性被膜を形成したポリカーボネート板を実施例6と同様に約20分浸漬し、室温で溶媒を乾燥させた後、約60度で約30分熱処理して、実施例9の本発明に係る屋外工作物を得た。
(実施例10)
クロロトリフルオロエチレン系フッ素樹脂(東亞合成社製 ザフロンFC110)40重量部を、キシレン:トルエン:酢酸エチル:メチルイソブチルケトンを3:1:1:1で配合した混合溶剤に溶解後、室温で20分間撹拌した。その後イソシアネート硬化剤(東亞合成社製 コロネート2515)を5重量部添加し、さらに10分間撹拌し、被覆層形成用塗布液とした。そして実施例1で用いたものと同一の基材を、前記被覆層形成用塗布液を満たした槽内に浸漬し、約5mm/分の速度で引き上げ、室温で溶媒を乾燥させた後、約100度で約30分熱処理して、実施例10の本発明に係る屋外工作物を得た。
(実施例11)
まず100mm×100mm、厚さ0.8mmのアルミ板をクロメート処理し、その外面にエポキシ樹脂系プライマーをスプレー塗装して約150度で30分加熱硬化させ、更にその外面にウレタン樹脂系塗料をスプレー塗装して約150度で30分加熱硬化させ、更にその外面にシリコーンコーティング剤KP854(信越化学工業社製)をスプレー塗装して室温で溶媒を乾燥後約100度で30分加熱硬化させて、ウレタン塗装アルミ板上に無機系ベース膜を形成したものを基材とする。前記無機系ベース膜上に、実施例1で用いたものと同一の被覆層形成用塗布液を吐出量、吐出圧力をできうる限り低くしてスプレー塗装し、室温で溶媒を乾燥させた後、約80度で30分熱処理して、実施例11の本発明に係わる屋外工作物を得た。
(実施例12)
実施例11と異なり、実施例2で用いたものと同一の被覆層形成用塗布液を用いた以外は実施例11と同様にして実施例12の本発明に係わる屋外工作物を得た。
(実施例13)
次に前記と異なり、実施例3で用いたものと同一の被覆層形成用塗布液を用い、相対湿度が約10%以下の雰囲気で、前記塗布液を吐出量、吐出圧力をできうる限り低くして、実施例11で用いたものと同一の基材上の無機系ベース膜上にスプレー塗装し、室温で溶媒を乾燥させた後、約60度で30分熱処理して、実施例13の本発明に係わる屋外工作物を得た。
(実施例14)
更に前記と異なり、実施例4で用いたものと同一の被覆層形成用塗布液を用い、相対湿度が約10%以下の雰囲気で、前記塗布液を吐出量、吐出圧力をできうる限り低くして実施例11で用いたものと同一の基材上の無機系ベース膜上にスプレー塗装し、室温で溶媒を乾燥させた後、約60度で30分熱処理して、実施例14の本発明に係わる屋外工作物を得た。
(実施例15)
更に前記と異なり、実施例5で用いたものと同一の被覆層形成用塗布液を用い、相対湿度が約10%以下の雰囲気で、前記塗布液を吐出量、吐出圧力をできうる限り低くして実施例11で用いたものと同一の基材上の無機系ベース膜上にスプレー塗装し、室温で溶媒を乾燥させることを5回繰り返した後、約60度で30分熱処理して、実施例15の本発明に係わる屋外工作物を得た。
(実施例16)
実施例15において、塗布液を吐出量、吐出圧力をできうる限り低くして実施例11で用いたものと同一の基材上の無機系ベース膜上にスプレー塗装し、室温で溶媒を乾燥させることを3回繰り返す以外は同様にして、実施例16の本発明に係わる屋外工作物を得た。
(実施例17)
実施例15において、塗布液を吐出量、吐出圧力をできうる限り低くして実施例11で用いたものと同一の基材上の無機系ベース膜上にスプレー塗装し、室温で溶媒を乾燥させることを2回繰り返す以外は同様にして、実施例16の本発明に係わる屋外工作物を得た。
(実施例18)
親水性被膜形成用塗布液として、実施例9で用いたものと同一の親水性被膜形成用塗布液を用い、相対湿度が約10%以下の雰囲気で、前記塗布液を吐出量、吐出圧力をできうる限り低くして実施例11で用いたものと同一の基材上の無機系ベース膜上にスプレー塗装し、室温で溶媒を乾燥させた後、約60度で30分熱処理して外面に親水性被膜を形成した塗装板を得た。さらに次に、被覆層形成用塗布液として、実施例9で用いたものと同一の被覆層形成用塗布液を相対湿度が約10%以下の雰囲気で、前記塗布液を吐出量、吐出圧力をできうる限り低くして前記塗装板の外面にスプレー塗装し、室温で溶媒を乾燥させることを5回繰り返した後、約60度で30分熱処理して、実施例18の本発明に係わる屋外工作物を得た。
(実施例19)
更に前記と異なり、被覆層形成用塗布液として、アルキルシランであるKBM−7103(信越化学工業社製)を主成分とする塗布液を用い、前記被覆層形成用塗布液の混合割合は、CF3C2H4Si(OCH3)3:エチルアルコール〔EtOH〕:水〔0.01N HNO3〕=1:150:8前後とし、室温で5時間攪拌し、被覆層形成用塗布液とした。相対湿度が約10%以下の雰囲気で、前記塗布液を吐出量、吐出圧力をできうる限り低くして実施例11で用いたものと同一の基材上の無機系ベース膜上にスプレー塗装し、室温で溶媒を乾燥させた後、約60度で30分熱処理して、実施例19の本発明に係わる屋外工作物を得た。
(比較例1)
アルミニウム−sec−ブトキシド〔Al(O−sec−Bu)3〕とイソプロピルアルコール〔IPA〕とを、室温で約1時間攪拌した後、アセト酢酸エチル〔EAcAc〕を添加し、約1時間攪拌した後、水〔0.01N,HNO3]とイソプロピルアルコール〔IPA〕を加え、モル比で、Al(O−sec−Bu)3:IPA:EAcAc:0.01N,HNO3=1:30:1:2の割合とし、約5時間攪拌してアルミナゾル液である透明アルミナ膜形成用の塗布液を調整した。
次いで、この調整した透明アルミナ膜形成用の塗布液に、実施例1で用いたものと同一の基材を浸漬した後、約300mm/分の速度で引き上げ、ポリカーボネート板に塗布膜を形成した。そしてこれを室温で約30分養生した後、約80度の温水に、約30分浸漬し、浸漬漕から引き上げ後、約60分室温で乾燥させ、透明アルミナ薄膜付きポリカーボネート板を得た。次に、フッ素シリコーンコーティング剤KP−801M(信越化学工業社製)を固形分比率を約0.5%になるように希釈し、被覆層形成用塗布液を得た。そして前記透明アルミナ薄膜付きポリカーボネート板を十分にコロナ放電処理し、水への接触角が約3度となった時点で、前記被覆層形成用塗布液を満たした槽内に浸漬し、約5mm/分で引き上げ、室温で乾燥後、約60度で約30分熱処理して花弁状透明アルミナ膜上に撥水性被膜を形成し、比較例1の屋外工作物を得た。
(比較例2)
フッ素シリコーンコーティング剤KP−801M(信越化学工業社製)を固形分比率を約0.5%になるように希釈し、被覆層形成用塗布液を得た。そして実施例1で用いたものと同一の基材を、前記被覆層形成用塗布液を満たした槽内に浸漬し、約5mm/分の速度で引き上げ、室温で乾燥後、約60度で約30分熱処理して、比較例2の屋外工作物を得た。
(比較例3)
基材を100mm×100mm、厚さ1.5mmのガラス板とし、ガラス板は、被覆層形成用塗布液を満たした槽内に浸漬する前に十分に超音波による洗浄を行う以外は比較例2と同様にして、比較例3の屋外工作物を得た。
(比較例4)
被覆層形成用塗布液として、フッ化ピッチ(C6F6)1gに対し、1,1,2−トリクロロ−1,2,2−トリフルオロエタン(Cl2FCCClF2)66gを加え、室温で24時間攪拌し、被覆層形成用塗布液とした。そして実施例1で用いたものと同一の基材を前記被覆層形成用塗布液を満たした槽内に浸漬し、約1mm/秒で引き上げ、室温で乾燥して比較例4の屋外工作物を得た。
(比較例5)
未結合フッ素含有量が3重量%以下で且つ平均粒径が5μmのフッ化グラファイト粉末を、揮発成分揮発後の体積分率が60%となるようにアクリルシリコーンと混合し、スプレーにより塗布が適正となるよう好適な有機溶剤により希釈し被覆層形成用塗布液とした。そして実施例1で用いたものと同一の基材に前記被覆層形成用塗布液をスプレーにより塗布し、室温で乾燥して比較例5の屋外工作物を得た。
(比較例6)
比較例2で用いたものと同一の被覆層形成用塗布液を、相対湿度が約10%以下の雰囲気で、前記塗布液を吐出量、吐出圧力をできうる限り低くして実施例11で用いたものと同一の基材上の無機系ベース膜上にスプレー塗装し、室温で溶媒を乾燥させた後、約60度で30分熱処理して、比較例6の屋外工作物を得た。
(比較例7)
まず100mm×100mm、厚さ0.8mmのアルミ板をクロメート処理し、その外面にエポキシ樹脂系プライマーをスプレー塗装して約150度で30分加熱硬化させ、更にその外面にウレタン樹脂系塗料をスプレー塗装して約150度で30分加熱硬化させたウレタン塗装アルミ板を基材とする。次に実施例5で用いたものと同一の被覆層形成用塗布液を用い、相対湿度が約10%以下の雰囲気で、前記塗布液を吐出量、吐出圧力をできうる限り低くして前記基材上にスプレー塗装し、室温で溶媒を乾燥させることを5回繰り返した後、約60度で30分熱処理して、比較例7の屋外工作物を得た。
(比較例8)
実施例11で用いたものと同一の基材上の無機系ベース膜上に、比較例4で用いたものと同一の被覆層形成用塗布液を吐出量、吐出圧力をできうる限り低くしてスプレー塗装し、室温で溶媒を乾燥させて比較例8の屋外工作物を得た。
(比較例9)
実施例11で用いたものと同一の基材上の無機系ベース膜上に、比較例5で用いたものと同一の被覆層形成用塗布液を吐出量、吐出圧力をできうる限り低くしてスプレー塗装し、室温で溶媒を乾燥させて比較例9の屋外工作物を得た。
(比較例10)
実施例11で用いたものと同一の基材上の無機系ベース膜上に、実施例10で用いたものと同一の被覆層形成用塗布液を吐出量、吐出圧力をできうる限り低くしてスプレー塗装し、室温で溶媒を乾燥させた後、約100度で約30分熱処理を行い比較例10の屋外工作物を得た。
(比較例11)
実施例15において、実施例11で用いたものと同一の基材上の無機系ベース膜上にスプレー塗装し、室温で溶媒を乾燥させることを1回のみとした以外は同様にして、比較例11の屋外工作物を得た。
(比較例12)
100mm×100mm、厚さ0.8mmのアルミ板をクロメート処理し、その外面にエポキシ樹脂系プライマーをスプレー塗装して約150度で30分加熱硬化させ、更にその外面にウレタン樹脂系塗料をスプレー塗装して約150度で30分加熱硬化させたウレタン塗装アルミ板を用いる。
(比較例13)
外面を超音波により十分に洗浄した他は、特に処理を施していない100mm×100mm、厚さ1.5mmのガラス板を用いる。
まず前記にて得られた実施例及び比較例のそれぞれについて、外面の物性を測定する。
外面の表面張力については、JIS K6768に記載されている方法により、各屋外工作物外面の大気中での試薬の濡れ指数を測定することで行った。尚、表面張力は北海道における着雪氷試験の前後について行う。
また滑水性については、各屋外工作物の外面に水滴を落とし、水滴を静止させた後に該屋外工作物を徐々に傾斜させ、その屋外工作物外面において水滴が動き出したときの屋外工作物外面と水平面との角度を測定し滑落角度としている。水滴が屋外工作物外面を動いてゆく際の状態を観察し、水滴の被覆層外面に接触している部分が一定に保持された状態で水滴が動く場合を滑落、外面上を転がる状態で水滴が動く場合を転落として表す。
また前進接触角及び後退接触角は、水滴が屋外工作物外面を動く際の状況をビデオカメラにて記録し、その録画画像より水滴が動き出す直前の状態を観察することにより測定する。また滑落速度は、水滴が屋外工作物外面を動き出した後の任意の地点間を移動する距離及び時間を測定して算出する。
また前記にて得られた実施例及び比較例のそれぞれについて、氷の剥離又は滑りに要する荷重の測定及び氷の剥離、滑りの状態の確認を行った。前記試験の斜視図を図1、その断面を図2に示す。恒温槽内において屋外工作物1を水平試験台3上に固定して設置し、フッ素樹脂リング2を屋外工作物1上に置きフッ素樹脂リング2内に水を満たした状態で恒温槽内を−5度に冷却し屋外工作物1上に氷21を凍着させる。一定時間放置したのち、−5度の雰囲気内で屋外工作物1上の氷21をフッ素樹脂リング2ごと屋外工作物1外面と平行の方向4にロープ41によって引っ張り、荷重の推移を観察する。荷重の推移の例が図3に示すものであり、着氷が動き出した時点51に一気に荷重52がなくなる場合が破断的剥離5、着氷が動き出した時点61の荷重62が以後も同程度で推移する場合が定荷重非破断的滑動6として表される荷重の推移である。
また前記にて得られた実施例及び比較例のそれぞれについて表面粗さ測定器を用いて最大表面粗さを測定した。
また前記にて得られた実施例及び比較例のそれぞれについての直鎖構造を有する撥水性物質長さは、被覆層形成用塗布液中の被覆層を形成する主成分の分子量より推定している。
また前記にて得られた実施例及び比較例のそれぞれについて、X線光電子分光器(アルバック−ファイ社製 ESCA5400)により撥水性物質のモル比を測定してその数値を基に撥水性物質の面積占有率を算出し、面上において固定された直鎖構造を有する撥水性物質の密度を、その飽和状態となる密度に対する割合として求めた。
次に前記にて得られた実施例及び比較例のそれぞれの屋外工作物を冬期の北海道の同地点及び同時期に設置し、実際の着雪氷の度合いを確認する着雪氷性試験を行っている。屋外工作物は、その外面が地表面と垂直になるように設置している。その着雪氷の度合いを着雪氷率にて表し、その数値が低いほど優れた難着雪性を有すると判断できる。着雪氷率は、それぞれの測定材において、雪氷の付着が観測されている時間を着雪氷時間、雪、雨等の降水が観測されている時間を総降水時間として、着雪氷率=(着雪氷時間/総降水時間)×100として算出しており、数値の小さいもの程優れた難着雪氷性を有していると判断できる。今回の設置における総降水時間は約1000時間で、そのほとんどが降雪によるものである。また着雪氷試験後の表面張力を測定し、試験前の表面張力と比較することで滑雪氷性の耐久性を確認している。
表1を参照して、本発明の第1の実施の形態における実施例及び比較例のそれぞれについて測定結果及び着雪氷率を示す。
【表1】
Figure 2002092945
前記の着雪氷性試験においては、着雪氷率が10%以下であれば優れた難着雪氷性の屋外工作物として評価できるが、表1において、本発明の表面張力が35dyne/cm以下で、且つ水滴の滑落角度が40度以下の外面を有する屋外工作物は着雪氷率が低くなる結果が示されている。従って、本発明における滑雪氷性を有する被覆層外面は、優れた滑雪氷性を有し、着雪氷の防止効果に優れていることが表されている。
比較例1は高レベルの撥水性を有しており、現に設置当初は高い難着雪氷性を示していたが、時間の経過と共に着雪氷が見られるようになり、最終的な着雪氷率は実施例のいずれより高くなっている。前記の如く、汚染物質の付着等により高レベルの撥水性が失われることにより着雪氷の防止効果が維持できていないことが表されている。また屋外工作物外面は水滴が転落するものであることから、高レベルの撥水性が失われた後では滑雪氷性も期待できないことがわかる。
また高い難着雪性を示した実施例1〜19については、いずれも屋外工作物外面において水滴が滑落するものであり、転落するものはいずれも30%〜60%と言った高い着雪氷率となっている。最大表面粗さが12μmである比較例5の着雪氷率は35%と高く、被覆層外面は10μm以下の最大表面粗さであることで更に優れた着雪氷の防止効果を発現することが判る。表1においては−5度において凍着させた氷にて評価試験を行ったが、評価試験における結果は実際の設置状況における着氷雪性と整合しており、雰囲気温度が−2度から−5度、好ましくは−5度で凍着した雪氷に対する滑雪氷性により、被覆層の着雪氷の防止効果を判断できることが判る。
また、滑落する水滴の前進接触角90度以上、後退接触角50度以上前進接触角以下については、実施例1〜19全てがこの範囲に含まれ、実際の設置状況における着氷雪性と整合している。また水滴の滑落速度10cm/分についても同様に実際の設置状況における着氷雪性と整合している。
また直鎖構造を有する撥水性物質の長さについて、実施例1〜19はいずれも5Å以上であるが、比較例10は3Åで着雪氷率は15%となっており、比較例10は他の比較例と比較すると難着雪性ではあるものの、各実施例と比較してはやや高い結果となっており、5Å以上が好ましいことが判る。
また撥水性物質の面積占有率について、比較例11は8%、表面張力は39dyne/cmであり、撥水性物質の面積占有率、すなわち直鎖構造を有する撥水性物質の、その飽和状態となる固定密度に対する割合が10%を下回ると表面張力が十分に下がらないことが示されている。着雪氷率も比較例11は15%とやや高い結果となっている。
比較例7はウレタン樹脂系塗装上に直接滑雪氷性を有する被覆層を被覆したものであり、当初は実施例5と同程度の難着雪氷性を示したものの、劣化が早く最終的な着雪氷率は15%とやや高いものとなっている。また着雪氷試験1000時間後の表面張力は、試験前の20dyne/cmから45dyne/cmまで上昇しており、被覆層の劣化による早期の難着雪氷性の低下が顕著に見られる。
実施例1〜19については、着雪氷試験1000時間後の表面張力は初期のものとほとんど変化がなく若干上昇している程度であり、汚染物質の付着、被覆層の劣化等による滑雪氷性の低下度合いが小さく、長期に亘って難着雪氷性を維持できることが示されている。
次に、本発明に係わる滑雪氷性部材の水平面との傾斜角を変化させて着雪氷性を確認し、滑雪氷性の被覆層を形成していないものと比較を行う。
傾斜面は、その水平面となす角度が急であるほど難着雪性が良好であることは周知であり、粒子あるいはそれに近い形状のものが水平面上に積もる際には、その粒子間の結合力に起因してほぼ一定の角度の山となって積もり、その山の稜線と水平面とがなす角度は安息角と呼ばれる。雪の場合、その安息角は外気温が−3.5℃で約50度、0℃で約55度であることが公知である。
理論上はその安息角と同等の水平面との角度を持たせて傾斜面を形成することで傾斜面への着雪氷を防止できるが、実際には雪氷は傾斜面に凍着して剥がれ難くなることで着雪氷を防止するには安息角以上の水平面との角度を持たせることが必要であり、更に、特に外気温が低い場合には凍着を完全に防ぐことは不可能であることから、傾斜面の水平面との角度をある一定以上としても着雪氷の防止効果が向上しなくなる角度がある。
(実施例20)
実施例13と同様の滑雪氷性の屋外工作物を、1000mm×1000mm、厚さ3mmのアルミ板を基材として形成したものを実施例20として用いる。
(比較例14)
1000mm×1000mm、厚さ3mmのアルミ板をクロメート処理したものを比較例14として用いる。
実施例20及び比較例14を、冬期の北海道の同地点及び同時期に設置し、実際の着雪氷の度合いを確認する着雪氷性試験を行っている。実施例20及び比較例14は、その外面の水平面との角度を変化させて各々別個の部材を設置している。その着雪氷の度合いを着雪氷率にて表し、その数値が低いほど優れた難着雪性を有すると判断できる。着雪氷率は前記と同様にして算出する。
実施例20及び比較例14の各々の傾斜面の水平面との角度における着雪氷率は表2に示すとおりである。
【表2】
Figure 2002092945
比較例14については、傾斜面の水平面との角度が70度で、着雪氷率は40%弱で一定となっているが、実施例20については20度の角度で着雪氷率は40%程度となり、30度の角度で比較例14における70度の角度での着雪氷率と同等の値となっている。従って、実施例20では20度程度の傾斜面で良好な滑雪氷性が発現され、更には比較例14では70度の傾斜面で得られる難着雪性が30度の傾斜面で同等の効果が得られるということが判る。
次に、実施例1〜10、比較例1〜5及び13について、促進耐候性試験1000時間後及び屋外集光式促進暴露試験における560MJ/m2UV照射後の表面張力の測定結果を表3に示す。
【表3】
Figure 2002092945
実施例1〜10、比較例1〜5及び13は滑雪氷性の被覆層を形成した屋外工作物であり、滑雪氷性被覆物と見なすことができるものであるが、本発明に係わる実施例1〜10の滑雪氷性被覆物は促進耐候性試験1000時間後及び屋外集光型促進暴露試験における560MJ/m2UV照射後においても、外面の表面張力は35dyne/cmを下回っており、良好な滑雪氷性の耐久性を有していると評価できる。
[第2の実施の形態]
(実施例21)
基材の無機系ベース膜上にプラズマ放電処理を行い、水に対する濡れ性が約2度になるように活性化させた上で、被覆層形成用塗布液をスプレー塗装する以外は実施例11と同様にして、実施例21の本発明に係わる被覆物を得た。
(実施例22)
実施例21と異なり、実施例2で用いたものと同一の被覆層形成用塗布液を用いた以外は実施例11と同様にして、実施例22の本発明に係わる被覆物を得た。
(実施例23)
基材の無機系ベース膜上にプラズマ放電処理を行い、水に対する濡れ性が約2度になるように活性化させた上で、被覆層形成用塗布液をスプレー塗装する以外は実施例13と同様にして、実施例23の本発明に係わる被覆物を得た。
(実施例24)
基材の無機系ベース膜上にプラズマ放電処理を行い、水に対する濡れ性が約2度になるように活性化させた上で、被覆層形成用塗布液をスプレー塗装する以外は実施例14と同様にして、実施例24の本発明に係わる被覆物を得た。
(実施例25)
基材の無機系ベース膜上にプラズマ放電処理を行い、水に対する濡れ性が約2度になるように活性化させた上で、被覆層形成用塗布液をスプレー塗装する以外は実施例16と同様にして、実施例25の本発明に係わる被覆物を得た。
(実施例26)
実施例25において、被覆層形成用塗布液を吐出量、吐出圧力をできうる限り低くして無機系ベース膜上にスプレー塗装し、室温で溶媒を乾燥させる繰り返しが2回である以外は同様にして、実施例26の本発明に係わる被覆物を得た。
(実施例27)
実施例25において、被覆層形成用塗布液を吐出量、吐出圧力をできうる限り低くして無機系ベース膜上にスプレー塗装し、室温で溶媒を乾燥させる繰り返しが1回である以外は同様にして、実施例27の本発明に係わる被覆物を得た。
(実施例28)
基材の無機系ベース膜上にプラズマ放電処理を行い、水に対する濡れ性が約2度になるように活性化させた上で、被覆層形成用塗布液をスプレー塗装する以外は実施例18と同様にして、実施例28の本発明に係わる被覆物を得た。
(実施例29)
実施例10に示した被覆層形成用塗布液を、相対湿度が約10%以下の雰囲気で、前記塗布液を吐出量、吐出圧力をできうる限り低くして、実施例21に示した基材と同様の、無機系ベース膜上にプラズマ放電処理を行い水に対する濡れ性が約2度になるように活性化させた基材にスプレー塗装し、室温で乾燥後、約100度で30分熱処理して、実施例29の本発明に係わる被覆物を得た。
(実施例30)
基材の無機系ベース膜上にプラズマ放電処理を行い、水に対する濡れ性が約2度になるように活性化させた上で、被覆層形成用塗布液をスプレー塗装する以外は実施例19と同様にして、実施例30の本発明に係わる被覆物を得た。
まず前記にて得られた実施例それぞれについて、第1の実施の形態に示したものと同様の方法にて外面の物性を測定する。更に、北海道の同地点及び同時期に設置し、第1の実施の形態に示したものと同様の方法にて実際の着雪氷の度合いを確認する着雪氷性試験を行うと共に、36ヶ月間屋外に設置した後の外面の表面張力を測定し、滑雪氷性の耐久性を確認している。
表4を参照して、本発明の第2の実施の形態における実施例それぞれについての測定結果及び着雪氷率を示す。
【表4】
Figure 2002092945
実施例21〜30いずれの滑雪氷性被覆物についても、実施例1〜19に示したものとは大差はないものの、初期において良好な滑雪氷性が得られていると評価できる。また、屋外設置36ヶ月後において、実施例21〜30のいずれについても表面張力は35dyne/cmを下回っていることから、プラズマ放電による処理を施された無機系ベース膜上に形成された滑雪氷性の被覆層は、初期の性能及び長期の使用においても高い滑雪氷性を維持することが可能であることが示されている。
[第3の実施の形態]
(実施例31)
厚さ100μmのシリコーン系ベース膜被覆ポリエチレンテレフタレートフィルムを十分にコロナ放電処理し、外面を活性化状態にして基材とする。次に実施例1に用いたものと同一の被覆層形成用塗布液を用いて基材にアプリケーターロールにてディップコーティングした後、約120度で1分間熱処理して実施例31の本発明に係わる被覆物を得た。
(実施例32)
被覆層形成用塗布液に、実施例2に用いたものと同一のものを用いる以外は実施例31と同様にして、実施例32の本発明に係わる被覆物を得た。
(実施例33)
基材に実施例31に用いたものと同一のものを用い、被覆層形成用塗布液をディップコーティング法によりコーティングを行った後、室温で溶媒を乾燥させることなく熱処理を約120度で1分間熱処理する以外は実施例3と同様にして、実施例33の本発明に係わる被覆物を得た。
(実施例34)
基材に実施例31に用いたものと同一のものを用い、被覆層形成用塗布液をディップコーティング法によりコーティングを行った後、室温で溶媒を乾燥させることなく熱処理を約120度で1分間熱処理する以外は実施例4と同様にして、実施例34の本発明に係わる被覆物を得た。
(実施例35)
基材に実施例31に用いたものと同一のものを用い、コーティングを行った後、室温で溶媒を乾燥させることなく熱処理を約120度で1分間熱処理する以外は実施例5と同様にして、実施例35の本発明に係わる被覆物を得た。
(実施例36)
被覆層形成用塗布液を満たした槽内に、基材を約20分浸漬する以外は実施例35と同様にして、実施例36の本発明に係わる被覆物を得た。
(実施例37)
被覆層形成用塗布液を満たした槽内に、基材を約10分浸漬する以外は実施例35と同様にして、実施例37の本発明に係わる被覆物を得た。
(実施例38)
基材に実施例31に用いたものと同一のものを用い、親水性皮膜形成用塗布液をディップコーティング法によりコーティングを行った後、室温で溶媒を乾燥させることなく熱処理を約120度で1分間熱処理し、また被覆層形成用塗布液をディップコーティング法によりコーティングを行った後、室温で溶媒を乾燥させることなく熱処理を約120度で1分間熱処理する以外は実施例9と同様にして、実施例38の本発明に係わる被覆物を得た。
(実施例39)
基材に実施例31に用いたものと同一のものを用い、被覆層形成用塗布液をディップコーティング法によりコーティングを行った後、室温で溶媒を乾燥させることなく熱処理を約120度で1分間熱処理する以外は実施例10と同様にして、実施例39の本発明に係わる被覆物を得た。
(比較例15)
基材に実施例31に用いたものと同一のものを用い、透明アルミナ膜形成用の塗布液をアプリケーターローラーで約300mm/分の速度でディップコーティング法によりコーティングを行うことと、また被覆層形成用塗布液をアプリケーターローラーで約300mm/分の速度でディップコーティング法によりコーティングを行った後、室温で溶媒を乾燥させることなく熱処理を約120度で1分間熱処理する以外は比較例1と同様にして、比較例15の被覆物を得た。
(比較例16)
基材に実施例31に用いたものと同一のものを用い、被覆層形成用塗布液をアプリケーターローラーで約300mm/分の速度でディップコーティング法によりコーティングを行った後、室温で溶媒を乾燥させることなく熱処理を約120度で5分間熱処理する以外は比較例2と同様にして、比較例16の被覆物を得た。
(比較例16)
基材に実施例31に用いたものと同一のものを用い、被覆層形成用塗布液をアプリケーターローラーで約1mm/秒の速度で引き上げる以外は比較例4と同様にして、比較例16の被覆物を得た。
(比較例17)
基材に実施例31に用いたものと同一のものを用いる以外は比較例5と同様にして、比較例16の被覆物を得た。
(比較例18)
基材に実施例31に用いたものと同一のものを用い、コーティングを行った後、室温で溶媒を乾燥させることなく熱処理を約120度で1分間熱処理する以外は比較例7と同様にして、比較例18の被覆物を得た。
(比較例19)
被覆層形成用塗布液を、相対湿度が約10%以下の雰囲気で、前記塗布液を吐出量、吐出圧力をできうる限り低くして基材にスプレー塗装し、室温で溶媒を乾燥させることを1回のみ行う以外は実施例5と同様にして、比較例19の被覆物を得た。
まず前記にて得られた実施例及び比較例のそれぞれについて、第1の実施の形態に示したものと同様の方法にて外面の物性及び実際の着雪氷の度合いを測定し、表5を参照して、本発明の第3の実施の形態における実施例及び比較例のそれぞれについて測定結果及び着雪氷率を示す。
【表5】
Figure 2002092945
実施例31〜39については、いずれも外面は表面張力35dyne/cm以下で水滴の滑落角度は40度以下となり、また実際の設置における着雪氷率も10%を下回っていることから、可撓性を有する合成樹脂であるポリエチレンテレフタレートによるフィルムを基材とした場合においても、形成された滑雪氷性の被覆層は良好な滑雪氷性を有していると評価できる。かかる可撓性の合成樹脂を中間材とし、外面に滑雪氷性の被覆層を形成したものを貼着、接着、締結等により対象物に取り付けることで、容易に滑雪氷性被覆物を形成することが可能となり得る。
比較例15については、実施例35と同様の被覆層形成用塗布液を用いたにも係わらず、スプレー法によりコーティングを行ったことで撥水性物質の面積占有率は8%となり、実施例と比較して滑雪氷性が劣るものとなっている。従って、コーティング法としてディップコーティング法が好適に用いることができることと、またスプレー法によりコーティングを行って良好な滑雪氷性を得るには、重ね塗りを行うのが確実ということが判る。
[第4の実施の形態]
(実施例40)
無機系ベース膜上に被覆層形成用塗布液をフローコートした後、相対湿度10%程度の雰囲気で電動摩擦振動装置に取り付けた清浄なウエスにより約2kg/cm2の圧力をかけつつ残余の被覆層形成用塗布液を除去する以外は実施例11と同様にして実施例40の本発明に係わる滑雪氷性被覆物を得た。
(実施例41)
無機系ベース膜上に被覆層形成用塗布液をフローコートした後、相対湿度10%程度の雰囲気で電動摩擦振動装置に取り付けた清浄なウエスにより約2kg/cm2の圧力をかけつつ残余の被覆層形成用塗布液を除去する以外は実施例12と同様にして実施例41の本発明に係わる滑雪氷性被覆物を得た。
(実施例42)
無機系ベース膜上に被覆層形成用塗布液をフローコートした後、相対湿度10%程度の雰囲気で電動摩擦振動装置に取り付けた清浄なウエスにより約2kg/cm2の圧力をかけつつ残余の被覆層形成用塗布液を除去する以外は実施例13と同様にして実施例42の本発明に係わる滑雪氷性被覆物を得た。
(実施例43)
無機系ベース膜上に被覆層形成用塗布液をフローコートした後、相対湿度10%程度の雰囲気で電動摩擦振動装置に取り付けた清浄なウエスにより約2kg/cm2の圧力をかけつつ残余の被覆層形成用塗布液を除去する以外は実施例14と同様にして実施例43の本発明に係わる滑雪氷性被覆物を得た。
前記にて得られた実施例40〜43について、第2の実施の形態に示したものと同様の方法にて外面の物性、北海道の同地点及び同時期に設置しての着雪氷性試験、及び36ヶ月間屋外に設置した後の外面の表面張力を測定する。前記の測定結果を表6に示す。
【表6】
Figure 2002092945
実施例40〜43のいずれについても、初期の段階で表面張力は35dyne/cm、滑水角度は40度を大きく下回るものであり、且つ着雪氷率も2〜3%であることから優れた滑雪氷性を有していると評価できる。更に36ヶ月間の設置後についても、外面の表面張力は35dyne/cmを下回っており、本発明に係わる滑雪氷性被覆物の製造方法により得られた被覆物は、初期の滑雪氷性はもとより、滑雪氷性の耐久性にも優れると評価できるものである。
次に、本発明に係わる屋外工作物の実施の形態について、以下に図面に基づき具体的に説明する。
図4は本発明に係わる冠雪防止板による実施の一形態を示すものである。a)に示すとおり、屋外工作物である筺体1A上に滑雪氷体である冠雪防止体2Aが設けられ、冠雪防止体2Aの外面にはb)に示すとおり基体2A1の外面に滑雪氷性を有する被覆層Hが設けられている。降雪時に筺体1A上に積もるべき積雪は冠雪防止体2Aに付着するが、冠雪防止体2Aの外縁に設けられた滑雪氷性の被覆層Hにより雪の塊となる前に滑落させられて筺体1A上に積雪することがなくなる。冠雪防止体2Aの傾斜面の角度は、雪の安息角と言われ雪の滑落が期待できる55〜60度よりはるかに小さい、20度以上好ましくは30度以上で着雪氷防止効果を得られることから、冠雪防止体2Aを比較的小さいものとすることができ、冠雪防止体2Aを形成する材料を節減したり、冠雪防止体2Aが受ける風荷重を軽減することで、筺体1Aが頑強なものでなくとも冠雪防止体2Aを設置することが可能となるといった効果を奏する。また冠雪防止体2Aは傾斜面α及びβの傾斜角度を異ならせることで冠雪防止体2Aの頂点付近の積雪の状態を不安定なものとし、より雪氷が滑落しやすくされている。本実施形態に示す筺体1Aを着雪氷が考え得るあらゆる屋外工作物に替えてかかる冠雪防止体2Aの如き滑雪氷体を設けるか、または屋外工作物の上方をかかる冠雪防止体2Aの如き傾斜面とすることで、あらゆる屋外工作物について積雪、冠雪及び雪庇の形成を防止することができる。
また被覆層Hは、図5に示す如く基材の上に中間材3を介して設けるものであってもよい。基体2A1の上には滑雪氷性材30が設けられ、滑雪氷性材30には中間材3と、中間材3上に無機系ベース膜Bを介して滑雪氷性の被覆層Hが設けられている。中間材3を介することで、基体2A1の外面が材質、汚染等の理由により無機系ベース膜Bを形成することが困難な状態であっても、中間材3上に無機系ベース膜Bを設けることで滑雪氷性の被覆層Hを形成することができる。また、無機系ベース膜B及び滑雪氷性の被覆層Hは可視光の透過を妨げないものであることから、中間材3に種々の意匠、色彩等を施しておくことで、冠雪防止体2Aに種々の意匠、色彩等を具備させることができる。中間材3を形成する材料としては、特に限定されるものではないが、無機系ベース膜Bが形成可能なPET、PBT等の合成樹脂や、無機系ベース膜として機能するガラス等を用いるのが好ましい。
更に中間材3が可視光を透過する合成樹脂からなるものであれば、基体2A1の外面に施されている意匠、色彩、光沢、表示内容等を損ねることなく滑雪氷性の被覆層Hを形成することが可能となり得る。また中間材3は、可撓性を有していれば、種々の形状の基材の上に滑雪氷性材30を追随させて取り付けることで滑雪氷性の被覆層を容易に形成できる。更には図6に示す如く、滑雪氷性材30を撓ませつつ取り付けることができ、滑雪氷性材30の厚みが小さいものであっても、冠雪防止体2Aの外面と滑雪氷性材30との間に気泡を残すことなく取り付けを行うことができる。また滑雪氷性材30をロール状にする等、保管に関して便宜を図ることが容易である。
滑雪氷性材30の取り付けについては、溶着、接着剤等を用いてもよいが、粘着材や粘接着材を用いるのが取り付けに係わる手間を軽減でき好ましい。また中間材3の可視光を透過する合成樹脂としては、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリエチレンナフタレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリアミド、ポリウレタン、ポリメタクリレート、ポリプロピレン、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル、ABS等の合成樹脂を用いてよく、それらを単独で用いるか、又は複数を用いて混合物、積層物を形成して用いてもよい。また中間材3の可撓性を有するものとしては、形状の基材の上に取り付けて滑雪氷性の被覆層を形成することが容易である。
中間材3に可撓性を具備させるには、可視光を透過するゴム、エラストマー等の可撓性の樹脂を用いて中間材を形成してもよく、更には前項に記載の合成樹脂を0.01mm〜2.0mm程度のフィルム状のものとして可撓性を具備させたものを用いてもよい。
図7〜図8は本発明に係わる屋外工作物であって、トンネル坑口に設けられた滑雪氷体を示すものである。図7はトンネル孔口の正面図であり、トンネル坑口1B上に滑雪氷体2Bが設けられている。図8は側面図であり、トンネル坑口1Bの上方に設けられた冠雪防止体状の滑雪氷体2Bにより雪の塊や雪庇の形成を防止し、通行する車両Cに落下した雪の塊が衝突するのを未然に防止することができる。
従来は図9に示す如く、トンネル孔口1Bの上方に山M側からの積雪S1の滑落を防止する防雪フェンスFが設置されていた。しかし、山M側からの風Wにより舞い上げられた雪Sが、防雪フェンスF近傍で渦状の風W1となり、防雪フェンスFのトンネル孔口1B側に雪庇S3が生じることがある。この雪庇S3がある程度の大きさに成長した時点で突発的に落下し、トンネル孔口1B付近の歩行者や走行する車両Cを直撃することがあった。かかる雪庇S3の落下による被害は人命に関わるものとされ、その確実な防止方法が希求されていた。
そこでかかる雪庇を防止する方法として、特開平2−47409号公報や特公平7−18133号等、多数の発明が開示されている。しかしこれらに記載される発明はいずれも渦状の風W1の発生を防止するか、または山M側からの風による風圧を利用して付着した雪を払い落とすものであった。しかしながら、かかる風向を制御して雪庇の発生を防止する方法では、構造が複雑なものとなりがちであり、更に積雪の圧力により風向を制御する手段が変形又は破損したり、風向きが変わったりすることで雪庇が発生する恐れがあり、または意図する風圧が得られない場合には雪を払い落とすことができず、これらの理由から雪庇の発生を確実に防止することが困難なものであった。
本発明に係わる屋外工作物は、傾斜面となされた外縁に滑雪氷性の被覆層を形成することで付着した雪氷を滑落させるものであり、風向を制御するための複雑な構造を必要としない。また傾斜面が保持されるのみで雪庇の防止効果が得られることから、積雪の圧力による変形や破損により雪庇の防止効果が失われることがなく、雪庇の発生を確実に防止することができるものである。
図10は、トンネル孔口1Bの上方に設けられる滑雪氷体2Bの他の実施形態を示す斜視図である。トンネル孔口1Bの上方に直角三角形型のアングル材2B2がアンカーボルト等の締結手段2B3により固定され、アングル材2B2の斜辺側に、外面に滑雪氷性の被覆層が設けられた傾斜面2B1が取り付けられて滑雪氷体2Bが形成されている。かかる滑雪氷体2Bを、雪庇の発生の恐れのある箇所に単独或いは複数並べて設置することで、傾斜面2B1に付着した雪氷は、傾斜面2B1の外面に形成された滑雪氷性の被覆層により、雪庇に成長する以前に滑落される。
図11は、トンネル孔口1Bの上方に設けられる滑雪氷体2Bの、更に他の実施形態を示すもので、a)は斜視図、b)はA−A側断面図である。滑雪氷体2Bは、傾斜面2B1の両側側面に側面板2B4及び背後に背面板2B5が設けられ、断面三角形の箱状体となされている。更に側面板2B4に設けられた固定板2B6により、アンカーボルト等を用いてトンネル孔口1B上に設置される。かかる構造により、滑雪氷体2Bは構造体としての強度が向上され、図10に示した如く支柱2B3等を用いることなく設置し、積雪の圧力等による変形や位置ずれを防止することができる。また背面板2B5は、トンネル孔口1B側への雪の滑落を抑止する雪止めとして機能することもできる。
図12は中央分離帯壁高欄上に冠雪を防止する滑雪氷体を設けたものを示す説明図である。従来の中央分離帯壁高欄においては、その上面は比較的平坦なものとなされていることが多く、その上面に冠雪した雪の塊が大きく成長し、左右のいずれかの方向に倒れて交通路を閉塞させることがあった。従来の冠雪防止方法の内、風向を制御して冠雪を防止する方法では、交通路を走行する車両の走行風等によって冠雪防止手段が受ける風向が一定のものとならないことから十分な冠雪防止効果が得られ難く、また55度以上の急角度の傾斜面を有する部材を壁高欄上に設ける方法では部材が受ける風圧が大きくなり、受ける風圧により外れた部材が車両に当たったりする恐れがあり、設置が躊躇されるものであった。
そこで本図に示す実施形態の如く、本発明に係わる滑雪氷性の被覆層が形成された滑雪氷体2Cを、道路1C1、1C2に挟まれた中央分離帯壁高欄1C上にを設けることで冠雪を防止し、交通路の閉塞が発生するのを防止できる。また、滑雪氷性の被覆層により、風向が一定でなくとも冠雪防止効果が得られ、且つ傾斜面を緩やかな傾斜とでき、滑雪氷体2Cが受ける風圧を低減して風圧により外れる恐れを極めて小さいものとできる。滑雪氷体2Cは、a)に示す如き平板を曲げて片流れ状の傾斜面2C1を形成したものを中央分離帯壁高欄1Cにアンカーボルト等の締結手段2C4にて取り付けてもよく、またb)の断面図に示す如き傾斜面を設けて雪の滑落を片側のみになされるようにしてもよく、更にc)に示す如き雪割部2C2を設けて雪を滑落させやすくしてもよい。
図13は、中央分離帯壁高欄1C上に設置される傾斜面滑雪氷体2Cの他の実施形態を示すもので、a)は斜視図、b)は取り付けに係わる断面図である。a)に示す如く、傾斜面滑雪氷体2Cは、傾斜面2C1、雪割部2C2及び取付部2C3から構成され、滑雪氷性の被覆層は傾斜面2C1に形成されるが、ほぼ垂直面となされた雪割部2C2、取付部2C3にも形成し、雪庇が生じるのを防止してもよい。雪割部2C2により、傾斜面滑雪氷体2C上の積雪は分断され、より滑落されやすくなされている。傾斜面2C1は滑雪氷性の被覆層が形成されていることで緩やかな傾斜となされて、またそのことで中央分離帯壁高欄1Cの上面1C3からの傾斜面滑雪氷体2Cの突出度合いが抑えられ、傾斜面滑雪氷体2Cが受ける風圧は低減される。
前項の傾斜面滑雪氷体2Cの取り付けの一例をb)に示すが、傾斜面滑雪氷体2Cは、部材2Ca、2Cbに分割され、部材2Caは、ボルト、リベット等の締結手段2C4によって、取付部2C3が中央分離帯壁高欄1Cの取付孔1C4に、雪割部2C2が部材2Cb側の雪割部2C2に取り付けられる。かかる構造とすることで、傾斜面滑雪氷体2Cの強度は高められ、且つ壁高欄1Cに強固に固定される。
また、図12及び図13に示す如き中央分離帯壁高欄1C上に設けられる滑雪氷体2Cは、中央分離帯壁高欄1C上のみならず高架橋、高速道などの辺縁に設置される壁高欄、比較的厚みの大きい防護柵、高欄、防音壁などの屋外工作物上方に設置し、冠雪を防止するものであってもよい。
図14は防音壁上に本発明に係わる防音壁笠木を設けたものである。従来の防音壁1Dでは、降雪時にその上面1D1に冠雪し、雪の塊として大きく成長したものが車道1D2側に倒れて車両に衝突又は交通路を閉塞させたり、車道1D2と反対側に倒れて民家などに落下して被害を及ぼすことがあった。防音壁1D上に笠木が設けられている場合でも、滑雪氷性でないものでは笠木の上面に冠雪していた。従来の冠雪防止の方法では前述の如く確実な冠雪防止効果が確実なものではなく、更に防音壁の上端部はスペースが小さく構造が複雑な冠雪防止手段が設置しづらいものであった。そこで道路1D2の側縁に設けられた防音壁1D1上に、本発明に係わる外縁に滑雪氷性の被覆層を設けた屋外工作物である防音壁笠木2Dを設置することで、防音壁1Dの上面1D1への冠雪を防止し、前記の如き交通路の閉塞や、雪の塊の民家側への落下等を未然に防止することができる。
図15は、本発明に係わる防音壁笠木2Dの他の実施形態を示す説明図である。防音壁笠木2Dは、外縁に滑雪氷性の被覆層が設けられた傾斜面2D1が形成され、この傾斜面2D1により防音壁1Dの上面1D2への冠雪が防止される。傾斜面2D1は道路側に向けて設けるのが好ましいが、状況に応じて道路と反対側に向けてもよく、また図13の傾斜面滑雪氷体2Cの如く両側に傾斜面を有するものであってもよい。また滑雪氷性の被覆層は、傾斜面2D1の外縁に設けておけばよいが、道路側の垂直面2D3や、道路と反対側の垂直面2D2の外縁に設けて雪庇の発生を防止してもよい。本実施形態に示した防音壁笠木2Dは、図14に示したものと比較して傾斜面を設けたのみのものであることから、従来の笠木を取り付ける際に用いる笠木胴縁2D4をそのまま用いて取り付けることが可能であり、また既設の笠木を取り外し、本発明に係わる防音壁笠木2Dに取り替えることも容易に可能である。
図16は本発明の実施の一形態であるサインを示すものである。従来のサインは、標示部に着雪したり、標示部の上方の庇に雪庇が形成されることで標示部が見づらくなったり、標示部を見ている人間の頭上に庇に付着していた雪の塊が落下する等の不具合が発生していた。サインは人が集まる場所や人通りの多い箇所に設置されるものであり、その意匠が重要視されることから、冠雪防止のために急角度の箇所を設けたり風向を制御する装置を設けてその意匠を損ねることは、設置者にとって躊躇されることであった。本発明に係わる滑雪氷性の被覆層を、屋外工作物であるサイン1Eの標示部1E1及び庇部1E2の外縁に形成することで着雪氷を防止し、サイン1Eの意匠を損ねることなく前記の如き問題点を解決することができる。更には、従来では冠雪することで設けることができなかった傾斜の緩い部材1E3も設けることができ、サインとしての機能に広がりを持たせることができる。更に、標示部1E1や部材1E3が取り付けられる支柱1E4は、その上面に冠雪が起こりやすいことから、傾斜面を有する冠雪防止板2Eを支柱の上方に設けておくのが好ましい。
図17は本発明の実施の一形態であるミラーを示すもので、a)は正面図、b)は側面図である。従来はミラーの反射面に着雪したり、庇が付けられていても庇に冠雪して雪庇が形成されることで反射面が見づらくなる等の不具合が発生していた。着雪や冠雪の防止方法として、従来の方法では確実に冠雪や積雪が防止できないのに加え、急角度の傾斜面を設ける方法ではミラー1Fの支柱1F3や取付部1F4への負荷が増大し、風圧や振動により破損しやすくなる恐れがあり、風向を制御する方法では反射面1F1の視野角が狭められる恐れがあった。ミラー1Fの反射面1F1や庇1F2の外面に滑雪氷性を有する被覆層を設けることで、前記の如き問題点を生じることなく冠雪や着雪を防止することができる。また、ミラー1Fについてもサイン1Eの場合と同様に、支柱1F3や取付部1F4への冠雪を防止するための冠雪防止板2Fを設けておくのが好ましい。
図18は本発明の実施の一形態であるトラス橋を示すものである。トラス橋は道路Rの上方に鉄骨を組み合わせてトラスを形成するものであり、従来のトラス橋ではトラス上に積もった雪は容易に滑落せずにトラス上の、特にトラス橋入り口の上方やトラスが交差する箇所で大きな雪の塊に成長し、下方の道路に落下して通行人や車両等に衝突する被害が発生することがあった。トラス橋1Gの入り口上方に、外縁に滑雪氷性の被覆層が設けられた滑雪氷体2Gaを、またトラス1G1の交差する部分に同じく滑雪氷体2Gb、2Gc、2Gdを設けて冠雪を抑制し、前記の如き道路Rへの雪の塊の落下を防止することができる。
図19〜図24は本発明の実施の一形態である道路標識板を示すものである。まず図19において、標識板1H及びその上方に設けられた滑雪氷体である冠雪防止板2Hの外面に本発明に係わる滑雪氷性の被覆層を設けることで雪氷の付着により標識板1Hの標示情報が見づらくなるのと、冠雪防止板2H上に雪の塊が形成されるのを防止している。また冠雪防止板2H上には雪割板2H1が設けられ、雪の沈降により冠雪が分断されてより着雪氷が促進されるようになされている。
図20は、図19に示す形状の従来の冠雪防止板上に積雪した側面図である。標識板1Hは、垂直よりやや前面側に傾いた角度で横梁に固定されており、標識板の上方に冠雪防止板が設けられている。冠雪防止板2Hが形成する傾斜面は、前面側と背面側で角度を異ならせ積雪を不安定な状態として落下を促進する所謂片流れ構造とされ雪が落下し易くされている。冠雪防止板2Hを形成する傾斜面は、通常雪の安息角より大きい60度以上で形成されるが、60度以上であっても、降雪が大量である場合や外気温が低い場合には、積雪S1が落下しきらずに冠雪防止板2Hの外面に凍着し、大きな雪の塊S2となる。更には標識板1Hの標示面に着雪することや、標識板1Hの標示面の上の冠雪防止板2H上の積雪から雪庇S3が生成し、その雪庇S3が成長することで、前述の如く雪庇S3の突然の崩落により下方を走行する車両に被害を与えるのはもとより、標識板1Hに記載されている標示情報が見えなくなることがある。
図21は図19の背面側を示すものである。従来のこの様な冠雪防止板2Hは、構造が複雑である上に、それ自体の重量もさることながら標識板1Hの上方に張り出した冠雪防止板2Hが形成する傾斜面が風を受けることで風荷重の増加を考慮する必要があり、基礎、支柱1H1や横梁1H2の重量的な負担増を伴うことから、既設のもので、基礎、支柱や横梁の強度にそれほど余裕がない標識板には後付けができない場合があった。
図22は本発明に係わる冠雪防止板の改良の一形態を示すもので、冠雪防止板2Haは1枚の平板状とされており、標識板1Hより上方に傾斜面が張り出させることがなく風荷重による重量的な負担増を回避している。従来は横梁1H2が障害となり傾斜面を60度以上の角度とすることができす、冠雪防止板2Haをかような簡略化した形状とすることは着雪を防止する上で不可能であった。冠雪防止板2Haの外面に滑雪氷性を有する被覆層を設けることで傾斜角度を緩和しても冠雪防止板としての機能を損なうことがなくなる。
図23は図22に示した冠雪防止板2Haの改良の一例を示すものであり、冠雪防止板2Haの下端に可とう性の面状部材24を取り付けたものの側面図である。冠雪防止板2Ha上の積雪で可とう性の面状部材2Ha1上にある積雪S1は、その自重により可とう性の面状部材2Ha1を下方にたわませ、その部分の傾斜角が大きくなることで積雪S1の滑落のきっかけとなる。また滑落を始めた積雪S1は、上方の積雪S1を引っ張ることで、冠雪防止板2Ha上の積雪S1全体の滑落が促進されることになる。
可とう性の面状部材2Ha1は、冠雪防止板2Haよりたわみ易くすることが好ましく、その材質は特に限定されるものではなく積雪の滑落性及び荷重に対する強度により、適宜材質及び厚みを設定してよい。冠雪防止板2Haは通常金属により形成されることから、材質としては金属より可とう性が高く、また繰り返し荷重の耐久性の高い合成樹脂等を用いて形成するのが好適である。また可とう性の面状部材2Ha1の外面にも、滑雪氷性の被覆層を形成しておくのが好ましい。
図24は本発明に係わる道路標識板における実施の一形態であり、標識板1Iを支持する横梁1I1上に冠雪防止板2I1、2I2を設けたものである。標識板1Iの外面に滑雪氷性の被覆層を設けておけば標示面の視認性障害は回避できるが、横梁1I1上に積雪することで大きな雪の塊が生じる恐れがある。図13や図15に示すような冠雪防止板2H、2Haでは、上方からの降雪が横梁1I1上に積雪するのは防止できるが、横や背面から雪が吹き付けた場合に横梁1I1上に積雪する恐れがあり、横梁1I1上を被覆するように冠雪防止板2I1、2I2を設けることで横梁1I1上への積雪を防止することができる。
図25〜26は本発明に係わる自発光体の実施の一形態を示すものであり、図25は自発光道路標識で、a)はその斜視図、b)は側面図である。本実施形態において、自発光道路標識1Jaは、自発光体1Ja1の前面に透明板1Ja2が設けられ、透明板1Ja2の外面に滑雪氷性を有する被覆層が設けられることで着雪氷を防止し、自発光体1Ja1の視認性を確保している。また、雪庇の形成を防止するために、屋根部1Ja3にも滑雪氷性を有する被覆層を設けてもよい。更に、支柱1Ja4や取付金具1Ja5上への冠雪を防止するために冠雪防止板2Jaを設けておくのが好ましい。
図26は本発明に係わる自発光体である自発光道路鋲を示すものであり、自発光道路鋲1Jbは自発光体1Jb1及び反射体1Jb2の前面に透明板1Jb3が設けられ、透明板1Jb3の外面に滑雪氷性を有する被覆層が設けられることで着雪氷を防止し、自発光体1Ja1の視認性を確保している。また、本実施形態においては、太陽電池1Jb4が設けられているが、その外面にも滑雪氷性を有する被覆層を設けて着雪による発電効率の低下を防止してもよい。
図27は本発明に係わる実施の一形態であるシェルターを示すものである。シェルター1Kの屋根部1K1の外面に滑雪氷性の被覆層を設けて、雪氷を滑落させることで積雪を防止し、積雪の荷重によりシェルター1Kの屋根部1K1や支柱1K3が変形等の不具合を起こすことを防止する。また壁面1K2の外面にも滑雪氷性の被覆層を設けてもよく、壁面1K2が透光性の材料により形成されていれば着雪を防止してシェルター1K内の視界や明るさを維持することができる。
図28は本発明に係わる実施の一形態である自転車置き場を示すものである。自転車置き場1Lの屋根部1L1の外面に滑雪氷性の被覆層を設けて、雪氷を滑落させることで積雪荷重を大幅に軽減することができ、自転車置き場1Lが変形等の不具合を起こすことを防止できる。自転車置き場1Lは通常片側のみの支柱1L2及びそれに連なる梁1L4により屋根部1L1を支える構造となっており、積雪荷重を考えて設計した場合には特に梁1L4、及び支柱1L2と梁1L4の接続部1L5の強度を高くする必要が出てくることから、積雪荷重を軽減することにより得られるメリットはシェルターなどと比較して大きなものとなり得る。またシェルター同様に壁面1L3の外面にも滑雪氷性の被覆層を設けてもよく、着雪を防止して壁面1L3が透光性の材料から形成されている場合の、自転車置き場1L内の視界や明るさを確保させてもよい。
図29は従来の照明灯を示すものであり、a)は照明灯の斜視図、b)は灯具のA−A断面図である。照明灯1Mは、a)に示す如く支柱1M3に固定された梁1M1により灯具1M2が支持されることで形成されるが、灯具1M2は、b)に示す如く、ランプ1M21がカバー1M22により覆われ、ランプ1M21から発生する光線は透光性のカバー材1M23を透過して周囲を照らす。カバー1M22上に積雪S1が生じると、ランプ1M21が点灯される夜間に、ランプ1M21が発生する熱がカバー1M22に伝導され、その熱により積雪S1が融解して融雪水Yが発生し、その融雪水Yが水滴Y1となって落下するが、気温が氷点下より低い状況において、水滴がカバー1M22の下面付近で再び氷結し氷柱Y2が発生することがある。カバー1M22は屋外に設置されるもので耐候性が必要であり、またランプ1M21が発生する熱により変形しないように一般には塗装を施された金属により形成され、熱をよく伝導するものである。またランプ1M21が点灯される夜間は特に気温が低く、氷柱Y2の発生の恐れは大きなものとなる。この氷柱Y2が落下して、灯具1M2の下方の歩行者や車両に衝突する被害が発生する恐れがある。かかる現象は以前から問題視されていたものの、特に有効な対策の手段はなかった。
図30は本発明に係わる照明灯の灯具の、実施の形態を示す断面図である。灯具1M2のカバー1M22の上面を傾斜面として、且つその傾斜面の外面に滑雪氷性の被覆層を設けることでランプ1M21により積雪S1が融解される以前に速やかに雪氷を滑落させ、前記の如き氷柱Y2の発生を防止することができる。カバー1M22に設けられる傾斜面は、a)に示す如く両側に左右対称に設けてもよく、b)に示す如く片流れ形状としてもよく、更にはc)に示す如くカバー1M22の上面全体が傾斜面となされたものであってもよい。
図31は本発明に係わる照明灯の灯具の、他の実施形態を示す断面図である。灯具1M2の上方に、外縁が傾斜面となされ滑雪氷性の被覆層が設けられた滑雪氷体2Mを設けることで、灯具1M2への積雪を速やかに滑落させて氷柱Y2を防止するものである。滑雪氷体2Mはカバー1M22とは別部材となされ、照明灯1Mが既設のものであっても、滑雪氷体2Mを取り付けることで容易に氷柱Y2の発生を防止することができる。滑雪氷体2Mは、a)に示す如く両側に傾斜面を形成したものであってもよく、傾斜面を片側のみに形成し、他方は垂直面となされていてもよい。またb)に示す如く、カバー1M22と滑雪氷体2Mの間に断熱材2M1を介在させることで、ランプ1M21が発生する熱の滑雪氷体2Mへの伝導を防ぎ、滑雪氷体2M上での融雪水Yの発生を抑制してより確実に氷柱Y2の発生を防止するものであってもよい。
また滑雪氷体2Mは、図32に示す如く灯具1M2の上方のみならず、梁1M1の上方に設けるものであってもよい。照明灯1Mの梁1M1や灯具1M2の外面に滑雪氷性を有する被覆層を設けて、雪氷を滑落させることで積雪荷重により照明灯1Mが変形等の不具合を起こすことを防止する。支柱1M3からより遠くへ張り出している灯具1M2は特に積雪荷重による弊害が大きくなることから、灯具1M2の積雪荷重を軽減することで大きなメリットが得られる。また本実施形態においては梁1M1上には滑雪氷体2Mを取り付けているが、積雪量に応じて滑雪氷体2Mを取り付けず、梁1M1に直接滑雪氷性を有する被覆層を形成してもよい。
更に滑雪氷体2Mは、図33に示す如く灯具1M2の上方にステー2M2を介して取り付けられるものであってもよい。ステー2M2を介することで、a)に示す如く灯具1M2が滑雪氷体2Mに繋がる部位を小さくでき、ステー2M2を金属等の熱伝導率の高いもので形成しても、伝導する熱を低減することで滑雪氷体2M上での融雪を抑えることができる。またb)に示す如くステー2M2の間を風Wが通り抜けることで灯具1M2及び滑雪氷体2Mが冷却されて融雪を抑えることができ、更には暑い時期になっても、滑雪氷体2Mが上方を覆うことによる灯具1M2の温度上昇を防止でき、ランプ1M21の寿命が短縮されるのを防ぐことができる。
図34は本発明に係わる実施の一形態である東屋を示すものである。東屋1Nの屋根部1N1やパラペット1N2の外面に滑雪氷性を有する被覆層を設けて、雪氷を滑落させることで雪の塊や雪庇の形成を防止し、東屋1Nに出入りする人間の頭上に雪の塊が落下するのを防止できる。また、屋根部1N1に強度の低い材料を使用した場合でも、積雪荷重により変形する恐れを小さくできる。
図35は本発明に係わる実施の一形態である投物防止柵を示すものである。投物防止柵1Pは橋梁上に設置され、その下には高速道路や鉄道が通行しているが、高欄部1P1や投物防止フェンス1P2の外面に滑雪氷性を有する被覆層を設けて雪の塊や雪庇の形成を防止し、橋梁下に雪の塊が落下するのを未然に防止する。また、投物防止フェンス1P2が透光性を有する場合には、明るさの確保や、交差点等において視界を確保することができ交通安全に寄与することもできる。
図36は本発明に係わる実施の一形態である防風雪柵を示すものである。防風雪柵1Qの防風雪パネル1Q1や支柱1Q2の外面に滑雪氷性を有する被覆層を設けて着雪を防止し、防風雪パネル1Q1間の隙間を維持することで風圧による吹き払い効果を低下させることがなくなる。
図37及び図38は本発明に係わる実施の一形態である防雪柵を示すもので、図37のa)に示す如く、防雪柵1Rは、山M側からの積雪S1が下方の道路Rへ滑落するのを防止するために設置されるものであるが、防雪柵1Rの道路R側に地覆部1R1が存在する場合、b)に示す如くこの地覆部1R1に積雪S1aが生じて道路Rに落下して被害を及ぼす恐れがある。
そこで、かかる地覆部1R1に、図38に示す如き滑雪氷性の被覆層が形成された傾斜面2R1を有する滑雪氷体2Rを設置することで、地覆部1R1への積雪S1aは速やかに道路Rに落下して被害を及ぼさない範囲の大きさにて滑落される。滑雪氷体2Rは、a)に示す如き傾斜面を有する構造体を地覆部1R1や防雪柵1Rに固定するものであってもよく、またb)に示す如き平板を曲げ、固定部2R2に固定するものであってもよく、更に防雪柵1Rの上端部まで延長されたものであってもよく、更にはc)に示す如き、傾斜面2R1の下端を地覆部1R1からやや離しておくことで、滑落される雪氷に落ちる勢いをつけるようにしてもよい。
図39は、本発明に係わる防護柵の実施の一形態を示すもので、立体交差している上側の道路側縁に設けられた防護柵の、a)は正面図、b)は跨線橋の断面図、c)は詳細な断面図である。a)に示す如く、切り通しとなされた高速道路等の下側の道路R1の上方に、道路R1を跨ぐ跨線橋R2が設けられている。跨線橋R2は、橋梁1S1、擁壁1S2とその上に設けられた防雪柵1Sにより構成されているが、b)に示す如く防雪柵1S付近の擁壁1S2上の地覆部1S21に雪庇S3が生じ、その雪庇S3が下側の道路R1に落下して走行車両に衝突し、被害を及ぼす恐れがある。従来の雪庇防止方法は前述の如く確実に雪庇の発生を防止できず、またとりわけ防雪柵1Sが既に設置されている状況に置いては、かかる狭い地覆部1S21に設置するのが極めて困難なものであった。
そこで、c)に示す如く、地覆部1S21に本発明に係わる滑雪氷体2Sを設け、積雪が雪庇S3に成長する以前に滑落させることで前記の如き被害の発生を未然に防止することができる。また滑雪氷体2Sは、平板を折り曲げて傾斜面2S1及び取付部2S2を形成し、取付部2S2を用いてアンカーボルト2S3により地覆部1S21に固着させることができ、構造が簡易なものであることから、滑雪氷体2Sの形成が容易であると共に、防雪柵1Sが既に設置されている状況においても地覆部1S21へ取り付けるのが容易である。
図40は本発明に係わる実施の一形態である料金所屋根を示す斜視図である。有料道路の途中や出口付近の車線R側縁に設けられ、料金を収受する料金所1T1には、特に雨天における料金収受の際に、収受係員や道路利用者が雨に曝されるのを防ぐために、通常料金所1T1上方には料金所屋根1Sが設置される。かかる料金所屋根1T上に積雪し、その積雪が雪の塊が車線Rに落下することで、車両に衝突したり、車線Rを閉塞させるといった障害が発生する恐れがある。従来の冠雪や雪庇を防止する装置を取り付けるのでは、前述の如く効果が疑問視されるものである。
そこで、かかる料金所屋根1Tの上方に、滑雪氷性の被覆層が形成された傾斜面2T1を有する滑雪氷体2Tを設置することで、料金所屋根1Tへの積雪は速やかに落下して被害を及ぼさない範囲の大きさにて滑落される。滑雪氷体2Tは、図10及び図11に示した如き形状の滑雪氷体を用いてもよく、更には料金所屋根1Tの端縁に外側に向かう傾斜面を形成し、その傾斜面に滑雪氷性の被覆層を設けるものであってもよい。
図41は本発明に係わる実施の一形態である鉄道車両を示す説明図である。鉄道車両1Uは、窓1U1に着雪して乗客が景観を楽しむのを阻害したり、夜間や悪天候時に、列車運転手の視界を確保したり列車の存在を喚起したりするライト1U2に着雪することがある。積雪時には列車が接近する音が雪により吸収されることで、軌道上で作業する保線員が車両の接近に気付きにくくなることから、ライト1U2への着雪は、時には人命に関わる場合もある。
更に鉄道車両1Uに係わる着雪で問題視されているものとして、走行風により巻き上げられた雪氷が下面1U3への付着するものがある。新幹線等の高速列車については、車両の形状や走行時に発生する風圧により、前項の如き窓1U1やライト1U2への着雪は走行中に風圧により吹き飛ばされて特に問題にはならないものであるが、下面1U3に付着した雪氷は、積雪のない場所で軌道上に落下すると砂利をはね上げ、はね上げられた砂利が対向する列車の窓ガラスを破損することがあった。これらの対策として、風圧、融雪装置、撥水性塗装を施すことで雪氷の付着を防止する方法が従来用いられてきたが、これらは列車の速度に依存するか、耐久性に問題を抱えるものであり、その継続的な効果の発揮には信頼性が疑問視されるものであった。
そこで、かかる鉄道車両1Uの窓1U1、ライト1U2、下面1U3の外面に滑雪氷性の被覆層を設けるか、または滑雪氷性の被覆層を設けたカバーを取り付けることで、付着した雪氷は外面に特に処理を施さないものと比較してはるかに小さい風圧により滑落させられ、例えば列車が積雪により低速走行をしている場合においても雪氷を滑落させることができるため、窓1U1やライト1U2に付着した雪氷は速やかに滑落され、また下面1U3に付着した雪氷は積雪のない場所に到達する以前に滑落させられ、列車の速度に依存することなく、且つ高い信頼性で継続的に前述の如き問題の発生を防止することができる。
図42は本発明に係わる実施の一形態である信号機を示す説明図である。従来、信号機1Vは、着色された透明な発光部1V1を発光させる発光体(図示せず)には白熱灯等を使用しており、その発光体が発熱することで、積雪地域において発光部1V1の着雪は融解されて水滴として落下し、信号の表示を妨げることはなかったが、庇部1V2上の積雪は、発光体の熱により融解すると、前述の照明灯の如く氷柱となり、その落下により発生する被害が問題視されるものであった。
その対策として、実開平2−67499号公報に記載される如き庇部1V2に面状発熱体を設けたり、実開昭59−126399号公報に記載される如く、振動により積雪を落下させる方法などが開示されている。しかしながら、これらの方法はエネルギーや動力が必要なものであり、また装置のメンテナンスが必要なものであった。
更に、近年発光体として着色された透明なカバーが必要とされず、また白熱灯等と比較して格段に寿命が長く、信号機1Vのメンテナンスを大幅に軽減できる発光ダイオードが発光体として用いられつつあるが、発光ダイオードはほとんど発熱することがなく、発光部1V1に着雪すると氷着が起こり、信号の表示内容が見えなくなって信号機としての機能が損なわれることから、降雪の多い地域には設置できないものであった。
そこで、かかる信号機1Vの上方に、外面に滑雪氷性の被覆層が設けられ、且つ傾斜面となされた滑雪氷体2Vを取り付けることで、降雪による発光部1V1及び庇部1V2への積雪を防止する。滑雪氷体2V上への積雪は、滑雪氷性の被覆層によりは速やかに滑落されることで、前述の如き問題の発生を未然に防止できる。滑雪氷体2Vの傾斜面は片流れ形状であってもよい。更に発光部1V1の外面にも滑雪氷性の被覆層を設けることで、発光体に発熱のない発光ダイオードを用いた場合において、より確実に発光部1V1への着雪を防止することができる。
図43は、本発明に係わる信号機の、他の実施形態を示す説明図である。信号機1Vの上方が傾斜面1V3となされ、その傾斜面1V3に滑雪氷性の被覆層が設けられていることで信号機1V上への積雪は速やかに滑落される。また庇部1V2の上面を傾斜面とし、且つ滑雪氷性の被覆層を設けることで、より確実に庇部1V2への冠雪を防止することができる。
図44〜図53は、本発明に係わる外縁に滑雪氷性の被覆層を形成した屋外工作物を、住宅に適用する実施の形態を説明するものであって、図44〜図46は従来の住宅を示す説明図、図47〜図53が本発明に係わる屋外工作物を示す説明図である。図44は積雪の多い地域における住宅の屋根形状の一例であって、近年積雪の多い地域の住宅Jは屋根の積雪が崩落することで近隣へ被害を及ぼすことへの配慮や、屋根の構造が強固なものに改良されている等の理由から、通常の切妻形状の屋根ではなく平面な住宅屋根J1としてその上に雪を貯め、屋根の辺縁に傾斜面を有する同じく屋外工作物であるパラペット1Wを設け、パラペット1Wの傾斜面から積もった雪を順次落下させてゆく形状とされることが多い。
しかし図45に示す如く、住宅屋根J1に積もった積雪S1はその積雪量がパラペットより高くなるとパラペット1W上にせり出した雪の塊S2となる。ある程度外気温が高い状態では、積雪S1は表面が融解した状態となりパラペット1Wの傾斜面を滑り落ちるが、外気温が低い場合はパラペット1Wに凍着し、滑り落とすことができなくなりパラペット上に雪の塊S2が生成する。更には屋根及び積雪の風下側には、図に示すような風が回り込む渦流、所謂カルマン渦Kが発生し、そのカルマン渦Kが、降雪Sを屋根J1及び積雪S1の端部に廻り込ませて付着させることで、雪の塊S2は更に成長させられ、場合によってはパラペット1Wの傾斜面からもはみ出して雪庇にまで成長することがある。
図46に示すように、パラペット1W上に直立した雪庇防止板1Xを設けて、積雪S1を分断することでパラペット1W上を落下しやすくさせる方法も用いられるが、こちらも積雪S1がパラペット1W若しくは雪庇防止板1Xに凍着した場合には効果がなく、更には雪庇防止板1Xに風が当たることによりカルマン渦Kが発生し、雪庇防止板1Xの風下側に降雪Sが付着することで雪の塊S2は生成し雪庇へと成長してゆくことになる。
図47は本発明に係わる実施の一形態で、パラペット1Wの外縁に、外面が滑雪氷性の被覆層Hを設けたものである。滑雪氷性の被覆層Hにより、パラペット1W上の積雪及び雪の塊は、パラペット1Wの面上をその自重により大きな雪の塊または雪庇に成長する以前に滑落する。本実施形態においては、傾斜面と水平面の角度は45度とされているが、20度以上であれば着雪防止効果が得られ、30度以上とすることで更に優れた着雪防止効果が発現される。
滑雪氷性の被覆層Hは、その形成方法は特に限定されるものではなく、直接塗装してもよく、例えば外面に滑雪氷性の被覆層が形成されたフィルム状のものを貼着してもよく、外面に滑雪氷性の被覆層が形成された板状の部材を取り付ける等、中間材を介して滑雪氷性の被覆層を形成する方法を用いてもよい。
図48は本発明に係わる他の実施形態を示す説明図であり、a)は側面図、b)は詳細を示す断面図である。a)に示す如く、パラペット1W上には直立した雪庇防止板1Xが設けられ、パラペット1W及び雪庇防止板1Xの風下側αに滑雪氷性の被覆層Hを設けたものである。雪庇防止板1Xを設けることで雪の沈降により積雪は分断されて滑落されやすくなり、パラペット1Wの外面に、外面が滑雪氷性の被覆層Hを設けることで積雪及び雪の塊は自重により滑落させられる。また雪庇防止板1Xの風下側αにも外面が滑雪氷性の被覆層Hを設け、カルマン渦により雪が付着しても雪庇にまで成長する以前に滑落させることができる。雪庇防止板1Xの先端部1X1は、b)に示す先端部1X1a、1X1bの如き尖ったものとしてもよい。先端を尖らすことで、雪の沈降による積雪の分断効果を増大させることができる。
図49は本発明に係わる雪庇防止板の、他の実施形態を示す側面図であり、パラペット1Wの傾斜面に、雪庇の発生を抑制する滑雪氷体2Xを取り付けたものである。滑雪氷体2Xは平板状のものであり、図8のa)に示したような形状と較べ、形状が簡潔で成形及び取付が容易であると同時に取り外しも容易である。雪庇は前記の如く風下側に発生するものであり、周囲の環境により気流が変化すると発生する場所も変わってくる。着脱可能とすることで、これら周囲の変化に容易に対応することができる。更には滑雪氷体2Xは、必要とされない時期には取り外しておくことができ、住宅の外観を損ねることがなくなる。また住宅の外観に配慮する上では、滑雪氷体2Xの基材は透光性のものが好ましく、滑雪氷性の被覆層は透光性を妨げるものではないことから、基材にガラス、ポリカーボネート、アクリル樹脂等透光性のものを用いることで形成が可能である。
図50は本発明に係わる実施の一形態を示すものであり、雪庇防止板1Xaは先端だけを尖らせた形状の図5のb)とは異なり雪割板全体が先端に向かって尖ってゆく形状となされたものである。かような形状とすることで、雪の沈降により積雪を分断させやすくすると共に、降雪Sが風Wにより雪庇防止板1Xaの風下側αに廻り込んでもカルマン渦Kは雪庇防止板1Xaからより離れた場所で発生していることから、カルマン渦Kによる着雪を軽減することができる。
図51は直立した雪庇防止板1Xへの滑雪氷性の被覆層の形成による屋根側への積雪の状態の違いを示すものである。a)は屋根側βに滑雪氷性の被覆層を形成していないものであり、雪庇防止板1Xに沿って積雪が高くなって行くことから、屋根上の積雪S1が雪庇防止板1Xを超える高さとなった時点で雪は雪割板を超えてしまうと共に、雪庇防止板1X上に雪の壁S11が形成され雪庇が生成し易くなる。b)は雪庇防止板1Xの屋根側βに滑雪氷性の被覆層を形成しているものであり、被覆層の撥水性によって積雪S1は雪庇防止板1Xから離れがちに高くなってゆき、a)の場合と同量の積雪であっても雪庇防止板1Xを超えにくくなり、更には積雪の端部は曲線となり、カルマン渦が発生しにくくなり好ましい。
図52は本発明に係わる住宅屋根における、更に他の実施形態を示すものであり、パラペット及び雪庇防止板に太陽電池を組み合わせたものである。パラペット1Wや雪庇防止板1Xは、降雪のない時期は特に機能することはないが、本実施形態に示すとおり太陽電池1Yと組み合わせることで発電の機能を具備させることができ、スペースの有効活用及び電力の供給がなされる。通常の太陽電池は雪国の屋根の平面に置かれることとなるが、積雪した場合には積雪により太陽光が遮蔽され電力が供給されなくなる。本実施形態の如く、積雪が起こらず、且つ外面に形成された滑雪氷性の被覆層により雪庇や雪の塊も付着せず太陽光が遮蔽される恐れが小さい箇所に太陽電池1Yを設置することで冬期においても起電力を得ることが可能である。更には太陽電池1Yの色は通常暗色系であり、明色系のものより赤外線を吸収して発熱しやすいことから積雪が融解しやすくなる。
図53は図52に示したパラペット1Wや雪庇防止板1X又は滑雪氷体2X等の屋外工作物に適用できる太陽電池1Yの一例を示ず断面図である。太陽電池パネル1Yは、外面に滑雪氷性の被覆層Hが形成された透光性部材1Y1の間に、EVA等の透光性を有する充填材1Y2を介して太陽電池セル1Y3が設けられているものである。
図54は本発明に係わる太陽電池の、他の実施形態を示す説明図である。住宅屋根等に置かれて電力を発生する太陽電池1Yは、本図の如き形状が汎用のものであり、受光面1Y4は傾斜面となされているが、太陽電池1Yの受光面1Y4に滑雪氷性の被覆層を設けて雪氷を滑落させることで太陽電池の発電効率の低下を防止できる。また太陽電池パネルの受光面1Y4は通常太陽に向けた傾斜面となされており、積雪を滑落させることは容易である。
図55は本発明に係わる実施の一形態であるベランダの目隠し板を示すものである。ベランダBに通常設けられる目隠し板1Zは、着雪することで室内が暗くなったり、雪の塊に成長することが考えられる。目隠し板1Zの外面に滑雪氷性の被覆層を設けてその着雪を防止することで、前記の如き問題を未然に防止することができる。
図56は本発明に係わる実施の一形態である物置を示すものである。物置1Γの上面に、外面に滑雪氷性の被覆層を形成した滑雪氷体2Γを設けることで、雪氷を滑落させることで積雪荷重により物置1Γが変形等の不具合を起こすことや、雪の塊の落下、雪庇の形成といった問題の発生を防止できる。
図57は本発明に係わる実施の一形態であるゴミ集積場構造体を示すものである。ゴミ集積場構造体1Δは支柱1Δ1、動物よけ等のために設けられるフェンス1Δ2及び屋根部1Δ3から形成されるものであるが、屋根部1Δ3の外面に滑雪氷性の被覆層を設けて、雪氷を滑落させることで積雪荷重によりゴミ集積場構造体1Δが変形等の不具合を起こすことや屋根部1Δ3からの雪の塊の落下や雪庇の形成を防止できる。
産業上の利用可能性
以上のように、本発明によれば、雪氷を被害を及ぼす以前の大きさでその自重により滑雪氷性を有する被覆層外面を滑落させることで、大きな雪氷の塊が落下して歩行者や車両等に衝突する等の被害の発生を未然に防止することができ、安全性の観点から有用である。また、比較的安価且つ簡便な方法で実現でき、経済性及び利便性の面においても有用である。
【図面の簡単な説明】
図1は滑氷に要する荷重の測定及び滑氷の状態の確認試験の斜視図を示すものである。
図2は図1のA−A’断面図を示すものである。
図3は滑氷に要する荷重の推移による剥離状態の違いを示すグラフである。
図4は本発明に係わる屋外工作物の、実施の一形態を示す説明図である。
図5は本発明に係わる中間材を設けた滑雪氷性被覆物の、実施の一形態を示す断面図である。
図6は図5に示す実施形態の、取り付けの一例を示す説明図である。
図7は本発明に係わる屋外工作物であるトンネル孔口の、実施の一形態を示す正面図である。
図8は図7に示す実施形態の側断面図である。
図9は従来のトンネル孔口を示す即断面図である。
図10は本発明に係わる屋外工作物であるトンネル孔口の、他の実施形態を示す説明図である。
図11は本発明に係わる屋外工作物であるトンネル孔口の、他の実施形態を示す説明図である。
図12は本発明に係わる屋外工作物である中央分離帯壁高欄の、実施の一形態を示す説明図である。
図13は本発明に係わる屋外工作物である中央分離帯壁高欄の、他の実施形態を示す説明図である。
図14は本発明に係わる屋外工作物である防音壁笠木の、実施の一形態を示す説明図である。
図15は本発明に係わる屋外工作物である防音壁笠木の、他の実施形態を示す説明図である。
図16は本発明に係わる屋外工作物であるサインの、実施の一形態を示す説明図である。
図17は本発明に係わる屋外工作物であるミラーの、実施の一形態を示す説明図である。
図18は本発明に係わる屋外工作物であるトラス橋のトラスの、実施の一形態を示す説明図である。
図19は本発明に係わる屋外工作物である道路標識の、実施の一形態を示す説明図である。
図20は従来の道路標識の、冠雪の状態を示す側面図である。
図21は図19に示した実施形態の背面を示す説明図である。
図22は本発明に係わる屋外工作物である道路標識の、他の実施形態を示す説明図である。
図23は本発明に係わる屋外工作物である道路標識の、更に他の実施形態を示す説明図である。
図24は本発明に係わる屋外工作物である道路標識の、更に他の実施形態を示す説明図である。
図25は本発明に係わる屋外工作物である自発光体の、実施の一形態を示す説明図である。
図26は本発明に係わる屋外工作物である自発光体の、他の実施形態を示す説明図である。
図27は本発明に係わる屋外工作物であるシェルターの、実施の一形態を示す説明図である。
図28は本発明に係わる屋外工作物である自転車置き場の、実施の一形態を示す説明図である。
図29は従来の照明灯及び氷柱の形成の状態を示す説明図である。
図30は本発明に係わる屋外工作物である照明灯の、実施の一形態を示す断面図である。
図31は本発明に係わる屋外工作物である照明灯の、他の実施形態を示す断面図である。
図32は本発明に係わる屋外工作物である照明灯の、更に他の実施形態を示す断面図である。
図33は本発明に係わる屋外工作物である照明灯の、更に他の実施形態を示す断面図である。
図34は本発明に係わる屋外工作物である東屋の、実施の一形態を示す説明図である。
図35は本発明に係わる屋外工作物である投物防止柵の、実施の一形態を示す説明図である。
図36は本発明に係わる屋外工作物である防風雪柵の、実施の一形態を示す説明図である。
図37は従来の防雪柵を示す説明図である。
図38は本発明に係わる屋外工作物である防雪柵の、実施の一形態を示す説明図である。
図39は本発明に係わる屋外工作物である防護柵の、実施の一形態を示す説明図である。
図40は本発明に係わる屋外工作物である料金所屋根の、実施の一形態を示す説明図である。
図41は本発明に係わる屋外工作物である鉄道車両の、実施の一形態を示す説明図である。
図42は本発明に係わる屋外工作物である信号機の、実施の一形態を示す説明図である。
図43は本発明に係わる屋外工作物である信号機の、他の実施形態を示す説明図である。
図44は積雪の多い地域における一般的な住宅の、屋根の形状の一例を示す説明図である。
図45は従来の住宅屋根における積雪の状態を示す説明図である。
図46は従来の住宅屋根における積雪の状態を示す説明図である。
図47は本発明に係わる屋外工作物であるパラペットの、実施の一形態を示す説明図である。
図48は本発明に係わる屋外工作物であるパラペット及び雪庇防止板の、実施の一形態を示す説明図である。
図49は本発明に係わる屋外工作物であるパラペット及び雪庇防止板の、他の実施形態を示す説明図である。
図50は本発明に係わる屋外工作物であるパラペット及び雪庇防止板の、更に他の実施形態を示す説明図である。
図51は本発明に係わる滑雪氷性の被覆層の、形成箇所の違いによる積雪状態を示す説明図である。
図52は本発明に係わる屋外工作物であるパラペット、雪庇防止板及び太陽電池の、実施の一形態を示す説明図である。
図53は本発明に係わる屋外工作物である太陽電池の、実施の一形態を示す断面図である。
図54は本発明に係わる屋外工作物である太陽電池の、他の実施形態を示す断面図である。
図55は本発明に係わる屋外工作物である目隠し板の、実施の一形態を示す断面図である。
図56は本発明に係わる屋外工作物である物置の、実施の一形態を示す断面図である。
図57は本発明に係わる屋外工作物であるゴミ集積場構造体の、実施の一形態を示す断面図である。Technical field
The present invention relates to an outdoor work that can suppress snow formation, snow cover, and formation of a snow corn in snowy and cold regions, and can slide snow and ice adhered by forming snow icing and a snow corn on the outer edge of a work where formation of a snow corn is considered. TECHNICAL FIELD The present invention relates to an article, a method for producing a snow-ice-ice coating, and a snow-ice-ice coating.
Background art
Snow accretion generated in snowy and cold areas causes various damages and obstacles to ordinary life and industrial activities. For example, the electric wire may break due to snow on the electric wire or the tower may collapse, causing a power outage accident in a wide area, or the snow that rolls up while the train is running may adhere to the pantograph or the underside of the vehicle, causing obstacles to the train operation. It is. Also, if it is a place related to the recognition of the external situation, it blocks or restricts the human visual field.For example, if the driver's visual field is obstructed by snow or ice on the vehicle window, collisions with structures and traffic accidents may occur. It can be a cause.
Also, when snow and ice arrive on road signs, bridges, and the like, the attached snow and ice gradually grows and increases in weight, and when the weight exceeds the adhesive force, it falls as a mass of snow and ice. Depending on the state in which snow and ice contain a small amount of water, snow and ice grow to a considerably large weight due to hydrogen bonding force, van der Waals force, etc. derived from water. When the snow and ice blocks fall off from road signs or bridges and fall, if vehicles or pedestrians pass under them, it may be catastrophic in some cases.
Other accidents such as bridge girder, steel towers, vehicles, aircraft, telecommunications facilities, road traffic signs, soundproof walls, roofs of buildings, side walls, snow covered ice on traffic lights, blockage due to icing on the inner walls of snow drifts and snow exits, etc. Obstacles may affect human life, and there is a demand for a technique for preventing snow and ice with high performance and reliability from various aspects.
The use of a heating element such as a heater as a measure to prevent snow and ice is an effective means, but the addition of equipment is not always inexpensive, and the cost and labor required to maintain energy such as electric power and equipment are extremely low. When a synthetic resin or the like that is vulnerable to heat is used, problems such as deformation due to heat may occur. Further, in a cold region, water generated by the melted snow and ice freezes again at a position distant from the heating element, which causes a new problem such as generation of an ice column and dropping of the ice column.
Also, in the method of physically wiping snow and ice, it is not possible to sufficiently wipe the snow and ice adhered firmly, and it takes time and effort to replace the wiping element because the wiping element is worn out. This has the problem that installation and maintenance are very complicated. Furthermore, since the water generated by snow melting forms icicles and snow adheres to the icicles, it is not possible to expect a sufficient effect not to install a heating element not only in necessary places but also around the structure. The use of such means has a problem that the installation and maintenance are very complicated.
In order to prevent snow and icing, various inventions have been proposed in which a base material is coated with a water-repellent paint containing a fluororesin or the like as a main component. For example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. In Japanese Patent No. 279056, JP-A-10-88061, JP-A-11-29722, etc., snow-ice which forms a super-water-repellent film on the outer surface of a base material by a technique for maximizing the water-repellent performance of paint is disclosed. Outdoor structures to prevent have been proposed. These occur between snow and ice and the outer surface of the coating layer, and minimize the hydrogen bonds and van der Waals forces that cause snow and ice, that is, make the outer surface of the coating layer super water-repellent. In this way, we try to prevent snow and ice.
In addition, as a measure to prevent the formation of snow and ice or cornice on the outer edge of a workpiece installed outdoors, in addition to applying a surface treatment that makes the outer edge extremely water-repellent, the upper edge of the workpiece is covered with snow. By attaching a separate roof-like workpiece with a slope greater than the angle of repose of snow above the workpiece to prevent snow and ice, A method of dropping by its own weight is used.
However, although the above-mentioned snow-proofing outdoor work has a good snow-preventing effect at the beginning when it is installed outdoors, it adheres and coats contaminants to the outer surface of the coating layer approximately several weeks after installation. Due to the deterioration of the film itself, its water repellency is reduced, and the effect of preventing snow and ice is lost.
In the invention described in JP-A-10-237431, photocatalytic fine particles are blended into a water-repellent coating layer, and contaminants attached to the outer surface of the coating layer are decomposed by the oxidation-reduction reaction to maintain super-water-repellency. A method for maintaining the snow accumulation preventing effect has been proposed. However, the water-repellent coating layer itself is decomposed simultaneously with contaminants by the oxidation-reduction reaction of the photocatalyst particles, which causes early deterioration of the coating film itself, and further, the photocatalyst fine particles exposed on the outer surface of the coating layer become hydrophilic, and conversely, It leads to snow and ice.
If the outer surface of the coating layer has a certain degree of smoothness, a water film is formed between the snow and ice and the outer surface of the coating layer when snow and ice begin to melt, so that the snow and ice slide down the outer surface of the coating layer, that is, snow sliding. It can be expected that snow and ice attached by ice will be removed from the outer surface of the coating layer.However, with a super water-repellent film, a water film is not formed on the outer surface due to its water repellency, and it is a discontinuous film having a large number of fine irregularities on the outer surface. Because of this, snow and ice do not run smoothly. In addition, it is necessary to mix fine particles and the like into the paint in order to form such an outer surface, so that handling during painting is difficult, and there are various problems such as a short pot life of the paint. Will also be very expensive.
Therefore, it is unavoidable to be exposed to severe conditions such as ultraviolet rays, wind and rain, snowfall, and temperature changes. Also, there are many large products, and the permissible range for quality variation is small even in a large target area. In order to form an outdoor workpiece that requires the above, it has been extremely difficult to cope with the above-mentioned coating layer due to problems in durability and manufacturing processes.
Furthermore, in the method of forming an inclined surface above the angle of repose of snow above an outdoor workpiece to suppress snow and ice, the inclined surface above the angle of repose of snow is as steep as 50 degrees or more. A workpiece having a large inclination angle needs to form a high and wide surface, which causes various restrictions such as an increase in a load of the workpiece itself and an increase in wind load, and a complicated mounting structure.
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and forms a coating layer whose outer surface is snow-and-snow and ice-like by a relatively inexpensive and simple method, and allows the snow and ice to quickly slide down without growing. Accordingly, it is possible to provide an outdoor work, a method for manufacturing a snow-and-ice-like covering, and a snow-and-ice-like covering capable of preventing the occurrence of a disaster caused by falling snow and ice and maintaining such effects for a long period of time. is there.
Disclosure of the invention
As a result of intensive studies, the present inventors have found that an outdoor work having snow-snow and ice properties, wherein a snow-ice and ice-covered coating layer is formed on the outdoor work, or a snow-snow and ice-covered coating layer is formed on the outdoor work. An ice body is attached, and the coating layer has water repellency having an outer surface tension of 35 dyne / cm or less, and a snowdrop on the outer surface of the outdoor workpiece by making a waterdrop sliding angle of 40 degrees or less. It was found that snow and ice could be reduced and the attached snow and ice could be slid down, and the present invention was completed.
Snow-sliding property means that the snow and ice slide down while the part in contact with the outer surface of the snow layer is kept constant, that is, when the snow and ice are sled and the outer surface of the snow layer is regarded as the snow surface, This is the property of snow and ice sliding down as if gliding, which is clearly different from that of preventing the adhesion of snow and ice by forming a super water-repellent outer surface. The snow and ice attached to the outer surface having snow and ice properties slide down from the outer surface due to its own weight when a small amount of water existing on the surface of the snow and ice intervenes between the outer surface and the snow and ice.
In the present invention, when the surface tension of the outer surface of the coating layer is 35 dyne / cm or less, the force of the snow and ice to adhere to the outer surface of the coating layer, that is, the outer surface of the coating layer and the snow and ice caused by a small amount of moisture existing on the surface of the snow and ice. The hydrogen bonding force, van der Waals force, and the like generated during the above are reduced to reduce the adhesion of snow and ice and to bring the attached snow and ice close to the surface of the coating layer. Also, the sliding angle of the water droplet, that is, the water droplet was dropped on the outer surface of the coating layer, the water droplet was stopped, and then the coating layer was gradually inclined.If the inclination angle when the water droplet started to move was 40 degrees or less, the water droplet adhered to the outer surface of the coating layer. Snow and ice can slide down by their own weight due to the trace amount of water contained therein.
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, even when it snows and ices, the snow and ice attached to the outer surface of the outdoor workpiece can be quickly slid down by the snow and ice properties of the outer surface of the coating layer, so that the snow and ice prevention effect can be exhibited. Therefore, without the need for super-water-repellent water repellency to prevent snow and ice, the coating layer formed by a relatively inexpensive and simple method allows the attached snow and ice to be quickly slid down, and the adhesion of snow and ice. It is possible to suppress the adhesion of snow and ice at the same time as the snow and ice that have adhered slide down before growing on a snow lump or a snow cornice while keeping the time as short as possible.
Furthermore, even if the contaminants adhere to the outer surface of the coating layer, the particles of the contaminants cannot be uniformly distributed on the entire outer surface of the coating layer. For this reason, the snow and ice properties are not significantly impaired. Further, the contaminants are removed together with the snow and ice sliding down the outer surface of the coating layer, and the snow and ice properties can be maintained without accumulating. Furthermore, even if the coating film deteriorates, the decrease in performance such as surface tension and water slippage related to snow and ice is much more gradual than the decrease in water repellency of super water repellency, It is possible to maintain the effect of preventing snow and ice for a much longer period of time.
The outer surface of the coating layer having snow and ice properties according to the present invention has a surface tension of 35 dyne / cm or less and a sliding angle of water droplets of 40 degrees or more. When the surface tension exceeds 35 dyne / cm, a strong hydrogen bonding force, a Van der Waals force, or the like is generated between a small amount of water contained in snow and ice and the outer surface of the coating layer, and the adhesion is snow and ice. Snow and ice are hard to slide down because they exceed the level that they can slide down by their own weight. Even if the surface tension is 35 dyne / cm or less, if the sliding angle of the water droplet exceeds 40 degrees, it is difficult for the snow and ice attached to the outer surface of the coating layer to slide down only by its own weight.
Further, even when the surface tension is 35 dyne / cm or less and the inclination angle at which the water droplet starts to move is 40 degrees or less, the outer surface of the coating layer has a property that the water droplet slides down, that is, when the water droplet moves on the outer surface of the coating layer, the water droplet and the outer surface of the coating layer move. It is necessary for the water droplet to move while the contacting part is kept constant. Moisture on the surface of snow and ice is very small and cannot be separated from snow and ice, and since there is almost no gap between the interface between snow and ice and the outdoor work, the water cannot be in the form of water droplets. On the surface in which water drops roll, that is, the water droplets roll on the outer surface, it is not possible to expect snow-sliding properties due to its own weight. Further, the surface tension is more preferably 20 dyne / cm or less, and the sliding angle of the water droplet is more preferably 30 degrees or less, whereby higher snow-and-snow properties can be exhibited.
Further, in the coating layer, when the water droplet slides down, it is preferable that the advancing contact angle of the water droplet is 90 degrees or more and the receding contact angle is 50 degrees or more and less than the advancing contact angle. The advancing contact angle and the receding contact angle when the water droplet slides down represent the balance between the water repellency of the outer surface of the coating layer and the bonding force between molecules possessed by the water droplet. Adhesion with water droplets exceeds bonding force between molecules in water droplets, and snow and ice are more likely to occur. Also, if the receding contact angle is less than 50 degrees, snow and ice are more likely to occur for the same reason as in the case of the advancing contact angle, and if the receding contact angle is greater than the advancing contact angle, the water droplets are likely to fall down and hardly slide down. However, snow and ice properties are reduced. Further, when the advancing contact angle is more preferably 100 degrees or more and the receding contact angle is more preferably 60 degrees or more and less than the advancing contact angle, more excellent snow and ice properties can be exhibited.
Further, it is preferable that the coating layer has a water droplet sliding speed of 10 cm / min or less from the initial sliding position to the sliding position of 10 cm at the initial falling angle of the water droplet. In order to develop snow and ice properties, it is necessary that a small amount of water existing on the surface of snow and ice be kept in stable contact with the interface between snow and ice and the outer surface of the coating layer. If it exists in a stable state, the contact between the moisture existing on the surface of snow and ice and the outer surface of the coating layer will be insufficient, and smooth snow and ice properties will not be exhibited. If the moisture is unstable on the outer surface of the coating layer, the water droplet cannot stably stay on the outer surface of the coating layer, and the sliding speed of the water droplet becomes high. Therefore, the water drop sliding speed is preferably 10 cm / min or less, more preferably 5 cm / min or less.
The maximum surface roughness of the outer surface of the coating layer having snow and ice properties according to the present invention is preferably 10 μm or less. The maximum surface roughness is the difference in the height of microscopic unevenness on the outer surface of the coating layer, and the maximum difference of 10 μm or less on the outer surface of the coating layer makes the snow and ice properties excellent. Can be. If there is a difference in the height of the microscopic unevenness exceeding 10 μm on the outer surface, the unevenness may cause the snow and ice to not slide smoothly, or the air may stay in the concave portion, and the air may cause a small amount of snow to be present on the snow and ice surface. Smooth water is absorbed into snow and ice by the water repellency of air, thereby inhibiting the development of snow and ice properties. If the maximum surface roughness is set to 10 μm or less, such influence on the snow and ice properties can be almost eliminated.
In addition, it is preferable that the ice frozen on the outer surface of the coating layer in a temperature range of −2 ° C. to −5 ° C. causes constant load non-breaking sliding due to a load from the horizontal direction with the coating layer. When snow and ice arrive in an actual installation environment, it is in the temperature region that the adhesion of snow and ice is maximum, and in the temperature region, the amount of water contained in the snow and ice is small, but the amount of water is maximum. Adhesion such as hydrogen bonding force and Van der Waals force derived from the particles is also maximized, so that snow and ice are more likely to occur. At an outside air temperature lower than the above temperature range, the amount of moisture existing on the surface of snow and ice is reduced, and the hydrogen bonding force, van der Waals force, etc. are reduced accordingly. Drops off easily from the outside. At an outside air temperature higher than the above-mentioned temperature range, the snow is not in a state of snow and ice, and slides down as water droplets without adhering to the outer surface.
The constant load non-breaking sliding means that frozen snow and ice slide on the outer surface of the coating layer without causing breakage of the freezing joint at the interface with the outer surface of the coating layer due to gravity or external force acting on itself. That is, when gravity or external force is applied, rather than suddenly breaking the freezing joint at a certain point and falling off the outer surface of the coating layer, from the point of time when the gravity or external force is applied at a certain point, approximately the gravity or external force is applied. This indicates that the snow and ice slide on the outer surface of the coating layer while being kept. When the snow and ice slide in a non-breaking manner with a constant load, the snow and ice can be made to slide by gravity or an external force smaller than the breakage of the freeze-bonded joint, and the snow and ice can easily slide down by their own weight.
Therefore, when snow and ice adhere to a surface that does not have snow and ice properties during snowfall, the attached snow and ice gradually grows and breaks off from the surface when the weight of the snow and ice exceeds the adhesive force between the surface and snow and ice. It falls as a large snow and ice mass, causing damage by colliding with pedestrians and vehicles, etc., but on the surface such as the outer surface of the coating layer in the present invention, snow and ice are broken by their own weight in a relatively small state. By sliding down without peeling, the above-mentioned damage can be prevented beforehand.
In addition, the coating layer may be formed on an inorganic base film on a base material, and may be formed on the inorganic base film. By forming an inorganic base film on a base material, it is possible to apply a surface treatment to any kind of base material, even if the base material has been subjected to surface treatment such as painting and plating. By forming an inorganic base film on the coating film and forming a coating layer on the inorganic base film, a snow-snow-ice coating layer can be easily formed on various substrates. Further, the inorganic base film functions as a hard coat layer, so that the base material can be hardly damaged.
The inorganic base film may be a transparent film, and by using such an inorganic base film, a coating layer is formed without impairing the appearance such as the color and gloss of a surface treatment film such as coating and plating. Can be. The inorganic base film has good adhesion to both organic and inorganic coatings, and is easily bonded chemically to the water-repellent substance by the functional group thereof. When the aqueous substance is firmly fixed, a coating layer with snow and ice resistance and high durability can be formed.
The inorganic base film formed on the outer surface of the base material according to the present invention may be a metal oxide itself such as glass, titanium oxide, and alumina, or may be formed using them, It is preferably formed using a silicone coating agent. Silicone, which is a main component of the silicone coating agent, can have relatively high adhesion to a substrate and bond to a water-repellent substance as described above, and can easily form an inorganic base film. Further, the film formed by the silicone coating agent is extremely strong as a film because the silicone substances are bonded together by siloxane bonds similar to glass. Further, the water-repellent substance can be easily and firmly fixed due to the high amount of the functional group of the silicone.
A known silicone coating agent for forming an inorganic base film containing silicone as a main component may be used. Examples of the coating method include dipping, spin coating, nozzle flow coating, spraying, and flow coating. , Brush coating, roller coating, wiping coating, etc., or a combination thereof, but spraying and dipping, which are easy to control the uniformity and thickness of the film, and provide smoothness, can be used. It is suitable.
Further, the coating layer is formed by directing a water-repellent substance having a linear structure having a length of 5 ° (angstrom) or more, more preferably a length of 10 ° or more to the outer surface of the coating layer, thereby forming Preferably, it is fixed to a surface. By immobilizing the water-repellent substance having a linear structure, the sliding angle of the water droplet on the outer surface of the coating layer can be reduced and the water droplet can exhibit the water-sliding property.
By fixing the water-repellent substance having a linear structure with the ends oriented to the outer surface and immobilizing it, the outer surface of the coating layer looks like a carpet with long hairs when viewed microscopically. When looking at the water-repellent substance having a linear structure as the hair foot of a carpet, the hair foot is water-repellent when water drops are placed on the surface of the carpet, and the water drops do not penetrate between the hair feet, It will be on top. When the entire carpet is tilted in that state, the upright hair feet tilt in the tilting direction with the weight of the water drop, helping the water drop to move, reducing the sliding angle of the water drop, and Snow and ice can be slid off at a much smaller inclination angle than when a smooth coating layer is formed on the outer surface. In addition, as the water drops slide down on the inclined carpet surface, the hairs on the locus of the carpet incline in the direction of inclination one after another, keeping the water drops sliding down and the water drops sliding down the carpet surface without having to fall down can do.
In addition, not only in the case of water droplets, but also in the case where contaminants adhere, the water-repellent material having a linear structure is much smaller than the particles of the contaminants, and the contaminants are placed on the outer surface without penetrating the coating layer Once in a state, even if it adheres, it easily slides down with water droplets and snow and ice. In addition, since the contaminant is only placed on the outer surface, the water repellent material having the linear structure does not hinder tilting, and therefore does not lead to a decrease in the snow-snow ability. If the length of the water-repellent substance having a linear structure is less than 5 °, it cannot be sufficiently tilted to exhibit snow and ice properties, and is preferably 5 ° or more, preferably 10 ° or more. Aqueous materials are more preferable because they are more easily inclined.
Further, the coating layer is a water-repellent substance having a linear structure in which a trifluoromethyl group or a methyl group is arranged at a terminal with a length of 5 ° or more, more preferably a length of 10 ° or more, on the upper surface of the substrate, It is preferable to fix the terminal to the outer surface of the coating layer so that the terminal is oriented. The trifluoromethyl group and the methyl group are each a water-repellent functional group and exhibit water repellency.
A water-repellent substance having a linear structure in which a trifluoromethyl group is disposed at the terminal has a trifluoromethyl group that is water-repellent, has high polarity as a functional group, and has a large functional group itself. The water-repellent substance having a chain structure repels the ends so that it is easy to be erected and works favorably on the snow and ice properties. In addition, since the ends of the water-repellent material having a linear structure repel each other, even when the density of the water-repellent material having a linear structure fixed due to deterioration over time or the like decreases, the water-repellent material having a linear structure also exists. Since it is difficult to fall down, the period during which the snow and ice properties are exhibited can be lengthened, and the durability becomes high.
In addition, a water-repellent substance having a linear structure in which a methyl group is disposed at a terminal has a methyl group that is water-repellent, a relatively small functional group, and a water-repellent substance having a linear structure on a substrate. It can be densely fixed on the surface, and since the terminal functional groups are small, the linear structure is easy to move, and high snow-and-ice properties can be exhibited in the initial stage. Each of the water-repellent substances having a linear structure in which a trifluoromethyl group or a methyl group is disposed at the terminal may be used alone, or may be used as an appropriate mixture.
Further, in the coating layer according to claim 8 or 9, the water-repellent substance having a linear structure fixed to the upper surface of the base material is substantially uniform at least one substance per 20 square centimeters. Is preferably distributed. If the area per molecule is more than 20 square centimeters, the number of hairs when the coating layer is compared to a carpet and its hair feet will be reduced, and the outer surface of the coating layer will have the above-mentioned effects on snow and ice. Cannot be fully expressed.
The coating layer according to any one of claims 8 to 10, wherein the water-repellent substance having a linear structure is 10% less than the density at which fixation is saturated on the upper surface of the substrate. It is preferred to distribute them approximately uniformly at a density of ~ 95%. The density at which the fixation is in the saturated state means that the density at which the water-repellent substance is fixed microscopically due to the size of the molecules and the intermolecular energy is limited, but refers to the density in the maximum fixed state. is there. The water-repellent substance having the linear structure is water-repellent, and when the substance is fixed at a density at which the substance becomes saturated on the surface, the outer surface of the coating layer is entirely formed of a water-repellent substance when considering the size level of water molecules. It will be covered. Although water has a small binding force between molecules and tends to stay in place, a small amount of water contained in snow and ice stays on the surface on which only the water-repellent substance is placed. Snow and ice adhering to the outer surface of the coating layer becomes hard to snow and ice by trying to roll.
Therefore, by providing a non-water-repellent portion in addition to the water-repellent portion, hydrogen between the snow and ice and the outer surface of the coating layer generated due to a small amount of water contained in the snow and ice between the two portions is provided. Differences occur in the bonding force, van der Waals force, etc., and this difference breaks the balance of the force of adhesion between snow and ice and the outer surface of the coating layer, and promotes snow-snow ice by becoming the starting point for moving moisture. be able to. If the distribution of the water-repellent substance having a linear structure can be fixed only to a portion of less than 10%, it is difficult to reduce the surface tension to 35 dyne / cm or less. It is difficult to achieve the effect of promoting snow and ice without breaking the balance.
Further, by distributing the hydrophilic substance in a portion other than the area where the water-repellent substance is distributed, a greater difference in hydrogen bonding force, van der Waals force, and the like can be generated, and the snow and ice properties can be improved. . Further, the contaminants and the like adhering to the outer surface of the coating layer due to the hydrophilicity are easily washed away by rainfall and the like, and the contaminants are removed, which leads to prevention of a decrease in the effect of preventing snow and ice.
The substance exhibiting water repellency according to the present invention can be formed by any water repellent, but when the substrate is made of a polymer such as a synthetic resin which is vulnerable to heat, 80 ° which does not adversely affect the substrate. It is preferable to use a water-repellent substance which can form a film at a low temperature and can be fixed to a hydroxyl group as described below, and it is preferable to use one or a mixture of two or more kinds selected from the following examples as a main component. For example, pitch fluoride (CFmm: 1.1 to 1.6 manufactured by Osaka Gas Co., Ltd.), or fluororesin, specifically, polytetrafluoroethylene (PTFE), tetraethylene-hexafluoropropylene copolymer (PFEP), Fluorine based on them, such as ethylene-tetrafluoroethylene copolymer (PETFE), tetrafluoroethylene-perfluoroalkylvinyl ether copolymer (PFA), polyvinylidene difluoride (PVdF), polyvinyl fluoride (PVF), etc. As the resin coating agent or the like, a fluorine-containing compound having a fluorocarbon group or a fluororesin coating agent based on them can be used.
The coating layer according to any one of claims 8 to 12, wherein the coating layer is a fluorine-containing silane compound, a fluorine-free silane compound, or a mixture of two or more fluorine-containing compounds having a fluorocarbon group. In the formation of the coating layer, it is preferable to apply these prepared as coating liquids for forming a coating film, and to dry and cure the coating liquid. The compound is a water-repellent substance having a straight-chain structure and has a functional group having a high binding force, so that the coating layer can have good snow and ice durability. Further, when these coating liquids are applied on an inorganic base film containing silicone as a main component, the silicone and the three kinds of water-repellent substances are bonded by a siloxane bond, and an extremely strong bonding force is developed. It is preferable because it can have the durability of snow and ice.
Further, the fluorine-free silane compound according to claim 13 may be a fluorine-free silane compound having a methyl group. As described above, a water-repellent substance having a linear structure in which a methyl group is disposed at a terminal has a relatively small functional group of a methyl group, and a water-repellent substance having a linear structure is densely fixed to the upper surface of a substrate. In addition, since the terminal functional group is small, the linear structure is easy to move, and high snow-and-snow properties can be exhibited in the initial stage.
As a coating method related to the formation of the coating layer, a water-repellent substance as described above is used as a coating liquid, and for example, a dipping method, a spin coating method, a nozzle flow coating method, a spray method, a flow coating method, a brush coating method, a roller coating method It can be applied by a wiping coat method or the like or a combination of these methods. However, a spray method and a dipping method, which can easily control the uniformity of the film and the film thickness and obtain smoothness in order to exhibit water slip, can be used. It is suitable. In the case of coating by a spray method, it is preferable that the discharge amount and the discharge pressure of the paint be as small as possible, depending on the water-repellent substance to be coated. If the discharge amount is increased, a curing reaction proceeds between the water-repellent substances, so that a uniform coating film is hardly formed.
In addition, the substance to be distributed to the other part of the part where the water repellent substance is distributed is preferably hydrophilic for the above-mentioned reason, and the substance for exhibiting hydrophilicity may be formed by an optional hydrophilizing agent. In addition, if the base material itself is a hydrophilic substance such as glass or metal oxide, the portion that is exposed on the outer surface may be used as the hydrophilic substance.
Examples of the hydrophilizing agent that forms the substance exhibiting the above-mentioned hydrophilization include R1aR2bR3cSiX4-abc [R1, R2, R3: an aliphatic hydrocarbon group and / or an aromatic hydrocarbon group. a, b, c: 0-3. a + b + c: 0-3. X: a hydroxyl group or a hydrolyzable functional group (halogen element, alkoxy group, isocyanate group)]. For example, in the case of a tetrafunctional silane of a + b + c = 0, a silica-based thin film is obtained at room temperature or / and calcination. When, for example, a + b + c = 1, 2, 3 (R is a methyl group, an ethyl group, a phenyl group, or the like), the film is baked at a high temperature to bake and oxidize the hydrocarbon group: R to obtain a silica-based compound. It can be a thin film.
Further, for example, a hydrophilic silica-based thin film can be obtained by coating with a coating solution comprising a silicone coating agent based on the above silane compound. Specifically, for example, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetra-n-propoxysilane, tetra-iso-propoxysilane, tetra-n-butoxysilane, tetra-iso-butoxysilane, tetra-sec-butoxysilane, tetra -Tert-butoxysilane and the like. In addition, tetrachlorosilane, tetraisocyanatesilane, ethoxysilane triisocyanate and the like can be mentioned. Further, for example, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyltrichlorosilane, ethyltriethoxysilane, ethyltrichlorosilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, phenyltrichlorosilane, propyltrimethoxysilane, propyltriethoxysilane Propyltrichlorosilane, butyltrimethoxysilane, butyltriethoxysilane, butyltrichlorosilane, hexyltrimethoxysilane, methylsilyltriisocyanate, dimethylsilyldiisocyanate, vinylsilyltriisocyanate and the like.
Further, for example, dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, dimethylvinylmethoxysilane, dimethylvinylchlorosilane and the like. 3-chloropropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, N- (2-aminoethyl) -3-aminopropyltriethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane Silane and the like. Further, polysilazanes and silazane compounds are exemplified. Further, a silicone coating agent based on the above-mentioned silane compound may, for example, be mentioned.
As a coating method relating to the formation of a substance exhibiting hydrophilicity, a hydrophilic substance as described above is used as a coating liquid, and for example, a dipping method, a spin coating method, a nozzle flow coating method, a spray method, a flow coating method, a brush coating method , Roller coating method, wiping coating method, etc., or a combination thereof. However, similar to the coating of a water-repellent substance, the uniformity of the film, the control of the film thickness, etc. are easy, and the spray which can obtain the smoothness is obtained. And the dipping method are preferable. When the spraying method is used, it is preferable to form a uniform coating film by suppressing the progress of the curing of the hydrophilizing agent by setting the discharge amount and the discharge pressure as low as possible.
The outdoor work according to the present invention includes a tunnel entrance, a central partition wall railing, a soundproof wall sill, a truss of a truss bridge, a sign board, a snow protection board, a sign, a mirror, a self-luminous body, a shelter, a bicycle storage, and a lighting lamp. , Arbor, protective fence, wind and snow fence, snow fence, anti-projectile fence, traffic light, tollgate roof such as toll roads, railway cars, housing roof snow eaves prevention board, housing roof parapet, solar battery, housing exterior It may be at least one selected from the group consisting of a blindboard such as a veranda, a storage room, and a garbage collection site structure.
A coating layer having snow-and-ice properties is formed on such an outdoor work, or a snow-and-ice body on which a coating layer having snow-and-ice properties is formed is provided with snow-and-ice properties, and the attached snow and ice is quickly slid down. Thus, safety of traffic routes, lighting, visibility, and the like are ensured.
Further, the illumination lamp is characterized in that a member having an inclined surface is provided above the lamp, and a snow-snow-and-ice coating layer is provided on an outer surface of the inclined surface.
Further, the member is characterized in that a heat insulating material is provided between the member and the lamp.
Further, the traffic signal transmits light relating to traffic to a road user by transmitting light from the light emitting diode through the cover, and a snow-snow-and-ice coating layer is provided on an outer surface of the cover. It is a feature.
Further, the outdoor workpiece is characterized in that an outer edge is an inclined surface of 20 degrees or more with respect to a horizontal plane.
Further, the outdoor workpiece is characterized in that the outer edge is inclined at an angle of 20 to 45 degrees with respect to a horizontal plane.
According to the present invention, since the outer surface is provided with a snow-snow / ice-repellent coating layer, the outer edge cannot be formed by the conventional hydrophilic, water-repellent and super-water-repellent coating layers. Sliding of snow and ice at an angle of about 20 to 45 degrees is realized. More preferably, it is 30 degrees or more with respect to the horizontal plane. In addition, since the horizontal plane is set at 20 to 45 degrees, it is possible to reduce the wind load applied to the outer edge which is inevitable for the outdoor workpiece, and to form the outdoor workpiece, the strength and outer edge of the workpiece are sharply reduced. Restrictions such as the necessity of setting an angle can be reduced.
Incidentally, the inclined surface is not limited to the inclination by a continuous straight line, and may be one in which the inclination angle changes in the middle or one formed by a curve. A combination of straight lines may be used. Also, the upright surface may be formed in the middle of the inclined surface, or may be present in the middle of the curve.
Further, the method for producing a snow-and-ice coating according to the present invention has a linear structure of 5 ° or more, and trimethoxysilane, triethoxysilane, dimethoxysilane, diethoxysilane, methoxysilane or ethoxysilane is provided at one end. A water-repellent substance in which at least one selected from the group consisting of a fluorocarbon group and a methyl group is disposed at the other end, and the water-repellent substance is placed in an appropriate solvent. Disperse to form a water-repellent composition, apply the water-repellent composition onto a substrate, and remove the remaining water-repellent composition while applying pressure while the solvent remains. A coating layer is formed thereon.
According to the present invention, a hydroxyl group disposed on the upper surface of the substrate reacts with one end, and the other end is oriented on the outer surface of the coating layer, and is provided by the coating layer according to claim 8. The same operation and effect as described above can be obtained. The water-repellent substance contained in the water-repellent composition reacts with and binds to the hydroxyl group arranged on the upper surface of the base material during application, but the water-repellent substance is forcibly applied by applying pressure while the solvent remains. The reaction and the bond are promoted by being brought close to the hydroxyl group in a specific manner, the number of hair feet in the above-described example of the carpet can be increased, and the snow-and-ice property of the obtained snow-and-ice coating can be improved. In addition, by removing the remaining water-repellent composition, not only a coating layer formed of a smooth water-repellent substance is formed on the outer surface, but also an unreacted water-repellent substance does not remain on the outer surface of the coating layer. The movement of the hair foot is not hindered by the water-repellent substance remaining near the tip of the hair foot in the example of the carpet.
As a method for removing the remaining water-repellent composition while applying pressure in a state where the solvent remains, a method using an air blow or the like may be used, but a rag using a means such as a rag, a rasha, a sponge, a buff, a brush, etc. The method is preferred. Further, it is preferable to perform the friction by fixing the means used for the friction to a friction device, a vibration device or the like. In the method for producing a snow-and-ice coating according to the present invention, the water-repellent composition is applied and rubbed, but after the friction is started, the remaining water-repellent composition is fixed to the base material. Although it is repelled by the substance, the friction is preferably set to a time of about 0.1 to 10 seconds before being repelled, and more preferably about 2 seconds. If the time is too short, the water-repellent composition is removed before the water-repellent substance is sufficiently fixed on the base material, and if the time is too long, the water-repellent composition in which the solvent is volatilized and repelled is applied to the surface of the coating layer. Many will remain.
The pressure applied by friction is not particularly limited as long as the inorganic base film is not damaged, but is preferably about 0.1 to 2 kg / cm 2. The reaction and bonding to the hydroxyl group can be promoted, and the remaining water-repellent composition can be sufficiently removed.
At least one selected from the group consisting of trimethoxysilane, triethoxysilane, dimethoxysilane, diethoxysilane, methoxysilane or ethoxysilane is disposed at one end, and a group consisting of a fluorocarbon group and a methyl group at the other end. As the water-repellent substance on which at least one selected from the above is disposed, for example, a water-repellent substance as shown in Chemical formula 1 can be suitably used.
Embedded image
Figure 2002092945
The coating layer is formed on an inorganic base film that has been subjected to at least one treatment selected from the group consisting of a corona discharge treatment, a plasma discharge treatment, and a flame treatment.
Hydroxyl groups at the siloxane bond end are oriented on the surface of the inorganic base film, and this hydroxyl group reacts with the water-repellent substance to obtain a snow-snow-ice coating layer. After that, if the water-repellent substance is left without reacting, the hydroxyl groups adsorb moisture and impurities in the air, and the reactivity with the water-repellent substance decreases. Performing the above treatment to remove such adsorbed moisture and impurities, and further increase the number of hydroxyl groups oriented on the surface of the inorganic base film, thereby increasing the number of places where the water-repellent substance can react, thereby increasing the reactivity. Can be increased. The snow-snow-ice coating layer formed on such an inorganic base film can have high initial performance and high durability.
Further, the snow-and-ice coating according to claim 22 according to the present invention is formed by the manufacturing method according to claim 20 or 21, and has an outer surface with a surface tension of 35 dyne / cm or less. A water-repellent coating layer having a water-sliding angle of 40 degrees or less is provided.
The snow-and-ice coating according to claim 23 according to the present invention is characterized in that the outer surface of the coating layer formed on the base material after the accelerated weathering test has been performed for 1000 hours has a surface tension of 35 dyne. / Cm or less, and a water droplet having a sliding angle of 40 degrees or less.
Here, the accelerated weather resistance test is based on a sunshine carbon arc lamp based on JIS-K5400 (a general test method for paint), and irradiates ultraviolet rays equivalent to 10 times the sunlight with light rays generated by burning carbon. This is a test method in which the coating layer is forcibly deteriorated by spraying water at regular intervals.
In addition, the snow-and-ice coating according to claim 24 according to the present invention is characterized in that the outer surface of the coating layer formed on the substrate, which is irradiated with 560 MJ / m2UV in an outdoor condensing type accelerated exposure test, is formed. It is characterized by having water repellency with a surface tension of 35 dyne / cm or less and a water-sliding property with a water drop sliding angle of 40 degrees or less.
Here, the outdoor condensing accelerated exposure test is a test method described in ASTM-G90, which is generally called EMMAQUA. The sunlight that actually falls to the horizon is condensed by a reflecting mirror or the like and irradiated. Therefore, unlike the normal accelerated weathering test, it is possible to irradiate light rays of all wavelengths in sunlight and obtain a high correlation with actual outdoor installation. The energy amount of 560 MJ / m2UV in the test is said to correspond to about three years in actual outdoor installation.
According to the above-mentioned snow-snow-ice coating, even when installed outdoors where snow and ice can be attached, excellent snow-snow and ice properties can be maintained over a long period of time, and damage due to snow and ice can be prevented beforehand. In addition, it is possible to reduce labor and cost related to replacement due to performance degradation.
Further, the snow-and-ice coating according to claim 25 according to the present invention is characterized in that the outer surface has a water repellency having a surface tension of 35 dyne / cm or less and an intermediate material on a base material via an intermediate material. A sliding layer having a sliding angle of 40 degrees or less is provided.
According to the present invention, even if the base material has already been installed, the base material can be easily attached to the base material by forming a snow-snow-ice coating layer on the intermediate material even though the base material has already been installed. A snow- and ice-like coating layer can be provided on the base material, and the intermediate material allows the base material to have various designs, colors, gloss, and the like.
The intermediate material is made of a synthetic resin that transmits visible light.
By using such an intermediate material, it is possible to provide a snow-snow-ice coating layer without impairing the design, color, gloss and display content of the substrate.
The intermediate member has flexibility.
Since the intermediate member has flexibility, it is easy to form the snow-snow-ice coating layer by attaching the intermediate member to substrates having various shapes following the intermediate member. In order to provide the intermediate material with flexibility, the intermediate material may be formed using a flexible resin such as a rubber or an elastomer that transmits visible light. You may provide flexibility as a film-like thing of about 0.01 mm-2.0 mm.
The coating method using a water-repellent substance relating to the formation of the coating layer on the intermediate material as a coating liquid, in addition to the above-mentioned coating method, gravure roll coating method, Meyer bar coating method, doctor blade coating method, reverse roll coating method It may be formed by a known film coating method such as an air knife coating method, or a combination of the above coating methods. However, the base material may be a synthetic resin and may have more flexibility. For this reason, it is preferable to form by a dip coating method.
Further, in the coating layer of the snow-and-ice-like coating according to any one of claims 22 to 26 according to the present invention, a water droplet on the outer surface has a forward contact angle of 90 ° or more and a receding contact angle of 50 ° or more. It is characterized in that it slides down at an advancing contact angle or less.
The coating layer of the snow-and-ice coating according to any one of claims 22 to 27 according to the present invention, wherein the outer surface has a water droplet until the outer surface slides down 10 cm from the initial sliding point at the initial angle of sliding of the water droplet. The sliding speed is 10 cm / min or less.
The coating layer of the snow-and-ice coating according to any one of claims 22 to 28 according to the present invention is characterized in that the outermost surface has a maximum surface roughness of 10 µm or less. .
In addition, the coating layer of the snow-and-ice-like coating according to any one of claims 22 to 29 according to the present invention, the ice frozen on the outer surface in a temperature range of -2 to -5 degrees, It is characterized by a constant load non-breakable sliding due to a load from the horizontal direction with the coating layer.
Further, the coating layer of the snow-and-ice-like coating according to any one of claims 22 to 30 according to the present invention is formed on an inorganic base film formed on a substrate. It is a feature.
Further, the inorganic base film is formed using a silicone coating agent containing silicone as a main component.
Further, the coating layer of the snow-and-ice coating according to any one of claims 22 to 32 according to the present invention comprises a water-repellent substance having a linear structure having a length of 5 ° (angstrom) or more. The end is oriented on the outer surface of the coating layer and is fixed to the upper surface of the substrate.
Further, the water-repellent substance having a linear structure has a trifluoromethyl group and / or a methyl group arranged at a terminal, and is oriented such that the trifluoromethyl group and / or the methyl group becomes an outer surface. Is what you do.
Further, the water-repellent substance having a linear structure is characterized in that one or more substances are distributed substantially uniformly in 20 square centimeters.
Further, the water-repellent substance having a linear structure is fixed substantially uniformly on the upper surface of the substrate at a density of 10 to 95% with respect to a density at which the fixing of the substance is saturated. It is assumed that.
In addition, the water-repellent substance having the linear structure is fixed almost uniformly at a density of 10 to 95% with respect to the density at which the fixing of the substance is saturated on the upper surface of the base material, and to other parts. It is characterized in that a hydrophilic substance is present.
In addition, the coating layer of the snow-and-ice-like coating according to any one of claims 33 to 37 according to the present invention comprises a fluorine-containing silane compound, a fluorine-free silane compound, or a fluorine-containing compound having a fluorocarbon group. It is characterized in that one or a selected mixture thereof is used as a main component.
The fluorine-free silane compound is a fluorine-free silane compound having a methyl group.
Regarding the effects obtained by the snow and ice-like covering according to claims 27 to 39 according to the present invention, the outdoor work according to claims 2 to 14 according to the present invention Is the same as that obtained by
Further, the outdoor work according to claim 40, wherein a coating layer having snow and ice properties is formed, or a snow and ice body on which a coating layer having snow and ice properties is formed is attached, and the coating layer is A coating layer according to claims 22 to 39.
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Embodiments of an outdoor workpiece according to the present invention will be described with reference to the following examples and comparative examples.
[First Embodiment]
(Example 1)
First, a 100 mm × 100 mm, 3.0 mm thick, silicon-based base film-coated polycarbonate plate is sufficiently subjected to corona discharge treatment to make the outer surface in an activated state (hydrophilized) to be used as a substrate. Next, a fluorosilicone coating agent X-24-7890 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was diluted to a solid content ratio of about 2.0% to obtain a coating liquid for forming a coating layer. Then, the substrate is immersed in a bath filled with the coating liquid for forming a coating layer, pulled up at a speed of about 5 mm / min, dried at room temperature, and then heat-treated at about 80 ° C. for about 30 minutes. An outdoor workpiece according to the invention of Example 1 was obtained.
(Example 2)
Unlike Example 1, except that the fluorosilicone coating agent X-24-9270 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was diluted so as to have a solid content of about 1.0% and used as a coating liquid for forming a coating layer. In the same manner as in Example 1, an outdoor workpiece according to the present invention of Example 2 was obtained.
(Example 3)
Next, different from the above, a coating solution mainly containing LS6970 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), which is octadecyltriethoxysilane [ODTES], is used. : Ethyl alcohol [EtOH]: water [0.01N HNO3] = around 1: 150: 8, and stirred at room temperature for 5 hours to obtain a coating solution for forming a coating layer. Then, the same substrate as that used in Example 1 was immersed in a tank filled with the coating liquid for forming a coating layer in an atmosphere having a relative humidity of about 10% or less, and pulled up at a rate of about 10 mm / min. After drying the solvent at room temperature, a heat treatment was performed at about 60 ° C. for about 30 minutes to obtain an outdoor workpiece according to the present invention of Example 3.
(Example 4)
Further, unlike the above, as the coating solution for forming the coating layer, a coating solution mainly containing TSL8233 (manufactured by Toshiba Silicone Co., Ltd.), which is heptadecafluorodecyltriethoxysilane [FAS], is used. The mixing ratio was about C8F17C2H4Si (OC2H5) 3: ethyl alcohol [EtOH]: water [0.01N, HNO3] = 1: 30: 2, and the mixture was stirred at room temperature for 5 hours to obtain a coating liquid for forming a coating layer. Then, in an atmosphere having a relative humidity of about 10% or less, the same base material as that used in Example 1 is immersed in a tank filled with the coating liquid for forming a coating layer, and pulled up at a speed of about 10 mm / min. After drying the solvent at room temperature, a heat treatment was performed at about 80 ° C. for about 30 minutes to obtain an outdoor workpiece according to the present invention of Example 4.
(Example 5)
Further, unlike the above, as the coating liquid for forming the coating layer, a coating liquid mainly containing heptadecafluorodecyltrichlorosilane [HDDFTCS] KBM7803 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) is used. The mixing ratio was about 1:99 C8F17C2H4SiCl3: silicone oil (KF994 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.). Then, the same substrate as that used in Example 1 was immersed in a tank filled with the coating liquid for forming a coating layer for about 45 minutes in an atmosphere having a relative humidity of about 10% or less, and the solvent was dried at room temperature. After that, heat treatment was performed at about 60 degrees for about 30 minutes to obtain an outdoor workpiece according to the present invention of Example 5.
(Example 6)
An outdoor workpiece according to the present invention of Example 6 was obtained in the same manner as in Example 5, except that the substrate was immersed in a tank filled with the coating liquid for forming a coating layer for about 20 minutes.
(Example 7)
An outdoor workpiece according to the present invention of Example 7 was obtained in the same manner as in Example 5, except that the substrate was immersed in a tank filled with the coating liquid for forming a coating layer for about 10 minutes.
(Example 8)
A glass plate having a size of 100 mm x 100 mm and a thickness of 1.5 mm was used as a base material, and the glass plate was subjected to washing with ultrasonic waves before being immersed in a bath filled with a coating liquid for forming a coating layer. Similarly, an outdoor work according to the present invention of Example 8 was obtained.
(Example 9)
As a coating solution for forming a hydrophilic film, a coating solution mainly containing LS2340 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), which is tetraethoxysilane [TEOS], is used, and the mixing ratio of the coating solution for forming a hydrophilic film is Si (OC2H5). 4: Ethyl alcohol [EtOH]: water [0.01 N, HCl] = 1: 20: 8 and stirred at room temperature for 5 hours to obtain a coating solution for a hydrophilic film. Then, in an atmosphere having a relative humidity of about 10% or less, the same substrate as that used in Example 1 was immersed in a tank filled with the coating liquid for forming a hydrophilic film, and at a speed of about 10 mm / min. It was pulled up, dried at room temperature, and heat-treated at about 60 ° C. for about 30 minutes to obtain a polycarbonate plate having a hydrophilic film formed on the outer surface. Further, as a coating liquid for forming a coating layer, a coating liquid containing KBM7803 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) which is heptadecafluorodecyltrichlorosilane [HDDFTCS] as a main component is used, and the coating liquid for forming the coating layer is mixed. The ratio was about 1:99 C8F17C2H4SiCl3: silicone oil (KF994 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.). Then, the polycarbonate plate on which the hydrophilic coating was formed was immersed in a tank filled with the coating liquid for forming the coating layer in an atmosphere having a relative humidity of about 10% or less for about 20 minutes in the same manner as in Example 6. After drying the solvent in the above, the resultant was subjected to a heat treatment at about 60 ° C. for about 30 minutes to obtain an outdoor workpiece of Example 9 according to the present invention.
(Example 10)
After dissolving 40 parts by weight of a chlorotrifluoroethylene-based fluororesin (Zaflon FC110 manufactured by Toagosei Co., Ltd.) in a mixed solvent in which xylene: toluene: ethyl acetate: methyl isobutyl ketone is mixed in a ratio of 3: 1: 1: 1, the mixture is dissolved at room temperature for 20 minutes. Stirred for minutes. Thereafter, 5 parts by weight of an isocyanate curing agent (Coronate 2515 manufactured by Toagosei Co., Ltd.) was added, and the mixture was further stirred for 10 minutes to obtain a coating liquid for forming a coating layer. Then, the same substrate as that used in Example 1 was immersed in a tank filled with the coating liquid for forming a coating layer, pulled up at a speed of about 5 mm / min, and dried at room temperature. Heat treatment was performed at 100 degrees for about 30 minutes to obtain an outdoor workpiece according to the present invention of Example 10.
(Example 11)
First, a 100mm x 100mm, 0.8mm thick aluminum plate is chromate-treated, the outer surface of which is spray-coated with an epoxy resin-based primer, heat-cured at about 150 ° C for 30 minutes, and the outer surface is further sprayed with a urethane resin-based paint. After coating and curing by heating at about 150 ° C. for 30 minutes, a silicone coating agent KP854 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) is spray-coated on the outer surface, the solvent is dried at room temperature, and then cured by heating at about 100 ° C. for 30 minutes. A base material is formed by forming an inorganic base film on a urethane-coated aluminum plate. On the inorganic base film, the same coating liquid for forming a coating layer as used in Example 1 was spray-coated with the discharge amount and discharge pressure as low as possible, and the solvent was dried at room temperature. Heat treatment was performed at about 80 degrees for 30 minutes to obtain an outdoor workpiece according to the present invention of Example 11.
(Example 12)
Unlike Example 11, an outdoor workpiece according to the present invention of Example 12 was obtained in the same manner as in Example 11, except that the same coating liquid for forming a coating layer as used in Example 2 was used.
(Example 13)
Next, unlike the above, using the same coating liquid for forming a coating layer as that used in Example 3, in an atmosphere having a relative humidity of about 10% or less, the discharge amount and discharge pressure of the coating liquid were as low as possible. Then, a spray coating was performed on the inorganic base film on the same substrate as that used in Example 11, the solvent was dried at room temperature, and then heat-treated at about 60 degrees for 30 minutes. An outdoor workpiece according to the present invention was obtained.
(Example 14)
Further, unlike the above, using the same coating liquid for forming a coating layer as that used in Example 4, and in an atmosphere having a relative humidity of about 10% or less, the coating liquid is discharged at a discharge amount and discharge pressure as low as possible. Spray coating on the same inorganic base film on the same substrate as used in Example 11, drying the solvent at room temperature, and heat-treating at about 60 ° C. for 30 minutes to obtain the present invention of Example 14. Obtained an outdoor work related to.
(Example 15)
Further, unlike the above, using the same coating liquid for forming a coating layer as that used in Example 5, and in an atmosphere having a relative humidity of about 10% or less, the coating liquid was discharged at a discharge amount and pressure as low as possible. Spray coating on the inorganic base film on the same substrate as used in Example 11 and drying the solvent at room temperature were repeated 5 times, and then heat-treated at about 60 degrees for 30 minutes. An outdoor workpiece according to the invention of Example 15 was obtained.
(Example 16)
In Example 15, the coating liquid was spray-coated on the same inorganic base film as that used in Example 11 with the discharge amount and discharge pressure as low as possible, and the solvent was dried at room temperature. An outdoor workpiece according to the present invention of Example 16 was obtained in the same manner except that this was repeated three times.
(Example 17)
In Example 15, the coating liquid was spray-coated on the same inorganic base film as that used in Example 11 with the discharge amount and discharge pressure as low as possible, and the solvent was dried at room temperature. An outdoor workpiece according to the present invention of Example 16 was obtained in the same manner except that this was repeated twice.
(Example 18)
The same coating liquid for forming a hydrophilic film as used in Example 9 was used as the coating liquid for forming a hydrophilic film, and the amount and pressure of discharging the coating liquid were adjusted in an atmosphere having a relative humidity of about 10% or less. Spray painted on the same inorganic base film on the same substrate as used in Example 11 as low as possible, and after drying the solvent at room temperature, heat-treated at about 60 degrees for 30 minutes on the outer surface A coated plate on which a hydrophilic coating was formed was obtained. Further, as the coating liquid for forming a coating layer, the same coating liquid for forming a coating layer as used in Example 9 was discharged in an atmosphere having a relative humidity of about 10% or less, and the discharge amount and the discharge pressure of the coating liquid were adjusted. Spray coating the outer surface of the coated plate as low as possible, drying the solvent at room temperature five times, and then heat treating at about 60 ° C. for 30 minutes to obtain the outdoor work according to the present invention of Example 18 I got something.
(Example 19)
Further, unlike the above, as the coating liquid for forming the coating layer, a coating liquid containing KBM-7103 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) which is an alkylsilane as a main component is used, and the mixing ratio of the coating liquid for forming the coating layer is CF3C2H4Si. (OCH3) 3: ethyl alcohol [EtOH]: water [0.01N HNO3] = 1: 150: 8, and the mixture was stirred at room temperature for 5 hours to obtain a coating liquid for forming a coating layer. In an atmosphere having a relative humidity of about 10% or less, the coating liquid is spray-coated on the same inorganic base film on the same substrate as that used in Example 11 with the discharge amount and discharge pressure as low as possible. After drying the solvent at room temperature, a heat treatment was performed at about 60 ° C. for 30 minutes to obtain an outdoor workpiece of Example 19 according to the present invention.
(Comparative Example 1)
After stirring aluminum-sec-butoxide [Al (O-sec-Bu) 3] and isopropyl alcohol [IPA] at room temperature for about 1 hour, ethyl acetoacetate [EAcAc] was added, and the mixture was stirred for about 1 hour. , Water [0.01N, HNO3] and isopropyl alcohol [IPA] were added, and the molar ratio was Al (O-sec-Bu) 3: IPA: EAcAc: 0.01N, HNO3 = 1: 30: 1: 2. The mixture was stirred for about 5 hours to prepare a coating solution for forming a transparent alumina film, which was an alumina sol solution.
Next, the same substrate as used in Example 1 was immersed in the adjusted coating solution for forming a transparent alumina film, and then pulled up at a speed of about 300 mm / min to form a coating film on a polycarbonate plate. After curing at room temperature for about 30 minutes, it was immersed in warm water at about 80 ° C. for about 30 minutes, pulled up from the immersion tank, and dried at room temperature for about 60 minutes to obtain a polycarbonate plate with a transparent alumina thin film. Next, a fluorosilicone coating agent KP-801M (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was diluted to a solid content ratio of about 0.5% to obtain a coating liquid for forming a coating layer. Then, the polycarbonate plate with the transparent alumina thin film was sufficiently subjected to corona discharge treatment, and when the contact angle with water became about 3 degrees, the polycarbonate plate was immersed in a tank filled with the coating liquid for forming a coating layer, and was immersed in about 5 mm / And dried at room temperature, and then heat-treated at about 60 ° C. for about 30 minutes to form a water-repellent coating on the petal-shaped transparent alumina film. Thus, an outdoor workpiece of Comparative Example 1 was obtained.
(Comparative Example 2)
The fluorosilicone coating agent KP-801M (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was diluted to a solid content of about 0.5% to obtain a coating liquid for forming a coating layer. Then, the same substrate as that used in Example 1 was immersed in a tank filled with the coating liquid for forming a coating layer, pulled up at a speed of about 5 mm / min, dried at room temperature, and dried at about 60 degrees. Heat treatment was performed for 30 minutes to obtain an outdoor workpiece of Comparative Example 2.
(Comparative Example 3)
Comparative Example 2 except that the substrate was a glass plate having a size of 100 mm × 100 mm and a thickness of 1.5 mm, and the glass plate was sufficiently washed with ultrasonic waves before being immersed in a bath filled with a coating liquid for forming a coating layer. In the same manner as in the above, an outdoor workpiece of Comparative Example 3 was obtained.
(Comparative Example 4)
As a coating solution for forming a coating layer, 66 g of 1,1,2-trichloro-1,2,2-trifluoroethane (Cl2FCCClF2) was added to 1 g of pitch fluoride (C6F6), and the mixture was stirred at room temperature for 24 hours. This was used as a coating liquid for forming a layer. Then, the same base material as used in Example 1 was immersed in a tank filled with the coating liquid for forming a coating layer, pulled up at about 1 mm / sec, and dried at room temperature to obtain an outdoor workpiece of Comparative Example 4. Obtained.
(Comparative Example 5)
A graphite fluoride powder having an unbonded fluorine content of 3% by weight or less and an average particle size of 5 μm is mixed with acrylic silicone so that the volume fraction after volatilization of volatile components becomes 60%, and the application by spraying is appropriate. It was diluted with a suitable organic solvent to obtain a coating liquid for forming a coating layer. Then, the coating liquid for forming a coating layer was applied by spraying to the same substrate as that used in Example 1, and dried at room temperature to obtain an outdoor workpiece of Comparative Example 5.
(Comparative Example 6)
The same coating liquid for forming a coating layer as that used in Comparative Example 2 was used in Example 11 in an atmosphere having a relative humidity of about 10% or less and the amount and pressure of discharging the coating liquid as low as possible. After spray-coating on the same inorganic base film on the same base material as above, drying the solvent at room temperature, and heat-treating at about 60 ° C. for 30 minutes, the outdoor workpiece of Comparative Example 6 was obtained.
(Comparative Example 7)
First, a 100mm x 100mm, 0.8mm thick aluminum plate is chromate-treated, the outer surface of which is spray-coated with an epoxy resin-based primer, heat-cured at about 150 ° C for 30 minutes, and the outer surface is further sprayed with a urethane resin-based paint. A base material is a urethane-coated aluminum plate that has been coated and cured by heating at about 150 degrees for 30 minutes. Next, using the same coating liquid for forming a coating layer as used in Example 5, in an atmosphere having a relative humidity of about 10% or less, the amount and pressure of the coating liquid discharged were made as low as possible, and Spray coating on the material and drying of the solvent at room temperature were repeated 5 times, and then heat-treated at about 60 ° C. for 30 minutes to obtain an outdoor workpiece of Comparative Example 7.
(Comparative Example 8)
On the inorganic base film on the same substrate as used in Example 11, the same coating liquid for forming a coating layer as used in Comparative Example 4 was discharged at the lowest possible discharge amount and pressure. Spray coating was performed and the solvent was dried at room temperature to obtain an outdoor workpiece of Comparative Example 8.
(Comparative Example 9)
On the inorganic base film on the same base material as used in Example 11, the same coating liquid for forming a coating layer as used in Comparative Example 5 was discharged and the discharge pressure and pressure were made as low as possible. Spray coating was performed and the solvent was dried at room temperature to obtain an outdoor workpiece of Comparative Example 9.
(Comparative Example 10)
On the inorganic base film on the same substrate as that used in Example 11, the same coating liquid for forming a coating layer as used in Example 10 was discharged and the discharge pressure and pressure were made as low as possible. After spray coating and drying the solvent at room temperature, heat treatment was performed at about 100 ° C. for about 30 minutes to obtain an outdoor workpiece of Comparative Example 10.
(Comparative Example 11)
A comparative example was obtained in the same manner as in Example 15 except that spray coating was performed on the same inorganic base film on the same substrate as that used in Example 11, and the solvent was dried only once at room temperature. Eleven outdoor structures were obtained.
(Comparative Example 12)
A 100mm x 100mm, 0.8mm thick aluminum plate is chromate treated, the outer surface is spray-coated with an epoxy resin-based primer, heated and cured at about 150 degrees for 30 minutes, and the outer surface is further spray-coated with a urethane resin-based paint Then, a urethane-coated aluminum plate cured by heating at about 150 degrees for 30 minutes is used.
(Comparative Example 13)
A glass plate having a size of 100 mm × 100 mm and a thickness of 1.5 mm, which is not particularly treated, is used except that the outer surface is sufficiently cleaned by ultrasonic waves.
First, the physical properties of the outer surface of each of the examples and comparative examples obtained above are measured.
The surface tension of the outer surface was measured by measuring the wetting index of the reagent in the atmosphere on the outer surface of each outdoor workpiece according to the method described in JIS K6768. The surface tension is measured before and after the snow and ice test in Hokkaido.
Regarding the slipperiness, water drops are dropped on the outer surface of each outdoor workpiece, and after the water drops are stopped, the outdoor workpiece is gradually inclined, and the outdoor workpiece outer surface when the water drops start moving on the outer surface of the outdoor workpiece. The angle with the horizontal plane is measured and determined as the sliding angle. Observe the condition when the water droplet moves on the outer surface of the outdoor work piece, slide down when the water droplet moves while the part of the water droplet in contact with the outer surface of the coating layer is kept constant, and drop the water droplet while rolling on the outer surface The case where moves is expressed as a fall.
Further, the forward contact angle and the receding contact angle are measured by recording a situation where the water droplet moves on the outer surface of the outdoor workpiece with a video camera and observing a state immediately before the water droplet starts to move from the recorded image. The sliding speed is calculated by measuring the distance and time required for a water drop to move between arbitrary points after moving on the outer surface of the outdoor workpiece.
Further, for each of the examples and comparative examples obtained above, the load required for peeling or slipping of the ice was measured, and the state of the peeling and slipping of the ice was confirmed. FIG. 1 is a perspective view of the test, and FIG. 2 is a cross-sectional view thereof. The outdoor work 1 is fixed and installed on the horizontal test stand 3 in the constant temperature bath, the fluororesin ring 2 is placed on the outdoor work 1, and the inside of the constant temperature bath is filled with water in the fluororesin ring 2. After cooling to 5 degrees, ice 21 is frozen on the outdoor workpiece 1. After being left for a certain period of time, the ice 21 on the outdoor workpiece 1 is pulled together with the fluororesin ring 2 in a direction 4 parallel to the outer surface of the outdoor workpiece 1 by the rope 41 in an atmosphere of -5 degrees, and the transition of the load is observed. FIG. 3 shows an example of the transition of the load. In the case where the load 52 disappears at a stretch at the time 51 at which the icing starts moving, the destructive peeling 5 and the load 62 at the time 61 at which the icing starts to move remain the same. The transition is the transition of the load represented as the constant load non-breaking slide 6.
The maximum surface roughness was measured for each of the examples and comparative examples obtained above using a surface roughness measuring instrument.
In addition, the length of the water-repellent substance having a linear structure for each of the examples and comparative examples obtained above is estimated from the molecular weight of the main component forming the coating layer in the coating liquid for forming the coating layer. .
For each of the examples and comparative examples obtained above, the molar ratio of the water-repellent substance was measured with an X-ray photoelectron spectrometer (ESCA5400 manufactured by ULVAC-PHI), and the area of the water-repellent substance was determined based on the value. The occupancy was calculated, and the density of the water-repellent substance having a straight-chain structure fixed on the surface was determined as a ratio to the density at which the substance becomes saturated.
Next, the respective outdoor works of the example and the comparative example obtained above were installed at the same point in Hokkaido in winter and at the same time, and a snow ice test was performed to confirm the actual degree of snow and ice. . The outdoor work is installed so that its outer surface is perpendicular to the ground surface. The degree of the snow and ice is represented by a snow and ice rate, and the lower the numerical value is, the more difficult it is to determine that the snow has difficulty. The snow / ice rate is defined as the snow / ice rate, where the time when snow and ice are observed is defined as the snow / ice time and the time when snow, rain, etc. is observed, is the total precipitation time. (Time / total precipitation time) × 100, and it can be determined that the smaller the numerical value is, the more excellent the snow-and-ice property is. The total precipitation time for this installation is about 1000 hours, most of which is due to snowfall. In addition, the surface tension after the snow accretion test was measured and compared with the surface tension before the test to confirm the durability of the snow and ice resistance.
With reference to Table 1, the measurement results and the ratio of snow and ice are shown for each of the examples and comparative examples in the first embodiment of the present invention.
[Table 1]
Figure 2002092945
In the above snow accretion test, if the snow accretion ratio is 10% or less, it can be evaluated as an excellent snow accretion and ice resistance outdoor work. In Table 1, the surface tension of the present invention is 35 dyne / cm or less. In addition, it has been shown that an outdoor work having an outer surface with a sliding angle of water droplets of 40 degrees or less has a lower snow and ice rate. Therefore, it is shown that the outer surface of the coating layer having snow-snow and ice properties in the present invention has excellent snow-snow and ice properties and is excellent in the effect of preventing snow and ice.
Comparative Example 1 has a high level of water repellency, and actually showed high snow and ice resistance at the time of installation, but snow and ice can be seen over time, and the final snow and ice rate is It is higher than any of the examples. As described above, it is indicated that the effect of preventing snow and ice cannot be maintained because a high level of water repellency is lost due to adhesion of contaminants or the like. Further, since water droplets fall on the outer surface of the outdoor work piece, it can be understood that the property of snow and ice cannot be expected after a high level of water repellency is lost.
In Examples 1 to 19, which exhibited high resistance to snow accumulation, water droplets slide down on the outer surface of the outdoor workpiece, and those that fall down have a high snow accretion ratio of 30% to 60%. It has become. It can be seen that the ratio of snow and ice in Comparative Example 5, in which the maximum surface roughness is 12 μm, is as high as 35%, and that the outer surface of the coating layer has a maximum surface roughness of 10 μm or less, thereby exhibiting a more excellent snow and ice prevention effect. . In Table 1, the evaluation test was performed using ice frozen at −5 ° C. The results of the evaluation test are consistent with the icing and snow performance in an actual installation condition, and the ambient temperature was changed from −2 ° to −5 ° C. It can be understood that the effect of the coating layer on preventing snow and ice can be determined by the snow and ice properties of snow and ice frozen at -5 degrees, preferably -5 degrees.
Further, with respect to the advancing contact angle of 90 ° or more, the receding contact angle of 50 ° or more and the advancing contact angle of the falling water drop, all of Examples 1 to 19 are included in this range, and are consistent with the icing and snow property in the actual installation situation. ing. Similarly, the sliding speed of the water droplets at 10 cm / min is also consistent with the icing and snow properties in an actual installation situation.
In addition, the length of the water-repellent substance having a linear structure was 5% or more in Examples 1 to 19, but Comparative Example 10 was 3% and the snow / ice ratio was 15%. Although it is difficult to accumulate snow as compared with the comparative example, the result is slightly higher as compared with each example, and it is understood that 5 ° or more is preferable.
The area occupancy of the water-repellent substance was 8% in Comparative Example 11, and the surface tension was 39 dyne / cm. The area occupancy of the water-repellent substance, that is, the saturated state of the water-repellent substance having a linear structure was obtained. It is shown that when the ratio to the fixed density is less than 10%, the surface tension is not sufficiently reduced. Comparative Example 11 has a slightly higher result of 15% in terms of the rate of snow and ice.
Comparative Example 7 was obtained by coating a coating layer having snow-snow and ice properties directly on a urethane resin-based coating. The snow / ice ratio is slightly higher at 15%. In addition, the surface tension after 1000 hours of the snow and ice test has risen from 20 dyne / cm before the test to 45 dyne / cm, and the early deterioration of the snow and ice resistance which is difficult due to the deterioration of the coating layer is remarkably observed.
In Examples 1 to 19, the surface tension after 1000 hours of the snow accretion test was almost unchanged from the initial value and slightly increased. It is shown that the degree of reduction is small, and that snow-ice resistance, which is difficult to deposit, can be maintained over a long period of time.
Next, snow accretion and ice accretion are confirmed by changing the inclination angle of the snow and ice accretion member according to the present invention with respect to the horizontal plane, and a comparison is made with a member having no snow and ice accretion coating layer.
It is well known that the steeper the angle between the inclined surface and the horizontal plane, the better the snow-repellency is. The more the particles or those close to the shape accumulate on the horizontal surface, the stronger the bonding force between the particles. As a result, the mountains are piled up at a substantially constant angle, and the angle between the ridge line of the mountain and the horizontal plane is called the angle of repose. In the case of snow, the angle of repose is known to be about 50 degrees at an outside air temperature of -3.5 degrees Celsius and about 55 degrees at 0 degrees Celsius.
Theoretically, it is possible to prevent snow and ice on the inclined surface by forming an inclined surface with an angle to the horizontal plane equivalent to the angle of repose, but in practice snow and ice hardly freezes on the inclined surface and it is difficult to peel off In order to prevent snow and ice from accumulating, it is necessary to have an angle with the horizontal plane greater than the angle of repose, and since it is impossible to completely prevent icing, especially when the outside temperature is low. However, there is an angle at which the effect of preventing snow and ice does not improve even if the angle of the inclined surface with respect to the horizontal plane is not less than a certain value.
(Example 20)
As Example 20, a snow-snow and ice-like outdoor work similar to that of Example 13 was formed using an aluminum plate having a size of 1000 mm × 1000 mm and a thickness of 3 mm as a base material.
(Comparative Example 14)
An aluminum plate having a size of 1000 mm × 1000 mm and a thickness of 3 mm subjected to chromate treatment is used as Comparative Example 14.
Example 20 and Comparative Example 14 were installed at the same point in Hokkaido in winter and at the same time, and a snow ice test was performed to confirm the actual degree of snow and ice. In Example 20 and Comparative Example 14, separate members were installed by changing the angle of the outer surface to the horizontal plane. The degree of the snow and ice is represented by a snow and ice rate, and the lower the numerical value is, the more difficult it is to determine that the snow has difficulty. The rate of snow and ice is calculated in the same manner as described above.
Table 2 shows the snow and ice coverage at the angle of the inclined surface of each of Example 20 and Comparative Example 14 with respect to the horizontal plane.
[Table 2]
Figure 2002092945
In Comparative Example 14, the angle between the inclined surface and the horizontal plane was 70 degrees, and the ratio of snow and ice was constant at slightly less than 40%. However, in Example 20, the angle of snow and ice was approximately 40% at an angle of 20 degrees. At a 30 ° angle, the value is the same as the snow / ice ratio at a 70 ° angle in Comparative Example 14. Therefore, in Example 20, good snow-sliding property was exhibited on a slope of about 20 degrees, and in Comparative Example 14, the snow-resistant property obtained on a slope of 70 degrees was equivalent to that on a slope of 30 degrees. Is obtained.
Next, for Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 to 5 and 13, the measurement results of the surface tension after 1000 hours of the accelerated weathering test and after the irradiation of 560 MJ / m 2 UV in the outdoor light-collecting type accelerated exposure test are shown in Table 3. .
[Table 3]
Figure 2002092945
Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 to 5 and 13 are outdoor works having a snow-and-ice coating layer formed thereon and can be regarded as snow-and-ice coating substances. Even when the snow-and-ice coatings of 1 to 10 were subjected to the accelerated weathering test for 1000 hours and after the irradiation of 560 MJ / m2 UV in the outdoor condensing accelerated exposure test, the surface tension of the outer surface was less than 35 dyne / cm. It can be evaluated that it has the durability of ice.
[Second embodiment]
(Example 21)
Example 11 except that a plasma discharge treatment was performed on the inorganic base film of the base material, activated so that the wettability to water was about 2 degrees, and then a coating liquid for forming a coating layer was spray-coated. In the same manner, a coated product according to the present invention of Example 21 was obtained.
(Example 22)
Unlike Example 21, a coating according to the present invention of Example 22 was obtained in the same manner as in Example 11, except that the same coating liquid for forming a coating layer as used in Example 2 was used.
(Example 23)
Example 13 except that a plasma discharge treatment was performed on the inorganic base film of the base material, activated so that the wettability to water was about 2 degrees, and then a coating liquid for forming a coating layer was spray-coated. In the same manner, a coated product according to the present invention of Example 23 was obtained.
(Example 24)
A plasma discharge treatment was performed on the inorganic base film of the base material, activated so that the wettability to water was about 2 degrees, and then sprayed with a coating liquid for forming a coating layer. In the same manner, a coated product according to the present invention of Example 24 was obtained.
(Example 25)
Example 16 except that a plasma discharge treatment was performed on the inorganic base film of the base material, activated so that the wettability to water was about 2 degrees, and then a coating liquid for forming a coating layer was spray-coated. In the same manner, the coating of Example 25 according to the present invention was obtained.
(Example 26)
In Example 25, the same procedure was carried out except that the amount of the coating liquid for forming the coating layer and the discharge pressure were sprayed on the inorganic base film at the lowest possible discharge pressure, and the solvent was dried at room temperature twice. Thus, a coating of Example 26 according to the present invention was obtained.
(Example 27)
In Example 25, the same procedure was performed except that the coating amount for forming the coating layer and the discharge pressure were made as low as possible and spray-coated on the inorganic base film, and the solvent was dried at room temperature once. Thus, a coating of Example 27 according to the present invention was obtained.
(Example 28)
Example 18 except that a plasma discharge treatment was performed on the inorganic base film of the base material, activated so that the wettability to water was about 2 degrees, and then a coating liquid for forming a coating layer was spray-coated. In the same manner, a coated product according to the present invention of Example 28 was obtained.
(Example 29)
The coating liquid for forming the coating layer shown in Example 10 was applied to an atmosphere having a relative humidity of about 10% or less, and the discharge amount and pressure of the coating liquid were reduced as much as possible. In the same manner as above, plasma discharge treatment is performed on the inorganic base film, spray-coated on a substrate activated so that the wettability to water is about 2 degrees, dried at room temperature, and then heat-treated at about 100 degrees for 30 minutes. Thus, a coating of Example 29 according to the present invention was obtained.
(Example 30)
Example 19 except that a plasma discharge treatment was performed on the inorganic base film of the base material, activated so that the wettability to water was about 2 degrees, and then a coating liquid for forming a coating layer was spray-coated. In the same manner, a coated product according to the present invention of Example 30 was obtained.
First, for each of the examples obtained above, the physical properties of the outer surface are measured by the same method as that described in the first embodiment. In addition, a snow ice test was conducted at the same location in Hokkaido and at the same time to confirm the actual degree of snow and ice by the same method as that described in the first embodiment. The surface tension of the outer surface after installation was measured to confirm the durability of snow and ice.
With reference to Table 4, the measurement results and the rates of snow and ice for each example in the second embodiment of the present invention are shown.
[Table 4]
Figure 2002092945
Regarding any of the snow gliding coatings of Examples 21 to 30, although there is not much difference from those shown in Examples 1 to 19, it can be evaluated that good snow gliding properties are obtained in the initial stage. In addition, since the surface tension of all of Examples 21 to 30 was less than 35 dyne / cm after 36 months of outdoor installation, the snow-snow ice formed on the inorganic base film treated by the plasma discharge was used. It has been shown that a water-soluble coating layer can maintain high snow and ice properties even in initial performance and long-term use.
[Third Embodiment]
(Example 31)
A 100 μm-thick polyethylene-based terephthalate film coated with a silicone-based film is sufficiently subjected to corona discharge treatment to make the outer surface in an activated state to be used as a substrate. Next, using the same coating liquid for forming a coating layer as used in Example 1, dip coating was performed on the substrate with an applicator roll, and then heat treatment was performed at about 120 ° C. for 1 minute. A coating was obtained.
(Example 32)
A coating according to the present invention of Example 32 was obtained in the same manner as in Example 31 except that the same coating liquid as that used in Example 2 was used as the coating liquid for forming the coating layer.
(Example 33)
After using the same base material as that used in Example 31 and coating the coating liquid for forming a coating layer by dip coating, heat treatment was performed at about 120 ° C. for 1 minute without drying the solvent at room temperature. A coating of Example 33 according to the present invention was obtained in the same manner as in Example 3, except for performing heat treatment.
(Example 34)
After using the same base material as that used in Example 31 and coating the coating liquid for forming a coating layer by dip coating, heat treatment was performed at about 120 ° C. for 1 minute without drying the solvent at room temperature. A coating according to the present invention of Example 34 was obtained in the same manner as in Example 4 except for performing heat treatment.
(Example 35)
Using the same material as that used in Example 31 for the base material, after performing coating, the same as Example 5 except that the heat treatment is performed at about 120 ° C. for 1 minute without drying the solvent at room temperature. A coating according to the present invention of Example 35 was obtained.
(Example 36)
A coated product according to the present invention of Example 36 was obtained in the same manner as in Example 35 except that the substrate was immersed in a bath filled with the coating liquid for forming a coating layer for about 20 minutes.
(Example 37)
A coating according to the present invention of Example 37 was obtained in the same manner as in Example 35, except that the substrate was immersed in a tank filled with the coating liquid for forming a coating layer for about 10 minutes.
(Example 38)
The same substrate as that used in Example 31 was used, and a coating solution for forming a hydrophilic film was coated by a dip coating method, and then heat-treated at about 120 ° C. without drying the solvent at room temperature. Heat treatment for about 1 minute, and after coating the coating solution for forming the coating layer by dip coating, the same as in Example 9 except that the heat treatment is performed at about 120 ° C. for 1 minute without drying the solvent at room temperature. A coating according to the invention of Example 38 was obtained.
(Example 39)
After using the same base material as that used in Example 31 and coating the coating liquid for forming a coating layer by dip coating, heat treatment was performed at about 120 ° C. for 1 minute without drying the solvent at room temperature. A coating according to the present invention of Example 39 was obtained in the same manner as in Example 10 except for performing heat treatment.
(Comparative Example 15)
Using the same material as that used in Example 31 for the base material, applying a coating solution for forming a transparent alumina film by a dip coating method at a speed of about 300 mm / min using an applicator roller, and forming a coating layer. The same procedure as in Comparative Example 1 was performed, except that the coating solution was applied by a dip coating method using an applicator roller at a speed of about 300 mm / min, and then heat-treated at about 120 ° C. for 1 minute without drying the solvent at room temperature. Thus, a coating of Comparative Example 15 was obtained.
(Comparative Example 16)
Using the same base material as that used in Example 31, the coating solution for forming a coating layer is coated by a dip coating method with an applicator roller at a speed of about 300 mm / min, and then the solvent is dried at room temperature. A coating of Comparative Example 16 was obtained in the same manner as in Comparative Example 2 except that the heat treatment was performed at about 120 ° C. for 5 minutes without any heat treatment.
(Comparative Example 16)
The same coating as in Comparative Example 16 was carried out in the same manner as in Comparative Example 4, except that the same substrate as that used in Example 31 was used and the coating liquid for forming a coating layer was pulled up with an applicator roller at a speed of about 1 mm / sec. I got something.
(Comparative Example 17)
A coating of Comparative Example 16 was obtained in the same manner as in Comparative Example 5, except that the same substrate as that used in Example 31 was used.
(Comparative Example 18)
Using the same material as that used in Example 31 for the base material, after performing coating, the same as Comparative Example 7 except that the heat treatment was performed at about 120 ° C. for 1 minute without drying the solvent at room temperature. Thus, a coating of Comparative Example 18 was obtained.
(Comparative Example 19)
Spray-coating a coating solution for forming a coating layer on a substrate in an atmosphere having a relative humidity of about 10% or less, with the discharge amount and discharge pressure of the coating solution as low as possible, and drying the solvent at room temperature. A coating of Comparative Example 19 was obtained in the same manner as in Example 5, except that the coating was performed only once.
First, for each of the examples and comparative examples obtained above, physical properties of the outer surface and the degree of actual snow and ice were measured by the same method as that described in the first embodiment, and see Table 5. The measurement results and the ratio of snow and ice for each of the example and the comparative example according to the third embodiment of the present invention will be described.
[Table 5]
Figure 2002092945
In all of Examples 31 to 39, the outer surface has a surface tension of 35 dyne / cm or less, the sliding angle of water droplets is 40 degrees or less, and the snow / ice ratio in actual installation is less than 10%. In the case where a film made of polyethylene terephthalate, which is a synthetic resin having the following properties, is used as the base material, the formed snow-ice-ice coating layer can be evaluated as having good snow-ice performance. By using such a flexible synthetic resin as an intermediate material, and forming a snow-and-ice coating layer on the outer surface, the snow-and-ice coating can be easily formed by attaching, bonding, fastening, or the like to the target object. It may be possible.
Regarding Comparative Example 15, the area occupancy of the water-repellent substance became 8% by performing the coating by the spray method, despite using the same coating liquid for forming the coating layer as in Example 35, and Snow and ice properties are inferior in comparison. Therefore, it can be seen that the dip coating method can be suitably used as a coating method, and that in order to obtain good snow and ice properties by performing coating by a spray method, it is clear that recoating is reliable.
[Fourth Embodiment]
(Example 40)
After the coating liquid for forming a coating layer is flow-coated on the inorganic base film, the remaining coating layer is applied while applying a pressure of about 2 kg / cm2 with a clean rag attached to an electric friction vibrator in an atmosphere at a relative humidity of about 10%. A snow-and-ice coating of Example 40 according to the present invention was obtained in the same manner as in Example 11 except that the forming coating solution was removed.
(Example 41)
After the coating liquid for forming a coating layer is flow-coated on the inorganic base film, the remaining coating layer is applied while applying a pressure of about 2 kg / cm2 with a clean rag attached to an electric friction vibrator in an atmosphere at a relative humidity of about 10%. A snow-and-ice coating according to the present invention of Example 41 was obtained in the same manner as in Example 12, except that the forming coating solution was removed.
(Example 42)
After the coating liquid for forming a coating layer is flow-coated on the inorganic base film, the remaining coating layer is applied while applying a pressure of about 2 kg / cm2 with a clean rag attached to an electric friction vibrator in an atmosphere at a relative humidity of about 10%. A snow-and-ice coating according to the present invention of Example 42 was obtained in the same manner as in Example 13 except that the forming coating solution was removed.
(Example 43)
After the coating liquid for forming a coating layer is flow-coated on the inorganic base film, the remaining coating layer is applied while applying a pressure of about 2 kg / cm2 with a clean rag attached to an electric friction vibrator in an atmosphere at a relative humidity of about 10%. A snow-and-ice coating of Example 43 according to the present invention was obtained in the same manner as in Example 14 except that the forming coating solution was removed.
For Examples 40 to 43 obtained above, physical properties of the outer surface in the same manner as those described in the second embodiment, snow accretion test at the same point in Hokkaido and at the same time, And measuring the surface tension of the outer surface after being installed outdoors for 36 months. Table 6 shows the measurement results.
[Table 6]
Figure 2002092945
In all of Examples 40 to 43, the surface tension was 35 dyne / cm at the initial stage, the sliding angle was much less than 40 degrees, and the snow accretion ratio was 2 to 3%. It can be evaluated as having icy properties. Even after the installation for 36 months, the surface tension of the outer surface is still less than 35 dyne / cm, and the coating obtained by the method for manufacturing a snow-ice coating according to the present invention has not only the initial snow-ice performance but also the initial snow-ice performance. It can also be evaluated as having excellent snow and ice durability.
Next, an embodiment of an outdoor workpiece according to the present invention will be specifically described below with reference to the drawings.
FIG. 4 shows an embodiment of the snow cover according to the present invention. As shown in a), a snow-covered body 2A, which is a snow-snow body, is provided on a housing 1A which is an outdoor work, and snow-covered ice is provided on the outer surface of the base 2A1 on the outer surface of the snow-covered body 2A as shown in b). A coating layer H having properties is provided. The snow that should be accumulated on the housing 1A at the time of snowfall adheres to the snow cover 2A, but is slid down by a snow gliding coating layer H provided on the outer edge of the snow cover 2A before it becomes a snow lump. Snow on the housing 1A will not be accumulated. The angle of the inclined surface of the snow cover 2A is called the angle of repose of snow, which is much smaller than 55 to 60 degrees at which snow can be expected to slip down, and is 20 degrees or more, preferably 30 degrees or more, to obtain the effect of preventing snow and ice. Therefore, the snow cover 2A can be made relatively small, and the material for forming the snow cover 2A can be reduced, and the wind load applied to the snow cover 2A can be reduced, so that the housing 1A However, it is possible to install the snow cover 2A even if it is not robust. Further, the snow cover 2A makes the snow cover near the vertex of the snow cover 2A unstable by making the inclination angles of the inclined surfaces α and β different from each other, so that snow and ice can slide more easily. The housing 1A shown in this embodiment may be replaced with any outdoor work where snow and ice are conceivable, and a snow gliding body such as the snow cover body 2A may be provided, or the snow cover body 2A such as the snow cover body above the outdoor work may be provided. With the inclined surface, it is possible to prevent snow cover, snow cover, and formation of a cornice in all outdoor works.
Further, the coating layer H may be provided on the base material with the intermediate material 3 interposed therebetween as shown in FIG. The snow-ice and ice material 30 is provided on the base 2A1, the intermediate material 3 is provided on the snow-and-ice material 30, and the snow-ice and ice coating layer H is provided on the intermediate material 3 via the inorganic base film B. ing. With the intermediate material 3 interposed, the inorganic base film B is provided on the intermediate material 3 even if the outer surface of the base 2A1 is in a state where it is difficult to form the inorganic base film B due to material, contamination, or the like. Thereby, the coating layer H having snow-snow and ice properties can be formed. In addition, since the inorganic base film B and the snow-snow / ice-like covering layer H do not hinder the transmission of visible light, various designs, colors, and the like are applied to the intermediate member 3 so that the snow cover can be prevented. 2A can be provided with various designs, colors, and the like. The material for forming the intermediate material 3 is not particularly limited, but it is preferable to use a synthetic resin such as PET or PBT on which the inorganic base film B can be formed, glass that functions as the inorganic base film, or the like. preferable.
Further, if the intermediate material 3 is made of a synthetic resin that transmits visible light, the snow-ice-ice coating layer H is formed on the outer surface of the base 2A1 without impairing the design, color, gloss, display contents, and the like. May be possible. If the intermediate material 3 has flexibility, the snow-snow-ice coating layer can be easily formed by attaching the snow-snow-ice material 30 so as to follow the base material of various shapes. Further, as shown in FIG. 6, the snow-and-ice material 30 can be attached while being bent, and even if the thickness of the snow-and-ice material 30 is small, the outer surface of the snow-covering prevention body 2A and the snow-and-ice material 30 can be attached. The attachment can be performed without leaving air bubbles in between. In addition, it is easy to make the snow-snow and ice-like material 30 into a roll, for example, to facilitate the storage.
For the attachment of the snow gliding material 30, welding, an adhesive or the like may be used, but it is preferable to use an adhesive material or an adhesive material since the labor involved in the attachment can be reduced. Examples of the synthetic resin that transmits visible light of the intermediate material 3 include polycarbonate, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene, polyethylene naphthalate, polyphenylene sulfide, polyamide, polyurethane, polymethacrylate, polypropylene, acrylic resin, polyvinyl chloride, and ABS. And the like, and these may be used alone, or a plurality of them may be used in the form of a mixture or a laminate. In addition, as the intermediate material 3 having flexibility, it is easy to form a snow-snow-ice coating layer by attaching the intermediate material 3 on a shaped base material.
In order to make the intermediate member 3 flexible, the intermediate member may be formed by using a flexible resin such as rubber or elastomer that transmits visible light. A film having a flexibility of about 0.01 mm to 2.0 mm may be used.
FIGS. 7 and 8 show an outdoor work according to the present invention, showing a snow ice body provided at a tunnel entrance. FIG. 7 is a front view of a tunnel opening, in which a snow sliding ice body 2B is provided on the tunnel opening 1B. FIG. 8 is a side view, in which the formation of snow clumps and snow cornices is prevented by a snow-preventing body-shaped snow-slipping ice body 2B provided above the tunnel entrance 1B, and the snow clumps falling to the passing vehicle C Collision can be prevented beforehand.
Conventionally, as shown in FIG. 9, a snow-proof fence F for preventing the snow S1 from sliding down from the mountain M side was installed above the tunnel opening 1B. However, the snow S blown up by the wind W from the mountain M side becomes a spiral wind W1 near the snow protection fence F, and a snow eaves S3 may be formed on the side of the tunnel opening 1B of the snow protection fence F. When the snow eaves S3 have grown to a certain size, they may suddenly fall and directly hit a pedestrian or a traveling vehicle C near the tunnel opening 1B. The damage caused by the fall of the snow eaves S3 is considered to be fatal, and a reliable prevention method has been desired.
Therefore, as a method for preventing such snow eaves, many inventions are disclosed, such as Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-47409 and Japanese Patent Publication No. 7-18133. However, all of the inventions described therein prevent the generation of the vortex wind W1 or remove the attached snow using the wind pressure of the wind from the mountain M side. However, in the method of controlling the wind direction to prevent the occurrence of the snow eaves, the structure tends to be complicated, and furthermore, the means for controlling the wind direction due to the pressure of snow cover may be deformed or damaged, or the wind direction may be changed. However, if the intended wind pressure cannot be obtained, snow cannot be removed, and for these reasons, it has been difficult to reliably prevent the occurrence of the snow eaves.
INDUSTRIAL APPLICABILITY The outdoor workpiece according to the present invention slides snow and ice attached by forming a snow-snow-ice coating layer on the outer edge formed as a slope, and does not require a complicated structure for controlling the wind direction. . In addition, since the effect of preventing the snow eaves can be obtained only by holding the inclined surface, the effect of preventing the snow eaves from being lost or deformed by the pressure of the snow is not lost, and the occurrence of the snow eaves can be reliably prevented. It is.
FIG. 10 is a perspective view showing another embodiment of the snow-snow body 2B provided above the tunnel opening 1B. A right-angled triangle-shaped angle member 2B2 is fixed above the tunnel opening 1B by fastening means 2B3 such as anchor bolts, and an inclined surface 2B1 provided with a snow-ice-ice coating layer on the outer surface is provided on the oblique side of the angle member 2B2. The snow ice body 2B is formed by being attached. By installing such a snow-snow body 2B alone or in a plurality at a place where a snow eaves may be generated, the snow-ice adhered to the inclined surface 2B1 is removed by a snow-ice-like coating layer formed on the outer surface of the inclined surface 2B1. Sliding down before growing into a snow cornice.
FIGS. 11A and 11B show still another embodiment of a snow-and-ice body 2B provided above the tunnel opening 1B. FIG. 11A is a perspective view, and FIG. The snow-sliding ice body 2B is provided with a side plate 2B4 on both sides of the inclined surface 2B1 and a back plate 2B5 behind the inclined plate 2B1, and has a box-shaped body having a triangular cross section. Further, the fixing plate 2B6 provided on the side plate 2B4 is installed on the tunnel opening 1B using an anchor bolt or the like. With such a structure, the strength of the snow gliding body 2B is improved as a structure, and the snow gliding body 2B can be installed without using the columns 2B3 and the like as shown in FIG. 10 to prevent deformation and displacement due to snow pressure or the like. The back plate 2B5 can also function as a snow stopper for preventing snow from falling down to the tunnel opening 1B side.
FIG. 12 is an explanatory view showing a case where a snow-sliding ice body for preventing snow cover is provided on the central partition wall. In the conventional median strip wall, the upper surface is often relatively flat, and the snow-covered mass of snow grows on the upper surface, and falls down in either direction. The road was sometimes blocked. Of the conventional snow cover prevention methods, the method of controlling the wind direction to prevent snow cover is sufficient because the wind direction received by the snow cover prevention device is not constant due to the traveling wind of a vehicle traveling on a traffic route. In the method in which the effect of preventing snow cover is difficult to obtain, and the method of providing a member having a slope having a steep angle of 55 degrees or more on the wall railing, the wind pressure received by the member becomes large, and the separated member hits the vehicle due to the received wind pressure. There was fear, and installation was hesitated.
Therefore, as in the embodiment shown in this figure, the snow-snow body 2C having the snow-snow-ice coating layer according to the present invention is provided on the central separation strip wall section 1C sandwiched between the roads 1C1 and 1C2. It is possible to prevent snow cover and prevent the traffic road from being blocked. In addition, the snow-sliding and ice-like coating layer can provide a snow-prevention effect even when the wind direction is not constant, and can make the inclined surface gentle, and reduce the wind pressure received by the snow-snow ice body 2C, which may cause the snow-snow body 2C to come off due to the wind pressure. It can be extremely small. The snow-sliding ice body 2C formed by bending a flat plate as shown in a) to form a one-sided inclined surface 2C1 may be attached to the central partition wall section 1C by fastening means 2C4 such as anchor bolts, or b). An inclined surface as shown in the cross-sectional view of FIG. 3 may be provided so that the snow slides down on only one side, and a snow splitting portion 2C2 as shown in c) may be provided to make it easy to slide down the snow.
FIGS. 13A and 13B show another embodiment of the sloped snow ice body 2C installed on the central partition wall railing 1C. FIG. 13A is a perspective view, and FIG. 13B is a cross-sectional view related to mounting. As shown in a), the sloping ice body 2C is composed of an sloping surface 2C1, a snow splitting portion 2C2, and a mounting portion 2C3. It may be formed on the formed snow part 2C2 and the attachment part 2C3 to prevent the formation of a snow eave. The snow on the sloping ice body 2C is divided by the snow splitting portion 2C2, so that the snow is easily slipped off. The slope 2C1 is formed to have a gentle slope due to the formation of the snow-snow-ice coating layer, which suppresses the degree of protrusion of the slope-snow ice body 2C from the upper surface 1C3 of the central partition wall railing 1C. As a result, the wind pressure applied to the inclined snow body 2C is reduced.
An example of the mounting of the inclined snow ice body 2C in the preceding paragraph is shown in b). The inclined snow ice body 2C is divided into members 2Ca and 2Cb, and the member 2Ca is attached by fastening means 2C4 such as bolts and rivets. The part 2C3 is attached to the attachment hole 1C4 of the central partition wall section 1C, and the snow part 2C2 is attached to the snow part 2C2 on the member 2Cb side. By adopting such a structure, the strength of the sloping ice body 2C is increased, and is firmly fixed to the wall rail 1C.
12 and 13, the snow sliding ice body 2C provided on the central partition wall rail 1C is not only on the central partition wall rail 1C but also on a wall rail installed on the periphery of a viaduct, a highway or the like. It may be installed above an outdoor work such as a relatively thick protective fence, a railing, a soundproof wall, etc. to prevent snow cover.
FIG. 14 shows a sound-insulating wall provided with a sound-insulating wall cover according to the present invention. In the conventional soundproof wall 1D, when snow falls, the upper surface 1D1 is snow-covered, and a large mass of snow falls on the roadway 1D2 to collide with a vehicle or block a traffic path, or to fall on the opposite side to the roadway 1D2. In some cases, it fell on private houses and caused damage. Even when a shelter is provided on the soundproof wall 1D, snow cover on the top of the shelter was not snow- and ice-free. As described above, the conventional snow cover prevention method does not provide a reliable snow cover prevention effect, and furthermore, the upper end of the soundproof wall has a small space, and it is difficult to install a snow cover prevention means having a complicated structure. . Therefore, the soundproof wall 1D1 provided on the side edge of the road 1D2 is provided with a soundproof wall cover 2D which is an outdoor work having a snow-and-ice covering layer provided on the outer edge according to the present invention. It is possible to prevent snow cover on the upper surface 1D1, and to prevent the traffic blockage as described above and the falling of snow lumps to the private house side as described above.
FIG. 15 is an explanatory diagram showing another embodiment of the soundproof wall cover 2D according to the present invention. The soundproof wall cover 2D has an inclined surface 2D1 provided with a snow-snow-ice coating layer on the outer edge, and the inclined surface 2D1 prevents snow cover on the upper surface 1D2 of the soundproof wall 1D. The inclined surface 2D1 is preferably provided toward the road side, but may be directed to the opposite side of the road depending on the situation, and has an inclined surface on both sides like the inclined snow body 2C in FIG. May be. The snow-snow-ice coating layer may be provided on the outer edge of the inclined surface 2D1, but may be provided on the outer edge of the vertical surface 2D3 on the road side or the outer surface of the vertical surface 2D2 on the opposite side of the road to prevent the occurrence of a snow eaves. Is also good. Since the soundproof wall cover 2D shown in the present embodiment has only a sloped surface as compared with the cover shown in FIG. 14, the cover 2B4 used when attaching the conventional cover is used as it is. It is also possible to easily remove the existing cap and replace it with the soundproof wall cap 2D according to the present invention.
FIG. 16 shows a signature according to an embodiment of the present invention. Conventional signs have snow on the sign, or the snow eaves are formed on the eave above the sign, making the sign difficult to see or sticking to the eave above the head of the person looking at the sign Problems such as falling snow lumps occurred. Signs are installed in places where people gather and where there are many people.Because of the importance of their designs, steep angles are provided to prevent snow cover, and equipment to control the wind direction is installed. It was hesitant for the installer to damage the design. The snow and ice coating layer according to the present invention is formed on the outer edges of the sign 1E1 and the eaves 1E2 of the sign 1E, which is an outdoor work, so that snow and ice can be prevented and the design of the sign 1E can be prevented. Such problems can be solved. Furthermore, a member 1E3 having a gentle inclination, which could not be provided by snow covering conventionally, can also be provided, and the function as a sign can be expanded. Further, the pillar 1E4 to which the marking portion 1E1 and the member 1E3 are attached is preferably provided with an anti-snow cover plate 2E having an inclined surface above the pillar because snow cover easily occurs on the upper surface thereof.
FIG. 17 shows a mirror according to an embodiment of the present invention, wherein a) is a front view and b) is a side view. Conventionally, there have been problems such as snow falling on the reflection surface of the mirror and snow covering the eaves to form a snow eaves even if the eaves are attached, thereby making it difficult to see the reflection surface. As a method for preventing snow accretion and snow cover, the conventional method cannot reliably prevent snow cover and snow cover, and the method of providing a steeply inclined surface increases the load on the support 1F3 and the mounting portion 1F4 of the mirror 1F. However, there is a possibility that the device is easily damaged by wind pressure or vibration, and the method of controlling the wind direction may reduce the viewing angle of the reflection surface 1F1. By providing the outer surface of the reflecting surface 1F1 and the outer surface of the eaves 1F2 of the mirror 1F with a snow-sliding and ice-like coating layer, it is possible to prevent snow covering and snow accretion without causing the above-mentioned problems. Also, as with the sign 1E, the mirror 1F is preferably provided with a snow cover plate 2F for preventing snow cover on the support 1F3 and the mounting portion 1F4.
FIG. 18 shows a truss bridge according to an embodiment of the present invention. The truss bridge forms a truss by combining steel frames above the road R. In the conventional truss bridge, snow accumulated on the truss does not easily slide down, and the truss bridge, especially above the entrance of the truss bridge or the truss bridge, May grow into a large lump of snow at the intersection, and may fall on the road below and collide with pedestrians or vehicles. A snow gliding body 2Ga having a snow gliding coating layer on the outer edge is provided above the entrance of the truss bridge 1G, and a snow gliding body 2Gb, 2Gc, and 2Gd are also provided at the intersection of the truss 1G1 to suppress snow cover. However, it is possible to prevent a snow lump from falling onto the road R as described above.
19 to 24 show a road sign board according to an embodiment of the present invention. First, in FIG. 19, a snow-ice-like coating layer according to the present invention is provided on the outer surface of the snow-prevention plate 2H, which is a snow-snow ice body provided above the sign plate 1H, and the sign plate 1H is attached by snow and ice. This makes it difficult to see the sign information and prevents the formation of snow clumps on the snow cover 2H. Further, a snow split plate 2H1 is provided on the snow cover plate 2H, so that the snow cover is divided by the settling of the snow and the snow accretion is promoted.
FIG. 20 is a side view of a conventional snow cover having the shape shown in FIG. The sign board 1H is fixed to the cross beam at an angle slightly inclined from the vertical to the front, and a snow cover is provided above the sign board. The slope formed by the snow-covering prevention plate 2H has a so-called one-sided flow structure in which the angle is different between the front side and the back side to make the snow accumulation unstable and promote the fall, so that the snow is easily dropped. The slope forming the snow-covering prevention plate 2H is usually formed at 60 degrees or more, which is larger than the angle of repose of snow. However, even if it is 60 degrees or more, when the amount of snowfall is large or the outside temperature is low, However, the snow S1 does not completely fall and freezes on the outer surface of the snow-covering prevention plate 2H to form a large snow mass S2. Further, the snow canopy S3 is generated from the snow on the sign surface of the sign board 1H, and the snow cover S3 is generated from the snow cover on the snow cover 2H on the sign board of the sign board 1H. As described above, the sudden collapse of the snow eaves S3 may not only damage the vehicles traveling below, but also may make the sign information written on the sign board 1H invisible.
FIG. 21 shows the back side of FIG. Such a conventional snow-prevention plate 2H has a complicated structure, and in addition to its own weight, the slope formed by the snow-prevention plate 2H projecting above the sign plate 1H receives wind. Because of this, it is necessary to consider the increase of the wind load, and the weight of the foundation, the column 1H1 and the cross beam 1H2 is increased. Therefore, the existing signboard that does not have much room for the strength of the foundation, the column and the cross beam. In some cases, it was not possible to retrofit.
FIG. 22 shows an embodiment of an improvement of the snow cover according to the present invention, wherein the snow cover 2Ha is a single flat plate, and the inclined surface protrudes above the sign plate 1H. This eliminates the increase in weight due to wind load. Conventionally, the cross beam 1H2 becomes an obstacle and the inclined surface can be formed at an angle of 60 degrees or more. It is impossible to prevent the snow cover plate 2Ha from having such a simplified shape in preventing snow accumulation. Was. By providing a coating layer having snow-snow and ice properties on the outer surface of the snow-covering prevention plate 2Ha, even if the inclination angle is reduced, the function as the snow-covering prevention plate is not lost.
FIG. 23 shows an example of an improvement of the snow-covering prevention plate 2Ha shown in FIG. 22, and is a side view of the snow-covering prevention plate 2Ha having a flexible planar member 24 attached to the lower end thereof. The snow S1 on the flexible sheet member 2Ha1 on the snow cover plate 2Ha deflects the flexible sheet member 2Ha1 downward due to its own weight, and the inclination angle of that portion increases. This triggers the snowfall S1 to slide down. In addition, the snowfall S1 that has started to slide down pulls the snowfall S1 above, so that the entire snowfall S1 on the snowfall prevention plate 2Ha slides down.
It is preferable that the flexible planar member 2Ha1 be more flexible than the snow cover 2Ha, and the material is not particularly limited, and the material and thickness are appropriately set according to the sliding property of snow and the strength against load. May be. Since the snow cover plate 2Ha is usually made of metal, it is preferable to use a synthetic resin or the like that has higher flexibility than metal and high durability against repeated loads. It is also preferable to form a snow-snow-ice coating layer on the outer surface of the flexible planar member 2Ha1.
FIG. 24 shows an embodiment of a road sign board according to the present invention, in which snow cover 2I1 and 2I2 are provided on cross beam 1I1 supporting sign board 1I. If a snow-snow / ice coating layer is provided on the outer surface of the sign board 1I, visibility of the sign surface can be prevented, but large snow clumps may be generated due to snow on the cross beam 1I1. With the snow cover 2H and 2Ha as shown in FIG. 13 and FIG. 15, snowfall from above can be prevented from being deposited on the cross beam 1I1, but when snow is blown from the side or the back, snow is deposited on the cross beam 1I1. There is a possibility that snow cover on the cross beam 1I1 can be prevented by providing the snow cover 2I1 and 2I2 so as to cover the cross beam 1I1.
25 and 26 show an embodiment of a self-luminous body according to the present invention. FIG. 25 is a self-luminous road sign, a) is a perspective view thereof, and b) is a side view. In the present embodiment, the self-luminous road sign 1Ja is provided with a transparent plate 1Ja2 on the front surface of the self-luminous body 1Ja1, and provided with a coating layer having snow and ice properties on the outer surface of the transparent plate 1Ja2 to prevent snow and ice, The visibility of the self-luminous body 1Ja1 is ensured. Further, in order to prevent the formation of the snow eaves, the roof portion 1Ja3 may be provided with a coating layer having snow and ice properties. Furthermore, it is preferable to provide a snow cover plate 2Ja to prevent snow cover on the column 1Ja4 and the mounting bracket 1Ja5.
FIG. 26 shows a self-luminous road stud which is a self-luminous body according to the present invention. The self-luminous road stud 1Jb is provided with a transparent plate 1Jb3 on the front surface of the self-luminous body 1Jb1 and the reflector 1Jb2. By providing a coating layer having snow and ice properties on the outer surface, snow and ice are prevented and the visibility of the self-luminous body 1Ja1 is secured. In the present embodiment, the solar cell 1Jb4 is provided, but a coating layer having snow-snow and ice properties may be provided on the outer surface of the solar cell 1Jb4 to prevent a decrease in power generation efficiency due to snow accretion.
FIG. 27 shows a shelter according to an embodiment of the present invention. The outer layer of the roof 1K1 of the shelter 1K is provided with a snow-snow-ice coating layer to prevent snow accumulation by sliding down snow and ice, and the load of the snow causes the roof 1K1 and the support 1K3 of the shelter 1K to be deformed. To prevent that. In addition, a snow-sliding and ice-like coating layer may be provided on the outer surface of the wall surface 1K2. If the wall surface 1K2 is formed of a translucent material, snow accumulation is prevented and the visibility and brightness in the shelter 1K are maintained. be able to.
FIG. 28 shows a bicycle parking space according to an embodiment of the present invention. A snow-snow-ice coating layer is provided on the outer surface of the roof part 1L1 of the bicycle storage area 1L, and the snow load can be significantly reduced by sliding snow and ice down, preventing the bicycle storage area 1L from causing problems such as deformation. it can. The bicycle storage space 1L has a structure in which the roof 1L1 is normally supported by only one side of the support 1L2 and the beam 1L4 connected to the support 1L2. When the roof 1L1 is designed in consideration of the snow load, especially the beam 1L4 and the connection between the support 1L2 and the beam 1L4. Since it is necessary to increase the strength of 1L5, the advantage obtained by reducing the snow load can be greater than that of a shelter or the like. Similarly to the shelter, the outer surface of the wall surface 1L3 may be provided with a snow-sliding and ice-like coating layer. The view in the bicycle storage space 1L when the wall surface 1L3 is formed of a translucent material to prevent snow accumulation. Or brightness may be ensured.
FIG. 29 shows a conventional illumination lamp, in which a) is a perspective view of the illumination lamp, and b) is a cross-sectional view of the lamp along AA. The illuminating lamp 1M is formed by supporting the lamp 1M2 with the beam 1M1 fixed to the column 1M3 as shown in a), but the lamp 1M2 is covered with the cover 1M22 as shown in b). Light emitted from the lamp 1M21 passes through the translucent cover member 1M23 to illuminate the surroundings. When snow S1 is generated on the cover 1M22, heat generated by the lamp 1M21 is transmitted to the cover 1M22 during the night when the lamp 1M21 is turned on, and the heat melts the snow S1 to generate snowmelt water Y, and the snowmelt is generated. The water Y falls as a water drop Y1, but in a situation where the temperature is lower than the freezing point, the water drop may freeze again near the lower surface of the cover 1M22, and an icicle Y2 may be generated. The cover 1M22 is installed outdoors and needs weather resistance, and is generally formed of a painted metal so as not to be deformed by the heat generated by the lamp 1M21, and conducts heat well. In addition, the temperature is particularly low at night when the lamp 1M21 is turned on, and there is a great possibility that the icicle Y2 will occur. The icicle Y2 may fall and cause a collision with a pedestrian or a vehicle below the lamp 1M2. Although such a phenomenon has been regarded as a problem for a long time, there is no particularly effective countermeasure.
FIG. 30 is a cross-sectional view showing an embodiment of a lighting fixture of an illumination lamp according to the present invention. By providing the upper surface of the cover 1M22 of the lamp 1M2 as an inclined surface and providing a snow-snow-ice coating layer on the outer surface of the inclined surface, the snow and ice can be quickly slid down before the snow S1 is melted by the lamp 1M21. The generation of the icicle Y2 can be prevented. The inclined surface provided on the cover 1M22 may be provided symmetrically on both sides as shown in a), may have a one-sided shape as shown in b), and the entire upper surface of the cover 1M22 may be inclined as shown in c). May be made.
FIG. 31 is a cross-sectional view showing another embodiment of the lighting fixture of the illumination lamp according to the present invention. By providing a snow-snow body 2M having an outer edge formed as an inclined surface and provided with a snow-snow-ice coating layer, the snow cover on the lamp 1M2 is quickly slid down to prevent the icicle Y2. . The snow ice body 2M is formed as a separate member from the cover 1M22, and even if the illumination lamp 1M is already installed, the generation of the icicle Y2 can be easily prevented by attaching the snow ice body 2M. As shown in a), the snow-sliding body 2M may have inclined surfaces formed on both sides, or the inclined surface may be formed on only one side, and the other may be a vertical surface. In addition, as shown in b), by interposing the heat insulating material 2M1 between the cover 1M22 and the snow ice body 2M, the heat generated by the lamp 1M21 is prevented from being transmitted to the snow ice body 2M, and the heat generated on the snow ice body 2M is prevented. The generation of the snowmelt water Y may be suppressed to more reliably prevent the generation of the ice column Y2.
Further, the snow gliding body 2M may be provided not only above the lamp 1M2 as shown in FIG. 32 but also above the beam 1M1. An outer layer of the beam 1M1 and the lamp 1M2 of the illuminating lamp 1M is provided with a coating layer having snow-snow and ice properties to prevent snow and ice from falling down, thereby preventing the illuminating lamp 1M from being deformed due to a snow load. Since the lamp 1M2 projecting farther from the support 1M3 is particularly badly affected by the snow load, a great merit can be obtained by reducing the snow load of the lamp 1M2. Further, in the present embodiment, the snow-and-ice body 2M is mounted on the beam 1M1, but the snow-and-ice body 2M is not mounted in accordance with the amount of snow, and the snow-and-ice layer is formed directly on the beam 1M1. Good.
Further, as shown in FIG. 33, the snow-snow body 2M may be mounted above the lamp 1M2 via a stay 2M2. By interposing the stay 2M2, as shown in a), the portion where the lamp 1M2 is connected to the snow-and-ice body 2M can be made small, and even if the stay 2M2 is formed of a material having high thermal conductivity such as a metal, the conducted heat is reduced. Thereby, snow melting on the snow gliding body 2M can be suppressed. Further, as shown in b), the wind W passes between the stays 2M2, whereby the lamp 1M2 and the snow-sliding ice body 2M are cooled, so that the snow melting can be suppressed. Can be prevented from increasing the temperature of the lamp 1M2, and the life of the lamp 1M21 can be prevented from being shortened.
FIG. 34 shows an arbor which is one embodiment of the present invention. An outer layer of the roof 1N1 and the parapet 1N2 of the arbor 1N is provided with a coating layer having snow and ice properties to prevent snow and ice from sliding down, thereby preventing the formation of snow clumps and snow eaves, and allowing snow to enter and exit the arbor 1N. Lump can be prevented from falling. Further, even when a material having low strength is used for the roof portion 1N1, the risk of deformation due to snow load can be reduced.
FIG. 35 shows a projection prevention fence according to an embodiment of the present invention. The anti-reflective fence 1P is installed on the bridge, and under the expressway and railroad, the snow barrier is provided by providing a snow-ice-ice covering layer on the outer surface of the railing 1P1 and the anti-reflective fence 1P2. It prevents the formation of lumps and snow eaves, and prevents snow lumps from falling under bridges. In addition, when the projection prevention fence 1P2 has a light-transmitting property, it is possible to secure the brightness and secure the visibility at an intersection or the like, which can contribute to traffic safety.
FIG. 36 shows a windproof snow fence according to an embodiment of the present invention. The outer layer of the windproof snow fence 1Q1 and the pillar 1Q2 of the windproof snow fence 1Q is provided with a coating layer having snow-snow and ice properties to prevent snow accretion, and the gap between the windproof snow panels 1Q1 is maintained to reduce the blowing effect by wind pressure. It will not be done.
FIGS. 37 and 38 show a snow fence according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 37A), the snow fence 1R is configured such that the snow S1 from the mountain M side passes to the road R below. It is installed in order to prevent slipping, but when the ground cover 1R1 exists on the road R side of the snow fence 1R, as shown in b), the snow S1a occurs in the ground cover 1R1 and the road S1a is formed. There is a risk of falling to R and causing damage.
Accordingly, by installing a snow-snow body 2R having an inclined surface 2R1 on which a snow-snow / ice-like covering layer is formed as shown in FIG. 38, the snow S1a on the ground cover 1R1 can be quickly reduced. It falls on the road R and slides down in a size that does not cause damage. The snow-sliding body 2R may be a structure having an inclined surface as shown in a) fixed to the ground covering portion 1R1 or the snow fence 1R, or a flat plate as shown in b) may be bent to form the fixed portion 2R2. It may be fixed, or may be extended to the upper end of the snow fence 1R. Further, as shown in c), the lower end of the inclined surface 2R1 is slightly separated from the ground cover 1R1. By doing so, the momentum of falling snow and ice may be applied.
FIG. 39 shows an embodiment of the protective fence according to the present invention, in which a) is a front view, and b) is a cross section of an overpass, which is provided on a side edge of an upper road where an overpass is provided. Figure, c) is a detailed sectional view. As shown in a), an overpass R2 that straddles the road R1 is provided above a lower road R1 such as a cut-away expressway. The overpass R2 is composed of a bridge 1S1, a retaining wall 1S2, and a snow fence 1S provided on the bridge 1S1, and as shown in b), a snow eave S3 is formed on the ground covering 1S21 on the retaining wall 1S2 near the snow fence 1S. Then, the snow eaves S3 may fall on the lower road R1 and collide with the traveling vehicle, possibly causing damage. As described above, the conventional snow eaves prevention method cannot reliably prevent the occurrence of the snow eaves, and especially in a situation where the snow fence 1S has already been installed, it is extremely difficult to install the snow eaves in such a narrow ground cover 1S21. Was something.
Therefore, as shown in c), the snow cover body 2S according to the present invention is provided in the ground cover 1S21, and the snow cover slides down before the snow cover grows on the snow eaves S3, thereby preventing the occurrence of the damage as described above. it can. Also, the snow gliding body 2S is formed by bending a flat plate to form an inclined surface 2S1 and a mounting portion 2S2, and can be fixed to the ground covering portion 1S21 by an anchor bolt 2S3 using the mounting portion 2S2, and the structure is simple. This makes it easy to form the snow gliding body 2S, and it is easy to attach the snow cover fence 1S21 even in a situation where the snow fence 1S has already been installed.
FIG. 40 is a perspective view showing a tollgate roof according to an embodiment of the present invention. The toll booth 1T1, which is provided in the middle of the toll road and on the side edge of the lane R near the exit, collects tolls, especially when collecting tolls in rainy weather, prevents the collection staff and road users from being exposed to rain. For this purpose, a tollgate roof 1S is installed above the normal tollgate 1T1. If snow falls on the tollgate roof 1T, and the snow falls on the lane R, the snow may collide with the vehicle or block the lane R. The effect of mounting a conventional device for preventing snow cover and cornice is questionable as described above.
Therefore, by installing a snow-snow body 2T having an inclined surface 2T1 on which a snow-snow / ice-like coating layer is formed above the tollgate roof 1T, the snow on the tollgate roof 1T falls quickly and is damaged. It slides down in the size of the range which does not affect. As the snow gliding body 2T, a snow gliding body having a shape as shown in FIGS. 10 and 11 may be used. Further, an outwardly inclined surface is formed on the edge of the tollgate roof 1T, and the snow is formed on the inclined surface. An icy coating layer may be provided.
FIG. 41 is an explanatory diagram showing a railway vehicle according to one embodiment of the present invention. The railcar 1U snows on the window 1U1 to hinder passengers from enjoying the scenery, and at night or in bad weather, secures the view of the train driver or illuminates the light 1U2 to arouse the presence of the train. Sometimes. At the time of snow, the sound of the approaching train is absorbed by the snow, which makes it difficult for the maintainer working on the track to notice the approach of the vehicle. Therefore, snowfall on the light 1U2 may sometimes be fatal.
Further, as one of the problems related to snow accretion relating to the railway vehicle 1U, there is one in which snow and ice rolled up by the traveling wind adhere to the lower surface 1U3. For high-speed trains such as Shinkansen, snowfall on windows 1U1 and lights 1U2 as described in the preceding paragraph is blown off by wind pressure during running due to the shape of the vehicle and wind pressure generated during running, but there is no particular problem. When snow and ice adhered to the lower surface 1U3 fall on a track in a place where there is no snow, the gravel jumps up, and the jumped-up gravel may damage the window glass of the opposing train. As a countermeasure, wind pressure, snow melting equipment, and methods to prevent the adhesion of snow and ice by applying water-repellent paint have been used, but these depend on the train speed or have a problem with durability. There was a question of reliability in its continuous effect.
Therefore, by attaching a snow-snow-ice coating layer to the outer surface of the window 1U1, the light 1U2, and the lower surface 1U3 of the railway vehicle 1U, or by attaching a cover provided with the snow-snow-ice coating layer, the attached snow and ice is removed to the outer surface. In particular, it can be slid down by wind pressure much smaller than that without processing. For example, snow and ice can be slid down even when the train is running at low speed due to snow accumulation, so it has adhered to windows 1U1 and lights 1U2. The snow and ice are slid down quickly, and the snow and ice attached to the lower surface 1U3 are slid down before reaching a place without snow, and the above-mentioned problems are continuously and reliably obtained without depending on the train speed. Occurrence can be prevented.
FIG. 42 is an explanatory diagram showing a traffic light according to one embodiment of the present invention. Conventionally, the traffic light 1V uses an incandescent lamp or the like as a light-emitting body (not shown) for emitting the colored transparent light-emitting unit 1V1, and the light-emitting body generates heat, so that the light-emitting unit 1V1 in a snow-covered area. Melted and fell as water droplets, and did not disturb the display of the signal. However, when the snow on the eaves 1V2 was melted by the heat of the luminous body, it turned into an icicle like an illuminating lamp described above. The damage caused by this was regarded as a problem.
As a countermeasure, a method of providing a planar heating element on the eaves portion 1V2 as described in Japanese Utility Model Laid-Open No. 2-67499, a method of dropping snow by vibration as described in Japanese Utility Model Application Laid-Open No. 59-126399, and the like. Is disclosed. However, these methods require energy and power, and require maintenance of the apparatus.
Further, in recent years, a light-emitting diode which does not require a colored transparent cover as a light emitter, has a much longer life than an incandescent lamp or the like, and can greatly reduce the maintenance of the traffic light 1V is being used as a light emitter. However, light emitting diodes generate very little heat, and when snowing on the light emitting section 1V1, ice accumulates, making the signal display contents invisible and impairing the function as a traffic light. It was impossible.
Therefore, a snow-snow-ice covering layer is provided on the outer surface above the traffic light 1V, and a snow-snow ice body 2V formed as an inclined surface is attached to prevent snow on the light emitting portion 1V1 and the eaves portion 1V2 due to snowfall. I do. The snow on the snow-snow body 2V is quickly slid down by the snow-snow-ice coating layer, thereby preventing the above-mentioned problem from occurring. The inclined surface of the snow gliding body 2V may have a single-flow shape. Further, by providing a snow-snow-ice coating layer also on the outer surface of the light emitting unit 1V1, it is possible to more reliably prevent snow from reaching the light emitting unit 1V1 when a light emitting diode that does not generate heat is used as the light emitting body.
FIG. 43 is an explanatory view showing another embodiment of the traffic light according to the present invention. A slope 1V3 is formed above the traffic light 1V, and the snow layer on the traffic light 1V is quickly slid down by providing a snow-snow-ice coating layer on the slope 1V3. Further, by forming the upper surface of the eaves portion 1V2 as an inclined surface and providing a snow-snow / ice-like coating layer, it is possible to more reliably prevent snow cover on the eaves portion 1V2.
FIGS. 44 to 53 illustrate an embodiment in which an outdoor work according to the present invention in which a snow-and-ice coating layer is formed on the outer edge is applied to a house. FIGS. FIG. 47 to FIG. 53 are explanatory diagrams showing a house, and FIG. 47 to FIG. 53 are explanatory diagrams showing an outdoor workpiece according to the present invention. FIG. 44 shows an example of the roof shape of a house in a snowy area. In recent years, in a house J in a snowy area, consideration has been given to damage to the neighborhood due to collapse of the snow on the roof, and A parapet, which is also an outdoor construction, which stores snow on it as a flat house roof J1 and has a slope at the edge of the roof, instead of a normal gable-shaped roof, because it has been improved to a strong one. 1W is often provided so that snow accumulated on the inclined surface of the parapet 1W is sequentially dropped.
However, as shown in FIG. 45, the snow S1 piled on the roof J1 of the house becomes a snow mass S2 protruding on the parapet 1W when the snow amount becomes higher than the parapet. In a state where the outside air temperature is high to some extent, the snow S1 has a melted surface and slides down the inclined surface of the parapet 1W. However, when the outside air temperature is low, the snow S1 freezes on the parapet 1W and cannot slide down. A lump S2 is generated. Further, on the leeward side of the roof and the snow cover, a vortex in which wind flows as shown in the figure, a so-called Karman vortex K, is generated, and the Karman vortex K causes the snowfall S to wrap around the roof J1 and the end of the snow cover S1. The snow clump S2 is further grown by being attached thereto, and in some cases, may protrude from the inclined surface of the parapet 1W and grow to the snow eaves.
As shown in FIG. 46, a method of providing an upright snow eaves prevention plate 1X on the parapet 1W and dividing the snow S1 to make it easier to fall on the parapet 1W is also used. There is no effect when it freezes on the cornice prevention plate 1X, and further, the wind hits the cornice prevention plate 1X to generate Karman vortex K, and the snowfall S adheres to the leeward side of the cornice prevention plate 1X, thereby causing snow. Lump S2 is generated and grows into a snow cornice.
FIG. 47 shows an embodiment according to the present invention, in which a coating layer H whose outer surface is made of snow and ice is provided on the outer edge of the parapet 1W. Due to the snow gliding coating layer H, the snow cover and the snow mass on the parapet 1W slide down on the surface of the parapet 1W before growing into a large snow mass or cornice by its own weight. In the present embodiment, the angle between the inclined surface and the horizontal plane is 45 degrees. However, if it is 20 degrees or more, a snow prevention effect can be obtained, and if it is 30 degrees or more, a more excellent snow prevention effect can be obtained. Is expressed.
The method of forming the snow-snow-ice coating layer H is not particularly limited, and may be directly applied. For example, a film-like material having a snow-snow-ice coating layer formed on the outer surface may be adhered. Alternatively, a method of forming a snow-and-ice-like coating layer via an intermediate material, such as attaching a plate-like member having a snow-and-ice-like coating layer formed on the outer surface, may be used.
48 is an explanatory view showing another embodiment according to the present invention, in which a) is a side view and b) is a sectional view showing details. As shown in a), an upright snow eaves prevention plate 1X is provided on a parapet 1W, and a snow-snow-ice coating layer H is provided on the downwind side α of the parapet 1W and the snow eaves prevention plate 1X. By providing the snow eaves prevention plate 1X, the snowfall is separated by the sedimentation of the snow, so that the snowfall is easily cut off. By providing the outer surface of the parapet 1W with the outer layer of the snow-ice-like coating layer H, the snowfall and the snow mass slide down by its own weight. Let me do. Also, the outer surface of the snow eave prevention plate 1X is provided with a snow-ice coating layer H on the lee side α, so that even if snow adheres due to Karman vortex, it can be slid down before growing to the snow eaves. The tip portion 1X1 of the snow eaves prevention plate 1X may be pointed like the tip portions 1X1a and 1X1b shown in b). By sharpening the tip, it is possible to increase the effect of separating the snow due to the precipitation of the snow.
FIG. 49 is a side view showing another embodiment of the snow eaves prevention plate according to the present invention, in which a snow sliding ice body 2X for suppressing occurrence of a snow eave is attached to an inclined surface of a parapet 1W. The snow gliding body 2X has a flat plate shape, and is simple in shape, easy to form and attach, and easy to remove as compared with the shape shown in FIG. 8A. As described above, the snow eaves are generated on the leeward side, and when the airflow changes due to the surrounding environment, the place where the snow eaves change also changes. By being detachable, it is possible to easily cope with these changes in the surroundings. Furthermore, the snow gliding body 2X can be removed when it is not needed, and does not impair the appearance of the house. In consideration of the appearance of the house, the base material of the snow gliding body 2X is preferably light-transmitting, and the snow-glazing coating layer does not hinder the light transmitting property. It can be formed by using a light-transmitting material such as acrylic resin.
FIG. 50 shows an embodiment according to the present invention. Unlike the snow eaves prevention plate 1Xa in which only the tip is sharpened in FIG. 5B), the entire snow splitting plate is sharpened toward the tip. It was made into a shape. With such a shape, it is easy to separate the snow due to the sedimentation of the snow, and even if the snowfall S turns to the leeward side α of the snow eaves prevention plate 1Xa by the wind W, the Karman vortex K is further away from the snow eaves prevention plate 1Xa. Since it is generated in a place where it is located, it is possible to reduce snow accretion due to the Karman vortex K.
FIG. 51 shows the difference in the state of snow accumulation on the roof side due to the formation of a snow-sliding and ice-like coating layer on the upright snow eaves prevention plate 1X. In a), the snow-snow-ice coating layer is not formed on the roof side β, and since the snow accumulation increases along the snow eaves prevention plate 1X, the snow cover S1 on the roof exceeds the snow eaves prevention plate 1X. At the height, the snow exceeds the snowboard, and the snow wall S11 is formed on the snow eave prevention plate 1X, so that the snow eaves are easily generated. b) has a snow-sliding and ice-like coating layer formed on the roof side β of the snow-covered eaves prevention plate 1X, and the snow cover S1 tends to move away from the snow-covered eaves prevention plate 1X due to the water repellency of the coating layer. ), It is difficult to exceed the snow eaves prevention plate 1X even with the same amount of snow, and furthermore, the end of the snow is curved, and Karman vortices are less likely to be generated.
FIG. 52 shows still another embodiment of the house roof according to the present invention, in which a solar cell is combined with a parapet and a cornice prevention plate. The parapet 1W and the cornice prevention plate 1X do not particularly function during the time when there is no snowfall. However, as shown in the present embodiment, the parapet 1W and the snow eaves prevention plate 1X can be provided with a power generation function by combining with the solar cell 1Y, thereby effectively utilizing space. Power is supplied. Ordinary solar cells are placed on the flat surface of a roof in a snowy country. However, when snow accumulates, the snow blocks the sunlight and power is not supplied. As in the present embodiment, the solar cell 1Y is installed in a place where snow does not occur and the snow-covered layer formed on the outer surface does not adhere to the snow eaves or snow clumps and is less likely to block sunlight. This makes it possible to obtain an electromotive force even in winter. Furthermore, the color of the solar cell 1Y is usually a dark color, and it absorbs infrared rays more easily than a light color and easily generates heat, so that the snow easily melts.
FIG. 53 is a cross-sectional view showing an example of a solar cell 1Y applicable to an outdoor work such as the parapet 1W, the snow eaves prevention plate 1X, or the snow gliding body 2X shown in FIG. In the solar cell panel 1Y, a solar cell 1Y3 is provided between a light-transmissive member 1Y1 having a snow-snow / ice-like covering layer H formed on an outer surface thereof and a light-transmitting filler 1Y2 such as EVA. Is what it is.
FIG. 54 is an explanatory view showing another embodiment of the solar cell according to the present invention. The solar cell 1Y which generates electric power when placed on a house roof or the like has a general-purpose shape as shown in the figure, and the light receiving surface 1Y4 is formed as an inclined surface. The provision of a conductive coating layer allows snow and ice to slide down, thereby preventing a decrease in the power generation efficiency of the solar cell. In addition, the light receiving surface 1Y4 of the solar cell panel is normally formed as an inclined surface facing the sun, and it is easy to slide down snowfall.
FIG. 55 shows a veranda blindfold plate according to an embodiment of the present invention. It is conceivable that the blindboard 1 </ b> Z usually provided on the veranda B may darken the room or grow into a lump of snow due to snow. The problem described above can be prevented beforehand by providing a snow-sliding and ice-based coating layer on the outer surface of the blind plate 1Z to prevent the snow from accumulating.
FIG. 56 shows a storage according to an embodiment of the present invention. By providing a snow-snow ice body 2 し た having a snow-snow-ice coating layer formed on the outer surface on the upper surface of the shed 1 さ せ る, the snow-slipping down causes the shed 1 変 形 to be deformed due to a snow load, and the snow lump Problems such as falling of snow and formation of snow cornice can be prevented.
FIG. 57 shows a garbage collection site structure according to an embodiment of the present invention. The garbage collection site structure 1Δ is formed of a support 1Δ1, a fence 1Δ2 provided for animal repellent and the like, and a roof 1Δ3. A snow-snow-ice coating layer is provided on the outer surface of the roof 1Δ3, Sliding down the snow and ice can prevent the garbage accumulation site structure 1Δ from deforming due to the snow load, prevent falling snow clumps from the roof 1Δ3, and prevent the formation of a snow eave.
Industrial applicability
As described above, according to the present invention, by sliding down the outer surface of the coating layer having the property of snow and ice by its own weight at a size before the snow and ice are damaged, large snow and ice masses fall to pedestrians and vehicles. It is possible to prevent the occurrence of damage such as collision with the like beforehand, which is useful from the viewpoint of safety. Further, it can be realized by a relatively inexpensive and simple method, and is useful in terms of economy and convenience.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a measurement of a load required for sliding ice and a test for confirming a state of sliding ice.
FIG. 2 is a sectional view taken along the line AA ′ of FIG.
FIG. 3 is a graph showing a difference in a peeling state depending on a transition of a load required for gliding.
FIG. 4 is an explanatory view showing an embodiment of the outdoor workpiece according to the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing one embodiment of the snow-and-ice covering provided with the intermediate material according to the present invention.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of attachment of the embodiment shown in FIG.
FIG. 7 is a front view showing an embodiment of a tunnel hole which is an outdoor workpiece according to the present invention.
FIG. 8 is a side sectional view of the embodiment shown in FIG.
FIG. 9 is an immediate sectional view showing a conventional tunnel opening.
FIG. 10 is an explanatory view showing another embodiment of a tunnel opening which is an outdoor workpiece according to the present invention.
FIG. 11 is an explanatory view showing another embodiment of a tunnel opening which is an outdoor workpiece according to the present invention.
FIG. 12 is an explanatory view showing an embodiment of the central partition wall section, which is an outdoor workpiece according to the present invention.
FIG. 13 is an explanatory view showing another embodiment of the central partition wall section, which is an outdoor work according to the present invention.
FIG. 14 is an explanatory view showing an embodiment of the soundproof wall hood, which is an outdoor work according to the present invention.
FIG. 15 is an explanatory view showing another embodiment of a soundproof wall skirting which is an outdoor work according to the present invention.
FIG. 16 is an explanatory diagram showing an embodiment of a sign as an outdoor work according to the present invention.
FIG. 17 is an explanatory diagram showing an embodiment of a mirror which is an outdoor workpiece according to the present invention.
FIG. 18 is an explanatory view showing an embodiment of a truss of a truss bridge which is an outdoor work according to the present invention.
FIG. 19 is an explanatory view showing one embodiment of a road sign as an outdoor work according to the present invention.
FIG. 20 is a side view of a conventional road sign showing a snow-covered state.
FIG. 21 is an explanatory diagram showing the back surface of the embodiment shown in FIG.
FIG. 22 is an explanatory diagram showing another embodiment of a road sign as an outdoor work according to the present invention.
FIG. 23 is an explanatory view showing still another embodiment of a road sign which is an outdoor work according to the present invention.
FIG. 24 is an explanatory view showing still another embodiment of a road sign which is an outdoor work according to the present invention.
FIG. 25 is an explanatory view showing one embodiment of a self-luminous body which is an outdoor workpiece according to the present invention.
FIG. 26 is an explanatory view showing another embodiment of a self-luminous body which is an outdoor work according to the present invention.
FIG. 27 is an explanatory view showing one embodiment of a shelter as an outdoor work according to the present invention.
FIG. 28 is an explanatory view showing an embodiment of a bicycle parking lot as an outdoor work according to the present invention.
FIG. 29 is an explanatory view showing a state of formation of a conventional lighting lamp and an icicle.
FIG. 30 is a cross-sectional view showing an embodiment of an illumination lamp as an outdoor work according to the present invention.
FIG. 31 is a cross-sectional view showing another embodiment of the illuminating lamp which is the outdoor work according to the present invention.
FIG. 32 is a cross-sectional view showing still another embodiment of the illuminating lamp which is the outdoor workpiece according to the present invention.
FIG. 33 is a cross-sectional view showing still another embodiment of an illumination lamp as an outdoor work according to the present invention.
FIG. 34 is an explanatory view showing an embodiment of an arbor which is an outdoor work according to the present invention.
FIG. 35 is an explanatory diagram showing an embodiment of a projection prevention fence which is an outdoor work according to the present invention.
FIG. 36 is an explanatory view showing one embodiment of a windproof snow fence which is an outdoor work according to the present invention.
FIG. 37 is an explanatory view showing a conventional snow fence.
FIG. 38 is an explanatory diagram showing an embodiment of a snow fence as an outdoor work according to the present invention.
FIG. 39 is an explanatory view showing an embodiment of a protective fence which is an outdoor work according to the present invention.
FIG. 40 is an explanatory diagram showing one embodiment of a tollgate roof which is an outdoor work according to the present invention.
FIG. 41 is an explanatory view showing one embodiment of a railway vehicle as an outdoor work according to the present invention.
FIG. 42 is an explanatory view showing an embodiment of a traffic signal as an outdoor work according to the present invention.
FIG. 43 is an explanatory view showing another embodiment of a traffic signal which is an outdoor workpiece according to the present invention.
FIG. 44 is an explanatory diagram showing an example of the shape of a roof of a general house in a snowy area.
FIG. 45 is an explanatory view showing a state of snow accumulation on a conventional house roof.
FIG. 46 is an explanatory view showing a state of snow accumulation on a conventional house roof.
FIG. 47 is an explanatory diagram showing an embodiment of a parapet, which is an outdoor workpiece according to the present invention.
FIG. 48 is an explanatory view showing an embodiment of a parapet and a snowshoe prevention plate which are outdoor works according to the present invention.
FIG. 49 is an explanatory view showing another embodiment of a parapet and a snowshoe prevention plate which are outdoor works according to the present invention.
FIG. 50 is an explanatory view showing still another embodiment of a parapet and a snowshoe prevention plate which are outdoor works according to the present invention.
FIG. 51 is an explanatory diagram showing a snow-covered state due to a difference in a formation location of a snow-snow-ice coating layer according to the present invention.
FIG. 52 is an explanatory diagram showing one embodiment of a parapet, a snow-covered eaves prevention plate, and a solar cell, which are outdoor works according to the present invention.
FIG. 53 is a cross-sectional view showing one embodiment of a solar cell as an outdoor work according to the present invention.
FIG. 54 is a cross-sectional view showing another embodiment of a solar cell as an outdoor work according to the present invention.
FIG. 55 is a cross-sectional view showing an embodiment of a blind plate as an outdoor work according to the present invention.
FIG. 56 is a cross-sectional view showing one embodiment of a storage, which is an outdoor workpiece according to the present invention.
FIG. 57 is a cross-sectional view showing one embodiment of a garbage collection site structure that is an outdoor work according to the present invention.

Claims (42)

滑雪氷性を有する屋外工作物であって、前記屋外工作物に滑雪氷性を有する被覆層が形成され、又は滑雪氷性を有する被覆層が形成された滑雪氷体が取付けられ、前記被覆層は、外面の表面張力が35dyne/cm以下の撥水性で、且つ水滴の滑落角度が40度以下であることを特徴とする屋外工作物。An outdoor work having snow and ice properties, wherein the outdoor work is provided with a coating layer having snow and ice properties, or a snow and ice body on which a coating layer having snow and ice properties is formed. Is an outdoor workpiece having water repellency with an outer surface tension of 35 dyne / cm or less and a sliding angle of water droplets of 40 degrees or less. 被覆層は、外面を水滴が前進接触角90度以上、後退接触角が50度以上で前進接触角以下で滑落することを特徴とする請求の範囲第1項に記載の屋外工作物。The outdoor work according to claim 1, wherein the outer surface of the coating layer slides down with a water droplet at an advancing contact angle of 90 degrees or more and a receding contact angle of 50 degrees or more and at an advancing contact angle or less. 被覆層は、外面が水滴の滑落初期角度において、滑落初期地点から10cm滑落するまでの水滴滑落速度が10cm/分以下であることを特徴とする請求の範囲第1項又は第2項に記載の屋外工作物。The coating layer according to claim 1 or 2, wherein the outer surface has a water droplet sliding speed of 10 cm / min or less from an initial sliding position to a sliding position of 10 cm at an initial falling angle of the water droplet. Outdoor work. 被覆層は、外面の最大表面粗さが10μm以下であることを特徴とする請求の範囲第1項乃至第3項のいずれかに記載の屋外工作物。The outdoor workpiece according to any one of claims 1 to 3, wherein the coating layer has an outer surface having a maximum surface roughness of 10 µm or less. 被覆層は、外面に−2度から−5度の温度領域で凍着した氷が、被覆層と水平方向からの荷重により定荷重非破断的滑動することを特徴とする請求の範囲第1項乃至第4項のいずれかに記載の屋外工作物。2. The coating layer according to claim 1, wherein the ice frozen on the outer surface in a temperature range of -2 to -5 degrees is slid in a constant load non-breaking manner by a load from the horizontal direction with the coating layer. An outdoor work according to any one of claims 4 to 4. 被覆層は、基材の上に形成された無機系ベース膜上に形成されていることを特徴とする請求の範囲第1項乃至第5項のいずれかに記載の屋外工作物。The outdoor workpiece according to any one of claims 1 to 5, wherein the coating layer is formed on an inorganic base film formed on the base material. 無機系ベース膜は、シリコーンを主成分とするシリコーンコーティング剤を用いて形成されたものであることを特徴とする請求の範囲第6項に記載の屋外工作物。The outdoor workpiece according to claim 6, wherein the inorganic base film is formed using a silicone coating agent containing silicone as a main component. 被覆層は、5Å(オングストローム)以上の長さの直鎖構造を有する撥水性物質を、その末端が被覆層外面に配向されて、基材の上の面に固定したものであることを特徴とする請求の範囲第1項乃至第7項のいずれかに記載の屋外工作物。The coating layer is characterized in that a water-repellent substance having a linear structure having a length of 5 ° (angstrom) or more is fixed to the upper surface of the base material with its terminals oriented to the outer surface of the coating layer. The outdoor workpiece according to any one of claims 1 to 7, wherein: 直鎖構造を有する撥水性物質は、末端にトリフルオロメチル基及び/又はメチル基が配置され、該トリフルオロメチル基及び/又はメチル基が外面となるように配向されたことを特徴とする請求の範囲第8項に記載の屋外工作物。The water-repellent substance having a straight-chain structure has a trifluoromethyl group and / or a methyl group arranged at a terminal, and is oriented such that the trifluoromethyl group and / or the methyl group becomes an outer surface. 9. The outdoor workpiece according to item 8, wherein 直鎖構造を有する撥水性物質は、20平方Åに1物質以上が略均一に分布していることを特徴とする請求の範囲第8項又は第9項に記載の屋外工作物。10. The outdoor work according to claim 8, wherein one or more of the water-repellent substances having a linear structure are substantially uniformly distributed in 20 square centimeters. 直鎖構造を有する撥水性物質は、基材の上の面上において該物質の固定が飽和状態となる密度に対し、10〜95%の密度で略均一に固定されていることを特徴とする請求の範囲第8項乃至第10項のいずれかに記載の屋外工作物。The water-repellent substance having a linear structure is characterized in that the substance is fixed substantially uniformly at a density of 10 to 95% with respect to the density at which the fixing of the substance is saturated on the upper surface of the substrate. An outdoor workpiece according to any one of claims 8 to 10. 直鎖構造を有する撥水性物質は、基材の上の面上において該物質の固定が飽和状態となる密度に対し、10〜95%の密度で略均一に固定され、その他の部分に親水性の物質が存在していることを特徴とする請求の範囲第8項乃至第11項のいずれかに記載の屋外工作物。The water-repellent substance having a linear structure is fixed almost uniformly at a density of 10 to 95% with respect to the density at which the fixing of the substance is saturated on the upper surface of the base material, and is hydrophilic at other parts. The outdoor workpiece according to any one of claims 8 to 11, wherein the substance is present. 被覆層は、フッ素含有シラン化合物、フッ素非含有シラン化合物、フルオロカーボン基を有するフッ素含有化合物から選ばれた1種あるいは2種以上の混合物を主成分とすることを特徴とする請求の範囲第8項乃至第12項のいずれかに記載の屋外工作物。9. The coating layer according to claim 8, wherein the coating layer contains, as a main component, one or a mixture of two or more selected from a fluorine-containing silane compound, a fluorine-free silane compound, and a fluorine-containing compound having a fluorocarbon group. 13. The outdoor workpiece according to any one of claims 12 to 12. フッ素非含有シラン化合物は、メチル基を有するフッ素非含有シラン化合物であることを特徴とする請求の範囲第13項に記載の屋外工作物。14. The outdoor workpiece according to claim 13, wherein the fluorine-free silane compound is a fluorine-free silane compound having a methyl group. 屋外工作物は、トンネル坑口、中央分離帯壁高欄、防音壁、及びその笠木、トラス橋のトラス、標識板、冠雪防止板、サイン、ミラー、自発光体、シェルター、自転車置き場、照明灯、東屋、防護柵、防風雪柵、防雪柵、投物防止柵、信号機、有料道路等の料金所屋根、鉄道車両、住宅屋根雪庇防止板、住宅屋根のパラペット、太陽電池、住宅の外構やベランダ等の目隠し板、物置、ゴミ集積場構造体からなる群から選ばれた少なくとも1つであることを特徴とする請求の範囲第1項乃至第14項のいずれかに記載の屋外工作物。Outdoor works include tunnel portals, median strip railing, sound barriers, and their shelters, truss bridge trusses, sign boards, snow cover boards, signs, mirrors, self-luminous bodies, shelters, bicycle sheds, lighting, Arbor, protective fence, wind and snow fence, snow fence, anti-flooding fence, traffic light, toll booth such as toll road, railway car, house roof snow eaves prevention plate, house roof parapet, solar cell, house exterior and veranda The outdoor work according to any one of claims 1 to 14, wherein the outdoor work is at least one selected from the group consisting of a blind plate, a storeroom, and a garbage collection site structure. 照明灯は、灯具の上方に傾斜面を有する部材が設けられ、該傾斜面の外面に滑雪氷性被覆層が設けられていることを特徴とする請求の範囲第15項に記載の屋外工作物。The outdoor work according to claim 15, wherein the illuminating lamp is provided with a member having an inclined surface above the lamp, and a snow-snow-and-ice coating layer is provided on an outer surface of the inclined surface. . 部材は、灯具との間に断熱材が設けられていることを特徴とする請求の範囲第16項に記載の屋外工作物。17. The outdoor workpiece according to claim 16, wherein a heat insulating material is provided between the member and the lamp. 信号機は、発光ダイオードからの光線がカバーを透過することで道路利用者に通行に関わる情報を伝達するものであって、前記カバーの外面に滑雪氷性被覆層が設けられていることを特徴とする請求の範囲第15項に記載の屋外工作物。The traffic light transmits information relating to traffic to road users by transmitting light from the light emitting diode through the cover, and a snow-snow-ice coating layer is provided on an outer surface of the cover. The outdoor workpiece according to claim 15, wherein 屋外工作物は、外縁が水平面に対して20度以上の傾斜面とされていることを特徴とする請求の範囲第15項乃至第18項のいずれかに記載の屋外工作物。The outdoor work according to any one of claims 15 to 18, wherein an outer edge of the outdoor work is an inclined surface of 20 degrees or more with respect to a horizontal plane. 屋外工作物は、外縁が水平面に対して20〜45度の傾斜面とされていることを特徴とする請求の範囲第15項乃至第18項のいずれかに記載の屋外工作物。The outdoor workpiece according to any one of claims 15 to 18, wherein an outer edge of the outdoor workpiece is inclined at 20 to 45 degrees with respect to a horizontal plane. 5Å以上の直鎖構造を有し、一方の末端にトリメトキシシラン、トリエトキシシラン、ジメトキシシラン、ジエトキシシラン、メトキシシラン又はエトキシシランからなる群から選ばれた少なくとも1つが配置され、且つ他方の末端にフルオロカーボン基、メチル基からなる群から選ばれた少なくとも1つが配置された撥水性物質を用い、該撥水性物質を適当な溶媒に分散させて撥水性組成物を形成し、該撥水性組成物を基材の上に塗布し、溶媒が残存している状態で圧力をかけつつ残余の撥水性組成物を除去することで基材の上に被覆層を形成することを特徴とする滑雪氷性被覆物の製造方法。Has a linear structure of 5 ° or more, at least one selected from the group consisting of trimethoxysilane, triethoxysilane, dimethoxysilane, diethoxysilane, methoxysilane or ethoxysilane is disposed at one end, and the other is Using a water-repellent substance having at least one selected from the group consisting of a fluorocarbon group and a methyl group at its terminal, dispersing the water-repellent substance in an appropriate solvent to form a water-repellent composition, Forming a coating layer on the substrate by applying the material on the substrate and removing the remaining water-repellent composition while applying pressure while the solvent remains. Method for producing functional coating. 被覆層は、コロナ放電処理、プラズマ放電処理、フレーム処理からなる群から選ばれた少なくとも1つの処理を施された無機系ベース膜上に形成されることを特徴とする請求の範囲第21項に記載の滑雪氷性被覆物の製造方法。22. The method according to claim 21, wherein the coating layer is formed on the inorganic base film that has been subjected to at least one treatment selected from the group consisting of corona discharge treatment, plasma discharge treatment, and flame treatment. A method for producing the snow-and-ice-like coating described above. 請求の範囲第20項又は第21項に記載の製造方法により形成され、外面の表面張力が35dyne/cm以下の撥水性で、且つ水滴の滑落角度が40度以下の滑水性を有する被覆層が設けられていることを特徴とする滑雪氷性被覆物。A coating layer formed by the manufacturing method according to claim 20 or 21, having a water repellency having an outer surface tension of 35 dyne / cm or less and a water droplet sliding angle of 40 degrees or less. A snow-snow-ice coating, which is provided. 基材の上に形成された被覆層の、促進耐候性試験が1000時間行われた外面が、表面張力が35dyne/cm以下の撥水性で、且つ水滴の滑落角度が40度以下の滑水性を有することを特徴とする滑雪氷性被覆物。The outer surface of the coating layer formed on the substrate, on which the accelerated weathering test was performed for 1000 hours, has a water repellency having a surface tension of 35 dyne / cm or less and a water droplet having a sliding angle of 40 degrees or less. A snow-and-ice coating having the following features: 基材の上に形成された被覆層の、屋外集光式促進暴露試験において560MJ/m2UVが照射された外面が、表面張力が35dyne/cm以下の撥水性で、且つ水滴の滑落角度が40度以下の滑水性を有することを特徴とする滑雪氷性被覆物。The outer surface of the coating layer formed on the substrate, which was irradiated with 560 MJ / m2 UV in the outdoor condensing type accelerated exposure test, was water-repellent with a surface tension of 35 dyne / cm or less, and the sliding angle of the water droplet was 40 degrees. A snow gliding coating having the following water sliding properties. 基材の上に、中間材を介して外面が表面張力が35dyne/cm以下の撥水性で且つ水滴の滑落角度が40度以下の滑水性である被覆層が設けられたことを特徴とする滑雪氷性被覆物。A snow slide having a water-repellent outer surface having a surface tension of 35 dyne / cm or less and a water-drop sliding angle of 40 degrees or less provided on an outer surface of the base material via an intermediate material. Ice coating. 中間材は、可視光を透過する合成樹脂からなることを特徴とする請求の範囲第26項に記載の滑雪氷性被覆物。27. The snow gliding coating according to claim 26, wherein the intermediate material is made of a synthetic resin that transmits visible light. 中間材は、可撓性を有することを特徴とする請求の範囲第26又は第27項に記載の滑雪氷性被覆物。28. The snow gliding coating according to claim 26 or 27, wherein the intermediate material has flexibility. 被覆層は、外面を水滴が前進接触角90度以上、後退接触角が50度以上で前進接触角以下で滑落することを特徴とする請求の範囲第23項乃至第28項のいずれかに記載の滑雪氷性被覆物。The coating layer according to any one of claims 23 to 28, wherein a water droplet slides on the outer surface at an advancing contact angle of 90 degrees or more and a receding contact angle of 50 degrees or more and an advancing contact angle or less. Snow and ice coating. 被覆層は、外面が水滴の滑落初期角度において、滑落初期地点から10cm滑落するまでの水滴滑落速度が10cm/分以下であることを特徴とする請求の範囲第23項乃至第29項のいずれかに記載の滑雪氷性被覆物。30. The coating layer according to any one of claims 23 to 29, wherein the outer surface has a water droplet sliding speed of 10 cm / min or less from an initial sliding position to a sliding position of 10 cm at an initial angle of sliding of the water droplet. 2. The snow-and-ice coating according to item 1. 被覆層は、外面の最大表面粗さが10μm以下であることを特徴とする請求の範囲第23項乃至第30項のいずれかに記載の滑雪氷性被覆物。31. The snow gliding coating according to claim 23, wherein the coating layer has a maximum outer surface roughness of 10 μm or less. 被覆層は、外面に−2度から−5度の温度領域で凍着した氷が、被覆層と水平方向からの荷重により定荷重非破断的滑動することを特徴とする請求の範囲第23乃至第31項のいずれかに記載の滑雪氷性被覆物。23. The coating layer according to claim 23, wherein the ice frozen on the outer surface in a temperature range of −2 ° C. to −5 ° C. slides in a constant load non-breakable manner by a load from the horizontal direction with the coating layer. 32. A snow gliding coating according to any one of paragraph 31. 被覆層は、基材の上に形成された無機系ベース膜上に形成されていることを特徴とする請求の範囲第23乃至第32項のいずれかに記載の滑雪氷性被覆物。33. The snow gliding coating according to any one of claims 23 to 32, wherein the coating layer is formed on an inorganic base film formed on the base material. 無機系ベース膜は、シリコーンを主成分とするシリコーンコーティング剤を用いて形成されたものであることを特徴とする請求の範囲第23又は第33項に記載の滑雪氷性被覆物。34. The snow-and-ice coating according to claim 23 or 33, wherein the inorganic base film is formed using a silicone coating agent containing silicone as a main component. 被覆層は、5Å(オングストローム)以上の長さの直鎖構造を有する撥水性物質を、その末端が被覆層外面に配向されて、基材の上の面に固定したものであることを特徴とする請求の範囲第24乃至第34項のいずれかに記載の滑雪氷性被覆物。The coating layer is characterized in that a water-repellent substance having a linear structure having a length of 5 ° (angstrom) or more is fixed to the upper surface of the base material with its terminals oriented to the outer surface of the coating layer. 35. The snow-and-ice covering according to any one of claims 24 to 34. 直鎖構造を有する撥水性物質は、末端にトリフルオロメチル基及び/又はメチル基が配置され、該トリフルオロメチル基及び/又はメチル基が外面となるように配向されたことを特徴とする請求の範囲第35項に記載の滑雪氷性被覆物。The water-repellent substance having a straight-chain structure has a trifluoromethyl group and / or a methyl group arranged at a terminal, and is oriented such that the trifluoromethyl group and / or the methyl group becomes an outer surface. Item 35. The snow-ice-ice covering according to Item 35. 直鎖構造を有する撥水性物質は、20平方Åに1物質以上が略均一に分布していることを特徴とする請求の範囲第35又は第36項に記載の滑雪氷性被覆物。37. The snow-and-ice coating according to claim 35 or 36, wherein one or more of the water-repellent substances having a linear structure are substantially uniformly distributed in 20 square centimeters. 直鎖構造を有する撥水性物質は、基材の上の面上において該物質の固定が飽和状態となる密度に対し、10〜95%の密度で略均一に固定されていることを特徴とする請求の範囲第35乃至第37項のいずれかに記載の滑雪氷性被覆物。The water-repellent substance having a linear structure is characterized in that the substance is fixed substantially uniformly at a density of 10 to 95% with respect to the density at which the fixing of the substance is saturated on the upper surface of the substrate. The snow-and-ice coating according to any one of claims 35 to 37. 直鎖構造を有する撥水性物質は、基材の上の面上において該物質の固定が飽和状態となる密度に対し、10〜95%の密度で略均一に固定され、その他の部分に親水性の物質が存在していることを特徴とする請求の範囲第35乃至第37項のいずれかに記載の滑雪氷性被覆物。The water-repellent substance having a linear structure is fixed almost uniformly at a density of 10 to 95% with respect to the density at which the fixing of the substance is saturated on the upper surface of the base material, and is hydrophilic at other parts. 38. The snow gliding coating according to any one of claims 35 to 37, wherein the substance is present. 被覆層は、フッ素含有シラン化合物、フッ素非含有シラン化合物、フルオロカーボン基を有するフッ素含有化合物から選ばれた1種あるいは2種以上の混合物を主成分とすることを特徴とする請求の範囲第35乃至第39項のいずれかに記載の滑雪氷性被覆物。35. The coating layer according to claim 35, wherein the coating layer contains, as a main component, one or a mixture of two or more selected from a fluorine-containing silane compound, a fluorine-free silane compound, and a fluorine-containing compound having a fluorocarbon group. 40. A snow gliding coating according to any one of paragraphs 39 to 39. フッ素非含有シラン化合物は、メチル基を有するフッ素非含有シラン化合物であることを特徴とする請求の範囲第40項に記載の滑雪氷性被覆物。41. The snow gliding coating according to claim 40, wherein the fluorine-free silane compound is a fluorine-free silane compound having a methyl group. 屋外工作物に滑雪氷性を有する被覆層が形成され、又は滑雪氷性を有する被覆層が形成された滑雪氷体が取付けられ、該被覆層は請求の範囲第23項乃至第41項のいずれかに記載の被覆層であることを特徴とする屋外工作物。The outdoor work is provided with a coating layer having snow and ice properties, or a snow and ice body on which a coating layer having snow and ice properties is formed, and the coating layer is any one of claims 23 to 41. An outdoor workpiece, which is the coating layer according to any one of the first to third aspects.
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