JP4996810B2 - 摩擦調節組成物 - Google Patents

Description

【０００１】
この発明は、スライド接触又はローリング−スライディング接触の状態にある表面へ施される摩擦調節組成物に関するものである。特に詳しくは、この発明は、長期間にわたって施された表面に残る摩擦調節組成物に関するものである。
発明の背景
【０００２】
スライド接触又は回転−スライド接触が行われる金属機械的部品類の摩擦と摩耗とを調節することは、多くの機械類及びメカニカルシステムの機構及び操作に重要な意義をもつものである。例えば、貨物、旅客及び大量搬送システムを含む大多数のスチール−レール及びスチール−車輪運輸システムは、高いレベルの騒音の放出ならびに車輪類、レール類及び枕木のような他のレール部品類といった機械部品類の激しい摩耗に悩んでいる。このような騒音の発生源と機械部品類の摩耗は、前記システムが動かされている間における車輪とレールとの間に発生する摩擦力と挙動とに直に起因するものである。
【０００３】
レール上を車輪が転がるようなダイナミックシステムにおいては、絶えず動く接触帯域がある。検討と分析のためには、便宜的に接触帯域を不動のものとする一方レールと車輪とを前記接触帯域を移動するものとする。レールと全く同じ向きで前記接触帯域を車輪が移動するとき、前記車輪のレールに対する回転接触は、最適状態にある。このような場合には、車輪とレールとの間には、はっきりとした摩擦は、全くない。しかしながら、車輪とレールとの輪郭関係によっては、ミスアラインが生じることが多く、ローリングそのもの以外に振動し、車輪とレールとが接触帯域を通過するそれぞれの速度は、必ずしも同じではない。このことは、固定アクスルの軌道車がカーブしたところをうまく通過する際によく見かけられることであって、内側と外側の車輪が異なる周縁速度で回転するとすれば、真のローリング接触は両方のレールで維持できるのみである。このことは、殆ど多くの固定アクスル軌道車では有り得ないことである。かくして、このような条件下にあっては、車輪は、レールに対しローリングとスライディングとが組み合わされた動きを受ける。スライディングの動きは、また、牽引力が傾斜面で失われて駆動車輪がスリップしてしまう際にも生じる。
【０００４】
スライディングの動きのマグニチュードは、おおまかに言って接触ポイントにおけるレールと車輪との速度の差であって、パーセンテージで表される。このパーセンテージの差をクリーページ（ｃｒｅｅｐａｇｅ） という。
【０００５】
約１％よりも大きなクリーページレベルにおいて、はっきりとした摩擦力がスライディングにより発生し、これらの摩擦力が騒音および部品の摩耗の原因になる（Ｈ．Ｈａｒｒｉｓｏｎ， Ｔ．ＭｃＣａｎｎｅｙａｎｄＪ．Ｃｏｔｔｅｒ （２０００）， Ｒｅｃｅｎｔ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓ ｉｎ ＣＯＦ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ ａｔ ｔｈｅ ｒａｉｌ／Ｗｈｅｅｌ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ，Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ Ｔｈｅ ５ｔｈ Ｉｎｔｅｒ− ｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｃｏｎｔａｃｔ Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ ａｎｄ Ｗｅａｒ ｏｆ Ｒａｉｌ／Ｗｈｅｅｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ ＣＭ ２０００ （ＳＥＩＫＥＮ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍｕ Ｎｏ．２７） ｐｐ．３０−３４をここに参考文献とする）。騒音の発散は、車輪とレールとのシステムとの間に存在する負の摩擦特性の結果である。負の摩擦特性とは、前記システムのクリーページが限度一杯に変形したカーブの領域において増加するにつれ車輪とレールとの間の摩擦が減少することである。理論的には、車輪−レールのシステムにおける騒音及び摩耗のレベルは、機械的システムを極めて硬いものにして、動く部品同士における摩擦力を極めて低いレベルに落とすか、又は、摩擦特性を負から正のものに変えるか、即ち、限度一杯の変形カーブの領域におけるレールと車輪との間の摩擦を増やすことにより減らしたり、なくしたりすることができる。しかしながら残念なことに、多くの場合、多くの列車に使用されている車輪とレールとのシステムにおけると同様に機械システムの剛性を高めることは不可能である。また別に、車輪とレールとの間の摩擦力を減少させることは、甚だしく粘着力及び制動力を妨げ、レールに利用することは、必ずしも適切なものではない。多くの場合、車輪とレールとの間に正の摩擦特性を付与することは騒音レベルと部品類の摩耗を減らすのに効果的である。
【０００６】
列車の車輪とレールの摩耗は、列車がトラックを走行することができるのに必要なクリアランスの存在に起因する前後への動きに固執することにより増加する。
【０００７】
これらの作用で、レール表面に波形パターンが生じ、波形に変形してしまう。波形変形でレールと車輪との円滑なインターフェースにおける騒音レベルを越えての騒音レベルに達してしまい、この問題は、レール面と車輪面を研磨するか、又は、機械研削しなければ治癒できないことになる。これは、時間と経費の両者を消費することになる。
【０００８】
これまでに数多くの潤滑剤が知られており、これらのいくつかのものは、軌道上のレールと車輪の摩耗を減らし、早く走れるようにするために考案されている。
【０００９】
例えば、アメリカ合衆国４，９１５，８５６には、固形の耐摩耗性、耐摩擦性潤滑剤が記載されている。この製品は、固形のポリマー性担持体に懸濁した耐摩耗剤と耐摩擦剤とが組み合わされたもので、レールの上位部に施される。車輪に対する前記担持体の摩擦が前記耐摩耗剤と耐摩擦剤とを活性化する。しかしながら前記製品は、正の摩擦特性を表すものではない。また、前記製品は、固形組成物で、持ちがよくない。
【００１０】
固形の棒状組成物を含む体従来技術の組成物使用に関連しては、いつかの欠点がある。先ず第１に、軌道車に摩擦を緩和する棒状組成物を供給し、これをレールの広範囲にわたり使用することは無駄である。第２に、軌道の内には、長くても１２０日といった保守サイクルが定められているものもある。今日における棒状体技術では、この期間にわたり固形の潤滑剤又は摩擦緩和剤を持続させることはできない。第３に、北米における貨物規則は、北米大陸全体にわたり貨車が分離できるようになっており、したがって、棒状摩擦緩和剤を全ての軌道車に対してではなくとも多数の軌道車に必要となり、これには、経費がかかり、実用的ではない。同様に、固形の棒状体を使用するレール上面摩擦管理には、前記摩擦緩和製品をレール上に適切に蓄積するためには、密閉したシステムを必要とする。密閉されたシステムは、このシステムへ外部の列車が出入りしない必然的に捕らえられた列車があるところである。一般的に都市輸送システムがクローズされると、一般的に貨物システムがオープンになり、車が広く行き渡る。このようなシステムにおいては、固形の棒状体技術は、実用性に欠ける。
【００１１】
アメリカ合衆国５，３０８，５１６，アメリカ合衆国５，１７３，２０４及びＷＯ９０／１５１２３は、高度でポジティブな摩擦特性もつ固形の摩擦緩和組成物に関するものである。これらの組成物は、クリーペイジ（ｃｒｅｅｐａｇｅ）作用として増加した摩擦作用を示し、これらの組成に固形粘稠度を付与する樹脂類からなる。
【００１２】
使用されるこれらの樹脂類には、アミン及びポリアミド・エポキシ樹脂類、ポリウレタン、ポリエステル、ポリエチレン又はポリプロピレン樹脂類が含まれる。
【００１３】
しかしながら、これらのものには、最適な能力を発揮するためには、クローズドループシステムにおける連続した使用を必要とする。
【００１４】
欧州特許出願０３７２５５９は、潤滑のための皮膜固形組成物に関連しており、該組成物は、施した箇所に最適な摩擦係数を付与すると同時に摩擦によるすりへり損失を少なくすることができるものである。しかしながら、前記組成物は、ポジティブな摩擦特性を有していないものである。さらに、これらの組成物を施す面における耐久性又は保持性に優れている点は、触れられていない。
【００１５】
従来技術の数多くの潤滑組成物は、固形棒状体であるか又は粘稠性の液体（ペースト）のいずれかであり、したがって霧状に散布するものとしてスライディングシステム及びローリング・スライディングシステムに用いられることができないものである。摩擦調節組成物を霧化スプレーで施すことは、多くの場合、レールシステムに施す組成物の量を減らし、必要とする箇所に摩擦モディファイヤーをより一層均等に分布させることができる。さらに、霧化状態で噴霧されたものは、早く乾き、好ましくない機関車車輪のスリップのおそれをなくすことができる。
【００１６】
レールのトップ（頂部）に液体ベースの組成物を施すことの有利性は、車輪に固形棒状体付与システムを使用することよりもはっきりとしている。液体システムを使用することで、ハイレール（ｈｉｒａｉｌ）、線路際又は積載システムを経て特定の箇所に施すことが可能になる。このような特殊の使用は、絶えず製品を車輪に供給する固体供給システムでは不可能なことである。さらに、固形の棒状体を使用する方法の転移率が低いことで、軌道が完全に条件を整えるまでなんらの利点も生まない。このことは、広範囲の軌道にゆきわたらなければならいことと、軌道車は固形の棒状体潤滑剤をもっていないことにより、クラス１線路にとり好ましくない状況である。液体システムは、製品をレールのトップに施すことができ、列車のすべての車軸が接触し、製品の利点を直ちに受けることができる点で、この問題を除くことができる。しかしながら、施された皮膜がレールに付着する能力及び摩擦コントロールが制限されている点で必ずしも真実ではない。条件次第で液体製品は、一つの列車が通過前になくなってしまう。
【００１７】
ＷＯ９８／１３４４５は、ローリング−スライディング接触の関係にある二つのスチール体の間のポジティブな摩擦特性を含むある範囲の摩擦組成物を含むいくつかの水をベースとする組成物を記載している。摩擦コントロールについて、いくつかの望ましい特質が示されているが、これらの組成物は、持ちが悪く、長期間にわたってレールに留まらず、最適な能力を発揮させるには、繰り返して施す必要がある。これらの組成物は、特殊の用途には有用ではあるものの、能力を存分に発揮させるには、繰り返し繰り返し施すことが必要であり、関連する費用が嵩む。さらに、これらの液体組成物のいくつかの特性により、これらの組成物は、噴霧使用に適していないことが判明している。
【００１８】
従来技術には、数多くの摩擦モディファイヤーがポジティブな摩擦特性を示しているが、これらの摩擦モディファイヤーは、スチール表面に保持できず、長期にわたり効果を保つことができない点で限界がある。実際に摩擦モディファイヤーの摩擦コントロールを適切なものとするには、これらをレールの頭部又はフランジ境界面に繰り返して施す必要があり、その結果、莫大なコストがかかってしまう。したがって、保持性、耐久性にすぐれ、長期にわたり持ちがよい摩擦モディファイヤー組成物が望まれている。これらの組成物には、固形、ペースト又は液体組成のものが含まれる。
【００１９】
この発明の目的は、従来技術の欠点の克服にある。
【００２０】
上記の目的は、主の特許請求の範囲の特徴を組み合わせて達成される。従属の特許請求の範囲は、この発明のさらなる利点をもつ実施例を記載している。
【００２１】
発明の要約
【００２２】
本発明は液体摩擦調節組成物に関し、より詳細には増大した保持力と滑動あるいは回転滑動接触する面を滑らかにする液体摩擦調節組成物に関する。
【００２３】
本発明はフィルム形成保持力剤を含む液体摩擦調節組成物に関する。本摩擦調節組成物は自然摩擦特性（ＬＣＦ）、高い正の摩擦特性（ＨＰＦ）及び極めて高い正の摩擦特性（ＶＨＰＦ）のいずれかの特性をもつことが好ましい。
【００２４】
本発明はレオロジー調節剤をさらに含む上記限定された液体摩擦調節組成物に関する。
【００２５】
本発明は摩擦調節剤をさらに含む上記限定された液体摩擦調節組成物を提供する。
【００２６】
本発明では、水を含む上記限定された液体摩擦調節組成物もさらに提供されている。
【００２７】
上記限定された液体摩擦調節組成物にはさらに湿潤剤、抗菌剤、軟度変化剤、消泡剤あるいはそれらの混合物を含めることも可能である。
【００２８】
さらに、本発明は、上記限定された液体摩擦調節組成物中の前記保持力剤がアクリル系、ポリビニルアルコール系、ポリ塩化ビニル系、オキサゾリン系、エポキシ系、アルキド系、変性アルキド系、アクリルラテックス系、アクリルエポキシハイブリッド系、ポリウレタン系、スチレンアクリル酸系及びスチレンブタジエン系化合物から選ばれるいずれか一つであることを特徴とする上記液体摩擦調節組成物に関する。
【００２９】
本発明にはさらに上記液体摩擦調節組成物中の前記レオロジー剤がクレー、ベントナイト、モンモリロナイト、カゼイン、カルボキシメチルセルロース、カルボキシヒドロキシメチルセルロース、エトキシメチルセルロース、キトサン、澱粉から選ばれるいずれかであることを特徴とする上記液体摩擦調節組成物も含まれる。
【００３０】
本発明は、
（ａ）４０−９５％の水、
（ｂ）０．５−５０％のレオロジー剤、
（ｃ）０．５−４０％の保持力剤、
（ｄ）０−４０重量％の固体潤滑剤、及び
（ｅ）０−２５重量％の摩擦調節剤、
から成る液体摩擦調節組成物（基本組成物）を提供するものであって、該液体摩擦調節組成物において、前記固体潤滑剤が０重量％であるならば、前記組成物は少なくとも０．５重量％の摩擦調節剤を含み、前記摩擦調節剤が０重量％であるならば前記組成物は少なくとも１重量％の固体潤滑剤を含むことを特徴とする。
【００３１】
本発明においては、前記限定された液体摩擦調節組成物のいずれか一つを２スチール面の少なくとも一方へ処理することから構成される滑動回転接触する２スチール面間の騒音調節方法が提供されている。本発明にはさらに前記方法において前記処理工程中に前記液体摩擦調節組成物が前記２スチール面の少なくとも一方へ噴霧されることを特徴とする前記調節方法も含まれる。
【００３２】
本発明はさらに、
（ａ）４０−９５重量％の水、
（ｂ）０．５−３０重量％のレオロジー調節剤、
（ｃ）０．５−２５重量％の摩擦調節剤、
（ｄ）０．５−４０重量％の保持力剤、及び
（ｅ）０．０２−２５重量％の固体潤滑剤、
から成る液体摩擦調節組成物（組成物Ａ、ＨＰＦ）を提供するものである。
【００３３】
本液体摩擦調節組成物にはさらに軟度変化剤、抗菌剤、湿潤剤あるいはそれらの混合物を含ませることも可能である。本液体摩擦調節組成物において、前記保持力剤はアクリル系、エポキシ系及びスチレンブタジエン系化合物から選ぶことができ、前記レオロジー調節剤はクレー、ベントナイト、モンモリロナイト、カゼイン、カルボキシメチルセルロース、カルボキシヒドロキシメチルセルロース、エトキシメチルセルロース、キトサン、澱粉から選ぶことができる。
【００３４】
本発明はさらに、
（ａ）４０−８０重量％の水、
（ｂ）０．５−３０重量％のレオロジー調節剤、
（ｃ）２−２０重量％の摩擦調節剤、及び
（ｄ）０．５−４０重量％の保持力剤、
から成る液体摩擦調節組成物（組成物Ｂ、ＶＨＰＦ）に関する。
【００３５】
本液体摩擦調節組成物にはさらに軟度変化剤、抗菌剤、湿潤剤あるいはそれらの混合物を含めることも可能である。本液体摩擦調節組成物において、前記保持力剤はアクリル系、エポキシ系及びスチレンブタジエン系化合物から選ぶことができ、前記レオロジー調節剤はクレー、ベントナイト、モンモリロナイト、カゼイン、カルボキシメチルセルロース、カルボキシヒドロキシメチルセルロース、エトキシメチルセルロース、キトサン、澱粉から選ぶことができる。
【００３６】
本発明はさらに、
（ａ）４０−８０重量％の水、
（ｂ）０．５−５０重量％のレオロジー調節剤、
（ｃ）０．５−４０重量％の保持力剤、及び
（ｄ）１−４０重量％の固体潤滑剤、
から成る液体摩擦調節組成物（組成物Ｃ、ＬＣＦ）を提供するものである。
【００３７】
本液体摩擦調節組成物にはさらに軟度変化剤、抗菌剤、湿潤剤あるいはそれらの混合物を含めることも可能である。本液体摩擦調節組成物において、前記保持力剤はアクリル系、エポキシ系及びスチレンブタジエン系化合物から選ぶことができ、前記レオロジー調節剤はクレー、ベントナイト、モンモリロナイト、カゼイン、カルボキシメチルセルロース、カルボキシヒドロキシメチルセルロース、エトキシメチルセルロース、キトサン、澱粉から選ぶことができる。
【００３８】
本発明はさらに上記限定された組成物Ａ（ＨＰＦ）及び組成物Ｃ（ＬＣＦ）から選ばれる液体摩擦調節組成物を２スチール面の少なくとも一方へ処理することから構成される滑動回転接触する２スチール面間の横方向力の減少方法を包含するものである。
【００３９】
本発明はさらに上記限定された組成物Ａ（ＨＰＦ）及び組成物Ｃ（ＬＣＦ）から選ばれる液体摩擦調節組成物を列車車両の１または２以上の車輪面あるいはその上を列車が移動する鉄道軌道表面へ処理することから構成される２以上の列車車両間の引張棒の引張りを減少させる方法を包含するものである。
【００４０】
本発明は滑動回転接触する２スチール体間の摩擦を調節する組成物に関する。本発明に係る前記液体摩擦調節組成物の一つの利点は、使用中に処理表面が容易に擦り取られたりあるいは焼き除かれてしまう従来の化合物に比べて前記２面間の組成物の保持力が増大することにある。さらに、本発明に係る組成物は処理に必要とされる前記組成物量を最小限にできる種々の処理技術に十分適合する特性を示すものである。さらに、これらの処理技術を利用することにより正確な量の組成物の施用が可能となる。例えば、液状組成物は表面上へ噴霧するのに適するので、該表面の均一なコーティングが確保でき、処理される組成物の量を最適化することが可能となる。組成物は表面へ処理される液体摩擦調節組成物量の減少を確保するため路傍配置した処理装置から処理を行うことも可能である。さらに、処理技術あるいは処理装置の位置を組み合わせることにより、組成物を組み合わせて滑動回転接触する異なる面へ処理を行って磨耗を最適化し及び騒音や例えば横方向力や引張棒の引張り等の他の特性を減少ざせることも可能である。
【００４１】
本要約では本発明の必要な特徴のすべてについて必ずしも述べていないが、記載された特徴を組み合わせて成る構成も本発明に帰属するものである。
【００４２】
好ましい実施態様
【００４３】
本発明は滑動あるいは滑動回転接触するスチール面上に用いる液体摩擦調節組成物に関する。より詳細には、本発明は長期間処理面上に保持される液体摩擦調節組成物に関する。
【００４４】
以下の記述は本発明を実効あらしめるために必要な特徴の組合せの好ましい実施態様についての単なる例示として及び以下に限定されることなく記載するものである。
【００４５】
本発明に係る液体摩擦調節組成物は総じてレオロジー調節剤、摩擦調節剤及び保持力剤から構成される。もし液剤として所望される場合は、本発明の液体摩擦調節組成物へ水または他の組成物と親和性のある溶媒を含ませて調剤することも可能である。本発明に係る液体摩擦調節組成物にはさらに１種または２種以上の固体潤滑剤を含ませてもよい。本発明の組成物は水あるいは他の親和性溶媒を含む場合その液剤中において有効であるが、ペーストあるいは固形剤にも調剤可能であり本文中で述べる液体摩擦調節組成物の特長の多くを発揮するものである。本文で述べる組成物には必要であればさらに湿潤剤、分散剤、抗菌剤等を含ませることも可能である。
【００４６】
用語「正の摩擦特性」の意味するところは、滑動あるいは回転滑動接触する２面間の摩擦係数が該２面間のクリーページの増大に伴って増大する特性である。用語「クリーページ」は本技術分野では通常用いられる用語であり、その意味するところは当業者であれば容易に理解できるものである。例えば、鉄道業界においては、クリーページはレールの滑動運動速度の大きさと車輪及びレール間の接触点での車輪の接線に沿った速度の大きさとの差異を百分率で表す用語として知られ、接触の静止ゾーン及び動的なレール及び車輪を想定するための用語である。
【００４７】
液体摩擦調節組成物が正の摩擦特性を示すならば本技術分野における種々の方法を利用することが可能である。例えば、以下に限定するわけではないが、実験室でディスクレオメーターあるいはアムスラー装置を用いて正の摩擦特性を確認することができる（本出願書類に含めたＨ． Ｈａｒｒｉｓｏｎ， Ｔ． ＭｃＣａｎｎｅｙ ＆ Ｊ． Ｃｏｔｔｅｒ （２０００）， Ｒｅｃｅｎｔ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｉｎ ＣＯＦ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ ａｔ ｔｈｅ Ｒａｉｌ／Ｗｈｅｅｌ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ， Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ Ｔｈｅ ５^ｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ Ｏｎ Ｃｏｎｔａｃｔ Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ ａｎｄ Ｗｅａｒ ｏｆ Ｒａｉｌ／Ｗｈｅｅｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ ｃｍ ２０００ （ＳＥＩＫＥＮ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ Ｎｏ． ２７）， ｐｐ．３０―３４参照）。アムスラー装置は二つのディスクに対して与えられる種々の負荷により相互に駆動される二つの平行なディスクから成る。本装置は滑動回転接触する２スチール面を鼓舞するようにデザインされている。前記ディスクには一方のギアの車軸が他方のギアより約１０％速く作動するようにギアが取り付けられている。前記ディスクの直径を変更することにより異なるクリープレベルを得ることが可能である。ディスク間の摩擦によって生ずるトルクが測定され、摩擦係数がそのトルク測定値から算出される。摩擦調節剤の摩擦特性の測定では、摩擦特性の測定前に液体摩擦調節組成物を十分に乾燥させて行うことが好ましい。しかしながら、湿ったあるいは半乾燥状態の液体摩擦調節組成物を用いて測定を行うことにより該液体摩擦調節組成物に関する付加的な情報を得ることができる。同様に、クリープ特性はレールと車輪間の接触パッチにおいて作用する力を測定できかつ横方向及び縦方向のクリープ率を同時に測定できる特別にデザインされたボデーと車輪を備えた列車を用いて測定することが可能である。
【００４８】
当業者にとっては明らかなであるように、他の二つのローラシステムを用いて組成物の摩擦調節特性を測定することが可能である（例えば本願出願書類に参考として含めたＡ． Ｍａｔｓｕｍｏ， Ｙ． Ｓａｔｏ， Ｈ． Ｏｎｏ， Ｙ． Ｗａｎｇ， Ｍ． Ｙａｍａｍｏｔｏ ＆ Ｙ． Ｏｋａ （２０００）， Ｃｒｅｅｐ ｆｏｒｃｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｂｅｔｗｅｅｎ ｒａｉｌ ａｎｄ ｗｈｅｅｌ ｏｎ ｓｃａｌｅｄ ｍｏｄｅｌ， Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ Ｔｈｅ ５ｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｃｏｎｔａｃｔ Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ ａｎｄ Ｗｅａｒ ｏｆ Ｒａｉｌ／Ｗｈｅｅｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ ｃｍ２０００ （ＳＥＩＫＥＮ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ Ｎｏ． ２７）， ｐｐ． １９７−２０２参照）。本技術分野における組成物の滑動摩擦特性は、これに限定されないが例えばプッシュトリボメーターあるいはトリボレーラー（本願出願書類に参考として含めたＨ． Ｈａｒｒｉｓｏｎ， Ｔ． ＭｃＣａｎｎｅｙ ＆ Ｊ． Ｃｏｔｔｅｒ （２０００）， Ｒｅｃｅｎｔ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｉｎ ＣＯＦ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ ａｔ ｔｈｅ Ｒａｉｌ／Ｗｈｅｅｌ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ， Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ Ｔｈｅ ５ｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｃｏｎｔａｃｔ Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ ａｎｄ Ｗｅａｒ ｏｆ Ｒａｉｌ／Ｗｈｅｅｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ ＣＭ ２０００ （ＳＥＩＫＥＮ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ Ｎｏ． ２７）， ｐｐ． ３０―３４参照）を用いて測定することが可能である。
【００４９】
図１Ａは自然摩擦特性（ＬＣＦ）をもつことを特徴とする組成物についてアムスラー装置を用いて測定した典型的な摩擦係数に対するクリープ率（％）曲線をグラフに表した図である。図中、クリーページの増加に伴って摩擦係数が低くなるのが認められる。本文において述べるように、ＬＣＦはプッシュトリボメーターを用いて測定した場合摩擦係数が約０．２より小さいことで特徴付けられる。ＬＣＦは野外条件下では０．１５以下の摩擦係数を示すことが好ましい。正の摩擦特性とは、装置のクリーページが増大するにつれて車輪システム及びレールシステム間の摩擦が増大する特性である。図１Ｂ及び１Ｃは、高い正の摩擦特性（ＨＰＦ）及び極めて高い正の摩擦特性（ＶＨＰＦ）をそれぞれもつことで特徴付けられる各組成物についての典型的な摩擦係数に対するクリープ率（％）曲線をグラフに表した図である。本文において述べるように、ＨＰＦはプッシュトリボメーターを用いて測定した場合約０．２８から約０．４の摩擦係数をもつことで特徴付けることが出来る。ＨＰＦは野外条件下では約０．３５の摩擦係数を示すことが好ましい。ＶＨＰＦはプッシュトリボメーターを用いて測定した場合約０．４５から約０．５５の摩擦係数をもつことで特徴付けることができる。ＶＨＰＦは野外条件下では摩擦係数０．５を示すことが好ましい。
【００５０】
軌道の湾曲に伴って車輪にキーキーと騒音が起こるのは、車輪フランジのレールゲージ面との接触及びレールヘッドを横切る車輪の横方向へのクリープによるスティック・スリップ等を含むいくつかの要因によるものである。理論的には説明できないが、車輪の騒音を起こす最も可能性の高い原因はレールヘッドを横切る車輪の横方向のクリープであると考えられ、車輪フランジのレールゲージとの接触は重要であるが第二の原因となるものである。本文において述べるように、種々の液体摩擦調節組成物をレール・車輪の相互領域の異なる面へ処理することにより車輪の騒音を効果的に調節できることが研究により明らかにされている。例えば、正の摩擦特性をもつ組成物をレール・車輪中間面の頂部へ処理してレールヘッドを横切る車輪トレッドの横方向のスリップ・スティックを減じることができ、また摩擦調節剤の含有量の少ない組成物をレール・車輪フランジのゲージ面へ処理して列車車両のリード車軸のつば出し効果を減じることができる。
【００５１】
用語「レオロジー調節剤」とは、これに限定されないが例えば水等の液体を吸収できかつ物理的に膨張可能な化合物を意味する。レオロジー調節剤は濃化剤としても働き分散状態にある組成物の成分保持を補助する。本剤は液相中において有効成分を均一に懸濁させ及び組成物の流動性及び粘性を調節するように働く。本剤はさらに液体摩擦調節剤組成物の乾燥特性を変えることによっても作用を発揮する。さらに、レオロジー調節剤は非連続的な相マトリックス中に固体潤滑剤を保持できる連続的相マトリックスを与えることができる。レオロジー調節剤としては、以下に限定されないが、Ｈｅｃｔａｂｒｉｔｅ（商標）等のベントナイト（モンモリロナイト）等のクレー、カゼイン、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、例えばＭＥＴＨＯＣＥＬ（商標、ダウケミカル社）等のカルボキシヒドロキシメチルセルロース、エトキシメチルセルロース、キトサン、澱粉等が挙げられる。
【００５２】
用語「摩擦調節剤」とは、本発明に係る液体摩擦調節組成物へ正の摩擦特性を与える物質、あるいは摩擦調節剤を欠く類似組成物に比べて液体摩擦調節組成物の正の摩擦特性をより高める物質を意味する。本摩擦調節剤は粉末化された鉱物から成ることが好ましく、また約０．５から約１０μｍの範囲内の粒径であることが好ましい。さらに、前記摩擦調節剤は水に溶解性、不溶性、あるいは部分的に溶解性であってもよく、組成物が面上へ沈積され、該組成物の液状成分が蒸発した後に約０．５から約１０μｍの範囲内の粒径に保持されることが好ましい。ＵＳ５，１７３，２０４及びＷＯ９８／１３４４５（本願書類中に包含）に記載された摩擦調節剤を本願に係る組成物に用いることも可能である。摩擦調節剤としては、以下に限定されないが下記のものを用いることができる。
【００５３】
摩擦調節剤
チョーク（炭酸カルシウム）
炭酸マグネシウム
タルク（珪酸マグネシウム）
ベントナイト（天然クレー）
炭じん（石炭）
沈降硫酸バリウム（硫酸カルシウム）
アスベスタ（石綿のアスベスチン誘導体）
チャイナクレー；カオリン系クレー（珪酸アルミニウム）
非晶性シリカ（合成品）
天然粘板岩粉末
珪藻土
ステアリン酸亜鉛
ステアリン酸アルミニウム
炭酸マグネシウム
鉛白（酸化鉛）
塩基性炭酸鉛
酸化亜鉛
酸化アンチモン
ドロマイト（ＭｇＣｏ・ＣａＣｏ）
硫酸カルシウム
硫酸バリウム（例えばＢａｒｙｔｅｎ）
ポリエチレン繊維
酸化アルミニウム
酸化マグネシウム
酸化ジルコニウム
あるいは上記の混合物。
【００５４】
用語「保持力剤」とは、滑動回転接触する２以上の面間における液体摩擦調節組成物の作用の有効期間あるいは耐久性を増す化学薬品、化合物あるいはそれらの混合物を意味する。保持力剤は被膜への強度及び支持層への付着を与えかつ増大させる。保持力剤は液体摩擦調節組成物の成分と結合できかつ処理面上へフィルムを形成できることが好ましく、これにより滑動回転接触に晒されている面上にある該組成物の耐久性を増大できる。一般的に、該当する場合、保持力剤はそれが癒着あるいは重合化した後に所望の特性（例えば被膜強度及び支持層への付着の増大）を示す。かかる特性は一定の場合において望ましい。理論的には説明できないが、重合体の保持力剤の場合、該剤の粒子は硬化中に緩みかつ解き放たれる。一旦溶媒が完全に蒸発すると、部分的に重なった重合体ストランドのマットが形成され、この高度に織り合わされたマットが被膜の特性を決定する。この重合体ストランドの化学的性質によってストランド相互の及び支持層との付着程度が加減される。
【００５５】
保持力剤には、前記固体潤滑剤と摩擦調節剤が薄い被膜を形成し及び車輪・レール接触パッチからの移動を阻止するように該固体潤滑剤及び摩擦調節剤を結合する効果があることが好ましい。さらに保持力剤は使用期間中の物理的完全性を保持し使用中に焼き除かれないことが好ましい。適切な保持力剤は高い固体荷重能力、低減された粘度、及び望ましい場合は最低被膜形成温度を示す。保持力剤の例としは以下に限定されないが下記のものを挙げることができる。
・ アクリル類。例えば以下に限定されないが、Ｒｈｏｐｌｅｘ（商標）ＡＣ２６４、Ｒｈｏｐｌｅｘ ＭＶ−２３ＬＯ、またはＭａｉｎｃｏｔｅ ＨＧ５６（ローム＆ハース社）。
・ ポリビニル類、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニルまたはこれらの混合物。例えば以下に限定されないが、Ａｉｒｆｌｅｘ（商標）７２８（エアプロダクツ＆ケミカル社）、Ｅｖａｎｏｌ（商標）（デュポン社）、Ｒｏｖａｃｅ（商標）９１００またはＲｏｖａｃｅ０１６５（ローム＆ハース社）。
・ オキサゾリン類。例えば以下に限定されないが、Ａｑｕａｚｏｌ（商標）５０＆５００（ポリマーケミストリー社）。
・ スチレンブタジエン化合物。例えば以下に限定されないが、Ｄｏｗ Ｌａｔｅｘ２２６＆２４０（ダウケミカル社）。
・アクリル酸スチレン。例えば以下に限定されないが、Ａｃｒｏｎａｌ（商標）Ｓ７６０（ＢＡＳＦ社）、Ｒｈｏｐｌｅｘ（商標）Ｅ−３２３ＬＯ、ＲｈｐｌｅｘＨＧ−７４Ｐ（ローム＆ハース社）、Ｅｍｕｌｓｉｏｎ（商標）Ｅ−１６３０、Ｅ−３２３３（ローム＆ハース社）。
・ 樹脂及び硬化剤の２成分系から成るエポキシド類。樹脂の選択は液体摩擦調節組成物に用いられる溶媒に依存して行われる。例えば、以下に限定されない、水性の調剤においては、適切な樹脂としてはＡｎｃａｒｅｓＡＲ５５０（２，２‘−［（１−メチルエチリデン）ビス（４，１−フェニレンオキシメチレン）］ビスオキシラン・ホモポリマー（エオプロダクツ＆ケミカルス社）、ＥＰＯＴＵＦ（商標）３７−１４７（ビスフェノールＡ系エポキシ；レイチホールド社）等の耐水性エポキシド類が挙げられる。アミンあるいはアミド系硬化剤としては、以下に限定されないが、例えばＡｎｑｕａｍｉｎｅ４１９、４５６及びＡｎｃａｍｉｎｅＫ５４（エアプロダクツ＆ケミカルス社）を水性エポキシ製剤とともに用いることができる。しかし、硬化剤を含まないエポキシ樹脂のみを使った場合にも保持力の増大が認められている。前記エポキシ樹脂は使用中の際は硬化剤と混合されることが好ましい。前記組成物へ添加可能な他の成分としては、汚染された表面への前記組成物の付着を増加させる炭化水素樹脂、例えば以下に限定されないがＥＰＯＤＩＬ−Ｌ（エアプロダクツ社）が挙げられる。有機系溶媒を使用する場合は下記の非水性のエポキシ樹脂及び硬化剤を用いることができる。
・ アルキド類、変性アルキド類。
・ アクリルラテックス。
・ アクリルエポキシ・複合物。
・ ウレタンアクリル。
・ ポリウレタン分散液。
・ 種々ガム及び樹脂、及び上記したものの混合物。
【００５６】
０．５から４０重量％の保持力剤を含む組成物中において、保持力剤を含む液体摩擦調節剤組成物の保持力の増加が認められる。前記組成物は１から２０重量％の保持力剤を含んでいることが好ましい。
【００５７】
エポキシは２成分系であるので、本保持力剤の性質をエポキシ混合物中の樹脂あるいは硬化剤の量を変えることによって調整することができる。例えば、以下においてより詳細に説明するが、エポキシ樹脂及び硬化剤を含んだ液体摩擦調節剤組成物の保持力の増加が約１〜約５０重量％のエポキシ樹脂を含んだ組成物において認められる。上記組成物は２〜２０重量％のエポキシ樹脂を含んでいることが好ましい。さらに、樹脂量に対する硬化剤量を例えば以下に限定されないが０．００５〜約０．８（樹脂：硬化剤比）へ増加することによって保持力を増大させることも可能である。以下において述べるが、硬化剤を含まずエポキシ樹脂を含んだ液体摩擦調節剤組成物も高い保持力を示す。理論的には説明できないが、硬化剤の存在なしでも処理されたエポキシ被膜は弾性を維持することができるので滑動回転接触するスチール面から生ずる高圧に耐えることができる。
【００５８】
組成物の保持力はアムスラー装置あるいは他の適当な装置（上記参照）を用いかつ効果が維持されるサイクル数（図３Ａ参照）に注意を払いながら測定することができる。さらに、鉄道産業分野においては、以下に限定されないが例えば騒音減少、引張棒力の減少、横方向力の減少あるいは摩擦レベル等の望ましい効果が保持される（例えば図３Ｂ及び３Ｃ参照）車軸通過の通過数の関数としてプッシュ・トリボメーターを用いて保持力を測定することができる。理論的には説明できないが、保持力剤は以下に限定されないが例えば車輪・レール中間面等の滑動回転接触する面間に耐久性を持つ被膜を形成する機能をもつと考えられる。
【００５９】
本発明に係る液体摩擦調節組成物を混合し支持層へ処理するためには溶媒が必要とされる。本溶媒は例えば組成物コスト、要求される乾燥速度、環境に対する配慮等の処理条件に依存して有機系あるいは水性のいずれでもよい。有機溶媒としては、これに限定されないが、メタノールを挙げることができるが、他の溶媒で処理された組成物の乾燥時間を短縮するもの、あるいは汚染された支持層と組成物との親和性を高めるもの、あるいは乾燥時間の短縮及び汚染支持層との親和性の増大双方に働く溶媒を用いることが可能である。尚、上記溶媒は水であることが好ましい。水を含む系においては、保持力剤は通常溶媒と真の溶液は形成せず分散液となっている。
【００６０】
用語「固体潤滑剤」とは、滑動あるいは回転滑動接触する２面間の摩擦係数を減少することが可能な化学薬品、化合物あるいはそれらの混合物を意味する。固体潤滑剤としては、以下に限定されないが、モリブデンジスルフィド、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸亜鉛、及び以下に限定されないが炭塵、炭素繊維等の炭素化合物が挙げられる。本発明の組成物へ用いる場合、上記固体潤滑剤としてはモリブデンジスルフィド、黒鉛、及びＴＥＦＬＯＮ（商標）が好ましい。
【００６１】
本発明に係る液体摩擦調節組成物にはさらに以下に限定されないが保存剤、湿潤剤、軟度変化剤及びレオロジー調節剤等の他の成分を単独あるいは組み合わせて含ませることも可能である。
【００６２】
保存剤の例としては、以下に限定されないが、アンモニア、アルコール、あるいはこれに限定されないがＯＸＡＢＡＮ（商標）Ａ等の殺生物剤が挙げられる。消泡剤の例としてはＣｏｌｌｏｉｄｓ６４８を挙げることができる。
【００６３】
本発明に係る液体摩擦調節組成物中に含めることが可能な湿潤剤としては、以下に限定されないが、ノニルフェノキシポリオールあるいはＣｏ−６３０（商標；ユニオンカーバイド社）が挙げられる。本湿潤剤はレオロジー調節剤、摩擦調節剤及び固体潤滑剤のマトリックス内の固体潤滑剤及び摩擦調節剤粒子周辺の水層の形成を促進する。湿潤剤が水の表面張力を減少させ、これによって滑動あるいは回転滑動接触する面の隙間への液体摩擦調節組成物の侵入を促進することは本技術分野においては周知である。さらに、湿潤剤は液体摩擦調節組成物中への保持力剤の分散を促進する。湿潤剤はさらに滑動かつ回転滑動接触する面間、以下に限定されないが例えばスチール・車輪面間及びスチール・レール面間に存在するグリースを乳化することも可能である。上記湿潤剤はさらに分散を調節し及び上記組成物中の固体粒子の凝縮を最小限に抑えるように作用することもできる。
【００６４】
本発明に係る液体摩擦調節組成物中に含めることができる軟度変化剤には、以下に限定されないが、グリセリン、アルコール、プロピレングリコールあるいはその混合物等のグリコールが含まれていてもよい。軟度変化剤の添加によって本発明に係る液体摩擦調節組成物を所望の軟度へと調製することが可能となる。さらに、軟度変化剤は上記液体摩擦調節組成物の低温度特性等の他の特性を改変させ本発明の液体摩擦調節組成物が種々の温度条件下でも作用できるように調製可能とするものである。
【００６５】
本発明組成物中の単一成分が複数の機能を果たすことも可能である。例えば、以下に限定されないが、アルコールを保存剤として用いる他に本発明の液体摩擦調節剤組成物の軟度を変える軟度変化剤として用いることも可能である。別態様として、アルコールを本発明に係る液体摩擦調節剤組成物の凍結点を低下させるために用いることも可能である。
【００６６】
本発明に係る液体摩擦調節組成物を用いることによる他の利点として、貨物大量輸送システムのスチール製レール及びスチール製車輪系に関連する横方向力の減少が挙げられる。この横方向力の減少はレールの磨耗（ゲージの広がり）を減少させ、かつレール取替えコストを低減させる。横方向力は適当な引っ張りゲージが装備された湾曲あるいは接線方向へ力の働く軌道を用いて測定することができる。次に、本発明に係る液体摩擦調節組成物の存在下あるいは無存在下における種々異なる型式の車両についてのスチール製車輪及びスチール製レール系上の横方向力の大きさを図２に示す。図２に示すように、本発明に係る液体摩擦調節組成物（この場合はＨＰＦ）の使用は乾式のレール・車輪システム上で測定した横方向力と比べると最大及び平均横方向力が少なくとも約５０％減少している。
【００６７】
本発明に係る液体摩擦調節組成物を用いることのさらに他の利点は、これに限定されないが例えば貨物大量輸送システムのスチール製レール及びスチール製車輪系に伴う引張棒力によって測定されるエネルギー消費を減少させることである。エネルギー消費の低減化は作動コストの低減化をも伴うものである。本発明に係る液体摩擦調節組成物、この場合はＨＰＦの使用により乾式レール・車輪系上で測定した引張棒力に比べてＨＰＦの処理量の増加とともに引張棒力は少なくとも約１３から約３０％まで減少する。
【００６８】
レール上面への水ベースの調剤の処理にはいくつかの方法がある。例えば、以下に限定されないが、列車に積載するシステム、路傍処理システム、あるいはハイレールシステムが挙げられる。列車積載システムでは液体をタンク（一般的に最後部の機関車の後方に位置される）からレール上へ噴霧する。路傍処理システムは軌道へ横付けに配置された装置であり、本装置は接近する列車によって作動された後レール上へ調剤を噴出する。ハイレールはレールに沿った走行能をもつ変形ピックアップ軌道である。この軌道には軌道上への薄い被膜処理を可能とする貯蔵タンク（または複数タンク）、ポンプ及びエアスプレー装置が備えられている。ハイレールは、静止型自動路傍装置と異なって、必要な時に必要な場所へ組成物を処理できる。列車積載システムでは調剤を分配するため列車当り少なくとも１台の機関車が装着されることを必要とするが、ハイレールの場合わずか数台のハイレール車両で大面積を被覆することができる。
【００６９】
次に図３には、これに限定されないが例として保持力剤としてアクリルの滑動回転接触する２スチール面間にある液体摩擦調節組成物の耐久性に対する効果が示されている。この場合のアムスラー保持力は、以下に限定されないが例えば液体摩擦調節剤組成物が摩擦係数を約０．４以下あるいは処理によって要求される他の適切なレベルに保持する効果を発揮するサイクル数によって決定される。上記組成物の保持力は該組成物中の保持力剤の重量％、例えばこれに限定されないが約１重量％から約１５重量％にほぼ直線的に依存している。この範囲では、保持力はアムスラー装置で測定した場合約５０００サイクルから約１３０００サイクルまで増加し、組成物の有効耐久性及び使用において約２．５倍の増加を示している。保持力の同様な増加が野外条件下でも認められ、その場合少なくとも約５０００の車軸通過について横方向力の減少が認められた（図３Ｂ及び３Ｃ）。保持力剤を含む上記液体摩擦調節剤組成物の同様な長期にわたる効果が本発明に係る組成物の処理に関連した騒音減少及び引張棒力の減少を含めた他の特性について認められる。保持力剤を含まない場合には、横方向力の増加、騒音レベルの上昇、あるいは引張棒力の増加が約数百の車軸通過後に認められる。
【００７０】
本発明に係る組成物の効果を延長させる場合における保持力剤の効果は、液体摩擦調節組成物をその使用前に可能な限り長期間にわたって設置できれば最大限に発揮される。上記液体摩擦調節剤組成物を軌道へ処理する野外調査において、横方向力を処理中及び処理後において処理軌道上を通過する車両上で測定したところ、横方向力の当初における減少及び約１２００の車軸通過後における横方向力の増加が認められた。しかし、もし上記組成物を使用前に設置できるならば横方向力の減少が約５０００から約６０００の車軸通過期間中認められる。従って、上記液体摩擦組成物の設置時間を短縮するため、水に限定されないが、水その他の該組成物の均一な処理を可能としかつ直ちに乾く無反応性溶媒を本発明に係る液体組成物へ用いることが可能である。さらに、本発明は該組成物の設置に要する時間を短縮するため急速乾燥性あるいは急速硬化性被膜形成保持力剤の使用、例えばエポキシ系被膜形成保持力剤の使用を意図するものである。かかるエポキシ系組成物が被膜強度を増大させることも見出されている。
【００７１】
アクリルを用いて得た結果に反して、図４に示すようにベントナイト（レオロジー剤）濃度は保持力に影響を与えなかった。
【００７２】
従って、本発明の第一の態様においては高い正の摩擦（ＨＰＦ）特性を示す液体摩擦調節組成物が提供されており、本組成物は、
（ａ）４０〜９５重量％の水、
（ｂ）０．５〜３０重量％のレオロジー調節剤、
（ｃ）０．５〜２５重量％の摩擦調節剤、
（ｄ）０．５〜４０重量％の保持力剤、及び
（ｃ）０．０２〜２５重量％の固体潤滑剤、
から成る。
【００７３】
本発明の第一の態様に係る上記組成物は任意に軟度変化剤、抗菌剤及び湿潤剤を含んでいてもよい。この場合上記組成物は、
（ａ）５０〜８０重量％の水、
（ｂ）１〜１０重量％のレオロジー調節剤、
（ｃ）１〜５重量％の摩擦調節剤、
（ｄ）１〜１６重量％の保持力剤、及び
（ｅ）１〜１３重量％の固体潤滑剤、
から成ることが好ましい。
【００７４】
本発明の別の態様においては、極めて高い正の摩擦（ＶＨＰＦ）特性をもつことを特徴とする液体摩擦調節組成物が提供されている。本組成物は、
（ａ）４０〜８０重量％の水、
（ｂ）０．５〜３０重量％のレオロジー調節剤、
（ｃ）２〜２０重量％の摩擦調節剤、及び
（ｄ）０．５〜４０重量％の保持力剤、
から成る。
【００７５】
本発明の上記別態様に係る上記組成物は任意に軟度変化剤、抗菌剤及び湿潤剤を含んでいてもよい。この場合上記組成物は、
（ａ）５５〜７５重量％の水、
（ｂ）１〜９重量％のレオロジー調節剤、
（ｃ）５〜９重量％の摩擦調節剤、及び
（ｄ）２〜１１重量％の保持力剤、
から成ることが好ましい。
【００７６】
本発明のさらに別の態様においては、低い摩擦係数（ＬＣＦ）特性をもつことを特徴とする液体摩擦調節組成物が提供されている。本組成物は、
（ａ）４０〜８０重量％の水、
（ｂ）０．５〜５０重量％のレオロジー調節剤、
（ｃ）０．５〜４０重量％の保持力剤、及び
（ｃ）１〜４０重量％の固体潤滑剤、
から成る。
【００７７】
本発明の上記さらに別の態様に係る上記組成物は任意に軟度変化剤、抗菌剤及び湿潤剤を含んでいてもよい。この場合上記組成物は、
（ａ）４５〜６５重量％の水、
（ｂ）４〜９重量％のレオロジー調節剤、
（ｃ）１０〜２０重量％の保持力剤、及び
（ｄ）３〜１３重量％の固体潤滑剤、
から成ることが好ましい。
【００７８】
従って、本発明の液体摩擦調節組成物は鉄道車輪フランジ及びレールゲージ面等の活動あるいは回転活動接触する面上の摩擦を変化させるために用いることができる。しかしながら、本発明の液体摩擦調節組成物は滑動あるいは回転滑動接触する他の金属、非金属、あるいは一部金属面上の摩擦を変化させるために用いられることも意図されている。
【００７９】
本発明に係る組成物は当該技術分野で知られるいずれかの方法によってレール面あるいは連結部等の金属面へ処理することができる。例えば、以下に限定されないが、本発明に係る組成物は固体組成物として、あるいはいずれか適当な直径、例えば約１／８インチをもつビーズの形態で処理することができる。しかしながら、一定の場合、本組成物は液体摩擦調節組成物としてブラシを用いて処理したりあるいは細かな霧状にして噴霧する方が好ましい場合もある。前記ビーズ法は状況によってはビーズが完全に乾いていないために車輪のスリップを起こす潜在的欠点がある。微細霧状噴霧法では前記組成物の迅速な乾燥、レール上面へのより均一な分散が得られ、またより向上された横方向力減少及び保持力が得られる。本発明の液体摩擦調節組成物の霧状噴霧処理は車内積載移動システム処理、車内積載機関車処理及びハイレール車両処理には好ましいが、かかる霧状噴霧の利用はこれらのシステムだけに制限されない。しかしながら、当業者によっては理解されるように、本発明のいくつかの組成物は霧状噴霧処理に理想的に適したものではない。例えば本発明が意図する液体摩擦調節組成物は粘度が高い。
【００８０】
霧状噴霧処理はレール・車輪中間間の相互作用を最適化するために本発明の液体摩擦調節組成物の混合液をレールの種々部位へ処理することにも適する。例えば、処理装置とノズルの一組が摩擦調節剤、例えばこれに限定されないがＨＰＦ組成物、をレール上面を横切る車輪トレッドの後方へのスリップ・スティックを減じるためにレール双方の上面へ処理し、一方において他の処理装置及びノズルが低摩擦組成物、例えばこれに限定されないがＬＣＦ、をレール車両の先導車軸の車輪のフランジ効果を減じるためにレール外側のゲージ面へ処理する。本発明の摩擦調節剤の一つを霧状噴霧にして例えばレールのゲージ面へ、ビーズとしてあるいはレール上面上の固形スティックとして処理される第二の摩擦調節剤とともに処理することも可能である。
【００８１】
霧状噴霧により処理されることが意図された本発明に係る液体摩擦調節組成物は、以下に限定されないが、噴射装置の噴霧ノズルのつまりを起こす進路汚染物を減少させ、及び噴射装置の噴霧システムを通る流れを確保し粒子の凝集を最小限にするため粘度を減少させる等の特性を示すことが好ましい。これに限定されないがベントナイト等の材料は直径の小さなノズルを詰まらせる粗い粒子を含んでいる可能性がある。しかしながら、粒径の調整された材料、例えばこれに限定されないが粒径が約５０μｍ以下の粒子は噴霧処理に用いることが可能である。
【００８２】
あるいは、限定的に考慮されてはならないが、本発明に係る液体摩擦調節組成物は路傍（軌道側面）処理によっても処理できる。この場合、車輪カウンターがポンプの作動を開始させて本発明組成物を狭小なポートを通してレール上面へと噴射する。かかる実施態様においては、前記装置はカーブの手前に配置されることが好ましく、また前記組成物は車輪によってカーブ下方まで撒き散らされ、そこで前記組成物によって騒音、横方向力、波形発達、あるいはそれらの組合せが減じられる。
【００８３】
路傍処理のためには本発明の液体摩擦調節組成物をより適した特別な組成として用いることが可能である。例えば、路傍処理用の前記組成物は完全に乾かさずに表面上へ薄い被膜を形成するように乾かすことが好ましい。「完全」に乾く組成物は路傍処理装置のノズルポートを詰まらせる可能性があり、詰まると取り除きが困難である。路傍処理用の液体摩擦調節組成物にはバインダーとしてベントナイトに代えてカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）を用いることが好ましい。
【００８４】
本発明に係る液体摩擦調節組成物は高速ミキサーを用いて成分を分散させることにより調製できる。適量の水を混合用バットに入れ、レオロジー調節剤を該調節剤のすべてが水に浸るまでゆっくりと加える。次いで摩擦調節剤を少量加えるが、後続の添加を行う前にそれぞれ添加した摩擦調節剤を完全に分散させる。混合液に固体潤滑剤が含まれている場合はこの成分をゆっくり加え、添加した該成分を次の添加を行う前に完全に分散させる。次いで、保持力剤及び他の成分、例えば湿潤剤、抗菌剤を残りの水とともに加えた後、該組成物を十分に混合する。
【００８５】
本発明の液体摩擦調節剤組成物の調製方法については上記の通り開示されたが、当業者であれば本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく該調剤を調製するいくつかの変形があることに気づくであろう。
【００８６】
本発明に係る液体摩擦調節組成物は面上への処理後摩擦調節組成物として作用する前に乾いてしまうことが好ましい。例えば、以下に限定されないが、本発明組成物をレール面が列車の車輪とかみ合う前にレール面上へ塗布することが可能である。本発明組成物中の水あるいはいずれか他の液体成分は列車の車輪とかみ合う前に蒸発してしまう可能性がある。乾燥の際、本発明に係る液体摩擦調節組成物は該組成物中の摩擦調節剤、及びもし含まれているならば固体潤滑剤等の他の成分の付着を促進する固形の被膜を形成することが好ましい。さらに、乾燥後、レオロジー調節剤は水の再吸収を減じることができ、雨あるいは他の影響によって面からそれ自体が取り除かれることを妨げる。このように、本発明に係る液体摩擦調節組成物は摩擦調節組成物として作用する前に乾燥を経ることが特に意図されている。しかしながら、本発明により意図された他の処理法においては、本発明に係る液体摩擦調節組成物を列車あるいはそれに代わるもの上に配置されたポンプによりレール上へ直接噴霧することができ、該組成物は接近する列車を感知した後レール上へポンプにより汲み上げられる。スチール製レール上を移動するスチール製車輪に伴う摩擦力及び高温が該組成物を急速に乾燥させるのに十分な熱を発生することを当業者は認識するであろう。
【００８７】
本発明に係る液体摩擦調節剤組成物は、当業者であれば本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく代用あるいは変更可能な成分から構成できるものである。さらに、本発明の液体摩擦調節剤組成物は他の固体潤滑剤あるいは摩擦調節組成物と組み合わせて用いられることは明らかである。例えば、限定を意図するものではないが、本発明組成物は他の摩擦調節組成物、例えばこれらに限定されないが米国特許５，３０８，５１６及び５，１７３，２０４に開示されたものとともに用いることができる。かかる実施態様においては、本発明に係る液体摩擦調節組成物はレール上面へ処理されるものであり、一方摩擦係数を減少させる組成物はゲージ面あるいは車輪フランジへ処理されるものである。
【００８８】
上記説明はいかなる意味においても請求に係る発明を限定する意図ではなく、さらに開示された特徴の組合せは本発明を解釈する上で絶対的に必要なわけではない。
【００８９】
すべての文献は参考として本願書類中に含められている。
【００９０】
本発明について以下に記載の実施例においてさらに説明する。しかしながら、これらの実施例は単に説明を目的とした記載であり、いかなる意味でも本発明の範囲を限定するために用いられてはならない。
【００９１】
実施例１：摩液体擦調節組成物のキャラクタリゼーション
アムスラー・プロトコル
【００９２】
組成物を調節された方法で清浄なディスクへ処理して該ディスク上へ所望の厚さの被膜を形成する。ここで開示される分析のため、組成物を細かな塗装用ブラシを用いて処理して前記ディスク表面への完全な被膜の形成を確保する。処理される組成物の量を該組成物の処理前後に前記ディスクの重量を計量して決定する。組成物の処理量は２〜１２ｍｇ／ディスクの範囲内である。該組成物は試験前に完全に乾燥される。通常ディスクは少なくとも８時間乾燥のため静置される。前記ディスクをアムスラー装置上へ載せて接触させ、直径の異なるディスクの組合せを用いることにより生ずる種々のクリープレベルにわたって同様なヘルツ圧（ＭＰａ）を得るため約６８０〜７４５Ｎの範囲内の荷重を加える。特に表示がない限り試験は３％クリープレベルで実施される（ディスク直径は５３ｍｍ及び４９．５ｍｍ；表１参照）。すべてのディスクサイズの組合せ（及び３〜３０％のクリープレベル）について、回転速度は下側のディスクのそれを上側のディスクのそれより１０％速くする。摩擦係数はアムスラー装置によって測定されたトルクからコンピュータによって決定する。試験は摩擦係数が０．４に達し、かつ各試験対象組成物について決定されたサイクル数あるいは秒へ達するまで実施する。

【００９３】
ＬＣＦ、ＨＰＦあるいはＶＨＰＦの標準製造方法
１） 約半量の水へレオロジー剤の全量を加えて得られた混合液を約５分間分散させる。
２） Ｃｏ−６３０を加えて約５分間分散させる。
３） 添加を行う場合、混合液へ少量の摩擦調節剤を加えるが、添加した摩擦調節剤を次の添加を行う前に完全に分散させる。
４） 添加を行う場合、少量の固体潤滑剤を加えるが、添加した固体潤滑剤をつぎの添加を行う前に完全に分散させる。
５） 混合液を５分間分散させる。
６） バットからサンプルを取り除き、所望により粘度、比重及びフィルター試験を実施し、所望の使用に適合するように成分を調整する。
７） ディスペンサーの速度を減じてから保持力剤、軟度変化剤、保存剤、湿潤剤及び消泡剤を加える。
８） 残りの水を加えてから十分に混合する。
【００９４】
サンプルのＬＣＦ、ＨＰＦ及びＶＨＰＦ組成物の実施例を以下の表２、表３および表４に示す。これら組成物のそれぞれについてのアムスラー試験で得られた結果を図１Ａ、１Ｂ及び１Ｃに示す。

【００９５】
表２のＬＣＦ組成物を上記概説したように調製してアムスラー装置を用いて試験を行った。上記ＬＣＦ組成物についてのアムスラー試験の結果を図１Ａに示す。これらの結果は増大したクリープレベルで上記ＬＣＦ組成物が低い摩擦係数をもつ特徴を表している。

【００９６】
表３に記載したＨＰＦ組成物についての種々クリープレベルにおけるアムスラー試験結果を図１Ｂに示す。ＨＰＦ組成物はクリープレベルの増大に伴って摩擦係数が増加する特徴を有する。
【００９７】
他のスチール面と滑動回転接触するスチール面へ処理されたＨＰＦ組成物の効果の保持力剤添加による拡大：
【００９８】
表３の組成を変更してアクリル保持力剤（Ｒｈｏｐｌｅｘ ２８４）の濃度が０％、３％、７％及び１０％となる組成物をそれぞれ得た。水の代わりに保持力剤を重量％基準で増量添加した。次いでこれらの異なる組成物についてアムスラー装置（３％クリープレベル）を用いて試験を行い組成物が低く安定な摩擦係数を保持する時間を測定した。摩擦係数が０．４に達した時に分析を停止した。図３Ａに示した結果は、保持力剤の添加によってＨＰＦ組成物の効果（摩擦係数の減少）期間が増加することを示している。いずれの保持力剤をも欠くＨＰＦ組成物は約３０００サイクル後に係数０．４へ達した。３％の保持力剤を含むＨＰＦ組成物の場合では前記サイクル数が４０００へと増加した。７％のアクリル保持力剤を含むＨＰＦ組成物の場合は、摩擦係数は６２００サイクルでは０．４未満であり、１０％のアクリル保持力剤を含むＨＰＦ組成物の場合は８２００サイクルまで達した。
【００９９】
表３の組成を変更して組成物中へ数種の異なる保持力剤をそれぞれ濃度１６％になるように含ませた。水の代わりに保持力剤を重量％基準で加えた。次にこれらの異なる組成物についてアムスラー装置（３％クリープレベル）を用いて試験を行い該組成物が０．４未満の摩擦係数を保持するサイクル数を測定した。結果を表３Ａに示す。

【０１００】
これらの結果より、被膜形成保持力剤は本発明に係る液体摩擦調節組成物の保持力を向上させることが明らかである。
【０１０１】
エポキシ保持力剤の効果
【０１０２】
表３の組成を変更してエポキシ保持力剤（Ａｎｃａｒｅｚ ＡＲ ５５０）濃度をそれぞれ８．９％、１５％及び３０％とした。重量％で相当する保持力剤を水の代わりに加えて保持力剤を増量した。次にこれら異なる組成物についてアムスラー装置（３％クリープレベル）を用いて試験を行い該組成物が０．４未満の摩擦係数を保持するサイクル数を測定した。この結果より、エポキシ保持力剤の添加によりＨＰＦ組成物の効果（摩擦係数の減少）の有効期間が増大されることは明らかである。いずれの保持力剤をも欠くＨＰＦ組成物は約３２００サイクル後に摩擦係数の増加を示す。８．９％のエポキシ保持力剤を含むＨＰＦ組成物を用いた場合サイクル数は約７９５７サイクルまで拡大される。１５％のエポキシ保持力剤を含むＨＰＦを用いると摩擦係数は約１５９８３サイクルまで低レベルに保持され、３０％のエポキシ保持力剤を含むＨＰＦを用いると摩擦係数は約１６７５０サイクルまで減少する。
【０１０３】
滑動回転接触する２スチール面間にある組成物の保持力に変化が認められるか種々硬化剤について検討した。Ａｎｑｕａｍｉｎｅ ４１９あるいはＡｎｑｕａｍｉｎｅ ４５６の約０．０７５〜約０．１８の割合（重量％ベースの樹脂：硬化剤比）での添加により、ＨＰＦの保持力は先に観察されたと同様に試験対象の硬化剤の範囲では高レベル、約３０００〜約４０００（１５４８０サイクル）に保持された。これら２種硬化剤のいずれを用いてもエポキシ保持力剤（Ａｎｃａｒｅｚ ＡＲ ５５０；ＨＰＦ組成物中含量２８重量％）を含む組成物の保持力を増減するいずれの効果もなかった。しかしながら、Ａｎｃａｍｉｎｅ Ｋ５４の量を０．０７〜約０．６７（重量％ベースでの樹脂：硬化剤比）へ増加することによりＨＰＦ組成物の保持力は０．０７（重量％ベースでの樹脂：硬化剤比；試験された他の硬化剤と同等）での約４０００秒（１５５００サイクル）から０．２８（重量％ベースでの樹脂：硬化剤比）では約５０００秒（１９３５０サイクル）まで、０．４８（重量％ベースでの樹脂：硬化剤比）では約７０００秒（２７０００サイクル）まで、及び０．６７（重量％ベースでの樹脂：硬化剤比）では約９３００秒（３５９９０サイクル）まで増加した。
【０１０４】
いずれの硬化剤をも欠くがエポキシ量が２８重量％含まれる場合、アムスラー試験で測定されるＨＰＦ組成物の保持力はエポキシ及び硬化剤（約４０００秒、１５５００サイクル）を含むＨＰＦ組成物を超える約６９００秒（２６７００サイクル）まで向上された。摩擦調節組成物中のエポキシ樹脂量を例えば樹脂を７８％含む組成物中で８０００秒（アムスラー試験による測定値）まで増加させた場合、より高い保持力が観察された。しかしながら、前記組成物へ添加できる樹脂量は摩擦調節剤の効果が打ち消されるような量であってはならない。いずれの硬化剤をも欠く調剤は、液体摩擦調節組成物及び硬化剤貯蔵用の分離貯蔵タンクの使用を制限する条件下において、あるいは液体摩擦調節組成物の簡便処理が要求される場合には有用である。
【０１０５】
これらの結果はエポキシ樹脂が本発明に係る液体摩擦調節組成物の保持力を向上させることを示している。

【０１０６】
表４に記載した組成物についてのアムスラー試験結果を図１Ｃに示す。ＶＨＰＦ組成物はクリープレベルが増加するとその摩擦係数が増加することを特徴とする。
【０１０７】
実施例２：液体摩擦調節組成物−サンプル組成物１
【０１０８】
本実施例では高い正の摩擦係数を示すことを特徴とする別の液体摩擦調節組成物について記載する。本組成物の成分は表５に示したとおりである。

【０１０９】
低温での作用を高めるためプロピレングリコールは約２０％まで増加できる。本組成物は実施例１で概説した方法で調製される。
【０１１０】
表６に示した組成物を一組の計量ポンプを通して貯蔵タンクから前記液体組成物を送り出すポンプを備える霧状噴霧装置を用いてレール上面へ処理した。前記組成物は計量しながら空気・液体ノズルへと送られ、そこで主液流が１００ｐｓｉの空気圧によって霧状化される。上記方法によって調節量の組成物をレール上面へ処理することができる。処理速度はそれぞれ０．０５Ｌ／マイル、０．１Ｌ／マイル、０．０９４Ｌ／マイル及び０．１５Ｌ／マイルとした。前記組成物は、一般条件下で遭遇する一定範囲の軌道部分を備える全長２．７マイルの高いトンネルループでなる試験軌道上へ処理した。試験は１日当り累積百万グロストン（ＭＴＧ）の交通量、３９トンの重車軸荷重条件で行った。列車速度は最大４０ｍｐｈとした。本試験において引張棒の引っ張り及び横方向力は標準的方法を用いて測定された。
【０１１１】
被覆のない軌道上（レール上面処理はないが路傍注油をオイルを用いて実施）では、横方向力は約９〜約１３キップの範囲内で変動する（図３Ｂ参照）。レール上面へのＨＰＦ処理（第５表の組成物）は、約１０キップ（対称、ＨＰＦ処理なし）から処理速度０．０５Ｌ／マイルでは約７．８キップ、０．１Ｌ／マイルでは約６キップ、０．０９４Ｌ／マイルでは約５キップ、そして０．１５Ｌ／マイルでは４キップへの横方向力の減少をもたらす（ハイレール測定、図３Ｄ）。同様の結果は第５表の組成物を用いた場合にも保持力剤の有無に拘らず認められる。
【０１１２】
ＨＰＦ組成物の保持力を調べるため、（表５の保持力剤を含む）ＨＰＦをレール上面へ処理し列車の移動前１６時間の期間放置した。約５０００の車軸通過期間中に横方向力の減少が観察された。いずれの保持力剤をも欠く場合、横方向力の増加が次の１００〜２００の車軸通過において観察される。列車が軌道上を通過しいかなる時間の長さも設定できない時に第５表のＨＰＦ組成物をレール上面へ処理した場合中間レベルの保持力が観察される。このような条件下においてＨＰＦの処理を止めた場合、約１２００の車軸通過後に横方向力の増加が観察される（図３Ｄ）。
【０１１３】
表５の液体摩擦調節組成物の使用により騒音の減少も認められる。Ｂ＆Ｋ騒音メーターを用いてＨＰＦ処理を行った場合と行わない場合のデシベルレベルを記録した。レール上面処理を全く行わない場合、騒音レベルは約８５〜９５デシベルであったが、処理速度０．０４７Ｌ／マイルでＨＰＦを処理した場合には騒音レベルは約８０デシベルまで低下した。
【０１１４】
レール上面へＨＰＦを処理した後引張棒力（ｋＷ／ｈｒ）が減少することも認められている。ＨＰＦ処理が行われていない場合、路傍注油がある場合の引張棒力は約３０７ｋＷ／ｈｒであり、何らの処理も行わない場合の引張棒力は約３３２ｋＷ／ｈｒであることが観察されている。ＨＰＦ（第５表の組成物）を処理速度０．１５Ｌ／マイルで処理した場合は約１３０〜約２２８ｋＷ／ｈｒの引張棒力になることが観察された。
【０１１５】
従って、第５表のＨＰＦ組成物はレールの曲がりにおける横方向力、騒音を減少させ、エネルギー消費及び軽軌条システムにおける波形発生を減少させる。本液体摩擦調節組成物は霧状噴霧によりレールへ処理できるが、本組成物が霧状噴霧処理に限定されることは意図していないし、レールのみへの使用を意図したものでもない。さらに、ＨＰＦ組成物の保持力の増加が保持力剤の添加とともに認められており、これはアムスラー装置を用いて観察した結果と一致するものである。
【０１１６】
実施例３：液体摩擦調節組成物−ＨＰＦ組成物サンプル２
【０１１７】
本実施例では高い正の摩擦係数を示すことを特徴とする液体組成物について述べる。本組成物の成分は表６に示したとおりである。

【０１１８】
本液体摩擦調節組成物は実施例１で概説した方法により調製され、霧状噴霧としてレールへ処理されるが、本組成物が霧状噴霧処理に限定されることは意図されていないし、レールのみに使用されることも意図されていない。
【０１１９】
本摩擦調節液体組成物はレールの曲がりにおける横方向力、騒音、波形発生を減じかつエネルギー消費を低減させ、レールシステムにおける使用に適する。
【０１２０】
実施例４：液体摩擦調節組成物−サンプル組成物３
【０１２１】
本実施例では高い正の摩擦係数を示すことを特徴とする数種の路傍処理用液体摩擦調節組成物の調製について説明する。これらの組成物の成分を表７に示す。

【０１２２】
低温での性能を高めるためプロピレングリコールは約２０％まで増加させることができる。Ｍｅｔｈｏｃａｌ（商標）Ｆ４Ｍは調剤の粘度を高めるため約３％まで増加させることができる。Ｍｅｔｈｏｃａｌ（商標）Ｆ４Ｍをベントナイト／グリセリン混合物と置き換えることも可能である。
【０１２３】
上記開示した液体摩擦調節組成物を路傍用摩擦調節組成物として用いることができるが、該組成物をこの処理方法に限定する意図ではない。
【０１２４】
実施例５：液体摩擦調節組成物−サンプル組成物４
【０１２５】
本実施例では高い正の摩擦係数を示すことを特徴とする他の数種の液体摩擦調節組成物の調製について説明する。これら組成物の成分を表８に示す。

【０１２６】
低温での性能を高めるためプロピレングリコールは約２０％まで増加させることができる。
【０１２７】
前記液体摩擦調節組成物及びその変形は霧状噴霧としてレールへ処理することができるが、これら組成物の処理を霧状噴霧処理に限定する意図ではなく、またレール上のみに使用することを意図しているわけでもない。
【０１２８】
本発明に係る液体摩擦調節組成物はレールの曲がりにおける横方向力、騒音、波形発生を減じかつエネルギー消費を低減させる。
【０１２９】
実施例６：液体摩擦調節組成物−サンプル組成物５
【０１３０】
本実施例では極めて高い正の摩擦係数を示すことを特徴とする液体摩擦調節組成物の調製について説明する。本組成物の成分を表９に示す。

【０１３１】
低温における性能を高めるためプロピレングリコールは約２０％まで増加させることができる。
【０１３２】
前記液体摩擦調節組成物及びその変形は霧状噴霧としてレールへ処理することができるが、これら組成物の処理を霧状噴霧処理に限定する意図ではなく、またレール上のみに使用することを意図しているわけでもない。
【０１３３】
本発明に係る液体摩擦調節組成物はレールの曲がりにおける横方向力、騒音、波形発生を減じかつエネルギー消費を低減させる。
【０１３４】
実施例７：液体摩擦調節組成物−サンプル組成物６
【０１３５】
本実施例では低摩擦係数を示すことを特徴とする液体摩擦調節組成物の調製について説明する。本組成物の成分を表１０に示す。

【０１３６】
実施例８：液体摩擦調節組成物−サンプル組成物７
【０１３７】
本実施例では低摩擦係数を示し保持力剤Ｒｈｏｐｌｅｘ ＡＣ ２６４を含みあるいは含まないことを特徴とする液体摩擦調節組成物の調製について説明する。これら組成物の成分を表１１に示す。

【０１３８】
これら組成物の保持力を実施例１で概説したようにアムスラー装置を用いて測定した。３０％クリープレベルでのサイクル数を各組成物について摩擦係数が０．４へ達した時点で測定した。保持力剤を欠く場合、摩擦係数０．４へ達する前におけるＬＣＦについてのサイクル数は３００〜１１００サイクルの範囲内であった。保持力剤が存在する場合は、前記サイクル数は２０，０００から５２，０００サイクルまで増加した。
【図面の簡単な説明】
本発明の上記及び他の特徴は添付図面を参照した上記説明から明らかとなる。
【図１】 ３種の異なる摩擦調節剤調剤についての摩擦係数に対するクリープ率（％）をグラフに表したものである。図１Ａは自然摩擦特性をもつことを特徴とする摩擦調節剤についての摩擦係数に対するクリープ率（％）を示す（実施例１−ＬＣＦ参照）。図１Ｂは正の摩擦特性をもつことを特徴とする摩擦調節剤についての摩擦係数に対するクリープ率（％）を示す（実施例１−ＨＰＦ参照）。図１Ｃは正の摩擦特性、より具体的には極めて正の摩擦特性をもつことを特徴とする摩擦調節剤についての摩擦係数に対するクリープ率（％）を示す（実施例１−ＶＨＰＦ参照）。
【図２】 ドライ状態の車輪軌道系及び本発明に係る液体摩擦調節組成物を含む車輪軌道系における貨車騒音をグラフに表した図である。
【図３】 本発明に係る液体摩擦調節組成物の保持力をグラフに表した図である。図３Ａはアムスラー装置を用いて測定した保持力を前記組成物中の保持力剤（Ｒｈｏｐｌｅｘ ＡＣ ２６４）の重量％の関数として示した図である。図３Ｂは摩擦調節剤組成物無存在下での６°のカーブ上の列車の反復通過についての横方向力基線を表す図である。図３Ｃはいずれの設置時間も与えず実施例１（ＨＰＦ）の液体摩擦調節組成物を処理した後に６°のカーブ上の列車の反復通過についての横方向力の減少を示した図である。図３Ｄは実施例１の液体摩擦調節組成物（ＨＰＦ）を０．１５０Ｌ／マイルの速度で処理した後の６°のカーブ上の列車の反復通過についての横方向力の減少を示した図である。横方向力の増大は約５，０００の車軸の通過後に認められるで、いずれかの列車の移動前に前記液体摩擦調節組成物を設置することが可能となる。保持力剤を欠く場合は約１００から２００の車軸の通過後に横方向力の増加が観察される（データの記載なし）。図３Ｅは前記液体摩擦調節組成物の処理速度を速めた場合に横方向力が減少する結果を要約して示した図である。
【図４】 本発明に係る液体摩擦調節組成物の保持力を該組成物中のレオロジー調節剤の重量％の関数として示した図である。

Claims (57)

1. 滑動回転接触する車輪とレール間の騒音調節のために用いられる液体摩擦調節組成物の使用であって、前記組成物は以下からなる。
   （ａ）４０〜９５重量％の水、
   （ｂ）０．５〜５０重量％のレオロジー調節剤であって、クレー、ベントナイト、モンモリロナイト、カゼイン、カルボキシメチル化セルロース、カルボキシヒドロキシメチルセルロース、エトキシメチルセルロース、キトサン並びに澱粉から選ばれるいずれかのレオロジー調節剤、
   （ｃ）０．５〜４０重量％の保持力剤であって、アクリル系ポリマー、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、オキサゾリン系化合物、エポキシ混合物、エポキシ樹脂、アルキッド系化合物、ウレタン・アクリル系化合物、アクリルラテックス、アクリルエポキシ複合物類、スチレン・アクリレート系及びスチレンブタジエン系ポリマー及びこれらの混合物からなる群（ただし硬質の空気乾燥アクリル樹脂、およびカルボキシル化ＳＢＲラテックスを除く）から選ばれる保持力剤、
   （ｄ）０〜４０重量％の固体潤滑剤、及び
   （ｅ）０〜２５重量％の摩擦調節剤、
   前記固体潤滑剤が０重量％ならば、前記組成物は少なくとも０．５重量％の摩擦調節剤を含み、及び前記摩擦調節剤が０重量％ならば前記組成物は少なくとも１重量％の固体潤滑剤を含む。
2. 液体摩擦調節組成物が、前記車輪とレール面の少なくとも１面上に噴霧されることを特徴とする請求項１の使用。
3. 液体摩擦調節組成物が、前記車輪とレール面の少なくとも１面上に塗工されることを特徴とする請求項１の使用。
4. 滑動回転接触する車輪とレール間の横圧の減少のために用いられる液体摩擦調節組成物の使用であって、前記組成物は以下からなる。
   （ａ）４０〜９５重量％の水、
   （ｂ）０．５〜５０重量％のレオロジー調節剤であって、クレー、ベントナイト、モンモリロナイト、カゼイン、カルボキシメチル化セルロース、カルボキシヒドロキシメチルセルロース、エトキシメチルセルロース、キトサン並びに澱粉から選ばれるいずれかのレオロジー調節剤、
   （ｃ）０．５〜４０重量％の保持力剤であって、アクリル系ポリマー、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、オキサゾリン系化合物、エポキシ混合物、エポキシ樹脂、アルキッド系化合物、ウレタン・アクリル系化合物、アクリルラテックス、アクリルエポキシ複合物類、スチレン・アクリレート系及びスチレンブタジエン系ポリマー及びこれらの混合物からなる群（ただし硬質の空気乾燥アクリル樹脂、およびカルボキシル化ＳＢＲラテックスを除く）から選ばれる保持力剤、
   （ｄ）０〜４０重量％の固体潤滑剤、及び
   （ｅ）０〜２５重量％の摩擦調節剤、
   前記固体潤滑剤が０重量％ならば、前記組成物は少なくとも０．５重量％の摩擦調節剤を含み、及び前記摩擦調節剤が０重量％ならば前記組成物は少なくとも１重量％の固体潤滑剤を含む。
5. ２以上の列車車両間の引張棒けん引力を減少させるために用いられる液体摩擦調節組成物の使用であって、前記組成物は以下からなる。
   （ａ）４０〜９５重量％の水、
   （ｂ）０．５〜５０重量％のレオロジー調節剤であって、クレー、ベントナイト、モンモリロナイト、カゼイン、カルボキシメチル化セルロース、カルボキシヒドロキシメチルセルロース、エトキシメチルセルロース、キトサン並びに澱粉から選ばれるいずれかのレオロジー調節剤、
   （ｃ）０．５〜４０重量％の保持力剤であって、アクリル系ポリマー、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、オキサゾリン系化合物、エポキシ混合物、エポキシ樹脂、アルキッド系化合物、ウレタン・アクリル系化合物、アクリルラテックス、アクリルエポキシ複合物類、スチレン・アクリレート系及びスチレンブタジエン系ポリマー及びこれらの混合物からなる群（ただし硬質の空気乾燥アクリル樹脂、およびカルボキシル化ＳＢＲラテックスを除く）から選ばれる保持力剤、
   （ｄ）０〜４０重量％の固体潤滑剤、及び
   （ｅ）０〜２５重量％の摩擦調節剤、
   前記固体潤滑剤が０重量％ならば、前記組成物は少なくとも０．５重量％の摩擦調節剤を含み、及び前記摩擦調節剤が０重量％ならば前記組成物は少なくとも１重量％の固体潤滑剤を含む。
6. 液体摩擦調節組成物が、
   （ａ）４０〜８０重量％の水、
   （ｂ）０．５〜５０重量％のレオロジー調節剤、
   （ｃ）０．５〜４０重量％の保持力剤
   （ｄ）１〜４０重量％の固体潤滑剤、及び
   （ｅ）０重量％の摩擦調節剤からなることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の前記組成物の使用。
7. 液体摩擦調節組成物が、
   （ａ）４５〜６５重量％の水、
   （ｂ）４〜９重量％のレオロジー調節剤、
   （ｃ）１０〜２０重量％の保持力剤
   （ｄ）３〜１３重量％の固体潤滑剤、及び
   （ｅ）０重量％の摩擦調節剤からなることを特徴とする請求項６記載の前記組成物の使用。
8. 液体摩擦調節組成物が、
   （ａ）４０〜９５重量％の水、
   （ｂ）０．５〜３０重量％のレオロジー調節剤、
   （ｃ）０．５〜２５重量％の摩擦調節剤、
   （ｄ）０．５〜４０重量％の保持力剤、及び
   （ｅ）０．０２〜２５重量％の固体潤滑剤、からなることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の前記組成物の使用。
9. 液体摩擦調節組成物が、
   （ａ）５０〜８０重量％の水、
   （ｂ）１〜１０重量％のレオロジー調節剤、
   （ｃ）１〜５重量％の摩擦調節剤、
   （ｄ）１〜１６重量％の保持力剤、及び
   （ｅ）１〜１３重量％の固体潤滑剤、から成ることを特徴とする請求項８記載の前記組成物の使用。
10. 液体摩擦調節組成物が、
    （ａ）４０〜８０重量％の水、
    （ｂ）０．５〜３０重量％のレオロジー調節剤、
    （ｃ）２〜２０重量％の摩擦調節剤、
    （ｄ）０．５〜４０重量％の保持力剤、及び
    （ｅ）０重量％の固体潤滑剤からなることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の前記組成物の使用。
11. 液体摩擦調節組成物が、
    （ａ）５５〜７５重量％の水、
    （ｂ）１〜９重量％のレオロジー調節剤、
    （ｃ）５〜９重量％の摩擦調節剤、
    （ｄ）２〜１１重量％の保持力剤、及び
    （ｅ）０重量％固体潤滑剤からなることを特徴とする請求項１０記載の前記組成物の使用。
12. 湿潤剤、抗菌剤、軟度調節剤、消泡剤あるいはこれらの混合物をさらに含むことを特徴とする請求項１〜１１の何れかに記載の液体摩擦調節組成物の使用。
13. 前記保持力剤がアクリル系ポリマーおよびレオロジー調節剤がカルボキシメチルセルロースであることを特徴とする請求項１〜１２記載の液体摩擦調節組成物の使用。
14. 前記保持力剤がアクリル系ポリマーであることを特徴とする請求項１〜１２項記載の液体摩擦調節組成物の使用。
15. 前記保持力剤がポリビニルアルコールであることを特徴とする請求項１〜１２記載の液体摩擦調節組成物の使用。
16. 前記保持力剤がオキサゾリン系化合物であることを特徴とする請求項１〜１２記載の液体摩擦調節組成物の使用。
17. 前記保持力剤がスチレンブタジエン系ポリマーであることを特徴とする請求項１〜１２記載の摩擦調節組成物の使用。
18. 前記保持力剤がスチレン・アクリレート系ポリマーであることを特徴とする請求項１〜１２記載の液体摩擦調節組成物。
19. 前記保持力剤がエポキシ混合物又はエポキシ樹脂であることを特徴とする請求項１〜１２記載の液体摩擦調節組成物の使用。
20. 前記保持力剤がエポキシ樹脂であり、さらにアミンあるいはアミドからなる群から選ばれる硬化剤を含むことを特徴とする請求項１〜１２記載の液体摩擦調節組成物の使用。
21. 車輪とレール面の少なくとも一方へ液体摩擦調節組成物を塗工することからなる滑動・回転しながら接触する車輪とレール間における騒音調節方法であって、前記組成物は以下からなる。
    （ａ）４０〜９５重量％の水、
    （ｂ）０．５〜５０重量％のレオロジー調節剤であって、クレー、ベントナイト、モンモリロナイト、カゼイン、カルボキシメチル化セルロース、カルボキシヒドロキシメチルセルロース、エトキシメチルセルロース、キトサン並びに澱粉から選ばれるいずれかのレオロジー調節剤、
    （ｃ）０．５〜４０重量％の保持力剤であって、アクリル系ポリマー、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、オキサゾリン系化合物、エポキシ混合物、エポキシ樹脂、アルキッド系化合物、ウレタン・アクリル系化合物、アクリルラテックス、アクリルエポキシ複合物類、スチレン・アクリレート系及びスチレンブタジエン系ポリマー及びこれらの混合物からなる群（ただし硬質の空気乾燥アクリル樹脂、およびカルボキシル化ＳＢＲラテックスを除く）から選ばれる保持力剤、
    （ｄ）０〜４０重量％の固体潤滑剤、及び
    （ｅ）０〜２５重量％の摩擦調節剤、
    前記固体潤滑剤が０重量％ならば、前記組成物は少なくとも０．５重量％の摩擦調節剤を含み、及び前記摩擦調節剤が０重量％ならば前記組成物は少なくとも１重量％の固体潤滑剤を含む。
22. 前記塗工工程において、前記車輪とレール面の少なくとも一方へ前記液体摩擦調節組成物を噴霧することを特徴とする請求項２１記載の方法。
23. 前記塗工工程において、前記車輪とレール面の少なくとも一方へ前記液体摩擦調節組成物を塗布することを特徴とする請求項２１記載の方法。
24. 車輪とレール面の少なくとも一方へ摩擦調節液体組成物を塗工することから構成される滑動・回転しながら接触する車輪とレール面間における横圧の減少方法であって、前記組成物が以下からなる。
    （ａ）４０〜９５重量％の水、
    （ｂ）０．５〜５０重量％のレオロジー調節剤であって、クレー、ベントナイト、モンモリロナイト、カゼイン、カルボキシメチル化セルロース、カルボキシヒドロキシメチルセルロース、エトキシメチルセルロース、キトサン並びに澱粉から選ばれるいずれかのレオロジー調節剤、
    （ｃ）０．５〜４０重量％の保持力剤であって、アクリル系ポリマー、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、オキサゾリン系化合物、エポキシ混合物、エポキシ樹脂、アルキッド系化合物、ウレタン・アクリル系化合物、アクリルラテックス、アクリルエポキシ複合物類、スチレン・アクリレート系及びスチレンブタジエン系ポリマー及びこれらの混合物からなる群（ただし硬質の空気乾燥アクリル樹脂、およびカルボキシル化ＳＢＲラテックスを除く）から選ばれる保持力剤、
    （ｄ）０〜４０重量％の固体潤滑剤、及び
    （ｅ）０〜２５重量％の摩擦調節剤、
    前記固体潤滑剤が０重量％ならば、前記組成物は少なくとも０．５重量％の液体摩擦調節剤を含み、及び前記液体摩擦調節剤が０重量％ならば前記組成物は少なくとも１重量％の固体潤滑剤を含む。
25. 列車の車両の１または２以上の車輪の面あるいは列車の車両がその上を移動するレール面へ液体摩擦調節液体組成物を塗工することからなる二つまたはそれ以上の列車の車両間の引張棒けん引力を減少させる方法であって、前記組成物が以下からなる。
    （ａ）４０〜９５重量％の水、
    （ｂ）０．５〜５０重量％のレオロジー調節剤であって、クレー、ベントナイト、モンモリロナイト、カゼイン、カルボキシメチル化セルロース、カルボキシヒドロキシメチルセルロース、エトキシメチルセルロース、キトサン並びに澱粉から選ばれるいずれかのレオロジー調節剤、
    （ｃ）０．５〜４０重量％の保持力剤であって、アクリル系ポリマー、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、オキサゾリン系化合物、エポキシ混合物、エポキシ樹脂、アルキッド系化合物、ウレタン・アクリル系化合物、アクリルラテックス、アクリルエポキシ複合物類、スチレン・アクリレート系及びスチレンブタジエン系ポリマー及びこれらの混合物からなる群（ただし硬質の空気乾燥アクリル樹脂、およびカルボキシル化ＳＢＲラテックスを除く）から選ばれる保持力剤、
    （ｄ）０〜４０重量％の固体潤滑剤、及び
    （ｅ）０〜２５重量％の摩擦調節剤、
    前記固体潤滑剤が０重量％ならば、前記組成物は少なくとも０．５重量％の摩擦調節剤を含み、及び前記摩擦調節剤が０重量％ならば前記組成物は少なくとも１重量％の固体潤滑剤を含む。
26. 液体摩擦調節組成物が、
    （ａ）４０〜８０重量％の水、
    （ｂ）０．５〜５０重量％のレオロジー調節剤、
    （ｃ）０．５〜４０重量％の保持力剤、
    （ｄ）１〜４０重量％の固体潤滑剤、及び
    （ｅ）０重量％の摩擦調節剤からなることを特徴とする請求項２１〜２５何れかに記載の方法。
27. 液体摩擦調節組成物が、
    （ａ）４５〜６５重量％の水、
    （ｂ）４〜９重量％のレオロジー調節剤、
    （ｃ）１０〜２０重量％の保持力剤、
    （ｄ）３〜１３重量％の固体潤滑剤、及び
    （ｅ）０重量％の摩擦調節剤からなることを特徴とする請求項２６記載の方法。
28. 液体摩擦調節組成物が、
    （ａ）４０〜９５重量％の水、
    （ｂ）０．５〜３０重量％のレオロジー調節剤、
    （ｃ）０．５〜２５重量％の摩擦調節剤、
    （ｄ）０．５〜４０重量％の保持力剤、及び
    （ｅ）０．０２〜２５重量％の固体潤滑剤、であることを特徴とする請求項２１〜２５の何れかに記載の方法。
29. 液体摩擦調節組成物が、
    （ａ）５０〜８０重量％の水、
    （ｂ）１〜１０重量％のレオロジー調節剤、
    （ｃ）１〜５重量％の摩擦調節剤、
    （ｄ）１〜１６重量％の保持力剤、及び
    （ｅ）１〜１３重量％の固体潤滑剤、であることを特徴とする請求項２８記載の方法。
30. 摩擦調節液体組成物が、
    （ａ）４０〜８０重量％の水、
    （ｂ）０．５〜３０重量％のレオロジー調節剤、
    （ｃ）２〜２０重量％の摩擦調節剤、
    （ｄ）０．５〜４０重量％の保持力剤、及び
    （ｅ）０重量％の固体潤滑剤からなることを特徴とする請求項２１〜２３の何れかに記載の方法。
31. 液体摩擦調節組成物が、
    （ａ）５５〜７５重量％の水、
    （ｂ）１〜９重量％のレオロジー調節剤、
    （ｃ）５〜９重量％の摩擦調節剤、
    （ｄ）２〜１１重量％の保持力剤、及び
    （ｅ）０重量％の固体潤滑剤からなることを特徴とする請求項３０記載の方法。
32. 液体摩擦調節組成物が、軟度調節剤、抗菌剤、湿潤剤、消泡剤あるいはこれらの混合物をさらに含むことを特徴とする請求項２１〜３１の何れかに記載の方法。
33. 前記保持力剤がアクリル系ポリマーであり、かつ前記レオロジー剤がカルボキシメチルセルローズであることを特徴とする請求項２１〜３２の何れかに記載の方法。
34. 前記保持力剤がアクリル系ポリマーであることを特徴とする請求項２１〜３２の何れかに記載の方法。
35. 前記保持力剤がポリビニルアルコールであることを特徴とする請求項２１〜３２の何れかに記載の方法。
36. 前記保持力剤がオキサゾリン系化合物であることを特徴とする請求項２１〜３２の何れかに記載の方法。
37. 前記保持力剤がスチレン・ブタジエン系ポリマーであることを特徴とする請求項２１〜３２の何れかに記載の方法。
38. 前記保持力剤がスチレン・アクリレート系ポリマーであることを特徴とする請求項２１〜３２の何れかに記載の方法。
39. 前記保持力剤がエポキシ混合物、又はエポキシ樹脂であることを特徴とする請求項２１〜３２の何れかに記載の方法。
40. 前記保持力剤がエポキシ樹脂であり、さらにアミンおよびアミドからなる群から選ばれる硬化剤を含むことを特徴とする請求項２１〜３２の何れかに記載の方法。
41. 以下からなる液体摩擦調節組成物。
    （ａ）４０〜９５重量％の水、
    （ｂ）０．５〜５０重量％のレオロジー調節剤であって、クレー、ベントナイト、モンモリロナイト、カゼイン、カルボキシメチル化セルロース、カルボキシヒドロキシメチルセルロース、エトキシメチルセルロース、キトサン並びに澱粉から選ばれるいずれかのレオロジー調節剤、
    （ｃ）０．５〜４０重量％の保持力剤であって、オキサゾリン系化合物、エポキシ混合物、エポキシ樹脂およびその混合物からなる群から選ばれる保持力剤、
    （ｄ）０〜４０重量％の固体潤滑剤、及び
    （ｅ）０〜２５重量％の摩擦調節剤、
    前記固体潤滑剤が０重量％ならば、前記組成物は少なくとも０．５重量％の摩擦調節剤を含み、及び前記摩擦調節剤が０重量％ならば前記組成物は少なくとも１重量％の固体潤滑剤を含む。
42. 湿潤剤、抗菌剤、軟度調節剤、消泡剤あるいはこれらの混合物をさらに含むことを特徴とする請求項４１項記載の液体摩擦調節組成物。
43. 前記レオロジー剤がカルボキシメチルセルロースであることを特徴とする請求項４１または４２記載の液体摩擦調節組成物。
44. 前記保持力剤がオキサゾリン系化合物であることを特徴とする請求項４１〜４３の何れかに記載の液体摩擦調節組成物。
45. 前記保持力剤がエポキシ混合物またはエポキシ樹脂であることを特徴とする請求項４１〜４３の何れかに記載の液体摩擦調節組成物。
46. 前記保持力剤がエポキシ化合物であり、さらにアミンあるいはアミドからなる群から選ばれる硬化剤を含むことを特徴とする請求項４１〜４３の何れかに記載の液体摩擦調節組成物。
47. （ａ）４０〜９５重量％の水、
    （ｂ）０．５〜３０重量％のレオロジー調節剤、
    （ｃ）０．５〜２５重量％の摩擦調節剤、
    （ｄ）０．５〜４０重量％の保持力剤、及び
    （ｅ）０．０２〜２５重量％の固体潤滑剤、からなることを特徴とする請求項４１〜４６何れかに記載の液体摩擦調節組成物。
48. （ａ）５０〜８０重量％の水、
    （ｂ）１〜１０重量％のレオロジー調節剤、
    （ｃ）１〜５重量％の摩擦調節剤、
    （ｄ）１〜１６重量％の保持力剤、及び
    （ｅ）１〜１３重量％の固体潤滑剤、から成ることを特徴とする請求項４７記載の液体摩擦調節組成物。
49. （ａ）４０〜８０重量％の水、
    （ｂ）０．５〜３０重量％のレオロジー調節剤、
    （ｃ）２〜２０重量％の摩擦調節剤、
    （ｄ）０．５〜４０重量％の保持力剤、及び
    （ｅ）０重量％の固体潤滑剤からなることを特徴とする請求項４１〜４６の何れかに記載の液体摩擦調節組成物。
50. （ａ）５５〜７５重量％の水、
    （ｂ）１〜９重量％のレオロジー調節剤、
    （ｃ）５〜９重量％の摩擦調節剤、
    （ｄ）２〜１１重量％の保持力剤、及び
    （ｅ）０重量％の固体潤滑剤からなることを特徴とする請求項４９記載の液体摩擦調節組成物。
51. （ａ）４０〜８０重量％の水、
    （ｂ）０．５〜５０重量％のレオロジー調節剤、
    （ｃ）０．５〜４０重量％の保持力剤、
    （ｄ）１〜４０重量％の固体潤滑剤、及び
    （ｅ）０重量％の摩擦調節剤からなることを特徴とする請求項４１〜４６の何れかに記載の液体摩擦調節組成物。
52. （ａ）４５〜６５重量％の水、
    （ｂ）４〜９重量％のレオロジー調節剤、
    （ｃ）１０〜２０重量％の保持力剤、
    （ｄ）３〜１３重量％の固体潤滑剤、及び
    （ｅ）０重量％の摩擦調節剤からなることを特徴とする請求項５１記載の液体摩擦調節組成物。
53. 二つのスチール面の少なくとも一方へ請求項４１〜５２の何れかに記載の液体摩擦調節組成物を塗工することからなる滑動・回転しながら接触する二つのスチール面間における騒音調節方法。
54. 前記塗工工程において前記摩擦調節組成物が前記二つのスチール面の少なくとも一方上へ噴霧されることを特徴とする請求項５３項記載の方法。
55. 前記塗工工程において前記液体摩擦調節組成物が前記二つのスチール面の少なくとも一方の上に塗布されることを特徴とする請求項５３項記載の方法。
56. 二つのスチール面の少なくとも一方へ請求項４１〜５２の何れかに記載の液体摩擦調節組成物を塗工することから構成される滑動・回転しながら接触する二つのスチール面間における横圧の減少方法。
57. 列車の車両の１または２以上の車輪の面あるいは列車の車両がその上を移動するレール面へ請求項４１〜５２の何れかに記載の摩擦調節液体組成物を塗工することからなる二つまたはそれ以上の列車の車両間の引張棒けん引力の減少方法。

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