JPH0931434A - 凍結安定性を有する飛石防止用固着剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】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、内
部架橋されたＴｇが−３０℃〜５℃のアクリルエマルシ
ョン１００重量部に対して、０．５〜１０重量部の凍結
防止剤を配合してなる飛石防止用固着剤。 【効果】冬季の低温時において凍結の心配がなく、万一
凍結しても加温により容易に元の性状に戻り、皮膜形成
速度が早く短時間で均一皮膜を形成し、成膜後のフィル
ムは強靭な強度を有していることから、石同士の接着
力、耐水性、耐熱性等も具備しており、更に１液性で安
価である等の優位性から、飛石防止用固着剤として実用
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、凍結安
定性に優れた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。

【０００３】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。

【０００４】

【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、水性エ
マルションの欠点として、冬季作業に於ける凍結が大き
な問題となっている他、低温時の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、一番列車の通
過時まで皮膜化しない問題や、未乾燥のエマルションが
雨水等で流れ出す環境公害問題等かあった。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が提案さ
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、臭気公害、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消滅する問題があっ
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、水性エマルションの欠点である凍結安
定性を付与し、しかも、冬季のエマルションの皮膜形成
性面からＴｇが０℃以下のエマルションに於いても、石
同士の結合力を具備すべく鋭意検討を重ねた結果、Ｔｇ
が−３０℃〜５℃の範囲の内部架橋されたアクリルエマ
ルションが冬季に於ける皮膜形成性に優れ、これに皮膜
形成性を損なわない凍結防止剤を配合することが凍結安
定性を有した飛石防止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）及び（２）
の通りである。 （１）ガラス転移温度が−３０℃〜５℃の、内部架橋モ
ノマーで内部架橋されたアクリルエマルション１００重
量部に対して、０．５〜１０重量部の凍結防止剤を配合
して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。

【発明の実施の形態】

【０００７】本発明のＴｇ−３０〜５℃の内部架橋モノ
マーで内部架橋されたアクリルエマルションとしては、
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。前記の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。

【０００８】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。

【０００９】本発明の内部架橋モノマーで内部架橋され
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。−３
０℃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、冬季の低
温時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。また、低温時の皮
膜形成性を改善させる目的で、一般に用いられているエ
チルセロソルブ、ブチルセロソルブ、ブチルカルビトー
ル等に代表される多価アルコール誘導体や、石油残留分
等を配合した場合、低温時の皮膜形成には効果があるも
のの、皮膜化速度が著しく低下し本発明の目的は達成さ
れない。

【００１０】本発明の内部架橋されてアクリルエマルシ
ョンに用いる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。

【００１１】本発明の凍結防止剤は、例えばメチルアル
コール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール等
の低級アルコール、エチレングリコール等の多価アルコ
ールとその誘導体、無機系として塩化ナトリウム等があ
げられる。冬季の低温時の皮膜形成速度を損なうことな
く、凍結防止効果を得るためには、これらの２種以上の
組み合わせが好ましく、中でもメチルアルコールとエチ
レングリコールの組み合わせが好ましい。この凍結防止
剤の配合量は、内部架橋モノマーで内部架橋されたアク
リルエマルション１００重量部に対して、０．５〜１０
重量部の範囲である。３〜６重量部の範囲が好ましい。

【００１２】０．５重量部未満の場合は凍結防止効果が
低く、１０重量部を超える場合貯蔵時の安定性、引火の
危険性等の問題を生ずる。以上のごとくＴｇが−３０℃
〜５℃の、内部架橋モノマーの共重合により内部架橋さ
れたアクリルエマルションに凍結防止剤を配合した飛石
防止用固着剤は、冬季の低温時において凍結の心配がな
く、万一凍結しても加温により容易に元の性状に戻り、
皮膜形成速度は早く短時間で均一皮膜を形成し、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、耐熱性等も具備しており、更に１液性
で安価等の優位性から、飛石防止用固着剤として実用価
値が高い。

【００１３】

【実施例】以下に本発明を更に具体的に説明するため、
製造例、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。

【００１４】製造例１〜５ 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０．３部を仕込み、窒素
気流下で８５℃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。

【００１５】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（ＢＭ型回転粘度計／東京計器（株）製）、平均
粒子径８０ｎｍ（サブミクロン粒子計アナライザー／野
崎産業（株）製）であった。

【００１６】実施例１〜９ 製造例１〜５で得た本発明の内部架橋されたアクリルエ
マルション１００重量部に対して表−２に示した凍結防
止剤を配合し下記の試験に供し、評価結果を表−３に示
した。

【００１７】評価試験 １）凍結安定性試験 実施例１〜９で得た配合物を５００ｃｃポリエチビンに
採り、−１０℃の恒温室に２４時間放置し、凍結の有無
を目視で観察し下記のごとく表示した。更に凍結が確認
された場合４０℃の恒温槽に１時間浸浸し、外観上元の
エマルションに戻るか否か目視で観察し、更に１００メ
ッシュ金網でろ過し残査の有無を確認し下記のごとく表
示した。 ａ）凍結の有無 凍結 × 部分的に凍結または蔵粘 △ 凍結せず ◎ ｂ）温水浸漬による復元性 元のエマルションに戻る ○ 〃 戻らず × ｃ）１００メッシュろ過残査 残査なし ◎ 残査あり × ２）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。

【００１８】３）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 ４）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】比較例１ 実施例１から凍結防止剤を削除し、実施例１と同様の試
験に供し結果を表−５に示した。 比較例２ 実施例１の凍結防止剤を同比率で２．５倍に増量し、以
下実施例１と同様の試験に供し結果を表−５に示した。 比較例３ 実施例２の凍結防止剤を同比率で１／２量に減量し、以
下実施例１と同様の試験に供し結果を表−５に示した。 比較例４、５ 表−４に示したモノマー組成で製造例に準じてアクリル
エマルションを合成し、実施例１と同様な試験に供し結
果を表−５に示した。

【００２０】

【表１】

【００２１】

【表２】

【００２２】

【表３】

【００２３】

【表４】

【００２４】

【表５】

【００２５】

【発明の効果】表−３及び表−５に示したごとく、Ｔｇ
が−３０℃〜５℃の、内部架橋モノマーの共重合により
内部架橋されたアクリルエマルションに凍結防止剤を配
合した飛石防止用固着剤は、冬季の低温時において凍結
の心配がなく、万一凍結しても加温により容易に元の性
状に戻り、皮膜形成速度が早く短時間で均一皮膜を形成
し、且つ成膜後のフィルムは強靭な強度を有しているこ
とから、石同士の接着力、耐水性、耐熱性等も具備して
おり、更に１液性で安価である等の優位性から、飛石防
止用固着剤として実用価値が高い。

Claims (2)

【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
   架橋モノマーで内部架橋されたアクリルエマルション１
   ００重量部に対して、０．５〜１０重量部の凍結防止剤
   を配合して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。