JP2013521391A

JP2013521391A - ポリウレタンエラストマーバラストマットおよびその製造

Info

Publication number: JP2013521391A
Application number: JP2012556459A
Authority: JP
Inventors: ジャン・シェンツィ; パン・ヨンドン; リン・ジェン・チエー・ロイ; タン・シャン
Original assignee: Bayer Intellectual Property GmbH
Current assignee: Bayer Intellectual Property GmbH
Priority date: 2010-03-09
Filing date: 2011-03-04
Publication date: 2013-06-10
Also published as: CN102191730B; CN102191730A; US20130062423A1; BR112012022642A2; AU2011226201A1; WO2011110489A1; EP2545092A1; RU2012142694A

Abstract

本発明は、ポリウレタンエラストマーバラストマットおよびその製造、それを用いた線路道床および鉄道設備に関する。本発明のポリウレタンエラストマーバラストマットは、ポリイソシアネート、ポリオール、鎖延長剤、発泡剤および触媒を含む反応系を、線路路盤の表面またはバラストマットシールディングの表面に噴霧して反応を行うことにより製造される反応生成物を含んでなる。本発明の技術的解決法により、種々の設置条件に適合させ、鉄道建設において使用するために、特定の設置要件に応じて、異なる機械的特性、形態、厚さおよびサイズを有するバラストマットを提供することができる。

Description

本発明は、ポリウレタン、特に、ポリウレタンエラストマーバラストマットその製造、およびそれを用いた線路道床および線路の分野に関する。

一般的に、線路道床は、路盤上かつ枕木下に敷設されるバラスト層を意味する。線路道床は、レール構造の基礎を形成する。線路道床は、主に、路盤の変形を抑制して、列車保安を確保するために、枕木を支え、レールおよび枕木を通して路盤の表面に不均一に伝わる巨大な鉄道車両の荷重を分散させる役割を果たす。バラストは、衝撃吸収および振動減衰の作用を有する。バラスト道床は、特に良好な多様性を有し、低建設費用であるため、幅広く使用されている。

バラスト道床は高額な保全を必要とする：それは、通常の保全に加えて、夜間を利用して、または、列車輸送を中断する場合には大きな保全機械により定期的に修理しなければならない。これは、枕木から伝わる振動によりその使用中に、バラスト粒子が道床構造においてその位置を変え得るからであり、バラストの鋭角は摩耗して徐々に滑らかになり、それにより粉砕が生じる。さらに、その粒子構造の観点から、バラストは、例えば石炭、埃、砂またはゴミなどの外部汚染物質の道床内への浸入を防ぐことはできないため、道床において硬化現象が認められる。さらに深刻な問題は、とりわけ道床の沈下、パルプおよび泥の落下、枕木またはレールの断裂であり、これらは多大な危険をもたらす。バラスト線路が都市部を通る場合、鉄道車両からの振動および雑音も住民により非難される。

先行技術において、バラスト道床線路の振動により生じる輸送信頼性と保全費用に関する問題を解決するための、例えばバラストマットなどを使用することによるいくつかの技術的解決法が開発されている。バラストマットは、例えば、ゴム、天然の多孔性コルク、ポリウレタン複合ゴム繊維、ゴム粒子またはポリウレタン細孔エラストマーから構成され、中でもポリウレタンエラストマーバラストマットは、その顕著な耐久性および振動減衰性により特に望ましい。それらの例として、モールド圧縮、接着または混合粉砕した後、硬化させて販売または使用するためのシートを形成することにより製造される、ＧｅｔｚｎｅｒからＳｙｌｏｍｅｒ（登録商標）およびＳｙｌｏｄｙｎ（登録商標）の名称のもと市販されているものを例示し得る。

しかしながら、現在流通しているポリウレタンエラストマーバラストマットは、バラスト道床が設置される複雑な周囲環境に適していないかもしれない。既製のバラストマットは、設置および使用に関する単独要件にのみ適合するが、バラストの異なる特性、厚さおよび形態が要求される特定の条件には適合しない。切断することにより製造されたバラストマットは、切断面の存在により低い使用性能および耐用年数を有する。

本発明の課題は、
（ａ）ポリイソシアネート若しくはポリイソシアネートの混合物であって、前記ポリイソシアネートは式Ｒ（ＮＣＯ）ｎ〔式中Ｒは、炭素数２〜１８の脂肪族炭化水素基、炭素数６〜１５の芳香族炭化水素基、または炭素数８〜１５の芳香脂肪族炭化水素基を表し、ｎは２〜４である〕で示される；
（ｂ）ポリオール若しくはポリオールの混合物であって、前記ポリオールは１００〜１０，０００の平均分子量および１〜５の官能価を有する；
（ｃ）分子量８００未満の反応性水素原子含有化合物を含む１つ以上の鎖延長剤；
（ｄ）１つ以上の発泡剤；および
（ｅ）反応系中のポリオールの総重量に基づき０．００１〜１０重量％の１つ以上の触媒
を成分として含む反応系を、線路路盤表面またはバラストマットシールディングの表面へ噴霧してポリウレタンエラストマーバラストマットを得るための反応を行う工程を含む、本発明の実施例に従うポリウレタンエラストマーバラストマットの製造方法を提供することである。

本発明の別の課題は、
（ａ）ポリイソシアネート若しくはポリイソシアネートの混合物であって、前記ポリイソシアネートは式Ｒ（ＮＣＯ）ｎ〔式中Ｒは、炭素数２〜１８の脂肪族炭化水素基、炭素数６〜１５の芳香族炭化水素基、または炭素数８〜１５の芳香脂肪族炭化水素基を表し、ｎは２〜４である〕で示される；
（ｂ）ポリオール若しくはポリオールの混合物であって、前記ポリオールは１００〜１０，０００の平均分子量および１〜５の官能価を有する；
（ｃ）分子量８００未満の反応性水素原子含有化合物を含む１つ以上の鎖延長剤；
（ｄ）１つ以上の発泡剤；および
（ｅ）反応系中のポリオールの総重量に基づき０．００１〜１０重量％の１つ以上の触媒
を成分として含む反応系を、線路路盤表面またはバラストマットシールディングの表面へ噴霧して反応を行うことにより製造された反応生成物を含む、本発明の実施例に従うポリウレタンエラストマーバラストマットを提供することである。

本発明のさらに別の課題は、バラスト層、バラストマットシールディング、バラストマット、および線路路盤を含んでなる線路道床であって、
バラストマットが線路路盤の上に配置され、バラストマットシールディングがバラスト層とバラストマットの層の間に配置され、かつ、
バラストマットが、
（ａ）ポリイソシアネート若しくはポリイソシアネートの混合物であって、前記ポリイソシアネートは式Ｒ（ＮＣＯ）ｎ〔式中Ｒは、炭素数２〜１８の脂肪族炭化水素基、炭素数６〜１５の芳香族炭化水素基、または炭素数８〜１５個の芳香脂肪族炭化水素基を表し、ｎは２〜４である〕で示される；
（ｂ）ポリオール若しくはポリオールの混合物であって、前記ポリオールは１００〜１０，０００の平均分子量および１〜５の官能価を有する；
（ｃ）分子量８００未満の反応性水素原子含有化合物を含む１つ以上の鎖延長剤；
（ｄ）１つ以上の発泡剤；および
（ｅ）反応系中のポリオールの総重量に基づき０．００１〜１０重量％の１つ以上の触媒
を成分として含む反応系を、線路路盤表面またはバラストマットシールディングの表面へ噴霧して反応を行うことにより製造される反応生成物を含む、本発明の実施例に従う線路道床を提供することである。

本発明のさらに別の課題は、レール、複数の枕木、バラスト層、バラストマットシールディング［ｓｉｃ］、バラストマットおよび線路路盤を含んでなる鉄道設備であって、
バラストマットが線路路盤の上に配置され、バラストマットシールディングがバラスト層とバラストマットの層の間に配置され、枕木がバラスト層上に設置され、鉄道車両の荷重を支えるためにレールが枕木上に設置され、かつ、
バラストマットが、
（ａ）ポリイソシアネート若しくはポリイソシアネートの混合物であって、前記ポリイソシアネートは式Ｒ（ＮＣＯ）ｎ〔式中Ｒは、炭素数２〜１８の脂肪族炭化水素基、炭素数６〜１５の芳香族炭化水素基、または炭素数８〜１５個の芳香脂肪族炭化水素基を表し、ｎは２〜４である〕で示される；
（ｂ）ポリオール若しくはポリオールの混合物であって、前記ポリオールは１００〜１０，０００の平均分子量および１〜５の官能価を有する；
（ｃ）分子量８００未満の反応性水素原子含有化合物を含む１つ以上の鎖延長剤；
（ｄ）１つ以上の発泡剤；および
（ｅ）反応系中のポリオールの総重量に基づき０．００１〜１０重量％の１つ以上の触媒
を成分とし反応系を、線路路盤表面またはバラストマットシールディングの表面へ噴霧して反応を行うことにより製造される反応生成物を含む、本発明の実施例に従う鉄道設備を提供することである。

好ましくは、ポリオールは、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオールおよびそれらの混合物からなる群から選択される１つ以上のポリオールである。

好ましくは、鎖延長剤は、１８〜４００の分子量を有する反応性水素原子含有化合物である。

好ましくは、発泡剤は、水、ハロゲン化炭化水素、炭化水素、気体およびそれらの混合物からなる群から選択される１つ以上の化合物である。

好ましくは、バラストマットシールディングは、ポリプロピレン不織布（ジオテキスタイル）および／またはガラス繊維および／または他の強化織布を含む。これは、表面層であっても、調製したポリウレタンエラストマーバラストマットを完全に包み込んでいるものであってもよい。

本発明のさらなる課題は、本発明のポリウレタンエラストマーバラストマットの、線路道床および線路設備の建設および／または保全における使用である。

本発明において、細孔ポリウレタンエラストマーバラストマットは、線路路盤の表面またはバラストマットシールディングの表面へ噴霧することにより形成される。この技術は、機械的特性、密度、厚さおよび形態に関して、現場の条件に従ってバラストマットを調整することを可能にする。得られるバラストマットは、既存の一連のバラストマットに比べて、種々の複雑な設置環境および条件に対する良好な適合性を有するため、より高い性能を有する。さらに、このようにして得られるバラストマットは、クローズドセル構造であり、切断工程を必要としないため外部浸食により容易に生じる部分が存在しない。これはポリウレタンエラストマー構造の破壊をほとんど引き起こさず、それ故に、長期間バラストマットの性能安定性を確保する。その結果、バラスト道床は振動および雑音を減衰させ、良好な方法で沈下を防止することで、建設および保全の両費用を抑える。

図１は、本発明の実施例に従う、噴霧によるポリウレタンエラストマーバラストマットの製造を説明する回路図である。図２は、本発明の実施例に従う、噴霧により製造されるポリウレタンエラストマーバラストマットの線路路盤における使用を説明する回路図である。図中で用いる同じ符号は、同じ若しくは同様の構造若しくは機能を表す。これらの図は、本発明を説明するためのものであり、決して限定するものではない。

本発明は、ポリウレタンエラストマーバラストマットおよびその製造を提供する。本発明によれば、特有で複雑な設置環境および条件に応じて、適切な機械的特性、生成物密度、厚さおよび形態を有するポリウレタンエラストマーバラストマットを、噴霧により製造することができる。既存製品の限られた適用範囲に伴う問題および切断に起因する既存のポリウレタンエラストマーバラストマットの破壊構造を回避することができる。その結果、バラストマットの性能は一定レベル保持される。

ポリウレタンエラストマーバラストマットは、反応前に、ポリウレタン形成反応系を線路路盤の表面上に噴霧することにより形成することができる。これは、得られるバラストマットが路盤と接着するよう、線路路盤の表面上または路盤の表面に配置された支持体（例えば織物またはグリッド）（支持体は、線路路盤の表面に事前に配置されたものであってもよく、または噴霧被覆により調製されたバラストマットで被覆された後、路盤上に移されたものであってもよい）への反応系の直接噴霧を含む。有利なことに、下部のパイプラインや他の設備に起因して線路路盤が平坦でない場合、本発明の技術的解決法は平らな表面を有するバラストマットを製造することを容易にする。さらに、パイプラインが下を通る一部のバラストマットの弾力性は、他の部分と（例えばより良好なレベルで）区別され得る。

あるいは、ポリウレタンエラストマーバラストマットはバラストマットシールディングの片面（バラストと接触する面と反対の面）に噴霧することにより形成することができ、それによりバラストマットをシールディングと接着させる。噴霧工程の間、シールディングは上記表面を作成するために上方へめくることができ、コーティングの終わりに、ポリウレタンエラストマーバラストマットが形成された後、線路路盤の表面を覆うためにひっくり返すことができ、それによりバラストマットは路盤とバラストマットの間に配置される。

バラストマットを保護するために用いられるバラストマットシールディングは、典型的にはポリプロピレン不織布（ジオテキスタイル）および／またはガラス繊維および／または他の強化織布であり、これらは引裂きおよび穿孔に対して優れた耐性を示す。一方で、このシールディングは応力分散の機能を果たす。すなわち、バラストが、シールディングを介してポリウレタンエラストマーバラストマットの方へ加圧された場合、不均一な荷重を分散しマットへ荷重を伝える。他方で、シールディングは、鋭角のバラストによる穿孔または引掻きからポリウレタンエラストマーバラストマットを保護する。

図１は、本発明の実施例のバラストマットシールディング上への噴霧によるバラストマットの製造を説明する回路図である。このポリウレタンエラストマー形成反応成分は、容器１０および容器２０にそれぞれ貯蔵されている。噴霧手段３０を用いて、シールディング５０の表面へスプレーノズル４０から成分を噴霧し、ポリウレタンエラストマーバラストマット６０を形成する。調製されたバラストマットの機械的特性は、容器１０および容器２０からの反応成分間の体積比若しくは重量比を調整することにより変えることができる。必要な場合、シールディング５０の種々の部分において同一若しくは異なる厚さを有するポリウレタンエラストマーを得るために、スプレーノズル４０の位置を変えることもできる。

図２は、本発明の実施例に従う、噴霧により調製されたバラストマットの線路路盤における使用を説明する回路図である。図に示すように、本発明に従い調製されたバラストマット６０（その上にシールディング５０が設置される）は、線路路盤７０の上に配置される。この実施例において、バラストマット６０は、図１により説明された実施例に従い、シールディング５０の片面に直接噴霧し、線路路盤７０を覆うために向きを変えることにより形成することができる。あるいは、バラストマット６０は、ポリウレタンエラストマー形成反応系の成分を、噴霧手段３０を用いて路盤７０上に直接噴霧し、その後シールディング５０を配置することにより製造される。この場合、ポリウレタンエラストマーの完全な硬化前にシールディング５０を設置することができ、それによりポリウレタンエラストマー形成反応系の凝集により直接的に接着させることができる。（バラストと接触する）シールディング５０の他の表面はバラスト層に用いられる。

ポリウレタンエラストマーバラストマットを比較的限られた若しくは込み入った領域で形成することを望む場合、この領域におけるバラストマットは、反応系の反応性成分をこの領域内に流し込むことにより製造することもできる。ここでは、流し込みも噴霧の一種と理解すべきである。

さらに本発明は、本発明のポリウレタンエラストマーバラストマットの、線路、および線路道床の建設および保全における使用、ならびにそれを使用する線路を提供する。

本発明の線路道床は、バラスト層、バラストマットシールディング、バラストマットおよび線路路盤を含んでなる：バラストマットは路盤上に配置され、バラストマットシールディングはバラスト層とバラストマットの層の間に配置され、このバラストマットは本発明により製造されたバラストマットである。本発明の鉄道設備は、レール、複数の枕木、バラスト層、バラストマットシールディング、バラストマット、および線路路盤を含んでなる：バラストマットは線路路盤上に配置され、バラストマットシールディングはバラスト層とバラストマットの層の間に配置され、枕木はバラスト層上に設置され、鉄道車両の荷重を支えるためにレールが枕木上に設置され、このバラストマットは本発明により製造されたバラストマットである。

本発明のポリウレタンエラストマーバラストマット、線路道床および鉄道設備は、鉄道荷重および他の問題により生じる振動および騒音を抑えるのに有効である。

本発明において有用な噴霧手段は、ポリウレタン噴霧の市場において販売されているものであってよく、スプレーガンは任意の従来型のものであってよい。

本発明の反応系は、ポリイソシアネート若しくはポリイソシアネートの混合物；ポリオール若しくはポリオールの混合物；１つ以上の鎖延長剤；１つ以上の発泡剤；および、反応系中のポリオールの総重量に基づき０．００１〜１０重量％の１つ以上の触媒を含む。この反応系から調製されるポリウレタンエラストマーは細孔であり、優れた振動減衰性を示す。

ポリイソシアネートは、一種のポリイソシアネートまたは複数のポリイソシアネートの混合物を含む。ポリイソシアネートは、式：Ｒ（ＮＣＯ）ｎ〔式中Ｒは、炭素数２〜１８の脂肪族炭化水素基、炭素数６〜１５の芳香族炭化水素基、または炭素数８〜１５の芳香脂肪族炭化水素基を表し、ｎは２〜４である〕で示される。

ポリイソシアネートとして限定するものではないが、好ましくはエチリデンジイソシアネート、テトラメチレン−１，４−ジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、ドデカメチレン−１，２−ジイソシアネート、シクロブタン−１，３−ジイソシアネート、シクロヘキサン−１，３−ジイソシアネート、シクロヘキサン−１，４−ジイソシアネート、１−イソシアナト−３，３，５−トリメチル−５−イソシアナトメチル−シクロヘキサン、ヘキサヒドロトルエン−２，４−ジイソシアネート、ヘキサヒドロトルエン−２，６−ジイソシアネート、ヘキサヒドロフェニル−１，３−ジイソシアネート、ヘキサヒドロフェニル−１，４−ジイソシアネート、ペルヒドロ−ジフェニルメタン−２，４−ジイソシアネート、ペルヒドロ−ジフェニルメタン−４，４−ジイソシアネート、フェニレン−１，３−ジイソシアネート、フェニレン−１，４−ジイソシアネート、ジュレン−１，４−ジイソシアネート、スチルベン−１，４−ジイソシアネート、３，３−ジメチル−４，４−ジフェニルジイソシアネート、トリレン−２，４−ジイソシアネート（ＴＤＩ）、トリレン−２，６−ジイソシアネート（ＴＤＩ）、メチレンジフェニル−２，４’−ジイソシアネート（ＭＤＩ）、メチレンジフェニル−２，２’−ジイソシアネート（ＭＤＩ）、メチレンジフェニル−４，４’−ジイソシアネート（ＭＤＩ）、ナフチレン−１，５−ジイソシアネート（ＮＤＩ）、それらの異性体、ならびにそれらの混合物が挙げられる。

ポリイソシアネートは、カルボジイミド、アロファネート、またはイソシアネートにより変性されたものであってもよい。これらとして、限定するものではないが、好ましくは、ジフェニルメタンジイソシアネート、カルボジイミドで変性されたジフェニルメタンジイソシアネート、それらの異性体、ならびにそれらの混合物が挙げられる。

さらにポリイソシアネートは、イソシアネート末端キャッププレポリマーであってもよい。

ポリオールは、一種のポリオールまたは複数のポリオールの混合物であり得る。このポリオールは、１００〜１０，０００の、好ましくは１５０〜２，０００の平均分子量および１〜５の、好ましくは２〜３の官能価を有する。

限定するものではないが、ポリオールとして好ましくは、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、およびそれらの混合物が挙げられる。

ポリオールは、低分子量ポリオールおよびポリエーテルポリオールの両方を含み、低分子量ポリオールとしては、限定するものではないが好ましくは、多価化合物、例えば水、エチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，３−プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリメチロールプロパン、およびそれらの混合物が挙げられる。

ポリエーテルポリオールは、それ自体既知の方法、例えば、出発物として、アルキレンオキシドと多価アルコールとを触媒の存在下で反応させることにより調製することができる。触媒としては、限定するものではないが、好ましくはアルカリ性水酸化物、アルカリ性アルコキシド、五塩化アンチモン、フッ化ホウ素エーテラート、二重金属シアン化物、およびそれらの混合物が挙げられる。アルキレンオキシドとしては、限定するものではないが、好ましくはテトラヒドロフラン、エチレンオキシド、１，２−プロピレンオキシド、１，２−ブチレンオキシド、２，３−ブチレンオキシド、スチレンオキシド、またはそれらの混合物が挙げられる。ポリエーテルポリオールの出発物としては、限定するものではないが、好ましくは多価化合物、例えば水、エチレングリコール、１，２−プロピレンオキシド、１，３−プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリメチロールプロパン、およびそれらの混合物が挙げられる。

ポリエステルポリオールは、好ましくはジカルボン酸またはジカルボン酸無水物とポリオールとを反応させることにより調製する。ジカルボン酸として、限定するものではないが、好ましくは炭素数２〜１２の脂肪族カルボン酸、例えばコハク酸、マロン酸、グルタル酸、アジピン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン酸、マレイン酸、フタル酸、ｏ−フタル酸、イソフタル酸、ｐ−フタル酸、およびそれらの混合物が挙げられる。ジカルボン酸無水物として、限定するものではないが、好ましくはｏ−フタル酸無水物、テトラクロロフタル酸無水物、無水マレイン酸、およびそれらの混合物が挙げられる。ポリオールとして、限定するものではないが、好ましくはエチレングリコール、ジエチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，３−プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、メチル−１，３−プロピレングリコール、テトラメチレングリコール、ペンタメチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、ネオペンチルグリコール、１，１０−デカンジオール、グリセリン、トリメチロールプロパン、およびそれらの混合物が挙げられる。ポリエステルポリオールとしては、ラクトン、限定するものではないが好ましくはカプロラクトンから調製されるものも挙げられる。

ポリカーボネートポリオールとしては、限定するものではないが好ましくは、ジオールとジアルキル若しくはジアリールカーボネート若しくはホスゲンとを反応させることにより調製されるポリカーボネートジオールが挙げられる。ジオールとしては、限定するものではないが、好ましくは１，２−プロピレングリコール、１，３−プロピレングリコール、テトラメチレングリコール、ペンタメチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、ジエチレングリコール、トリオキシメチレンジオール、およびそれらの混合物が挙げられる。ジアルキル若しくはジアリールカーボネートとして、限定するものではないが、好ましくはジフェニルカーボネートが挙げられる。

鎖延長剤として使用するのに適する化合物は、典型的には、８００未満の、好ましくは１８〜４００の範囲の分子量を有する反応性水素原子含有化合物である。これらとして、限定するものではないが、好ましくはアルキルジオール、ジヒドロカルボニレンジオール、ポリアルキルポリオール、およびそれらの混合物、例えばエチレングリコール、テトラメチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、ヘプタメチレングリコール、オクタメチレングリコール、ノナメチレングリコール、１，１０−デカンジオール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリオキシアルキレングリコール、およびそれらの混合物が挙げられる。反応性水素原子含有化合物として、他のグラフト化若しくは不飽和アルキルジオール、およびそれらの混合物、例えば１，２−プロピレングリコール、２−メチル−１，３−プロピレン、２，２−ジメチル−１，３−プロピレングリコール、２−ブチル−２−エチル−１，３−プロピレングリコール、２−ブタン−１，４−ジオール、２−ブチン−１，４−ジオール、アルカノールアミン、Ｎ−アルキルジアルカノールアミン、例えばエタノールアミン、２−プロパノールアミン、３−アミノ−２，２−ジメチルプロパノール、Ｎ−メチルジエタノールアミン、Ｎ−エチルジエタノールアミン、およびそれらの混合物が挙げられる。さらに、脂肪族アミン、芳香族アミン、およびそれらの混合物、例えばエチレンジアミン、トリメチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、イソホロンジアミン、１，４−シクロヘキサンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジエチル−フェニルジアミン、２，４−ジアミノトルエン、２，６−ジアミノトルエンおよびそれらの混合物を挙げることもできる。

ポリウレタン形成反応系は、下記の剤および触媒も含む。

発泡剤として使用するのに適した化合物としては、典型的に、水、ハロゲン化炭化水素、炭化水素および気体が挙げられる。ハロゲン化炭化水素としては、限定するものではないが、好ましくは、クロロジフルオロメタン、ジクロロフルオロメタン、ジクロロフルオロメタン、トリクロロフルオロメタン、およびそれらの混合物が挙げられる。炭化水素としては、限定するものではないが、好ましくはブタン、ペンタン、シクロペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン、およびそれらの混合物が挙げられる。気体として、限定するものではないが、好ましくは、空気、二酸化炭素、窒素ガス、およびそれらの混合物が挙げられる。

触媒としては、限定するものではないが、好ましくはアミン触媒、有機金属触媒、およびそれらの混合物が挙げられる。アミン触媒として、限定するものではないが、好ましくは、トリエチルアミン、トリブチルアミン、トリエチレンジアミン、Ｎ−エチルモルホリン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチル−エチレンジアミン、ペンタメチルジエチレン−トリアミン、Ｎ，Ｎ−メチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミン、およびそれらの混合物が挙げられる。有機金属触媒としては、限定するものではないが、好ましくは有機スズ化合物、例えば酢酸スズ（II）、オクタン酸スズ（II）、エチルヘキサン酸スズ、ラウリン酸スズ、酸化ジブチルスズ、二塩化ジブチルスズ、二酢酸ジブチルスズ、マレイン酸ジブチルスズ、二酢酸ジオクチルスズ、およびそれらの混合物が挙げられる。触媒の使用量は、ポリウレタン形成反応系中のポリオール (反応成分としてのポリオール、鎖延長剤またはその他としてのポリオールのいずれをも含む）の総重量に基づき、０．００１〜１０重量％である。

実施例および方法を以下に記載する。これらは実例であり、決して限定するものではない。

上記および下記で言及する出発物質の説明
上記および下記で言及する出発物質について以下に説明する。
ＤｅｓｍｏｄｕｒＰＦ：２３．０％のＮＣＯ含量を有するポリエーテル型イソシアネートプレポリマー（ＢａｙｅｒＭａｔｅｒｉａｌＳｃｉｅｎｃｅＡＧより購入可能）。
ＡＲＣＯＬ３５５３：ポリエーテル型ポリオール（ＢａｙｅｒＭａｔｅｒｉａｌＳｃｉｅｎｃｅＡＧより購入可能）。
Ｄａｂｃｏ３３ＬＶ：第３級アミン型触媒（ＡｉｒＰｒｏｄｕｃｔｓａｎｄＣｈｅｍｉｃａｌｓ社より購入可能）。
ＵＬ３２：有機スズ金属触媒（ＭｏｍｅｎｔｉｖｅＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅＭａｔｅｒｉａｌｓより購入可能）。
高圧噴霧装置：グラコ−ガスマーポリウレタン／ポリ尿素ＰＵスプレー塗装機：Ｈ−ＸＰ２／Ｈ−ＸＰ３。

〔実施例１〕
いずれも３０℃の温度のポリオール成分およびイソシアネート成分を、高圧スプレー塗装機を用いて、１００／５０の体積比でシールディングの片面に噴霧した。使用したポリオールは、１００重量部のトリヒドロキシアルコール、ＡＲＣＯＬ３５５３、６重量部のエチレングリコールおよび１．５重量部のジエチルトルエンから構成された。使用したイソシアネートは、５６重量部のＤｅｓｍｏｄｕｒＰＦであった。他の反応成分は、触媒として０．６重量部の３３ＬＶおよび０．０２重量部のＵＬ３２、および発泡剤として０．２０重量部の水を含んでいた。

このようにして調製したポリウレタンバラストマットは、６１０Ｋｇ／ｍ^３の密度、５３〜５５ショアＡの硬度、および０．１６Ｎ／ｍｍ^３の静剛性（Ｃｓｔａｔ）を示した。

〔実施例２〕
いずれも３０℃の温度のポリオール成分およびイソシアネート成分を、高圧スプレー塗装機を用いて、１００／５０の体積比でシールディングの片面に噴霧した。使用したポリオールは、１００重量部のトリヒドロキシアルコール、ＡＲＣＯＬ３５５３、６．７１重量部のエチレングリコールおよび１．５重量部のジエチルトルエンから構成された。使用したイソシアネートは、５６重量部のＤｅｓｍｏｄｕｒＰＦであった。他の反応成分は、触媒として０．２重量部の３３ＬＶおよび０．０２重量部のＵＬ３２、および発泡剤として０．１０重量部の水を含んでいた。

このようにして調製したポリウレタンバラストマットは、６６０Ｋｇ／ｍ^３の密度、５５ショアＡの硬度、および０．１７Ｎ／ｍｍ^３の静剛性（Ｃｓｔａｔ）を示した。

〔実施例３〕
いずれも３０℃の温度のポリオール成分およびイソシアネート成分を、高圧スプレー塗装機を用いて、１００／５０の体積比でシールディングの片面に噴霧した。使用したポリオールは、１００重量部のトリヒドロキシアルコール、ＡＲＣＯＬ３５５３、６．６４重量部のエチレングリコールおよび１．５重量部のジエチルトルエンから構成された。使用したイソシアネートは、５６重量部のＤｅｓｍｏｄｕｒＰＦであった。他の反応成分は、触媒として０．２重量部の３３ＬＶおよび０．０２重量部のＵＬ３２、および発泡剤として０．１０重量部の水を含んでいた。

このようにして調製したポリウレタンバラストマットは、５９０Ｋｇ／ｍ^３の密度、５４ショアＡの硬度、および０．１９Ｎ／ｍｍ^３の静剛性（Ｃｓｔａｔ）を示した。

〔実施例４〕
いずれも２５〜３０℃の温度のポリオール成分およびイソシアネート成分を、高圧スプレー塗装機を用いて、１００／５０の体積比でシールディングの片面に噴霧した。使用したポリオールは、１００重量部のトリヒドロキシアルコール、ＡＲＣＯＬ３５５３、６．２７重量部のエチレングリコールおよび１．５重量部のジエチルトルエンから構成された。使用したイソシアネートは、５６重量部のＤｅｓｍｏｄｕｒＰＦであった。他の反応成分は、触媒として０．２重量部の３３ＬＶおよび０．０２重量部のＵＬ３２、および発泡剤として０．２０重量部の水を含んでいた。

このようにして調製したポリウレタンバラストマットは、４８０Ｋｇ／ｍ^３の密度、４５ショアＡの硬度、および０．１５Ｎ／ｍｍ^３の静剛性（Ｃｓｔａｔ）を示した。

〔実施例５〕
いずれも２５〜３０℃の温度のポリオール成分およびイソシアネート成分を、高圧スプレー塗装機を用いて、１００／５０の体積比でシールディングの片面に噴霧した。使用したポリオールは、１００重量部のトリヒドロキシアルコール、ＡＲＣＯＬ３５５３、６．０重量部のエチレングリコールおよび１．５重量部のジエチルトルエンから構成された。使用したイソシアネートは、５６重量部のＤｅｓｍｏｄｕｒＰＦであった。他の反応成分は、触媒として０．６重量部の３３ＬＶおよび０．０２重量部のＵＬ３２、および発泡剤として０．２０重量部の水を含んでいた。

このようにして調製したポリウレタンバラストマットは、４８０Ｋｇ／ｍ^３の密度、４５ショアＡの硬度、および０．１４Ｎ／ｍｍ^３の静剛性（Ｃｓｔａｔ）を示した。

〔実施例６〕
いずれも２５〜３０℃の温度のポリオール成分およびイソシアネート成分を、高圧スプレー塗装機を用いて、１００／５２の体積比でシールディングの片面に噴霧した。使用したポリオールは、１００重量部のトリヒドロキシアルコール、ＡＲＣＯＬ３５５３、６．７１重量部のエチレングリコールおよび１．５重量部のジエチルトルエンから構成された。使用したイソシアネートは、５７重量部のＤｅｓｍｏｄｕｒＰＦであった。他の反応成分は、触媒として０．２重量部の３３ＬＶおよび０．０２重量部のＵＬ３２、および発泡剤として０．１８重量部の水を含んでいた。

このようにして調製したポリウレタンバラストマットは、５００Ｋｇ／ｍ^３の密度、４７ショアＡの硬度、および０．１６Ｎ／ｍｍ^３の静剛性（Ｃｓｔａｔ）を示した。

〔実施例７〕
いずれも２５〜３０℃の温度のポリオール成分およびイソシアネート成分を、高圧スプレー塗装機を用いて、１００／５２の体積比でシールディングの片面に噴霧した。使用したポリオールは、１００重量部のトリヒドロキシアルコール、ＡＲＣＯＬ３５５３、６．０重量部のエチレングリコール、１．０重量部のテトラメチレングリコールおよび１．５重量部のジエチルトルエンから構成された。使用したイソシアネートは、５７重量部のＤｅｓｍｏｄｕｒＰＦであった。他の反応成分は、触媒として０．６重量部の３３ＬＶおよび０．０２重量部のＵＬ３２、および発泡剤として０．１８重量部の水を含んでいた。

このようにして調製したポリウレタンバラストマットは、５４０Ｋｇ／ｍ^３の密度、５０ショアＡの硬度、および０．２３Ｎ／ｍｍ^３の静剛性（Ｃｓｔａｔ）を示した。

表１に、実施例１〜７における反応性反応系の反応成分の比率、および得られた噴霧によるポリウレタンエラストマーバラストマットの試験結果をまとまた。実施例、ならびに表中のデータからわかるように、使用する反応成分の量比を調節することにより、種々の機械的特性の要件に適合するポリウレタンバラストマットを得ることができる。したがって、本発明によれば、所定の条件下での特定の線路敷設要件に応じて、所望の特性を有するポリウレタンエラストマーバラストマットを効果的に上手く調製することができる。

本発明をより望ましい実施例により説明したが、これらは決して本発明を限定するものではない。当業者は、本発明の範囲において修正および変更を行うことができる。したがって、本発明の保護範囲は、添付の特許請求の範囲を考慮して決定されるべきである。

Claims

ポリウレタンエラストマーバラストマットの製造方法であって、線路路盤表面またはバラストマットシールディングの表面へ反応系を噴霧してポリウレタンエラストマーバラストマットを得るための反応を行う工程を含み、該反応系が、
（ａ）ポリイソシアネート若しくはポリイソシアネートの混合物であって、前記ポリイソシアネートは式Ｒ（ＮＣＯ）ｎ〔式中Ｒは、炭素数２〜１８の脂肪族炭化水素基、炭素数６〜１５の芳香族炭化水素基、または炭素数８〜１５の芳香脂肪族炭化水素基を表し、ｎは２〜４である〕で示される；
（ｂ）ポリオール若しくはポリオールの混合物であって、前記ポリオールは１００〜１０，０００の平均分子量および１〜５の官能価を有する；
（ｃ）分子量８００未満の反応性水素原子含有化合物を含む１つ以上の鎖延長剤；
（ｄ）１つ以上の発泡剤；および
（ｅ）反応系中のポリオールの総重量に基づき０．００１〜１０重量％の１つ以上の触媒
を成分として含んでなる製造方法。
ポリオールが、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオールおよびそれらの混合物からなる群から選択される１つ以上の化合物である、請求項１に記載の方法。
鎖延長剤が１８〜４００の分子量を有する反応性水素原子含有化合物である、請求項１に記載の方法。
発泡剤が、水、ハロゲン化炭化水素、炭化水素、気体およびそれらの混合物からなる群から選択される１つ以上の化合物である、請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
バラストマットシールディングが、ポリプロピレン不織布の層または強化織布の層を含んでなる、請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
線路路盤表面またはバラストマットシールディングの表面へ反応系を噴霧して反応を行うことにより製造される反応生成物を含んでなるポリウレタンエラストマーバラストマットであって、該反応系が、
（ａ）ポリイソシアネート若しくはポリイソシアネートの混合物であって、前記ポリイソシアネートは式Ｒ（ＮＣＯ）ｎ〔式中Ｒは、炭素数２〜１８の脂肪族炭化水素基、炭素数６〜１５の芳香族炭化水素基、または炭素数８〜１５の芳香脂肪族炭化水素基を表し、ｎは２〜４である〕で示される；
（ｂ）ポリオール若しくはポリオールの混合物であって、前記ポリオールは１００〜１０，０００の平均分子量および１〜５の官能価を有する；
（ｃ）分子量８００未満の反応性水素原子含有化合物を含む１つ以上の鎖延長剤；
（ｄ）１つ以上の発泡剤；および
（ｅ）反応系中のポリオールの総重量に基づき０．００１〜１０重量％の１つ以上の触媒
を成分として含む、バラストマット。
ポリオールが、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオールおよびそれらの混合物からなる群から選択される１つ以上の化合物である、請求項６に記載のバラストマット。
鎖延長剤が１８〜４００の分子量を有する反応性水素原子含有化合物である、請求項６に記載のバラストマット。
発泡剤が、水、ハロゲン化炭化水素、炭化水素、気体およびそれらの混合物からなる群から選択される１つ以上の化合物である、請求項６〜８のいずれかに記載のバラストマット。
バラストマットシールディングが、ポリプロピレン不織布の層または強化織布の層を含んでなる、請求項６〜８のいずれかに記載のバラストマット。
バラスト層、バラストマットシールディング、バラストマット、および線路路盤を含んでなる線路道床であって、
バラストマットが線路路盤の上に配置され、バラストマットシールディングがバラスト層とバラストマットの層の間に配置され、かつ、
バラストマットが、線路路盤表面またはバラストマットシールディングの表面へ反応系を噴霧して反応を行うことにより製造される反応生成物を含み、該反応系が、
（ａ）ポリイソシアネート若しくはポリイソシアネートの混合物であって、前記ポリイソシアネートは式Ｒ（ＮＣＯ）ｎ〔式中Ｒは、炭素数２〜１８の脂肪族炭化水素基、炭素数６〜１５の芳香族炭化水素基、または炭素数８〜１５の芳香脂肪族炭化水素基を表し、ｎは２〜４である〕で示される；
（ｂ）ポリオール若しくはポリオールの混合物であって、前記ポリオールは１００〜１０，０００の平均分子量および１〜５の官能価を有する；
（ｃ）分子量８００未満の反応性水素原子含有化合物を含む１つ以上の鎖延長剤；
（ｄ）１つ以上の発泡剤；および
（ｅ）反応系中のポリオールの総重量に基づき０．００１〜１０重量％の１つ以上の触媒
を成分として含む、線路道床。
バラストマットシールディングが、ポリプロピレン不織布の層または強化織布の層を含んでなる、請求項１１に記載の線路道床。
レール、複数の枕木、バラスト層、バラストマットシールディング、バラストマットおよび線路路盤を含んでなる鉄道設備であって、
バラストマットが線路路盤の上に配置され、バラストマットシールディングがバラスト層とバラストマットの層の間に配置され、枕木がバラスト層上に設置され、鉄道車両の荷重を支えるためにレールが枕木上に設置され、かつ、
バラストマットが、線路路盤表面またはバラストマットシールディングの表面へ反応系を噴霧して反応を行うことにより製造される反応生成物を含み、該反応系が、
（ａ）ポリイソシアネート若しくはポリイソシアネートの混合物であって、前記ポリイソシアネートは式Ｒ（ＮＣＯ）ｎ〔式中Ｒは、炭素数２〜１８の脂肪族炭化水素基、炭素数６〜１５の芳香族炭化水素基、または炭素数８〜１５の芳香脂肪族炭化水素基を表し、ｎは２〜４である〕で示される；
（ｂ）ポリオール若しくはポリオールの混合物であって、前記ポリオールは１００〜１０，０００の平均分子量および１〜５の官能価を有する；
（ｃ）分子量８００未満の反応性水素原子含有化合物を含む１つ以上の鎖延長剤；
（ｄ）１つ以上の発泡剤；および
（ｅ）反応系中のポリオールの総重量に基づき０．００１〜１０重量％の１つ以上の触媒
を成分として含む、鉄道設備。
バラストマットシールディングが、ポリプロピレン不織布の層または強化織布の層を含んでなる、請求項１３に記載の鉄道設備。
線路道床および鉄道設備の建設および／または保全における、請求項６〜１０のいずれかに記載のポリウレタンエラストマーバラストマットの使用。