JP5108455B2

JP5108455B2 - 鉄道車両用ゴム幌

Info

Publication number: JP5108455B2
Application number: JP2007282728A
Authority: JP
Inventors: 健次山本; 隆鈴木
Original assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Priority date: 2007-10-31
Filing date: 2007-10-31
Publication date: 2012-12-26
Anticipated expiration: 2027-10-31
Also published as: JP2009107507A

Description

本発明は、鉄道車両用ゴム幌に関するものであり、詳しくは、鉄道車両の連結部等に用いられるゴム製の幌に関するものである。

従来から、新幹線等の鉄道車両用幌の材料としては、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）等のゴム成分に、デカブロモジフェニルエーテル等のハロゲン系難燃剤と、三酸化アンチモンを配合したゴム組成物が用いられている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００６−１７６６５９号公報

ところで、最近、海外向けの鉄道車両用幌に関して、欧州における地下鉄テロのような大火災を想定したＢＳ(British Standard)難燃規格が採用される場合が多い。上記特許文献１等に記載のゴム組成物は、小火源（たばこの火等）を想定した日本の難燃規格（Ａ−Ａ基準）には適合しているが、ＢＳ難燃規格には適合していないため、今後のニーズとして大火災を想定した難燃レベル向上が要求されている。また、上記特許文献１等に記載のゴム組成物は、従来の小火源（たばこの火等）を想定した燃焼では、ハロゲン系難燃剤（デカブロモジフェニルエーテル、塩素化パラフィン等）を自己消火するため、使用しても問題にならないが、大火災の状況では、黒色の煙が発生し、見通しが悪くなり逃げ道を見失い、さらには有毒ガス（ＨＣｌ等）を発生し、人命を奪う可能性もある。

本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、大火災時に逃げ道を確保することができ、有毒ガスの発生もなく、難燃性に優れた鉄道車両用ゴム幌の提供をその目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明の鉄道車両用ゴム幌は、補強性布地の両面にゴム層を積層してなる蛇腹状の幌地を備えた鉄道車両用ゴム幌であって、上記補強性布地が、アラミド繊維、ガラス繊維およびフェノール繊維からなる群から選ばれた少なくとも一つからなり、上記ゴム層が、下記の（Ａ）〜（Ｃ）成分を含有するゴム組成物からなり、かつ、上記補強性布地と両面のゴム層とが接着剤層を介して接着されているという構成をとる。
（Ａ）ミラブル型シリコーンゴム。
（Ｂ）白金および白金化合物の少なくとも一方。
（Ｃ）酸化チタン、酸化鉄およびカーボンブラックからなる群から選ばれた少なくとも一つ。

すなわち、本発明者らは、大火災時に逃げ道を確保することができ、有毒ガスの発生もなく、難燃性に優れた鉄道車両用ゴム幌を得るため、ゴム成分に着目し、従来のＥＰＤＭ等のゴム成分に代えてシリコーンゴムを用いることを着想した。このシリコーンゴムは、引っ張り強度が弱く、コストが高いことから、従来は、鉄道車両用ゴム幌には用いられていなかった。そこで、特定の繊維からなる補強性布地の両面に、シリコーンゴム組成物からなるゴム層を積層してサンドイッチ構造とすることにより、引っ張り強度の問題を解消でき、補強性を確保することができた。また、ミラブル型シリコーンゴムに、白金および白金化合物の少なくとも一方を難燃剤として使用することにより、燃焼時にシリコーンゴムが樹脂化（高架橋な構造ができる）され、表面にシロキサン膜が形成され、これにより、酸素を遮断することができるため、難燃性が向上する。そして、これらに、酸化チタン、酸化鉄およびカーボンブラックからなる群から選ばれた少なくとも一つを難燃助剤として併用することにより、難燃性がさらに向上することを見いだし、本発明に到達した。

本発明の鉄道車両用ゴム幌は、ミラブル型シリコーンゴム（Ａ成分）に、白金および白金化合物の少なくとも一方（Ｂ成分）を難燃剤として使用するため、燃焼時にシリコーンゴムが樹脂化（高架橋な構造ができる）され、表面にシロキサン膜が形成され、これにより、酸素を遮断することができるため、難燃性が向上する。そして、これらに、酸化チタン、酸化鉄およびカーボンブラックからなる群から選ばれた少なくとも一つ（Ｃ成分）を難燃助剤として併用するため、難燃性がさらに向上する。また、特定の繊維からなる補強性布地の両面に、上記Ａ〜Ｃ成分を含有するゴム組成物からなるゴム層を積層してサンドイッチ構造とすることにより、引っ張り強度の問題を解消でき、補強性を確保することができる。また、本発明の鉄道車両用ゴム幌は、ゴム／繊維構造で補強性が向上するゆえに縫製等による蛇腹構造が可能となり、伸縮性を持たせることができ、厚みを任意に変えることで遮音効果も得ることができる。さらに、本発明では、難燃剤成分として、上記Ｂ成分およびＣ成分を用いるため、大火災時でも黒色の煙が発生することがなく、火災時に逃げ道を確保することができ、また、ハロゲン系難燃剤を使用しないことから、火災時に有毒ガスが発生しない。

また、上記補強性布地と両面のゴム層とを接着する接着剤層が、シリコーンゴム系接着剤からなる場合には、接着剤層とゴム層との相溶性に優れるため、接着性がさらに向上する。

図１は、本発明の鉄道車両用ゴム幌の一例を示す正面図であり、５は両端部に位置する幌枠で、幌の両側面部および上下面部を構成する蛇腹状の幌地４が張設され、角筒状の幌が構成されている。上記幌地４は、例えば、図２に示すように、補強性布地１と、両面のゴム層２とが、接着剤層３を介して接着されて構成されている。

本発明では、上記補強性布地１が、アラミド繊維、ガラス繊維およびフェノール繊維からなる群から選ばれた少なくとも一つからなり、上記ゴム層２が、下記の（Ａ）〜（Ｃ）成分を含有するゴム組成物からなり、かつ、上記補強性布地１と、両面のゴム層２とが、接着剤層３を介して接着されており、これらが最大の特徴である。
（Ａ）ミラブル型シリコーンゴム。
（Ｂ）白金および白金化合物の少なくとも一方。
（Ｃ）酸化チタン、酸化鉄およびカーボンブラックからなる群から選ばれた少なくとも一つ。

上記補強性布地１は、アラミド繊維、ガラス繊維およびフェノール繊維からなる群から選ばれた少なくとも一つからなる。上記アラミド繊維とフェノール繊維は、難燃繊維であり、上記ガラス繊維は不燃繊維である。上記補強性布地１を形成する繊維としては、ガラス繊維が最も好ましい。

上記アラミド繊維の具体例としては、東レ・デュポン社製のケブラー、帝人社製のコーネックス等があげられ、上記ガラス繊維の具体例としては、ユニチカ社製のＥガラス等があげられ、上記フェノール繊維の具体例としては、日本カイノール社製のカイノール等があげられる。

つぎに、上記補強性布地１の両面に設けられるゴム層２は、ミラブル型シリコーンゴム（Ａ成分）と、白金および白金化合物の少なくとも一方（Ｂ成分）と、酸化チタン、酸化鉄およびカーボンブラックからなる群から選ばれた少なくとも一つ（Ｃ成分）とを含有するゴム組成物により形成される。

本発明において、ミラブル型シリコーンゴム（Ａ成分）とは、高粘度のシリコーンゴムコンパウンドからなり、硬化剤である加硫剤を配合して加熱硬化するシリコーンゴムをいい、ロール等で混練可能なため、ミラブル型と呼ばれるものをいう。このミラブル型シリコーンゴム（Ａ成分）は、液状シリコーンゴムに比べて、本発明の成型形状においては、加工性が良く、専用の設備を必要としないため好ましい。

上記ミラブル型シリコーンゴム（Ａ成分）は、例えば、オルガノポリシロキサン等のシリコーンポリマーを主成分とする。

また、上記白金および白金化合物の少なくとも一方（Ｂ成分）は、上記ミラブル型シリコーンゴム（Ａ成分）に難燃性（自己消炎性）を付与するための難燃剤として用いられる。上記白金としては、例えば、白金微粉末、白金微粉末をアルミナ，カーボンブラック等の微粒子に担持させたもの等があげられる。また、上記白金化合物としては、例えば、塩化白金酸、アルコール変性塩化白金酸、白金とジケトンの錯体、白金オレフィン錯体、塩化白金酸と１，３−ジビニルテトラメチルジシロキサンの錯体等があげられる。これらは単独でもしくは二種以上併せて用いられる。

上記Ｂ成分の配合量（白金化合物の場合は、白金含有量）は、上記Ａ成分中のシリコーンポリマーに対して、通常、０．０１〜１０００ｐｐｍの範囲、好ましくは１〜１００ｐｐｍの範囲、特に好ましくは２０〜７０ｐｐｍの範囲である。すなわち、Ｂ成分の配合量が少なすぎると、難燃性が劣る傾向がみられ、逆にＢ成分の配合量が多すぎると、難燃性能が変化せず、材料が高価なため不経済となるからである。

また、上記酸化チタン（二酸化チタン等）、酸化鉄およびカーボンブラックからなる群から選ばれた少なくとも一つ（Ｃ成分）は、上記難燃剤であるＢ成分の効果を高めるための難燃助剤として用いられる。

上記Ｃ成分の配合量は、上記Ａ成分中のシリコーンポリマー１００重量部（以下「部」と略す）に対して、０．１〜１００部の範囲が好ましく、特に好ましくは２〜５０部の範囲である。すなわち、Ｃ成分の配合量が少なすぎると、Ｂ成分との併用による難燃性の向上効果を充分に得られなくなる傾向がみられ、逆にＣ成分の配合量が多すぎると、機械特性、電気特性等に悪影響を及ぼすおそれがあるからである。

前記ゴム層２を形成するゴム組成物は、通常、上述のように、ミラブル型シリコーンゴム（Ａ成分）にＢ成分およびＣ成分を配合して調製されるが、ミラブル型シリコーンゴム（Ａ成分）にＢ成分およびＣ成分を予め配合してなる、難燃タイプのミラブル型シリコーンゴムを用いても差し支えない。この難燃タイプのミラブル型シリコーンゴムの具体例としては、東レ・ダウコーニング社製のＳＨ５０２Ｕ、ＭＯＭＥＮＴＩＶＥ社製のＴＳＥ２１８３Ｕ等があげられる。

なお、上記ゴム層２を形成するゴム組成物には、ミラブル型シリコーンゴム（Ａ成分）、Ｂ成分およびＣ成分に加えて、硬化剤（加硫剤）、可塑剤、シリカ、シリコーンオイル、シリコーンレジン等を必要に応じて適宜に配合しても差し支えない。

上記硬化剤（加硫剤）としては、例えば、ジクミルパ−オキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサンのような有機過酸化物等があげられる。

つぎに、前記接着剤層３に用いられる接着剤としては、例えば、シリコーンゴム系接着剤、ＲＦＬ系接着剤等があげられる。これらは単独でもしくは二種以上併せて用いられる。これらのなかでも、ゴム層２との相溶性に優れ、接着性が向上する点で、シリコーンゴム系接着剤が好ましい。

本発明の鉄道車両用ゴム幌に用いられる幌地は、例えば、つぎのようにして作製することができる。すなわち、上記ミラブル型シリコーンゴム（Ａ成分）、Ｂ成分およびＣ成分を含有するゴム組成物を、押し出し機およびカレンダーロール等で所定の厚みのゴムシートに成型する。また、前記アラミド繊維等からなる補強性布地１を準備する。つぎに、上記補強性布地１の両面に、接着剤（シリコーンゴム系接着剤等）を塗布した後、上記ゴムシートを積層し、これらをプレス加硫（通常、１６０〜１８０℃×１０〜４０分間）等する。これにより、補強性布地１の両面に、接着剤層３を介して、ゴム層２が積層されてなる幌地を作製することができる（図２参照）。なお、本発明においては、必要とされる補強性向上の為、補強性布地１を複数枚積層させることも可能である。つぎに、これを所定のサイズに裁断し、ミシン等を用いて縫製等することにより、蛇腹状の幌地を得ることができる。

上記接着剤の塗布方法としては、例えば、刷毛塗り、ディッピング、スプレーコーティング等の方法があげられる。

上記補強性布１の厚みは、０．１〜２ｍｍの範囲が好ましく、特に好ましくは０．２〜１ｍｍの範囲である。また、上記ゴム層２の厚みは、０．１〜１０ｍｍの範囲が好ましく、特に好ましくは０．２〜５ｍｍの範囲である。すなわち、上記ゴム層２が薄すぎると、難燃性が劣る傾向がみられ、逆に上記ゴム層２が厚すぎると、伸縮性が悪くなる傾向がみられるからである。なお、上記接着剤層３の厚みは、通常、０．０１〜１ｍｍの範囲であり、好ましくは０．０２〜０．５ｍｍの範囲である。

つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。ただし、本発明は、これら実施例に限定されるものではない。

まず、実施例および比較例に先立ち、下記に示す材料を準備した。

〔ミラブル型シリコーンゴム１（難燃タイプ）〕
東レ・ダウコーニング社製、ＳＨ５０２Ｕ（含有量：白金化合物（微量）、酸化チタン５重量％、カーボンブラック５重量％、シリカ４５重量％）。

〔ミラブル型シリコーンゴム２（難燃タイプ）〕
ＭＯＭＥＮＴＩＶＥ社製、ＴＳＥ２１８３Ｕ（含有量：白金化合物（微量）、酸化チタン５重量％、酸化鉄５重量％、シリカ４５重量％）。

〔シリコーンゴム〕
旭化成ワッカー社製、ＥＬ４６１０

〔ＥＰＤＭ〕
ＪＳＲ社製、ＥＰ２７

〔硬化剤１（有機過酸化物）〕
２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン
〔硬化剤２（有機過酸化物）〕
ジクミルパーオキサイド

〔ゴム組成物１，２、ゴム組成物Ａ，Ｂの調製〕
下記の表１に示す各材料を同表に示す割合で配合し、ロールを用いてゴム組成物Ｂを調製した。なお、ゴム組成物１，２，Ａについては、各シリコーンゴム中に各材料が予め含有されているため、各シリコーンゴムをそのまま用いた。

このようにして得られた各ゴム組成物について、下記の基準に従って、各特性の評価を行った。これらの結果を、上記表１に併せて示した。

〔酸素指数〕
上記各ゴム組成物を１７０℃で１０分間プレス加硫して、ゴムシート（大きさ：８０ｍｍ×６．５ｍｍ、厚み：３ｍｍ）を作製し、これを用いて、ＪＩＳＫ６２６９に準じて、酸素指数を測定した。

〔光透過性試験〕
上記各ゴム組成物を１７０℃で３０分間プレス加硫して、ゴムシート（大きさ：７５ｍｍ×７５ｍｍ、厚み：２５ｍｍ）を作製し、これを用いて、ＡＳＴＭＥ６６２に記載のフレミング法に準じて、光透過性試験を行った。すなわち、パイロットバーナーを使用して試料（ゴムシート）に強制的に着火させ、ＮＢＳスモークチャンバー試験機にて、５分後、１０分後、１５分後の光透過性試験（ＤＳ値）を行った。

上記表１の結果から、ゴム組成物１，２と、ゴム組成物Ａ，Ｂとを対比すると、ゴム組成物１，２は、酸素指数（燃え難さの指標）が大きいことから、燃え難く、また、光透過性試験の値（ＤＳ値）が小さいことから、光透過性に優れ、大火災時でも黒色の煙が発生せず、逃げ道を確保することができる。

つぎに、上記ゴム組成物を用いて、以下のようにして、補強性布地の両面にゴム層を積層してなる蛇腹状の幌地を作製した。

〔実施例１〕
アラミド繊維（帝人社製、コーネックス）からなる補強性布地（大きさ：２００ｍｍ×１００ｍｍ、厚み：０．４ｍｍ）を準備した。つぎに、上記補強性布地の両面に、シリコーンゴム系接着剤（東レ・ダウコーニング社製）をディップ処理にて、接着剤層の厚みが０．１ｍｍになるようコーティングした後、上記ゴム組成物１からなるゴムシート（大きさ：２００ｍｍ×１００ｍｍ、厚み：０．５ｍ）を上下にサンドイッチした。このサンドイッチ構造物を１７０℃で１０分間プレス加硫して、補強性布地の両面に、ゴム層がサンドイッチされてなる幌地を作製した。これを所定の形状に裁断しミシンによる縫製および補強金具を組み合わせて、蛇腹状の幌地を得た。

〔実施例２〕
ゴム層の形成材料として、ゴム組成物１に代えて、ゴム組成物２を用いる以外は、実施例１と同様にして、幌地を作製した。

〔比較例１〕
ゴム層の形成材料として、ゴム組成物１に代えて、ゴム組成物Ａを用いる以外は、実施例１と同様にして、幌地を作製した。

〔比較例２〕
ゴム層の形成材料として、ゴム組成物１に代えて、ゴム組成物Ｂを用いる以外は、実施例１と同様にして、幌地を作製した。

このようにして得られた実施例１，２品は、比較例１，２品に比べて補強性が優れていた。しかも、実施例１，２品は、前記ゴム組成物１，２を用いて、両面のゴム層を形成しているため、前述のように、燃え難く、また、大火災時でも黒色の煙の発生がなく、逃げ道を確保することができる。また、ゴム組成物１，２は、ハロゲン系難燃剤を使用しないことから、実施例１，２品は、大火災時でも有毒ガスが発生しない。

本発明の鉄道車両用ゴム幌は、例えば、新幹線，地下鉄等の鉄道車両の連結部等に用いることができる。

本発明の鉄道車両用ゴム幌の一例を示す正面図である。本発明の鉄道車両用ゴム幌に用いる幌地の要部を示す断面図である。

符号の説明

１補強性布地
２ゴム層
３接着剤層
４幌地

Claims

補強性布地の両面にゴム層を積層してなる蛇腹状の幌地を備えた鉄道車両用ゴム幌であって、上記補強性布地が、アラミド繊維、ガラス繊維およびフェノール繊維からなる群から選ばれた少なくとも一つからなり、上記ゴム層が、下記の（Ａ）〜（Ｃ）成分を含有するゴム組成物からなり、かつ、上記補強性布地と両面のゴム層とが接着剤層を介して接着されていることを特徴とする鉄道車両用ゴム幌。
（Ａ）ミラブル型シリコーンゴム。
（Ｂ）白金および白金化合物の少なくとも一方。
（Ｃ）酸化チタン、酸化鉄およびカーボンブラックからなる群から選ばれた少なくとも一つ。
上記補強性布地と両面のゴム層とを接着する接着剤層が、シリコーンゴム系接着剤からなる請求項１記載の鉄道車両用ゴム幌。
上記（Ａ）成分が、難燃タイプのミラブル型シリコーンゴムである請求項１または２記載の鉄道車両用ゴム幌。
上記ゴム層が、上記（Ａ）〜（Ｃ）成分に加えて、有機過酸化物およびシリカの少なくとも一方を含有するゴム組成物からなる請求項１〜３のいずれか一項に記載の鉄道車両用ゴム幌。