JP2886433B2 - 鉄道線路下のバラスト固着用接着工法 - Google Patents

鉄道線路下のバラスト固着用接着工法

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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は鉄道線路下のバラスト固
着用接着工法、更に詳しくは、優れた速硬性と難燃性を
発揮しうる二液型ウレタン系接着剤を用い、その主剤と
硬化剤をスプレー混合させて、発泡、硬化せしめる接着
工法に関する。
【0002】
【従来の技術】鉄道線路下に敷つめられているバラスト
(小石や砂利)は、列車通過による風圧や他の外力によっ
て飛散するのを防止するため、適当な接着剤で固着保持
されている。そして、従来より、このようなバラスト固
着には、エマルジョン系接着剤やエポキシ系接着剤が使
用されている。ところで、エマルジョン系接着剤は一液
のため容易に施工でき、かつコストも安価である利点が
あるが、水揮散による乾燥硬化のため、硬化に要する時
間が極めて長く、かつ天候に左右され易く、また耐熱性
も低い。一方、エポキシ系接着剤はエマルジョン系に比
べ硬化性はよくなるが、硬化膜が硬く、また硬化剤とし
てアミンを用いるため、かぶれ等の毒性上の問題があ
り、架線下に流れた場合、汚染事故につながる可能性が
ある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の問題点を含
め、当該バラスト固着用途での課題として、 (1)架線下に流れ出す可能性を考慮し、毒性が低いこ
と、 (2)改修、補修が円滑に行えるよう、バラスト表層間の
みが固着すること、 (3)施工時の天候に左右されない、特に急な雨に対して
も流出することなく、素早く硬まる速硬性を有するこ
と、 (4)線路磨き時の火花や、長さ調節に用いる加熱バーナ
ーに対して難燃性があること、 (5)夜間工事のため、3〜4時間以内で硬化し、列車通
過に対応できることが必要となる。
【0004】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者らは、
かかる課題達成を目的として、特に二液型ウレタン系接
着剤に着目して鋭意研究を進めた結果、以下に示す知見
を見出し、本発明を完成させるに至った。(1)の毒性に
関しては、経口毒性が実際上無毒となりうるウレタンプ
レポリマー主剤と、その硬化剤として水を組合せる。
(2)のバラスト表層間の固着に関しては、ウレタンプレ
ポリマーと水の硬化過程での炭酸ガス発生を利用し、両
成分のスプレー混合により、表層間のみを発泡、硬化せ
しめる。(3)の天候、特に雨に対する対策として、硬化
過程に水が必要な組成、すなわち、ウレタンプレポリマ
ー主剤と水硬化剤の組合せを選定する。(4)の難燃性に
関しては、ウレタンプレポリマー主剤のポリオール成分
として、ポリエーテルポリマーのメラミン変性体を用い
ることにより、難燃性を付与する。(5)の速硬化は、水
硬化剤に硬化触媒として尿素やチオ尿素を加えることに
よって、より向上する。
【0005】すなわち、本発明は、鉄道線路下のバラス
トを固着する接着工法であって、(a)少なくともエチレ
ンオキサイド部を含有するポリエーテルポリオールと
(b)ポリエーテルポリオールのメラミン変性体を併用
し、これらに有機ポリイソシアネート化合物を反応させ
て得られる末端イソシアネート基含有ウレタンプレポリ
マーからなる主剤と、硬化剤として水をスプレー混合さ
せて、発泡、硬化せしめることを特徴とする接着工法を
提供するものである。
【0006】本発明においてポリエーテルポリオールと
は、2個以上の活性水素を含有する化合物(たとえばエ
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、1,6−ヘキサンジオール、ポリエチレング
リコール、ポリプロピレングリコール、グリセリン、ト
リメチロールプロパン、1,2,6−ヘキサントリオール
など)にアルキレンオキサイド(エチレンオキサイド、プ
ロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなど)を付加
重合したものを指称する。
【0007】本発明で用いる少なくともエチレンオキサ
イド部を含有するポリエーテルポリオール(以下、EO
含有ポリオールと称す)(a)は、上記ポリエーテルポリオ
ールの中でアルキレンオキサイドとして少なくともエチ
レンオキサイドを用いたものであって、通常、エチレン
オキサイド部の含有率(以下、EO率と称す)が15〜4
0%(重量%、以下同様)に設定されているものが適当で
ある。EO率が15%未満では、得られる末端イソシア
ネート基含有ウレタンプレポリマーの親水性が低下し、
水との硬化反応に支障を来し、また40%を越えると、
硬化膜の耐水性が低下する傾向にある。かかるEO含有
ポリオールの具体例としては、ポリプロピレングリコー
ルにエチレンオキサイドを付加重合したポリエーテルジ
オールの、旭電化工業(株)製の「アデカポリエーテルP
R−3007」(分子量3000、EO率30%)が市販
されている。
【0008】本発明で用いるポリエーテルポリオールの
メラミン変性体(以下、メラミン変性ポリオールと称す)
(b)とは、上記ポリエーテルポリオールにメラミンを分
散せしめたもの、あるいはポリエーテルポリマーの製造
工程で、メラミンを加えてポリオール分子中に導入した
ものを指称し、通常ポリエーテルポリオール100部
(重量部、以下同様)に対してメラミン量が5〜30部、
好ましくは10〜25部のものが使用されてよい。かか
るメラミン変性ポリオールの具体例としては、分子量5
000のポリエーテルトリオール80%にメラミン20
%を変性乃至分散せしめた、旭硝子(株)製の「M−95
0」が市販されている。
【0009】本発明において主剤として用いる末端イソ
シアネート基含有ウレタンプレポリマー(以下、末端N
COプレポリマーと称す)は、上述のEO含有ポリオー
ル(a)とメラミン変性ポリオール(b)を通常、6/4〜9
/1の重量比で併用し、これらに有機ポリイソシアネー
ト化合物をNCO/OH比が4.5〜5.5となるよう
に、要すれば適当な反応溶媒の存在下、常温乃至90℃
の温度で反応させることにより製造される。上記有機ポ
リイソシアネート化合物としては、たとえばトリメチレ
ンジイソシアネート、テトラメチ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、ペンタメチレン
ジイソシアネート、2,4,4−または2,2,4−トリメ
チルヘキサメチレンジイソシアネート、ドデカメチレン
ジイソシアネート、1,3−シクロペンタンジイソシア
ネート、1,4−シクロヘキサンジイソシアネート、1,
3−シクロヘキサンジイソシアネート、4,4'−メチレ
ンビス(シクロヘキシルイソシアネート)、メチル2,4
−シクロヘキサンジイソシアネート、メチル2,6−シ
クロヘキサンジイソシアネート、1,4−ビス(イソシア
ネートメチル)シクロヘキサン、1,3−ビス(イソシア
ネートメチル)シクロヘキサン、m−フェニレンジイソシ
アネート、p−フェニレンジイソシアネート、4,4'−
ジフェニルジイソシアネート、1,5−ナフタレンジイ
ソシアネート、4,4'−ジフェニルメタンジイソシアネ
ート、クルードジフェニルメタンジイソシアネート、
2,4−または2,6−トリレンジイソシアネート、4,
4'−トルイジンジイソシアネート、ジアニジンジイソ
シアネート、4,4'−ジフェニルエーテルジイソシアネ
ート、1,3−または1,4−キシリレンジイソシアネー
ト、ω,ω'−ジイソシアネート−1,4−ジエチルベン
ゼン等が挙げられ、特に4,4'−ジフェニルメタンジイ
ソシアネートが好ましい。
【0010】本発明における硬化剤としては、水単独ま
たは好ましくは硬化触媒(たとえば尿素、チオ尿素など)
を3〜40%含有する水を使用する。かかる硬化触媒の
添加によって、速硬性をより向上せしめることができ
る。
【0011】本発明で用いる二液型ウレタン系接着剤
は、上記末端NCOプレポリマー主剤と水硬化剤を、通
常10:1〜1:1、好ましくは3:1〜1:1の重量比で
使用することにより、構成される。必要に応じて、主剤
側に通常の溶剤(たとえば沸点160〜300℃の液状
脂肪族飽和炭化水素類、沸点150〜200℃の液状芳
香族系炭化水素類等)、可塑剤(たとえばジブチルフタレ
ート、ジオクチルフタレート、アルキルベンゼン等)、
安定剤(たとえばベンゾトリアゾール類、位置障害アミ
ン類等)、着色剤などの各種助剤を適量配合してもよ
い。
【0012】かかる二液型ウレタン系接着剤を用いて本
発明接着工法を行うには、その主剤と硬化剤をスプレー
混合させ、たとえば二頭スプレーガンを用いて、主剤と
硬化剤を空中で混合しながら被塗物へ塗布するか(空中
混合法)、あるいはエアスプレーガンで主剤を塗布した
後、主剤の上に硬化剤を塗布する(アフタースプレー
法)。このようにして、主剤と硬化剤は発泡、硬化し、
鉄道線路下のバラスト固着に適用した場合、バラスト表
層間のみの発泡、硬化が可能となる。
【0013】
【実施例】次に実施例および比較例を挙げて、本発明を
より具体的に説明する。 実施例1主剤 4,4'−ジフェニルメタンジイソシアネート(住友バイ
エル(株)製、スミジュール44S)400g(3.2当量)
を80℃で溶融し、撹拌しながらEO含有ポリオール
(旭電化工業(株)製、アデカポリエーテルPR−300
7、分子量3000、EO率30%)800g(0.53
当量)とメラミン変性ポリオール(旭硝子(株)製、M−9
50、分子量5000のポリエーテルトリオール80%
/メラミン20%)200g(0.12当量)を90℃で2
時間反応せしめて(NCO/OH=4.8〜5.0%)、
NCO含有量7.5±0.3%、粘度5000cps/2
0℃の末端NCOプレポリマーを得る。硬化剤 水/尿素/チオ尿素(75:18:7)(重量比)からなる水
硬化剤を使用する。かかる主剤と硬化剤=2:1から成
る接着剤を、被塗物としてバラスト石に空中混合法でス
プレー混合した後、室温で放置したところ、5分で硬化
膜を形成したのに対し、同様にエポキシ系接着剤を適用
した場合では、硬化するまでに4時間を要した。次に、
上記主剤と硬化剤を用いて、JIS D1201に規定
する燃焼試験を行い、結果を下記表1に示す。
【0014】比較例1 実施例1の主剤製造において、4,4'−ジフェニルメタ
ンジイソシアネート(スミジュール44S)345g(2.
76当量)とEO含有ポリオール(アデカポリエーテルP
R−3007)800g(0.53当量)を反応させる(N
CO/OH=5.24)以外は、同様にしてNCO含有
量7.5±0.3%、粘度4000cps/20℃の末端
NCOプレポリマーを得る。次にこの主剤に、実施例1
と同様に同じ硬化剤を組合せ、燃焼試験を行い、結果を
表1に併記する。
【0015】 表1の結果から、実施例1の接着剤が比較例1のそれと
比べて、難燃性の向上が判明した。
【0016】
【発明の効果】以上の構成から成る本発明接着工法は、
鉄道線路下のバラスト固着に有用で、従来では成しえな
かった課題点、すなわち、低毒性、バラスト表層間のみ
の固着、雨天に左右されずかつ速硬化性、および難燃性
等の全てを満足することができる。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−263835(JP,A) 特公 昭45−9957(JP,B1) 岩田啓治著「ポリウレタン樹脂ハンド ブック」昭和62年9月25日、日刊工業新 聞社発行、第437−492頁及び第535−570 頁

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鉄道線路下のバラストを固着する接着工
    法であって、(a)少なくともエチレンオキサイド部を含
    有するポリエーテルポリオールと(b)ポリエーテルポリ
    オールのメラミン変性体を併用し、これらに有機ポリイ
    ソシアネート化合物を反応させて得られる末端イソシア
    ネート基含有ウレタンプレポリマーからなる主剤と、硬
    化剤として水をスプレー混合させて、発泡、硬化せしめ
    ることを特徴とする接着工法。
  2. 【請求項2】 鉄道線路下のバラストを固着する接着工
    法であって、(a)少なくともエチレンオキサイド部を含
    有するポリエーテルポリオールと(b)ポリエーテルポリ
    オールのメラミン変性体を併用し、これらに有機ポリイ
    ソシアネート化合物を反応させて得られる末端イソシア
    ネート基含有ウレタンプレポリマーからなる主剤を塗布
    し、次いで該主剤の上に硬化剤として水を塗布して、発
    泡、硬化せしめることを特徴とする接着工法。
  3. 【請求項3】 主剤と硬化剤の重量比が、10:1〜1:
    1である請求項1または2に記載の接着工法。
  4. 【請求項4】 ポリエーテルポリオール(a)のエチレン
    オキサイド部の含有率が、15〜40重量%である請求
    項1乃至3のいずれか1つに記載の接着工法。
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