JP2015104841A - 鉄道車両用樹脂成形品 - Google Patents

Abstract

【課題】安定して所望の不燃性能を発揮することができる鉄道車両用樹脂成形品を提供する。【解決手段】鉄道車両用樹脂成形品１０は、ＡＢＳポリカーボネートアロイの基材層１２と、この表面をめっき処理して形成されためっき層１４と、その表面仕上げに表面層１６とを備える。めっき層１４には銅めっき層１４ａ、半光沢ニッケルめっき層１４ｂ、光沢ニッケルめっき層１４ｃ及びクロムめっき層１４ｄが含まれる。めっき層１４及び表面層１６は、基材層１２の片面だけに形成されていてもよいし、両面に形成されていてもよい。【選択図】図２

Description

本発明は、鉄道車両の各種材料として利用可能な樹脂成形品に係り、特に、鉄道車両用材料燃焼試験において「不燃性」の評価が得られる鉄道車両用樹脂成形品に関する。

この種の樹脂成形品に関して従来、基材となる樹脂に熱線吸収剤を添加した鉄道車両用ポリカーボネートシートの先行技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この先行技術では、１００重量部のポリカーボネートシート樹脂に対し、５×１０^−５重量部以上の熱線吸収剤を添加することにより、国土交通省の鉄道車両用材料燃焼試験において「不燃性」の評価（判定結果）が得られるとしている。

また同先行技術は、ポリカーボネート樹脂の表面強化のためにシリコーンハードコート層を塗工する場合、その塗料中に熱線吸収剤を添加することにも言及している。具体的には、シリコーンハードコート塗料中の１００重量部の固形分に対し、５×１０^−４重量部以上の熱線吸収剤を添加することにより、同じく鉄道車両用材料燃焼試験において「不燃性」の評価が得られるとしている。

特開２００４−８３７５３号公報

上述した先行技術の手法は、ポリカーボネート樹脂そのものか、あるいは、表面のシリコーンハードコート層に一定重量部以上の熱線吸収剤を添加することで、所望の不燃性能を発揮しようとするものである。

しかし、先行技術の手法では、実際の樹脂成形過程で常に添加剤の量が一定重量部以上となるよう精細に数値管理しておかなければならず、その管理負担が多大である。これは、成形後の樹脂にシリコーンハードコート層を塗工する場合においても同様である。また、何らかの要因により、樹脂の成形過程で一時的に添加剤の量が一定重量部に満たなくなったり、あるいは、塗工するシリコーンハードコート塗料の混練過程で一時的に添加剤の量が一定重量部に満たなくなったりした場合、鉄道車両用材料燃焼試験において「不燃性」の評価は得られなくなる。このように先行技術の手法には、安定して所望の不燃性能を得ることが難しいという問題がある。

そこで本発明は、安定して所望の不燃性能を得ることができる鉄道車両用樹脂成形品を提供するものである。

上記の課題を解決するため、本発明は以下の解決手段を採用する。
本発明は、樹脂成形品を層構造とし、その層構成によって所望の不燃性能を実現することとした。

すなわち、本発明の鉄道車両用樹脂成形品は、樹脂製の基材層の外面にめっき層を形成し、その上に表面層を形成した層構成を有する。本発明において、基材層は、特に熱線吸収剤や難燃剤等を含有する必要はなく、その他のめっき層及び表面層においても同様である。表面層は、めっき層の表面をコーティングするものであればよい。

したがって、本発明の鉄道車両用樹脂成形品は、例えば所望の部品形状に成形した樹脂部品に対してめっき処理を施し、その表面仕上げに表面層（例えば塗装膜による層）を形成することで容易に完成させることができる。これにより、樹脂の成形過程や表面層の形成過程で精細な管理を行う必要がなく、得られた樹脂成形品は安定して所望の不燃性能を発揮することができる。

本発明の有用性は、従来一般的な「めっき処理が施された樹脂部品」の存在によっては否定されない。すなわち、従来一般的な樹脂部品においては、その装飾性や光反射性、あるいは導電性を得る観点でめっき処理が施されているだけに過ぎない。これに対し、本発明の樹脂成形品は、鉄道車両用材料燃焼試験において「不燃性」の評価を得るために、「樹脂部品に対してめっき処理を施す」という独自の着眼点から出発している。しかも、本発明に独自の着眼点は、不燃性能を得るために「めっき層」を形成することだけでなく、その上に「表面層」を形成することにまで及ぶものである。かかる本発明に独自の着眼点は、単なる「めっき処理した樹脂部品」や「コーティングされた樹脂部品」を断片的に寄せ集めたところで決して得られないものである。

ここで、上記めっき層は、さらに複層構成である。具体的には、基材層の面に先ず銅のめっき層を施し、その上にニッケルのめっき層、クロムのめっき層の順に処理を施している。表面層は、最外層であるクロムのめっき層の上に形成される。これにより、鉄道車両用樹脂成形品としての燃性能を高度に発揮することができる。また、ニッケルのめっき層は、半光沢ニッケルのめっき層及び光沢ニッケルのめっき層を含むものであってもよい。

なお、基材層が板状の樹脂部品から構成される場合、めっき層は、基材層の厚み方向でみた両面の少なくとも一方に形成されていればよい。「少なくとも一方」であるので、片面だけにめっき層が形成されていてもよいし、両面にめっき層が形成されていてもよい。いずれにしても、めっき層の上には表面層が形成される。表面層を塗装膜の層で形成すれば、製品としての生産性をより向上することができる。

本発明の鉄道車両用樹脂成形品は、安定して所望の不燃性能を確実に発揮することができる。

一実施形態の樹脂成形品に対して行った鉄道車両用材料燃焼試験の試験方法を示す概要図である。 供試材としての樹脂成形品の層構成を拡大して示す部分断面図である。 別の樹脂成形品の層構成を拡大して示す部分断面図である。

以下、本発明の鉄道車両用樹脂成形品に係る実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下では適宜、「鉄道車両用樹脂成形品」を単に「樹脂成形品」と略称する。

図１は、一実施形態の樹脂成形品１０に対して行った鉄道車両用材料燃焼試験の試験方法を示す概要図である。なお、ここでは樹脂成形品１０を矩形板状の供試材としているが、樹脂成形品１０は、実際の用途（例えば、鉄道車両用の内装部品や外装部品）に合わせた形態に成形することができる。

〔鉄道車両用材料燃焼試験〕
公知のように、鉄道車両用材料燃焼試験は、供試材としての樹脂成形品１０をＪＩＳ規格Ｂ５判の大きさ（１８２ｍｍ×２５７ｍｍ）とし、これを４５°（図中の角度θ）の傾斜に保持した状態で、その下面中心にアルコール燃焼炎を相対させて行われる。

このため試験用治具２０は、ベース板２１の上に一対の供試材支持部２２及び燃料支持部２４を配置した構造である。一対の供試材支持部２２は、ベース板２１上から４５°の傾斜角をもって斜め上方に延びており、樹脂成形品１０は、これら供試材支持部２２の間に掛け渡すようにして設置される。燃料支持部２４は、ベース板２１の幅方向でみて一対の供試材支持部２２の中間に位置しており、こちらは供試材支持部２２と逆向きの傾斜角をもってベース板２１の上から斜め上方に延びている。燃料支持部２４の上端には容器受台２６が設けられており、この容器受台２６は、熱伝導性の低い材質（例えばコルク）で構成されている。容器受台２６の上には、アルコール容器２８が設置される。燃料支持部２４は、容器受台２６にアルコール容器２８を設置した状態で、その底の中心が樹脂成形品１０の下面中心より垂直下方へ２５．４ｍｍ（１インチ）のところに位置付けられる仕様となっている。アルコール容器２８は、例えば鉄製で上面が開口した筒皿形状であり、直径は１７．５ｍｍ、深さは７．１ｍｍ、板厚は０．８ｍｍである。燃焼試験は、アルコール容器２８に純エチルアルコール燃料を０．５ｍｌ入れて着火し、燃料が燃え尽きるまで放置することで行われる。

〔燃焼試験試料の詳細〕
図２は、供試材としての樹脂成形品１０の層構成を拡大して示す部分断面図である。なお、図２に示される断面は、図１中のＩＩ−ＩＩ線に沿う縦断面に相当するが、便宜上、上下方向（天地）は図１に示される配置から逆転している。したがって、図１に示される樹脂成形品１０の下面方向は、図２でみると上方となる。

本実施形態の樹脂成形品１０は、主に基材層１２、めっき層１４及び表面層（以下、例として「塗膜層」とする。）１６を備えた層構成をなしている。このうち基材層１２及び塗膜層１６はそれぞれ単層構造であるが、めっき層１４はさらに複層構造である。以下、各層別に詳述する。

〔基材層〕
基材層１２は、樹脂材料を用いて構成されている。上記のように基材層１２は、実際の用途に合わせて多様な形状に成形することができるが、ここでは便宜上、平板状としている。以下に、材質及び層厚の好適な一例を示す。
材質：ＰＣ／ＡＢＳ樹脂（ＡＢＳポリカーボネートアロイ）
層厚：２ｍｍ

〔めっき層〕
めっき層１４は、基材層１２を成形した後、その表面（ここでは厚み方向でみた片面）にめっき処理を施すことで形成されている。また、めっき層１４は、（１）銅めっき層１４ａ、（２）半光沢ニッケルめっき層１４ｂ、（３）光沢ニッケルめっき層１４ｃ及び（４）クロムめっき層１４ｄを含む。このため基材層１２に対するめっき処理は、上記（１）〜（４）の順で行われている。なお、（２）半光沢ニッケルめっき層１４ｂ及び（３）光沢ニッケルめっき層１４ｃを合わせて１つのニッケルめっき層とすることもできる。以下に、各層厚の好適な一例を示す。
（１）銅めっき層１４ａ：約１５μｍ
（２）半光沢ニッケルめっき層１４ｂ：約７．５μｍ
（３）光沢ニッケルめっき層１４ｃ：約７．５μｍ
（４）クロムめっき層１４ｄ：約０．２μｍ

〔表面層（塗膜層）〕
塗膜層１６は、例えばクリア又はクリアカラーの塗料により構成される。基材層１２をめっき処理した後、その表面仕上げに塗料を塗布し、塗膜層１６が形成されている。塗膜層１６の層厚は、例えば好適な一例として１５μｍを挙げることができる。

以上の層構成を有する樹脂成形品１０を供試材として、図１に示される試験方法により燃焼試験を行った。以下に、燃焼試験時の条件を一例として示す。
温度：２５℃
湿度：７０％
アルコール燃焼時間（放置時間）：１分３５秒

〔燃焼試験成績〕
燃焼試験成績は、一例として以下の通りであった。
アルコール燃焼中の着火：なし
アルコール燃焼中の着炎：なし
アルコール燃焼後の炭化：変色８０ｍｍ
アルコール燃焼後の変形：表面的変形１００ｍｍ

〔判定〕
以上より、本実施形態の樹脂成形品１０については、鉄道車両用材料燃焼試験において「不燃性」の判定結果（評価）が得られた。

〔他の層構成〕
次に図３は、先の樹脂成形品１０とは別の樹脂成形品３０の層構成を拡大して示す部分断面図である。図３に示される樹脂成形品３０は、基材層１２の厚み方向でみた両面にそれぞれめっき層１４及び塗膜層１６が形成された層構成を有している点が先の樹脂成形品１０と異なっているが、各層（基材層１２、めっき層１４及び塗膜層１６）の詳細は先の樹脂成形品１０と共通である。したがって、供試材としてみたときの樹脂成形品３０は、基材層１２の下面だけでなく、上面にもめっき層１４及び塗膜層１６を有している。

この場合、基材層１２の成形後、その両面に対してそれぞれ（１）銅めっき層１４ａ、（２）半光沢ニッケルめっき層１４ｂ、（３）光沢ニッケルめっき層１４ｃ及び（４）クロムめっき層１４ｄの順にめっき処理が行われている。また塗膜層１６は、各面のめっき層１４に対して形成されている。なお、ここでも同様に、（２）半光沢ニッケルめっき層１４ｂ及び（３）光沢ニッケルめっき層１４ｃを合わせて１つのニッケルめっき層とすることもできる。

図３に示される層構成を有する樹脂成形品３０を供試材として、図１に示される試験方法により燃焼試験を行った結果、同じく「不燃性」の判定結果（評価）が得られた。なお、燃焼試験時の条件やアルコール燃焼中及びアルコール燃焼後の成績は、先の樹脂成形品１０とほぼ同様である。

上述した実施形態の樹脂成形品１０，３０によれば、樹脂製の基材層１２を実際の用途に合わせて各種の形状に成形した後、その表面にめっき処理を施し、表面仕上げとして塗装を行うだけで、鉄道車両用材料燃焼試験において「不燃性」の評価が得られる層構成を容易に実現することができる。したがって、樹脂成形の過程で厳格な材料管理を行ったり、あるいは、塗装に用いる塗料の材料管理を行ったりする必要がなく、常に安定して所望の不燃性能を発揮することができる。

また、実際の用途に応じて樹脂成形品をブロック形状、各種立体形状、各種中空立体形状等とする場合であっても、樹脂製の基材層１２の表面にめっき層１４及び塗膜層１６を形成することで、「不燃性」の鉄道車両用樹脂成形品としての性能を確実に発揮することができる。その際、基材層１２が板形状となる場合、めっき層１４及び塗膜層１６をいずれか一方の面に形成すればよいので、所望の不燃性能を得ながら製造コストの低減を実現することができる。

本発明は上述した実施形態に制約されることなく、種々に変形して実施することができる。例えば、基材層１２、めっき層１４及び塗膜層１６について挙げた材質や層厚については一例であり、各層における材質や層厚は適宜に変更が可能である。塗膜層１６は、塗装以外のコーティング材（例えばフィルム層）で形成されていてもよい。

また、本発明の鉄道車両用樹脂成形品は、鉄道車両の内装部品や外装部品としてだけでなく、灯火類部品や各種保安部品としても広く適用可能であることはいうまでもない。

１０，３０ 樹脂成形品
１２ 基材層
１４ めっき層
１４ａ 銅めっき層
１４ｂ 半光沢ニッケルめっき層
１４ｃ 光沢ニッケルめっき層
１４ｄ クロムめっき層
１６ 塗膜層

Claims (7)

1. 樹脂製の基材層と、
   前記基材層の外面に形成されためっき層と、
   前記めっき層を覆う表面層と
   を備える鉄道車両用樹脂成形品。
2. 請求項１に記載の鉄道車両用樹脂成形品において、
   前記めっき層は、
   前記基材層から前記表面層に向かって順に、銅、ニッケル及びクロムの各層を含むことを特徴とする鉄道車両用樹脂成形品。
3. 請求項１又は２に記載の鉄道車両用樹脂成形品において、
   前記ニッケルの層は、
   半光沢ニッケル及び光沢ニッケルの各層をさらに含むことを特徴とする鉄道車両用樹脂成形品。
4. 請求項１から３のいずれかに記載の鉄道車両用樹脂成形品において、
   前記樹脂層が板状をなしており、その厚み方向でみた両面の少なくとも一方に前記めっき層が形成されていることを特徴とする鉄道車両用樹脂成形品。
5. 請求項４に記載の鉄道車両用樹脂成形品において、
   前記めっき層及び前記表面層は、前記基材層の一方の面のみに形成されていることを特徴とする鉄道車両用樹脂成形品。
6. 請求項４に記載の鉄道車両用樹脂成形品において、
   前記めっき層及び前記表面層は、前記基材層の両面にそれぞれ形成されていることを特徴とする鉄道車両用樹脂成形品。
7. 請求項１から６のいずれかに記載の鉄道車両用樹脂成形品において、
   前記表面層は、塗装膜により形成されていることを特徴とする鉄道車両用樹脂成形品。

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