JP2521837B2 - 低発泡ポリウレタンエラストマ― - Google Patents
低発泡ポリウレタンエラストマ―Info
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- F16F1/36—Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers
- F16F1/3605—Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers characterised by their material
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、低発泡ポリウレタンエラストマーに関し、
さらに詳しくは、防振材、殊に鉄道のレール軌道におけ
る防振パツドに適した低発泡ポリウレタンエラストマー
に関する。
さらに詳しくは、防振材、殊に鉄道のレール軌道におけ
る防振パツドに適した低発泡ポリウレタンエラストマー
に関する。
鉄道のレール軌道における車両走行時の振動を軽減す
る目的で使用される防振材パツドとしては、例えば、レ
ールの下に敷いて使用される溝なし低バネパツド、橋梁
部のマクラギの下に敷いて使用される橋マクラギ用パツ
ド、スラブ軌道のスラブの下に敷いて使用される軌道ス
ラブ用防振体等が挙げられる。
る目的で使用される防振材パツドとしては、例えば、レ
ールの下に敷いて使用される溝なし低バネパツド、橋梁
部のマクラギの下に敷いて使用される橋マクラギ用パツ
ド、スラブ軌道のスラブの下に敷いて使用される軌道ス
ラブ用防振体等が挙げられる。
従来、鉄道用防振パツドとしてスチレン−ブタジエン
系の無発泡ゴム共重合体が多く使用されており、溝を設
けたり幅を変えたりすることによりバネ定数の調節が行
われている。しかしながら、そのような方法ではバネ定
数の調節に限定があり、バネ定数の低いパツドを得るこ
とは困難である。また、無発泡であるため、応力がかか
ると横方向にパツドが歪み、列車の通過による影響でパ
ツドが逸脱する恐れがある。
系の無発泡ゴム共重合体が多く使用されており、溝を設
けたり幅を変えたりすることによりバネ定数の調節が行
われている。しかしながら、そのような方法ではバネ定
数の調節に限定があり、バネ定数の低いパツドを得るこ
とは困難である。また、無発泡であるため、応力がかか
ると横方向にパツドが歪み、列車の通過による影響でパ
ツドが逸脱する恐れがある。
防振パツドのバネ定数を低下させる方法が特開昭63−
151701号公報に提案されているが、この方法では形状が
複雑となる等の問題がある。
151701号公報に提案されているが、この方法では形状が
複雑となる等の問題がある。
一方、防振材料として、ポリウレタンエラストマーも
いくつか提案されているが、列車走行時の苛酷な条件に
耐えることが要求される鉄道用防振材として充分に満足
できるものは見当らない。例えば、特開昭59−27913号
公報、特開昭62−158712号公報及び特開昭61−181815号
公報で提案されている発泡ポリウレタンエラストマーは
抗張力が低く、また、特開昭61−250019号公報に記載さ
れている発泡ポリウレタンエラストマーは圧縮永久歪が
悪く、さらに特公昭62−45149号公報に記載されたポリ
ウレタンエラストマー組成物は圧縮永久歪が悪く、無発
泡であるためバネ定数を変化させることが困難である等
の欠点がある。
いくつか提案されているが、列車走行時の苛酷な条件に
耐えることが要求される鉄道用防振材として充分に満足
できるものは見当らない。例えば、特開昭59−27913号
公報、特開昭62−158712号公報及び特開昭61−181815号
公報で提案されている発泡ポリウレタンエラストマーは
抗張力が低く、また、特開昭61−250019号公報に記載さ
れている発泡ポリウレタンエラストマーは圧縮永久歪が
悪く、さらに特公昭62−45149号公報に記載されたポリ
ウレタンエラストマー組成物は圧縮永久歪が悪く、無発
泡であるためバネ定数を変化させることが困難である等
の欠点がある。
本発明は上記の如き欠点をもたない、鉄道軌道用の防
振材に適した低発泡ポリウレタンエラストマーを提供す
ることを目的とするものである。
振材に適した低発泡ポリウレタンエラストマーを提供す
ることを目的とするものである。
本発明によれば （Ａ） ポリテトラメチレンエーテルグリコールとジフ
エニルメタンジイソシアネートとのNCO含有が３〜22重
量％のプレポリマーと、 （Ｂ） 数平均分子量が400〜5,000のポリオキシプロピ
レントリオール及び分子量が120以下の短鎖長ジオール
と、 （Ｃ） 水及びハロゲン化炭化水素より選ばれる発泡剤 の反応により得られる尿素結合濃度が５×10-4モル/g以
下で且つ比重が0.4〜１の低発泡ポリウレタンエラスト
マーが提供される。
エニルメタンジイソシアネートとのNCO含有が３〜22重
量％のプレポリマーと、 （Ｂ） 数平均分子量が400〜5,000のポリオキシプロピ
レントリオール及び分子量が120以下の短鎖長ジオール
と、 （Ｃ） 水及びハロゲン化炭化水素より選ばれる発泡剤 の反応により得られる尿素結合濃度が５×10-4モル/g以
下で且つ比重が0.4〜１の低発泡ポリウレタンエラスト
マーが提供される。
以下、本発明の低発泡ポリウレタンエラストマーにつ
いてさらに詳細に説明する。
いてさらに詳細に説明する。
（Ａ） イソシアネート成分 本発明においてはポリウレタンエラストマーの製造の
ためのィソシアネート成分として、ポリテトラメチレン
エーテルグリコール（以下、PTMEGということがある）
とジフエニルメタンジイソシアネート（以下、MDIとい
うことがある）とのプレポリマーを使用する。
ためのィソシアネート成分として、ポリテトラメチレン
エーテルグリコール（以下、PTMEGということがある）
とジフエニルメタンジイソシアネート（以下、MDIとい
うことがある）とのプレポリマーを使用する。
該プレポリマーの製造に使用されるPTMEGは一般に500
〜4,000、好ましくは1000〜2000の範囲内の数平均分子
量をもつことが望ましい。また、このPTMEGTと反応せし
められるMDIは精製されたものを用いることが望まし
い。
〜4,000、好ましくは1000〜2000の範囲内の数平均分子
量をもつことが望ましい。また、このPTMEGTと反応せし
められるMDIは精製されたものを用いることが望まし
い。
PTMEGとMDIとの反応は、生成するプレポリマーのNCO
含有量が３〜22重量％、好ましくは５〜15重量％の範囲
内となるような割合で行なうのが有利である。生成する
プレポリマーのNCO％が３％より少ないと、液粘度が高
くなり、イソシアネート成分とポリオール成分の比率が
大きくなる。また、22％を越えると、製造されるポリウ
レタンエラストマーの強度が低下し、圧縮永久歪の悪化
を招く傾向がみられる。
含有量が３〜22重量％、好ましくは５〜15重量％の範囲
内となるような割合で行なうのが有利である。生成する
プレポリマーのNCO％が３％より少ないと、液粘度が高
くなり、イソシアネート成分とポリオール成分の比率が
大きくなる。また、22％を越えると、製造されるポリウ
レタンエラストマーの強度が低下し、圧縮永久歪の悪化
を招く傾向がみられる。
PTMEGとMDIからのプレポリマーの形成はそれ自体既知
の方法により容易に行なうことができる。
の方法により容易に行なうことができる。
（Ｂ） ポリオール成分 本発明のポリウレタンエラストマーの製造に際して、
ポリオール成分として、ポリオキシプロピレントリオー
ルと短鎖長ジオールとが組合わされて使用される。
ポリオール成分として、ポリオキシプロピレントリオー
ルと短鎖長ジオールとが組合わされて使用される。
ポリオキシプロピレントリオールとしては、数平均分
子量が400〜5,000、特に600〜3000の範囲内のものが使
用され、また、短鎖長ジオールとしては分子量が120以
下のもの、例えばエチレングリコール、プロピレングリ
コール等が用いることができる。使用するポリオキシプ
ロピレントリオールの数平均分子量が400より小さい
と、得られるポリウレタンエラストマーの伸び及び引張
強度が低下し、他方、5,000を越えると、得られるポリ
ウレタンエラストマーの圧縮永久歪が悪化しやすい。
子量が400〜5,000、特に600〜3000の範囲内のものが使
用され、また、短鎖長ジオールとしては分子量が120以
下のもの、例えばエチレングリコール、プロピレングリ
コール等が用いることができる。使用するポリオキシプ
ロピレントリオールの数平均分子量が400より小さい
と、得られるポリウレタンエラストマーの伸び及び引張
強度が低下し、他方、5,000を越えると、得られるポリ
ウレタンエラストマーの圧縮永久歪が悪化しやすい。
ポリオキシプロピレントリオールと短鎖長ジオールの
使用割合は厳密に制限されるものではなく、得られるポ
リウレタンエラストマーに要求される物性等に応じて変
えることができるが、一般には、ポリオキシプロピレン
トリオール／短鎖長ジオールの当量比は1/30〜2/1、好
ましくは1/20〜1/2の範囲内にあるのが適当である。
使用割合は厳密に制限されるものではなく、得られるポ
リウレタンエラストマーに要求される物性等に応じて変
えることができるが、一般には、ポリオキシプロピレン
トリオール／短鎖長ジオールの当量比は1/30〜2/1、好
ましくは1/20〜1/2の範囲内にあるのが適当である。
（Ｃ） 発泡剤 発泡剤としては、水又はハロゲン化炭化水素、例えば
フレオン11、フレオン113、メチレンクロライド等が使
用される。これら発泡剤の使用量は、生成するポリウレ
タンエラストマーの比重が、0.4〜１、好ましくは0.5〜
0.9の範囲内になるように選ぶことができる。
フレオン11、フレオン113、メチレンクロライド等が使
用される。これら発泡剤の使用量は、生成するポリウレ
タンエラストマーの比重が、0.4〜１、好ましくは0.5〜
0.9の範囲内になるように選ぶことができる。
特に、発泡剤として水を使用する場合には、生成する
ポリウレタンエラストマーの尿素結合濃度が５×10-4モ
ル/g以下となるような量で使用すべきである。ポリウレ
タンエラストマーの尿素結合濃度が５×10-4モル/gを越
えると、該ポリウレタンエラストマーの強度が低下しや
すい。
ポリウレタンエラストマーの尿素結合濃度が５×10-4モ
ル/g以下となるような量で使用すべきである。ポリウレ
タンエラストマーの尿素結合濃度が５×10-4モル/gを越
えると、該ポリウレタンエラストマーの強度が低下しや
すい。
（Ｄ） 他の添加剤 本発明のポリウレタンエラストマーは、必要に応じ
て、フイラー、例えば鉄粉などの金属粉、炭酸カルシウ
ム、水酸化アルミニウムなどの無機微粉末等；カーボン
ブラツク等の着色剤；シリコン等の整泡剤；各種触媒、
紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤等の添加剤を加え
ることができる。
て、フイラー、例えば鉄粉などの金属粉、炭酸カルシウ
ム、水酸化アルミニウムなどの無機微粉末等；カーボン
ブラツク等の着色剤；シリコン等の整泡剤；各種触媒、
紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤等の添加剤を加え
ることができる。
（Ｅ） 低発泡ポリウレタンエラストマーの製造 上記に述べたイソシアネート成分（Ａ）、ポリオール
成分（Ｂ）、発泡剤（Ｃ）及び場合により他の添加剤の
各成分を、NCOイソデツクスが通常90〜110、好ましくは
100〜105の範囲内に入るようにして混合し、液温が約25
〜約70℃の条件下に反応せしめ、次いで型温約40〜約12
0℃で約10〜約30分間キユアすることにより、本発明の
低発泡ポリウレタンエラストマーを製造することができ
る。発泡剤の添加量は得られるポリウレタンエラストマ
ーに要求される比重等に応じて変えることができる。ま
た、上記の混合は例えば、攪拌翼を備えた低圧発泡機を
用い3000〜6000rpmの条件下に有利に行なうことができ
る。
成分（Ｂ）、発泡剤（Ｃ）及び場合により他の添加剤の
各成分を、NCOイソデツクスが通常90〜110、好ましくは
100〜105の範囲内に入るようにして混合し、液温が約25
〜約70℃の条件下に反応せしめ、次いで型温約40〜約12
0℃で約10〜約30分間キユアすることにより、本発明の
低発泡ポリウレタンエラストマーを製造することができ
る。発泡剤の添加量は得られるポリウレタンエラストマ
ーに要求される比重等に応じて変えることができる。ま
た、上記の混合は例えば、攪拌翼を備えた低圧発泡機を
用い3000〜6000rpmの条件下に有利に行なうことができ
る。
本発明により提供される低発泡ポリウレタンエラスト
マーは、圧縮永久歪、圧縮耐久性等の物性を低下させる
ことなく低バネ定数化が可能であり、防振材、殊に鉄道
軌道用の溝なし低バネパツド、橋マクラギ用パツド、軌
道スラグ用防振体等として利用することができる。
マーは、圧縮永久歪、圧縮耐久性等の物性を低下させる
ことなく低バネ定数化が可能であり、防振材、殊に鉄道
軌道用の溝なし低バネパツド、橋マクラギ用パツド、軌
道スラグ用防振体等として利用することができる。
例えば、本発明の低発泡ポリウレタンエラストマー
は、防振パツドに要求される圧縮永久歪が15％以下、圧
縮疲労が10％以下という要件を充足した上で、従来のポ
リウレタンよりも低バネ定数化を図ることが可能であ
る。
は、防振パツドに要求される圧縮永久歪が15％以下、圧
縮疲労が10％以下という要件を充足した上で、従来のポ
リウレタンよりも低バネ定数化を図ることが可能であ
る。
本発明の低発泡ポリウレタンエラストマーをこのよう
な用途に使用するに際して、溝なし低バネパツドは140
×180×10mmの平板に、そして橋マクラギ用パツドは厚
さ15〜25mmで受圧面積300〜600cm2のコの字に成形する
ことができる。また、軌道スラブ幼防振体は100cm×100
cm以上のシート状に成形することができる。
な用途に使用するに際して、溝なし低バネパツドは140
×180×10mmの平板に、そして橋マクラギ用パツドは厚
さ15〜25mmで受圧面積300〜600cm2のコの字に成形する
ことができる。また、軌道スラブ幼防振体は100cm×100
cm以上のシート状に成形することができる。
次に実施例により本発明をさらに具体的に説明する。
なお、実施例中「部」は重量部を意味する。
なお、実施例中「部」は重量部を意味する。
実施例１ ポリオール成分として、ポリオキシプロピレントリオ
ール（分子量3000）［商品名GP−3000（三洋化成製）］
18部、エチレングリコール10部、水1.0部、トリエチレ
ンジアミン0.5部、整泡剤［商品名CF2080（東レ製）］
0.5部を25℃で混合した。一方、イソシアネート成分と
して、ポリテトラメチレンエーテルグリコール（分子量
2000）（以下、PTMG2000という）と粗MDIとを60℃で20
時間反応させたNCO％＝20％のプリポリマーを使用す
る。
ール（分子量3000）［商品名GP−3000（三洋化成製）］
18部、エチレングリコール10部、水1.0部、トリエチレ
ンジアミン0.5部、整泡剤［商品名CF2080（東レ製）］
0.5部を25℃で混合した。一方、イソシアネート成分と
して、ポリテトラメチレンエーテルグリコール（分子量
2000）（以下、PTMG2000という）と粗MDIとを60℃で20
時間反応させたNCO％＝20％のプリポリマーを使用す
る。
上記ポリオール成分とイソシアネート成分をNCO Ind
ex＝105（NCO Index:NCO/OHの当量比×100）の配合
比、液温40℃で低圧発泡機（攪拌翼回転数6,000rpm）を
使用して混合反応させ、型温80℃、寸法140×180×10mm
の型に注入した。80℃で30分キユアした後、脱型した。
その後、80℃で12時間乾燥機中で更にキユアしたものに
ついて物性を決定した。結果を後記第２表に示す。第２
表に示す結果から明らかなように得られたポリウレタン
エラストマーは、低バネ定数でかつ圧縮永久歪、圧縮疲
労の良好なものであった。
ex＝105（NCO Index:NCO/OHの当量比×100）の配合
比、液温40℃で低圧発泡機（攪拌翼回転数6,000rpm）を
使用して混合反応させ、型温80℃、寸法140×180×10mm
の型に注入した。80℃で30分キユアした後、脱型した。
その後、80℃で12時間乾燥機中で更にキユアしたものに
ついて物性を決定した。結果を後記第２表に示す。第２
表に示す結果から明らかなように得られたポリウレタン
エラストマーは、低バネ定数でかつ圧縮永久歪、圧縮疲
労の良好なものであった。
実施例２〜５ 下記第１表に示す配合組成を用いる以外、実施例１と
同様にしてポリウレタンエラストマーを製造した。得ら
れたポリウレタンエラストマーの物性を第２表に示す。
同様にしてポリウレタンエラストマーを製造した。得ら
れたポリウレタンエラストマーの物性を第２表に示す。
比較例１〜４ 下記第３表に示す配合組成を用いれ以外、実施例１と
同様に操作して、ポリウレタンを製造した。得られたポ
リウレタンの物性を第４表に示す。
同様に操作して、ポリウレタンを製造した。得られたポ
リウレタンの物性を第４表に示す。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ１６Ｆ 15/04 9138−3Ｊ Ｆ１６Ｆ 15/04 Ａ //(Ｃ０８Ｇ 18/66 (Ｃ０８Ｇ 18/66 101:00） 101:00） Ｃ０８Ｌ 75:04 Ｃ０８Ｌ 75:04 (72)発明者 石田 誠 東京都国分寺市光町２丁目８番地38 財 団法人鉄道総合技術研究所内 (72)発明者 横田 敦 東京都国分寺市光町２丁目８番地38 財 団法人鉄道総合技術研究所内 (72)発明者 市川 篤司 東京都国分寺市光町２丁目８番地38 財 団法人鉄道総合技術研究所内 (72)発明者 小川 嘉彦 東京都足立区西新井栄町１丁目18番１号 日清紡績株式会社西新井化成工場内 (72)発明者 千家 秀雄 東京都足立区西新井栄町１丁目18番１号 日清紡績株式会社西新井化成工場内 (72)発明者 仲村 聡史 東京都足立区西新井栄町１丁目18番１号 日清紡績株式会社西新井化成工場内 (56)参考文献 特開 昭59−15425（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−97317（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−85430（ＪＰ，Ａ) 特開 昭46−4847（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−54874（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−53529（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−49022（ＪＰ，Ａ)
Claims (5)
- 【請求項１】（Ａ） ポリテトラメチレンエーテルグリ
コールとジフエニルメタンジイソシアネートとのNCO含
有量が３〜22重量％のプレポリマーと、 （Ｂ） 数平均分子量が400〜5,000のポリオキシプロピ
レントリオール及び分子量が120以下の短鎖長ジオール
と、 （Ｃ） 水及びハロゲン化炭化水素より選ばれる発泡剤 の反応により得られる尿素結合濃度が５×10-4モル/g以
下で且つ比重が0.4〜１の低発泡ポリウレタンエラスト
マー。 - 【請求項２】請求項１記載の低発泡ポリウレタンエラス
トマーよりなる防振材。 - 【請求項３】請求項１記載の低発泡ポリウレタンエラス
トマーよりなる溝なし低バネパツド。 - 【請求項４】請求項１記載の低発泡ポリウレタンエラス
トマーよりなる橋マクラギ用パツド。 - 【請求項５】請求項１記載の低発泡ポリウレタンエラス
トマーよりなる軌道スラブ用防振体。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2081164A JP2521837B2 (ja) | 1990-03-30 | 1990-03-30 | 低発泡ポリウレタンエラストマ― |
| EP91105179A EP0449331B1 (en) | 1990-03-30 | 1991-04-02 | Low-foaming polyurethane elastomer |
| DE69111106T DE69111106T2 (de) | 1990-03-30 | 1991-04-02 | Niedrigschäumender Polyurethanelastomer. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2081164A JP2521837B2 (ja) | 1990-03-30 | 1990-03-30 | 低発泡ポリウレタンエラストマ― |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03281621A JPH03281621A (ja) | 1991-12-12 |
| JP2521837B2 true JP2521837B2 (ja) | 1996-08-07 |
Family
ID=13738819
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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