JPS582963B2 - 衝撃吸収部材 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、長期に亘って動的衝撃吸収性能を有する衝撃
吸収部材（ユニット）に関する。

特に本発明は、一定圧縮下の動的圧縮サイクルに耐える
ことができる弾性キュアポリ尿素ウレタン組成物の鉄道
車輌ドラフトギアー用の衝撃吸収部材及びそれらの製造
法に関する。

鉄道ドラフトギアー衝撃吸収部材は、革新的発展を経験
してきている。

比較的小さな吸収部材が動的に耐え得なければならない
非常に大きなそして繰り返される衝撃の故に、動的圧縮
試験と衝撃吸収部材組成物の組合せが総合されてきてい
る。

材料の単なる置換は効果的でない。

動的圧縮耐久性評価の方法及び要求がよりきびしくなっ
ているために、この衝撃吸収素材組成物はより複雑微妙
となることが要求される。

鉄道ドラフトギャー用に適した部材を測定する方法とし
て動的圧縮サイクル試験の必要条件が特に重要である。

この試験要件は、典型的な反りに加えて、低温及び落下
ハンマー試験である。

この圧縮サイクル試験は、約６．５インチ直径及び約１
．５インチ高さの短円筒型でその側面がＶ凹面の形であ
りそしてその端が円形鋼板面に被覆、接着されているも
のの弾性組成物から成る弾性衝撃吸収部材を得、そして
該部材をその初期非圧縮ポリ尿素ウレタン部材高さの最
大約４５乃至約５５％及びその該初期高さの最小約８乃
至約１２％の間で変る一定圧縮下にサイクルすることに
よって例示することができる。

このポリ尿素ウレタン部材は、かかる動的サイクル中に
圧縮されそして弛緩されるために、それ自身定常的に形
が実質的に変化する。

この比較的苛酷な試験下では、ある典型的な部材は約５
０乃至約１００サイクル内に破壊し又は裂けてしまうで
あろう。

しかし、鉄道ドラフトギアー用に適した部材は、少なく
とも約３００サイクルそして好ましくは少なくとも約５
００サイクル持ちこたえ又は耐えるべきである。

この苛酷な動的耐久力の必要性は、鉄道ドラフトギアー
用衝撃吸収部材について新しく、大きな複雑さを要求す
る。

従ってこれらの本質的なそして必要となってきている衝
撃吸収圧縮耐久力の要請の観点から、本発明の一つの目
的は改良された弾性衝撃吸収部材を提供することである
。

本発明に従えば、初期非圧縮高さの最大約４５乃至約５
５％及び最小約８乃至約１２％の間で変る一定の圧縮下
少なくとも約３００サイクル、好ましくは少なくとも約
５００サイクルの圧縮サイクルに耐えることを特徴とし
、そして更に組成物が円形平行端表面を有する一般の円
盤一成型円筒部材であり、円形鋼板に被覆、接着された
上記表面が約１．５イシチの直径及び実質的にＶ一型溝
（実質的に等側長を有する）の形で端表面に連結するサ
イドウオールを有し、上記溝が上記端表面の間に拡がり
、上記部材の固形部の容積が上記溝の容積の約１５０％
であるとき、成型弾性組成物の端表面域に均一に約１８
００ポンド／平方インチの適用時に約２５℃で約０．３
乃至約０．６インチ、好まし《は約０．４乃至約０．５
インチ反ることによって特徴すげられる成型された弾性
ポリ尿素ウレタン組成物から成り、上記弾性衝撃吸収ポ
リ尿素ウレタン組成物は、２・２′−ジアミノジフエニ
ルジスルフイド及び４・４′−ジアミノジフエニルジス
ルフイドから選ばれた少なくとも一種のジアミンを、（
Ａ）３・３′−ビトリレンー４・４′−ジイソシアネー
ト及び３・３′−ジメチルジフエニルメタンー４・４′
−ジイソシアネートから選ばれる少なくとも一種のジイ
ソシアネートと、（Ｂ）（Ｉ）（ａ）約６５乃至約１０
０重量％のポリエーテルポリオール又は（ｂ）（ｉ）約
３５乃至約６５重量％ポリエーテルポリオール及び（１
１）約６５乃至約３５重量％ポリエステルポリオールか
ら成る約６５乃至約９５重量％のポリオール混合物から
選ばれる、約１８００乃至約２２００の分子量を有する
ポリオール類、及び（２）約８００乃至約１２５０の分
子量を有する少なくとも一種のポリエーテルポリオール
及びポリエステルポリオールで、該ポリエーテルポリオ
ールは、ポリテトラメチンンエーテルグリコール及びポ
リプロピレンエーテルグリコールから選ばれ、そして上
記ポリエステルグリコールは、（ｉ）６乃至８個の炭素
原子を含有するカブロラクトンと４乃至７個の炭素原子
を含有するグリコールとから調製されるカブロラクトン
ポリエステル及び（１１）アゼライン酸と４乃至７個の
炭素原子を含有するグリコールとのアゼレートから選ば
れるているポリエーテルボリオール及びポリエステルポ
リオールからの少なくとも一種、約３５乃至Ｏ重量％か
ら成る、約１５００乃至約２１００の全平均分子量を有
する少なくとも一種の重合体状ポリオールの混合物との
反応生成物と反応させることによって調製され、然もイ
ソシアネート基／ポリオールのヒドロキシル基合計の比
が約１．７乃至約２．５であり、ジアミンの一級アミノ
基／上記ヒドロキシル基合計を越える過剰インシアネー
ト基の比が約０．６乃至約１．１でありそしてポリオー
ルの酸価が約１より少ないことを特徴とする、改良され
た衝撃吸収部材が発見された。

かくして鉄道ドラフトギアーの用途に適した本発明の衝
撃吸収部材は、部材が上記の圧縮耐久特性及び２５℃の
上記反り特性を有しそして少なくとも一つのサイドウオ
ール、好ましくは凹面サイドウオールに連結する二つの
向い合うそして実質的に平行の受力表面を有し、そして
その受力表面に接着された強硬受力板、好ましくは金属
板を有する本発明の固形円盤一成型弾性ポリ尿素ウレタ
ン組成物から成る衝撃吸収部材から成る。

従って鉄道ドラフトギアーの衝撃吸収装置は、円筒中の
衝撃負荷に対して直列に受力板を互いに向い合せて約８
乃至約１２そして好ましくは１０個の如き一連の部材か
ら成る。

本発明のこの弾性ポリ尿素ポリウレタン組成物は、約２
５℃での反り特性試験に加えて、更に一４０℃低温圧縮
試験によって特徴ずけることができる。

この試験に従えば、この組成物は、約１．１３インチの
直径及び約０．５インチの厚さを有する真直なサイドウ
オールをつけた固形円形円盤に成型されそしてキュアさ
れるとき、約−４０℃でこの円盤を４０％圧縮するのに
その平担表面に７５００ポンド／平方インチの最大圧力
、そして好ましくは６０００ポンド／平方インチの最大
圧力を必要とする。

この低温圧縮試験は、ポリ尿素ウレタン組成物の低温で
の硬化の尺度である。

これは、硬化することなくそして衝撃を吸収せずに直接
伝達することなくエネルギーを吸収する組成物の能力の
尺度である。

本発明の衝撃吸収材は、その％圧縮が実質的に一定であ
りそしてその％圧縮対荷重曲線が高荷重値で実質的に水
平であるとき、実質的に充分底に届く。

底に届かず高エネルギーを吸収する特性が、約−４０℃
の低きに及び温度を含む比較的広範囲の温度に亘って大
きな衝撃に処される鉄道ドラフトギャーについて特に要
求される。

明細書中「約９００乃至約１５００の全平均分子量」の
用語は、ポリエーテルポリオールと、ポリエーテルポリ
オール及びポリエステルポリオールの混合物との混合物
に等しい得られる全分子量を記述するために用いられる
。

かくして，１４００の全平均分子量を有する如き混合物
は、例えば１０００、１２５０及び２０００の分子量を
有する各ポリオールから成ることができる。

同様に、例えば、１０００の分子量を有するポリエステ
ルポリオールと混合された１５００の平均分子量をもつ
ポリテトラメチレンエーテルグリコールは、約１０００
及び約２０００の個々の平均分子量を有する２つのポリ
テトラメチレンエーテルグリコールと一緒の１０００の
各平均分子量を有するポリエステルグリコール混合に相
当する分子量であることができる。

好ましくは、このポリエーテルポリオールーポリエステ
ルポリオール混合物は、（ａ）約９００乃至約１１００
の平均分子量又は約９００乃至約１１００及び約１９０
０乃至約２１００の分子量の混合物を有するポリテトラ
メチレンエーテルグリコール、及び（ｂ）約８００乃至
約１２００の分子量を有するヘキサンジオールアジペー
ト及びアゼレート、約１８００乃至約２２００の分子量
を有するテトラメチレンアゼレート及び約１１００乃至
約１４００及び約１８００乃至約２２００の分子量を有
するε一カプロラクトンとジエチレンクリコールとのポ
リエステルから選ばれた少なくとも一種のポリエステル
ポリオールから選択される。

ジイソシアネートのイソシアネート基／ポリエーテルポ
リオール（ポリテトラメチレンエーテルグリコール）及
びポリエステルポリオールのヒドロキシル基合計の比が
約１．７乃至約２．５そして好まし《は約１．８乃至約
２．２であることは、本発明の臨界的特徴である。

約０．６乃至約１そして好ましくは約０．７乃至約０．
９５の範囲の、一級アミノ基／ポリエーテルポリオール
及びポリエステルポリオール（反応性水素一含有物質）
のヒドロキシル基合計を越えるジイソシアネートの過剰
インシアネート基の比を与えるために、充分な量のジア
ミンを用いることが好ましい。

かくして、例えば、約１．７乃至約２．５モル、好まし
くは約１．８乃至約２．０モルのジイソシアネート及び
約１モルのポリエーテルポリオール又はポリエーテルポ
リオールとポリエステルポリオールとの混合物から成る
混合物の反応生成物に、約０．４乃至約１．１モルのジ
アミンを加えることが望ましい。

更に、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、カブロ
ラクトンポリエステル、アジペート、アゼレート及びそ
れらの混合物が約１より小さい、望まし《は約０．５よ
り小さいそして更に好ましくは約０．１より小さい酸価
を有することが、本発明の必須の特徴である。

このポリテトラメチレンエーテルグリコールは、代表的
にはエチレンオキシドの如き２乃至４の炭素原子を有す
るアルキレンオキシド開始剤の助けを用いてテトラヒド
ロフランから調製された構造及び組成のものである。

カブロラクトンポリエステルは、環中６乃至約８の炭素
原子、好ましくは６の炭素原子を有するカブロラクトン
を４乃至７の炭素原子そして好ましくは４乃至６の炭素
を有するグリコールと反応することによって調製される
実質的に線状、ヒドロキシルー末端重合体である。

種々の適したカブロラクトンは、ε一カブロラクトン、
ゼーター・カブロラクトン及びエーター・カブロラクト
ンを含む。

メチルε一カブロラクトンの如き、メチル及びエチル基
から選ばれた１乃至２の炭素原子を含有するアルキル置
換基によるアルキル置換されたカブロラクトンも用いる
ことができる。

望ましくは、このカブロラクトンポリエステルは、約８
００乃至約２２００，好ましくは約１２００乃至２１０
０の範囲の分子量を、各々約１４０乃至約４５及び約９
５乃至約５５の範囲の相当するヒドロキシル価と共に有
する。

アジペート及びアゼレートは、好ましくは約１４０乃至
約５０の範囲の相当するヒドロキシル価と共に、約８０
０乃至約２２００の範囲の分子量を有する。

ポリエステルポリオールの調製用の種々の適したグリコ
−ルには、直鎖脂肪族炭化水素ジオール、好ましくはヒ
ドロキシルー末端ジオールが、そしてカブロラクトンポ
リエステル、アジペート及びアゼンートの調製用にはア
ルキレンエーテルグリコール、好ましくはヒドロキシル
ー末端グリコールが含まれる。

代表的な直鎖脂肪族炭化水素ヒドロキシルー末端ジオー
ルは、１・４−ブタンジオール、１・５−ペンタンジオ
ール、１・６−ヘキサンジオール、１・７−へブタンジ
オールである。

アルキレンエーテルグリコールの代表的なものは、ジエ
チレングリコールである。

アジペート及びアゼレートには、一般にこの炭化水素ジ
オールが望ましく、■・４−プタンジオール及び１・６
−へキサンジオールが好ましい。

ε一カブロラクトンとジエチレングリコールとのカブロ
ラクトンポリエステル、及びテトラメチレンアジペート
、１・６−ヘキサンジオールアジペート、テトラメチレ
ンアゼレート及び１・６−ヘキサンジオールアゼレート
から選ばれたポリエステルが特に望ましい。

このテトラメチレンアジペート及びアゼレートは、勿論
１・４−ブタンジオールと相当する酸とから調製される
。

このポリエステル類は、典型的には約５０℃乃至約３０
０℃、そして好ましくは約１２０℃乃至２００℃の範囲
の温度で形成される。

所望によっては、反応速度を増大させるために触媒を用
いることができる。

種々の適したカブロラクトンポリエステルの調製の更に
詳細な記述については、米国特許第２９３３４７８号を
参照する。

本発明に実施に於いて、大きな衝撃荷重吸収性と同様圧
縮サイクル試験耐久性のポリ尿素ウレタンドラフトギア
部材を製造するだめの好ましいジアミンキュア剤は、２
・２′−ジアミノジフエニルージスルフイドであり、そ
して好ましいジイソシアネートは、３・３′−ジメチル
ジフエニルメタン＝４・４′−ジイソシアネート及び３
・３′−ビトリレン−４・４′−ジイソシアネートから
選ばれ、３・３’−シメチルージフエニルメタン−４・
４′−ジイソシアネートが最も好ましい。

この弾性ポリ尿素ウレタン組成物は、最初ポリエーテル
ポリオール又はポリエーテルポリオールとポリエステル
ポリオールとを、ジインシアネートと一緒に実質的に無
水の条件下約１００℃乃至約１４０℃の温度で約３０乃
至約６０分間反応することによって調製することができ
る。

この反応は、大気圧で又は大気圧以上又は以下で遂行す
ることができる。

このジンシアネートー重合体状ポリオール又はポリオー
ルとポリエステルとの反応混合物に、その反応時間を短
縮するために触媒を加えることができる。

かかる触媒が用いられるときには、それは普通ジインン
アネートの添加前又はジイソシアネートの添加と一緒に
反応混合物に加えられる。

種々の触媒を用いることができるが、その例はトリエチ
ルアミン、ｎ−メチルモルフオリン及びｎ一エチルモル
フオリンの如きアミン触媒である。

このジアミンキュア剤は、次に実質的に無水の条件下に
、しばしばプレポリマーと呼ばれるこの反応の重合体状
生成物に加えられそしてこれと混合される。

得られるポリ尿素ウレタン反応混合物は、次に適当なモ
ールドに注型されそしてキュアされ、本発明の成型され
た弾性ポリ尿素ウレタン組成物を形成する。

この反応混合物は、約２０℃乃至約５０℃でキュアする
ことができるが、例えば約５０℃乃至約２００℃のより
高温ではより早いキュアが得られる。

普通この反応混合物は１２５℃で１６乃至約２４時間キ
ュアされる。

この成型された弾性ポリ尿素ウレタン組成物がポリ尿素
ウレタン反応混合物を所望の構造を有するモールドに注
入しそして次にこのポリ尿素ウレタン反応混合物をキュ
アすることによって製造されるときには、本発明の衝撃
吸収装置用補強板としての使用に適している金属板は、
ポリ尿素ウレタン反応混合物をキュアする前にモールド
中に入れることができる。

所望によって、フェノール系又はポリエステルーポリイ
ソシアネート接着剤の如き適当な接着剤セメントを金属
板に適用してもよい。

米国特許第２９９２９３９号及びオーストラリャ国特許
第２５６３７３号に有用であるとして教示される接着剤
がその例である。

この金属板の存在下にポリ尿素ウレタン反応混合物をキ
ュアすることによって、金属板がポリ尿素ウレタン部分
の少なくとも一つの受力表面に接着し、例えば第１及び
２図に示される如き構造のラミネートを形成する。

適した金属板は、一般に衝撃吸収部材の受力表面の平坦
寸法に適合し、そして約１／１６乃至約１／２インチ、
好ましくは約１／８乃至約１／４インチ、又は約１００
乃至約２００ミルの範囲の厚さを有する。

例えば約１ ０７１ ５乃至約１０／３０のＳｏｃｉｅ
ｔｙ ｏｆ ＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅＥｎｇｉｎｅｅｒｓ
’（ＳＡＥ）分類の範囲の炭素含量を有する熱一ロール
軟鋼の如き鋼板を受力表面に用いることが好ましい。

本発明を更に埋解するために、添付図を参照することが
できる。

第１図は、衝撃吸収装置の一つの形を示す斜面図である
。

第２図は、衝撃吸収装置を更に示す垂直縦断面図である
。

第３図は、支持円柱中に入れられそして圧縮力に対して
横切って配置されている第１図及び第２図に示される型
の衝撃吸収装置の垂直縦断面図であり、その衝撃吸収装
置はその初期高さの約４０％に反縮されている。

図を参照すると、第１図及び第２図に示される衝撃吸収
装置又は部材は、２つの向い合ったそして実質的に平行
な受力熱ロール軟鋼板（２及び３）に結合した又はラミ
ネートされた改良弾性キュアポリ尿素ウレタン部分１か
ら成る。

弾性ポリ尿素ウレタン部分のサイドウオール部は、■一
型溝の形の凹面である。

溝で置換えられた容積／（ポリ尿素ウレタン部分の容積
＋溝で置き換えられた容積）ＸＩＯＯＯ比は、予想され
る％圧縮に約等しい。

適した鉄道ドラフトギアは、第３図に示される如く形成
され、適当な圧縮荷重下では弾性キュアポリ尿素ウレタ
ン部分は変形しそしてそれらのサイドウオールは横の外
側５に押しつげられる。

本発明の実際を更に以下の実施例を参照して説明するが
、これは例示のためであり本発明の範囲を限定しようと
するものではない。

特に記さない限り、すべての部及び％は重量表示である
。

実施例Ｉ 最初各々の反応器Ａ−Ｆに実質的に無水条件下、約１０
００及び約２０００の分子量を有するポリテトラメチレ
ンエーテルクリコール、約２０００の分子量を有するテ
トラメチレンアゼレート及び約２０００の分子量を有す
るε一カブロラクトンとジエチレングリコールとのポリ
エステルから成る種々の量のポリエーテル及びポリエス
テルポリオールを仕込んで実験Ａ−Ｆを行なった。

このポリエステルポリオールは、約０．５より小さい酸
価を有した。

このポリオールの混合物を、減圧下約１１０℃で約１時
間（潜在水分のいずれをも除去するための予防方法とし
て）攪拌した。

次にこのポリオール混合物に、種々の量の３・３′−ピ
トリレン−４・４′−ジイソシアネート（ＴＯＤＩ）又
は３・３’−シメチルジフエニルメタン−４・４′−ジ
イソシアネー｝（ＤＭＭＤＩ）を加え、そして混合物を
攪拌しそして減圧下約１２０℃で約４５分間反応させた
。

次に混合物に、種々の量の２・２′−ジアミノジフエニ
ルジスルフイド〔ビス（２一ＡＲＰ）ＤＩＳ〕，４・４
′−メチレンービス−（２一クロロアニリン）及び／又
はＯ−ジクロ口ベンジジンを加えた。

以下の第１表は混合物調製を示す。

この反応混合物を、次に約１０／２０のＳＡＥ分類を有
しそして約６．５インチの直径及び１３５ミルの厚さを
有する２つの円形熱ロール軟鋼金属板を中に挿入したモ
ールド中に直接注入又は注型した。

この金属板は、注型ポリ尿素ウレタンに対するそれらの
接着を促進するためにポリエステルーポリイソシアネー
ト型の接着剤で被覆されたものとした。

混合物をモールド中約１１５℃で約２２時間キュアし、
本明細書の図面中第１〜３図に示されるものと同様の衝
撃吸収部材としてのポリ尿素ウレタン鋼ラミネートを与
えたが、この成型された弾性ポリ尿素ウレタン組成物は
６．５インチの直径及び１．５インチの厚さを有した。

これらのサイドウオールは、ポリ尿素ウレタンの約２７
３に等しい容積を有するＶ一型溝の形であった。

この衝撃吸収部材は、鋼受力板の表面域に均一に約１８
００ポンド／平方インチの力を適用すると、約２５℃で
約０．４４乃至約０．５５インチ反った（圧縮された）
。

実際に、２つのかかる部材を試験中直列に置くことによ
って試験を行なったが、そしてそれらの合計反りは約０
．８８乃至約１．１インチであった。

本発明に従って調製したがしかし低過ぎる比のジイソシ
アネート／重合体状ポリエステルを有するポリ尿素ウレ
タン部分を有する衝撃吸収材は、この試験に処されると
き典型的には約０．６インチより大きく反る。

かかる衝撃吸収部材は、鉄道車輌ドラフトギアーに用い
られるとき、典型的には不充分な量のエネルギーしか吸
収せず、そして従って普通充分な圧縮カエネルギーが使
用中ギアーで吸収される前に充分圧縮されてしまう。

高過ぎる比のジイソシアネート／重合体状ポリエステル
を有するポリ尿素ウレタン部分を有する如き衝撃吸収材
は、この試験に処されるとき典型的には約０．３０イン
チより小さく反る。

鉄道ドラフトギアーに用いられると、それらは典型的に
は鉄道車輌の連結から生成するエネルギー、又は力をド
ラフトギアーを通して伝導する前に不充分な量のエネル
ギーを吸収し、そして同様使用中破壊する。

各ポリ尿素ウレタン反応混合物の一部をキュアしそして
成型し約１．１３インチの直径及び約０．５インチの厚
さを有する円盤を形成した。

約−４０℃で、各円盤をそれらの初期厚さの約４０％に
圧縮するには、約５８００乃至約７３００ポンド／平方
インチの圧力をそれらの平坦表面に適用することが必要
であった。

２４℃では、かかる圧縮は約２０００乃至約２５００ポ
ンド／平方インチを必要とし、最大約２７００を必要と
した。

かくして、この衝撃吸収部材は、約−２０℃乃至約２５
℃そして好まし《は約５０℃までの広範囲の温度に亘っ
て、鉄道ドラフトギアー用に望ましい荷重反れ又は圧縮
を有した。

この衝撃吸収部材は、更に望ましくは−３５℃ハンマー
落下試験ＫよってモしてＡＡＲ耐久性試験によって特徴
づけられる。

ハンマー落下試験は、最初に第１−３図に類似した１０
個の衝撃吸収部材又はパッド（当て物）を互に向い合っ
て接着された金属受力板と共に衝撃荷重に対して直列に
ドラフトギアーシリンダーに縦に詰めドラフトギアーを
形成することによって記述される。

２７０００ポンドハンマーが、垂直に配置されたギア一
の端の上に種々の高さから落丁される。

典型的にはハンマーが落下される高さ、インチとして表
わされる衝突衝撃が測られ、そしてギア一の能力が測定
される。

このギア一の能力は、ギアーが「底につく」、即ちそれ
が衝撃力を押えそして吸収するよりも、衝撃をハンマー
落丁から直接伝導し始める点で測定される。

かくして、このギアーは、典型的には２７０００ポンド
ハンマーが約１８インチの高さから落され４００００フ
ィートポンド衝撃力で「底につ＜」，このドラフトギャ
ーを次に−３５℃に冷却し、そして−３５℃ハンマー落
下試験として２７０００ポンドハンマーで３回ハンマー
落下される。

この能力を測定しそしてギアーを分解し続いてパッドが
試験される。

このハンマー落下試験ができなくなる基準は、特に−３
５℃での破裂の如きパッドの劣化であり、又は約２５℃
で約４００００フィートポンドより小さい衝撃荷重で底
をつくことによる。

ＡＡＲ耐久性試験（Ａｍｅｒｉｃａｎ Ａｓｓｏｃｉａ
ｔｉｏｎ ｏｆ Ｒａｉｌｒｃａｄｓ）は、ＡＡＲ規格
Ｍ−９０１−Ｅ耐久性試験として参照することができる
。

この試験は、一般に−３５℃ハンマー落丁試験と同じで
あるが、しかし室温又は約２５℃で開始される。

３５百万フィートポンドのエネルギーが典型的には１０
箇の衝撃吸収部材又はパッドから成るギアー上で消費さ
れる迄の時間に亘って、約１乃至約３０インチの種々の
垂直高さで、２７０００ポンドハンマーが落される。

このギアー能力は、試験の初期及び終期両方で、試験中
周期的にと同様に測定される。

この試験前、中及び後のギアー能力が、次にギアーがこ
うむる能力変化を測定するために、比較される。

このギアーを次に分解しそしてパッドの劣化について検
査される。

例えば過大な亀烈などによる能力の目立った損失又はパ
ッドの劣化が耐久性試験ができなくなる基準である。

ギアーが１０個のパッドから成るとき、底をつく前に少
なくとも約４００００フィートポンドの能力、又は約２
５℃で約４０００フィートポンド／パツドの能力を有す
ることが好ましい。

この試験では、ギアーが各ハンマー落下後相当に発熱す
るために、過剰の熱発生を防ぐ間の時間に亘って次第に
２７０００ポンドハンマー衝撃が適用される。

実験Ｂ−Ｆから調製された衝撃吸収部材は、部材がその
初期ポリ尿素ウレタン高さの約８乃至約１２％から約４
５乃至約５５％下方までの間で交互に行なわれる一定圧
縮下に交互に圧縮される場合の少なくとも約５００サイ
クルでの圧縮サイクル試験にうまく合格した。

特に、部材は約８乃至約１２％から４５乃至５５％下方
まで圧縮されそしてその８乃至ｌＯ％圧縮に戻るまで放
置される。

これには約３０秒間要する。

約４％分後サイクルが繰り返される。

かくして１サイクルは約５分必要とする。

典型的にはその最初のサイクル中に部材を圧縮するのに
より大きな力を必要とし、かかる力は次の１０乃至５０
サイクルでは幾分減少する。

次にこの力は、部材が破壊し始めるまで平らになる又は
ある程度一定に保たれる傾向がある。

この破壊し始める点で、必要な力が比較的小サイクル間
に亘って急速に減少するのが典型である。

従って、鉄道ドラフトギアー用に適した部材が抵抗し又
は耐えることができるサイクルの典型的尺度は、その初
期ポリ尿素ウレタン非圧縮高さの約８乃至約１２％の圧
縮からかかる高さの約４５乃至約５５％下方まで圧縮す
るのに必要な最大圧縮力が、最初の圧縮サイクルについ
て必要な力の約２５％減少又は低下するまで耐え得る、
この５分サイクルの数である。

本発明のそして特に本実施例に記述された如きこの衝撃
吸収部材は、鉄道ドラフトギアー衝撃吸収部材として特
異な有用性を有する。

実際に、鉄道ドラフトギアーの衝撃吸収装置は、典型的
には本発明のそして好ましくは１．５インチ厚さ及びＶ
−溝側面を有する前記の６．５インチ直径成型ポリ尿素
ウレタン円盤の８乃至１４、好ましくは１０個の衝撃吸
収部材の直列装填によって、そして続いてこの装置中の
部材を鉄道車輌に操作使用される約２００００ポンドカ
下に置くことによって組立てられる。

本発明の実際に於いては、典型的にはポリ尿素ウレタン
は酸化防止量の酸化防止剤を含むことが望ましい。

かくしてこのポリ尿素ウレタンは、約０．５乃至約３、
そして更に好ましくは約１乃至約２重量％の範囲のアミ
ン又は立体障害フェノール型の如き酸化防止剤を含むこ
とが望ましい。

普通アミン酸化防止剤が満足し得る。

普通、この酸化防止剤はジオールジイソシアネート混合
物又は生成物と混合されるか、又は更に好ましくは単純
にポリオールと混合される。

酸化防止剤の添加は、主として衝撃吸収材の望ましい性
質を長期間維持することを促進する。

ある代表的な態様及び詳細を、本発明を説明するために
示したが、本発明の精神又は範囲を逸脱することなく多
種の変更及び修正が行なわれることは当業者にとって明
らかであろう。

なお、本発明は次の態様を包含する。

（１）全サイクルについて初期非圧縮高さの最大約４５
乃至約５５％及び最小約８乃至約１２％の間で約３０秒
間に亘って変り、続いて各サイクル間に約４．５分休止
することから成る、一定圧縮下の少なくとも約３００サ
イクルの圧縮サイクルに耐えることを特徴とし、そして
更に組成物が円形平行端表面を有する一般の円盤一成型
円筒部材であり、円形鍋板に被覆されそして接着された
上記表面が約６．５インチの直径、約１．５インチの高
さ及び実質的に等側長を有する実質的にＶ一型溝形で端
表面に連結するサイドウオールを有し、上記溝が上記端
表面の間に拡がり、上記部材の固形部の容積が上記溝の
容積の約１５０％であるとき、成型弾性組成物の端表面
域（力を受ける表面）に均一に約１８００ポンド／乎方
インチの適用時に約２５０℃で約０．３乃至約０．６イ
ンチ反ることによって特徴ずけられる特許請求の範囲に
記載の衝撃吸収部材。

（２）上記ポリ尿素ウレタンが、真直なサイドウオール
と共に固形円形円盤に成型されそしてキュアされ、約１
．１３インチの直径及び約０．５インチの厚さを有する
とき、−４０℃で円盤を４０％圧縮するためには７５０
０ポンド／平方インチの最大圧力をその平坦表面に適用
することを必要とする如き−４０℃低温圧縮試験によっ
て上記ポリ尿素ウレタンが特徴すげられる上記１項の衝
撃吸収部材。

（３）上記ジアミンは２・２′一・ジアミノ・ジフェニ
ノレジスルフイドであり、上記ポリエーテルポリオール
ーポリエステルポリオール混合物が約１４００乃至約１
８００の範囲の全平均分子量を有しそしてポリエステル
ポリオールが（ａ）ε一カプロラクトンとジエチレング
リコールとから調製されるカブロラクトンポリエステル
、（ｂ）７ジピン酸と１・４−プタンジオール及び１・
６−ヘキサンジオールから選ばれるグリコールとのアジ
ペート及び（Ｃ）アゼライン酸と１・４−ブタンジオー
ル及び１・６−ヘキサンジオールから選ばれるグリコー
ルとのアゼレートの少なくとも一つから選ばれ、ジイソ
シアネートのインシアネート基／ポリオールのヒドロキ
シル基合計の比は約１．７乃至約２．０であり、一級ア
ミノ基／ポリオールのヒドロキシル基合計を越える過剰
インシアネート基の比は約０．７乃至約０．９５である
上記１項の衝撃吸収部材。

（４）ポリエーテルポリオールが、ポリテトラメチンン
エーテルグリコールである上記４項の衝撃吸収部材。

（５）ジイソシアネートが、３・３′−ジメチルジフエ
ニルメタン−４・４′−ジイソシアネートである上記３
項の衝撃吸収部材。

（６）上記成型固形弾性ポリ尿素ウレタン組成物が、少
なくとも一つのサイドウオールと連結する二つの向い合
っておりそして実質的に平行な力を受ける表面を有し、
そしてその力を受ける表面に接着された強硬な力を受け
る金属板を有することから成る鉄道ドラフトギア用に適
した特許請求の範囲に記載の衝撃吸収部材。

（７）約６．５インチの直径、約１．５インチの高さ、
及び実質的にＶ一型溝（実質的に等側長を有する、）の
形で端表面に連結するサイドウオールを有し、上記溝が
上記端表面の間に拡がっている円形平行端表面をもつ一
般に円盤一成型円筒素材を有し、該素材の固形部の容積
が上記溝容積の約１５０％であり、そして上記の付着強
硬受力板が銅板である上記６項の衝撃吸収部材。

（８）全サイクルについて初期非圧縮高さの最大約４５
乃至約５５％及び最小約８乃至約１２％の間で約３０秒
間に亘って変り、続いて各サイクル間に約４．５分休止
することから成る、一定圧縮下の少なくとも約５００サ
イクルの圧縮サイクルに耐えることを特徴とし、そして
更に組成物が円形平行端表面を有する一般の円盤一成型
円筒素材であり、円形鍋板に被覆されそして接着された
上記表面が約６．５インチの直径、約１．５インチの高
さ及び実質的にＶ一型溝（実質的に等側長を有する）の
形で端表面に連結するサイドウオールを有し、上記溝が
上記端表面の間に拡がり、上記素材の固形部の容積が上
記溝の容積の約１５０％であるとき、上記成型弾性組成
物の端表面域（力を受ける表面）に均一に約１８００ポ
ンド／平方インチの適用時に約２５℃で約０．３乃至約
０．６インチ反ることによって特徴ずけられる上記７項
の衝撃吸収部材。

（９）上記ジアミンは２・２′−ジアミノジフエニルジ
スルフイドであり、上記ポリエーテルポリオールポリエ
ステルポリオール混合物は約 １４００乃至約１８００の範囲の全平均分子量を有し、
そしてポリエステルポリオールが（ａ）ε一カブロラク
トンとジエチレングリコールとから調製されるカブロラ
クトンポリエステル、（ｂ）アジピン酸と１・４−ブタ
ンジオール及び１・６−ヘキサンジオールから選ばれる
グリコールとのアジペート及び（ｃ）アゼライン酸と１
・４ーブタンジオール及び１・６−ヘキサンジオールか
ら選ばれるグリコールとのアゼレートの少な《とも一つ
から選ばれ、ジイソシアネートのイソシアネート基／ポ
リオールのヒドロキシル基合計の比が約１．７乃至約２
．０であり、一級アミノ基／ポリオールのヒドロキシル
基合計を越える過剰イソシアネート基の比が約０．７乃
至約０．９５である上記８項の衝撃吸収部材。

（１０）相互に面する強硬な受力板と共に衝撃負荷に直
列に円筒中に装填された８乃至１２０部材を含有する鉄
道ドラフトギャーを形成する如《複数の部材で連結され
ていることによって特徴ずゆられる上記６項の衝撃吸収
部材。

（１１）ポリ尿素ウレタン反応剤を、所望の構造を有し
そして中に挿入された金属一受力板を有するモールド中
で反応することを特徴とする上記６項の衝撃吸収部材の
製造方法。

【図面の簡単な説明】

添付図面第１図、第２図および第３図は本願発明を説明
する図面である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ２・２′−ジアミノジフエニルジスルフイド及び４
   ・４’−シアミノジフエニルジスルフイドから選ばれた
   少なくとも一種のジアミンを、 （Ａ）３・３′−ビトリオレンー４・４′−ジイノシア
   ネート及び３・３′−ジメチルジフエニルメタン−４・
   ４′−ジイソシアネートから選ばれる少なくとも一種の
   ジイソシアネートと、 （Ｂ）（Ｉ）（ａ）約６５乃至約１００重量％のポリエ
   ーテルポリオール又は、 （ｂ）（ｉ）約３５乃至約６５重量％ポリエーテルポリ
   オール及び、 （１１）約６５乃至約３５重量％ポリエステルポリオー
   ル、 から成る約６５乃至約９５重量％のポリオール混合物、 から選ばれる、約１８００乃至約２２００の分子量を有
   するポリオール及び、 （２）約３５乃至Ｏ重量％の、約８００乃至約１２５０
   の分子量を有する、ポリエーテルポリオール及びポリエ
   ステルポリオールから選ばれた少なくとも一種で、然も
   該ポリエーテルポリオールは、ポリテトラメチレンエー
   テルグリコール及びポリプロピレンエーテルグリコール
   から選ばれ、そして該ポリエステルグリコールは、（１
   ）６乃至８個の炭素原子を有するカブロラクトンと４乃
   至７個の炭素原子を有するグリコールとから調製される
   カブロラクトンポリエステル及び（１１）アゼライン酸
   と４乃至７個の炭素原子を有するグリコールとのアゼレ
   ートから選ばれたものであるポリエーテルポリオール及
   びポリエステルポリオールからの少なくとも一種、 から成る、約１５００乃至約２１００の全平均分子量を
   有する少なくとも一種の重合体状ポリオールの混合物、 との反応生成物と反応させることによって調製され、然
   もイソシアネート基／ポリオールのヒドロキシル基合計
   の比が約１．７乃至約２．５であり、ジアミンの一級ア
   ミノ基／上記ヒドロキシル基合計を越える過剰イソンア
   ネート基の比が約０．６乃至約１．１でありそしてポリ
   オールの酸価が約１より少ないことを特徴とする、成型
   された弾性ポリウレタン組成物を含有する衝撃吸収部材
   。