JPH0632777B2 - 鉄道車両屋根の塗膜形成方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鉄道車両屋根の塗膜形
成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】鉄道車両の軽量化を目標として、薄い高
強度金属板を折曲形成したコルゲーション板が使用され
ており、これに防水、防蝕、耐久性を有し、耐電圧（耐
絶縁破壊電圧）性を有した塗膜を均一的に薄く塗布する
工法が特公昭５９−８４３１号発明として開示されてい
る。

【０００３】この公知発明は、その先行技術であるノン
サグタイプのポリウレタン樹脂を刷毛乃至ローラ塗布す
る塗り屋根材による塗膜形成では、２液攪拌時の泡の混
入、攪拌不良箇所の混入性のため膜厚の不均一を伴い、
かつ耐電圧の低下等、車両屋根材の機能に信頼性を与え
るにも限界があり、かつまたこれら欠点を解消するため
には重ね塗りをしなければならないことから重量的に著
しく重くなってしまうものであることに鑑みてなされた
ものであるとされている。具体的には、ＤＡＭとＭＯＣ
Ａの芳香族アミンの２種併用、複合系プレポリマーイソ
シアネート（ＴＤＩとＭＤＩの２種併用）によるそれぞ
れのＡ成分、Ｂ成分を配合してなる２液常温硬化型ポリ
ウレタン樹脂組成物を用い、泡の混入防止のために低粘
度域でスタティングミキサーで２液を混合し、上記成分
の調整的化学反応を利用して急激な粘度変化を伴ってス
プレー直後にチクソトロピカルな状態の粘度域を経て硬
化するようにし、この化学反応によってたれ防止をはか
るようにしたスプレー塗装による塗膜施工方法である。

【０００４】上記公知発明によれば、２液混合後チクソ
トロピカルな状態になるまでの時間は４０℃〜４５℃に
おいて２０〜９０秒であるとされ、チクソトロピカルな
状態から歩行可能な硬化状態までの時間は１２〜２０時
間程度であるとされている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記施工方法
は、２液混合後に塗膜のたれを生じさせないために、Ｄ
ＡＭとＭＯＣＡによる化学反応によって２０〜９０秒と
いう非常に短い時間で急激な粘度変化を伴うチクソトロ
ピカルな状態とするものであるため、２液混合の際に巻
き込んだ泡が抜けにくいこと等から車両屋根性能として
の限界があった。その上、使用原料の点で実用的には高
価格となる問題があった。さらには、芳香族ジアミンに
は発がん性があるとの指摘もある。

【０００６】本発明は、上記車両屋根としての用途適性
を維持しつつ、だれ防止手段として上記の如き化学変化
によることなく塗膜を形成し得るようにして、作業性能
を高めつつ、絶縁破壊電圧及び絶縁抵抗値をより大きく
して車両屋根塗膜としての適性を高め得るようにした鉄
道車両屋根の塗膜形成方法を提供せんとするものであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の鉄道車両屋根の塗膜形成方法として、本発明は、ポリ
オレフィンポリオールを含有する水酸基を２個以上有す
るポリオールと、有機及び又は無機揺変剤（たれ防止
剤）とからなる混合物を主剤とし、イソシアネート基を
２個以上有するポリイソシアネートを硬化剤としてなる
揺変性を有しかつ硬化速度の遅い２液硬化型ポリウレタ
ン樹脂組成物を準備し、鉄道車両屋根構造面に上記樹脂
組成物を均一状にスプレー施工して塗膜を形成するよう
にした方法を特徴としてなるものである。

【０００８】上記主剤は、ポリオレフィンポリオールを
少なくとも３０重量％以上含有する水酸基を２個以上有
するポリオール約５０〜９８重量％、有機及び又は無機
揺変剤約２〜５０重量％とからなる混合物とすることが
望ましい。

【０００９】上記のポリオレフィンポリオールは、例え
ば前記公知文献に開示されているようなポリオキシプロ
ピレンポリオール等に比して、吸水率が小さく、得られ
たポリウレタン樹脂の体積固有抵抗を大きくする効果を
達し得る。

【００１０】ポリオレフィンポリオールが３０重量％に
満たない場合には、塗料の耐電圧、絶縁抵抗値が小さく
なって、鉄道車両屋根等の信頼性を充分に得ることがで
きにくくなる。また、ポリオールが約５０重量％に満た
ない場合或いは揺変剤が約５０重量％よりも多い場合
は、主剤の粘度が高くなってスプレー塗装ができなくな
り、ポリオールが９８重量％よりも多い状態即ち揺変剤
が約２％に満たない場合には、必要な揺変性が得にくい
ものとなる。

【００１１】上記ポリオールは、ウレタン塗料の必須成
分であるが、ポリオレフィンポリオールの使用量が多い
ほど、塗料の絶縁抵抗値を向上させることができる。上
記揺変剤は、塗料のチクソトロピーインデックスを向上
させるものである。

【００１２】本発明に係る２液硬化型ポリウレタン樹脂
組成物主剤は、このチクソトロピーインデックスが２〜
５の範囲となるものとすることが望ましい。ここにいう
チクソトロピーインデックスとは、Ｅ型粘度計でＦコー
ンによる回転数が１と１０における５０℃の粘度比を指
すものである。

【００１３】チクソトロピーインデックスは２よりも小
さいと塗膜にたれが生じやすくなり、５よりも大きいと
攪拌がしにくく、攪拌機に損傷が生じやすくなる等の作
業性の支障が生じやすくなり、又塗膜が凹凸状になって
平坦均一的な塗膜が得られにくくなる。

【００１４】ポリオレフィンポリオールの例としては、
ポリブタジエンポリオール、ポリイソプレンポリオー
ル、アクリルポリオール、水添ポリブタジエンポリオー
ル、水添ポリイソプレンポリオール等があり、平均分子
量約１００〜１０，０００、好ましくは約１，０００〜
５，０００がよい。

【００１５】併用可能なポリオレフィンポリオール以外
のポリオールの例としては、エチレングリコール、プロ
ピレングリコール、ブチレングリコール、グリセリン、
トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ビス
フェノールＡ等の低分子ポリオール、及び上記低分子ポ
リオールにアルキレンオキシドを付加して得られるポリ
オキシアルキレンポリオール、更には、エタノールアミ
ン、トリイソプロパノールアミン、エチレンジアミンア
ニリン、トリレンジアミン等の低分子アミンにアルキレ
ンオキシドを付加して得られるアミンポリオール、或い
は又、ヒマシ油、ヒマシ油変性ポリオール等がある。

【００１６】上記有機揺変剤の例としては、ヒマシ油誘
導体、ソルビトールとベンズアルデヒドとの脱水縮合
物、ポリカルボン酸誘導体、変性ポリオレフィンワック
ス等がある。

【００１７】無機揺変剤例としては、シリカ、表面処理
炭酸カルシウム、タルク等がある。また、イソシアネー
トの例としては、ジフェニルメタンジイソシアネート
（ＭＤＩ）、液状ＭＤＩ、ポリメチレンポリフェニルポ
リイソシアネート（粗ＭＤＩ）、トリレンジイソシアネ
ート、ヘキサメチレンジイソシアネート、キシリレンジ
イソシアネート、イソフォロンジイソシアネート等、及
び上記ポリイソシアネートと前記ポリオールをイソシア
ネート基過剰の状態で反応して得られるイソシアネート
末端プレポリマー等である。

【００１８】本発明で使用するポリイソシアネートのＮ
ＣＯとポリオールのＯＨの比（ＮＣＯ／ＯＨ）は、約
０．５〜１．５、好ましくは約０．８〜１．２がよい。
０．５よりも低い場合は、塗膜が硬化しにくくなり、
１．５よりも大きい場合は、発泡しやすくなるので、塗
膜形成には適していない。

【００１９】なお、本発明に係る２液硬化型ポリウレタ
ン樹脂組成物に、各種無機充填剤、可塑剤、着色剤、触
媒、発泡防止剤、希釈溶剤等を併用することができるこ
とは勿論である。

【００２０】

【発明の効果】このようにして、本発明によれば、２液
硬化型ポリウレタン樹脂組成物の主剤はチクソトロピー
インデックスが高く、揺変性が大きいため、垂直面、折
曲部等を有したコルゲーション板等に塗布しても、たれ
が生じることがなく（流動することがなく）、しかも塗
布後タックフリー状態になるまでの時間が比較的長いた
めに、２液混合スプレーする際に巻き込む泡が抜けるに
充分な時間を維持し得るので、薄くかつ均一状の塗膜で
気泡のない塗膜を形成することができる。従って絶縁破
壊電圧及び絶縁抵抗値の大きい塗膜とすることが可能と
なり、同時に吸水率が小さく防食性を高めることがで
き、また、使用原料の点から高価格品となることがな
く、車両屋根防水材等として極めて好適なものとなる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明に係る二実施例、及び公知例と
しての比較例によって、本発明を説明する。

【００２２】表１（二実施例）と表２（比較例）に示し
た主剤及び硬化剤（単位は重量部）を、主剤５０℃、硬
化剤２０℃に温度調節した後、２液エアレス混合スプレ
ー塗装機（旭大隅産業株式会社製ＡＰＷ５０００型）を
用いて離型紙及び垂直に立てかけた鉄板の上に厚さ１．
０ｍｍになるように塗布した。得られた塗膜の性能は、
２０℃室温で２〜７日間養生した後、試験に供した。試
験結果の塗膜性能、性状は表３に示すものであった。

【００２３】

【表１】 「実施例」 実施例１ 実施例２主 剤 〔ポリオール〕 ・ポリブタジエンポリオール ９５ ６５ （ＯＨ価４６．５mgkaf/g ） ・ポリオキシプロピレングリコール ５ ２０ （同４３０） ・ひまし油変性ポリオール（同１６７） − １５ 〔揺変剤〕 ・シリカ ２ ３ ・表面処理炭酸カルシウム １５ ２０ 〔添加剤、助剤〕 ・触媒 ０．１ ０．１ ・発泡防止剤 ３ ３硬化剤 〔ポリイソシアネート〕 ・粗ＭＤＩ（Ｆ−ＮＣＯ ３１．０％） ３３．９ − ・液状ＭＤＩ（Ｆ−ＮＣＯ ２９．０％） ２９．２

【００２４】なお、表１中のポリオキシンプロピレング
リコールは市販品、ひまし油変性ポリオールは伊藤製油
株式会社製品、シリカは日本アエロジル株式会社製品
「アエロジル」、表面処理炭酸カルシウムは白石カルシ
ウム株式会社製品「ゲルトン５０」をそれぞれ使用し
た。

【００２５】各試験は以下の基準によった。 硬度：ＪＩＳ Ｋ６３０１ 引張強さ：ＪＩＳ Ｋ７１１３ 破断時の伸び：ＪＩＳ Ｋ７１１３ 絶縁破壊電圧：（ＫＶ／ｍｍ）：ＪＩＳ Ｃ２１０５ 絶縁抵抗：ＪＩＳ Ｃ２１０５ 吸水率：ＪＩＳ Ｃ２１０５ チクソトロピーインデックス（揺変値）：Ｅ型粘度計、
Ｆコーンによる回転数１と１０における５０℃の粘度の
比 ゲル化時間：塗布後タックフリー状態（糸引きの発生）
までの時間

【００２６】

【表２】「比較例」主 剤 ・ポリオキシプロピレントリオール（ＯＨ価５６．０） ３０ ・ポリオキシプロピレングリコール（同） ３５ ・３，３’ジクロロ４，４’ジアミノジフェニルメタン（ＭＯＣＡ） ３５ ・４，４’ジアミノジフェニルメタン（ＤＡＭ） ４０ ・モノフェニルジイソプロピルフェニルフォスフェート １７０ ・トリエチレンジアミンのジプロピレングリコール３３％溶液 ２ ・ジオクチルフタレート １４０硬化剤 ・ポリオキシプロピレントリオール（ＯＨ価５６．０）とポリオキシプロピレン グリコール（同）の１／１混合物とトリレンジイソシアネートとの反応で得られ た末端イソシアネートプレポリマー（Ｆ−ＮＣＯ ３１％） ８００ ・コロネート１０４０（Ｆ−ＮＣＯ ２３％） ５０ なお、上記コロネート１０４０は日本ポリウレタン社製
品を使用した。

【００２７】

【表３】 ／各例 （実施例１） （実施例２） （比較例） 硬度（ショアＡ） ７５ ７０ ５５ 引張強さ（ kgf／cm² ） ２９ ３３ ３１ 破断時の伸び（％） ７５ ８０ ４８０ 絶縁破壊電圧（KV／mm） ３０ ２８ ２３ 体積固有抵抗（Ωcm） ５×１０¹⁵ 同左 ４×１０¹² 吸水率（５０℃７日浸漬、％） ０．７ ０．８ １．５ 主剤のチクソトロピーインデックス ３．０ ３．８ １．５ 垂直鉄板上の塗膜流動性 なし なし なし ゲル化時間 １８０秒 １８０秒 ２０秒 塗膜の表面状態 良好 良好 気泡含有

【００２８】以上で明らかなように、本発明による塗膜
は、従来公知の比較例に比して、物理的強度が好まし
く、破断時の伸びも用途適性からして充分であり、耐絶
縁破壊電圧も高く、体積固有抵抗では１０の３乗の差を
有し、吸水率も半減し、優れた物性を具備し得た。塗膜
のチクソトロピーインデックス値は比較例の２倍前後と
なり、塗膜流動を生じさせることもなくタックフリー状
態に至る時間を従来公知の比較例に比して長時間維持
し、巻き込み気泡を確実に放出でき、その結果として薄
く（軽量）良好な塗膜となった。また、この塗膜施工は
比較例に比して低廉化された。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリオレフィンポリオールを含有する水
   酸基を２個以上有するポリオールと、有機及び又は無機
   揺変剤即ちたれ防止剤とからなる混合物を主剤とし、イ
   ソシアネート基を２個以上有するポリイソシアネートを
   硬化剤としてなる、揺変性を有しかつ硬化速度の遅い２
   液硬化型ポリウレタン樹脂組成物を準備し、鉄道車両屋
   根構造面に上記樹脂組成物を均一状にスプレー施工して
   塗膜を形成することを特徴とする鉄道車両屋根の塗膜形
   成方法。
2. 【請求項２】 主剤として、ポリオレフィンポリオール
   を少なくとも３０重量％以上含有する水酸基を２個以上
   有するポリオール約５０〜９８重量％、有機及び又は無
   機揺変剤約２〜５０重量％とからなる混合物を用いてな
   る請求項１に記載の鉄道車両屋根の塗膜形成方法。
3. 【請求項３】 ２液硬化型ポリウレタン樹脂組成物主剤
   のチクソトロピーインデックスが２〜５の範囲である請
   求項１又は２に記載の鉄道車両屋根の塗膜形成方法。