(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリウレタン充填バラスト層を準備すること、
バラストおよび該バラスト間に充填されたポリウレタンフォームを含んでなるポリウレタン充填バラスト層の表面に第１反応系を噴霧してポリウレタン外部保護層を形成することを含む方法であって、該第１反応系が、
１ａ）式Ｒ（ＮＣＯ）ｎ［式中Ｒは、炭素数２〜１８の脂肪族アルキル基、炭素数６〜１５の芳香族アルキル基、および炭素数８〜１５のアリール化アルキル基からなる群から選択され、ｎは２〜４の整数である］で示される１つ以上のポリイソシアネート；
１ｂ）２００を超える平均分子量および２〜６の官能価を有する１つ以上のポリエーテルポリオールおよび／またはアミン末端ポリエーテル；
１ｃ）１つ以上の延長剤；および
１ｄ）１ｂ）および１ｃ）１００重量％に対して０〜０．５重量％の１つ以上の発泡剤
を含み、ポリウレタン外部保護層の引張強度が４〜２０ＭＰａである方法。
【請求項２】
ポリウレタン外部保護層の密度が０．６〜１．５ｇ／ｃｍ３であって、ポリウレタン外部保護層の硬度が１０〜９０ショアＡであって、ポリウレタン外部保護層の破断点伸びが１００〜５５０％である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
ポリウレタン充填バラスト層が、バラストおよびバラスト間に充填されたポリウレタンフォームを含み、該ポリウレタンフォームが、下記反応成分
２ａ）式Ｒ（ＮＣＯ）ｎ［式中Ｒは、炭素数２〜１８の脂肪族アルキル基、炭素数６〜１５の芳香族アルキル基、および炭素数８〜１５のアリール化アルキル基からなる群から選択され、ｎは２〜４の整数である］で示される１つ以上のポリイソシアネート；
２ｂ）ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリカプロラクトンポリオールおよびポリテトラヒドロフランポリオールからなる群から選択される１つ以上のポリオール；
２ｃ）１つ以上の延長剤；および
２ｄ）２ｂ）および２ｃ）１００重量％に対して０．３〜４．５重量％の１つ以上の発泡剤
を含む第２反応系の反応生成物を含み、ポリウレタンフォームの破断点伸びが１２０〜４００％である、請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はポリウレタンに関し、具体的にはポリウレタンバラスト層、その製造方法、および前記ポリウレタンバラスト層を含む線路または線路道床に関する。
【背景技術】
【０００２】
線路道床、路盤上かつレールおよび枕木下に敷設されるバラスト層は、線路構造体の基礎である。線路道床は、レールおよび枕木を支えるために用いられ、同時に路盤上のレールおよび枕木から重鉄道車両荷重を分散し、路盤の歪みを抑え、列車輸送の安全性を保証する。さらに、バラストは衝撃減少および衝撃吸収の機能を有する。バラスト線路道床は、その普遍的使用性および低建設費用により幅広い用途を有している。
【０００３】
バラスト線路道床の保全費用は非常に高い。通常の保全に加えて、運休中に大型保全機械を利用して線路道床を保全する必要がある。使用期間中、レールおよび枕木からの振動により、道床構造におけるバラストの配置は変化する。さらに、鋭角のバラストは徐々に摩耗し、その後粉々になる。
【０００４】
さらに、バラスト立体構造に起因して、外部環境中の石炭、埃、砂および廃石のバラスト道床内への侵入を防止し、緻密化をもたらすことは困難である。さらに悪いことに、バラスト道床が沈下またはスラリーに液化した場合、枕木またはレールは破損するであろう。
【０００５】
先行技術において、ポリマー材料を使用することによるバラスト道床を強化するために用いられる多くの方法が存在する。例えば、ＵＳ２００７１７２５９０は、バラスト道床がバラスト石およびポリウレタンフォームを含み、ポリウレタンフォームがポリイソシアネートとイソシアネート反応性化合物との反応により得られる、バラスト道床の製造方法を開示する。さらに、ＤＥ２３０５５３６Ａは、ポリウレタン発泡材料をバラスト空間へ注入することによるバラスト道床を強化する方法を開示する。
【０００６】
しかしながら、従来の方法において使用されるポリオールはポリエーテルポリオールに限られており、ポリエステルポリオールに基づくポリウレタンフォームは容易に加水分解されるため、加水分解後に機械的特性が著しく低下し、鉄道輸送に関する深刻な安全性の問題を回避するためのバラスト道床の保全周期は著しく短くなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許出願第２００７１７２５９０号明細書
【特許文献２】独国特許出願第２３０５５３６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の課題は、ポリウレタンバラスト層の製造方法を提供することである。本発明の実施例によれば、本発明の方法は、下記成分：
（１ａ）式Ｒ（ＮＣＯ）ｎ〔式中Ｒは、炭素数２〜１８の脂肪族アルキル基、炭素数６〜１５の芳香族アルキル基、または炭素数８〜１５のアリール化アルキル基であり、ｎは２〜４の整数である〕で示される１つ以上のポリイソシアネート；
（１ｂ）２００を超える平均分子量および２〜６の官能価を有する１つ以上のポリエーテルポリオールおよび／またはアミン末端ポリエーテル；
（１ｃ）１つ以上の延長剤；および
（１ｄ）（１ｂ）および（１ｃ）１００重量％に対して０〜０．５重量％の、１つ以上の発泡剤
を含む第１反応系をポリウレタン充填バラスト層の表面に噴霧し、ポリウレタン外部保護層を形成する工程を含み、前記成形ポリウレタン外部保護層の引張強度は、４〜２０ＭＰａである。
【０００９】
好ましくは、ポリウレタン外部保護層の密度は０．６〜１．５ｇ／ｃｍ３であって、ポリウレタン外部保護層の硬度は１０〜９０ショアＡであって、ポリウレタン外部保護層の破断点伸びは１００〜５５０％である。
【００１０】
好ましくは、ポリウレタン充填バラスト層は、バラストおよびバラスト間に充填されたポリウレタンフォームを含み、該ポリウレタンフォームは、下記成分
（２ａ）式Ｒ（ＮＣＯ）ｎ〔式中Ｒは、炭素数２〜１８の脂肪族アルキル基、炭素数６〜１５の芳香族アルキル基、または炭素数８〜１５のアリール化アルキル基であり、ｎは２〜４の整数である〕で示される１つ以上のポリイソシアネート；
（２ｂ）ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリカプロラクトンポリオールおよびポリテトラヒドロフランポリオールからなる群から選択される１つ以上のポリオール；
（２ｃ）１つ以上の延長剤；および
（２ｄ）（２ｂ）および（２ｃ）１００重量％に対して０．３〜４．５重量％の１つ以上の延長剤を含む第２反応系の反応生成物を含み、前記ポリウレタンフォームの破断点伸びは１２０〜４００％である。
【００１１】
好ましくは、前記ポリウレタンフォームの密度は０．０２〜０．５ｇ／ｃｍ３であって、前記ポリウレタンフォームの硬度は５〜６０アスカーＣであって、前記ポリウレタンフォームの引張強度は０．２〜５ＭＰａである。
【００１２】
本発明の別の課題は、ポリウレタンバラスト層を提供することである。本発明の実施例によれば、ポリウレタンバラスト層はポリウレタン充填バラスト層およびポリウレタン外部保護層を含み、前記ポリウレタン外部保護層は、下記成分：
（１ａ）式Ｒ（ＮＣＯ）ｎ〔式中Ｒは、炭素数２〜１８の脂肪族アルキル基、炭素数６〜１５の芳香族アルキル基、または炭素数８〜１５のアリール化アルキル基であり、ｎは２〜４の整数である〕で示される１つ以上のポリイソシアネート；
（１ｂ）２００を超える平均分子量および２〜６の官能価を有する１つ以上のポリエーテルポリオールおよび／またはアミン末端ポリエーテル；
（１ｃ）１つ以上の延長剤；および
（１ｄ）（１ｂ）および（１ｃ）１００重量％に対して０〜０．５重量％の１つ以上の発泡剤を含む第１反応系の反応生成物を含み、前記第１反応系はポリウレタン充填バラスト層の表面に噴霧され、前記成形ポリウレタン外部保護層の引張強度は４〜２０ＭＰａである。
【００１３】
好ましくは、前記ポリウレタン外部保護層の密度は０．６〜１．５ｇ／ｃｍ３であって、前記ポリウレタン外部保護層の硬度は１０〜９０ショアＡであって、前記ポリウレタン外部保護層の破断点伸びは１００〜５５０％である。
【００１４】
好ましくは、ポリウレタン充填バラスト層は、バラストおよびバラスト間に充填されたポリウレタンフォームを含み、該ポリウレタンフォームは、下記成分
（２ａ）式Ｒ（ＮＣＯ）ｎ〔式中Ｒは、炭素数２〜１８の脂肪族アルキル基、炭素数６〜１５の芳香族アルキル基、または炭素数８〜１５のアリール化アルキル基であり、ｎは２〜４の整数である〕で示される１つ以上のポリイソシアネート；
（２ｂ）ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリカプロラクトンポリオールおよびポリテトラヒドロフランポリオールからなる群から選択される１つ以上のポリオール；
（２ｃ）１つ以上の延長剤；および
（２ｄ）（２ｂ）および（２ｃ）１００重量％に対して０．３〜４．５重量％の１つ以上の発泡剤を含む第２反応系の反応生成物を含み、前記ポリウレタンフォームの破断点伸びは１２０〜４００％である。
【００１５】
好ましくは、前記ポリウレタンフォームの密度は０．０２〜０．５ｇ／ｃｍ３であって、前記ポリウレタンフォームの硬度は５〜６０アスカーＣであって、前記ポリウレタンフォームの引張強度は０．２〜５ＭＰａである。
【００１６】
本発明の別の課題は、本発明において提供されるポリウレタンバラスト層および線路路盤を含み、ポリウレタンバラスト層が線路路盤上に配置される線路道床を提供することである。
【００１７】
本発明の別の課題は、線路床を構成する本発明により提供されるポリウレタンバラスト層の使用を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明において提供されるポリウレタンバラスト層は、ポリウレタン充填バラスト層およびポリウレタン外部保護層を含み、ポリウレタン充填バラスト層は、バラストおよびバラスト間に充填されたポリウレタンフォームを含む。本発明のポリウレタンバラスト層は、道床バラストを固定し、重荷重下でのバラスト破壊、移動およびクラッキングの影響の可能性を下げ、雨、雪および廃石がバラスト道の内部空間に侵入するのを防止するためにバラスト道と外部環境を仕切るために用いることができる。さらに、ポリウレタンバラスト層は、加水分解を回避するため、バラストに充填されるポリウレタンフォームを外部環境中の水に触れさせないようにするために用いることができる。本発明のポリウレタンバラスト層を、道床保全周期を延ばして、保全費用を大幅に抑えるために線路バラスト道床において用いることができる。
【００１９】
図面により本発明を説明するが、これは限定を意味するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、本発明で示されるポリウレタンバラスト層の略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
ポリウレタンバラスト層の製造方法は、バラスト空間に第２反応系を注入すること、発泡すること、およびバラストおよびポリウレタンフォームを含むポリウレタン充填バラスト層を形成すること、次いでポリウレタン充填バラスト層の表面に第１反応系を噴霧してポリウレタン外部保護層を形成することを含む。本発明のポリウレタンバラスト層は、重荷重でのバラストの破壊、移動およびクラッキングの可能性を減らし、バラスト道を外部環境と仕切り、雨、雪、廃石のバラスト道への侵入を回避することができ、さらバラスト空間内のポリウレタン加水分解を回避するためにバラスト空間への水の侵入を防止することもできる。本発明のポリウレタンバラスト層を、道床保全周期を延ばすために線路バラスト道床において用いることができる。
【００２２】
さらに、ポリウレタンにより満たされたバラスト層は、ポリウレタン外部保護層との良好な接着性を有する。本発明により提供されるポリウレタンバラスト層は統一体構造である。
【００２３】
本発明のポリウレタンバラスト層は、ポリウレタン外部保護層を含み、ポリウレタン充填バラスト層を調製するために用いる第２反応系は、水により引き起こされるポリウレタン加水分解を懸念することなく良好な物理的および機械的特性を達成するために、その要件に応じてポリエーテル系またはポリオール系、例えばポリエステル系から選択することができる。さらに、第２反応系が、ポリエステルポリオール、ポリカプロラクトンポリオールまたはポリカーボネートポリオールから選択される場合、ポリウレタンバラスト層は優れた物理的および機械的特性を有し、特に重輸送線路道床を固定するために適する。第２反応系がＰＴＭＥＧから選択される場合、ポリウレタンバラスト層は低温下で優れた物理的および機械的特性を有し、特に寒冷地域の線路に適する。
【００２４】
図１は、本発明のポリウレタンバラスト層の断面略図である。図１からわかるように、第２反応系をバラスト２０に注入し、発泡し、バラスト層２０およびポリウレタンフォーム３０を含むポリウレタンフォーム充填バラスト層を形成し、次いでポリウレタン外部保護層１０を形成するために、ポリウレタンフォーム充填バラスト層の表面上に第１反応系を噴霧する。
【００２５】
≪第１反応系≫
本発明により提供されるポリウレタンバラスト層の製造方法は、ポリウレタン充填バラスト層 の表面に第１反応系を噴霧して、ポリウレタン外部保護層を形成することを含む。
【００２６】
本発明において、第１ポリウレタン反応系は、限定されるものではないが、単一成分、２成分若しくは多成分ポリウレタン反応系から選択することができ、２成分ポリウレタン反応系が好ましい。
【００２７】
２成分ポリウレタン反応系としては、主にポリイソシアネートから構成される成分Ａ１および主にポリオール、アミン末端ポリエーテルポリオールおよびイソシアネート反応性基を有する化合物またはそれらの混合物により構成される成分Ｂ１が挙げられる。
【００２８】
成分Ａ１は１種以上のポリイソシアネートを含み、このポリイソシアネートは、式Ｒ（ＮＣＯ）ｎ〔式中Ｒは、炭素数２〜１８の（環状）脂肪族アルキレン、炭素数６〜１５の芳香族アルキレン、または炭素数８〜１５の（環状）脂肪芳香族アルキレンであり、ｎは２〜４である〕で示すことができる。
【００２９】
ポリイソシアネートは、限定されるものではないが、エチレンジイソシアネート、１，４−テトラメチ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（ＨＤＩ）、１，２−ドデカンジイソシアネート、シクロブタン−１，３−ジイソシアネート、シクロヘキサン−１，３−ジイソシアネート、シクロヘキサン−１，４−ジイソシアネート、１−イソシアネート−３，３，５−トリメチル−５−イソシアネートシクロヘキサン、２，４−ヘキサヒドロトルエンジイソシアネート、１，３−ヘキサヒドロフェニルジイソシアネート、１，４−ヘキサヒドロフェニルジイソシアネート、ペルヒドロ化ジフェニルメタン−２，４−ジイソシアネート、ペルヒドロ化ジフェニルメタン−４，４−ジイソシアネート、フェニレン１，３−ジイソシアネート、フェニレン１，４−ジイソシアネート、ジュレン−１，４−ジイソシアネート、３，３−ジメチル−４，４−ジフェニルジイソシアネート、メチル−２，４−ジイソシアネート（ＴＤＩ）、メチル−２，６−ジイソシアネート（ＴＤＩ）、ジフェニルメタン−２，４’−ジイソシアネート（ＭＤＩ）、ジフェニルメタン−４，４’−ジイソシアネート（ＭＤＩ）、ナフチレン−１，５−ジイソシアネート（ＮＤＩ）、それらの異性体およびそれらの混合物から選択することができる。
【００３０】
ポリイソシアネートには、ジアミン炭素、アロファネートまたはイソシアネートにより修飾されたポリイソシアネートも含むことができ、例えば、ポリイソシアネートを、限定されるものではないが、ジフェニルメタンジイソシアネートまたはジアミン炭素により修飾されたジフェニルメタンジイソシアネート、それらの異性体、それらの混合物から選択することもできる。
【００３１】
ポリイソシアネートには、イソシアネートプレポリマーも含むことができ、そのイソシアネートプレポリマーの調製方法は先行技術において周知である。プレポリマーのＮＣＯ含量は、限定されるものではないが、２〜１８重量％、好ましくは５〜１４重量％、より好ましくは７〜１２重量％から選択し得る。
【００３２】
成分Ｂ１は、ポリエーテルポリオール、アミン末端ポリエーテルポリオールまたはそれらの混合物を含む。さらに、第１反応系には鎖延長剤、フィラーおよび発泡剤も含まれ得る。
【００３３】
ポリエーテルポリオールの分子量は、２００〜８０００、好ましくは５００〜６０００であり、官能価は２〜６、好ましくは２〜４である。ポリエーテルポリオールは、限定されるものではないが、ポリ（プロピレンオキシド）ポリオール、ポリ（エチレンオキシド）ポリオール、ＰＴＭＥＧおよびそれらの混合物から選択することができる。
【００３４】
アミン末端ポリエーテルポリオールは、限定されるものではないが、第１級アミン末端ポリエーテルポリオール、第２級アミン末端ポリエーテルポリオールまたはそれらの混合物から選択することができ、このアミン末端ポリエーテルポリオールの官能価は２〜６、好ましくは２〜３である。アミン末端ポリエーテルポリオール分子の分子量は１０００以上である。アミン末端ポリエーテルポリオールの調製方法は、先行技術において周知である。
【００３５】
鎖延長剤は、典型的には、８００未満の分子量、好ましくは１８〜４００の分子量を有する活性水素含有化合物から選択される。そのような活性水素含有化合物は、限定されるものではないが、アルカンジオール、ジアルキレングリコール、およびポリアルキレンポリオールから選択することができる。その例は、エタンジオール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，７−ヘプタンジオール、１，８−オクタンジオール、１，９−ノナンジオール、１，１０−デカンジオール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、およびポリオキシアルキレングリコールである。他の適当な物質は、分枝鎖の不飽和アルカンジオール、例えば１，２−プロパンジオール、２−メチル−１，３−プロパンジオール、２，２−ジメチル−１，３−プロパンジオール、２−ブチル−２−エチル−１，３−プロパンジオール、２−ブテン−１，４−ジオールおよび２−ブチン−１，４−ジオール、アルカノールアミンおよびＮ−アルキルジアルカノールアミン、例えばエタノールアミン、２−アミノプロパノールおよび３−アミノ−２，２−ジメチルプロパノール、Ｎ−メチル−ジエタノールアミン、Ｎ−エチル−ジエタノールアミンまたはそれらの混合物である。そのような活性水素含有化合物は、（環状）脂肪族、芳香族アミンまたはそれらの混合物、例えば１，２−エチレンジアミン、１，３−プロピレンジアミン、 １，４−ブチレンジアミン、１，６−ヘキサメチレンジアミン、イソホロンジアミン、１，４−シクロヘキサメチレンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジエチル−フェニレンジアミン、２，４− ジアミノトルエン、２，６−ジアミノトルエン、またはそれらの混合物から選択することができる。鎖延長剤の添加量は、１００重量％の成分Ｂ１に基づき５〜６０重量％、好ましくは８〜５０重量％、より好ましくは９〜２０重量％である。
【００３６】
フィラーは、無機フィラーまたは有機フィラーから選択することができる。無機フィラーは、限定されるものではないが、ケイ酸塩、金属酸化物、金属塩、無機染料、天然および合成繊維、ナノ物質またはそれらの混合物から選択することができ、その非限定的な例は、ケイ酸カルシウム、炭酸カルシウム、二酸化ケイ素、ナノ酸化亜鉛、バライト、硫酸亜鉛、ガラス粒子または珪灰石である。有機フィラーは、限定されるものではないが、パラフィンワックス、ポリマーポリオール、有機粒子、またはコルクから選択することができる。無機フィラーまたは有機フィラーは、単独で、若しくは組み合わせて用いることができる。フィラーは、ポリウレタン外部保護層の引張強度を改善することができるだけでなく、その難燃性も改善することができる。フィラーの添加量は、１００重量％の成分Ｂ１に基づき、０〜４５重量％、好ましくは０〜２５重量％、より好ましくは０〜２０重量％である。
【００３７】
発泡剤は、物理的発泡剤または化学的発泡剤から選択することができる。発泡剤は、限定されるものではないが、水、ハロゲン化炭化水素、または炭化水素から選択することができる。ハロゲン化炭化水素は、限定されるものではないが、モノクロロジフルオロメタン、ジクロロモノフルオロメタン、ジクロロフルオロメタン、トリクロロフルオロメタンおよびそれらの混合物から選択することができる。炭化水素は、限定されるものではないが、ブタン、ペンタン、シクロペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタンおよびそれらの混合物から選択することができる。好ましくは、発泡剤は水から選択される。発泡剤の添加量は、ポリウレタン充填バラスト層の所望する密度に依存するが、第１反応系中のポリオール（反応成分として用いられるポリオールだけでなく鎖延長剤として用いられるポリオールまたは他の成分として用いられるポリオールも含む）１００重量％に基づき、好ましくは０〜０．５重量％、より好ましくは０．０３〜０．３重量％、とりわけ好ましくは０．０５〜０．２５重量％である。
【００３８】
成分Ｂ１は、さらに、触媒および界面活性剤を含有し得る。
【００３９】
触媒は、限定されるものではないが、アミン触媒、有機金属触媒、またはそれらの混合物から選択することができる。アミン触媒は、限定されるものではないが、トリエチルアミン、トリブチルアミン、トリエチレンジアミン、Ｎ−エチルモルフォリン、Ｎ, Ｎ, Ｎ ’, Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミン、ペンタメチルジエチレントリアミンアミン、Ｎ, Ｎ−メチルアミン、Ｎ, Ｎ−ジメチルアニリンまたはそれらの混合物から選択することができる。有機金属触媒は、限定されるものではないが、有機スズ化合物、例えば二酢酸スズ、ジオクタン酸スズ、エチルヘキサン酸スズ、ジラウリン酸スズ、ジブチルスズオキシド、ジブチルスズジクロリド、ジブチルスズジアセテート、ジブチルスズマレエート、ジオクチルスズジアセテートまたはそれらの混合物から選択することができる。触媒の量は、１００重量％の成分Ｂ１に基づき、０．００１〜１０重量％の量である。
【００４０】
界面活性剤は、限定されるものではないが、シロキサンのエチレンオキシド分枝から選択することができる。界面活性剤の量は、１００重量％の成分Ｂ１に基づき、０．０１〜５重量％の量である。
【００４１】
第１反応系において、ＮＣＯ基とＯＨ基および／またはＮＨ２基のモル比は、限定されるものではないが、７０〜１３０：１００、好ましくは９０〜１１５：１００であり、ＯＨ基および／またはＮＨ２基は、成分Ｂ１のポリオール、鎖延長剤、発泡剤のＯＨ基および／またはＮＨ２基に基づく。
【００４２】
ポリウレタン外部保護層の引張強度は、４〜２０ＭＰａである。
【００４３】
ポリウレタン外部保護層の密度は、０．６〜１．５ｇ／ｍ３である。硬度は、１０〜９０ショアＡである。ポリウレタン外部保護層の破断点伸びは、１００〜５５０％である。
【００４４】
≪第１反応系を噴霧するための装置≫
本発明において、第１反応系を噴霧するための装置は、限定されるものではないが、単一成分噴霧器、２成分噴霧器または多成分噴霧器から選択することができ、好ましくは２成分噴霧器である。噴霧器は、高圧噴霧器または低圧噴霧器から選択することができ、高圧噴霧器の作動圧は１００〜３００ｂａｒであり、低圧噴霧器の作動圧は５〜５０ｂａｒである。
【００４５】
噴霧装置は、限定されるものではないが、統合混合ヘッドを有する手動スプレーガンまたは統合混合ヘッドを有する自動スプレーガンから選択することができ、好ましくは統合混合ヘッドを有する自動スプレーガンである。噴霧物質はパイプラインによりスプレーガンまで移送され、噴出する前にスプレーガン内で噴霧物質が混合される。 
【００４６】
噴霧装置は、限定されるものではないが、固定体積比の噴霧装置または非固定体積比の噴霧装置から選択することができる。固定体積比の噴霧装置を使用する場合、イソシアネートを主に含む成分Ａ１と、主にポリオールを含む成分Ｂ１の体積比は、限定されるものではないが、３：１、２：１、１：１、１：２、１：３、または他の固定比から選択することができる。非固定体積比の噴霧装置を使用する場合、イソシアネートを主に含む成分Ａ１と、主にポリオールを含む成分Ｂ１の体積比は、限定されるものではないが、１０：１００〜１００：１０から選択することができる。噴霧装置は、さらに加熱装置を備えていてもよく、加熱装置は原料タンクまたは原料パイプラインに設置することができる。
【００４７】
≪第２反応系≫
本発明により提供されるポリウレタンバラスト層の製造方法によれば、第２反応系をバラスト間の空間に注入し、発泡し、バラストおよびポリウレタンフォームを含むポリウレタン充填バラスト層を形成する。
【００４８】
第２ポリウレタン反応系成分は、限定されるものではないが、単一成分、２成分若しくは多成分ポリウレタン反応系から選択することができ、２成分ポリウレタン反応系が好ましい。
【００４９】
２成分ポリウレタン反応系は、主にポリイソシアネートを含む成分Ａ２と、主にポリオールを含む成分Ｂ２を含む。
【００５０】
成分Ａ２は１種以上のポリイソシアネートを含み、このポリイソシアネートは、式Ｒ（ＮＣＯ）ｎ〔式中Ｒは、炭素数２〜１８の（環状）脂肪族アルキレン、炭素数６〜１５の芳香族アルキレン、または炭素数８〜１５の（環状）脂肪芳香族アルキレンであり、ｎは２〜４である〕で示すことができる。
【００５１】
ポリイソシアネートは、限定されるものではないが、エチレンジイソシアネート、１，４−テトラメチ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、１，２−ドデカンジイソシアネート、シクロブタン−１，３−ジイソシアネート、シクロヘキサン−１，３−ジイソシアネート、シクロヘキサン−１，４−ジイソシアネート、１−イソシアネート−３，３，５−トリメチル−５−イソシアナトシクロヘキサン、２，４−ヘキサヒドロトルエンジイソシアネート、１，３−ヘキサヒドロフェニルジイソシアネート、１，４−ヘキサヒドロフェニルジイソシアネート、ペルヒドロ化ジフェニルメタン−２，４−ジイソシアネート、ペルヒドロ化ジフェニルメタン−４，４−ジイソシアネート、フェニレン１，３−ジイソシアネート、フェニレン１，４−ジイソシアネート、ジュレン−１，４−ジイソシアネート、３，３−ジメチル−４，４−ジフェニルジイソシアネート、メチル−２，４−ジイソシアネート（ＴＤＩ）、メチル−２，６−ジイソシアネート（ＴＤＩ）、ジフェニルメタン−２，４’−ジイソシアネート（ＭＤＩ）、ジフェニルメタン−４，４’−ジイソシアネート（ＭＤＩ）、ナフチレン−１，５−ジイソシアネート（ＮＤＩ）、それらの異性体およびそれらの混合物から選択することができる。
【００５２】
ポリイソシアネートには、ジアミン炭素、アロファネートまたはイソシアネートにより修飾されたポリイソシアネートも含むことができ、例えば、ポリイソシアネートを、限定されるものではないが、ジアミン炭素により修飾されたジフェニルメタンジイソシアネートまたはジフェニルメタンジイソシアネート、それらの異性体、それらの混合物から選択することもできる。
【００５３】
ポリイソシアネートには、イソシアネートプレポリマーも含むことができ、そのイソシアネートプレポリマーの調製方法は先行技術において周知である。プレポリマーのＮＣＯ含量は、限定されるものではないが、８〜３０重量％、好ましくは１０〜２８重量％から選択し得る。
【００５４】
成分Ｂ２は、主に、ポリオール、鎖延長剤、フィラーおよび発泡剤を含有する。
【００５５】
ポリエーテルポリオールは、限定されるものではないが、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ＰＴＭＥＧポリオール、ポリカプロラクトンポリオールおよびそれらの混合物から選択することができる。
【００５６】
ポリエステルポリオールは、有機ジカルボン酸またはジカルボン酸無水物と多価アルコールとの反応により製造すればよい。ジカルボン酸は、限定されるものではないが、炭素数２〜１２の脂肪族カルボン酸、例えば コハク酸、マロン酸、グルタル酸、アジピン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、デカン−ジカルボン酸、マレイン酸、フタル酸、イソフタル酸およびテレフタル酸から選択することができる。ジカルボン酸は、限定されるものではないが、無水フタル酸、テトラクロロフタル酸無水物、無水マレイン酸またはそれらの混合物から選択することができる。ポリオールは、限定されるものではないが、エタンジオール、ジエチレングリコール、１，２−および１，３−プロパンジオール、ジプロピレングリコール、１，３−メチルプロパンジオール、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、ネオペンチルグリコール、１，１０−デカンジオール、グリセリン、トリメチロールプロパン、またはそれらの混合物から選択することができる。
【００５７】
ポリエステルポリオールには、ラクトンにより作られるポリエステルポリオールも含まれ得る。ラクトンにより作られるポリエステルポリオールは、限定されるものではないが、ε−カプロラクトンから選択することができる。
【００５８】
ポリエステルポリオールは先行技術により調製することができ、例えば、触媒存在下、酸化オレフィンと開始剤とを反応させることにより調製することができる。触媒は、限定されるものではないが、アルカリ性水酸化物、アルカリ性アルコキシド、アンチモンペンタクロライド、三フッ化ホウ素ジエチルエーテル、またはそれらの混合物から選択することができる。酸化オレフィンは、限定されるものではないが、テトラヒドロフラン、エチレンオキシド、１，２−プロピレンオキシド、１，２−エポキシブタン、２，３−エポキシブタン、スチレンオキシドまたはそれらの混合物から選択することができる。開始剤は、限定されるものではないが、ポリオール、例えば水、エチレングリコール、１，２−プロパンジオール、１，３−プロパンジオール、ジエチレングリコール、トリメチロールプロパンまたはそれらの混合物から選択することができる。
【００５９】
ポリカーボネートポリオールは、限定されるものではないが、ポリカーボネートジオールから選択することができる。ポリカーボネートジオールは、好ましくはジオールおよびジアルキル若しくはジアリールカーボネートまたはホスゲンにより製造することができる。ジオールは、限定されるものではないが、１，２−プロパンジオール、１，３−プロパンジオール、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、ジエチレングリコール、トリオキサンジオールまたはそれらの混合物から選択することができる。ジアルキル若しくはジアリールカーボネートは、限定されるものではないが、ジフェニルカーボネートから選択することができる。
【００６０】
ＰＴＭＥＧポリオールの平均分子量は、限定されるものではないが、２００〜４０００、好ましくは５００〜３０００から選択することができ、ＰＴＭＥＧポリオールの官能価は、限定されるものではないが、２〜６、 好ましくは２〜３から選択することができる。
【００６１】
鎖延長剤は、典型的には、８００未満の分子量、好ましくは１８〜４００の分子量を有する活性水素含有化合物から選択される。そのような活性水素含有化合物は、限定されるものではないが、アルカンジオール、ジアルキレングリコール、およびポリアルキレンポリオールまたはそれらの混合物、例えば、エタンジオール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，７−ヘプタンジオール、１，８−オクタンジオール、１，９−ノナンジオール、１，１０−デカンジオール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、およびポリオキシアルキレングリコールまたはそれらの混合物から選択することができる。活性水素含有化合物には、分枝鎖の不飽和アルカンジオールまたはそれらの混合物、例えば１，２−プロパンジオール、２−メチル−１，３−プロパンジオール、２，２−ジメチル−１，３−プロパンジオール、２−ブチル−２−エチル−１，３−プロパンジオール、２−ブテン−１，４−ジオール、２−ブチン−１，４−ジオール、アルカノールアミンおよびＮ−アルキルジアルカノールアミン、例えばエタノールアミン、２−アミノプロパノールおよび３−アミノ−２，２−ジメチルプロパノール、Ｎ−メチル−ジエタノールアミン、Ｎ−エチル−ジエタノールアミンまたはそれらの混合物が含まれる。活性水素含有化合物は、脂肪族アミン、芳香族アミンまたはそれらの混合物、例えば１，２−エチレンジアミン、１，３−プロピレンジアミン、 １，４−ブチレンジアミン、１，６−ヘキサメチレンジアミン、イソホロンジアミン、１，４−シクロヘキサメチレンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジエチル−フェニレンジアミン、２，４− ジアミノトルエン、２，６−ジアミノトルエン、またはそれらの混合物から選択することができる。鎖延長剤の添加量は、１００重量％の成分Ｂ２に基づき５〜６０重量％、好ましくは８〜５０重量％、より好ましくは９〜２０重量％である。
【００６２】
フィラーは、無機フィラーまたは有機フィラーから選択することができる。無機フィラーは、限定するものではないが、ケイ酸塩、金属酸化物、金属塩、無機染料、天然および合成繊維、ナノ物質またはそれらの混合物から選択することができ、その非限定的な例は、ケイ酸カルシウム、炭酸カルシウム、二酸化ケイ素、ナノ酸化亜鉛、バライト、硫酸亜鉛、ガラス粒子または珪灰石である。有機フィラーは、限定されるものではないが、パラフィンワックス、ポリマーポリオール、有機粒子、またはコルクから選択することができる。無機フィラーまたは有機フィラーは、単独で、若しくは混合物として用いることができる。フィラーは、ポリウレタン外部保護層の引張強度、難燃性または他の特性を改善することができる。鎖延長剤の添加量は、１００重量％の成分Ｂ２に基づき０〜４５重量％、好ましくは０〜２５重量％、より好ましくは０〜２０重量％である。
【００６３】
発泡剤は、物理的発泡剤または化学的発泡剤、例えば水、ハロゲン化炭化水素および炭化水素から選択することができる。ハロゲン化炭化水素は、限定されるものではないが、モノクロロジフルオロメタン、ジクロロモノフルオロメタン、ジクロロフルオロメタン、トリクロロフルオロメタンおよびそれらの混合物から選択することができる。炭化水素は、限定されるものではないが、ブタン、ペンタン、シクロペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタンおよびそれらの混合物から選択することができる。好ましくは、発泡剤は水から選択される。発泡剤の添加量は、ポリウレタン充填バラスト層の所望する密度に依存するが、第２反応系中のポリオール（反応成分として用いられるポリオールだけでなく鎖延長剤として用いられるポリオールまたは他の成分として用いられるポリオールも含む）１００重量％に基づき、好ましくは０．３〜４．５重量％、より好ましくは０．５〜３．６重量％、とりわけ好ましくは０．６〜３．２重量％である。
【００６４】
成分Ｂ２は、さらに、触媒および界面活性剤を含有し得る。
【００６５】
触媒は、限定されるものではないが、アミン触媒、有機金属触媒、またはそれらの混合物から選択することができる。アミン触媒は、限定されるものではないが、トリエチルアミン、トリブチルアミン、トリエチレンジアミン、Ｎ−エチルモルフォリン、Ｎ, Ｎ, Ｎ ’, Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミン、ペンタメチルジエチレントリアミンアミン、Ｎ, Ｎ−メチルアミン、Ｎ, Ｎ−ジメチルアニリンまたはそれらの混合物から選択することができる。有機金属触媒は、限定されるものではないが、有機スズ化合物、例えば二酢酸スズ、ジオクタン酸スズ、エチルヘキサン酸スズ、ジラウリン酸スズ、ジブチルスズオキシド、ジブチルスズジクロリド、ジブチルスズジアセテート、ジブチルスズマレエート、ジオクチルスズジアセテートまたはそれらの混合物から選択することができる。触媒の量は、１００重量％の成分Ｂ２に基づき、０．００１〜１０重量％の量である。
【００６６】
界面活性剤は、限定されるものではないが、シロキサンのエチレンオキシド分枝から選択することができる。界面活性剤の量は、１００重量％の成分Ｂ２に基づき、０．０１〜５重量％の量である。
【００６７】
第１反応系において、ＮＣＯ基とＯＨ基および／またはＮＨ２基のモル比は、限定されるものではないが、７０〜１３０：１００、好ましくは９０〜１１５：１００であり、ＯＨ基および／またはＮＨ２基は、成分Ｂ２のポリオール、鎖延長剤、発泡剤のＯＨ基および／またはＮＨ２基に基づく。
【００６８】
バラスト空間におけるポリウレタンフォームの密度は、０．０２〜０．５ｇ／ｃｍ３、好ましくは０．０５〜０．４ｇ／ｃｍ３、より好ましくは０．１〜０．３ｇ／ｃｍ３である。バラスト空間におけるポリウレタンフォームの硬度は、５〜６０アスカーＣ、好ましくは１０〜４０アスカーＣである。ポリウレタン充填バラスト層の破断点伸びは１２０〜４００％である。
【００６９】
≪第２反応系を注入するための装置≫
本発明において、第２反応系を注入するための装置は、限定されるものではないが、単一成分注入器、２成分注入器または多成分注入器から選択することができ、好ましくは２成分注入器である。注入器は、高圧注入器または低圧注入器から選択することができ、高圧注入器の作動圧は１００〜３００ｂａｒであり、低圧注入器の作動圧は５〜５０ｂａｒである。
【００７０】
注入器は、限定されるものではないが、統合混合ヘッドを有する手動注入ガンまたは統合混合ヘッドを有する自動注入ガンから選択することができる。一般的に、原料はパイプにより注入ガンに移送される。原料は、注入ガンにおいて混合した後注入される。
【００７１】
注入器は、限定されるものではないが、固定体積比の注入器または非固定体積比の注入器から選択することができる。固定体積比の注入器を使用する場合、イソシアネートを主に含む成分Ａ２と、主にポリオールを含む成分Ｂ２の体積比は、限定されるものではないが、３：１、２：１、１：１、１：２、１：３、または他の固定比から選択することができる。非固定体積比の注入器を使用する場合、イソシアネートを主に含む成分Ａ２と、主にポリオールを含む成分Ｂ２の体積比は、限定されるものではないが、１０：１００〜１００：１０から選択することができる。
【００７２】
注入器の出力は、限定されるものではないが、２０〜５０００ｇ／ｓから選択される。
【実施例】
【００７３】
本発明において開示される実施例および方法は、制限的ではなくむしろ実例である。
【００７４】
≪原料の説明≫
Ｄｅｓｍｏｄｕｒ  ＰＦ：イソシアネートプレポリマー、ＮＣＯ（％）：２３．０％、粘度：６００ｍＰａ・ｓ（２５℃）、Ｂａｙｅｒ  ＭａｔｅｒｉａｌＳｃｉｅｎｃｅ社製
Ｄｅｓｍｏｄｕｒ  ＰＡ０９：イソシアネートプレポリマー、ＮＣＯ（％）：２４．５％、粘度：４７５ｍＰａ・ｓ（２５℃）、Ｂａｙｅｒ  ＭａｔｅｒｉａｌＳｃｉｅｎｃｅ社製
Ｄｅｓｍｏｄｕｒ  Ｋ６３０：イソシアネートプレポリマー、ＮＣＯ（％）：１５％、粘度：８５０ｍＰａ・ｓ（２５℃）、Ｂａｙｅｒ  ＭａｔｅｒｉａｌＳｃｉｅｎｃｅ社製
Ｄｅｓｍｏｄｕｒ  ０９２６：イソシアネートプレポリマー、ＮＣＯ（％）：１９．９％、粘度：１３９０ｍＰａ・ｓ（２０℃）、Ｂａｙｅｒ  ＭａｔｅｒｉａｌＳｃｉｅｎｃｅ社製
Ｄｅｓｍｏｄｕｒ  ０３０９：イソシアネートプレポリマー、ＮＣＯ（％）：９．９％、粘度：２７５０ｍＰａ・ｓ（２５℃）、Ｂａｙｅｒ  ＭａｔｅｒｉａｌＳｃｉｅｎｃｅ社製
ＢＡＹＴＥＣ  ０３１０：ポリエーテルポリオール噴霧系、ＯＨ：９４、粘度：２０５０ＭＰａs（２５℃）、Ｂａｙｅｒ  ＭａｔｅｒｉａｌＳｃｉｅｎｃｅ社製
ＢＡＹＴＥＣ  ０３５７：ポリエーテルポリオール噴霧系、ＯＨ：１５７、粘度：２１００ＭＰａs（２５℃）、Ｂａｙｅｒ  ＭａｔｅｒｉａｌＳｃｉｅｎｃｅ社製
ＢＡＹＴＥＣ  ５２ＢＣ００３：ポリエーテルポリオール噴霧系、ＯＨ：２０５、粘度：１１００ｍＰａ・ｓ（２５℃）、Ｂａｙｅｒ  ＭａｔｅｒｉａｌＳｃｉｅｎｃｅ社製 
Ｔｅｒａｔｈａｎｅ  ２０００：ＰＴＭＥＧ、ＯＨ価：５６、粘度：１２００ｍＰａ・ｓ（４０℃）、Ｂａｙｅｒ  ＭａｔｅｒｉａｌＳｃｉｅｎｃｅ社製
Ｂａｙｆｌｅｘ  ＣＥ  ８０７０：鎖延長剤、ＯＨ：１５９８、粘度：１８ｍＰａ・ｓ（２０℃）、Ｂａｙｅｒ  ＭａｔｅｒｉａｌＳｃｉｅｎｃｅ社製
Ｂａｙｆｌｅｘ  ＣＥ  ８０７０：鎖延長剤、ＯＨ：１５９８、粘度：１８ＭＰａs（２０℃）、Ｂａｙｅｒ  ＭａｔｅｒｉａｌＳｃｉｅｎｃｅ社製
Ｂａｙｆｌｅｘ  ＣＥ  ８０７５：鎖延長剤、ＯＨ：１６１０、粘度：２０ＭＰａs（２０℃）、Ｂａｙｅｒ  ＭａｔｅｒｉａｌＳｃｉｅｎｃｅ社製
Ｄｅｓｍｏｐｈｅｎ  ２００３Ｅ：ポリエステルポリオール系、ＯＨ価：５６、粘度：５６０ｍＰａ・ｓ（７５℃）、Ｂａｙｅｒ  ＭａｔｅｒｉａｌＳｃｉｅｎｃｅ社製
Ｂａｙｆｌｅｘ  １２ＢＸ０１２：ポリエステルポリオール系、ＯＨ：１０２、粘度：１０５０ｍＰａ・ｓ（２５℃）、Ｂａｙｅｒ  ＭａｔｅｒｉａｌＳｃｉｅｎｃｅ社製
Ｄａｂｃｏ  ３３ＬＶ：ジアミン触媒、Ａｉｒ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ社製
ＤＡＢＣＯ  ＤＣ１９３：界面活性剤、Ｓｏｌｖａｙ  Ｆｌｕｏｒ  Ｕｎｄ  Ｄｅｒｉｖａｔｅ  ＧｍｂＨ製
Ｓｏｌｋａｎｅ  ３６５／２２７：発泡剤、Ｓｏｌｖａｙ  Ｆｌｕｏｒ  Ｕｎｄ  Ｄｅｒｉｖａｔｅ  ＧｍｂＨ製
ＨＫ  １２５０型標準高圧注入器：Ｈｅｎｎｅｃｋｅ製
Ｈ−ＸＰ３型標準高圧噴霧器：ＧＲＡＣＯ製
【００７５】
以下、本発明をさらに説明する。
【００７６】
実施例１
バラスト道床の要件に従って、バラストを積み上げた。ＨＫ１２５０型標準高圧注入器を使用して、Ｄｅｓｍｏｄｕｒ  ＰＡ０９およびＢａｙｆｌｅｘ  １２ＢＸ０１２を含む第２反応系成分を、表１−１に記載される量でバラスト充填構造内に４０秒で注ぎ込み、発泡させ、３０分間硬化させてポリウレタン充填バラスト層を形成した。
【００７７】
【表１】
0005847801.tif 000002
【００７８】
Ｈ−ＸＰ３型標準高圧噴霧器を使用して、ＤＥＳＭＯＤＵＲ  ０３０９およびＢＡＹＴＥＣ  ０３１０を含む第１反応系成分を、表１−２に記載される量で、ポリウレタン充填バラスト層の表面に３０秒で噴霧し、１０分間硬化させてポリウレタン外部保護層を形成した。ポリウレタン外部保護層の物理的および機械的特性を、表１−２に記載した。
【００７９】
【表２】
0005847801.tif 000003
【００８０】
調製したポリウレタンバラスト層は、ポリウレタン充填バラスト層とポリウレタン外部保護層を備えていた。
【００８１】
ポリウレタン充填バラスト層をポリエーテルポリオール系の発泡工程により得た。バラストをポリエーテルポリウレタンフォームに固定した。ポリウレタン充填バラスト層は、良好な物理的および機械的特性を有していた。ポリウレタン外部保護層は、ポリウレタン充填バラスト層を外部環境から隔離することができ、ポリウレタン充填バラスト層に含まれるポリエーテルポリウレタンフォームの浸水の可能性を著しく低下させることができた。さらに、第１反応系の化学的特性が第２反応系に近いという事実により、ポリウレタン充填バラスト層はポリウレタン外部保護層に良好に接着した。したがって、得られたポリウレタンバラスト層は統一体構造であった。
【００８２】
ポリウレタンバラスト層は、良好な物理的および機械的特性、良好な安定性および持続性を有しているため、バラスト道床の保全周期を延ばすために用いることができる。特に、実施例１によるポリウレタンバラスト層は、高湿度地域の線路道床に適している。
【００８３】
実施例２
バラスト道床の要件に従って、バラストを積み上げた。ＨＫ１２５０型標準高圧注入器を使用して、第２反応系成分を、表２−１に記載される量で充填構造内に５０秒で注ぎ込み、発泡させ、２０分間硬化させてポリウレタン充填バラスト層を形成した。ポリウレタン充填バラスト層の物理的および機械的特性を、表２−１に記載した。
【００８４】
【表３】
0005847801.tif 000004
【００８５】
Ｈ−ＸＰ３型標準高圧噴霧器を使用して、ＤＥＳＭＯＤＵＲ  Ｋ６３０およびＢＡＹＴＥＣ５２ＢＣ００３を含む第１反応系成分を、表２−２に記載される量で、ポリウレタン充填バラスト層の表面に３０秒で噴霧し、５分間硬化させてポリウレタン外部保護層を形成した。ポリウレタン外部保護層の物理的および機械的特性を、表２−２に記載した。
【００８６】
【表４】
0005847801.tif 000005
【００８７】
実施例２においては、ポリエステルポリオール系を第２ポリウレタン反応系として使用してポリウレタン充填バラスト層を調製し、ポリウレタン充填バラスト層の密度は２５０ｋｇ／ｍ３、ポリウレタン充填バラスト層の引張強度は２．１ＭＰａであった。これは、ポリエステルポリオール系から作られるポリウレタン充填バラスト層の物理的特性が、ポリエーテルポリオールフォーム系から作られるポリウレタン充填バラスト層より著しく高いことを意味する（ポリエステルポリオール系から作られるポリウレタン充填バラスト層ポリウレタンの密度は３００ｋｇ／ｍ３であり、ポリエステルポリオール系から作られるポリウレタン充填バラスト層ポリウレタンの引張強度は０．８３ＭＰａであった）。特に、実施例２のポリウレタンバラスト層は、重輸送線路道床における道床に、または砂漠地域における線路道床に適している。
【００８８】
調製したポリウレタンバラスト層は、ポリウレタン充填バラスト層とポリウレタン外部保護層を備えていた。ポリウレタン充填バラスト層をポリエステルポリオール系の発泡工程により得た。バラストをポリエーテルポリウレタンフォームに固定した。ポリウレタン充填バラスト層は、良好な物理的および機械的特性を有していた。ポリウレタン外部保護層は、ポリウレタン充填バラスト層を外部環境から隔離することができ、ポリウレタン充填バラスト層に含まれるポリエーテルポリウレタンフォームの浸水の可能性を著しく低下させることができた。さらに、第１反応系の化学的特性が第２反応系に近いという事実により、ポリウレタン充填バラスト層はポリウレタン外部保護層に良好に接着した。したがって、得られたポリウレタンバラスト層は統一体構造であった。
【００８９】
実施例３
バラスト道床の要件に従って、バラストを積み上げた。ＨＫ１２５０型標準高圧注入器を使用して、第２反応系成分を、表３−１に記載される量で充填構造内に５０秒で注ぎ込み、発泡させ、２０分間硬化させてポリウレタン充填バラスト層を形成した。ポリウレタン外部保護層の物理的および機械的特性を表３−１に記載した。
【００９０】
【表５】
0005847801.tif 000006
【００９１】
実施例３において、ＰＴＭＥＧ系を第２ポリウレタン反応系として使用し、ポリウレタン充填バラスト層を調製した。ポリウレタン充填バラスト層の密度は３００ｋｇ／ｍ３であり、ポリウレタン充填バラスト層ポリウレタンの引張強度は１．３ＭＰａであった。これは、ＰＴＭＥＧから作られたポリウレタン充填バラスト層の物理的特性が、標準的なポリエーテルポリオールフォーム系から作られたポリウレタン充填バラスト層より著しく高いことを意味する。
【００９２】
温度が３０℃から−４０℃に下がった時、ポリウレタンの曲げ強度は１．８から３．８ＭＰａに変化し、これはポリウレタンが未だ高い回復状態にあることを意味する：低温でのサンプル破壊５０％の温度は−７０℃である（ポリウレタン充填バラスト層を調製するために標準的なポリエーテルポリオールを使用した場合、ポリウレタン密度は３００ｋｇ／ｍ３であって、引張強度は０．８３ＭＰａであった；温度が３０℃から−４０℃に低下した時、ポリウレタンの曲げ強度は１．８〜１３３．９ＭＰａに変化し、ポリウレタンは高い回復状態から高い剛性塑性状態に変化した；低温でのサンプル破壊５０％の温度は−３０℃であった）。ＰＴＭＥＧ系に基づく第２反応系により調製したポリウレタン充填バラスト層は、低温下での優れた物理的特性を有していた。ＰＴＭＥＧ系に基づく第２反応系により調製したポリウレタン充填バラスト層は、高高度地域および寒冷地域または重輸送線路道床における使用に適している。
【００９３】
Ｈ−ＸＰ３型標準高圧噴霧器を使用して、ＤＥＳＭＯＤＵＲ  Ｋ６３０およびＢＡＹＴＥＣ  ５２ＢＣ００３を含む第１反応系成分を、表３−２に記載される量で、ポリウレタン充填バラスト層の表面に３０秒で噴霧し、５分間硬化させてポリウレタン外部保護層を形成した。ポリウレタン外部保護層の物理的および機械的特性を表３-２に記載した。
【００９４】
【表６】
0005847801.tif 000007
【００９５】
調製したポリウレタンバラスト層は、ポリウレタン充填バラスト層とポリウレタン外部保護層を備えていた。
【００９６】
ポリウレタン充填バラスト層をＰＴＭＥＧ系の発泡工程により得た。バラストをポリエーテルポリウレタンフォームに固定した。ポリウレタン充填バラスト層は、良好な物理的および機械的特性を有していた。ポリウレタン外部保護層は、ポリウレタン充填バラスト層を外部環境から隔離することができ、ポリウレタン充填バラスト層に含まれるポリエーテルポリウレタンフォームの浸水の可能性を著しく低下させることができた。さらに、第１反応系の化学的特性が第２反応系に近いという事実により、ポリウレタン充填バラスト層はポリウレタン外部保護層に良好に接着した。したがって、得られたポリウレタンバラスト層は統一体構造であった。
【００９７】
実施例４
バラスト道床の要件に従って、バラストを積み上げた。ＨＫ１２５０型標準高圧注入器を使用して、ＤＥＳＭＯＤＵＲ  ＰＡ０９およびＢＡＹＦＬＥＸ  １２ＢＸ０１２を含む第２反応系成分を、表４−１に記載される量でバラスト充填構造内に４０秒で注ぎ込み、発泡させ、３０分間硬化させてポリウレタン充填バラスト層を形成した。
【００９８】
Ｈ−ＸＰ３型標準高圧噴霧器を使用して、ＤＥＳＭＯＤＵＲ  Ｋ６３０およびＢＡＹＴＥＣ５２ＢＣ００３を含む第１反応系成分を、表４−２に記載される量で、ポリウレタン充填バラスト層の表面に３０秒で噴霧し、１０分間硬化させてポリウレタン外部保護層を形成した。ポリウレタン外部保護層の物理的および機械的特性を、表４−２に記載した。
【００９９】
【表７】
0005847801.tif 000008
【０１００】
【表８】
0005847801.tif 000009
【０１０１】
調製したポリウレタンバラスト層は、ポリウレタン充填バラスト層とポリウレタン外部保護層を備えていた。
【０１０２】
ポリウレタン充填バラスト層をポリエーテルポリオール系の発泡工程により得た。バラストをポリエーテルポリウレタンフォームに固定した。ポリウレタン充填バラスト層は、良好な物理的および機械的特性を有していた。ポリウレタン外部保護層は、ポリウレタン充填バラスト層を外部環境から隔離することができ、ポリウレタン充填バラスト層に含まれるポリエーテルポリウレタンフォームの浸水の可能性を著しく低下させることができた。さらに、第１反応系の化学的特性が第２反応系に近いという事実により、ポリウレタン充填バラスト層はポリウレタン外部保護層に良好に接着した。したがって、得られたポリウレタンバラスト層は統一体構造であった。
【０１０３】
ポリウレタンバラスト層は、良好な物理的および機械的特性、良好な安定性および持続性を有しているため、バラスト道床の保全周期を延ばすために用いることができる。特に、実施例４によるポリウレタンバラスト層は、高湿度地域の線路道床に適している。
【０１０４】
本発明を実施例により説明したが、本発明はいかなる実施例によっても制限されるものではない。本発明の精神と範囲から外れることのない限り、当業者は任意に修飾および変更を行うことができる。本発明の保護は、特許請求の範囲および明細書の記載に基づく。
本発明の好ましい態様は以下を包含する。
〔１〕  ポリウレタン充填バラスト層を準備すること、
ポリウレタン充填バラスト層の表面に第１反応系を噴霧してポリウレタン外部保護層を形成することを含む方法であって、該第１反応系が、
（１ａ）式Ｒ（ＮＣＯ）ｎ〔式中Ｒは、炭素数２〜１８の脂肪族アルキル基、炭素数６〜１５の芳香族アルキル基、および炭素数８〜１５のアリール化アルキル基からなる群から選択され、ｎは２〜４の整数である〕で示される１つ以上のポリイソシアネート；
（１ｂ）２００を超える平均分子量および２〜６の官能価を有する１つ以上のポリエーテルポリオールおよび／またはアミン末端ポリエーテル；
（１ｃ）１つ以上の延長剤；および
（１ｄ）（１ｂ）および（１ｃ）１００重量％に対して０〜０．５重量％の１つ以上の発泡剤
を含み、ポリウレタン外部保護層の引張強度が４〜２０ＭＰａである方法。
〔２〕  ポリウレタン外部保護層の密度が０．６〜１．５ｇ／ｃｍ３であって、ポリウレタン外部保護層の硬度が１０〜９０ショアＡであって、ポリウレタン外部保護層の破断点伸びが１００〜５５０％である、〔２〕に記載の方法。
〔３〕  ポリウレタン充填バラスト層が、バラストおよびバラスト間に充填されたポリウレタンフォームを含み、該ポリウレタンフォームが、下記反応成分
（２ａ）式Ｒ（ＮＣＯ）ｎ〔式中Ｒは、炭素数２〜１８の脂肪族アルキル基、炭素数６〜１５の芳香族アルキル基、および炭素数８〜１５のアリール化アルキル基からなる群から選択され、ｎは２〜４の整数である〕で示される１つ以上のポリイソシアネート；
（２ｂ）ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリカプロラクトンポリオールおよびポリテトラヒドロフランポリオールからなる群から選択される１つ以上のポリオール；
（２ｃ）１つ以上の延長剤；および
（２ｄ）（２ｂ）および（２ｃ）１００重量％に対して０．３〜４．５重量％の１つ以上の発泡剤
を含む第２反応系の反応生成物を含み、ポリウレタンフォームの破断点伸びが１２０〜４００％である、〔１〕に記載の方法。
〔４〕  ポリウレタンフォームの密度が０．０２〜０．５ｇ／ｃｍ３であって、ポリウレタンフォームの硬度が５〜６０アスカーＣであって、ポリウレタンフォームの引張強度が０．２〜５ＭＰａである、〔３〕に記載の方法。
〔５〕  ポリウレタン充填バラスト層およびポリウレタン外部保護層を含む線路道床であって、該ポリウレタン外部保護層が第１反応系の反応生成物を含み、該第１反応系をポリウレタン充填バラスト層の表面に噴霧し、該第１反応系が下記反応成分：
１ａ）Ｒ（ＮＣＯ）ｎ〔式中Ｒは、炭素数２〜１８の脂肪族アルキル基、炭素数６〜１５の芳香族アルキル基、および炭素数８〜１５のアリール化アルキル基からなる群から選択され、ｎは２〜４の整数である〕で示される１つ以上のポリイソシアネート；
（１ｂ）２００を超える平均分子量および２〜６の官能価を有する１つ以上のポリエーテルポリオールおよび／またはアミン末端ポリエーテル；
（１ｃ）１つ以上の延長剤；および
（１ｄ）（１ｂ）および（１ｃ）１００重量％に対して０〜０．５重量％の１つ以上の発泡剤
を含み、ポリウレタン外部保護層の引張強度が４〜２０ＭＰａである線路道床。
〔６〕  ポリウレタン外部保護層が、０．６〜１．５ｇ／ｃｍ３の密度、１０〜９０ショアＡの硬度、および１００〜５５０％の破断点伸びを有する、〔５〕に記載の線路道床。
〔７〕  ポリウレタン充填バラスト層が、バラストおよびバラスト間に充填されたポリウレタンフォームを含み、該ポリウレタンフォームが、下記反応成分
（２ａ）式Ｒ（ＮＣＯ）ｎ〔式中Ｒは、炭素数２〜１８の脂肪族アルキル基、炭素数６〜１５の芳香族アルキル基、および炭素数８〜１５のアリール化アルキル基からなる群から選択され、ｎは２〜４の整数である〕で示される１つ以上のポリイソシアネート；
（２ｂ）ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリカプロラクトンポリオールおよびポリテトラヒドロフランポリオールからなる群から選択される１つ以上のポリオール；
（２ｃ）１つ以上の延長剤；および
（２ｄ）（２ｂ）および（２ｃ）１００重量％に対して０．３〜４．５重量％の１つ以上の発泡剤
を含む第２反応系の反応生成物を含み、ポリウレタンフォームが１２０〜４００％の破断点伸びを有する、〔５〕に記載の線路道床。
〔８〕  ポリウレタンフォームが、０．０２〜０．５ｇ／ｃｍ３の密度、５〜６０アスカーＣの硬度、および０．２〜５ＭＰａの引張強度を有する、〔７〕に記載の線路道床。
〔９〕  さらに線路路盤を含み、ポリウレタン充填バラスト層およびポリウレタン外部保護層が線路路盤の上に配置される、〔５〕に記載の線路道床。
〔１０〕  線路路盤を準備すること、およびポリウレタン充填バラスト層およびポリウレタン外部保護層を線路路盤へ適用することを含む、〔５〕に記載の線路道床の敷設方法。
【図１】
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