都市鉄道車両の側面窓ガラスへの機能性ポリカーボネート板の応用分析 日本

鉄道輸送産業の発展に伴い、市場では軽量化と省エネ車両に対する要求が高まっています。車両の重要な部分として、車両サイドウィンドウの軽量化研究は、車両全体の軽量化の主要な方向となっています。強化ガラスと比較して、ポリカーボネート板（PC）は軽量、耐衝撃性、断熱性、低コストなどの特徴があり、従来の車両ガラスに代わる能力があります。

PCボードの機能

 軽量特性

強化ガラスと比較して、PC プレートの密度は 50% 削減され、より大きな側壁ウィンドウに対応するだけでなく、車両の軽量要件も満たします。

 衝撃に対する耐性

 PCボードは優れた耐衝撃性を備えています。

PC プレートと合わせガラスを比較すると、熱伝導率が 25% 向上し、車内のユーザーの快適性が向上するだけでなく、客室内の温度を一定に保つのにも役立ちます。車両の長期運転から、PC ボードは車両の HVAC 電力消費を効果的に削減し、運用部門の冷暖房コストを削減できます。

 被削性

PC板は加工や造形の自由度が高く、切断、穴あけ、曲げなどの加工が可能です。車体の形状に合わせて、さまざまな3次元効果の形状に設計できます。また、PC板自体は剛性が高く、鋭いエッジがないため、安全ガラスのようにエッジ研磨、スチール、サンドイッチなどの複雑な加工を行う必要がありません。既存のFRAIIラミネートガラスと比較して、コストは最大20％削減されます。PCパネルはさまざまな色で構成でき、鉄道車両の窓の太陽エネルギー透過率と可視光透過率のさまざまな要件を満たすことができます。

 耐摩耗性、耐傷性、耐老化性

 材料特性の制約により、PC プレートの耐摩耗性と耐老化性は強化ガラスよりも低くなります。表面処理されていない単一のプレートについては、ASTM D1044 標準に従って研磨テストを実施しました。500g の荷重と 1000 回の回転研磨の条件下では、PC プレートの表面曇りの差は 30% を超えますが、同じテスト条件下では強化ガラスの表面の曇りの差はわずか 0.26% です。

PC板は耐候性が悪いため、長時間日光にさらされると紫外線の影響で老化が早まり、色が黄色くなり、耐衝撃性などの機械的特性が低下します。自動車の窓に関しては、運用上の必要性から、板は屋外環境に長時間さらされます。透明な窓の場合、その老化による黄色は見た目に非常に顕著です。同時に、長期間の摩耗によって残った痕跡も視界と外観に影響を与え、板のライフサイクルで頻繁に交換する必要があります。そのため、従来のPC板は鉄道車両の窓の使用要件を満たすことができません。

 PCボードの性能向上

 PC プレートの耐摩耗性と耐老化性を向上させるには、表面に硬化コーティングを施す必要があります。表面硬化処理後、PC プレートの表面耐摩耗性が大幅に向上します。

同時に、表面の硬化コーティングにより紫外線を 90% 以上遮断し、プレートの耐老化性を向上させるとともに、客室内の乗客の快適性を確保します。

PC板は耐候性が悪いため、長時間日光にさらされると紫外線の影響で老化が早まり、色が黄色くなり、耐衝撃性などの機械的特性が低下します。自動車の窓に関しては、運用上の必要性から、板は屋外環境に長時間さらされます。透明な窓の場合、その老化による黄色は見た目に非常に顕著です。同時に、長期間の摩耗によって残った痕跡も視界と外観に影響を与え、板のライフサイクルで頻繁に交換する必要があります。そのため、従来のPC板は鉄道車両の窓の使用要件を満たすことができません。

 PCボードの性能向上

 PC プレートの耐摩耗性と耐老化性を向上させるには、表面に硬化コーティングを施す必要があります。表面硬化処理後、PC プレートの表面耐摩耗性が大幅に向上します。

同時に、表面の硬化コーティングにより紫外線を 90% 以上遮断し、プレートの耐老化性を向上させるとともに、客室内の乗客の快適性を確保します。