(57)【要約】      （修正有）【課題】車体などの劣化を防止するため、長期間の使用が可能な保護膜を提供する。【解決手段】親水性部材を保護膜２した場合に亀裂が進み、水や油が車体表面１に到達すると劣化が進むため、亀裂が生じた場合の保護膜２として、第一の部材１と、第二の部材２を設け、第一の部材はガラスコーティング部材であって、第二の部材は、板状部材で構成され、ガラスコーティング膜２ａはシロキサン結合を主とする膜で、板状粒子２ｂは、ガラスコーティング膜よりも硬く、気体透過性が低い材質から成る保護部材。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の部材と、第二の部材とから構成される保護部材であって、
前記第一の部材はガラスコーティング部材であって、
前記第二の部材は、板状部材で構成されること
を特徴とする保護部材。
【請求項２】
請求項１に記載の保護部材であって、
前記板状部材の長辺が向く方向は、前記保護部材の厚さ方向とは異なる方向であること
を特徴とする保護部材。
【請求項３】
請求項２に記載の保護部材であって、
前記異なる方向は、前記保護部材の面方向であること
を特徴とする保護部材。
【請求項４】
請求項１に記載の保護部材であって、
前記第一の部材は、シロキサン結合を有するガラスコーティング部材であること
を特徴とする保護部材。
【請求項５】
請求項１に記載の保護部材であって、
前記板状部材は、鉛筆硬度６Ｈ以上であること
を特徴とする保護部材。
【請求項６】
請求項１に記載の保護部材であって、
前記保護部材の平均硬さは、鉛筆硬度５Ｈ以上であること
を特徴とする保護部材。
【請求項７】
請求項１に記載の保護部材であって、
前記板状部材は、前記板状部材の面方向の大きさと厚さのアスペクト比は1以上であること
を特徴とする保護部材。
【請求項８】
請求項１に記載の保護部材であって、
前記板状部材は、前記ガラスコーティング部材に対して８０体積％以下で構成されること
を特徴とする保護部材。
【請求項９】
保護部材を有する移動体であって、
前記保護膜は、第一の部材と、第二の部材とから構成されており、
前記第一の部材はガラスコーティング部材であって、
前記第二の部材は、板状部材で構成されること
を特徴とする移動体。
【請求項１０】
請求項９に記載の移動体であって、
前記板状部材の長辺が向く方向は、前記保護部材の厚さ方向とは異なる方向であること
を特徴とする保護部材。
【請求項１１】
請求項９に記載の移動体であって、
前記異なる方向は、前記保護部材の面方向であること
を特徴とする保護部材。
【請求項１２】
請求項９に記載の移動体であって、
前記第一の部材は、シロキサン結合を有するガラスコーティング部材であること
を特徴とする移動体。
【請求項１３】
請求項９に記載の移動体であって、
前記板状部材は、鉛筆硬度５Ｈ以上であること
を特徴とする移動体。
【請求項１４】
板状部材とガラスコーティング部材とを混合させることで塗布部材を構成する工程と、
基材に対し混合された塗布部材を塗布する工程と、
塗布された塗布部材を乾燥させることにより保護部材を形成する工程と、を有すること
を特徴とする保護部材の形成方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の保護部材の形成方法であって、
前記塗布する工程において、前記基材に対して、基材の面に対して水平方向に塗布されること
を特徴とする保護部材の形成方法。
【請求項１６】
請求項１４に記載の保護部材の形成方法であって、
前記塗布する工程において、前記基材とは、前記塗布部材が塗布された面と異なる面に他の部材と接着される接着面を有していること
を特徴とする保護部材の形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、保護膜、移動体、および保護部材の形成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鉄道車両や自動車などの移動体においては、汚れの付着、堆積または錆の発生が問題となる。
【０００３】
例えば、特開２００２−８０８２９号公報（特許文献１）には、「基材と、該基材上に最外層として形成される親水性被膜とを少なくとも有してなる親水性部材であって、前記親水性皮膜が、光触媒性の親水性金属酸化物粒子と、親水性無機非晶質物質とを少なくとも含んでなり、前記親水性被膜の表面に隆起している部分とそうでない部分を有している親水性部材。」に関する技術が開示されている（要約参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−８０８２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明者は、鉄道車両や自動車などの防汚性について、検討している。
【０００６】
その過程において、防汚性を向上させるためには、種々の汚れに対応可能な表面構造を有するように保護膜を構成する必要があることが分かった。
【０００７】
たとえば、特許文献１に記載の技術は、十分な膜硬度および耐久性を保持しながら、曇りにくく、かつ水滴や汚れが付着しにくい親水性部材であることが開示されている。
【０００８】
しかしながら、鉄道車両や自動車等の移動体に関する分野においては、当該親水性部材を保護膜として鉄道車両表面や自動車の表面に塗布した場合は、走行中に飛び石や金属片が保護膜に飛散することがある。
この場合に、保護膜表面に傷や亀裂等が生じると、その亀裂等より水や油等が入り込むこととなる。さらに、移動体走行中の振動や衝撃等によって、水や油等が亀裂等に入り込むと、亀裂の進展が進む。この進展は、親水性金属酸化物粒と親水性金属酸化物粒子とより柔らかい親水性無機非晶質物質に起こりやすい。硬い部材は振動や衝撃では破損しないためである。
【０００９】
その結果、亀裂の進展が進み、水や油が車体表面に到達すると、車体表面の劣化が起こることとなるが、この点は考慮されていない。つまり、亀裂が生じた場合の保護膜については課題として認識されていない。
【００１０】
本発明は、長期間の使用が可能な保護膜を提供することを目的とする。
【００１１】
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、第一の部材と、第二の部材とから構成され、第一の部材はガラスコーティング部材であって、第二の部材は、板状部材で構成されることを特徴とする保護部材である。
【発明の効果】
【００１３】
代表的な実施の形態によれば、長期間の使用が可能な保護膜を提供することである。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】従来の保護膜に汚れが付着した際の様子を模式的に示す図である。
【図２】従来の保護膜に汚れが付着した後の様子を模式的に示す図である。
【図３】本発明の実施の形態の保護膜の構成例を示す断面図である。
【図４】本発明の実施の形態の保護膜が汚れを防止する様子を模式的に示す図である。
【図５】本発明の実施の形態の保護膜が汚れを防止する様子を模式的に示す図である。
【図６】本発明の実施の形態の保護膜の製造方法を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態の一例として鉄道車両の側面を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
（従来例について）
図１を用いて説明する。図１は、基材１にコーティング膜１ａと粒状物質１ｂとから構成される保護膜が塗布されている。この保護膜表面は、汚れＤが飛散された状態を示している。
【００１６】
また、図１を拡大し、汚れＤ１の飛散によってコーティング膜１ａ表面に亀裂が生じた状態を図２に示す。粒状物質１ｂ同士の空間にはコーティング膜１ａが充填されている。
この図２は、当該保護膜を運用した状態を示すものであり、太い矢印は、亀裂の方向の一例を示すものである。
【００１７】
例えば、汚れＤ１によって生じた亀裂は便宜上直線的な矢印で示す。直線的な矢印上の亀裂は、コーティング膜１ａよりも硬い粒状物質１ｂを避けるように亀裂が進展することとなる。また、亀裂が粒状物質１ｂに触れた場合には、粒状物質１ｂを這うように構成される。粒状物質１ｂまたはコーティング膜１ａに亀裂が生じるよりもその界面を引きはがす方が小さな力または水や油の侵入が容易となるからである。
【００１８】
他方、汚れＤ２によって生じた亀裂は、コーティング膜１ａの途中で方向が変化しているが、水や油の侵入経路や振動または衝撃によって、経路が変更されたものである。
【００１９】
したがって、粒状物質１ｂが強固なものを用いたところで、コーティング膜１ａの亀裂とは関係がないため、保護膜の長寿命化を図る技術が望まれている。
（保護膜について）
（実施の形態）
以下、本実施の形態の保護膜について説明する。
【００２０】
図３は、本実施の形態の保護膜の第１構成例を示す断面図である。本実施の形態の保護膜２は、基材１の表面に形成される。基材１は、例えば、金属、セラミックス、樹脂またはこれらの複合体からなる。
【００２１】
保護膜２は、ガラスコーティング膜（ガラスコーティング被膜ともいう）２ａと、このガラスコーティング膜２ａ中に板状粒子（板状部材とも呼ぶ）２ｂと、を有する。
【００２２】
ガラスコーティング膜２ａは、ガラス様の被膜（ガラス層、ガラスコーティング層ともいう）であり、板状粒子２ｂを混合したガラスコーティング剤を基材１の表面に塗布または配置し、乾燥させることにより形成することができる。ガラスコーティング膜２ａは、シロキサン結合（Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ）を主とする膜である。なお、膜中には、有機物などを混入している場合もある。
【００２３】
このガラスコーティング膜２ａは、ある程度硬質（例えば、鉛筆高度３Ｈ以上）であり、砂塵、金属粉などの硬質な異物の付着（例えば、突き刺さり、食い込みなど）をある程度防止することができる。また、これにより、金属粉などの硬質な異物が付着し、錆びることによる汚れを抑制することができる。
【００２４】
板状粒子２ｂは、硬質な板状粒子である。硬さは、ガラスコーティング膜よりも硬く（例えば、鉛筆高度５Ｈ以上）、気体透過性が低い材質から成る。形状は、板状の面方向の大きさと厚さのアスペクト比は1以上である。望ましくはアスペクト比5以上で、更に望ましくはアスペクト比10以上である。また、粒径（板状の面方向の平均短径）が、基材上に製膜された膜厚の1/2以下である。望ましくは1/5以下で、更に望ましくは1/10以下である。
【００２５】
上記したアスペクト比に構成された板状粒子２ｂを保護膜２の厚み方向とは異なる方向に配置されている。異なる方向とは、例えば、基材に対して保護膜の厚み方向が鉛直方向である場合には、水平方向である。これらの鉛直方向や水平方向は厳密な角度を示すものではなく、その方向を向いているものをいう。つまり、板状粒子２ｂは水平方向に並べられているものの、それらの角度にはばらつきを有していることを意味する。
【００２６】
このように、保護膜を、ガラスコーティング膜２ａと、このガラスコーティング膜２ａ中に板状粒子２ｂが含有された膜構造とすることで、防汚性を向上させることができる。
【００２７】
具体的には、砂塵、金属粉などの硬質な異物による基材表面の損傷を低減し、金属塩などの親水性汚れ、カーボン、有機物等の疎水性汚れなどの付着性を低減し、腐食性気体による基材の腐食を防止することができる。また、これらの異物や汚れが付着した場合の洗浄性を向上することができる。
【００２８】
図４は、本実施の形態の保護膜の第２構成例を示す断面図である。本実施の形態の保護膜２は、基材１の表面に形成される。基材１は、例えば、金属、セラミックス、樹脂またはこれらの複合体からなる。
【００２９】
この場合も、保護膜２は、ガラスコーティング膜２ａと、このガラスコーティング膜２ａ中に分散された板状粒子２ｂとを有する。
【００３０】
ガラスコーティング膜２ａは、前述したように、ガラス様の被膜であり、シロキサン結合（Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ）を主とする膜である。なお、膜中には、有機物などの不純物が含有している場合もある。
【００３１】
板状粒子２ｂは、ガラスコーティング膜２ａに分散されており、基材1または保護膜２の表面に対して板状の面方向が垂直とならない角度で存在する。
【００３２】
このように、保護膜を、ガラスコーティング膜２ａと、このガラスコーティング膜２ａ中に分散された板状粒子２ｂとの複合構造とすることで、硬質な保護膜２は、砂塵や金属粉などの硬質な異物による基材表面の損傷を低減し、これらの異物や汚れが付着した場合の洗浄性を向上することができる。
【００３３】
上記保護膜を屋外で使用する移動体や構造体（例えば、後述する鉄道車両や自動車など）に用いた場合には、防汚性を向上、表面の損傷を低減させることで、その表面のメンテナンスが容易となり、その費用を低減することができる。
【００３４】
特に、移動体の場合は、移動体表面に砂塵や金属粉などの硬質な異物が、移動体の速度の上昇に伴って移動体表面に激しく衝突し、移動体表面に硬質な異物が突き刺さったり強く付着するなど、表面を洗浄しても異物を除去出来無いことがある。
【００３５】
しかし、上記の硬質な保護膜で基材表面を覆うことにより、硬質な異物の付着を防ぐことができる。
【００３６】
例えば、塗料の塗り変え頻度を低減でき、また、定期的な洗浄を行う場合には、その期間を延長することができる。
【００３７】
また、洗浄回数を低減することにより、鉄道車両などの使用効率（稼働率）を向上させることができる。
【００３８】
また、ブラシ洗浄などを行う場合には、その表面の磨耗が進行する場合があり、洗浄回数を低減することにより、移動体や構造体の耐用年数を向上することができる。
【００３９】
なお、塗料のみでもある程度の防汚性を有するが、塗料は一般的に有機物であるため表面が軟らかく、屋外で使用する場合は、硬質な砂塵や金属粉が表面に突き刺さって汚れとなり、表面の美観が損なわれやすい。そのため、塗料材上を上記保護膜で覆うことにより、防汚性を向上させることができる。
【００４０】
また、塗料などの絶縁体の表面は、親水性が低く、静電気を帯びやすい。この静電気により、微細な異物や塵埃を吸着しやすいため、塗料材上を上記保護膜で覆うことにより、防汚性を向上させることができる。
【００４１】
また、塗装コストの削減、意匠性の観点から、金属材（アルミニウム、ステンレスなど）に塗装を施さずに移動体や構造体として用いる場合がある。このような場合においても、金属材上を上記保護膜で覆うことにより、防汚性を向上させることができる。
【００４２】
特に、金属材は、大気中の水分、大気汚染物質、環境中に存在する鉄成分などによる腐食や錆びなどが発生しやすいが、上記保護膜で覆うことにより、保護膜中の板状粒子が保護膜中を移動する物質の移動距離を増大させるため、金属表面が露出している場合や、ガラスコーティング膜２aのみのコーティングの場合に比べて腐食や錆びなどを効果的に防止することができる。
【００４３】
ここで、図５を用いて、保護膜２表面に亀裂が生じた場合について説明する。図４，５で説明した符号と同一の符号については説明を省略する。
【００４４】
汚れＤ３によって生じた亀裂の進展方向が複数回変わっているのが示されている。コーティング膜２ａ内には、板状粒子２ｂが含有されているため、亀裂が図２に示すような経路をとることができないためである。すなわち、板状粒子２ｂ自体に亀裂が入ることはコーティング膜２ａに比べて少ないため、亀裂は、板状粒子２ｂを避けるように進展することとなる。
【００４５】
つまり、亀裂の進展経路は、板状粒子２ｂを避けるか、板状粒子２ｂ表面を通過する必要があるため、経路自体が長くなる。すなわち、進展時間が長期化することとなる。
【００４６】
板状粒子２ａは、便宜上図５のように示したが、実際には、先に説明したアスペクト比であることから、さらに粒状物質１ａに比べて、亀裂の進展経路は、横方向（保護膜の厚み方向に対して水平方向）への移動が多くなることから長くなる。また、汚れＤ４による亀裂も同様に進展方向が頻繁に変更されており、さらに進展経路が長期化していることがわかる。
【００４７】
したがって、ガラスコーティング膜２ｂ内に板状物質２ａを含有させた保護膜２表面に亀裂等が生じても保護膜底面部まで水や油による浸食がされにくい保護膜を提供することが可能となる。また、防汚性を有する保護膜を形成することができる。
【００４８】
また、保護膜２の表面に板状粒子２ｂが表れないようにガラスコーティング膜２ａで覆うことによって、板状粒子２ｂとガラスコーティング膜２ａとの界面が保護膜２ａに表れないため界面に水分や油分あるいは空気や汚れ等が入りにくくなるため亀裂等が生じにくくなる。
【００４９】
以下に、ガラスコーティング膜２ａと板状粒子２ｂから成る保護膜２について詳細に説明する。
【００５０】
まず、ガラスコーティング膜２ａは、保護膜２の一部であり、基材と接着し、板状粒子を覆っている。
【００５１】
また、ガラスコーティング膜２ａは硬度が高いため、硬質な砂塵や金属粉などの付着を単独でもある程度防止することができる。硬度としては、鉛筆硬度５Ｈ以上のガラスコーティング膜２ａを用いることが好ましい。
【００５２】
ガラスコーティング剤としては、常温で硬化（ＳｉＯ２化）が進行する化合物が好ましいが、これに限定されるものではない。例えば、加熱により硬化が促進するガラスコーティング剤を用いてもよい。
【００５３】
加熱硬化を行う場合には、基材１を構成する、金属、セラミックス、樹脂またはこれらの複合体を損なわない温度で行う。
【００５４】
また、ガラスコーティング膜２ａが剥離しやすい材料を基材１として用いる場合には、基材１の表面に、プライマ層を形成した後、第２のガラスコーティング剤を塗布または配置してもよい。このプライマ層とは、ガラスコーティング剤の塗布に際し、ガラスコーティング剤の付着力を向上させるための層である。具体的には、アクリル系、フェノール系、ウレタン系、エポキシ系、ポリエステル系等、種々の樹脂層を用いることができる。
【００５５】
ガラスコーティング剤としては、例えば、ポリシラザン、テトラエトキシシラン、水ガラス、有機シラン化合物などを用いることができる。また、シラン化合物に触媒などの添加剤を含み、ガラス様の被膜を形成できるガラスコーティング剤が市販されているが、これを使用しても良い。この場合も、硬化後に鉛筆硬度５Ｈ以上となるものを選定することが好ましい。
【００５６】
次に、板状粒子２ｂについて詳細に説明する。
材質としては、ガラスコーティング膜２ａよりも硬質のものであれば良い。ガラスコーティング膜２aは、鉛筆硬度５Ｈ（ビッカース硬度  約600）であり、板状粒子２ｂとしてはこれ以上の硬質な、例えば、イットリア（ビッカース硬度600）、フォルステライト（ビッカース硬度800）、コージェライト（ビッカース硬度800）、窒化アルミ（ビッカース硬度1000）、ムライト（ビッカース硬度1100）、シリカ（ビッカース硬度1100）、炭化タングステン（ビッカース硬度1400）、酸化ジルコニウム（ビッカース硬度1400）、窒化珪素（ビッカース硬度1500）、アルミナ（ビッカース硬度1000〜2000）、炭化ケイ素（ビッカース硬度1700）、窒化チタン（ビッカース硬度2000）、炭化チタン（ビッカース硬度3200）、炭化ホウ素（ビッカース硬度3300）、窒化ホウ素（ビッカース硬度7300）、ダイヤモンド（ビッカース硬度7000）などがあるが、これに限定されるものではない。
【００５７】
粒径は、板状粒子２ｂの厚さが、板状粒子２ｂを混合したガラスコーティング剤を基材に塗布または配置して乾燥させた膜の厚さよりも小さければ良い。好ましくは、膜厚の1/10以下、更に好ましくは1/20以下であるとなお良い。
【００５８】
板状粒子２ｂの平面方向の大きさは、板状粒子２ｂの厚さに対する平面方向の短径のアスペクト比が1以上であれば良い。好ましくは5以上、更に好ましくは10以上が良い。
【００５９】
ガラスコーティング剤を基材に塗布して乾燥させた膜中の板状粒子２ｂの含有量は、特に限定されるものでは無く、膜の硬化後に鉛筆硬度５Ｈ以上となるように添加量を調整することができる。
【００６０】
他の形態として、保護膜２が塗布される基材１は塗布された面と異なる面に接着面を有している構成としてもよい。この場合は、当該異なる面に設けられた接着面は他の部材に貼り付けることが可能である。この構成を取ることによって、保護膜２を直接保護対象である部材に塗布せずとも、接着面を塗布するだけで保護膜２を形成することが可能となる。保護膜２の乾燥を別途行うことができる。
【００６１】
（保護膜の製造方法について）
本発明の保護膜の製造方法について図６を用いて以下説明する。
【００６２】
最初に、板状粒子２ｂをアルミナの板状粒子として作製する（Ｓ０１）。
【００６３】
出発原料の水酸化アルミニウムをボールミルで粉砕して粒度調整して用い、これに結晶制御剤としてＮａＯＨをＡｌ（ＯＨ）3  １モルに対して５．４×１０-3モル以上０．２２モル以下添加して密閉オートクレーブ中に充填し、高温、高圧にて水熱合成する。
【００６４】
水熱合成における温度、圧力の条件に関しては、Ａｌ2Ｏ3−Ｈ2Ｏ系状態図で、α−アルミナの安定な領域でなければならない。温度は３５０℃以上、圧力を５０以上、２００気圧以下とする。
【００６５】
板状粒子２ｂは先に他の部材を示したようにアルミナに限定されることは無く、また製造方法も本方法に限定されるものでは無い。
次に、上記ガラスコーティング剤２ａと板状粒子（板状部材とも呼ぶ）２ｂを混合して、コーティング剤を作製する（Ｓ０２）。
【００６６】
ガラスコーティング剤２ａ中の板状粒子２ｂは、膜の硬化後に鉛筆硬度５Ｈ以上となるように添加量を調整するが、１０体積％以上で、おおよそ80体積％以下が望ましい。
この値をとる場合、コーティング剤の粘度が下がりコーティング作業が行いやすく、保護膜が脆くならず割れにくくなる等のメリットがある。
【００６７】
混合方法は、特に制限はないが、板状粒子が分散する方法で混合を行うことが望ましい。例えば、撹拌羽根を用いた混合機、スタティックミキサ、ボールミル、ビーズミル、ホモジナイザー等の分散機などを使用しても良い。
また、すでに溶剤中に板状粒子を分散したものを添加しても良い。
【００６８】
ここで、板状粒子２ａが保護膜の厚み方向とは異なる角度に並べられるようにする。
【００６９】
次に、基材１を準備する。基材１上に、板状粒子を含むガラスコーティング剤を塗布または配置することによって基材１上に保護膜２を形成する（Ｓ０３）。
【００７０】
この塗布する工程において、板状粒子２ａが塗布方向に並べられることが望ましい。板状粒子が塗布される方向に向くことで、先に説明したように亀裂が生じた際に、亀裂の進展経路が長くすることができるためである。つまり、基材１の面方向に対して水平方向に塗布するということである。面方向とは保護膜２の厚み方向とは略垂直関係である。
【００７１】
保護膜２の厚さは、０．２〜１００μｍが適正である。好ましくは、１〜５０μｍ、より好ましくは３〜２０μｍとすることが好ましい。保護膜２の厚さが、０．２μｍよりも小さくなるようなガラスコーティング剤の塗布量では、基材１の表面に塗布ムラが生じやすい。このため、保護膜２が形成できない部分が生ずるなど、成膜不良が生じやすい。また、保護膜２の厚さが、１００μｍよりも大きくなると、膜に亀裂などの割れが発生しやすくなる。
【００７２】
次に、塗布された保護膜２を乾燥させることによって硬化させる（Ｓ０４）。乾燥させる工程は、常温（約２７℃）において自然乾燥によって硬化させる。材料に応じて加熱させて硬化させてもよい。材料特性に応じて適宜硬化方法を変化させてもよい。
【００７３】
このように、金属、セラミックス、樹脂またはこれらの複合体からなる基材１の表面に保護膜２を形成することにより、防汚性に優れた保護膜を得ることができる。
【００７４】
以下に、本実施の形態に係る実施例を、比較例と対比しつつ、さらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
［実施例１］
上記した保護膜２の構成を具体的に実験した内容を以下説明する。
【００７５】
基材として、アルミニウム板を準備した。具体的には、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金（６０００系アルミニウム合金)のうち、６Ｎ０１合金を用いた。アルミニウム板の大きさは、２００ｍｍ×３００ｍｍであり、厚さは、２ｍｍである。
【００７６】
このアルミニウム板に、ヘアライン加工を施し、アセトンを含ませたウェスを用いてその表面を拭い脱脂した。
【００７７】
ヘアライン加工とは、金属の表面処理加工の一種であり、単一方向に細かい傷または溝をつける加工法である。
【００７８】
例えば、アルミニウム板の表面に、金属ブラシなどで擦過することにより浅い傷または溝を付けることにより施される。このようなヘアライン加工を施すことにより、アルミニウム板の表面のつや消し効果が生じ、金属的な質感を強調することができる。
【００７９】
ガラスコーティング剤として、クラリアント・ジャパン社製のパーヒドロポリシラザンを用いた。このパーヒドロポリシラザンに、溶剤として、ジ−ｎ−ブチルエーテルを加え、２０ｗｔ％の溶液とし、さらに、パーヒドロポリシラザンの量を基準として、板状粒子である板状アルミナ粒子１０重量部を添加し、溶液（コーティング剤）を調整した。
【００８０】
上記溶液をウェスに含ませ、ムラを生じないようにアルミニウム板にコーティングした。これを強制対流可能な乾燥炉を用い、予め炉内温度を５０℃に余熱した炉内において、３０分間、乾燥した。乾燥後、常温まで冷却し、アルミニウム板上に、保護膜を形成した。この保護膜を目視にて確認したところ、透明な割れのない膜であった。
【００８１】
上記工程によって得られたアルミニウム板上の保護膜、即ち、ガラスコーティング膜２ａと板状粒子であるアルミナ２ｂからなる保護膜に対して、引っ掻き硬度、防汚性および密着性を評価した。
【００８２】
引っ掻き硬度は、鉛筆硬度試験（ＪＩＳ  Ｋ５６００−５−４）に基づいて評価した。この鉛筆硬度試験は、鉛筆の芯を試料（この場合、アルミニウム板上の保護膜）表面に押付けて動かし、傷付きの有無により試料の引っかき硬度を鉛筆の芯の硬さ（６Ｂ〜ＨＢ〜８Ｈ等）を用いて評価した。
【００８３】
防汚性については、次のように評価した。上記工程により保護膜が形成されたアルミニウム板を、温度５０±１℃、相対湿度９５％以上の湿潤状態下において、２４時間放置した。この後、温度２３±２℃、相対湿度５０±５％の状態下において、乾燥した。
【００８４】
次いで、粒径１０ミクロンの鉄粉をスプレーガンで水平面に置いたアルミニウム板上の保護膜表面に均一に吹きつけた。
【００８５】
次に、アルミニウム板を垂直に立て、吹き付けた面の反対面を軽く叩いて、吹き付けた面に付着している鉄粉を脱落させた。
【００８６】
その後、高温高湿環境下（６０℃、湿度９０％）に２４時間放置し、保護膜に刺さっている鉄粉を酸化して酸化鉄とした。アルミニウム板が室温になるまで冷却し、
次いで、流水下で洗浄した。洗浄後のアルミニウム板上の保護膜表面の水分を拭き取り、室温で乾燥した。
【００８７】
鉄粉を付着させる前後の色彩（Ｌ＊、ａ＊、ｂ＊）を色彩色差計（コニカミノルタ  センシング社製「色彩色差計  ＣＲ−４００」）にて測定を行った。色差（ΔＥ）は、以下の（式１）により表される。測定された色差に基づき、以下の基準で判定した。洗浄前後の色差が５未満の場合を「◎」、５以上１５未満の場合を「○」、１５以上２５未満の場合を「△」、２５以上を「×」とした。
【００８８】
以上より、保護膜２には、板状粒子である板状アルミナ粒子１０重量部を少なくとも添加していれば実施できることが確認された。
【００８９】
【数１】
2016179577.tif 000003
【００９０】
アルミニウム板への保護膜の密着性については、次のように評価した。
【００９１】
アルミニウム板上の保護膜に対して、カッターナイフを用いて、アルミニウム板に達する切れ目を碁盤目状に形成した。具体的には、２ｍｍ間隔で１１本の直線状の切れ目を縦方向および横方向に交差するように設け、切れ目で囲まれた合計１００個の２ｍｍ×２ｍｍの正方形を形成した。
別の言い方をすれば、２０ｍｍ×２０ｍｍの領域において、碁盤目に分割された保護膜を形成した。
【００９２】
次いで、上記碁盤目状の領域に、セロハンテープを密着させ、上方へ一気に引き剥がす作業を３回繰り返した。その結果、碁盤目に分割された保護膜の欠損率（剥離率）を求め、以下の基準で判定した。欠損率が０％の場合を「○」、０％を超えて１５％未満の場合を「△」、１５％以上の場合を「×」とした。
［実施例２］
板状粒子２ａとしてシリカを混合したコーティング剤を用いる他は、実施例１と同様にしてアルミニウム板上に構成される保護膜２を評価した。
［実施例３］
板状粒子２ａとしてイットリアを混合したコーティング剤を用いる他は、実施例１と同様にしてアルミニウム板上に構成される保護膜２を評価した。
［実施例４］
板状粒子２ａとしてコージェライトを混合したコーティング剤を用いる他は、実施例１と同様にしてアルミニウム板上に構成される保護膜２を評価した。
［実施例５］
板状粒子２ａとして窒化ホウ素を混合したコーティング剤を用いる他は、実施例１と同様にしてアルミニウム板上に構成される保護膜２を評価した。
［実施例６〜１０］
板状粒子２ａとしてアルミナを混合したコーティング剤を用いて、添加量を表１のように変えた以外は、実施例１と同様にしてアルミニウム板上に構成される保護膜２を評価した。
【００９３】
【表１】
2016179577.tif 000004
【００９４】
［実施例１１〜１７］
板状粒子２ａとしてアルミナを混合したコーティング剤を用い、粒子の厚さと厚さに対する平面方向の短径のアスペクト比、および保護膜厚を表２のように変えた以外は、実施例１と同様にしてアルミニウム板上に構成される保護膜を評価した。
【００９５】
【表２】
2016179577.tif 000005
【００９６】
［実施例１８］
基材１として、鉄道車両の外壁を用いる他は、実施例１と同様にして保護膜２を形成した。
【００９７】
鉄道車両に保護膜２を形成する例として図７を用いて説明する。図７は、鉄道車両の側面図である。図７に示すように、鉄道車両１１は、金属板を加工した外壁（側面、上面）を有する。
【００９８】
側面には、ドア（開閉扉）部１３や窓部１４が設けられている。また、上面（天井）１５には、パンタフラフ１６が設けられている。また、外壁の底面部には、車輪１２が設けられている。
【００９９】
鉄道車両１１の外壁は、例えば、ヘアライン加工が施されたアルミニウム製で、無塗装である。このような鉄道車両の外壁の一部、例えば、側面の下方（図３の領域Ａ１、Ａ２）に実施例１と同様にして保護膜２を形成した。
【０１００】
この保護膜２が形成された鉄道車両を走行車両として、３か月間走行試験を行った。３か月後の保護膜に対し、引っ掻き硬度および防汚性を評価した。引っ掻き硬度については、実施例１と同様に評価した。また、防汚性については、走行前と３ヶ月後の色差により評価した。評価基準は、実施例１の場合と同様である。
［実施例１９］
基材１として、鉄道車両の外壁を用いる他は、実施例２と同様にして保護膜を形成した。鉄道車両は、ヘアライン加工が施されたアルミニウム製で、無塗装のものを用いた。鉄道車両の外壁の一部に実施例２と同様にして保護膜を形成し、通常の走行車両として、３か月間、用いた。３か月後の保護膜に対し、引っ掻き硬度および防汚性を評価した。引っ掻き硬度については、実施例１と同様に評価した。また、防汚性については、走行前と３ヶ月後の色差により評価した。評価基準は、実施例１の場合と同様である。
【０１０１】
上記結果を、表２に示す。
［実施例２０］
基材１として、自動車の外壁を用いる他は、実施例１と同様にして保護膜２を形成した。自動車は、本発明の保護膜２が塗装されたものを用いた。自動車の外壁の一部に実施例１と同様にして保護膜２を形成し、走行車両として、３か月間走行試験を行った。３か月後の保護膜２に対し、引っ掻き硬度および防汚性を評価した。
【０１０２】
引っ掻き硬度については、実施例１と同様に評価した。また、防汚性については、走行前と３ヶ月後の色差により評価した。評価基準は、実施例１の場合と同様である。
【０１０３】
上記結果を、表２に示す。
［実施例２１］
実施例１６で評価した鉄道車両を更に半年間走行させた後、十分な洗浄を行い、実施例１６で保護膜を形成した面に、実施例１と同様のコーティング剤で保護膜を形成し、引っ掻き硬度および防汚性を評価した。引っ掻き硬度については、実施例１と同様に評価した。また、防汚性については、走行前と３ヶ月後の色差により評価した。評価基準は、実施例１の場合と同様である。
【０１０４】
上記結果を、表２に示す。
（比較例１）
基材１として、実施例１と同様のアルミニウム板を用い、保護膜２を形成することなく、その表面の防汚性を評価した。評価基準は、実施例１の場合と同様である。
（比較例２）
基材１として、実施例１と同様のアルミニウム板を用い、クラリアント・ジャパン社製のパーヒドロポリシラザンのみを用いたガラスコーティング膜を保護膜２として形成した以外は、実施例１と同様にしてアルミニウム板上の保護膜を評価した。
（比較例３）
基材１として、実施例１と同様のアルミニウム板を用い、板状粒子２ａに替えて粒径０．９ミクロンの不定形のアルミナを混合したコーティング剤を用いる他は、実施例１と同様にしてアルミニウム板上の保護膜を評価した。
（比較例４）
ガラスコーティング剤２ｂとして、クラリアント・ジャパン社製のパーヒドロポリシラザンを用いた。このパーヒドロポリシラザンに、溶剤として、ジ−ｎ−ブチルエーテルを加え、２０ｗｔ％の溶液とし、さらに、パーヒドロポリシラザンの量を基準として、板状粒子２ａである板状アルミナ粒子を８５体積％になるように添加し、溶液（コーティング剤）を調整したが、粘度が高いためレベリングせずに、平滑な膜が形成できなかった。
【０１０５】
この比較例１〜４の評価結果を表３に示す。
【０１０６】
【表３】
2016179577.tif 000006
【０１０７】
（実施例と比較例の比較）
実施例１〜１８と、比較例１〜４とから、ガラスコーティング膜２ｂに板状粒子２ａを添加したコーティング膜（保護膜２）を基材１に施すことで防汚性が向上することが判明した。
【０１０８】
なお、上記実施例１６〜１８などにおいては、鉄道車両や自動車について実験を行ったが、本実施の形態の保護膜の適用箇所は鉄道車両に限定されるものではなく、例えば、他の移動体についても同様に適用することができる。特に、屋外で使用するものであって、レールや道路との摩擦によって汚れが付着し易い移動体には、本実施の形態の保護膜により防汚性を図ることが効果的である。
【０１０９】
また、本発明の保護膜２の適用は、移動体に限らず、ビルや橋梁のインフラ構造物に対して塗布することも有効である。
【０１１０】
また、上記実施例１６などにおいては、保護膜を、側面の下方（図３の領域Ａ１、Ａ２）に用いたが、上面（天井）に設けてもよい。
【０１１１】
通常では、車体の上面が汚れることにより太陽光が吸収されやすくなり、車内の冷房効率が低下することがある。
【０１１２】
これに対して、本発明の保護膜２を車体の上面に保護膜を設けることで、汚れの低減を図ることができる。ひいては、車内の冷房効率を向上させることができる。
【０１１３】
特に、鉄道車両においては、架線と接触するパンタグラフからの汚れが生じやすく、本実施の形態の保護膜により防汚性を図ることが効果的である。
【０１１４】
また、屋内において使用する工場機械やロボットなどにおいても、本実施の形態の保護膜を適用することができる。また、建設機械等にも適用可能である。
【０１１５】
特に、動作時の摩擦によって汚れ（粉塵など）が生じやすい機械においては、本実施の形態の保護膜により防汚性を図ることが効果的である。
【０１１６】
この他、建築物、産業機器等を代表とする電気製品、サニタリー製品などにも、上記保護膜を適用することができる。
【０１１７】
このように、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【符号の説明】
【０１１８】
１：基材、２：保護膜、３：洗浄液、２ａ：ガラスコーティング膜、２ｂ：板状粒子、
１１：鉄道車両、１２：車輪、１３：ドア部、１４：窓部、１５：上面、１６：パンタグラフ、Ａ１：領域、Ａ２：領域、Ｄ：汚れ、Ｄ１：汚れ、Ｄ２：汚れ、Ｄ３：汚れ、Ｄ４：汚れ
【図１】
2016179577.tif 000007
【図２】
2016179577.tif 000008
【図３】
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【図４】
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【図５】
2016179577.tif 000011
【図６】
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【図７】
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