JPH0931432A - 飛石防止用固着剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】ガラス転移温度（Ｔｇ）が−３０℃〜５℃
のアクリルエマルションであって、内部架橋モノマーを
モノマー総量１００重量部に対して、０．１〜１．０重
量部共重合させた、トルエン溶出量が２０％未満、成膜
フィルムの引っ張り強度が最高破断強度で５０〜１５０
Ｋｇ／ｃｍ²の、内部架橋されたアクリルエマルション
からなる飛石防止用固着剤。 【効果】本発明の内部架橋されたアクリルエマルション
は、冬季の低温時の成膜性を考慮して、Ｔｇを低く設定
しているにもかかわらず、石同士の接着に於いて優れた
結合力と耐衝撃性を有し、鉄道路線に敷かれた砕石又は
砂利の飛石防止用固着剤として利用価値が高い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は飛石防止用固着剤に
関する。更に詳しくは、鉄道線路の路盤上に敷いた砕石
や砂利等の、飛石防止固着剤用として散布される、アク
リルエマルションに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、鉄道線路には砕石又は砂利等
の、通称バラストと称せられる道床を敷き、その上に枕
木を敷きレールを走らせていた。近時、鉄道車両の高速
化に伴い列車通過時の風圧による飛石や、冬季に列車床
下に石を含んだ氷塊が付着し、これが気温の上昇等で運
行時に突然石が落下し、人身こと故につながる危険性が
問題となっていた。これらの解決方法として、道床の構
造自体、砕石等を用いずコンクリート化やアスファルト
化する方法。飛石防止網を路面に覆せる方法や、例えば
特開平４−２９６３８５号、特開昭５２−１６８１０
号、特開昭４９−３２３０６号公報等に記載のごとく、
バラストに合成ゴムラテックスや合成樹脂エマルション
等の水性エマルションや、ポリエステル樹脂、エポキシ
樹脂、ウレタン樹脂等の反応型樹脂、アスファルトエマ
ルション等を単独、もしくは数種を配合したものや、更
にセメント等の無機物を配合した樹脂が如雨露、もしく
はスプレー塗布機等を用い散布されていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記水性エマルション
系を用いた場合、施工価格的には安価なものの、冬季に
於ける皮膜形成性を良くするため、ガラス転移温度（以
下Ｔｇと略称する）を０℃以下に設計されている関係
で、樹脂自体の凝集力が低いため石同士の結合力（接着
力）が低く、列車通過時の振動の繰り返しで容易に結合
が外れる問題や、雨水で塗布したエマルション皮膜が白
化し、著しく結合力が低下する問題があった。

【０００４】また、これら欠点を改善する目的で、前記
エマルションにエポキシ樹脂、ウレタン樹脂、金属塩等
の硬化剤を併用する技術も紹介されているが、２液混合
作業の煩雑さ、混合物の安定性等の問題より実用化実績
は極めて低い。前記の反応型樹脂及びアスファルトエマ
ルションについては施工が高価、高粘度で施工し難い、
臭気が強い、冬季に硬化速度の低下が著しい等の問題が
あり、前記の数種配合品も同様の問題があった。又これ
ら配合物にセメントに代表される無機物配合樹脂は、硬
化速度の制御が困難で、且つ硬化後の皮膜が硬く耐衝撃
性に欠け、列車通過時の振動で結合が外れ、極めて短期
間に効果が低減する問題があった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】施工価格的に有利な水性
エマルションで、しかも１液型エマルションで前記問題
を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、冬季の皮膜形成性
よりＴｇを−３０〜５℃の範囲に設定し、Ｔｇ低下に伴
う成膜フィルムの凝集力の低下、すなわち石同士の結合
力の低下を、内部架橋モノマーを共重合することによ
り、水性エマルションを内部架橋させたものが、一液性
でありながら高い凝集力を示し、飛石防止用固着剤とし
て極めて有効であることを見い出し本発明を完成させる
に至った。

【０００６】すなわち本発明は、次の（１）〜（４）の
通りである。 （１）ガラス転移温度が−３０℃〜５℃の内部架橋され
たアクリルエマルションよりなることを特徴とする飛石
防止用固着剤。 （２）内部架橋モノマーをモノマー総量１００重量部に
対して０．１〜１．０重量部用いる（１）記載の飛石防
止用固着剤。 （３）内部架橋されたアクリルエマルションの成膜フィ
ルムのトルエン溶出量が２０％未満である（１）記載の
飛石防止用固着剤。 （４）内部架橋されたアクリルエマルションの成膜フィ
ルムの引っ張り強度が、最高破断時強度で５０〜１５０
Ｋｇ／ｃｍ²の範囲である（１）記載の飛石防止用固着
剤。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明のアクリルエマルションと
は芳香族ビニル系モノマー、不飽和カルボン酸エステル
モノマーを主要成分とし、水酸基を有するアクリルモノ
マー、アミド基を有するアクリルモノマー、カルボキシ
ル基を有するモノマーと、内部架橋モノマーを共重合さ
せた、Ｔｇが低く成膜温度が低いにも係わらず、成膜し
たフィルムは強靭な強度を有しているアクリルエマルシ
ョンを意味する。

【０００８】芳香族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、アクリルニトリル、酢酸
ビニル等があげられ、不飽和カルボン酸エステルモノマ
ーとしては、例えばメチルアクリレート、メチルメタア
クリレート、エチルアクリレート、ｉーブチルメタアク
リレート、ｔｅｒｔーブチルメタアクリレート、ｉーブ
チルアクリレート、ｎーブチルアクリレート、２エチル
ヘキシルアクリレート、２エチルヘキシルメタアクリレ
ート、ラウリルメタアクリレート等があげられる。

【０００９】水酸基を有するアクリルモノマーとして
は、例えばヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシ
エチルメタアクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレ
ート等があげられ、アミド基を有するアクリルモノマー
としては、例えばアクリルアミド、メタアクリルアミ
ド、マレイミド、Ｎ−メチロールアクリルアミド等があ
げられ、カルボキシル基を有するモノマーとしてはアク
リル酸、メタアクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フ
マール酸等があげられる。更に内部架橋モノマーとして
は例えばジビニルベンゼン、グリシジル基を有するアク
リルモノマー等があげられ、少量の共重合で架橋密度の
向上に効果的なモノマーはジビニルベンゼンが好まし
い。

【００１０】本発明の内部架橋されたアクリルエマルシ
ョンのＴｇは−３０℃〜５℃の範囲である。好ましくは
−２０℃〜０℃の範囲である。−３０℃未満では前記の
内部架橋モノマーを共重合させても成膜フィルム自体、
高強度化することは難しく接着力、耐熱性に不備を生ず
る。５℃を超える場合は、冬季の皮膜形成性に問題を生
じ、均一皮膜化が難しくなり目的とする接着強度が得ら
れない。

【００１１】本発明の内部架橋モノマーの共重合割合
は、モノマー総量１００重量部に対して０．１〜１．０
重量部の範囲であり、好ましくは０．２〜０．５重量部
用いることにより、架橋密度が上がり成膜フィルムの強
靭性が付与される。０．１重量部未満の共重合割合の場
合、成膜フィルムの強靭性の向上は期待できず、接着強
度が低く本発明の目的を達成できない。１．０重量部を
超えるとエマルション合成時にゲル化を起こす危険性が
高く、成膜フィルムは硬すぎて、軽い衝撃を加えること
により容易に脆性破壊を起こし本発明の目的を達成でき
ない。

【００１２】本発明の内部架橋されたアクリルエマルシ
ョンは、成膜フィルムのトルエン溶出量が２０％未満で
ある。好ましくは５〜１０％の範囲である。この溶出量
は、前記ジビニルベンゼンの共重合によるアクリルエマ
ルションの内部架橋度の度合いの目安となり、２０％を
超える場合、架橋度が低いため接着力も低く本発明の目
的を達成できない。本発明の内部架橋されたアクリルエ
マルションは、成膜フィルムの引っ張り強度が、最高破
断強度で５０〜１５０Ｋｇ／ｃｍ²の範囲である。好ま
しくは８０〜１２０Ｋｇ／ｃｍ²の範囲である。５０Ｋ
ｇ／ｃｍ²未満では目的とする接着力が得られず、１５
０Ｋｇ／ｃｍ²を超える場合は硬すぎて耐衝撃性に欠
け、本発明の目的は達成できない。

【００１３】以上のモノマーの組み合わせにより、Ｔｇ
が−３０℃〜５℃の、内部架橋されたアクリルエマルシ
ョンよりなる飛石防止用固着剤は、冬季の低温時におけ
る皮膜形成性を有し、且つ強靭な成膜フィルム強度を有
していることから、石同士の接着力、耐水性、耐熱性、
耐衝撃性等に優れ、極めて実用価値が高い。

【００１４】

【実施例】以下に本発明を更に具体的に説明するため、
実施例、比較例をあげて説明するが、本発明はこれらの
実施例に限定されるものではない。なお、以下に於て特
に指定のない限り、部又は％は重量基準とする。

【００１５】実施例１〜７ 表−１に示す割合の混合モノマーを、蒸留水５０部にド
デシルベンゼンスルホン酸ソーダ０．５部を溶解した中
に、強制撹拌下で滴下しプレ乳化モノマーとして調整し
た。別途、１リットルフラスコに蒸留水１００部、ドデ
シルベンゼンスルホン酸ソーダ０．２部を仕込み、窒素
気流下で７０℃に昇温後、０．５部の過硫酸カリウムと
エマルションの核とすべく、ｎブチルアクリレート／メ
チルメタアクリレート／ヒドロキシエチルアクリレート
の混合比率が１／１／１の混合モノマーを投与し、同温
度で２０分間反応させ、本発明のアクリルエマルション
の核を形成させた。

【００１６】次いで、前記プレ乳化モノマーを３時間か
けて連続滴下し、滴下終了後同温度で残モノマーを３時
間かけて反応後４０℃以下に冷却して、１４％アンモニ
ア水でＰＨを７に調整し、１００メッシュ金網でろ過し
本発明の内部架橋されたアクリルエマルションを得た。
ちなみにこのエマルションは固形分４０％、粘度１００
ｃｐｓ、平均粒子径１５０ｎｍであった。

【００１７】更に、このエマルションを２０℃、６５％
湿度の恒温室で、ガラス板上で１ｍｍ厚の均一皮膜を作
成し、１週間養生した成膜フィルムの物性を下記のごと
く方法で測ったところ、表−１に示したごとくであっ
た。 ａ）トルエン溶出量 前記成膜フィルムを５×５ｃｍ角に裁断し重量を秤量し
て、トルエン１００ｇの入った３００ｃｃ三角フラスコ
に入れ、室温で２４時間浸漬後３００メツシュ金網でろ
過した。ろ液の一部を秤量し、１０５℃熱風乾燥機で２
時間乾させた後、残査を秤量し、溶出濃度を算出し、更
に初期の成膜フィルムの重量に対する溶出量を算出し
（％）で表示した。 ｂ）引っ張り強度測定 前記成膜フィルムを２号ダンベルにて引っ張り試験用試
料に裁断し、インテスコ引っ張り試験機を用い、５０ｍ
ｍ／分の引っ張りスピードで引っ張り強度を測定し、最
高破断時の強度（Ｋｇ／ｃｍ²）で表示した。

【００１８】実施例１〜７で得た本発明の内部架橋され
たアクリルエマルションを下記のごとく試験に供し、評
価結果を表−２に示した。 １）モルタル接着力 石の代替として、日本テストパネル（株）製、縦×横×
厚＝７０×７０×２０ｍｍのＪＩＳモルタルの厚み面に
１００ｇ／ｍ²の本発明のアクリルエマルションを塗布
し、直ちにもう一枚のモルタルを張り合わせ、室温で１
週間養生後、インテスコ引っ張り試験機で５０ｍｍ／分
の引っ張りスピードで引っ張り強度を測定し（Ｋｇ／ｃ
ｍ²）で表示した。 ２）乾燥性 直径１５０ｍｍ、深さ２００ｍｍのポリエチレン製カッ
プの底部２０ｍｍの位置に金網を敷き、金網上に約５０
ｍｍ角の砕石を１５０ｍｍの厚みに敷き詰め、５℃の恒
温室で本発明のアクリルエマルションを如雨露で散布
し、１時間同室に放置後の砕石表面の乾燥状態を目視観
察し、下記のごとく表示した。 ○ 透明な皮膜化 △ 一部未乾燥 × 全体に未乾燥 ３）耐衝撃性 前記、２）で作成した砕石接着体を１週間室温養生さ
せ、５００ｍｍの高さから落下させ、砕石塊状物の破壊
個数で表示した。個数の多いものは耐衝撃性に欠けるこ
とを示す。

【００１９】

【表１】

【００２０】

【表２】

【００２１】比較例１〜 ５ 実施例同様の操作で、表−３に示したモノマー組成のア
クリルエマルションを製造し、以下実施例同様に評価
し、評価結果を表−４に示した。

【００２２】

【表３】

【００２３】

【表４】

【００２４】

【発明の効果】表−２及び４から明らかなごとく、本発
明の内部架橋されたアクリルエマルションは、冬季の低
温時の成膜性を考慮して、Ｔｇを低く設定しているにも
かかわらず、石同士の接着に於いて優れた結合力と耐衝
撃性を有し、鉄道路線に敷かれた砕石又は砂利の飛石防
止用固着剤として利用価値が高い。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ガラス転移温度が−３０℃〜５℃の内部架
   橋されたアクリルエマルションよりなることを特徴とす
   る飛石防止用固着剤。
2. 【請求項２】内部架橋モノマーをモノマー総量１００重
   量部に対して０．１〜１．０重量部用いる請求項１記載
   の飛石防止用固着剤。
3. 【請求項３】内部架橋されたアクリルエマルションの成
   膜フィルムのトルエン溶出量が２０％未満である請求項
   １記載の飛石防止用固着剤。
4. 【請求項４】内部架橋されたアクリルエマルションの成
   膜フィルムの引っ張り強度が、最高破断時強度で５０〜
   １５０Ｋｇ／ｃｍ²の範囲である請求項１記載の飛石防
   止用固着剤。