都市鉄道車両の側窓ガラスにおける機能性ポリカーボネート板の応用分析

鉄道交通業界の発展に伴い、市場は軽量化と省エネルギー車両に対してより高い要求を示しています。車両にとって重要な部品である車両側窓の軽量化研究は、全体的な車両軽量化における主要な方向性となっています。強化ガラスと比較すると、ポリカーボネート板（PC）は質量が軽く、衝撃に強く、断熱性が良く、コストが低く、伝統的な車両ガラスを置き換える能力を持っています。

PC板の特徴

 軽量特性

強化ガラスと比較して、PC板の密度は50%減少しており、より大きな側壁窓に対応できるだけでなく、車両の軽量化要件も満たしています。

衝撃への抵抗

 PC板には優れた衝撃抵抗があります。

PCプレートと層状ガラスを比較すると、熱伝導率が25%向上しており、これは車内の利用者の快適性を向上させるだけでなく、乗客室の一定温度を維持するのに役立ちます。車両の長期運行において、PCボードは車両のHVAC消費電力を効果的に削減し、運営部門の暖房および冷房コストを低減します。

機械化可能性

PC基板は、良い加工とモデリングの自由度があり、切断、ドリル、曲げなどが可能です。車体の形状に応じて、さまざまな3次元効果の形状が設計できます。さらに、PC板自体には優れた剛性があり、鋭利なエッジがないため、安全ガラスのようにエッジ研磨、鋼板加工、サンドイッチ構造などの複雑な工程を必要としません。既存のFRAII層状ガラスと比較すると、コスト削減は最大20%です。PCパネルは様々な色で構成でき、鉄道車両ウィンドウの太陽エネルギー透過率や可視光線透過率の異なる要件を満たすことができます。

耐磨耗・傷防止および抗加齢

 素材の特性により、PC板の耐磨耗性と耐久性は強化ガラスよりも劣っています。表面処理のない単一の板に対しては、ASTM D1044標準に基づいて研磨試験が行われました。500gの荷重と1000回の回転研磨の条件下で、PC板の表面ヘイズ差は30%を超えますが、同じ試験条件下では強化ガラスの表面ヘイズ差はわずか0.26%です。

PC板は天候に対する耐性が弱いです。長期間日光にさらされると、紫外線の影響で老化が加速し、色が黄色くなり、衝撃抵抗性やその他の機械的特性が低下します。車両の窓に関しては、操作上の必要性から、この板が長期間屋外環境にさらされることになります。透明な窓の場合、その劣化による黄変が外観上非常に目立ちます。同時に、長期の摩耗によって残る跡も視界や外観に影響を与え、板のライフサイクル中に頻繁に交換が必要となります。従って、伝統的なPC板は鉄道車両の窓使用要件を満たすことができません。

PC板性能の向上

 PC板の摩耗と老化抵抗性を向上させるためには、表面に硬化塗層を施す必要があります。表面硬化処理後、PC板の表面摩耗抵抗性は大幅に向上します。

同時に、その表面の硬化コーティングは90%以上の紫外線をカットし、プレートの耐老化性を向上させながら、乗客室での乗客の快適さを確保します。

PC板は天候に対する耐性が弱いです。長期間日光にさらされると、紫外線の影響で老化が加速し、色が黄色くなり、衝撃抵抗性やその他の機械的特性が低下します。車両の窓に関しては、操作上の必要性から、この板が長期間屋外環境にさらされることになります。透明な窓の場合、その劣化による黄変が外観上非常に目立ちます。同時に、長期の摩耗によって残る跡も視界や外観に影響を与え、板のライフサイクル中に頻繁に交換が必要となります。従って、伝統的なPC板は鉄道車両の窓使用要件を満たすことができません。

PC板性能の向上

 PC板の摩耗と老化抵抗性を向上させるためには、表面に硬化塗層を施す必要があります。表面硬化処理後、PC板の表面摩耗抵抗性は大幅に向上します。

同時に、その表面の硬化コーティングは90%以上の紫外線をカットし、プレートの耐老化性を向上させながら、乗客室での乗客の快適さを確保します。