JP3071149B2

JP3071149B2 - 鉄道車両外板へのパテ塗膜の形成方法

Info

Publication number: JP3071149B2
Application number: JP8237484A
Authority: JP
Inventors: 英則米屋; 誠一佐々木; 孝成鈴木; 和雄富澤; 昂木村
Original assignee: Dai Nippon Toryo KK; East Japan Railway Co
Current assignee: Dai Nippon Toryo KK; East Japan Railway Co
Priority date: 1996-09-09
Filing date: 1996-09-09
Publication date: 2000-07-31
Anticipated expiration: 2016-09-09
Also published as: JPH1080666A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、塗装作業性などに優れ
た鉄道車両外板表面へのパテ塗膜の形成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】鉄道車両外板表面は、美観を持たせると
共に腐食などを防止するために、通常は、先ず、プライ
マー塗装し、次いで、表面を平滑化させるために、パテ
塗装（パテ付け）し、さらに、サーフェーサー塗装し、
上塗塗装して、仕上げられている。ところで、プライマ
ー塗装、サーフェーサー塗装及び上塗塗装においては、
通常、スプレー塗装法が用いられているが、パテ塗装に
ついては、通常、１〜１０ｍｍ程度の膜厚にする必要が
あるので、金属製ヘラが、パテ付けに用いられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、鉄道車
両は、道路車両に比較して、外板表面積が非常に広く、
その上、鉄道車両の外板のひずみ（うねり）を修正し
て、平滑化させるために、通常、３〜６回程度、人力に
よるパテ付け作業が必要となるが、上述のような、ヘラ
によるパテ付け方法では、多くの作業時間を要するだけ
でなく、作業者に可成りの熟練が必要となり、所謂、作
業性が非常に悪いという問題点があった。

【０００４】そこで、スプレー式で、熟練をさほど必要
としない、しかも、簡単な操作で、パテ塗膜を形成する
方法が、特開平７−３２８５２３号公報にて、既に開示
されている。この方法は、従来の方法に比較して、画期
的な方法といえるが、スタティックミキサーを使用して
いるために、長期間の使用で故障しやすく、パッキング
類の交換修理が必要であり、また、主剤成分と硬化剤成
分が、若干、均一に混合された状態で吐出され難いとい
う問題がある。

【０００５】本発明は、上記従来技術の問題点を解決す
るものであり、スタティックミキサーを使用しなくて
も、短時間で、且つ、熟練を必要とすることなく、簡単
な操作で、更に、長期間、安定な塗装作業を実現でき、
必要な厚さのパテ塗膜を得られる、鉄道車両外板へのパ
テ塗膜の形成方法を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、鉄
道車両外板表面に、不飽和ポリエステル樹脂、ビニル系
モノマー及び充填剤を必須成分とする主剤成分と、有機
過酸化物を必須成分とする硬化剤成分とからなるパテ組
成物をスプレー塗装して、パテ塗膜を形成する方法にお
いて、スプレー塗装に適した圧力で圧送された前記主剤
成分、圧縮空気により圧送された前記硬化剤成分及び別
途圧縮空気を、それぞれ、別個にスプレーガンに導入
し、前記圧縮空気により圧送された硬化剤成分と前記別
途圧縮空気の一部とを、スプレーガンの内部後方に設け
たノズルにより予備混合させ、該予備混合物と前記別途
圧縮空気の残部とを、スプレーガンの内部前方にて合流
させると共に衝撃材に衝突させ、その衝撃波効果によ
り、均質混合された前記硬化剤成分と前記別途圧縮空気
の混合物を、スプレーガン先端部で、前記主剤成分と合
流混合させながら吐出させて、スプレー塗装することを
特徴とする。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下に、本発明を、その好ましい
実施の形態について、詳細に説明する。本発明において
使用するパテ組成物は、主剤成分と硬化剤成分とからな
る二液型パテ組成物である。主剤成分は、不飽和ポリエ
ステル樹脂、ビニル系モノマー及び充填剤を必須成分と
し、さらに、必要に応じて硬化促進剤、安定剤などの各
種添加剤、改質樹脂、可塑剤、溶剤などを配合したもの
から構成される。

【０００８】不飽和ポリエステル樹脂としては、通常の
パテ組成物に使用されている不飽和ポリエステル樹脂を
利用することができるが、本発明においては、特に、不
飽和ポリエステル樹脂として、（イ）α，β−不飽和多
塩基酸と飽和多塩基酸との、モル比９：１〜３：７、好
ましくは、８：２〜４：６の混合物からなる多塩基酸成
分：３０〜６０重量％と、（ロ）多価アルコール成分：
１０〜４０重量％と、（ハ）ヨウ素価４０以上のアリル
化合物および／または動植物油からなる空乾性成分：３
〜３０重量％とを反応させて得られた、酸価：７０以
下、数平均分子量：１０００〜４０００の不飽和ポリエ
ステル樹脂を用いると、乾燥性に優れ、クラックが生じ
難く、且つ、研磨性などに優れたパテ塗膜が得られる。

【０００９】α，β−不飽和多塩基酸としては、マレイ
ン酸、無水マレイン酸、フマール酸、イタコン酸、シト
ラコン酸などがあり、また、飽和多塩基酸としては、ア
ジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、無水フタル酸、
フタル酸、イソフタル酸、テトラハイドロ無水フタル酸
などがあるが、耐クラック性などの観点から、飽和多塩
基酸は、脂肪族系のものを主体とすることが好ましい。
なお、多塩基酸成分において、α，β−不飽和多塩基酸
と飽和多塩基酸とのモル比が、上記の範囲から外れる場
合には、パテ塗膜の乾燥性、研磨性、耐クラック性など
のいずれかが、不十分になることもあるので、上記の範
囲内の値を選択することが、実施の上で好ましい。

【００１０】また、多価アルコール成分としては、エチ
レングリコール、プロピレングリコール、ジエチレング
リコール、水添加ビスフェノールＡ、ビスフェノールＡ
のエチレンオキサイドまたはプロピレンオキサイドの誘
導体などがある。

【００１１】空乾性成分は、パテ塗膜の研磨性を向上さ
せるために使用するものであり、そのために、ヨウ素
価：４０以上のアリル化合物および／または動植物油で
あることが好ましく、具体例としては、アリルグリシジ
ルエーテル、アリルグリコール、グリセリン（ジまたは
モノ）アリルエーテル、トリメチロールプロパンジアリ
ルエーテルなどのアリル化合物；大豆油、アマニ油、脱
水ヒマシ油、キリ油、魚油あるいはこれらのエステル交
換油、脂肪酸類などの動植物油がある。

【００１２】上記成分以外にも、パテ塗膜の伸縮に対す
る耐久性や付着性を向上させるために、アルキルグルシ
ジルエステル、ジシクロペンタジエンなどの成分を、不
飽和ポリエステル樹脂成分中に、反応成分として併用す
ることも可能である。

【００１３】また、本発明で用いる不飽和ポリエステル
樹脂において、多塩基酸成分、多価アルコール成分およ
び空乾性成分の相対量は、厳格に制限されるものではな
いが、それらの総重量を基準にして、それぞれ、３０〜
６０重量％、１０〜４０重量％および３〜３０重量％で
あることが適当である。

【００１４】このような不飽和ポリエステル樹脂は、常
法により製造され、例えば、多塩基酸成分、多価アルコ
ール成分および空乾性成分を、１５０〜２５０℃で、重
縮合反応させるか、または、多塩基酸成分の全部または
一部と多価アルコール成分とを、１２０〜２２０℃で、
反応させた後、残りの多塩基酸成分と空乾性成分とを添
加し、１２０〜２２０℃で、反応させることにより得ら
れる。なお、不飽和ポリエステル樹脂は、パテ組成物の
作業性、耐水性などの観点から、数平均分子量：１００
０〜４０００、酸価：７０以下のものが適当である。

【００１５】ビニル系モノマーとしては、例えば、スチ
レン、α−メチルスチレン、クロロスチレン、ビニルト
ルエン、ｔ−ブチルスチレン、ジビニルベンゼン、（メ
タ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、グ
リシジル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル
（メタ）アリクレート、酢酸ビニル、アクリロニトリ
ル、ジアクリルフタレートなどが代表的なものとして挙
げられる。

【００１６】また、充填剤としては、炭酸カルシウム、
硫酸バリウム、タルク、クレー、カオリン、マイカ、シ
リカなどの体質顔料、酸化チタン、ベンガラ、カーボン
ブラック、酸化鉄、シアニンブルーなどの無機あるいは
有機系着色顔料、その他、ガラス繊維、ガラスバルー
ン、プラスチックバルーンなどが代表的なものとして挙
げられる。

【００１７】必要に応じ配合される添加剤としては、コ
バルト、マンガン、カルシウムなどの金属とナフテン
酸、オクチル酸などの有機酸との金属塩化合物、第３級
アミン類などの硬化促進剤；ハイドロキノンなどの安定
剤が、代表的なものとして挙げられる。

【００１８】また、改質樹脂としては、セルロースアセ
テートブチレート、シクロペンタジエン化油などが挙げ
られる。

【００１９】主剤成分における各成分の配合割合につい
ては、不飽和ポリエステル樹脂とビニル系モノマーとの
重量比が３０：７０〜８０：２０、好ましくは、４５：
５５〜６５：３５であることが好ましい。なお、前者が
上記範囲よりも少ないと、硬化性やパテ塗膜の肉特性が
低下する傾向にあり、一方、上記範囲よりも多いと、パ
テ塗膜の硬度が低下し、また、研磨の際に傷がつき易く
なる傾向にある。

【００２０】不飽和ポリエステル樹脂とビニル系モノマ
ーとの混合物：１００重量部に対して、充填剤は５０〜
４００重量部、好ましくは、１００〜２５０重量部、ま
た、硬化促進剤は０〜１０重量部、好ましくは、１〜５
重量部、また、安定剤は０〜１０重量部、好ましくは、
１〜５重量部の配合とすることが適当である。

【００２１】一方、硬化剤成分は、有機過酸化物硬化剤
を必須成分とし、さらに、必要に応じて、可塑剤や前記
の添加剤や着色顔料などを配合したものから構成され
る。

【００２２】有機過酸化物硬化剤としては、メチルエチ
ルケトンパーオキサイド、ベンゾインパーオキサイド、
アセチルパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイ
ド、ジターシャリブチルパーオキサイド、シクロヘキサ
ノンパーオキサイドなどが代表的なものとして挙げられ
る。

【００２３】可塑剤としては、フタル酸ジメチルエステ
ル、フタル酸ジエチルエステル、フタル酸ジオクチルエ
ステルなどのフタル酸エステル類；アジピン酸ジオクチ
ルエステル、セバシン酸ジブチルエステルなどの脂肪族
二塩基酸エステル類；ジエチレングリコールジベンゾエ
ートなどのグリコールエステル類が代表的なものとして
挙げられる。なお、硬化剤成分は、有機過酸化物単独で
もよいが、好ましくは、可塑剤と併用する。

【００２４】有機過酸化物硬化剤と可塑剤との配合割合
は、重量比で３：７〜８：２、好ましくは、５：５〜
７：３であることが適当である。

【００２５】また、主剤成分と硬化剤成分との配合割合
は、主剤成分中の不飽和ポリエステル樹脂とビニル系モ
ノマーとの合計量と、硬化剤成分中の有機過酸化物の量
との重量比で１００：０．５〜１００：５、好ましく
は、１００：１〜１００：３となるような割合であるこ
とが適当である。

【００２６】次に、本発明の鉄道車両外板表面へのパテ
塗膜の形成方法について、その実施の形態を、図面を参
照して、具体的に説明する。図１は、本発明の実施に際
して使用する塗装手段の概略構成図であり、図２は、同
じく、スプレーガンの側断面図である。ここで、符号１
は、主剤成分用加圧タンクであり、符号２は、硬化剤成
分用加圧タンクである。加圧タンク１内の主剤成分は、
約０．５〜４Ｋｇ／ｃｍ² の圧力で、エアレス塗装機４
に送り込まれる。

【００２７】エアレス塗装機４には、ヒーター５が付設
されており、好ましくは、主剤成分を３０〜５０℃に加
温して、スプレー塗装が容易となるように、その粘度を
９０〜１５０ポイズ（リオン粘度計ローターＮＯ．２）
に低下させるが、上述の加温は、必ずしも必要ではな
い。

【００２８】低粘度化された主剤成分は、エアレス塗装
機４に装備されているポンプ機構により、約９０〜２１
０Ｋｇ／ｃｍ² 、好ましくは、１２０〜１８０Ｋｇ／ｃ
ｍ²の圧力で、スプレーガン３に導入する。一方、加圧
タンク２内の硬化剤成分は、圧縮空気により、１〜５Ｋ
ｇ／ｃｍ² 、好ましくは、１．５〜３Ｋｇ／ｃｍ² の圧
力で、スプレーガン３に導入する。また、同時に、前記
硬化剤成分を圧送するための圧縮空気とは別の圧縮空気
を約１〜８Ｋｇ／ｃｍ² 、好ましくは、２〜５Ｋｇ／ｃ
ｍ² の圧力で、スプレーガン３に導入する。なお、これ
らの主剤成分、硬化剤成分及び別途圧縮空気は、図２に
示す通り、スプレーガン３にそれぞれ別個に導入する。

【００２９】圧縮空気により圧送された硬化剤成分は、
図２に示す通り、分岐したルート６を経由してきた別途
圧縮空気の一部として合流し、その合流物がノズル７を
通過することにより、互いに粗混合し、予備混合され
る。

【００３０】ノズル７は、スプレーガン３の先端部方向
に向かうに従って狭くなる通路を形成しており、ノズル
７の先は、再び、通路が急に拡大した状態となってい
る。なお、ノズル７の最も狭い通路径は約１〜３ｍｍが
適当である。

【００３１】このように、予備混合された硬化剤成分と
別途圧縮空気の一部は、スプレーガン３の内部前方付近
で、別途圧縮空気の残部と合流し、その合流物が衝撃材
（邪魔板）８に衝突し、その際の衝撃波効果により、硬
化剤成分と圧縮空気とが均質に混合される。

【００３２】このように、均質に混合された硬化剤成分
と圧縮空気とは、前述の主剤成分とスプレーガン３の先
端部で合流、混合しながら、鉄道車両外板表面に向かっ
て吐出され、必要な厚さのパテ塗膜を形成する。

【００３３】本発明の方法においては、スプレーガンの
内部にノズル、衝撃材を設けているため、硬化剤成分と
圧縮空気とが均質に混合されるので、主剤成分と硬化剤
成分とが吐出される際、均一に接触混合できるようにな
り、かつ、スタティックミキサーを使用した場合のよう
に、長期使用により故障が生じ易くなることも回避で
き、構造も簡単で、洗浄などのメンテナンスが容易であ
る。

【００３４】なお、主剤成分と硬化剤成分からなるパテ
組成物は、スプレーガン３の引き金９の操作により開閉
操作し、パテの供給／遮断を行なう。

【００３５】パテ塗膜は、鉄道車両の構体のひずみが修
正できるまで、パテ組成物をスプレー塗装し、硬化させ
た後、必要に応じて、通常のペーパー／サンダ研磨する
ことにより形成される。

【００３６】

【実施例】以下に、本発明を、実施例により、更に詳細
に説明する。なお、この実施例中において、「部」およ
び「％」は、それぞれ、「重量部」および「重量％」で
ある。（実施例１）下記組成の主剤成分（粘度４００ポイズ／
２０℃）を用意した：不飽和ポリエステル樹脂ワニス３３％スチレン８％酸化チタン５％タルク５２％ハイドロキノン１％ナフテン酸コバルト塩１％上記の不飽和ポリエステル樹脂ワニスは無水マレイン酸
／アジピン酸／無水フタル酸＝５０／３０／２０（モル
比）からなる多塩基酸成分と、ジエチレングリコールか
らなる多価アルコール成分と、トリメチロールプロパン
ジアリルエーテルからなる空乾性成分とを反応させて得
た不飽和ポリエステル樹脂（酸価：１０、数平均分子
量：１８００、空乾性成分割合：７．５％）の６５％ス
チレン溶液である。

【００３７】下記組成の硬化剤成分を用意した：メチルエチルケトンパーオキサイド５５％ジメチルフタレート４４％アゾ系黄色顔料１％二液型エポキシ樹脂プライマーを塗布した磨鋼板（１０
００×２００ｃｍ）に、図１および図２に示す塗装手段
で、上記主剤成分と硬化剤成分からなる無溶剤型パテ組
成物を、平均膜厚：約３ｍｍになるように、下記のスプ
レー塗装の条件下で、全面にスプレー塗装した。塗装は
１２０秒間という短時間で完了した。因みに、従来のヘ
ラでパテ付けする場合は、３０分を要していた。スプレー塗装条件：主剤成分と硬化剤成分の混合割合＝１００：３；主剤成分の加圧タンクからエアレス塗装機への送入圧＝
４Ｋｇ／ｃｍ² ；主剤成分のエアレス塗装機内での温度、粘度＝４０℃、
１２０ポイズ；主剤成分のエアレス塗装機からスプレーガンへの送入圧
＝１５０Ｋｇ／ｃｍ²；硬化剤成分のスプレーガンへの送入圧＝２．５Ｋｇ／ｃ
ｍ² ；圧縮空気のスプレーガンへの送入圧＝５Ｋｇ／ｃｍ² 。

【００３８】（実施例２〜５）実施例１で使用した無溶
剤型パテ組成物から得られるパテ塗膜の性能を評価する
ために、実施例１と同様の条件で、パテ塗膜を形成し、
そのパテ塗膜の研磨性、ヒートサイクル性、耐水付着
性、抗張力、伸び率の各試験を実施した。それらの試験
方法は次の通りであった。

【００３９】実施例２研磨性：二液型エポキシ樹脂プライマーを塗布した磨
鋼板（１５０×７０×０．８ｍｍ）にパテ組成物をスプ
レー塗装（膜厚：３ｍｍ）した後、室温で４時間放置
し、耐水ペーパー＃１５０を用いて手で研磨し、研磨し
やすさを評価した。

【００４０】実施例３ヒートサイクル性：上記磨鋼板にパテ組成物をスプレ
ー塗装（膜厚：３ｍｍ）した後、室温で１日放置し、そ
の後、８０℃の乾燥機に２時間入れ、その後、直ちに−
１０℃の冷凍室に２時間入れ、これを４回繰り返した後
に、パテ塗膜表面を目視評価した。

【００４１】実施例４耐水付着性：上記の磨鋼板にパテ組成物をスプレー塗
装（膜厚：１ｍｍ）した後、室温で１日放置し、その
後、６０℃の温水に４時間浸漬し、乾燥させ、その試験
板を９０度に折り曲げ、剥離の有無を調べた。

【００４２】実施例５抗張力及び伸び率：プラスチック板にパテ組成物をス
プレ塗装（膜厚：１ｍｍ）した後、室温で１日放置し、
パテ塗膜を剥離した。このパテ塗膜を、１０×５０ｍｍ
にカットし、得られた試験片を、引張り試験機にて、引
張りスピード：５ｍｍ／分で、抗張力、伸び率を測定し
た。

【００４３】それらの結果は、表１に示す通りであっ
た。得られたパテ塗膜は、実施例１に記載した通り、塗
装作業性よく、短時間で塗装できるだけでなく、表１か
らも明らかの通り、優れた性能のパテ塗膜であった。

【００４４】

【表１】

【００４５】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明の鉄道車
両外板表面へのパテ塗膜の形成方法により、鉄道車両外
板表面の新規塗装、塗り替え塗装、あるいは、補修塗装
のいずれにおいても、熟練を必要とすることなく、簡単
な操作で且つ短時間で、更に、安定なる塗装作業性に
て、所要の厚さのパテ塗膜を形成することが可能とな
り、また、主剤成分と硬化剤成分とは、スプレーガン先
端部で混合されるため、ポットライフなどに問題がな
く、そして、両者は、均質に混合された状態で、パテ塗
膜を形成するので、本来の物理的、化学的特性に優れ
た、均質なパテ塗膜が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す塗装手段の構成図であ
る。

【図２】スプレーガンの側断面図である。

【符号の説明】

１主剤成分用加圧タンク２硬化剤成分用加圧タンク３スプレーガン４エアレス塗装機５ヒーター６分岐ルート７ノズル８衝撃材９引き金

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者鈴木孝成大阪府大阪市此花区西九条六丁目１番 124号大日本塗料株式会社内 (72)発明者富澤和雄栃木県大田原市下石上1382−12 大日本塗料株式会社那須工場内 (72)発明者木村昂大阪府大阪市此花区西九条六丁目１番 124号大日本塗料株式会社内 (56)参考文献特開昭55−93431（ＪＰ，Ａ) 特開平７−328523（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B05D 1/00 - 7/26 C09D 5/34 C09D 4/06

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】鉄道車両外板表面に、不飽和ポリエステ
ル樹脂、ビニル系モノマー及び充填剤を必須成分とする
主剤成分と、有機過酸化物を必須成分とする硬化剤成分
とからなるパテ組成物をスプレー塗装して、パテ塗膜を
形成する方法において、スプレー塗装に適した圧力で圧
送された前記主剤成分、圧縮空気により圧送された前記
硬化剤成分及び別途圧縮空気を、それぞれ、別個にスプ
レーガンに導入し、前記圧縮空気により圧送された硬化
剤成分と前記別途圧縮空気の一部とを、スプレーガンの
内部後方に設けたノズルにより予備混合させ、該予備混
合物と前記別途圧縮空気の残部とを、スプレーガンの内
部前方にて合流させると共に衝撃材に衝突させ、その衝
撃波効果により、均質混合された前記硬化剤成分と前記
別途圧縮空気の混合物を、スプレーガン先端部で、前記
主剤成分と合流混合させながら吐出させて、スプレー塗
装することを特徴とする、鉄道車両外板へのパテ塗膜の
形成方法。
【請求項２】主剤成分、硬化剤成分及び別途圧縮空気
を、それぞれ、９０〜２１０Ｋｇ／ｃｍ² 、１〜５Ｋｇ
／ｃｍ² 及び１〜８Ｋｇ／ｃｍ² の圧力で、スプレーガ
ンに導入することを特徴とする、請求項１に記載の鉄道
車両外板へのパテ塗膜の形成方法。
【請求項３】温度３０〜５０℃に予熱した主剤成分
を、スプレーガンに導入することを特徴とする、請求項
１または２に記載の鉄道車両外板へのパテ塗膜の形成方
法。