JP2001019732A - 道床安定剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 道床安定剤を、臭気を抑制すると共に引火点
を引き上げて、施工上、及び貯蔵上の制約が少なく、か
つ効率的な施工が可能なように構成する。 【解決手段】 イソシアネートとポリオールとで構成さ
れる末端にイソシアネート基を有するポリウレタンプレ
ポリマーに、希釈剤を加えたポリウレタンプレポリマー
組成物からなり、道床に散布されてバラストを相互に固
着する道床安定剤において、希釈剤を、脂肪族系溶剤を
主成分とするものとすると共に、イソシアネートが、ポ
リメチレンポリフェニレンポリイソシアネート（ポリメ
リックＭＤＩ）であり、このポリメリックＭＤＩ中に、
希釈剤に対して所望の溶解性を有し、かつ所望の塗膜強
度が得られる割合で、２、４’−ジフェニルメタンジイ
ソシアネート（２、４’−ＭＤＩ）を含有させたものと
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、軌道の道床を構成
するバラストを相互に結合して道床抵抗力を高めると共
にバラストの飛散を防止するための道床安定剤に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】有道床軌道の道床は、レールからまくら
ぎに作用する横圧に対してまくらぎの横方向の移動を規
制する横抵抗力を有しているが、温度変化によるレール
の張出し力や列車の曲線通過時の遠心力等が原因で生じ
る過大な横圧に対抗するため、横抵抗力を増大させる必
要がある。また、列車の高速走行に伴う風圧や、寒冷期
において車体に付着した氷雪の落下に起因したバラスト
の飛散を防止する必要がある。

【０００３】このような要望を満たすため、従来、まく
らぎの周囲のバラストに合成樹脂からなる道床安定剤を
散布してバラストを相互に結合する工法が採用されてお
り、施工性の良い、末端にイソシアネート基を有する、
一液湿気硬化型のポリウレタンプレポリマー組成物を用
いた道床安定剤が、多用されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、この道床安
定剤は、所要の物性を有する高粘度ポリウレタンプレポ
リマーを施工可能な粘度になるように希釈剤に溶解して
使用するものであり、キシレン等をはじめとした希釈剤
に起因する臭気が著しく、作業環境が悪化するのはもと
より、沿線に住宅が密集した市街地では、多量に施工す
ることができず、施工が制限される不都合があった。そ
の上、引火点が低く、消防法に規定する危険物第４類第
２石油類（大気圧下において引火点が２１度以上７０度
未満のもの）に該当するものであるため、その貯蔵時に
おいて、保管数量等に消防法上の制限を受ける。

【０００５】本発明は、このような従来技術の問題点を
解消するべく案出されたものであり、その主な目的は、
臭気を抑制すると共に引火点を引き上げて、施工上及び
貯蔵上の制約が少なく、かつ効率的な施工が可能なよう
に構成された道床安定剤を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このような目的を果たす
ために、本発明においては、イソシアネートとポリオー
ルとで構成され、末端にイソシアネート基を有するポリ
ウレタンプレポリマーに、希釈剤を加えたポリウレタン
プレポリマー組成物からなる道床安定剤において、前記
希釈剤を、脂肪族系溶剤を主成分とするものとすると共
に、前記イソシアネートを、前記希釈剤に対して所望の
溶解性を有し、かつ所望の被膜強度が得られる割合で、
２、４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（以下、
２、４’−ＭＤＩ と呼称する）を含有させた、ポリメ
チレンポリフェニレンポリイソシアネート（以下、ポリ
メリックＭＤＩと呼称する）とした。

【０００７】これによると、ポリウレタンプレポリマー
は希釈剤に対する溶解性を損なうことなく、脂肪族系溶
剤を主成分とする希釈剤を採用することができ、これに
よって臭気を大幅に低減することができる。ポリメリッ
クＭＤＩ中の２、４’−ＭＤＩの割合は、前記脂肪族系
溶剤を主成分とする希釈剤に対する溶解性、並びに得ら
れる被膜の強度に影響し、２、４’−ＭＤＩの含有量を
上げることで溶解性を高めることができるが、その反
面、２、４’−ＭＤＩの含有量の増大に伴って被膜強度
が低下することから、道床安定剤に要求される性能に応
じて２、４’−ＭＤＩの含有割合を適切に設定する必要
がある。

【０００８】前記２、４’−ＭＤＩは、十分な溶解性及
び被膜強度を得る上で、ポリメリックＭＤＩ中に重量比
で１０〜３０％の割合で含まれるものとし、このときポ
リメリックＭＤＩの粘度が２５℃で２００ｍＰａ・ｓ以
下となるようにすることが好ましい。なお、一般的なポ
リメリックＭＤＩは、少量（５重量％以下）の２，４’
−ＭＤＩを含有するが、本発明においては、ポリメリッ
クＭＤＩ中の２、４’−ＭＤＩの含有量を高めることに
より、脂肪族系溶剤を主成分とする希釈剤に対するポリ
ウレタンプレポリマーの溶解性を改善しており、これに
より適切な粘度の道床安定剤を得ることができる。

【０００９】さらに、前記道床安定剤における前記希釈
剤は、大気圧下で７０℃以上の引火点を有するものとし
た構成をとることで、道床安定剤全体の引火点が７０℃
以上に引き上げられるため、消防法に規定する危険物第
４類第３石油類（大気圧下において引火点が７０度以上
２００度未満のもの）に該当するものとなり、従来の危
険物第４類第２石油類に該当するものと比較して、保管
数量等の制限が緩和される利点が得られる。

【００１０】その上、前記道床安定剤における前記希釈
剤は、雨水への溶出を抑止するため、高い疎水性を有す
るものとした構成をとることで、希釈剤が雨水に溶出し
て周辺環境に悪影響を及ぼすことが少なく、かつ、強固
で安定した被膜を形成することができる。

【００１１】これに加えて、前記道床安定剤における前
記ポリオールは、アミン系ポリオールを成分の一つとす
ることで、乾燥硬化性が向上し、短時間で硬化可能なこ
とから、作業性を高めることができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に本発明による道床安定剤の
構成について詳細に説明する。

【００１３】本発明による道床安定剤は、前記のとおり
イソシアネートとポリオールとで構成され、末端にイソ
シアネート基を有するポリウレタンプレポリマーに、希
釈剤を加えたポリウレタンプレポリマー組成物からな
り、特に、希釈剤を、脂肪族系溶剤を主成分とするもの
とすると共に、前記イソシアネートを、前記希釈剤に対
して所望の溶解性を有し、かつ所望の被膜強度が得られ
る割合で、２、４’−ＭＤＩを含有させたポリメリック
ＭＤＩとしている。

【００１４】この道床安定剤においては、空気中の水分
がイソシアネート基と反応することで硬化が進行する。

【００１５】ここで、ポリメリックＭＤＩは、次式で示
されるものである。

【化１】 （式中、ｎは０または正の整数を表す） また、２，４’−ＭＤＩは、次式で示されるものであ
る。

【化２】 この２，４’−ＭＤＩは、次式で示される４，４’−Ｍ
ＤＩの異性体であり、両者は通常、ポリメリックＭＤＩ
に含まれる。

【化３】

【００１６】希釈剤は、前記の通り脂肪族系溶剤を主成
分として芳香族系溶剤の含有量を削減することにより臭
気が低減されるが、その反面、ポリウレタンプレポリマ
ーの溶解性が低下する。本発明においては、この溶解性
の低下を改善するために、末端にイソシアネート基を有
するポリウレタンプレポリマーを構成するイソシアネー
トを前記の如く構成した。

【００１７】一般的な、少量（５重量％以下）の２，
４’−ＭＤＩを含有するポリメリックＭＤＩを使用した
ポリウレタンプレポリマーでは、脂肪族系溶剤を主成分
とする希釈剤に対する溶解性が低い。これに対して、ポ
リメリックＭＤＩ中の、２，４’−ＭＤＩ含有量を高め
ることで、溶解性を改善することができる。

【００１８】この２，４’−ＭＤＩ含有量は、ポリメリ
ックＭＤＩの全量に対して１０〜３０重量％とし、ポリ
メリックＭＤＩの粘度が２５℃で２００ｍＰａ・ｓ／以
下となるようにすることが望ましい。２，４’−ＭＤＩ
含有量が１０％以下では脂肪族系溶剤を主成分とする希
釈剤に対する溶解性が不足し、３０％以上では被膜強度
が不足する。

【００１９】希釈剤は、脂肪族系溶剤を主成分とするも
のであり、脂肪族系溶剤単独で構成することも可能であ
るが、低臭化に大きな影響を及ぼさない範囲で芳香族系
溶剤並びにエステル系溶剤等を含有する石油系混合溶剤
を採用することもできる。希釈剤の臭気は、その組成に
より大きく異なるが、低臭気の目安として、酢酸−ｎ−
ブチルを１００とした相対蒸発速度が、１０以下である
希釈剤を使用することにより、従来のキシレン等をはじ
めとした希釈剤を使用したものと比べて、より低臭のも
のが得られる。

【００２０】また、希釈剤は、道床安定剤全体の引火点
を左右するものであり、これには特に大気圧下で７０℃
以上の引火点を有するものを採用して、道床安定剤全体
の引火点を７０℃以上に引き上げることが好ましく、こ
れにより道床安定剤が消防法に規定する危険物第４類第
３石油類に該当するものとなる。

【００２１】このような希釈剤としては、パラフィン
系、ナフテン系、オレフィン系、エーテル系、エーテル
エステル系の各溶剤、エステル系の溶剤及び可塑剤、な
らびにこれらの混合物を挙げることができる。各希釈剤
の具体例としては、ナフテン・パラフィン混合物、ジプ
ロピレングリコールジ−ｎ−ブチルエーテル、ジプロピ
レングリコールジ−ｎ−プロピルエーテル、３−メチル
−３−メトキシブチルアセテート、エチレングリコール
モノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモ
ノブチルエーテルアセテート、アジピン酸ジエチル、ア
ジピン酸ジメチル、アジピン酸ジオクチル（ＤＯＡ）、
アジピン酸ビス（２−エチルヘキシル）、フタル酸ジオ
クチル（ＤＯＰ）、シュウ酸ジエチル、マレイン酸ジブ
チル、二塩基酸エステル系溶剤、等を挙げることができ
る。

【００２２】上記のような第３石油類に属する希釈剤
は、第２石油類に属する希釈剤に比較して硬化した道床
安定剤中に残存しやすく、このような特性を有する希釈
剤を、屋外で雨水に暴露される道床安定剤に適用するに
あたっては、雨水への溶出によって周辺環境に悪影響を
及ぼしたり、耐久性を低下させたりする不都合を回避す
ることが望ましい。これには、高い疎水性を有し、容易
に雨水に溶出しない特性を有する希釈剤を使用すると良
く、前記の希釈剤の中でも特に、ナフテン・パラフィン
混合物、アジピン酸ジオクチル（ＤＯＡ）、アジピン酸
ビス（２−エチルヘキシル）、フタル酸ジオクチル（Ｄ
ＯＰ）、等が好適である。

【００２３】希釈剤に脂肪族系溶剤を主成分として揮発
性の低いものを採用することにより、樹脂の乾燥硬化性
が低下する。これを改善するため、アミン系ポリオール
を成分の一つとするポリオールを使用することにより、
乾燥硬化性が向上し、短時間で硬化可能とすることがで
きる。アミン系ポリオールの使用量は、ポリオール全量
に対して４０重量％未満では乾燥硬化性が不足し、８０
重量％を超えると樹脂の貯蔵安定性を低下させるため、
ポリオール全量に対して４０〜８０重量％の割合で含有
させることが好ましい。

【００２４】上記のアミン系ポリオールは、例えば、炭
素数２〜２４の脂肪族系、及び／または、芳香族系アミ
ンにアルキレンオキシドを付加して得られるものであ
る。これらのアミンとしては、モノエチルアミン、エチ
レンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエタノール
アミン等の脂肪族系アミン、トルエンジアミン等の芳香
族系アミンが挙げられ、これらのアミン単独あるいは、
２種以上の混合物に、エチレンオキシド、及び／また
は、プロピレンオキシドを任意の量付加させて得られる
アミン系ポリオールを用いることができる。

【００２５】道床安定剤は、じょうろ等の簡単な散布器
でも散布が可能で、且つ、充分な固着力を得るため、散
布後はバラスト表面に樹脂が適量残るように、流動性を
調整する必要がある。このためには、希釈剤をポリウレ
タンプレポリマー組成物全量に対して２０〜４０重量％
の割合で含有させることが好ましい。希釈剤の含有量
が、２０重量％未満であると、じょうろでの散布が困難
となり、４０重量％を超えると、バラスト表面への樹脂
の付着が不充分となり、固着力が低下する。

【００２６】同時に、バラストに対する十分な固着性を
確保するようポリウレタンプレポリマー中の末端イソシ
アネート基含有量を調整する必要がある。ポリウレタン
プレポリマー中の末端イソシアネート基含有量が１０％
未満では、樹脂とバラストとの結合体の強度が不足し、
２０％を超えると、結合体が脆くなるため、ポリウレタ
ンプレポリマー中の末端イソシアネート基含有量は、１
０〜２０％の割合で存在するものとすることが好まし
い。

【００２７】

【実施例】以下に、本発明における道床安定剤の実施例
を示す。

【００２８】実施例１ 温度計、攪拌羽根、還流冷却管を取り付けた四ツ口フラ
スコに、窒素気流下で、２，４’−ＭＤＩ含有量が１０
％で、粘度が２５℃で２００ｍＰａ・ｓ以下となるよう
調整したポリメリックＭＤＩを、４１．２重量部挿入し
た。次に、攪拌下、ポリプロピレングリコール（数平均
分子量＝２，０００、官能基数＝２）１４．４重量部
と、アミン系ポリオール（数平均分子量＝３，７００、
官能基数＝４）１４．４重量部とを添加した後、８０℃
で４時間反応させた。反応が完結した後、室温まで冷却
し、希釈剤としてナフテン・パラフィン混合物３０．０
重量部を添加し、３０分間攪拌した。得られたポリウレ
タンプレポリマー組成物の特性値は、ＮＣＯ基含有量１
１％、粘度２５０ｍＰａ・ｓ／２５℃、不揮発分７０％
であった。

【００２９】実施例２〜３並びに比較例１〜８ 表１及び表２に示すように、前記実施例１に対してイソ
シアネート中の２，４’−ＭＤＩ含有量を３０％に高め
たもの（実施例２・３）、ポリオールの配合量を変更し
たもの（実施例３）を、前記実施例１と同様の要領で作
製した。また、比較のため、希釈剤の種類及び配合量、
２，４’−ＭＤＩ含有量等の異なるポリウレタンプレポ
リマー組成物を作製した（比較例１〜８）。

【００３０】

【表１】

【００３１】

【表２】

【００３２】以上のようにして得られたポリウレタンプ
レポリマー組成物を、以下の基準に従って性能評価を行
った。その評価結果を、表１及び表２中に併せて示し
た。 評価基準 ・樹脂の溶解性：樹脂６０部に対して溶剤４０部を加え
た溶液を目視で確認した。溶液に濁りまたは層分離が見
られるものを不合格とした。 ・引火点：クリーブランド開放式法により測定した。 ・臭気：酢酸−ｎ−ブチルを１００とした相対蒸発速度
が、１０以下を合格とした。 ・バラストの固着性：５〜１０ｍｍ大の砕石１００ｃｃ
にサンプルを塗布し、硬化させた試験体の圧縮強度が１
００ｋｇ以上を合格とした。 ・耐水性：残存した希釈剤の雨水への溶出による耐久性
の低下を判定するため、バラスト固着性測定サンプルを
２日間水に浸漬し、５０℃で１日乾燥させた後、圧縮強
度を測定し、強度保持率が６０％以上のものを合格とし
た。 ・作業性：容易にじょうろで散布できるものを合格とし
た。 ・硬化性：散布２時間後に、上記の固着性を発現するも
のを合格とした。 ・貯蔵安定性：５０℃×１ヶ月貯蔵後、作業性に問題な
いものを合格とした。

【００３３】この結果から明らかなように、実施例１〜
３に示されるポリウレタンプレポリマー組成物は、樹脂
の溶解性、引火点、臭気、バラストへの固着性、耐水
性、作業性、硬化性、並びに貯蔵安定性の各評価項目に
おいて良好な特性を示している。

【００３４】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、ポリウレ
タンプレポリマーの溶解性を改良することにより、皮膜
強度を損なうことなく臭気を抑制することができ、作業
環境並びに周辺環境の悪化を防止すると共に、施工上の
制約を緩和する上で大きな効果が得られる。しかも、引
火点を引き上げて危険物第４類第３石油類に適合させる
ことにより、施工上及び貯蔵上の制約を少なくすること
ができ、その上、高い疎水性を有する希釈剤を用いるこ
とで周辺環境の悪化並びに被膜の劣化を抑えることがで
き、さらにアミン系ポリオールを採用することで、効率
的な施工が可能となる。

フロントページの続き (72)発明者 重森 友和 兵庫県尼崎市久々知３丁目13番26号 住友 バイエルウレタン株式会社内 Ｆターム(参考） 2D056 AA03 4J034 CA03 CA15 CA16 CD01 CE01 DA01 DA03 DB04 DB08 HA01 HA07 HA09 HA14 HC12 HC22 HC52 HC61 HC63 HC64 HC71 JA42 MA12 QA07 QC05 RA10

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 イソシアネートとポリオールとで構成
   される末端にイソシアネート基を有するポリウレタンプ
   レポリマーに、希釈剤を加えたポリウレタンプレポリマ
   ー組成物からなり、道床に散布されてバラストを相互に
   固着する道床安定剤であって、 前記希釈剤を、脂肪族系溶剤を主成分とするものとする
   と共に、前記イソシアネートが、ポリメチレンポリフェ
   ニレンポリイソシアネート（ポリメリックＭＤＩ）であ
   り、このポリメリックＭＤＩ中に、前記希釈剤に対して
   所望の溶解性を有し、かつ所望の被膜強度が得られる割
   合で、２、４’−ジフェニルメタンジイソシアネート
   （２、４’−ＭＤＩ）を含有させたことを特徴とする道
   床安定剤。
2. 【請求項２】 前記ポリメチレンポリフェニレンポリ
   イソシアネート（ポリメリックＭＤＩ）において、２、
   ４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（２、４’−
   ＭＤＩ）が、重量比で１０〜３０％の割合で含まれ、粘
   度が２５℃で２００ｍＰａ・ｓ以下であることを特徴と
   する、請求項１に記載の道床安定剤。
3. 【請求項３】 前記希釈剤は、大気圧下で７０℃以上
   の引火点を有するものとしたことを特徴とする、請求項
   １若しくは請求項２に記載の道床安定剤。
4. 【請求項４】 前記希釈剤は、雨水への溶出を抑止す
   るため高い疎水性を有するものとしたことを特徴とす
   る、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の道床安定
   剤。
5. 【請求項５】 前記ポリオールは、アミン系ポリオー
   ルを成分の一つとしたことを特徴とする、請求項１乃至
   請求項４のいずれかに記載の道床安定剤。