JP2928088B2 - 発泡ポリウレタンエラストマー製鉄道用パッド - Google Patents
発泡ポリウレタンエラストマー製鉄道用パッドInfo
- Publication number
- JP2928088B2 JP2928088B2 JP6088018A JP8801894A JP2928088B2 JP 2928088 B2 JP2928088 B2 JP 2928088B2 JP 6088018 A JP6088018 A JP 6088018A JP 8801894 A JP8801894 A JP 8801894A JP 2928088 B2 JP2928088 B2 JP 2928088B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- weight
- pad
- foamed polyurethane
- diol
- molecular weight
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
- C08G18/40—High-molecular-weight compounds
- C08G18/48—Polyethers
- C08G18/4866—Polyethers having a low unsaturation value
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/08—Processes
- C08G18/10—Prepolymer processes involving reaction of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen in a first reaction step
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G2110/00—Foam properties
- C08G2110/0008—Foam properties flexible
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G2350/00—Acoustic or vibration damping material
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Railway Tracks (AREA)
- Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
- Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、特定のイソシアネート
末端プレポリマーをイソシアネート成分とし、これに特
定のポリオキシプロピレンポリオールを反応させて得ら
れる発泡ポリウレタンエラストマー（以下、エラストマ
ーということもある。）製鉄道用パッドに関する。本発
明のエラストマー製鉄道用パッドは、鉄道のレール軌道
における車両走行時に発生する振動及び騒音を軽減する
ためにレールと枕木の間に挿入される防振用のパッド材
等の鉄道用パッドとして使用される。
末端プレポリマーをイソシアネート成分とし、これに特
定のポリオキシプロピレンポリオールを反応させて得ら
れる発泡ポリウレタンエラストマー（以下、エラストマ
ーということもある。）製鉄道用パッドに関する。本発
明のエラストマー製鉄道用パッドは、鉄道のレール軌道
における車両走行時に発生する振動及び騒音を軽減する
ためにレールと枕木の間に挿入される防振用のパッド材
等の鉄道用パッドとして使用される。
【０００２】
【従来の技術】鉄道用パッドは、列車走行時の列車の大
荷重が短時間、且つ、周期的に加わる過酷な条件下で使
用される。上記パッドにはこのような過酷な条件に耐え
る優れた性能が要求され、特に長期の使用において重要
な特性として圧縮永久歪及び圧縮疲労が挙げられる。即
ち、列車の安全走行を確保するため、長期の使用におい
てできるだけ歪率及び変形量が少ない、言い換えれば圧
縮永久歪等が極力小さい鉄道用パッドが必要とされてい
る。
荷重が短時間、且つ、周期的に加わる過酷な条件下で使
用される。上記パッドにはこのような過酷な条件に耐え
る優れた性能が要求され、特に長期の使用において重要
な特性として圧縮永久歪及び圧縮疲労が挙げられる。即
ち、列車の安全走行を確保するため、長期の使用におい
てできるだけ歪率及び変形量が少ない、言い換えれば圧
縮永久歪等が極力小さい鉄道用パッドが必要とされてい
る。
【０００３】鉄道用パッドの防振性を向上させるために
は、そのバネ定数を低くすることが効果的であることが
知られている。しかし、従来より使用されているスチレ
ン−ブタジエン系共重合体を原料とする無発泡ゴムから
なる防振材では、バネ定数の低いパッドの製造は困難で
あり、また、無発泡であるため、応力が加わるとパッド
が横方向に歪み、所定箇所から逸脱することもある。一
方、バネ定数を低下させる方法として、特開平３−２８
１６２１号公報には尿素結合濃度が低いこと等を特徴と
する発泡ポリウレタンエラストマーを使用した鉄道用パ
ッドが記載されており、現在実用化されている。しか
し、上記公報に開示されたパッドは、必ずしも十分満足
できるバランスのとれた性能を有しておらず、特に圧縮
永久歪及び圧縮疲労については更なる改良が必要とされ
ている。また、従来プレポリマーを構成するポリオール
としてＰＴＭＧ系のものを使用した鉄道用パッドも提供
されているが、それらポリオールは低温で固体になり易
く、エラストマー原料の粘度が高くなり取り扱い難いと
いう問題がある。
は、そのバネ定数を低くすることが効果的であることが
知られている。しかし、従来より使用されているスチレ
ン−ブタジエン系共重合体を原料とする無発泡ゴムから
なる防振材では、バネ定数の低いパッドの製造は困難で
あり、また、無発泡であるため、応力が加わるとパッド
が横方向に歪み、所定箇所から逸脱することもある。一
方、バネ定数を低下させる方法として、特開平３−２８
１６２１号公報には尿素結合濃度が低いこと等を特徴と
する発泡ポリウレタンエラストマーを使用した鉄道用パ
ッドが記載されており、現在実用化されている。しか
し、上記公報に開示されたパッドは、必ずしも十分満足
できるバランスのとれた性能を有しておらず、特に圧縮
永久歪及び圧縮疲労については更なる改良が必要とされ
ている。また、従来プレポリマーを構成するポリオール
としてＰＴＭＧ系のものを使用した鉄道用パッドも提供
されているが、それらポリオールは低温で固体になり易
く、エラストマー原料の粘度が高くなり取り扱い難いと
いう問題がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
を解決するものであり、エラストマー製造時の原料の取
り扱いが容易であり、且つ、優れた機械的強度及び圧縮
永久歪、圧縮疲労等を有する発泡ポリウレタンエラスト
マー製鉄道用パッドを提供することを目的とする。
を解決するものであり、エラストマー製造時の原料の取
り扱いが容易であり、且つ、優れた機械的強度及び圧縮
永久歪、圧縮疲労等を有する発泡ポリウレタンエラスト
マー製鉄道用パッドを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、過酷な条
件で使用される鉄道用パッドに好適な素材の開発におい
て、製造が容易であり、且つ、必要とされる機械的強度
を有し、また、優れた圧縮永久歪及び圧縮疲労を有する
発泡ポリウレタンエラストマーを得るべく鋭意検討した
結果、特定のジオールとＭＤＩからなる特定のイソシア
ネート末端プレポリマーと、特定の低不飽和基含量及び
数平均分子量（以下、分子量という。）のポリオールと
からなる、比較的低発泡のエラストマーを使用すること
により、たとえ得られるエラストマーの尿素結合濃度が
高い場合であっても、従来品の有する欠点が解消される
ことを見出し本発明を完成するに至った。
件で使用される鉄道用パッドに好適な素材の開発におい
て、製造が容易であり、且つ、必要とされる機械的強度
を有し、また、優れた圧縮永久歪及び圧縮疲労を有する
発泡ポリウレタンエラストマーを得るべく鋭意検討した
結果、特定のジオールとＭＤＩからなる特定のイソシア
ネート末端プレポリマーと、特定の低不飽和基含量及び
数平均分子量（以下、分子量という。）のポリオールと
からなる、比較的低発泡のエラストマーを使用すること
により、たとえ得られるエラストマーの尿素結合濃度が
高い場合であっても、従来品の有する欠点が解消される
ことを見出し本発明を完成するに至った。
【０００６】本第１発明の発泡ポリウレタンエラストマ
ー製鉄道用パッドは、プレポリマー、ポリオキシプロピ
レンポリオール、低分子量ジオール及び発泡剤を主成分
とする発泡性組成物を、発泡硬化させて得られる発泡ポ
リウレタンエラストマーからなる鉄道用パッドであっ
て、上記プレポリマーは、ポリ（３−メチル−１，５ペ
ンタンジオールアジペート）ジオール及び／又はポリ
（β−メチル−δ−バレロラクトン）ジオールとジフェ
ニルメタンジイソシアネートとを反応させて得られる、
イソシアネート含有量が５〜２５重量％のイソシアネー
ト末端プレポリマーであり、上記ポリオキシプロピレン
ポリオールは、不飽和基含量が０．０５ミリ当量／ｇ以
下、且つ、数平均分子量が２０００〜１００００であ
り、また、上記ポリオキシプロピレンポリオールを１０
０重量部とした場合に、上記発泡剤は、０．１〜２．０
重量部の水又は１〜２０重量部の炭化水素及びハロゲン
化炭化水素より選ばれる１種又は２種以上であることを
特徴とし、第２発明は、第１発明のエラストマーの圧縮
永久歪が３．０〜８．０％であり、圧縮疲労による変形
量が４．０〜１２．０％であることを特徴とする。
ー製鉄道用パッドは、プレポリマー、ポリオキシプロピ
レンポリオール、低分子量ジオール及び発泡剤を主成分
とする発泡性組成物を、発泡硬化させて得られる発泡ポ
リウレタンエラストマーからなる鉄道用パッドであっ
て、上記プレポリマーは、ポリ（３−メチル−１，５ペ
ンタンジオールアジペート）ジオール及び／又はポリ
（β−メチル−δ−バレロラクトン）ジオールとジフェ
ニルメタンジイソシアネートとを反応させて得られる、
イソシアネート含有量が５〜２５重量％のイソシアネー
ト末端プレポリマーであり、上記ポリオキシプロピレン
ポリオールは、不飽和基含量が０．０５ミリ当量／ｇ以
下、且つ、数平均分子量が２０００〜１００００であ
り、また、上記ポリオキシプロピレンポリオールを１０
０重量部とした場合に、上記発泡剤は、０．１〜２．０
重量部の水又は１〜２０重量部の炭化水素及びハロゲン
化炭化水素より選ばれる１種又は２種以上であることを
特徴とし、第２発明は、第１発明のエラストマーの圧縮
永久歪が３．０〜８．０％であり、圧縮疲労による変形
量が４．０〜１２．０％であることを特徴とする。
【０００７】また、第３発明は、上記プレポリマーを構
成するジオールは、ポリ（３−メチル−１，５ペンタン
ジオールアジペート）ジオールであり、上記ポリオキシ
プロピレンポリオールは、不飽和基含量が０．０５ミリ
当量／ｇ以下、且つ、数平均分子量が２０００〜８００
０であることを特徴とし、第４発明は、第１、２及び３
発明のエラストマーの圧縮永久歪が３．５〜５．０％で
あり、圧縮疲労による変形量が４．０〜８．０％である
ことを特徴とする。
成するジオールは、ポリ（３−メチル−１，５ペンタン
ジオールアジペート）ジオールであり、上記ポリオキシ
プロピレンポリオールは、不飽和基含量が０．０５ミリ
当量／ｇ以下、且つ、数平均分子量が２０００〜８００
０であることを特徴とし、第４発明は、第１、２及び３
発明のエラストマーの圧縮永久歪が３．５〜５．０％で
あり、圧縮疲労による変形量が４．０〜８．０％である
ことを特徴とする。
【０００８】上記「プレポリマー」は、ポリ（３−メチ
ル１，５−ペンタンアジペート）ジオール（以下、ＰＭ
ＰＡＧという。）及び／又はポリ（β−メチル−δ−バ
レロラクトン）ジオール（以下、ＰＭＶＬＧという。）
と、ジフェニルメタンジイソシアネート（以下、ＭＤＩ
という。）とから調製され、末端イソシアネート含有量
（以下、ＮＣＯ含量という。）は５〜２５重量％であ
る。ＮＣＯ含量は特に１０〜２５重量％の範囲が好まし
く、例えば、ＰＭＰＡＧを使用したプレポリマーでは、
ＮＣＯ含量が７〜８重量％あたりからプレポリマーの粘
度が高くなり、５重量％未満では、高圧注入機でのエラ
ストマー製造が難しくなる。また、例えば、ＮＣＯ含量
が２７重量％では常温で固体の場合もあり、ＮＣＯ含量
が２５重量％を越えると、得られるエラストマーの伸び
の低下等、鉄道用パッドの所要特性を満足できなくなる
と同時に、エラストマー原料が取り扱い難くなる。
ル１，５−ペンタンアジペート）ジオール（以下、ＰＭ
ＰＡＧという。）及び／又はポリ（β−メチル−δ−バ
レロラクトン）ジオール（以下、ＰＭＶＬＧという。）
と、ジフェニルメタンジイソシアネート（以下、ＭＤＩ
という。）とから調製され、末端イソシアネート含有量
（以下、ＮＣＯ含量という。）は５〜２５重量％であ
る。ＮＣＯ含量は特に１０〜２５重量％の範囲が好まし
く、例えば、ＰＭＰＡＧを使用したプレポリマーでは、
ＮＣＯ含量が７〜８重量％あたりからプレポリマーの粘
度が高くなり、５重量％未満では、高圧注入機でのエラ
ストマー製造が難しくなる。また、例えば、ＮＣＯ含量
が２７重量％では常温で固体の場合もあり、ＮＣＯ含量
が２５重量％を越えると、得られるエラストマーの伸び
の低下等、鉄道用パッドの所要特性を満足できなくなる
と同時に、エラストマー原料が取り扱い難くなる。
【０００９】上記「ＰＭＰＡＧ」及び上記「ＰＭＶＬ
Ｇ」は、分子量が５００〜４０００、好ましくは１００
０〜２０００のものを使用できる。また、このＰＭＰＡ
Ｇ及び／又はＰＭＶＬＧと反応するＭＤＩとしては通常
精製されたものが使用される。上記分子量は特に１００
０〜２０００の範囲であれば、圧縮永久歪等の所要特性
がより優れたエラストマーが得られる。また、ＮＣＯ含
量が２５重量％を越えない範囲で、ＭＤＩ以外の他のポ
リイソシアネート、例えば、トリレンジイソシアネー
ト、ナフタレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイ
ソシアネート等を併用することもできる。
Ｇ」は、分子量が５００〜４０００、好ましくは１００
０〜２０００のものを使用できる。また、このＰＭＰＡ
Ｇ及び／又はＰＭＶＬＧと反応するＭＤＩとしては通常
精製されたものが使用される。上記分子量は特に１００
０〜２０００の範囲であれば、圧縮永久歪等の所要特性
がより優れたエラストマーが得られる。また、ＮＣＯ含
量が２５重量％を越えない範囲で、ＭＤＩ以外の他のポ
リイソシアネート、例えば、トリレンジイソシアネー
ト、ナフタレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイ
ソシアネート等を併用することもできる。
【００１０】上記「ポリオキシプロピレンポリオール」
としては、「不飽和基含量が０．０５ミリ当量／ｇ以
下」、特に好ましくは０．０４ミリ当量／ｇ以下で、
「分子量が２０００〜１００００」、より好ましくは３
０００〜８０００の範囲のポリオキシプロピレンポリオ
ールを使用でき、ポリイソシアネートとの反応速度を高
めるためエチレンオキサイドで末端をキャップし、一級
の水酸基にしたポリオールを使用することもできる。ま
た、ポリオールにアクリロニトリルやスチレンをグラフ
トしたタイプの、所謂ポリマーポリオールと呼ばれるポ
リオールも、同様の不飽和基含量と分子量のものであれ
ば使用できる。
としては、「不飽和基含量が０．０５ミリ当量／ｇ以
下」、特に好ましくは０．０４ミリ当量／ｇ以下で、
「分子量が２０００〜１００００」、より好ましくは３
０００〜８０００の範囲のポリオキシプロピレンポリオ
ールを使用でき、ポリイソシアネートとの反応速度を高
めるためエチレンオキサイドで末端をキャップし、一級
の水酸基にしたポリオールを使用することもできる。ま
た、ポリオールにアクリロニトリルやスチレンをグラフ
トしたタイプの、所謂ポリマーポリオールと呼ばれるポ
リオールも、同様の不飽和基含量と分子量のものであれ
ば使用できる。
【００１１】本発明で使用するポリオキシプロピレンポ
リオールは、その不飽和基含量が低いことを大きな特徴
としており、その不飽和基含量が０．０５ミリ当量／ｇ
以下であれば、尿素結合濃度が高くても優れた圧縮特性
等を有するエラストマーを得ることができる。不飽和基
含量が０．０５ミリ当量／ｇを越える場合は、鉄道用パ
ッドに要求される最も重要な特性である圧縮永久歪等の
圧縮特性が低下する。不飽和基含量は特に０．０４ミリ
当量／ｇ以下であれば、圧縮特性がより向上し好まし
い。また、ポリオールの分子量が２０００未満では、得
られるエラストマーの伸びが低下し、１００００を越え
る場合は圧縮永久歪が低下する。分子量は特に３０００
〜８０００であることが好ましく、この範囲であれば圧
縮永久歪及び圧縮疲労がより優れたエラストマーが得ら
れる。また、低分子量ジオールとしては、例えば、分子
量２００以下のエチレングリコール、プロピレングリコ
ール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオ
ール等を用いることができる。
リオールは、その不飽和基含量が低いことを大きな特徴
としており、その不飽和基含量が０．０５ミリ当量／ｇ
以下であれば、尿素結合濃度が高くても優れた圧縮特性
等を有するエラストマーを得ることができる。不飽和基
含量が０．０５ミリ当量／ｇを越える場合は、鉄道用パ
ッドに要求される最も重要な特性である圧縮永久歪等の
圧縮特性が低下する。不飽和基含量は特に０．０４ミリ
当量／ｇ以下であれば、圧縮特性がより向上し好まし
い。また、ポリオールの分子量が２０００未満では、得
られるエラストマーの伸びが低下し、１００００を越え
る場合は圧縮永久歪が低下する。分子量は特に３０００
〜８０００であることが好ましく、この範囲であれば圧
縮永久歪及び圧縮疲労がより優れたエラストマーが得ら
れる。また、低分子量ジオールとしては、例えば、分子
量２００以下のエチレングリコール、プロピレングリコ
ール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオ
ール等を用いることができる。
【００１２】上記「発泡剤」としては、水又はフロン１
１やメチレンクロライドのようなハロゲン化炭化水素、
及びペンタン等の低沸点の炭化水素等を使用できる。発
泡剤の使用量は、目標とする製品比重によってポリオキ
シプロピレンポリオール１００重量部に対して、水では
０．１〜２．０重量部の範囲、ハロゲン化炭化水素及び
低沸点の炭化水素では１〜２０重量部の範囲で調整すれ
ばよい。本発明のエラストマーでは、必要に応じて他の
添加剤、例えば、トリエチレンジアミン等の三級アミン
触媒、ジブチル錫ジラウレート、オクチル酸鉛等の金属
触媒或いは炭酸カルシウム等の無機充填剤やカーボンブ
ラック等の着色剤、ポリオキシアルキレンポリシロキサ
ン等の整泡剤等の他、酸化防止剤、紫外線吸収剤等の各
種のものを必要に応じて添加し使用できる。
１やメチレンクロライドのようなハロゲン化炭化水素、
及びペンタン等の低沸点の炭化水素等を使用できる。発
泡剤の使用量は、目標とする製品比重によってポリオキ
シプロピレンポリオール１００重量部に対して、水では
０．１〜２．０重量部の範囲、ハロゲン化炭化水素及び
低沸点の炭化水素では１〜２０重量部の範囲で調整すれ
ばよい。本発明のエラストマーでは、必要に応じて他の
添加剤、例えば、トリエチレンジアミン等の三級アミン
触媒、ジブチル錫ジラウレート、オクチル酸鉛等の金属
触媒或いは炭酸カルシウム等の無機充填剤やカーボンブ
ラック等の着色剤、ポリオキシアルキレンポリシロキサ
ン等の整泡剤等の他、酸化防止剤、紫外線吸収剤等の各
種のものを必要に応じて添加し使用できる。
【００１３】本発明の発泡ポリウレタンエラストマー製
鉄道用パッドを製造する場合、プレポリマー中のイソシ
アネート基と、これと反応し得るポリオキシプロピレン
ポリオール中の活性水素基との当量比は０．９５〜１．
２の範囲が好ましく、ポリオールと低分子量ジオールの
量比は、各成分の種類とパッドに要求される特性に応じ
て広範囲に変えることができる。上記の混合割合で、一
般にポリウレタン樹脂やウレタン発泡体の製造に使用さ
れる多成分の混合攪拌機を使用し、原料温度を約１５〜
３０℃に調温して混合し、２０〜８０℃の温度範囲に設
定された型内に投入し、６０〜１００℃の熱風炉内で１
０〜４０分キュアリングし、更に同温度範囲で１０〜１
５時間キュアリングすることにより本発明のエラストマ
ー製鉄道用パッドを得ることができる。
鉄道用パッドを製造する場合、プレポリマー中のイソシ
アネート基と、これと反応し得るポリオキシプロピレン
ポリオール中の活性水素基との当量比は０．９５〜１．
２の範囲が好ましく、ポリオールと低分子量ジオールの
量比は、各成分の種類とパッドに要求される特性に応じ
て広範囲に変えることができる。上記の混合割合で、一
般にポリウレタン樹脂やウレタン発泡体の製造に使用さ
れる多成分の混合攪拌機を使用し、原料温度を約１５〜
３０℃に調温して混合し、２０〜８０℃の温度範囲に設
定された型内に投入し、６０〜１００℃の熱風炉内で１
０〜４０分キュアリングし、更に同温度範囲で１０〜１
５時間キュアリングすることにより本発明のエラストマ
ー製鉄道用パッドを得ることができる。
【００１４】
【作用】従来、ウレタン樹脂の製造では、ポリオールと
して水酸化カリウムを触媒として重合されたポリアルキ
レントリオールが使用されてきたが、これは副反応によ
り分子鎖の末端が不飽和基になったジオールやモノオー
ルを含んでいることが知られている。また、ポリオール
の分子量が大きくなるとこの種の副生物が多くなること
もよく知られている。ウレタン樹脂を製造する場合、ポ
リオールはイソシアネートと反応し架橋構造を形成する
が、副生物のジオールやモノオールが多くなると架橋密
度が小さくなり、圧縮永久歪が低下する傾向がある。近
年ポリオールの重合技術が改良され副生物が非常に少な
いポリオールが製造され利用可能になっているが、本発
明では、そのようなポリオールを使用することにより、
機械的強度、圧縮永久歪等の物性に優れたエラストマー
が得られるものである。
して水酸化カリウムを触媒として重合されたポリアルキ
レントリオールが使用されてきたが、これは副反応によ
り分子鎖の末端が不飽和基になったジオールやモノオー
ルを含んでいることが知られている。また、ポリオール
の分子量が大きくなるとこの種の副生物が多くなること
もよく知られている。ウレタン樹脂を製造する場合、ポ
リオールはイソシアネートと反応し架橋構造を形成する
が、副生物のジオールやモノオールが多くなると架橋密
度が小さくなり、圧縮永久歪が低下する傾向がある。近
年ポリオールの重合技術が改良され副生物が非常に少な
いポリオールが製造され利用可能になっているが、本発
明では、そのようなポリオールを使用することにより、
機械的強度、圧縮永久歪等の物性に優れたエラストマー
が得られるものである。
【００１５】
【実施例】以下、実施例及び比較例により本発明を具体
的に説明する。尚、以下の実施例、比較例において発泡
性組成物の各成分の数値は、ポリオキシプロピレンポリ
オール１００重量部に対する重量部（以下、単に部とい
う。）を表す。 実施例１ ポリオール(1) １００部、低分子量ジオールとして１，
４ブタンジオール２４部、アミン系触媒０．６部及び発
泡剤として水０．５部を混合してポリオール成分を調製
した。一方、イソシアネート成分としては分子量が１０
００のＰＭＰＡＧと、精製されたＭＤＩとを７０℃で１
２時間反応させてＮＣＯ含量１７重量％のプレポリマー
を得、イソシアネート成分とした。その後、上記のポリ
オール成分とイソシアネート成分をそれぞれ２３℃に調
温し、ＮＣＯ／ＯＨの当量比１．０３で攪拌、混合し、
４０℃に温度設定されたキャビティの厚みが１０ｍｍの
金型に注入した。次いで、８０℃で３０分キュアリング
した後金型から取り出し、更に８０℃で１２時間キュア
リングして発泡ポリウレタンエラストマーを得た。
的に説明する。尚、以下の実施例、比較例において発泡
性組成物の各成分の数値は、ポリオキシプロピレンポリ
オール１００重量部に対する重量部（以下、単に部とい
う。）を表す。 実施例１ ポリオール(1) １００部、低分子量ジオールとして１，
４ブタンジオール２４部、アミン系触媒０．６部及び発
泡剤として水０．５部を混合してポリオール成分を調製
した。一方、イソシアネート成分としては分子量が１０
００のＰＭＰＡＧと、精製されたＭＤＩとを７０℃で１
２時間反応させてＮＣＯ含量１７重量％のプレポリマー
を得、イソシアネート成分とした。その後、上記のポリ
オール成分とイソシアネート成分をそれぞれ２３℃に調
温し、ＮＣＯ／ＯＨの当量比１．０３で攪拌、混合し、
４０℃に温度設定されたキャビティの厚みが１０ｍｍの
金型に注入した。次いで、８０℃で３０分キュアリング
した後金型から取り出し、更に８０℃で１２時間キュア
リングして発泡ポリウレタンエラストマーを得た。
【００１６】実施例２〜７及び比較例１〜２ 表１に示す配合組成を用いる以外は実施例１と同様にし
て発泡ポリウレタンエラストマーを得た。
て発泡ポリウレタンエラストマーを得た。
【００１７】
【表１】
【００１８】尚、表１中の各成分は具体的には下記のも
のである。 １）ポリオール ポリオール (1) ：エチレンオキサイドでキャップし
たポリオキシプロピレントリオール、不飽和基含量；
０．０２ミリ当量／ｇ、分子量；６０００ ポリオール (2) ：ポリオキシプロピレントリオー
ル、不飽和基含量；０．０２ミリ当量／ｇ、分子量；６
０００ ポリオール (3) ：エチレンオキサイドでキャップし
たポリオキシプロピレントリオール、不飽和基含量；
０．０３ミリ当量／ｇ、分子量；１００００ ポリオール (4) ：エチレンオキサイドでキャップし
たポリオキシプロピレンジオール、不飽和基含量；０．
０２ミリ当量／ｇ、分子量；４０００ ポリオール (5) ：ポリオキシプロピレントリオー
ル、不飽和基含量；０．０６ミリ当量／ｇ、分子量；３
０００ ポリオール (6) ：エチレンオキサイドでキャップし
たポリオキシプロピレントリオール、不飽和基含量；
０．０６ミリ当量／ｇ、分子量；５０００
のである。 １）ポリオール ポリオール (1) ：エチレンオキサイドでキャップし
たポリオキシプロピレントリオール、不飽和基含量；
０．０２ミリ当量／ｇ、分子量；６０００ ポリオール (2) ：ポリオキシプロピレントリオー
ル、不飽和基含量；０．０２ミリ当量／ｇ、分子量；６
０００ ポリオール (3) ：エチレンオキサイドでキャップし
たポリオキシプロピレントリオール、不飽和基含量；
０．０３ミリ当量／ｇ、分子量；１００００ ポリオール (4) ：エチレンオキサイドでキャップし
たポリオキシプロピレンジオール、不飽和基含量；０．
０２ミリ当量／ｇ、分子量；４０００ ポリオール (5) ：ポリオキシプロピレントリオー
ル、不飽和基含量；０．０６ミリ当量／ｇ、分子量；３
０００ ポリオール (6) ：エチレンオキサイドでキャップし
たポリオキシプロピレントリオール、不飽和基含量；
０．０６ミリ当量／ｇ、分子量；５０００
【００１９】２）プレポリマー プレポリマー (1) ：ＰＭＰＡＧ（分子量；１００
０）と精製ＭＤＩとの反応精製物、ＮＣＯ含量；１７．
０重量％ プレポリマー (2) ：ＰＭＰＡＧ（分子量；１００
０）と精製ＭＤＩとの反応精製物、ＮＣＯ含量；２３．
１重量％ プレポリマー (3) ：ＰＭＶＬＧ（分子量；１００
０）と精製ＭＤＩとの反応精製物、ＮＣＯ含量；１７．
１重量％ ３）アミン系触媒：トリエチレンジアミンの３３％ジプ
ロピレングリコール溶液（エアプロダクツ社製、商品名
「ＤＡＢＣＯ ３３ＬＶ」） 上記各成分を用いて製造した発泡ポリウレタンエラスト
マーの物性等を表２に示す。
０）と精製ＭＤＩとの反応精製物、ＮＣＯ含量；１７．
０重量％ プレポリマー (2) ：ＰＭＰＡＧ（分子量；１００
０）と精製ＭＤＩとの反応精製物、ＮＣＯ含量；２３．
１重量％ プレポリマー (3) ：ＰＭＶＬＧ（分子量；１００
０）と精製ＭＤＩとの反応精製物、ＮＣＯ含量；１７．
１重量％ ３）アミン系触媒：トリエチレンジアミンの３３％ジプ
ロピレングリコール溶液（エアプロダクツ社製、商品名
「ＤＡＢＣＯ ３３ＬＶ」） 上記各成分を用いて製造した発泡ポリウレタンエラスト
マーの物性等を表２に示す。
【００２０】
【表２】
【００２１】表２の各物性等の測定方法は下記の通りで
ある。 比重：得られたエラストマーの全重量／全容積 尿素結合濃度：使用した全ての水が尿素結合に変換す
ると仮定した時の計算値 引張破断強度及び破断時伸び：ＪＩＳ Ｋ ６３０１
に準拠、３号ダンベルの試験片を使用 引裂強度：ＪＩＳ Ｋ ６３０１に準拠、Ｂ形形状の
試験片を使用 圧縮永久歪：ＪＩＳ Ｋ ６４０１に準拠、試験片；
２５×２５×１０ｍｍ、５０％圧縮後７０℃、２２時間
加熱後へたり量を測定 圧縮疲労：試験片；５０×５０×１０ｍｍ、９ｋＮ±
６ｋＮの振動を５Ｈｚの周期で１００万回加えた後のへ
たり量（変形量）を測定 へたり量（％）＝［（試験前の厚み−試験後の厚み）／
試験前の厚み］×１００ バネ定数：ＪＩＳ Ｅ １１１７の圧縮変形試験に準
拠
ある。 比重：得られたエラストマーの全重量／全容積 尿素結合濃度：使用した全ての水が尿素結合に変換す
ると仮定した時の計算値 引張破断強度及び破断時伸び：ＪＩＳ Ｋ ６３０１
に準拠、３号ダンベルの試験片を使用 引裂強度：ＪＩＳ Ｋ ６３０１に準拠、Ｂ形形状の
試験片を使用 圧縮永久歪：ＪＩＳ Ｋ ６４０１に準拠、試験片；
２５×２５×１０ｍｍ、５０％圧縮後７０℃、２２時間
加熱後へたり量を測定 圧縮疲労：試験片；５０×５０×１０ｍｍ、９ｋＮ±
６ｋＮの振動を５Ｈｚの周期で１００万回加えた後のへ
たり量（変形量）を測定 へたり量（％）＝［（試験前の厚み−試験後の厚み）／
試験前の厚み］×１００ バネ定数：ＪＩＳ Ｅ １１１７の圧縮変形試験に準
拠
【００２２】表２の結果によれば、各実施例では、得ら
れるエラストマーの尿素結合濃度は高いものの、使用し
たポリオキシポリプロピレンポリオールの不飽和基含量
が少ないため、機械的特性、圧縮特性及び静バネ定数い
ずれも優れたエラストマーが得られていることが分か
る。特に第４発明に相当する実施例１〜３、５及び７で
は、圧縮永久歪及び圧縮疲労いずれもより優れており、
鉄道用パッドとして好適なエラストマーであることが分
かる。また、これら各実施例の発泡性組成物では、プレ
ポリマー用のポリオールとして特定のポリオールを使用
することにより、粘度の低い非常に取り扱い易いエラス
トマー原料となっている。
れるエラストマーの尿素結合濃度は高いものの、使用し
たポリオキシポリプロピレンポリオールの不飽和基含量
が少ないため、機械的特性、圧縮特性及び静バネ定数い
ずれも優れたエラストマーが得られていることが分か
る。特に第４発明に相当する実施例１〜３、５及び７で
は、圧縮永久歪及び圧縮疲労いずれもより優れており、
鉄道用パッドとして好適なエラストマーであることが分
かる。また、これら各実施例の発泡性組成物では、プレ
ポリマー用のポリオールとして特定のポリオールを使用
することにより、粘度の低い非常に取り扱い易いエラス
トマー原料となっている。
【００２３】一方、比較例１〜２では、エラストマーの
尿素結合濃度は各実施例と同等であるものの、使用する
ポリオキシプロピレンポリオールの不飽和基含量が０．
６ミリ当量／ｇと多いため、静バネ定数を除いて、引張
強度等の機械的特性及び圧縮永久歪等の圧縮特性ともに
低下しており、特に比較例１の機械的特性は著しく劣っ
ている。
尿素結合濃度は各実施例と同等であるものの、使用する
ポリオキシプロピレンポリオールの不飽和基含量が０．
６ミリ当量／ｇと多いため、静バネ定数を除いて、引張
強度等の機械的特性及び圧縮永久歪等の圧縮特性ともに
低下しており、特に比較例１の機械的特性は著しく劣っ
ている。
【００２４】尚、本発明においては、前記具体的実施例
に示すものに限られず、目的、用途に応じて本発明の範
囲内で種々変更した実施例とすることができる。例え
ば、得られるエラストマーの優れた圧縮特性を生かし
て、特に、大荷重が長期に渡って繰り返し加わる溝無し
低バネパッド、橋枕木用パッド、軌道スラブ用防振体等
の鉄道用パッドとすることができる。また、本発明で
は、特定のプレポリマーからなるポリイソシアネート成
分と、特定のポリオール成分との組み合わせにより、優
れた性能のエラストマーを得ることができ、特にその圧
縮特性は、使用するポリオキシプロピレンポリオールの
不飽和基含量が０．０５ミリ当量／ｇ以下、且つ、分子
量が２０００〜１００００の場合に、その圧縮永久歪が
３．０〜８．０％、圧縮疲労による変形量が４．０〜１
２．０％と良好であり、分子量が２０００〜８０００で
は、圧縮永久歪が３．５〜５．０％、圧縮疲労による変
形量が４．０〜８．０％であって、更に優れた性能のエ
ラストマー製鉄道用パッドとすることができる。
に示すものに限られず、目的、用途に応じて本発明の範
囲内で種々変更した実施例とすることができる。例え
ば、得られるエラストマーの優れた圧縮特性を生かし
て、特に、大荷重が長期に渡って繰り返し加わる溝無し
低バネパッド、橋枕木用パッド、軌道スラブ用防振体等
の鉄道用パッドとすることができる。また、本発明で
は、特定のプレポリマーからなるポリイソシアネート成
分と、特定のポリオール成分との組み合わせにより、優
れた性能のエラストマーを得ることができ、特にその圧
縮特性は、使用するポリオキシプロピレンポリオールの
不飽和基含量が０．０５ミリ当量／ｇ以下、且つ、分子
量が２０００〜１００００の場合に、その圧縮永久歪が
３．０〜８．０％、圧縮疲労による変形量が４．０〜１
２．０％と良好であり、分子量が２０００〜８０００で
は、圧縮永久歪が３．５〜５．０％、圧縮疲労による変
形量が４．０〜８．０％であって、更に優れた性能のエ
ラストマー製鉄道用パッドとすることができる。
【００２５】
【発明の効果】本第１発明によれば、原料である発泡性
組成物の粘度が低く取り扱い易く、また、引張強度等の
機械的特性、圧縮永久歪等の圧縮特性及び静バネ定数い
ずれも優れた発泡ポリウレタンエラストマー製鉄道用パ
ッドを得ることができ、第２発明はその優れた圧縮永久
歪及び圧縮疲労による変形量を数値で表したものであ
る。また、第３発明は、第１発明のエラストマーの原料
を特定したものであり、より優れた性能のエラストマー
製鉄道用パッドを得ることができ、第４発明は、特に第
３発明に特定された原料を使用したエラストマーであっ
て、圧縮永久歪及び圧縮疲労がともにバランスよく優れ
たエラストマーからなる鉄道用パッドが得られる。
組成物の粘度が低く取り扱い易く、また、引張強度等の
機械的特性、圧縮永久歪等の圧縮特性及び静バネ定数い
ずれも優れた発泡ポリウレタンエラストマー製鉄道用パ
ッドを得ることができ、第２発明はその優れた圧縮永久
歪及び圧縮疲労による変形量を数値で表したものであ
る。また、第３発明は、第１発明のエラストマーの原料
を特定したものであり、より優れた性能のエラストマー
製鉄道用パッドを得ることができ、第４発明は、特に第
３発明に特定された原料を使用したエラストマーであっ
て、圧縮永久歪及び圧縮疲労がともにバランスよく優れ
たエラストマーからなる鉄道用パッドが得られる。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ０８Ｊ 9/14 Ｃ０８Ｊ 9/14 Ｅ０１Ｂ 3/46 Ｅ０１Ｂ 3/46 9/68 9/68 //(Ｃ０８Ｇ 18/10 101:00） Ｃ０８Ｌ 75:04 (72)発明者 御船 直人 東京都国分寺市光町二丁目８番地38 財 団法人 鉄道総合技術研究所内 (72)発明者 熊崎 弘 東京都国分寺市光町二丁目８番地38 財 団法人 鉄道総合技術研究所内 (72)発明者 高橋 俊 神奈川県横須賀市湘南鷹取五丁目31番地 ２ (72)発明者 比田井 隆雄 愛知県安城市篠目町古林畔３−12 (72)発明者 尾本 充 神奈川県秦野市戸川99番地７ (56)参考文献 特開 平４−285641（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−179017（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−177013（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−68620（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−68619（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−23819（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C08G 18/00 - 18/87 ＣＡ（ＳＴＮ) ＲＥＧＩＳＴＲＹ（ＳＴＮ)
Claims (4)
- 【請求項１】 プレポリマー、ポリオキシプロピレンポ
リオール、低分子量ジオール及び発泡剤を主成分とする
発泡性組成物を、発泡硬化させて得られる発泡ポリウレ
タンエラストマーからなる鉄道用パッドであって、 上記プレポリマーは、ポリ（３−メチル−１，５ペンタ
ンジオールアジペート）ジオール及び／又はポリ（β−
メチル−δ−バレロラクトン）ジオールとジフェニルメ
タンジイソシアネートとを反応させて得られる、イソシ
アネート含有量が５〜２５重量％のイソシアネート末端
プレポリマーであり、上記ポリオキシプロピレンポリオ
ールは、不飽和基含量が０．０５ミリ当量／ｇ以下、且
つ、数平均分子量が２０００〜１００００であり、ま
た、上記ポリオキシプロピレンポリオールを１００重量
部とした場合に、上記発泡剤は、０．１〜２．０重量部
の水又は１〜２０重量部の炭化水素及びハロゲン化炭化
水素より選ばれる１種又は２種以上であることを特徴と
する発泡ポリウレタンエラストマー製鉄道用パッド。 - 【請求項２】 圧縮永久歪が３．０〜８．０％であり、
圧縮疲労による変形量が４．０〜１２．０％である請求
項１記載の発泡ポリウレタンエラストマー製鉄道用パッ
ド。 - 【請求項３】 上記プレポリマーを構成する上記ジオー
ルは、ポリ（３−メチル−１，５ペンタンジオールアジ
ペート）ジオールであり、上記ポリオキシプロピレンポ
リオールは、不飽和基含量が０．０５ミリ当量／ｇ以
下、且つ、数平均分子量が２０００〜８０００である請
求項１又は２記載の発泡ポリウレタンエラストマー製鉄
道用パッド。 - 【請求項４】 圧縮永久歪が３．５〜５．０％であり、
圧縮疲労による変形量が４．０〜８．０％である請求項
１、２又は３記載の発泡ポリウレタンエラストマー製鉄
道用パッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6088018A JP2928088B2 (ja) | 1994-03-31 | 1994-03-31 | 発泡ポリウレタンエラストマー製鉄道用パッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6088018A JP2928088B2 (ja) | 1994-03-31 | 1994-03-31 | 発泡ポリウレタンエラストマー製鉄道用パッド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07268052A JPH07268052A (ja) | 1995-10-17 |
| JP2928088B2 true JP2928088B2 (ja) | 1999-07-28 |
Family
ID=13931106
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6088018A Expired - Fee Related JP2928088B2 (ja) | 1994-03-31 | 1994-03-31 | 発泡ポリウレタンエラストマー製鉄道用パッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2928088B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6100310A (en) * | 1998-09-25 | 2000-08-08 | Bayer Antwerp N.V. | Process for making microcellular polyurethane elastomers |
| JP4459711B2 (ja) * | 2004-05-12 | 2010-04-28 | 日本ポリウレタン工業株式会社 | 鉄道用パッドの製造方法 |
| JP6030376B2 (ja) * | 2012-08-09 | 2016-11-24 | 株式会社イノアックコーポレーション | 重機上載用防振構造 |
-
1994
- 1994-03-31 JP JP6088018A patent/JP2928088B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07268052A (ja) | 1995-10-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10710410B2 (en) | Polyurethane filled tires | |
| JP4708251B2 (ja) | 発泡ポリウレタンエラストマーおよびその製造方法並びに鉄道用パッド | |
| EP1124875B1 (en) | Process for making microcellular polyurethane elastomers | |
| JPH01101323A (ja) | 軟質ポリウレタン発泡体の製法 | |
| JPH0314812A (ja) | ポリウレタン弾性フォーム，およびその製造方法 | |
| JP2011038005A (ja) | 発泡ポリウレタンエラストマーの製造方法 | |
| JP2521837B2 (ja) | 低発泡ポリウレタンエラストマ― | |
| JP2002525396A (ja) | 低レジリエンスで低振動数の成形ポリウレタンフォーム | |
| EP2886369A1 (en) | Polyurethane filled tires | |
| KR19990071778A (ko) | 가요성 폴리우레탄 발포체의 제조 방법 | |
| JP4459711B2 (ja) | 鉄道用パッドの製造方法 | |
| JP2928088B2 (ja) | 発泡ポリウレタンエラストマー製鉄道用パッド | |
| JP2615927B2 (ja) | ポリウレタンフォームの製造方法 | |
| JP3020022B2 (ja) | 微細セル構造ポリウレタンエラストマー及びその製造方法 | |
| JPH0725974A (ja) | 衝撃吸収性ポリウレタンフォーム | |
| JP4001409B2 (ja) | 制振材用常温発泡型ポリウレタン原料及びそれから得られた制振材並びに制振構造材の製造法 | |
| JPH08198927A (ja) | 防振・緩衝材 | |
| JP3420628B2 (ja) | 微細セル構造ポリウレタンエラストマー及びその製造方法 | |
| JP2000281745A (ja) | 発泡ポリウレタンエラストマー、防振材及び鉄道用パッド | |
| WO2015156554A1 (ko) | 소음 및 진동흡수용 초미세 발포 폴리우레탄 탄성체 및 이의 제조방법 | |
| JPS5818245B2 (ja) | タイヤ充填物 | |
| KR102266175B1 (ko) | 철도용 탄성 패드 | |
| JP3509925B2 (ja) | 微細セル構造ポリウレタンエラストマー | |
| JP3214781B2 (ja) | 軟質ポリウレタン発泡体の製造方法 | |
| JPH0458494B2 (ja) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |