(57)【要約】本発明は、バラスト、並びに線路敷設、道路建設および堤防建設におけるバラストの製造方法に関する。このバラストは、高い安定性および長い耐用年数を有し、選ばれたポリイソシアネートおよび選ばれたイソシアネート反応性基含有化合物からなる反応混合物に基づくポリウレタンフォーム材料並びにバラスト石からなる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
１）バラスト石を広げてバラストを形成し、
２）ポリウレタンフォーム製造用反応混合物を広げたバラスト石の間に適用する、
線路敷設、道路建設およびダム建設のためのバラストの製造方法であって、該反応混合物が、
ａ）２８〜５０重量％のＮＣＯ含有量を有するポリイソシアネート、並びに２８〜５０重量％のＮＣＯ含有量を有するポリイソシアネートと６〜１１２のヒドロキシル価を有するポリエーテルポリオール、１１３〜１１００のヒドロキシル価を有するポリオキシアルキレンジオールまたは６４５〜１８５０のヒドロキシル価を有するアルキレンジオール或いはそれらの混合物とからなる１０〜４８重量％のＮＣＯ含有量を有するＮＣＯプレポリマーからなる群から選択される、１種以上のイソシアネート化合物、および
ｂ）６〜１１２のヒドロキシル価および１．８〜８の官能価を有する１種以上のポリエーテルポリオールからなるポリオール成分から、
ｃ）反応成分ｂ）〜ｇ）に基づいて０〜２６重量％の、２４５〜１８５０のヒドロキシル価またはアミン価および１．８〜８の官能価を有する１種以上の連鎖延長剤、
ｄ）反応成分ｂ）〜ｇ）に基づいて０．０５〜５重量％の１種以上の発泡剤、
ｅ）反応成分ｂ）〜ｇ）に基づいて０〜５重量％の１種以上の触媒、
ｆ）反応成分ｂ）〜ｇ）に基づいて０〜５０重量％の１種以上の充填材、および
ｇ）反応成分ｂ）〜ｇ）に基づいて０〜２５重量％の１種以上の助剤および／または添加剤
の存在下に得られ、反応混合物の指数が７０〜１３０の範囲である、方法。
【請求項２】
好ましくは反応成分ｂ）〜ｇ）に基づいて０〜５重量％の、１種以上の、第一級および／または第二級ヒドロキシル基および／またはアミノ基を有する触媒を使用する、請求項１に記載の線路敷設、道路建設およびダム建設のためのバラストの製造方法。
【請求項３】
バラスト石の間にあるポリウレタンフォームが、
ａ）２８〜５０重量％のＮＣＯ含有量を有するポリイソシアネート、並びに２８〜５０重量％のＮＣＯ含有量を有するポリイソシアネートと６〜１１２のヒドロキシル価を有するポリエーテルポリオール、１１３〜１１００のヒドロキシル価を有するポリオキシアルキレンジオールまたは６４５〜１８５０のヒドロキシル価を有するアルキレンジオール或いはそれらの混合物とからなる１０〜４８重量％のＮＣＯ含有量を有するＮＣＯプレポリマーからなる群から選択される、１種以上のイソシアネート化合物、および
ｂ）６〜１１２のヒドロキシル価および１．８〜８の官能価を有する１種以上のポリエーテルポリオールからなるポリオール成分から、
ｃ）反応成分ｂ）〜ｇ）に基づいて０〜２６重量％の、２４５〜１８５０のヒドロキシル価またはアミン価および１．８〜８の官能価を有する１種以上の連鎖延長剤、
ｄ）反応成分ｂ）〜ｇ）に基づいて０．０５〜５重量％の１種以上の発泡剤、
ｅ）反応成分ｂ）〜ｇ）に基づいて０〜５重量％の１種以上の触媒、
ｆ）反応成分ｂ）〜ｇ）に基づいて０〜５０重量％の１種以上の充填材、および
ｇ）反応成分ｂ）〜ｇ）に基づいて０〜２５重量％の１種以上の助剤および／または添加剤
の存在下に得られ、反応混合物の指数が７０〜１３０の範囲である、ポリウレタンフォームおよびバラスト石からなるバラスト。
【請求項４】
ポリウレタンフォームが、（ＤＩＮ  ＥＮ  ＩＳＯ  ８４５に従って測定された）２０〜８００ｋｇ／ｃｍ３のフリーライズ密度、（ＤＩＮ  ＥＮ  ＩＳＯ  ３３８６−１−９８に従って測定された）少なくとも１０．０Ｎの（１０％圧縮での）圧縮力、（ＤＩＮ  ＥＮ  ＩＳＯ  ３３８６−１−９８に従って測定された）少なくとも１．０ｋＰａの（１０％圧縮での）圧縮硬度、（ＤＩＮ  ＥＮ  ＩＳＯ  １７９８に従って測定された）少なくとも０．１ＭＰａの引張強さ、および（ＤＩＮ  ＥＮ  ＩＳＯ  １８５６に従って測定された）最大０．０１％の圧縮永久歪（ＣＳ；４０％；２５℃；５分）を有する、請求項３に記載のバラスト。
【請求項５】
請求項３に記載のポリウレタンフォームおよびバラスト石からなるバラストの、線路敷設、道路建設およびダム建設における使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はバラストおよびバラストの製造方法に関する。このバラストは、高い安定性および長い耐用年数を有し、線路敷設、道路建設およびダム建設のためのものであり、選ばれたポリイソシアネートおよび選ばれたイソシアネート反応性基含有化合物からなる反応混合物に基づくポリウレタンフォーム並びにバラスト石からなる。
【背景技術】
【０００２】
線路敷設および道路建設に使用されるバラストに対する要求は、近年、急増している。これに対する１つの理由は、間違いなく、人の移動および貨物輸送の全体的な増加である。特に鉄道輸送では、大きい軸重を伴う高速列車の割合が増え続けている。高速列車がひき起こす非常に大きな変移力は、レールを介して枕木に、そして枕木からバラストに伝播する。石の形態は時間とともに変化し、個々のバラスト石は変形され、移動され、丸くされるので、線路の位置が変わり、コストおよび時間のかかる改修工事を定期的に実施しなければならない。
【０００３】
プラスチックの配合によってバラストを固結する様々な方法は、既に記載されている（ＤＤ  ８６２０１、ＤＥ−Ａ  ２０６３７２７、ＤＥ−Ａ  ２３０５５３６、ＤＥ−Ａ  ３９４１１４２、ＤＥ−Ａ  １９７１１４３７、ＤＥ−Ａ  １９６５１７５５、ＤＥ−Ａ  ３８２１９６３、ＤＥ−Ａ  １９８１１８３８、特開平０８−１５７５５２号公報）。
【０００４】
ＤＥ−Ａ  ２０６３７２７は、横からの変移力が原因である線路のゆがみを減らす方法を記載している。この場合、バインダーを、高粘性プラスチックとしてバラスト道床に噴霧し、バラスト石を接点で接着結合する。可能な代替法は、２成分合成樹脂としてのバインダーの注入によるバラスト石の２次元接着結合である。
【０００５】
ＤＥ−Ａ  ２３０５５３６は、膨潤剤を導入し、次いで凝固させることによって、鉄道の枕木および道路表面を高くする方法を記載している。膨潤剤は、例えばポリウレタンフォームのような多成分プラスチックである。充填プローブを用い、枕木の穴を介して液状プラスチックを適用する。
【０００６】
特開平０８−１５７５５２号公報は、湿気の存在下に硬化し、石の積み重なりを安定化するために使用される、ポリウレタン樹脂の製造方法を記載している。ポリウレタン樹脂は、芳香族ポリイソシアネート、単官能性ポリエーテルおよびアミノ開始ポリエーテルを用いて調製され、噴霧法によって適用される。
【０００７】
既知の方法の全てに共通の特徴は、プラスチックを用いて非選択的に安定化されることしかできないバラストを製造していることである。更に、幾つかの場合では、記載されている方法は、比較的複雑な適用技術に頼っている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従って、本発明の目的は、バラストを安定化し、同時に長い耐用年数を確保する、バラストの改善された製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
意外なことに、本発明の目的は、以下に記載した本発明の方法の提供によって達成された。
【００１０】
本発明は、
１）バラスト石を広げてバラストを形成し、
２）ポリウレタンフォーム製造用反応混合物を広げたバラスト石の間に適用する、
線路敷設、道路建設およびダム建設のためのバラストの製造方法であって、該反応混合物が、
ａ）２８〜５０重量％のＮＣＯ含有量を有するポリイソシアネート、並びに２８〜５０重量％のＮＣＯ含有量を有するポリイソシアネートと６〜１１２のヒドロキシル価を有するポリエーテルポリオール、１１３〜１１００のヒドロキシル価を有するポリオキシアルキレンジオールまたは６４５〜１８５０のヒドロキシル価を有するアルキレンジオール或いはそれらの混合物とからなる１０〜４８重量％のＮＣＯ含有量を有するＮＣＯプレポリマーからなる群から選択される、１種以上のイソシアネート化合物、および
ｂ）６〜１１２のヒドロキシル価および１．８〜８の官能価を有する１種以上のポリエーテルポリオールからなるポリオール成分から、
ｃ）反応成分ｂ）〜ｇ）に基づいて０〜２６重量％の、２４５〜１８５０のヒドロキシル価またはアミン価および１．８〜８の官能価を有する１種以上の連鎖延長剤、
ｄ）反応成分ｂ）〜ｇ）に基づいて０．０５〜５重量％の１種以上の発泡剤、
ｅ）反応成分ｂ）〜ｇ）に基づいて０〜５重量％の１種以上の触媒、
ｆ）反応成分ｂ）〜ｇ）に基づいて０〜５０重量％の１種以上の充填材、および
ｇ）反応成分ｂ）〜ｇ）に基づいて０〜２５重量％の１種以上の助剤および／または添加剤
の存在下に得られ、反応混合物の指数が７０〜１３０の範囲である、方法を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
指数は、ＮＣＯ基のＯＨ基およびＮＨ基に対する当量比に１００を乗じた値を意味すると理解される。従って例えば、１１０の指数は、１つの反応性ＯＨ基またはＮＨ基あたり１．１個のイソシアネート化合物由来反応性ＮＣＯ基が存在すること、或いは１つのイソシアネート化合物由来反応性ＮＣＯ基あたり０．９１個の反応性ＯＨ基またはＮＨ基が存在することを意味する。
【００１２】
ポリウレタンフォームを製造するための成分は、特に高圧装置を用いる場合、成分の均一混合が可能になる混合比で使用される。高圧装置の使用により、高速反応ＰＵＲ系を処理することも可能になり、それによって、経済的な方法が提供される。また、ＰＵＲ系の加工特性は、以下により詳細に記載されている原料を用いることによって、要求に対して最適化され得る。例えば、１つの可能な適用法は、注入技術を用いたバラストの部分発泡である。更に、使用されるポリウレタンフォームの機械的性質は広い範囲内で変化させることができる。使用されるＰＵＲフォームの利点は、良好な（１０％圧縮での）圧縮力（≧１０．０Ｎ）、良好な（１０％圧縮での）圧縮硬度（≧１．０ｋＰａ）、および良好な引張強さ（≧０．１ＭＰａ）、並びに低い圧縮永久歪（ＣＳ（４０％、２５℃、５分）≦０．０１％）である。
【００１３】
ポリウレタンフォームは、好ましくは、連鎖延長剤および触媒の存在下で製造される。本発明では、第一級および／または第二級ヒドロキシル基および／またはアミノ基を有する触媒を使用することが好ましい。このように得られたポリウレタンは、改善された放出挙動を有し、溶媒（例えば水）での抽出後、可動性成分の量が少ないことに特徴がある。場合により、本発明のポリウレタンフォームは更に、ポリウレタン化学から自体既知である充填材、助剤および添加剤を含むこともできる。
【００１４】
本発明はまた、バラスト石の間にあるポリウレタンフォームが、
ａ）２８〜５０重量％のＮＣＯ含有量を有するポリイソシアネート、並びに２８〜５０重量％のＮＣＯ含有量を有するポリイソシアネートと６〜１１２のヒドロキシル価を有するポリエーテルポリオール、１１３〜１１００のヒドロキシル価を有するポリオキシアルキレンジオールまたは６４５〜１８５０のヒドロキシル価を有するアルキレンジオール或いはそれらの混合物とからなる１０〜４８重量％のＮＣＯ含有量を有するＮＣＯプレポリマーからなる群から選択される、１種以上のイソシアネート化合物、および
ｂ）６〜１１２のヒドロキシル価および１．８〜８の官能価を有する１種以上のポリエーテルポリオールからなるポリオール成分から、
ｃ）反応成分ｂ）〜ｇ）に基づいて０〜２６重量％の、２４５〜１８５０のヒドロキシル価またはアミン価および１．８〜８の官能価を有する１種以上の連鎖延長剤、
ｄ）反応成分ｂ）〜ｇ）に基づいて０．０５〜５重量％の１種以上の発泡剤、
ｅ）反応成分ｂ）〜ｇ）に基づいて０〜５重量％の１種以上の触媒、
ｆ）反応成分ｂ）〜ｇ）に基づいて０〜５０重量％の１種以上の充填材、および
ｇ）反応成分ｂ）〜ｇ）に基づいて０〜２５重量％の１種以上の助剤および／または添加剤
の存在下に得られ、反応混合物の指数が７０〜１３０の範囲であることを特徴とする、ポリウレタンフォームおよびバラスト石からなるバラストも提供する。
【００１５】
加工については、ポリウレタンフォーム製造用反応混合物が簡単な適用技術（例えば注入法）によって使用され得るように、該混合物を調整する。例えば、反応混合物の反応性を調整することによって、バラストを部分発泡することができる。このような部分発泡によって、一方では、特に応力がかかる領域（例えば、カーブ、荷重散逸領域）でバラストを強化することができ、他方では、水のような液体の制約されない排水が可能になる。過度に遅い反応の影響は、反応混合物が、バラスト道床の土壌または周縁領域に流出することである。過度に速い反応の影響は、反応混合物が、ばら材料の層の十分な深さまで浸透できないことである。例えば、約４０ｃｍのバラスト高さを有する線路系に対して、反応混合物の開始時間は、１〜１５秒、好ましくは１〜５秒でなくてはならず、凝固時間（硬化時間）は、１５〜４５秒、好ましくは１５〜３０秒でなくてはならず、より長い凝固時間は可能であるが不経済である。
【００１６】
使用されるポリウレタンフォームは、好ましくは、少なくとも１０．０Ｎの（１０％圧縮での）圧縮力、少なくとも１．０ｋＰａの（１０％圧縮での）圧縮硬度、および少なくとも０．１ＭＰａの引張強さを有すべきである。更に、ポリウレタンフォームは、好ましくは、最大０．０１％の圧縮永久歪（ＣＳ）（４０％、２５℃、５分）、並びに天候および加水分解に対する良好な安定性を有すべきである。使用されるポリウレタンフォームはまた、可能な限り低割合の放出性および可動性成分を特徴とすべきである。
【００１７】
使用されるポリイソシアネートａ）は、２８〜５０重量％のＮＣＯ含有量を有する、脂肪族、脂環式または芳香族ポリイソシアネート、好ましくはトルイレンジイソシアネート並びにジフェニルメタン系のジイソシアネートおよび／またはポリイソシアネートである。これらは、４，４’−ジイソシアナトジフェニルメタンと２，４’−ジイソシアナトジフェニルメタンおよび場合により少量の２，２’−ジイソシアナトジフェニルメタンとの混合物を含み、該混合物は、室温で液体であり、場合により適当に変性されていてもよい。他の適当なポリイソシアネートａ）は、室温で液体であるジフェニルメタン系のポリイソシアネート混合物であり、記載した異性体だけでなくそれらの高分子同族体も含み、アニリン／ホルムアルデヒド縮合生成物のホスゲン化によって、それ自体既知の方法で得ることができる。ウレタンまたはカルボジイミド基および／またはアロファネートまたはビウレット基を有する、これらジイソシアネートおよびポリイソシアネートの変性生成物も、適している。
【００１８】
１０〜４８重量％のＮＣＯ含有量を有するＮＣＯプレポリマーも同様に、成分ａ）として適している。それらは、上記ポリイソシアネート、および６〜１１２のヒドロキシル価を有するポリエーテルポリオール、１１３〜１１００のヒドロキシル価を有するポリオキシアルキレンジオールまたは６４５〜１８５０のヒドロキシル価を有するアルキレンジオール或いはそれらの混合物から調製される。
【００１９】
成分ｂ）は、触媒の存在下、多官能性出発化合物へのアルキレンオキシドの重付加によってそれ自体既知の方法で調製され得る、ポリヒドロキシポリエーテルである。ポリヒドロキシポリエーテルは、好ましくは、平均２〜８個の活性水素原子を有する出発化合物および１種以上のアルキレンオキシドから調製される。好ましい出発化合物は、１分子あたり２〜８つのヒドロキシル基を有する分子であり、その例は、水、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、トリプロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、トリエタノールアミン、グリセロール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトールおよびスクロースである。出発化合物は、単独で、または混合物として使用され得る。ポリオールｂ）は、１種以上のアルキレンオキシドから調製され、好ましく使用されるアルキレンオキシドは、オキシラン、メチルオキシランおよびエチルオキシランである。アルキレンオキシドは、単独で、または混合物として使用され得る。混合物として使用される場合、アルキレンオキシドは、ランダムにおよび／またはブロックで反応され得る。高分子の重付加／重縮合生成物またはポリマーが微分散して溶解またはグラフト化状態になっている高分子ポリヒドロキシポリエーテルも適している。このような変性ポリヒドロキシル化合物は、例えば、重付加反応（例えばポリイソシアネートとアミノ官能性化合物との反応）または重縮合反応（例えばホルムアルデヒドとフェノールおよび／またはアミンとの反応）を、ヒドロキシル基含有化合物ｂ）中、イン・サイチューで実施することによって得られる（例えばＤＥ−ＡＳ  １  １６８  ０７５に記載）。例えば、ポリエーテルの存在下、スチレンおよびアクリロニトリルの重合によって得られる化合物（例えばＵＳ−ＰＳ  ３  ３８３  ３５１に従う）のような、ビニルポリマーによって変性されたポリヒドロキシル化合物も、本発明の方法のためのポリオール成分ｂ）として適している。前記成分ｂ）の例は、例えば、Kunststoff-Handbuch, 第７巻、"Polyurethane", 第３版、Carl Hanser Verlag, ミュンヘン／ウィーン、１９９３、第５７〜６７頁および第８８〜９０頁に記載されている。
【００２０】
好ましく使用されるポリオール成分ｂ）は、６〜１１２、好ましくは２１〜５６のヒドロキシル価、および１．８〜８、好ましくは１．８〜６の官能価を有する、１種以上のポリヒドロキシポリエーテルからなる。
【００２１】
適当な連鎖延長剤ｃ）は、２４５〜１８５０の平均ヒドロキシル価またはアミン価、および１．８〜８、好ましくは１．８〜３の官能価を有するものである。本明細書で示し得る例は、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、トリエタノールアミン、グリセロール、トリメチロールプロパンおよび短鎖アルコキシル化生成物である。成分ｃ）は、好ましくは、反応成分ｂ）〜ｇ）に基づいて０〜２６重量％の量で使用される。エチレングリコール、１，４−ブタンジオール、トリメチロールプロパンのプロポキシル化生成物（ＯＨ価：５５０）、およびトリエタノールアミンとジイソプロパノールアミンとの混合物（ＯＨ価：１１６０）を使用することが特に好ましい。
【００２２】
使用される発泡剤ｄ）は、物理的発泡剤と水との両方であり得る。好ましい物理的発泡剤ｄ）は、１，１−ジフルオロエタン（ＨＦＣ−１５２ａ）、１，１，１，２−テトラフルオロエタン（ＨＦＣ−１３４ａ）、１，１，１，２，３，３，３−ヘプタフルオロプロパン（ＨＦＣ−２２７ｅａ）、１，１，１，３，３−ペンタフルオロプロパン（ＨＦＣ−２４５ｆａ）、１，１，１，３，３−ペンタフルオロブタン（ＨＦＣ−３６５ｍｆｃ）、ｎ−ペンタン、イソペンタン、イソヘキサンまたはそれらの混合物である。成分ｄ）として、水が特に好ましく使用される。発泡剤は、単独で、または混合物として使用され得、反応成分ｂ）〜ｇ）に基づいて０．０５〜５重量％の量で、特に好ましくは０．３〜３．５重量％の量で存在する。
【００２３】
イソシアネート基とヒドロキシル基との本来遅い反応は、１種以上の触媒ｅ）の添加によって促進することができる。特に適した触媒ｅ）は、それ自体既知のタイプの第三級アミンであり、その例は、トリエチルアミン、トリブチルアミン、Ｎ−メチルモルホリン、Ｎ−エチルモルホリン、Ｎ−ココモルホリン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミン、１，４−ジアザビシクロ［２．２．２］オクタン、Ｎ−メチル−Ｎ’−ジメチルアミノエチルピペラジン、Ｎ，Ｎ−ジメチルシクロヘキシルアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチル−１，３−ブタンジアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルイミダゾ−β−フェニルエチルアミン、１，２−ジメチルイミダゾール、ビス（２−ジメチルアミノエチル）エーテルまたは２−メチルイミダゾールである。有機ビスマス触媒（例えばネオデカン酸ビスマス（ＩＩＩ））、または有機錫触媒（例えば、酢酸錫（ＩＩ）、オクタン酸錫（ＩＩ）、エチルヘキサン酸錫（ＩＩ）およびラウリン酸錫（ＩＩ）のようなカルボン酸の錫（ＩＩ）塩、例えば、二酢酸ジブチル錫、ジラウリン酸ジブチル錫、マレイン酸ジブチル錫または二酢酸ジオクチル錫のようなカルボン酸のジアルキル錫塩）のような有機金属触媒を、それのみで、または第三級アミンとの混合物として使用することもできる。第一級および／または第二級ヒドロキシル基および／またはアミノ基を有する触媒を使用することが好ましく、適当な触媒は、それ自体既知のタイプの組み込み可能なアミンおよび組み込み可能な有機金属触媒の両方であり、その例は、Ｎ−（３−ジメチルアミノプロピル）−Ｎ，Ｎ−ジイソプロパノールアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’−トリメチル−Ｎ’−ヒドロキシエチルビスアミノエチルエーテル、テトラメチルジプロピレントリアミン、３−（ジメチルアミノ）プロピルウレアおよびリシノール酸錫である。触媒は、単独で、または混合物として使用することができる。反応成分ｂ）〜ｇ）に基づいて、０〜５．０重量％、特に好ましくは０．５〜５．０重量％の触媒または触媒組み合わせを使用することが好ましい。別の触媒の例および触媒作用の様態の詳細は、Kunststoff-Handbuch, 第７巻、"Polyurethane", 第３版、Carl Hanser Verlag, ミュンヘン／ウィーン、１９９３、第１０４〜１１０頁に記載されている。
【００２４】
場合により付随的に使用し得る充填材ｆ）は、無機充填材および有機充填材のいずれでもよい。示し得る無機充填材の例は、層状ケイ酸塩のようなケイ酸塩鉱物、酸化鉄のような金属酸化物、アエロジルのような焼成金属酸化物、バライトのような金属塩、硫化カドミウムおよび硫化亜鉛のような無機顔料、ガラス、ガラス微小球、中空ガラス微小球などである。珪灰石および異なった長さのガラス繊維のような、天然および合成の繊維状鉱物を使用することも可能であり、それらは、場合によりサイズ処理されていてもよい。示し得る有機充填材の例は、結晶性パラフィンまたは脂肪、並びにポリスチレン、ポリ塩化ビニル、尿素／ホルムアルデヒド化合物および／またはポリヒドラゾジカルボンアミド（例えばヒドラジンおよびトルイレンジイソシアネート由来のもの）ベースの粉末である。有機起源の中空微小球またはコルクも使用できる。有機または無機充填材は、単独で、または混合物として使用され得る。充填材ｆ）は、好ましくは、反応成分ｂ）〜ｇ）に基づいて、０〜５０重量％、好ましくは０〜３０重量％の量で添加される。
【００２５】
場合により付随的に使用し得る助剤および添加剤ｇ）は、例えば、安定剤、着色剤、難燃剤、可塑剤および／または一価アルコールを包含する。
【００２６】
使用される安定剤は、特に界面活性物質、即ち、出発材料の均質化を助ける化合物であり、場合により、プラスチックの気泡構造を調節するのにも適している。示し得る例は、硫酸化ひまし油または脂肪酸のナトリウム塩およびアミン含有脂肪酸の塩のような乳化剤、シロキサン／アルキレンオキシドコポリマーのようなフォーム安定剤、およびパラフィンのような気泡安定剤である。使用される安定剤は、主に水溶性有機ポリシロキサンである。それらは、エチレンオキシドおよびプロピレンオキシドのポリエーテル鎖がグラフト化されたポリジメチルシロキサン基を有するものである。界面活性物質は、好ましくは、反応成分ｂ）〜ｇ）に基づいて、０．０１〜５．０重量％、好ましくは０．１〜１．５重量％の量で添加される。
【００２７】
使用され得る着色剤は、ポリウレタンを着色するための、それ自体既知である有機および／または無機系の染料および／または着色顔料であり、その例は、酸化鉄および／または酸化クロム顔料、並びにフタロシアニン系および／またはモノアゾ系顔料である。
【００２８】
場合により付随的に使用し得る適当な難燃剤の例は、リン酸トリクレシル、トリス−２−クロロエチルホスフェート、トリス−クロロプロピルホスフェート、およびトリス−２，３−ジブロモプロピルホスフェートである。既に記載したハロゲン置換ホスフェートに加えて、水和酸化アルミニウム、ポリリン酸アンモニウム、硫酸カルシウム、ポリメタリン酸ナトリウムまたはリン酸アミン、例えばリン酸メラミンのような無機難燃剤を使用することもできる。
【００２９】
示し得る可塑剤の例は、多塩基性または好ましくは二塩基性カルボン酸と一価アルコールとのエステルである。このようなエステルの酸成分は、例えば、コハク酸、イソフタル酸、トリメリット酸、無水フタル酸、無水テトラヒドロフタル酸および／または無水ヘキサヒドロフタル酸、無水エンドメチレンテトラヒドロフタル酸、無水グルタル酸、無水マレイン酸、フマル酸および／または場合により単量体脂肪酸と混合されていてよい二量体および／または三量体脂肪酸から誘導され得る。このようなエステルのアルコール成分は、例えば、分枝および／または非分枝脂肪族Ｃ１〜Ｃ２０アルコール、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、ｓｅｃ−ブタノール、ｔｅｒｔ−ブタノール、およびペンチルアルコール、ヘキシルアルコール、オクチルアルコール（例えば２−エチルヘキサノール)、ノニルアルコール、デシルアルコール、ラウリルアルコール、ミリスチルアルコール、セチルアルコールおよびステアリルアルコールの各種異性体から、および／または天然に存在するまたは天然のカルボン酸の水素化によって得られる脂肪およびワックス状アルコールから誘導され得る。別の可能なアルコール成分は、脂環式および／または芳香族ヒドロキシル化合物、例えば、シクロヘキサノールおよびその同族体、フェノール、クレゾール、チモール、カルバクロール、ベンジルアルコールおよび／またはフェニルエタノールである。別の可能な可塑剤は、上記アルコールとリン酸とのエステルである。場合により、ハロゲン化アルコールのリン酸エステル、例えばトリクロロエチルホスフェートも使用できる。後者の場合、可塑効果と同時に難燃効果も達成され得る。もちろん、上記アルコールとカルボン酸との混合エステルも使用され得る。可塑剤は、いわゆる重合体可塑剤、例えばアジピン酸、セバシン酸および／またはフタル酸のポリエステルでもよい。フェノールのアルキルスルホン酸エステル、例えばフェニルパラフィンスルホネートも、可塑剤として使用され得る。
【００３０】
場合により付随的に使用してよい別の助剤および／または添加剤ｇ）は、ブタノール、２−エチルヘキサノール、オクタノール、ドデカノールまたはシクロヘキサノールのような一価アルコールであり、それらは、所望の連鎖停止をもたらすために場合により付随的に使用し得る。
【００３１】
助剤および／または添加剤ｇ）は、好ましくは、反応成分ｂ）〜ｇ）に基づいて、０〜２５重量％、特に好ましくは０〜１０重量％の量で添加される。通常の助剤および添加剤ｇ）に関する更なる情報は、科学文献、例えば、Kunststoff-Handbuch, 第７巻、"Polyurethane", 第３版、Carl Hanser Verlag, ミュンヘン／ウィーン、１９９３、第１０４頁以下に見られる。
【００３２】
基本的に、ポリウレタンフォームは、様々な方法、例えばワンショット法またはプレポリマー法によって製造され得る。ワンショット法では、全成分、例えば、ポリオール、ポリイソシアネート、連鎖延長剤、発泡剤、触媒、充填材および／または添加剤を合わせて完全に混合する。プレポリマー法では、第一工程で、ポリオールの一部とポリイソシアネートの全てを反応させることによってＮＣＯプレポリマーを調製し、その後、得られたＮＣＯプレポリマーに、残りのポリオール、および連鎖延長剤、発泡剤、触媒、充填材および／または添加剤を添加して完全に混合する。本発明において特に好ましい方法は、成分ｂ）〜ｇ）を混合していわゆる「ポリオール成分」を形成し、次いでそれを、ポリイソシアネートおよび／またはＮＣＯプレポリマーａ）で処理する方法である。場合により付随的に使用してよい、連鎖延長剤、発泡剤、触媒、充填材、助剤および／または添加剤は、一般に、上記したように「ポリオール成分」に添加されるが、これは必要不可欠ではない。なぜなら、ポリイソシアネート成分ａ）と適合性であり、かつ反応しない、それらの成分は、ポリイソシアネート成分ａ）に配合することもできるからである。
【００３３】
反応成分の完全混合によって形成された混合物を、例えば注入法によって、バラスト石に適用する。各成分または成分混合物の供給、調合および混合は、ポリウレタン化学でそれ自体既知の装置を用いて達成される。導入される混合物の量は、一般に、ポリウレタンフォームが、２０〜８００ｋｇ／ｃｍ３、好ましくは３０〜６００ｋｇ／ｃｍ３、特に好ましくは５０〜３００ｋｇ／ｃｍ３のフリーライズ密度を有するように調整される。バラスト石に適用される反応混合物の出発温度は、一般に、２０〜８０℃、好ましくは２５〜４０℃の範囲で選択される。反応混合物が導入される前に、バラスト石を場合により乾燥および加熱してもよい。反応成分、添加された触媒および温度制御に依存して、フォームの凝固時間（硬化時間）は、１５〜４５秒、好ましくは１５〜３０秒であり得る。より長い凝固時間も可能であるが、不経済である。
【００３４】
本発明を、以下の実施例によって、より詳細に説明する。
【実施例】
【００３５】
以下のポリオールおよびＮＣＯプレポリマーを、実施例１〜９で使用した。
【表１】
2009523932.tif 000002
【００３６】
手順
いわゆる「ポリオール成分」の調製の第一工程は、ｘ重量部のポリエーテルポリオール、並びに連鎖延長剤、触媒、安定剤および発泡剤を均質化することであった（混合比については表２参照）。次いで、ｘ重量部のポリイソシアネートを添加し（混合比については表２参照）、成分を１０秒間混合した（ＰＥＮＤＲＡＵＬＩＫ  ＬＭ３４実験室用撹拌機、３０００ｒｐｍ）。撹拌の開始から、開始時間および硬化時間を測定した。
【００３７】
得られたポリウレタンフォームの以下の特性を測定した：嵩密度（ＤＩＮ  ＥＮ  ＩＳＯ  ８４５に従う）、永久圧縮歪（ＣＳ；ＤＩＮ  ＥＮ  ＩＳＯ  １８５６に従う）、圧縮力（ＤＩＮ  ＥＮ  ＩＳＯ  ３３８６−１−９８に従う）、圧縮硬度（ＤＩＮ  ＥＮ  ＩＳＯ  ３３８６−１−９８に従う）、および引張強さ（ＤＩＮ  ＥＮ  ＩＳＯ  １７９８に従う）。表２に記載した条件で圧縮した１日後、ＣＳ値を測定した。圧縮力の値を測定するために、約６４ｃｍ２の基底面積を有する試験片を作製した。
【００３８】
【表２】
2009523932.tif 000003
【００３９】
実施例１〜９の全てにおいて、インデックスを１００に調整した。比較実施例１＊および２＊では、永久圧縮歪を有するフォームが得られた（ＣＳ＞０．０１％）。これらのフォームは、バラスト用バラスト石の固結には不適当である。実施例５および６では、組み込み可能な触媒を使用して、放出性または可動性成分の割合が低いフォームを得た。
【００４０】
本発明に従った実施例３〜９の反応混合物を用いることによって、長期間でさえ、バラストを極めて良好に安定化することができる。
【手続補正書】
【提出日】平成21年1月22日(2009.1.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１）バラスト石を広げてバラストを形成し、
２）ポリウレタンフォーム製造用反応混合物を広げたバラスト石の間に適用する、
線路敷設、道路建設およびダム建設のためのバラストの製造方法であって、該反応混合物が、
ａ）２８〜５０重量％のＮＣＯ含有量を有するポリイソシアネート、並びに２８〜５０重量％のＮＣＯ含有量を有するポリイソシアネートと６〜１１２のヒドロキシル価を有するポリエーテルポリオール、１１３〜１１００のヒドロキシル価を有するポリオキシアルキレンジオールまたは６４５〜１８５０のヒドロキシル価を有するアルキレンジオール或いはそれらの混合物とからなる１０〜４８重量％のＮＣＯ含有量を有するＮＣＯプレポリマーからなる群から選択される、１種以上のイソシアネート化合物、および
ｂ）６〜１１２のヒドロキシル価および１．８〜８の官能価を有する１種以上のポリエーテルポリオールからなるポリオール成分から、
ｃ）反応成分ｂ）〜ｇ）に基づいて０〜２６重量％の、２４５〜１８５０のヒドロキシル価またはアミン価および１．８〜８の官能価を有する１種以上の連鎖延長剤、
ｄ）反応成分ｂ）〜ｇ）に基づいて０．０５〜５重量％の１種以上の発泡剤、
ｅ）反応成分ｂ）〜ｇ）に基づいて０〜５重量％の１種以上の触媒、
ｆ）反応成分ｂ）〜ｇ）に基づいて０〜５０重量％の１種以上の充填材、および
ｇ）反応成分ｂ）〜ｇ）に基づいて０〜２５重量％の１種以上の助剤および／または添加剤
の存在下に得られ、反応混合物の指数が７０〜１３０の範囲である、方法。
【請求項２】
バラスト石の間にあるポリウレタンフォームが、
ａ）２８〜５０重量％のＮＣＯ含有量を有するポリイソシアネート、並びに２８〜５０重量％のＮＣＯ含有量を有するポリイソシアネートと６〜１１２のヒドロキシル価を有するポリエーテルポリオール、１１３〜１１００のヒドロキシル価を有するポリオキシアルキレンジオールまたは６４５〜１８５０のヒドロキシル価を有するアルキレンジオール或いはそれらの混合物とからなる１０〜４８重量％のＮＣＯ含有量を有するＮＣＯプレポリマーからなる群から選択される、１種以上のイソシアネート化合物、および
ｂ）６〜１１２のヒドロキシル価および１．８〜８の官能価を有する１種以上のポリエーテルポリオールからなるポリオール成分から、
ｃ）反応成分ｂ）〜ｇ）に基づいて０〜２６重量％の、２４５〜１８５０のヒドロキシル価またはアミン価および１．８〜８の官能価を有する１種以上の連鎖延長剤、
ｄ）反応成分ｂ）〜ｇ）に基づいて０．０５〜５重量％の１種以上の発泡剤、
ｅ）反応成分ｂ）〜ｇ）に基づいて０〜５重量％の１種以上の触媒、
ｆ）反応成分ｂ）〜ｇ）に基づいて０〜５０重量％の１種以上の充填材、および
ｇ）反応成分ｂ）〜ｇ）に基づいて０〜２５重量％の１種以上の助剤および／または添加剤
の存在下に得られ、反応混合物の指数が７０〜１３０の範囲である、ポリウレタンフォームおよびバラスト石からなるバラスト。
【請求項３】
請求項２に記載のポリウレタンフォームおよびバラスト石からなるバラストの、線路敷設、道路建設およびダム建設における使用。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
加工については、ポリウレタンフォーム製造用反応混合物が簡単な適用技術（例えば注入法）によって使用され得るように、該混合物を調整する。例えば、反応混合物の反応性を調整することによって、バラストを部分発泡することができる。このような部分発泡によって、一方では、特に応力がかかる領域（例えば、カーブ、荷重散逸領域）でバラストを強化することができ、他方では、水のような液体の制約されない排液が可能になる。過度に遅い反応の影響は、反応混合物が、バラスト道床の土壌または周縁領域に流出することである。過度に速い反応の影響は、反応混合物が、ばら材料の層の十分な深さまで浸透できないことである。例えば、約４０ｃｍのバラスト高さを有する線路系に対して、反応混合物の開始時間は、１〜１５秒、好ましくは１〜５秒でなくてはならず、凝固時間（硬化時間）は、１５〜４５秒、好ましくは１５〜３０秒でなくてはならず、より長い凝固時間は可能であるが不経済である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
使用されるポリウレタンフォームは、好ましくは、少なくとも１０．０Ｎの（１０％圧縮での）圧縮力、少なくとも１．０ｋＰａの（１０％圧縮での）圧縮硬度、および少なくとも０．１ＭＰａの引張強さを有する。更に、ポリウレタンフォームは、好ましくは、最大０．０１％の圧縮永久歪（ＣＳ）（４０％、２５℃、５分）、並びに天候および加水分解に対する良好な安定性を有する。使用されるポリウレタンフォームはまた、可能な限り低割合の放出性および可動性成分を特徴とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
使用される安定剤は、特に界面活性物質、即ち、出発材料の均質化を助け、場合により、プラスチックの気泡構造を調節するのにも適している化合物である。示し得る例は、硫酸化ひまし油または脂肪酸のナトリウム塩およびアミン含有脂肪酸の塩のような乳化剤、シロキサン／アルキレンオキシドコポリマーのようなフォーム安定剤、およびパラフィンのような気泡安定剤である。使用される安定剤は、主に水溶性有機ポリシロキサンである。それらは、エチレンオキシドおよびプロピレンオキシドのポリエーテル鎖がグラフト化されたポリジメチルシロキサン基を有するものである。界面活性物質は、好ましくは、反応成分ｂ）〜ｇ）に基づいて、０．０１〜５．０重量％、好ましくは０．１〜１．５重量％の量で添加される。
【国際調査報告】
2009523932.tif 000004
2009523932.tif 000005
2009523932.tif 000006
2009523932.tif 000007