JP2750432B2 - 鉄道車両擬装組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は鉄道車両外装の美観維持及びその回復を目的
とする擬装組成物に関する。 ［従来の技術］ 鉄道車両外装表面は、初期のSL、ディーゼル機関車が
主流の時代には、こげ茶色などの暗色系塗装が主体であ
り、重度の汚染にもかかわらず、汚れは目立ちにくく美
観に対する意識も低かった。鉄道の電化が進み、汚染の
程度が軽減するにともない車両に対する美観意識も向上
し、現在はカラフルな明色系塗装が主流になり、また車
両の軽量化と耐蝕性の向上をより重視したアルミニウム
合金製やステンレス鋼の車両も増加しつつある。これら
の車両は各鉄道会社や各路線をアピールする存在となり
美観に対する意識もより強くなっている。 鉄道車両は走行中に泥、砂、鉄粉、ススなどの無機物
や油、昆虫の死骸などの有機物が付着して汚染される。
鉄道車両の汚染は、車両が走行する環境、例えば工業地
域、都市地域、海岸地域などにより異なり、また機関車
の種類、ブレーキの種類などによる差も見られる。これ
ら汚染に対し、汚染物質そのものの減少化あるいはより
洗浄されやすい汚染へと改善が検討され一部実施されて
いる。例えば、鉄粉汚染の原因である鋳鉄の制輪子がレ
ジン制輪子（金属粉、カーボン、アスベストなどをフェ
ノール樹脂などのレジンで固めたもの）に変更され効果
を上げているが、現状の鉄動体系において大幅に部品を
変更することは保安上難しく、根本的改善にはならな
い。 また、耐久性に優れ汚染が付きにくいステンレス鋼、
アルミニウム合金製車両も、塗装車両のように再塗装せ
ずに長期間使用できる反面汚染の蓄積が新たな問題とな
っている。 鉄道車両の美観維持としての洗浄方法で最も単純な方
法は、乾拭きと水洗いであるが、いずれも油性の汚染や
制輪子の鉄粉や古い汚染などの複雑な鉄道車両汚染を十
分に落せず、化学洗浄剤を用いる方法が検討され実施さ
れている。 それは、エマルジョン型洗浄剤、溶剤型洗浄剤、アル
カリ性洗浄剤、酸性洗浄剤、界面活性剤主体洗浄剤に類
別され、このうち現在主に実施さているものは酸性洗浄
剤と界面活性剤主体洗浄剤を用いる洗浄方法である。 酸性洗浄剤は比較的金属に対する腐食性の少ない有機
酸、例えばシュウ酸を主体として界面活性剤を併用した
ものである。この特徴は鉄さび（酸化第二鉄）を水溶性
のシュウ酸第二鉄に変化させ洗い流すものである。 界面活性剤主体洗浄剤はアルキルベンゼンスルフォン
酸塩など主体としている。これらの洗浄剤を用いる洗浄
方法も手作業から種々の洗浄機械を併用する方法に改善
されてきたが、鉄道車両の複雑な汚染に対して十分な効
果を上げるには至らず、汚染は常に蓄積されている。近
年特に向上した鉄道車両に対する美観意識に対して満足
できる手法が広く切望されてきた。 ［発明が解決しようとする問題点］ 従来の洗浄剤を用いる洗浄方法での問題点は、鉄道車
両における複雑な汚染に対し十分な洗浄効果を発揮でき
ずに鉄道車両外装の美観を新車時のそれとして回復、維
持できない点にある。 汚染の中で、美観の回復、維持上問題になるものは、
まず制輪子の鉄粉に起因する鉄錆であり外装全体、特に
車両窓下部に著しく見られる。これは、シュ酸系洗浄剤
を用いても、鉄粉表面の赤錆を溶かすのみで車両表面に
強固に付着した鉄粉そのものを除去するためにはブラシ
による物理力が必要になる。しかしながら過度の物理力
は車両外装表面の傷付きの原因となり実施に限界があ
る。 またステンレス鋼車両はその金属光沢ゆえに油汚れが
非常に目立つ。これはもはやシュウ酸系洗浄剤を用いる
方法では落しがたく、界面活性剤主体洗浄剤を用いるし
かなかった。しかしながら、垂直面であるため十分な効
果は発揮できないでいる。 また、塗装車両においては、鉄錆の他に油、排気ガ
ス、ススなどの汚れが問題となりディーゼル車は特に著
しい。これは、高速飛来する鉄粉、砂などの硬質物質の
衝突や紫外線劣化により生じた塗装表面の細孔や亀裂に
汚染物質が侵入してしまい、もはや洗浄剤を用いる方法
では除去不可能である。この場合、、新車新塗装時の美
観は維持できず、再塗装を余儀なくされている。 ここに本発明車等はかかる問題を解決すべくアルカリ
除去性を有する皮膜により車両が直接汚染物質に触れる
ことから保護し、皮膜に付着した汚染物質は通常の洗浄
法である水荒い、シュウ酸系洗浄剤、界面活性剤主体洗
浄剤により除去し、十分に美観が回復できなくなったと
きにアルカリ性洗浄剤で皮膜を除去することにより皮膜
と同時に残存汚染を容易に完全に除去し美観を回復する
鉄道車両偽装組成物を発見した。 ［発明を解決するための手段］ この発明者等は、擬装時に具備させる必須成分として
アルカリ除去性を有する合成樹脂エマルジョンを用いる
ことにより、本発明を完成させた。 合成樹脂エマルジョンとは、α，β−モノエチレン性
不飽和酸単量体（５〜20％好ましくは５〜15％）、炭素
数１〜８の飽和脂肪族炭化水素一価アルコールのアクリ
ル酸エステル単量体（10〜30％好ましくは10〜20％）及
び炭素数１〜８の飽和脂肪族炭化水素一価アルコールの
メタクリル酸エステル単量体（40〜80％好ましくは50〜
80％）を必須成分とし、必要に応じスチレン，メチルス
チレン単量体等より成る共重合物であり、又は、同共重
合をウレタンプレポリマー存在下で行い得られるアクリ
ル／ウレタン共重合物であり、全樹脂固型分としての酸
価が40〜100mgKOH/g,ガラス転移点が40℃以上であるア
ルカリ除去性を有する合成樹脂エマルジョンである。 本発明は、上記のアルカリ除去性を有するガラス転移
点40℃以上の合成樹脂エマルジョンを固型分として、５
〜25重量％含有し、かつ、リン酸エステル系可塑剤0.5
〜3.0重量％、皮膜形成助剤0.5〜30.0重量％含有する粘
度30〜1000CPSのエマルジョン溶液からなることを特徴
とする鉄道車両擬装組成物である。 これらの樹脂は酸化が40〜100であり、硬質であるこ
とが必要で、酸価が40以下の場合は、アルカリで溶解し
難く、また、酸価が100以上の場合は、耐水性等皮膜性
に劣り好ましくない。また、ガラス転移点として40℃以
上であることを必要とし、ガラス転移点が40℃以下では
洗浄時のブラシによる傷付きが著しくなり耐久性に欠け
好ましくない。 従って、これらエマルジョンが造膜するためには可塑
剤、皮膜形成助剤が必須成分となる。更には鉄道車両は
自然環境下に晒されるため紫外線等によるポリマーの黄
変を避けることがより望ましく、擬装膜の長期使用時は
モノマーとしてのスチレンなどの芳香性モノマー含有量
を少なくしたほうが好ましい。カルボキシル基変成アク
リル樹脂エマルジョンとして具体的市販品は、プライマ
ルＢ−924（ローム・アンド・ハウス・ジャパン株式会
社製、ガラス転移点75℃）、AE116（日本合成ゴム株式
会社製、ガラス転移点50℃）などが挙げられる。 また鉄道車両擬装膜の強度または耐久性をさらに向上
させる目的でアルカリ除去性を有しないアクリル樹脂、
ウレタン樹脂、アクリルウレタン共重合樹脂などの合成
樹脂エマルジョンあるいは合成樹脂ディスバージョンな
どを擬装組成物としてアルカリ除去性を失わない程度
（樹脂全体の酸価として40〜100になるように）加える
ことができる。例えばポリウレタンディスバージョンの
市販品としてネオレッツＲ−960（ポリビニルケミカル
社製）、スーパーフレックス100（第一工業製薬株式会
社製）などが挙げられる。 アルカリ除去性を有する合成樹脂エマルジョンとアル
カリ除去性を有しない合成樹脂エマルジョンあるいは合
成樹脂ディスバージョンの配合重量比は、アルカリ除去
性を有する合成樹脂エマルジョンのアルカリ除去性のし
やすさにより左右されるが、樹脂固型分全体としての酸
価が40以上あればよい。40以下の場合アルカリ除去性が
低下し作業性に支障をきたす。 さらに擬装膜に溌水性、溌油性を具備させることで防
汚性を向上させ鉄道車両の例えば雨中の泥や手垢などの
油性の汚染を付きにくくする目的でフッ素樹脂、フッ素
変成合成樹脂、シリコーン樹脂、シリコーン変成合成樹
脂などをエマルジョン、ディスバージョンなどの形態で
添加できる。例えばフッ素変成合成樹脂エマルジョンの
市販品としては、スミフルオイルEM−52（住友化学株式
会社製）、シリコーン変成合成樹脂エマルジョンとして
は、信濃シリコーンＭコート56（信濃化学工業株式会社
製）などが挙げられる。 また、擬装膜表面の摩擦係数を小さくし汚れが滑り落
ちやすくする目的や乾拭きによる艶出しの目的などのた
めに滑剤として、天然ワックス例えばカルナバワックス
やモンタンワックスなどや、低分子量ワックス状合成樹
脂例えばポリエチレンワックス、ポリプロピレンなどの
エマルジョンを加えることもできる。 可塑剤と皮膜形成助剤は、ガラス転移点の高いアルカ
リ除去性を有する合成樹脂エマルジョンを造膜させ、柔
軟性を付与させるための必須成分である。可塑剤として
は配合される合成樹脂エマルジョンとの相溶性により種
々のものが使用できる。例えばカルボキシル基変成アク
リルエマルジョンに対してはフタル酸ジエチル、フタル
酸ジブチルなどのフタル酸エステル類や、リン酸トリブ
チル、リン酸トリプトキシエチルなどのリン酸エステル
系が好ましい。これらの配合量が不足すると皮膜形成に
支障をきたし擬装膜が脆く傷付きが著しく目立つように
なり好ましくない。逆に過剰に配合された場合は擬装膜
は柔らかく傷付きやすくなりまた、べたつきにより汚れ
やすくなるので美観維持上好ましくない。またエマルジ
ョンの皮膜形成に寄与するのみで皮膜形成後は蒸発する
皮膜形成助剤成分としては種々の水溶性有機溶剤が使用
できるが、特にジエチレングリコールモノメチルエーテ
ル、ジエチレングリコールモノエチルエーテルなどのジ
エチレングリコールエーテル類やジプロピレングリコー
ルモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエ
チルエーテルなどのジプロピレングリコールエーテル類
などが好ましい。 可塑剤あるいは可塑剤と皮膜形成助剤を加えることに
より擬装膜組成物の最低皮膜形成温度は10℃以下好まし
くは０℃以下にする必要がある。配合された鉄道車両擬
装組成物は鉄道車両外装にハケ塗りやスプレイなどの適
当な方法で塗布されるが、塗布面が垂直であるため塗布
時タレを生じ易いがこれを生じないようにし、かつ乾燥
するまでにハケ目などのすじ跡が消え（レベリング性）
均一な膜となるようにすることが実用上必要である。一
般にこのタレとレベリング性は相反する性質である。こ
のため鉄道車両擬装組成物の見掛けの粘度は30〜1000CP
Sであることを必要とし、ハケ塗り時の高剪断状態でも
系の粘度が低下せず、巾広いニュートニアン流動を付与
することにより縦面でのタレを生じにくく、優れた流動
とレベリング性が得られるウレタンブロックコポリマー
系、アクリル系等の増粘剤が好ましい。この場合の擬装
膜の耐水性を損わないことが重要で添加量も制限され、
少量で効率の良い増粘効果が必要である。 これ以下の見掛けの粘度では、タレが著しく美観がそ
こなわれてしまい、これ以上の粘度ではレベリング性が
悪くなりすじ跡が残り好ましくない。鉄道車両擬装組成
物の粘度を上げタレを無くすためには、単に合成樹脂エ
マルジョンあるいはディスバージョンの含有量を増すこ
とにより達せられることもある。またレベリング性を向
上させる目的ではスチレンマイン酸共重合物やロジンや
アクリルオリゴマーなどのアンモニア水溶液の添加が効
果的であり、例えばスチレンマイン酸共重合物としては
SMA17352A（アルコ・ケミカル・カンパニー製）、アク
リルオリゴマーとしては、プライマル527（ローム・ア
ンド・ハース・ジャパン株式会社製）が使用できる。 特に組成物の粘度を増す必要がある場合、その方法は
上述の増粘剤を添加する方法以外に、アルカリを添加す
る方法、溶媒を添加する方法などが利用できる。この場
合擬装膜の耐水性を損わないことが重要で添加量も制限
される。 アルカリを添加する方法は、アルカリ除去性を有する
合成樹脂エマルジョンが通常カルボキシル基で変成され
ており、アルカリの添加により中和・解離されエマルジ
ョン粒子が膨潤または溶解して増粘するものである。添
加するアルカリとしてはアンモニアや有機アミンなどの
揮発性のアルカリが好ましく、不揮発性のアルカリ例え
ばカ性ソーダ、カ性カリなどは擬装膜の耐水性を低下さ
せるので好ましくない。溶媒の添加による増粘方法は、
溶媒により合成樹脂エマルジョンやディスバージョンが
膨潤するために増粘するもので、使用される合成樹脂エ
マルジョンやディスバージョンと相溶性のある溶媒が効
果的である。従って、皮膜形成助剤としても効果があ
り、逆に皮膜形成助剤を増粘のための溶媒としても使用
できる。例えば、皮膜形成助剤としてのジエチレングリ
コールエーテル類やジプロピレングリコールエーテル類
の他のアルコールやケトン例えばメチルアルコール、エ
チルアルコール、イソプロピルアルコール、アセトン、
メチルエチルケトンなどの極性溶媒をエマルジョンが破
壊しない程度使用できる。 また組成物は、防腐剤、消泡剤、帯電防止剤あるいは
他の添加剤を併用しても良い。 ［発明の効果］ このようにして得られる本発明組成物は、スポンジや
ハケを用いて熟練技術を必要とせず素人にも容易に鉄道
車両外装に塗布することができた。更にはエアースプレ
イ塗布あるいは電動エアレススプレイ塗装も可能であっ
た。組成物は増粘しているため垂直面でも著しくタレを
生じることが無く、乾燥後は透明で光沢のある擬装膜を
形成した。水系の組成物であるため、溶剤系のような作
業環境の悪化は無く、排気設備等も必要とせず場所を選
ばず作業が実施できた。擬装膜は水洗い、シュウ酸洗浄
剤による通常の鉄道車両洗浄作業で損傷、剥離、光沢低
下を起こさず良好であった。 擬装膜を施さない車両では表面の細孔や亀裂に汚染が
浸透し通常の洗浄では容易に除去できなかったが擬装膜
を施した車両では洗浄後の汚染の残留は見られなかっ
た。 アンモニアや有機アミンなどでアルカリ性とした洗浄
剤水溶液で擬装膜は、容易に完全に除去することがで
き、擬装膜除去後の車両表面には、まったく汚染は確認
できず細孔、亀裂中にも擬装膜・汚染共に残存せず美観
が初期状態に回復された。 ［実施例］ 実施例を挙げて本発明の特徴について例証する。 本発明の実施例の全樹脂固形分としての酸価が40〜10
0でアルカリ除去性を有するガラス転移点40℃以上の合
成樹脂エマルジョンとして、カルボキシル基変成アクリ
ルエマルジョンとウレタン樹脂ディスバージョンを配合
して調整した。 カルボキシル基変成アクリルエマルジョンは、ブチル
アクリレート、メチルメタアクリレート、スチレンを主
成分として調整されたものであり、実施例では、日本合
成ゴム株式会社製のAE116（商品名）を使用した。 ウレタン樹脂ディスバージョンは、ポリウレタンを主
成分として調整されたものであり、実施例では、ポリビ
ニルケミカル社製のネオレッツ−960（商品名）を使用
した。 表−１の１〜５は本発明の実施例であり、６〜10は比
較例を示す。 表−１における実施例比較例の性状を表−２に示す。 試験項目及び試験方法 1.試験用板の作成 鋼板に市販のフタル酸樹脂エナメルを塗布したもの、
及びステンレス板SUS301を試験用板とした。 2.試験項目及び試験方法 （イ）塗膜の外観 30cm×30cmのそれぞれの試験用板を垂直に立てハケに
て表−１の実施例及び比較例の配合物を一回塗布した。
３時間後の外観を肉眼にて観察した。その結果を表−３
に示す。 （ロ）耐ブラシ性試験 8cm×15cmのそれぞれの試験用板に表−１の配合物を
ハケにて一回塗布し24時間乾燥したものを試験サンプル
とした。ブタ毛ブラシ（89mm×38mm総量約1125g）を水
道水に２分間浸漬後、ウォッシャビリティーテスター
（株式会社東洋精機製作所製）に取付け、上記試験サン
プルの上に置き、試験サンプルに水道水約10cc注ぎ直ち
に100往復した。塗膜の傷付き量を目視判定した。傷付
きの著しいものを×、わずかに傷付いたものを△、ほと
んど傷付きを認められないものを○と評価しその結果を
表−３に示す。 （ハ）耐洗剤性試験 （ロ）の耐ブラシ性試験において水道水の代わりにシ
ュウ酸系鉄道車両外装洗浄剤としてサンコーＡ型（シュ
ウ酸80〜90重量％、アルキルベンゼンスルホン酸塩など
の界面活性剤８〜10重量％、など株式会社サンコー・ア
クティブ）の20倍稀釈液及び中性鉄道車両外装用洗浄剤
としてミヨシＢ型（アルキルベンゼンスルホン酸塩約33
％、ポリオキシエチレンアルキルエーテルEO平均付加モ
ル数10モル数５％、など株式会社サンコー・アクティ
ブ）50倍稀釈液を用いた。 判定は肉眼にて観察した。光沢の低下も無く、塗膜の
損傷もみられないものを○、光沢の低下が認められ、塗
膜の一部分の除去が認められるものを△、光沢が無くな
り塗膜の除去も著しいものを×と評価しその結果を表−
３に示す。 （ニ）塗膜硬度 15cm×7cmのステンレス板の試験用板に表−１の配合
物をハケにて一回塗布後、３日間室温にて乾燥したもの
を試験サンプルとした。試験方法はJIS K54006.14鉛筆
引っかき試験に準じ試験機として株式会社東洋精機製作
所製 鉛筆引掻き塗膜硬さ試験機を用いた。結果を表−
３に示す。 （ホ）アルカリ除去性試験 15cm×15cmのそれぞれの試験用板に表−１の配合物を
ハケで一回塗布し３日間乾燥させたものを試験サンプル
とした。鉄道車両外装中性洗剤ミヨシＢ型50倍稀釈液95
％、アンモニア水（NH40H 28％）５重量％の洗浄剤を
剥離剤とし50ccビーカーに底から5cmとり試験サンプル
を浸漬した。５分後、流水で十分すすいだ後、風乾し、
除去性を目視判定した。完全に除去されたものを○、除
去残しのあるものを△、ほとんど除去されなかったもの
を×として評価し結果を表−３に示す。

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．全樹脂固型分としての酸価が40〜100でアルカリ除
   去性を有するガラス転移点40℃以上の合成樹脂エマルジ
   ョンを固型分として５〜25重量％含有し、かつ、リン酸
   エステル系可塑剤0.5〜3.0重量％、皮膜形成助剤0.5〜3
   0.0重量％含有する粘度30〜1000CPSのエマルジョン溶液
   からなることを特徴とする鉄道車両擬装組成物。