JP3813115B2 - 道床安定剤 - Google Patents

Description

【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固着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ものであり、これを用いることで散布後、短期間における容易な保守作業が実現する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道床横抵抗力を有している。酷暑期の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固着する工法が多く採用されており、ポリウレタンプレポリマー組成物からなる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、従来の道床安定剤はバラストを固着する力を経時による耐候劣化を押せえる等で長く持続されており、道床安定剤散布後１年以内の比較的短い経過期間後に、例えば、レールの膨張が激しい盛夏経過後とか、冬の落雪時期経過後、保守作業を行う場合、マルチプルタイタンパ等の機械によっても容易に崩せず保守管理上の問題が発生する場合がある。
【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なされたものであり、その主な目的は、道床安定剤散布後、横抵抗力の必要な短い一定期間は十分な固着強度を保持し、その期間が過ぎた後はマルチプルタイタンパ等によって容易に突き崩すことができるポリウレタンプレポリマー組成物からなる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、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、希釈剤として、２０℃での水の溶解度が１．０ｗｔ％以上、好ましくは２０℃での水の溶解度が３．０ｗｔ％以上、及び２０℃での蒸気圧が２０ｍｍＨｇ以下、好ましくは２０℃での蒸気圧が５ｍｍＨｇ以下、好ましくは、且つ大気圧下での引火点が７０℃以上を有するものを用いる。これにより、硬化した道床安定剤中に残存する希釈剤と水分が混和し、その結果、硬化した道床安定剤がポーラス状になるため耐候劣化が早まる効果が得られる。このことにより、容易に突き崩し等の保守作業がしやすくなるまでの期間が短縮される。これらの手段により、道床安定剤散布後、短期間における突き崩し等の保守作業が実現する利点が得られる。
【０００７】
【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。
【０００８】
本発明による道床安定剤は、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、希釈剤として２０℃での水の溶解度が１．０ｗｔ％以上、及び２０℃での蒸気圧が２０ｍｍＨｇ以下を有することを特徴とするものである。
【０００９】
ポリウレタンプレポリマーは、例えば１,３‐および１,４‐フェニレ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、２,４‐または４,４'‐ジフェニルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルイソシアネート、２,２'‐ビス（４‐イソシアナトフェニル）プロパン、４,４'‐ジイソシアナトジフェニルエーテル、４,４',４"‐トリイソシアナトトリフェニルメタン、チオりん酸トリフェニルエステル‐４,４',４"‐トリイソシアネートおよびこれらの混合物などのポリイソシアネートと、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、エポキシポリオール、アクリルポリオール、フッ素ポリオールなどと反応しウレタン結合を有するものおよびこれらの混合物である。
【００１０】
希釈剤はポリウレタンプレポリマーを溶解し、粘度を２５℃で３０〜５００ｍＰａ・ｓに調整するためのものである。さらに、水分と混和し易く、且つ硬化した道床安定剤中に残存し易いものであるため、２０℃での水の溶解度が１．０ｗｔ％以上、好ましくは３．０ｗｔ％以上、特に５．０ｗｔ％以上、及び２０℃での蒸気圧が２０ｍｍＨｇ以下、好ましくは５ｍｍＨｇ以下、特に０．８ｍｍＨｇ以下を有するものである。
【００１１】
好ましくは、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い。希釈剤の引火点は、７０℃以上であることが好ましい。
【００１２】
さらに、希釈剤は道床安定剤全体の臭気に起因するものであり、これには２０℃での蒸気圧が０．８ｍｍＨｇ以下を有するものを採用して、道床安定剤全体の臭気を引き下げることが作業環境及び周辺環境に好ましい。それ単独で構成することも可能であるが、作業環境及び周辺環境に大きな影響を及ぼさない範囲で、２０℃での蒸気圧が０．８ｍｍＨｇ以上を有する希釈剤を採用することもできる。
【００１３】
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必要があるため、散布後はバラスト表面に合成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合成樹脂に加え粘度を３０〜５００ｍＰａ・ｓに調整することが好ましい。道床安定剤の粘度が、３０〜５００ｍＰａ・ｓであることによって、バラスト表面への樹脂の付着が高く、十分な固着力が得られ、かつじょうろ等の簡単な散布器での散布が容易である。
【００１４】
希釈剤として、２０℃での水の溶解度が１．０ｗｔ％未満の場合、硬化した道床安定剤中に残存する希釈剤と水分が十分に混和せず、硬化した道床安定剤中に希釈剤が残存するため耐候劣化が早まらない。また、２０℃での蒸気圧が２０ｍｍＨｇを超える場合、道床安定剤散布後、道床安定剤が硬化する前に揮発するため、硬化した道床安定剤に希釈剤が残存しない。これらにより、硬化した道床安定剤がポーラス状にならないため劣化が促進されない結果、耐候劣化が早まらない。
【００１５】
２０℃での水の溶解度が１．０ｗｔ％以上、及び２０℃での蒸気圧が２０ｍｍＨｇ以下を有するものである希釈剤の例としては、酢酸ｎ‐ブチル、アセチルアセトン、メチル‐ｎ‐ブチルケトン、メチル‐ｎ‐プロピルケトン、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、エチレングリコールエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールエチルエーテルアセテート、３−メチルー３−メトキシブチルアセテート、二塩基酸エステル系希釈剤、等を挙げることができる。
【００１６】
この様に、希釈剤として２０℃での水の溶解度が１．０ｗｔ％以上、及び２０℃での蒸気圧が２０ｍｍＨｇ以下を有するもの、好ましくは、且つ大気圧下での引火点が７０℃以上を有するものを使用することにより、硬化した道床安定剤中に残存する希釈剤と水分が混和し、硬化した道床安定剤がポーラス状になり耐候劣化が早まり、道床安定剤散布後、短期間における突き崩し等の保守作業が実現する道床安定剤が得られる。
【００１７】
【実施例】
以下に、本発明における道床安定剤の実施例および比較例を示す。
【００１８】
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、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)を、４１．２重量部挿入した。次に、攪拌下、ポリエーテルポリオール（数平均分子量＝２，０００、官能基数＝２）１４．４量部と、アミン系ポリエーテルポリオール（数平均分子量＝３７００、官能基数＝４）１７．０重量部を添加した後、７５℃で５時間反応させた。反応が完結した後、室温まで冷却し、希釈剤として酢酸ｎ‐ブチル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１１．５％、粘度１５０ｍＰａ・ｓ／２５℃、不揮発分７０％であった。
【００１９】
実施例２並びに比較例１〜３
表に示すように、実施例１の希釈剤に対し、さらに大気圧下で７０℃以上の引火点を有するものを用いたもの（実施例２）を前記実施例１と同様の要領で調製した。また、比較のため、希釈剤の異なるポリウレタンプレポリマー組成物を調製した（比較例１〜３）。
【００２０】
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部に対して希釈剤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。
・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、下記の固着性を発現するものを合格とした。
・引火点：クリーブランド開放式法により測定した。
【００２１】
・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１００ｋｇ以上を合格とした。
・劣化の促進性：１号硅砂で樹脂モルタルを作り湿潤乾燥サイクルを繰り返す。樹脂モルタルの圧縮強度がサイクル数３０〜４５で１５ｋｇｆ／ｃｍ²以下に落ちれば合格。
・短期間での保守作業性：実際のバラストに安定剤を散布、固着させた状態のものを保守作業と同じ方法で突き崩したとき、何ヶ月で崩れ易くなるかを測定。合格は３〜１２ヶ月。×：３ヶ月以内 ○：３〜１２ヶ月 ×：１２ヶ月以上
【００２２】
【表１】

（○：合格，×：不合格）
【００２３】
1) 数平均分子量=２０００，官能基数=２
2) 数平均分子量=３７００，官能基数=４
3) ２０℃での水の溶解度=１．３７ｗｔ％，２０℃での蒸気圧=１２．５ｍｍＨｇ，大気圧下での引火点= ２３℃
4) ２０℃での水の溶解度=５．７０ｗｔ％，２０℃での蒸気圧= ０．４ｍｍＨｇ，大気圧下での引火点= ７６℃
5) ２０℃での水の溶解度= ０．０ｗｔ％，２０℃での蒸気圧= ６．６ｍｍＨｇ，大気圧下での引火点=３０-４０℃
6) ２０℃での水の溶解度=１２．５ｗｔ％，２０℃での蒸気圧=７５．５ｍｍＨｇ，大気圧下での引火点= −６℃
7) ２０℃での水の溶解度= ０．０ｗｔ％，２０℃での蒸気圧= ０．０ｍｍＨｇ，大気圧下での引火点=１７０℃
【００２４】
この結果から明らかなように、実施例１〜２示されるポリウレタンプレポリマー組成物は、劣化の促進性、短期間での保守作業性の各評価項目において良好な特性を示している。
【００２５】
【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、希釈剤として、２０℃での水の溶解度が１．０ｗｔ％以上、及び２０℃での蒸気圧が２０ｍｍＨｇ以下、好ましくは、且つ大気圧下での引火点が７０℃以上を有するものを用いることで、硬化した道床安定剤中に残存する希釈剤と水分が混和し、その結果、硬化した道床安定剤がポーラス状になるため耐候劣化が早まる効果が得られる。このことにより、道床安定剤散布後、横抵抗力の必要な短い一定期間を過ぎた後は、マルチプルタイタンパ等によって容易に突き崩すことができる。この道床安定剤を用い散布することで、短期間内での突き崩し等の保守作業に合せて道床安定剤の機能の持続・劣化性を調整することが可能になり、突き崩し等の容易な保守作業を実現することができる。

Claims (3)

1. 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、
   希釈剤は、２０℃での水の溶解度が１．０ｗｔ％以上、及び２０℃での蒸気圧が２０ｍｍＨｇ以下を有するものであることを特徴とする道床安定剤。
2. 前記希釈剤は、大気圧下での引火点が７０℃以上を有するものを主成分とすることを特徴とする請求項１に記載の道床安定剤。
3. 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として、請求項１または請求項２に記載の道床安定剤を用いる工法。