JPH09279016A

JPH09279016A - 石の飛散防止材組成物およびそれを用いるバラストの固着方法

Info

Publication number: JPH09279016A
Application number: JP8085315A
Authority: JP
Inventors: Hirohisa Maki; 宏久牧; Hidehiro Uchigata; 英博内潟
Original assignee: Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd
Current assignee: DKS Co Ltd
Priority date: 1996-04-08
Filing date: 1996-04-08
Publication date: 1997-10-28

Abstract

(57)【要約】【課題】バラストを用いた道床表面に吹付け、流し込
み又は注入してバラストを固着させるに際し、硬化性、
バラストの飛散防止性及び接着性に優れるとともに、貯
蔵安定性及び作業性に優れる石の飛散防止材組成物及び
それを用いるバラストの固着方法を提供する。【解決手段】下記アミンポリオール（Ａ）を含有する
ポリオール成分と有機ポリイソシアネート成分とを反応
させることにより得られる末端にイソシアネート基を有
するウレタンプレポリマーであって、前記アミンポリオ
ール（Ａ）の含有量が前記ポリオール成分の２〜１００
重量％である湿気硬化型一液性ポリウレタン樹脂を含有
する。（Ａ）炭素数２〜２４の脂肪族アミンにアルキレンオキ
シドを付加して得られるアミンポリオール。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、乾燥性、接着性、
作業性に優れ、バラスト表面に対して亀裂や剥離を生ず
ることなく、耐水性に優れた平滑で均一な皮膜を形成
し、かつ、バラスト間を強固に接着し得る、車輌の高速
走行に際しても飛石を引き起こすことのない石の飛散防
止剤組成物及びそれを用いるバラストの固着方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
鉄道線路としては、路盤上に砕石や砂利等のバラストで
作られた道床を設け、この道床上に枕木を置きレールを
締結した構造になっている。このバラストで作られた道
床は、枕木から伝わる列車荷重を分散して下部の路盤に
伝えたり、列車通過時の振動を吸収したりする役割があ
る。

【０００３】しかし、バラストを用いた道床は、列車の
通過による振動により、バラストが動いたり、崩れたり
してくる。その結果、枕木の列車横圧に対する抵抗力が
減少して危険な状態になるという問題がある。また、列
車が高速で走ると、道床の表層部分が列車の風圧で浮き
上がり、真上を通過している列車に衝突して、バラスト
が飛散するということがあり、危険であるという問題が
ある。

【０００４】このような問題を解消するために、特開平
６−３２９９２４号公報、特開平４−２９６３８５号公
報、特開昭５２−１６８１０号公報のように、合成樹脂
エマルジョンや合成ゴムラテックスとセメントの混合物
等を道床表面に散布し、バラストを固着する方法が知ら
れているが、これらの水系樹脂は、硬化が遅いため、硬
化前に道床奥深く流れ落ち、道床上を歩行すればバラス
トが崩壊してしまう。また、硬化前に降雨があれば雨水
に流され、田畑や河川に流れ込み二次公害の危険性があ
る。

【０００５】また、特公昭５７−５０２０１号公報、特
開平６−２４８６０１号公報、特開平７−１１６０２号
公報のように、二液ウレタン樹脂でバラストを固着する
方法があるが、この方法では二液を混合してから使用す
るまでの可使時間に制約を受ける。特に硬化時間を速く
すると、可使時間が短くなり、短時間に施工する必要が
ある。

【０００６】一方、特開平６−３２２７０６号公報に
は、一液湿気硬化型ウレタンエラストマーを用いてバラ
ストを固着する方法が開示されているが、該公報に開示
されたウレタンエラストマーは、硬化速度が遅く、目標
とする強度を発現するまでに１０〜２４時間の長時間を
要するという欠点がある。そのため、硬化を促進させる
ために、アミン触媒や金属触媒を併用している。

【０００７】しかし、触媒を配合した一液硬化型ウレタ
ンエラストマーは、触媒の反応促進作用により増粘やゲ
ル化が生起して貯蔵安定性が悪化し、長期間の保管に耐
えることができないという問題が生じる。

【０００８】また、使用直前に上記触媒を混合して使用
すると、貯蔵安定性に関しては問題が生じることはない
が、二液性タイプと同様、取扱い性および作業性の点で
煩雑となるばかりでなく、硬化物が発泡したり、脆くな
る欠点がある。

【０００９】このようなことから、使用直前に触媒等を
配合することなく全くの一液性タイプであって、硬化が
速く、しかもバラストの飛散防止性、バラスト間の接着
性等に優れる、石の飛散防止材組成物が求められている
のが実情である。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者は、列車荷重分
散性、振動吸収性、吸音性、排水性等を阻害することな
く、バラストの飛散防止性、接着性、硬化性が良好な石
の飛散防止材組成物およびそれを用いるバラストの固着
方法を得ることを目的に鋭意検討した結果、本発明に到
達した。

【００１１】すなわち、本発明の石の飛散防止材組成物
は、下記アミンポリオール（Ａ）を含有するポリオール
成分と有機ポリイソシアネート成分とを反応させること
により得られる末端にイソシアネート基を有するウレタ
ンプレポリマーであって、前記アミンポリオール（Ａ）
の含有量が前記ポリオール成分の２〜１００重量％であ
る湿気硬化型一液性ポリウレタン樹脂を含有するもので
ある。

【００１２】（Ａ）炭素数２〜２４の脂肪族アミンにア
ルキレンオキシドを付加して得られるアミンポリオー
ル。

【００１３】また、本発明のバラストの固着方法は、こ
の石の飛散防止材組成物を、バラストを用いた道床表面
に、吹付け、流し込み又は注入して、該バラストを固着
させるものである。

【００１４】本発明の石の飛散防止材組成物は、吹付
け、流し込み又は注入といった簡便な方法でバラストを
固着できる。そして、バラスト固着強度は、一軸圧縮強
度で１０ｋｇｆ／ｃｍ^２以上であることが好ましく、よ
り好ましくは２０〜１００ｋｇｆ／ｃｍ^２であり、歩行
可能時間は、３時間以下であることが好ましく、より好
ましくは１時間以下である。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の石の飛散防止材組成物が
含有する湿気硬化型一液性ポリウレタン樹脂は、ポリオ
ール成分と有機イソシアネート成分とを反応させて得ら
れる、末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポ
リマーにおいて、上記ポリオール成分として、特定のア
ミンポリオール（即ち、前記アミンポリオール（Ａ））
を２〜１００重量％含有させたポリオール成分を用いた
ものである。

【００１６】該飛散防止材組成物では、前記アミンポリ
オール（Ａ）が、イソシアネート基が空気中の湿気また
は接触物中の水分と反応する際の反応促進触媒として作
用すると考えられる。一般には、反応促進触媒として
は、第三級アミンの他、金属触媒を使用するが、これら
触媒をウレタンプレポリマーに配合して一液性とした場
合、保管中にイソシアネート基のヌレート化反応や、ビ
ュレット化反応のような三次元構造化が生起して、増粘
したりゲル化するために、長期間にわたる保管が困難で
あった。これに対して、本発明では、前記アミンポリオ
ール（Ａ）が、分子内に脂肪族アミンを含有し、反応触
媒活性はあるものの、イソシアネート基のヌレート化反
応やビュレット化反応のような三次元構造化を生起しな
いことから、貯蔵安定性にも優れたものが得られる。し
かも、前記アミンポリオール（Ａ）が炭素数２〜２４の
脂肪族基を有することにより、他のポリオール成分やポ
リイソシアネートとの相溶性が良好であり、優れた接着
強度、硬化促進作用が得られる。そして、一液性という
ことから取扱い性、作業性においても優れている。

【００１７】以下に、本発明を詳しく説明する。

【００１８】前記湿気硬化型一液性ポリウレタン樹脂
は、前記アミンポリオール（Ａ）を含有するポリオール
成分と有機ポリイソシアネート成分とを反応させること
により得られる、末端にイソシアネート基を有するウレ
タンプレポリマーである。

【００１９】前記アミンポリオール（Ａ）を含有するポ
リオール成分は、炭素数２〜２４の脂肪族アミンにアル
キレンオキシドを付加して得られるアミンポリオール
（Ａ）を含有するポリオールである。

【００２０】上記炭素数２〜２４の脂肪族アミンとして
は、例えば、ブチルアミンの他、オクタン酸、デカン
酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステア
リン酸、ベヘン酸、オレイン酸、エルカ酸、リノール
酸、リノレン酸等をアミン変性して得られる脂肪族アミ
ンが挙げられる。さらに、上記以外の脂肪族アミンとし
て、牛脂、ココナット油、魚脂、椰子油、大豆油、オリ
ーブ油、アマニ油、綿実油、菜種油およびそれら油脂に
水添して得られる硬化油をアミン変性して得られる各種
アミンが挙げられる。

【００２１】そして、上記脂肪族アミンに付加反応させ
るアルキレンオキシドとしては、エチレンオキシド、プ
ロピレンオキシド、ブチレンオキシド、スチレンオキシ
ド等が挙げられ、これらは単独でもしくは２種以上併用
して付加反応に供される。そして、これらアルキレンオ
キシドを用いて公知の方法で付加反応させることにより
アミンポリオール（Ａ）が得られる。

【００２２】中でも、アミンポリオール（Ａ）として
は、アミン価やポリオールの官能基数が適度であるとい
う観点から、脂肪族アミンとして、エチルアミン、オク
チルアミン、ラウリルアミン、ココナットアミン、ミリ
スチルアミン、ステアリルアミン、オレイルアミン、パ
ルミチルアミンの単独物もしくは２種以上の混合物の
他、牛脂アミンを用い、これら脂肪族アミンに、エチレ
ンオキシド、プロピレンオキシドのアルキレンオキシド
を付加反応させたものを用いることが特に好ましい。

【００２３】アミンポリオール（Ａ）とともに併用する
ポリオールとしては、特に限定するものではなく従来公
知のものが用いられ、例えば、ポリエーテルポリオー
ル、ポリエステルポリオール、ポリブタジエンポリオー
ル、ヒマシ油ポリオール、ポリマーポリオール等が挙げ
られ、これらは単独でもしくは２種以上併せて用いられ
る。中でも、粘度が低い、安価であるという点から、ポ
リエーテルポリオールを用いることが特に好ましい。

【００２４】そして、前記アミンポリオール（Ａ）の含
有量は、ポリオール成分全体の２〜１００重量％の範囲
に設定する必要がある。特に好ましくは３〜８０重量％
である。すなわち、アミンポリオール（Ａ）の含有量が
２重量％未満では含有量が少な過ぎて、硬化促進効果が
低くなるからである。このように、この発明において
は、アミンポリオール（Ａ）を特定の範囲で含有させた
ポリオール成分を用いることにより、適度な硬化速度
と、優れた接着強度、耐熱性、取扱い性を備えるととも
に、長期保管において増粘やゲル化が生起せず貯蔵安定
性に優れたウレタンプレポリマーが得られるようにな
る。

【００２５】次に、前記アミンポリオール（Ａ）を含有
するポリオール成分と反応させる有機ポリイソシアネー
ト成分としては、例えば、ジフェニルメタンジイソシア
ネート、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネー
ト、液状ジフェニルメタンジイソシアネート、トリレン
ジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、
キシリレンジイソシアネート、テトラメチルキシリレン
ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ナフ
タレンジイソシアネート、水素添加ジフェニルメタンジ
イソシアネート、水素添加キシリレンジイソシアネート
等が挙げられる。これらは単独でもしくは２種以上併せ
て用いられる。さらに、これらポリイソシアネート成分
のビュレット体、イソシアヌレート体、カルボジイミド
変性物等が挙げられる。

【００２６】特に、上記有機ポリイソシアネート成分の
中でも、接着強度が良好で、取扱いが容易であるという
点から、ジフェニルメタンジイソシアネート、ポリメチ
レンポリフェニルポリイソシアネート、液状ジフェニル
メタンジイソシアネート、トリ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を用いることがより好
ましい。

【００２７】そして、前記アミンポリオール（Ａ）を含
有するポリオール成分と有機ポリイソシアネート成分と
を反応させる際の反応割合は、有機ポリイソシアネート
成分中のＮＣＯ基と、全ポリオール成分中のＯＨ基の当
量比（ＮＣＯ／ＯＨ）において、ＮＣＯ／ＯＨ＝１．５
〜１００となるように設定することが好ましく、より好
ましくはＮＣＯ／ＯＨ＝２．０〜５０である。

【００２８】このような当量比で反応させることにより
得られるウレタンプレポリマーは、実質的に、未反応の
イソシアネート基（−ＮＣＯ）を分子末端に２個以上有
するものとなる。そして、上記ポリオール成分と有機ポ
リイソシアネート成分との反応により得られるウレタン
プレポリマーにおいて、遊離の末端イソシアネート基
（−ＮＣＯ）量は、一般に、２〜１５重量％の範囲とな
る。

【００２９】本発明の石の飛散防止材組成物には、無機
質充填剤、チクソトロピック性付与剤、可塑剤、溶剤、
接着性付与剤、着色剤、安定剤、レベリング剤、消泡
剤、酸化防止剤、老化防止剤、紫外線吸収剤、難燃剤等
の他の添加剤を必要に応じて適宜に配合することができ
る。

【００３０】この飛散防止材組成物をバラストを用いた
道床表面に吹付け、流し込み又は注入する方法は、特に
限定されず、従来公知の方法を適用することができる。
例えば、エアスプレー方式やエアレススプレー方式のス
プレーガンを用いて散布したり、あるいは、ポンプとノ
ズルを備える給液機を用いて該ノズルから道床表面に流
し込むか又は圧入する等、種々の方法が適用可能であ
る。また、その使用量も、目的及び道床種類によって適
宜に決めることができ、特に限定されない。通常は１〜
５ｋｇ／ｍ^２が実用的である。

【００３１】

【実施例】次に、本発明の実施例について比較例と併せ
て説明する。以下、「％」は重量％を、「部」は重量部
を示す。

【００３２】実施例１〜６、比較例１〜４下記の表１、表２に示すポリオール成分及び有機ポリイ
ソシアネート成分、さらに必要に応じて溶剤を同表に示
す割合で配合し、８０℃×２時間で反応させることによ
りウレタンプレポリマーとし、これにより石の飛散防止
材組成物を作製した。

【００３３】得られた各飛散防止材組成物について、ウ
レタンプレポリマーの遊離の末端イソシアネート基（−
ＮＣＯ）の含有量（％）および固形分濃度（％）を測定
し、同表に併せて示した。なお、上記遊離ＮＣＯの含有
量（％）は、ｎ−ブチルアミン・塩酸滴定法により測定
した。

【００３４】なお、表１、表２中、ＴＯＡ・ＥＯは牛脂
アミン（炭素数１４〜１８）のエチレンオキシド付加物
（水酸基価８５ｍｇＫＯＨ／ｇ）、ＬＡ・ＰＯはラウリ
ルアミン（炭素数１２）のプロピレンオキシド付加物
（水酸基価８５ｍｇＫＯＨ／ｇ）、ＯＣＡ・ＰＯ／ＥＯ
はオクチルアミン（炭素数８）のプロピレンオキシド・
エチレンオキシド付加物（プロピレンオキシド／エチレ
ンオキシドの重量比＝２０／８０、水酸基価１００ｍｇ
ＫＯＨ／ｇ）、ＥＴＡ・ＰＯはエチルアミン（炭素数
２）のプロピレンオキシド付加物（水酸基価１２０ｍｇ
ＫＯＨ／ｇ）、ＤＬＡ・ＥＯはジラウリルアミン（炭素
数２４）のエチレンオキシド付加物（水酸基価６０ｍｇ
ＫＯＨ／ｇ）、Ｇ５０００はポリオキシプロピレントリ
オール（水酸基価３４ｍｇＫＯＨ／ｇ）、Ｇ３５０はポ
リオキシプロピレントリオール（水酸基価４８０ｍｇＫ
ＯＨ／ｇ）、Ｄ４００はポリオキシプロピレングリコー
ル（水酸基価２８０ｍｇＫＯＨ／ｇ）、Ｐ−ＭＤＩはジ
フェニルメタンジイソシアネート、Ｌ−ＭＤＩはジフェ
ニルメタンジイソシアネートのカルボジイミド変性体
（液状ジフェニルメタンジイソシアネート）、Ｃ−ＭＤ
Ｉはポリフェニルメタンポリイソシアネート（粗ジフェ
ニルメタンジイソシアネート）、ＴＤＩ−８０は２，４
−トリレンジイソシアネート／２，６−トリレンジイソ
シアネートの混合物（２，４−トリレンジイソシアネー
ト／２，６−トリレンジイソシアネートの重量比８０／
２０）、ＤＢＬはジブチルチンジラウレート、ＤＡＢＣ
Ｏ・３３ＬＶはアミン触媒（三共エアプロダクト社製）
である。

【００３５】

【表１】

【表２】このようにして得られた各飛散防止材組成物について、
浸透性、湿潤接着性、歩行可能時間、排水性、一軸圧縮
強度および貯蔵安定性を下記の方法に従って測定・評価
した。その結果を下記の表３に示す。

【００３６】

【表３】貯蔵安定性；密閉可能な１０００ｍｌの金属缶に飛散防
止材組成物を充填し窒素ガスで金属缶内部の水分を追い
出した後、金属缶を密閉した。その後、６０℃のオーブ
ン中に放置し、時間の経過による増粘およびゲル化の発
生を目視により確認した。

【００３７】浸透性；透明なアクリル板より形成された
１００×１００×１００ｃｍの天空き容器に直径５〜８
ｃｍのバラストを充填し、飛散防止材組成物を３ｋｇ／
ｍ^２の割合でスプレー散布し、硬化後の該組成物の浸透
距離を測定した。

【００３８】歩行可能時間；上記浸透性の測定方法にお
いて、２０℃、６５％ＲＨ雰囲気で飛散防止材組成物を
散布した後、歩行して粘着が無くなるまでの時間を求め
た。

【００３９】湿潤接着性；湿潤コンクリート表面に飛散
防止材組成物を塗布し、硬化後「建研式引張試験」に準
じて測定した。

【００４０】排水性；上記浸透性の測定において、飛散
防止材組成物が硬化後、１００ｋｇ／ｍ^２の水を散布
し、水の通過速度を測定した。

【００４１】一軸圧縮強度；湿潤３号硅砂１００部、飛
散防止材組成物１０部を混合し、直径５ｃｍ、高さ１０
ｃｍの天空き円柱型枠に入れ、２４時間後、ＪＩＳＫ
７２０８に基づき測定した。

【００４２】上記表３の結果から、実施例１〜６と比較
例１〜４とを比較すると、本発明の飛散防止材組成物
は、接着性、特に湿潤面の接着性に優れ、一軸圧縮強度
も良い。また、歩行可能時間が短い。

【００４３】これに対し、反応促進触媒を配合していな
い比較例１、２の飛散防止材組成物は、貯蔵安定性は問
題ないが、歩行可能時間が長く、湿潤接着性、一軸圧縮
強度が悪い。

【００４４】また、反応促進触媒を配合している比較例
３、４の飛散防止材組成物は、歩行可能時間が比較例
１、２よりも短いがなお実施例１〜６よりも長く、ま
た、貯蔵安定性が悪く、湿潤接着性、一軸圧縮強度も悪
い。

【００４５】

【発明の効果】以上のように、本発明の石の飛散防止材
組成物は、バラストの固着効果が大きく、特に雨に濡れ
た湿潤バラストでも固着効果が大である。そのため、列
車荷重分散性、振動吸収性等のバラストを用いた道床の
有する特性を阻害することなく、バラストの飛散防止性
及び接着性を大きく向上させることができる。また、硬
化性に優れるため、硬化促進触媒を配合する必要がな
く、一液で簡単に吹付け、流し込み又は注入が可能であ
り、よって、貯蔵安定性を含めた取扱性、並びに作業性
においても優れている。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下記アミンポリオール（Ａ）を含有する
ポリオール成分と有機ポリイソシアネート成分とを反応
させることにより得られる末端にイソシアネート基を有
するウレタンプレポリマーであって、前記アミンポリオ
ール（Ａ）の含有量が前記ポリオール成分の２〜１００
重量％である湿気硬化型一液性ポリウレタン樹脂を含有
することを特徴とする石の飛散防止材組成物。（Ａ）炭素数２〜２４の脂肪族アミンにアルキレンオキ
シドを付加して得られるアミンポリオール。
【請求項２】バラストを用いた道床表面に、請求項１
記載の石の飛散防止材組成物を吹付け、流し込み又は注
入してバラストを固着させることを特徴とするバラスト
の固着方法。