(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）ＭＤＩ系イソシアネートと、平均官能基数が２のポリ（オキシテトラメチレン）ポリオールとを反応させて得られるイソシアネート基末端プレポリマーと、
（Ｂ）平均官能基数が３、数平均分子量（Ｍｎ）が５００〜６，０００である、末端水酸基にエチレンオキサイドが付加されたポリ（オキシプロピレン）ポリオールと、
（Ｃ）１，４−ブタンジオール（Ｃ１）、エチレングリコール（Ｃ２）およびジグリセリン（Ｃ３）からなる鎖延長剤とを含有し；
前記ポリオール（Ｂ）と前記鎖延長剤（Ｃ）の質量比率〔（Ｂ）／（Ｃ）〕が５／９５〜２５／７５であり；
前記鎖延長剤（Ｃ）に占める１，４−ブタンジオール（Ｃ１）の割合が５〜４２質量％、エチレングリコール（Ｃ２）の割合が３０〜７７質量％、ジグリセリン（Ｃ３）の割合が１７〜３６質量％であり；
モル比（〔ＮＣＯ〕／〔ＯＨ〕）が０．８０〜１．２０であるエラストマー形成性組成物を；
不活性ガスの雰囲気下に機械的攪拌することにより、当該組成物中に不活性ガスを分散させてフロス状の原料を調製し、この原料を成形型に注入して硬化させることにより得られることを特徴とする発泡ポリウレタンエラストマー。
【請求項２】
請求項１に記載のエラストマー形成性組成物を不活性ガスの雰囲気下に機械的攪拌することにより、当該組成物中に不活性ガスを分散させてフロス状の原料を調製し、この原料を成形型に注入して硬化させる工程を含むことを特徴とする発泡ポリウレタンエラストマーの製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載の発泡ポリウレタンエラストマーからなることを特徴とする鉄道用パッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道用パッドなどの構成材料として好適な発泡ポリウレタンエラストマーおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道の軌道（レール）において、車輛の走行時に発生する振動や騒音を軽減するための防振材として、鉄道用パッドが使用されている。
この鉄道用パッドには、レールと枕木との間に挿入される軌道パッド、枕木の下に敷設される枕木用パッド、スラブ軌道のスラブの下に敷設される軌道スラブ用防振材などが包含される。
【０００３】
かかる鉄道用パッドの構成材料には（１）良好な防振性能および緩衝性能を発現させるために、使用条件に適合する低いバネ常数が要求されるとともに、（２）良好な圧縮特性（特に、小さい残留歪，低いヒステリシス損失）、（３）高い機械的強度、（４）小さい圧縮永久歪、（５）良好な耐疲労性、（６）低い吸水率などが要求される。
【０００４】
従来、鉄道用パッドに用いられる材料として、ＳＢＲ系の無発泡ゴムが使用されていた。然るに、無発泡ゴムからなる鉄道用パッド、特に、バネ常数が低くて、軟らかい無発泡ゴムからなる鉄道用パッドは、十分な耐久性を有するものではない。
また、バネ常数の低減を企図して、無発泡ゴムに溝加工などを施して鉄道用パッドを形成すると、当該鉄道用パッドにおける荷重の分散が不均一となり、応力が集中する溝部に亀裂が発生するなど、耐久性の更なる低下を招く。
【０００５】
最近、鉄道用パッドに用いられる材料として、ポリイソシアネートと、ポリオールと、鎖延長剤と、発泡剤とを含む組成物を発泡・硬化させて得られる発泡ポリウレタンエラストマーが紹介されている（特許文献１〜４参照）。鉄道用パッドを構成する発泡ポリウレタンエラストマーは、密度の調整などによるバネ常数の制御が比較的容易であり、無発泡ゴムからなるものよりも耐久性などに優れている点で注目されている。ここに、発泡剤としては、水などの反応型発泡剤、フロンなどの非反応型発泡剤が使用されている。
【０００６】
しかし、特許文献１〜４に記載の発泡ポリウレタンエラストマーは、いずれも、鉄道用パッドに要求される上記（１）〜（６）の性能を十分に満足するものではない。特に、発泡剤として水を用いて形成される発泡ポリウレタンエラストマーは、尿素結合を高い割合で含むため、バネ常数が過大となり（硬くなり過ぎて）、所期の防振性能および緩衝性能を十分に発現させることができない。そして水発泡による発泡ポリウレタンエラストマーは圧縮特性にも劣る。他方、発泡剤として、フロンやハロゲン化炭化水素などを用いることは、環境衛生面からも好ましくない。
【０００７】
上記のような問題を解決するため、本発明者らは、鉄道用パッドの構成材料である発泡ポリウレタンエラストマーを形成する方法として、イソシアネート基末端プレポリマーとポリオールと鎖延長剤とを含有する組成物を不活性ガスの雰囲気下に機械的攪拌してフロス状の原料を調製し、この原料を成形型に注入して硬化させる方法を提案している（特許文献５参照）。
【０００８】
特許文献５の方法により形成された発泡ポリウレタンエラストマーは、化学的発泡法を利用して形成された発泡ポリウレタンエラストマー（特許文献１〜４）と比較して、鉄道用パッドに要求される性能を向上させることができた。
【０００９】
しかしながら、機械的発泡法を利用した特許文献５の方法によって形成された発泡ポリウレタンエラストマーであっても、上記（１）〜（６）の性能の全てをバランスよく満足するものではなく、更なる改良が望まれている。
【特許文献１】特開平７−２６８０５２号公報
【特許文献２】特開平８−２７２４１号公報
【特許文献３】特開平８−１９８９２７号公報
【特許文献４】特開２０００−２８１７４５号公報
【特許文献５】特開２００５−３２５１４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は以上のような事情に基いてなされたものである。
本発明の第１の目的は、防振・緩衝性能を発現させるのに適した低いバネ常数、良好な圧縮特性、高い機械的強度、小さい圧縮永久歪、良好な耐疲労性、低い吸水率のすべてをバランスよく満足する発泡ポリウレタンエラストマーを提供することにある。
本発明の第２の目的は、そのような優れた性能を有する発泡ポリウレタンエラストマーの製造方法を提供することにある。
本発明の第３の目的は、防振・緩衝性能を発現させるのに適した低いバネ常数、良好な圧縮特性、高い機械的強度、小さい圧縮永久歪、良好な耐疲労性、低い吸水率のすべてをバランスよく満足する鉄道用パッドを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の発泡ポリウレタンエラストマーは、（Ａ）ＭＤＩ系イソシアネートと、平均官能基数が２のポリ（オキシテトラメチレン）ポリオールとを反応させて得られるイソシアネート基末端プレポリマーと、（Ｂ）平均官能基数が３、数平均分子量（Ｍｎ）が５００〜６，０００である、末端水酸基にエチレンオキサイドが付加されたポリ（オキシプロピレン）ポリオールと、（Ｃ）１，４−ブタンジオール（Ｃ１）、エチレングリコール（Ｃ２）およびジグリセリン（Ｃ３）からなる鎖延長剤とを含有し；前記ポリオール（Ｂ）と前記鎖延長剤（Ｃ）の質量比率〔（Ｂ）／（Ｃ）〕が５／９５〜２５／７５であり；前記鎖延長剤（Ｃ）に占める１，４−ブタンジオール（Ｃ１）の割合が５〜４２質量％、エチレングリコール（Ｃ２）の割合が３０〜７７質量％、ジグリセリン（Ｃ３）の割合が１７〜３６質量％であり；モル比（〔ＮＣＯ〕／〔ＯＨ〕）が０．８０〜１．２０であるエラストマー形成性組成物を；不活性ガスの雰囲気下に機械的攪拌することにより、当該組成物中に不活性ガスを分散させてフロス状の原料を調製し、この原料を成形型に注入して硬化させることにより得られることを特徴とする。
【００１２】
本発明の製造方法は、前記エラストマー形成性組成物を不活性ガスの雰囲気下に機械的攪拌することにより、当該組成物中に不活性ガスを分散させてフロス状の原料を調製し、この原料を成形型に注入して硬化させる工程を含むことを特徴とする。
【００１３】
本発明の鉄道用パッドは、本発明の発泡ポリウレタンエラストマーからなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る発泡ポリウレタンエラストマーは、防振・緩衝性能を発現させるのに適した低いバネ常数、良好な圧縮特性、高い機械的強度、小さい圧縮永久歪、良好な耐疲労性、低い吸水率のすべてを高い水準でバランスよく満足する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の発泡ポリウレタンエラストマーを形成するために使用するウレタン形成性組成物は、ＭＤＩ系イソシアネートとポリオールとを反応させて得られるイソシアネート基末端プレポリマー（Ａ）と、平均官能基数が２．０〜４．０、数平均分子量（Ｍｎ）が５００〜６，０００であるポリオール（Ｂ）と、１，４−ブタンジオール（Ｃ１）、エチレングリコール（Ｃ２）およびジグリセリン（Ｃ３）からなる鎖延長剤（Ｃ）とを含有し、発泡剤（反応型発泡剤／非反応型発泡剤）を実質的に含有しないものである。
【００１６】
＜イソシアネート基末端プレポリマー（Ａ）＞
ウレタン形成性組成物を構成するイソシアネート基末端プレポリマー（Ａ）は、ＭＤＩ系イソシアネートと、平均官能基数が２のポリ（オキシテトラメチレン）ポリオール（ポリオキシテトラメチレングリコール）とを反応させて得られる。
ここに、「ＭＤＩ系イソシアネート」には、ＭＤＩ（二核体）およびポリメリックＭＤＩ（三核体以上の多核体）が含まれる。
【００１７】
イソシアネート基末端プレポリマー（Ａ）を得るために使用するＭＤＩとポリメリックＭＤＩの比率としては、３０〜１００：７０〜０であることが好ましく、さらに好ましくは４０〜１００：６０〜０とされる。
また、使用するＭＤＩには、４，４’−ＭＤＩ、２，４’−ＭＤＩおよび２，２’−ＭＤＩの異性体があるが、４，４’−ＭＤＩの割合が７０％以上であることが好ましい。
【００２２】
イソシアネート基末端プレポリマー（Ａ）は、ＭＤＩ系イソシアネートと、平均官能基数が２のポリ（オキシテトラメチレン）ポリオールとを混合し、この混合物を加熱してウレタン化反応させることにより調製することができる。
【００２４】
イソシアネート基末端プレポリマー（Ａ）のＮＣＯ含量としては、３〜３４質量％であることが好ましく、更に好ましくは４〜１６質量％とされる。
ＮＣＯ含量が３質量％未満である場合には、当該プレポリマーの粘度が高くなり過ぎて、ポリオール（Ｂ）との混合性に劣るものとなり、製造効率の低下を招く。
一方、ＮＣＯ含量が３４質量％を超える場合には、当該プレポリマーの貯蔵安定性の悪化が懸念される。
【００２５】
また、イソシアネート基末端プレポリマー（Ａ）の平均官能基数としては２．０〜３．５であることが好ましく、更に好ましくは２．０〜２．５とされる。
平均官能基数が２．０未満である場合には、得られる発泡ポリウレタンエラストマー（鉄道用パッド）が、良好な圧縮特性や高い機械的強度を有するものとならない。
一方、平均官能基数が３．５を超える場合には、ゲル化を起こしやすく、安定性に劣る。
【００２６】
＜ポリオール（Ｂ）＞
ウレタン形成性組成物を構成するポリオール（Ｂ）は、平均官能基数が３、数平均分子量が５００〜６，０００である、末端水酸基にエチレンオキサイドが付加（ＥＯキャップ）されたポリ（オキシプロピレン）ポリオールである。
【００２９】
ポリオール（Ｂ）の平均官能基数は３とされる。
ポリオールの平均官能基数が過小である場合には、得られる発泡ポリウレタンエラストマーが高い機械的強度（引張強度・引裂強度）および良好な圧縮特性、小さい圧縮永久歪を有するものとならない。
一方、ポリオールの平均官能基数が過大である場合には、得られる発泡ポリウレタンエラストマーのバネ常数が高くなり過ぎて、防振・緩衝材としての性能を十分に発揮することができない。
ポリオール（Ｂ）の数平均分子量は５００〜６，０００とされ、好ましくは１，０００〜６，０００、更に好ましくは１，０００〜３，０００とされる。
ポリオールの数平均分子量が５００未満である場合には、得られる発泡ポリウレタンエラストマーのバネ常数が高くなり過ぎて、防振・緩衝材としての性能を十分に発揮することができない。
一方、ポリオールの数平均分子量が６，０００を超える場合には、得られる発泡ポリウレタンエラストマーが高い機械的強度（引張強度・引裂強度）および良好な圧縮特性、小さい圧縮永久歪を有するものとならない。
【００３０】
＜鎖延長剤（Ｃ）＞
ウレタン形成性組成物を構成する鎖延長剤（Ｃ）は、１，４−ブタンジオール（Ｃ１）と、エチレングリコール（Ｃ２）と、ジグリセリン（Ｃ３）とからなり、延長剤（Ｃ）に占めるそれぞれの割合が特定の範囲である点に本発明の特徴がある。
【００３１】
鎖延長剤（Ｃ）に占める１，４−ブタンジオール（Ｃ１）の割合は５〜４２質量％とされ、好ましくは５〜２５質量％とされる。
【００３２】
１，４−ブタンジオール（Ｃ１）の割合が５質量％未満である場合（エチレングリコール（Ｃ２）およびジグリセリン（Ｃ３）の各々の割合は本発明の範囲内であるが、両者の合計割合が９５質量％を超える場合）には、得られる発泡ポリウレタンエラストマーが、良好な圧縮特性や高い機械的強度を有するものとならない。
１，４−ブタンジオール（Ｃ１）の割合が５質量％未満であって、エチレングリコール（Ｃ２）の割合が過剰である場合には、得られる発泡ポリウレタンエラストマーのバネ常数および硬度が高くなり過ぎて、防振・緩衝材としての性能を十分に発揮することができない。また、当該発泡ポリウレタンエラストマーは、良好な圧縮特性を有するものとならず、圧縮永久歪も大きく、耐疲労性に劣り、吸水率も高いものとなる（後述する比較例１および比較例５参照）。
１，４−ブタンジオール（Ｃ１）の割合が５質量％未満であって、ジグリセリン（Ｃ３）の割合が過剰である場合には、得られる発泡ポリウレタンエラストマーの機械的強度が低下する傾向がある。
１，４−ブタンジオール（Ｃ１）の割合が４２質量％を超える場合には、得られる発泡ポリウレタンエラストマーが良好な圧縮特性を有するものとならなず、耐疲労性に劣り、吸水率も高いものとなる（後述する比較例２および比較例８参照）。
【００３３】
鎖延長剤（Ｃ）に占めるエチレングリコール（Ｃ２）の割合は３０〜７７質量％とされ、好ましくは４０〜７１質量％とされる。
【００３４】
エチレングリコール（Ｃ２）の割合が３０質量％未満である場合（１，４−ブタンジオール（Ｃ１）およびジグリセリン（Ｃ３）の各々の割合は本発明の範囲内であるが、両者の合計割合が７０質量％を超える場合）には、得られる発泡ポリウレタンエラストマーは、機械的強度が低く、吸水率が高いものとなる。
エチレングリコール（Ｃ２）の割合が３０質量％未満であって、１，４−ブタンジオール（Ｃ１）の割合が過剰である場合には、得られる発泡ポリウレタンエラストマーが良好な圧縮特性を有するものとならなず、耐疲労性に劣り、吸水率も高いものとなる（後述する比較例２および比較例８参照）。
エチレングリコール（Ｃ２）の割合が３０質量％未満であって、ジグリセリン（Ｃ３）の割合が過剰である場合には、得られる発泡ポリウレタンエラストマーは、機械的強度が低いものとなる（後述する比較例９および比較例１０参照）。
エチレングリコール（Ｃ２）の割合が７７質量％を超える場合には、得られる発泡ポリウレタンエラストマーのバネ常数および硬度が高くなり過ぎて、防振・緩衝材としての性能を十分に発揮することができない。また、当該発泡ポリウレタンエラストマーは、良好な圧縮特性を有するものとならず、圧縮永久歪も大きく、耐疲労性に劣り、吸水率も高いものとなる（後述する比較例１および比較例５参照）。
【００３５】
鎖延長剤（Ｃ）に占めるジグリセリン（Ｃ３）の割合は１７〜３６質量％とされ、好ましくは１７〜２５質量％とされる。
【００３６】
ジグリセリン（Ｃ３）の割合が１７質量％未満である場合（１，４−ブタンジオール（Ｃ１）およびエチレングリコール（Ｃ２）の各々の割合は本発明の範囲内であるが、両者の合計割合が８３質量％を超える場合）には、得られる発泡ポリウレタンエラストマーが良好な圧縮特性を有するものとならなず、耐疲労性に劣り、吸水率も高いものとなる。
ジグリセリン（Ｃ３）の割合が１７質量％未満であって、１，４−ブタンジオール（Ｃ１）の割合が過剰である場合には、得られる発泡ポリウレタンエラストマーが良好な圧縮特性を有するものとならなず、吸水率も高いものとなる。
ジグリセリン（Ｃ３）の割合が１７質量％未満であって、エチレングリコール（Ｃ２）の割合が過剰である場合には、得られる発泡ポリウレタンエラストマーのバネ常数および硬度が高くなり過ぎて、防振・緩衝材としての性能を十分に発揮することができない。また、当該発泡ポリウレタンエラストマーは、良好な圧縮特性を有するものとならず、圧縮永久歪も大きく、耐疲労性に劣り、吸水率も高い（後述する比較例５参照）。
ジグリセリン（Ｃ３）の割合が３６質量％を超える場合には、得られる発泡ポリウレタンエラストマーは、機械的強度が低いものとなる（後述する比較例９および比較例１０参照）。
【００３７】
＜ポリオール（Ｂ）と鎖延長剤（Ｃ）の質量比率＞
ウレタン形成性組成物に含まれるポリオール（Ｂ）と鎖延長剤（Ｃ）の質量比率〔（Ｂ）／（Ｃ）〕としては、通常５／９５〜２５／７５とされ、好ましくは１１／８９〜２０／８０とされる。
質量比率〔（Ｂ）／（Ｃ）〕が５／９５未満である場合には、そのようなウレタン形成性組成物中に不活性ガスを十分に分散させる（気泡を導入する）ことができず、発泡ポリウレタンエラストマーを得ることができなかったり、発泡ポリウレタンエラストマーの密度のコントロールすることが困難となったりする（後述する比較例１３参照）。
一方、質量比率〔（Ｂ）／（Ｃ）〕が２５／７５を超える場合には、得られる発泡ポリウレタンエラストマーは、良好な圧縮特性を有するものとならず、圧縮永久歪も大きく、耐疲労性に劣り、機械的強度も低いものとなる（後述する比較例１４参照）。
【００３８】
＜ウレタン形成性組成物の任意成分＞
本発明で使用するウレタン形成性組成物は、イソシアネート基末端プレポリマー（Ａ）、ポリオール（Ｂ）および鎖延長剤（Ｃ）を必須成分として含有するが、これら以外の成分が含有されていてもよい。
かかる任意成分としては、触媒、整泡剤、着色剤（顔料・染料）、酸化防止剤および紫外線吸収剤などを挙げることができる。
【００３９】
ウレタン形成性組成物において、水の含有割合が０．１質量％未満であることが好ましく、更に好ましくは０．０５質量％未満である。
これにより、尿素結合の形成が制限され、この結果、使用条件（例えば、鉄道用パッドとしての使用条件）に適合する低いバネ常数、良好な圧縮特性、小さい圧縮永久歪を有する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。
【００４０】
＜ウレタン形成性組成物のモル比（〔ＮＣＯ〕／〔ＯＨ〕）＞
本発明で使用するウレタン形成性組成物において、良好な硬化性を確保する観点から、イソシアネート基末端プレポリマー（Ａ）の有するイソシアネート基と、ポリオール（Ｂ）および鎖延長剤（Ｃ）が有する水酸基とのモル比（〔ＮＣＯ〕／〔ＯＨ〕）は０．８０〜１．２０とされ、好ましくは０．９０〜１．１０とされる。
【００４１】
＜発泡ポリウレタンエラストマーの形成＞
本発明の発泡ポリウレタンエラストマーは、上記のウレタン形成性組成物を、不活性ガスの雰囲気下に機械的攪拌することにより、当該ウレタン形成性組成物中に不活性ガスを分散させてフロス状の原料を調製し、この原料を成形型に注入して硬化させることにより得られる。
【００４２】
ここに、上記のように機械的攪拌によってウレタン形成性組成物中に不活性ガスを分散させてフロス状の原料を調製する方法は、メカニカルフロス発泡法と称される。
メカニカルフロス発泡法を採用することにより、微細（例えば平均セル径＝１〜２００μｍ）で、しかも、同一パッド内において部位による大きさのバラツキが少ない（荷重の均一分散性に優れた）セル構造を有する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。
このような微細でかつ均一なセル構造は、発泡剤（反応型発泡剤／非反応型発泡剤）を使用する従来の製造方法によっては形成することができない。
【００４３】
ここに、ウレタン形成性組成物をメカニカルフロス発泡させる工程において、当該組成物に不活性ガスを接触させて、常圧下または０．５ＭＰａ以下の加圧下に、機械的攪拌（剪断力を付与）することにより、当該不活性ガスの粒子（気泡）を均一に分散させて、密度が０．３〜１．０ｇ／ｃｍ3 、平均セル径が１〜２００μｍであるフロス状の原料（未硬化の組成物）を調製し、この原料を成形型内で硬化させることが好ましい。
ここに、機械的攪拌は、常圧下または０．５ＭＰａ以下の加圧下で行うことが好ましい。０．５ＭＰａを超える加圧下で機械的攪拌を行うと、ヘッド出口で発生する急激な圧力開放により、混合泡（分散された不活性ガス）が破泡することがある。
【００４４】
メカニカルフロス発泡により得られる原料（未硬化の組成物）はフロス状であるので、成形型内における発泡圧を実質的に考慮する必要はない。従って、当該原料が注入される成形型には、水発泡系で使用するもののような高い強度は要求されず、簡易なものでよい。そして、そのような簡易な成形型によって、寸法精度が高く、エア溜まりのような成形不良のない発泡ポリウレタンエラストマーを確実に製造することができる。
【００４５】
＜発泡ポリウレタンエラストマー＞
本発明の発泡ポリウレタンエラストマーの密度は、０．３〜１．０ｇ／ｃｍ3 とされ、好ましくは０．５〜０．９ｇ／ｃｍ3 、更に好ましくは０．６〜０．７ｇ／ｃｍ3 とされる。密度が０．３ｇ／ｃｍ3 未満である発泡ポリウレタンエラストマーは、十分な機械的強度を有するものとならない。一方、密度が１．０ｇ／ｃｍ3 を超える発泡ポリウレタンエラストマーは、バネ常数が高くなり過ぎて、防振・緩衝材としての性能を十分に発揮することができない。
【００４６】
本発明の発泡ポリウレタンエラストマーのバネ常数（ＪＩＳ  Ｅ  １１１７に準拠して測定される１０ｋＮから５０ｋＮまで荷重を増加させたときの変形量から求められるバネ常数）は、通常１５〜２５ＭＮ／ｍとされ、好ましくは１７〜２３ＭＮ／ｍとされる。
このバネ常数が過小である発泡ポリウレタンエラストマーは、十分な機械的強度を有するものとならない。
一方、バネ常数が過大である発泡ポリウレタンエラストマーは、防振・緩衝材としての性能を十分に発揮することができない。
【００４７】
本発明の発泡ポリウレタンエラストマーの平均セル径は１〜２００μｍであることが好ましく、更に好ましくは５〜１２０μｍとされる。
平均セル径が１μｍ未満である発泡ポリウレタンエラストマーは、無発泡体と実質的に同一であって、発泡ポリウレタンエラストマーに要求される性能を発揮することができない。一方、平均セル径が２００μｍを超える発泡ポリウレタンエラストマーも、要求される性能を発揮することができない。
【００４８】
本発明の発泡ポリウレタンエラストマーは、微細（例えば平均セル径＝１〜２００μｍ）で、部位による大きさのバラツキの少ないセル構造を有するので、鉄道用パッドなどに要求される性能（特にバネ常数）の部位によるバラツキが小さく、従って、荷重の均一分散性に優れている。
【実施例】
【００４９】
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００５０】
＜実施例１＞
（１）イソシアネート基末端プレポリマー（Ａ）の調製：
攪拌機、冷却管、窒素導入管および温度計を備えた容量１０００ｍＬの反応容器に、ＭＤＩ（２，２’−ＭＤＩおよび２，４’−ＭＤＩからなる異性体混合物を１質量％以下の割合で含有し、４，４’−ＭＤＩを９９質量％以上の割合で含有するジフェニルメタンジイソシアネート）１００．０質量部と、公称平均官能基数＝２，数平均分子量＝２，０００のポリ（オキシテトラメチレン）ポリオール１６５．９質量部とを仕込み、８０℃で４時間にわたり攪拌してウレタン化反応させることにより、ＮＣＯ含量が１０．０質量％、平均官能基数が２．０のイソシアネート基末端プレポリマー（Ａ）を得た（以下、これを「プレポリマー（Ａ−１）」という。）。
【００５１】
（２）ポリオール混合物の調製：
下記表１に示す処方に従って、ポリオール（Ｂ）〔公称平均官能基数＝３，数平均分子量＝３，０００であるＥＯキャップのポリ（オキシプロピレン）ポリオール〕１３．６４質量部と、１，４−ブタンジオール（Ｃ１）９．０９質量部と、エチレングリコール（Ｃ２）５４．５４質量部と、ジグリセリン（Ｃ３）１３．６４質量部と、シリコーン系の整泡剤（ポリジメチルシロキサン−ポリオキシアルキレン共重合体）９．０９質量部と、スズ系触媒（ＤＯＴＤＬ）０．０１質量部とを混合することにより、ポリオール混合物を得た。以下、これを「ポリオール混合物（Ｂ−１）」という。
【００５２】
（３）発泡ポリウレタンエラストマーの製造：
メカニカルフロス発泡機のミキシングヘッド内において、４０℃に加温したプレポリマー（Ａ−１）と、４０℃に加温したポリオール混合物（Ｂ−１）とを、前者のイソシアネート基と後者の水酸基とのモル比（〔ＮＣＯ〕／〔ＯＨ〕）が１．０２となる割合で混合してなるウレタン形成性組成物を、当該組成物６０容量部に対して４０容量部の割合で供給した乾燥空気の雰囲気下（ミキシングヘッド内の圧力＝０．２〜０．３ＭＰａ）、１分間にわたり機械的攪拌することにより、当該ウレタン形成性組成物中に乾燥空気を微分散させてフロス状の原料を調製し、この原料を、常圧下、金型に注入し、密閉後、当該金型を８０℃のオーブン内に３０分間放置することにより、注入されたフロス状の原料を硬化させて、本発明の発泡ポリウレタンエラストマー（１４０ｍｍ×１８０ｍｍ×１０ｍｍの成形品）を形成し、これを金型から取り出した。
【００５３】
＜実施例２〜６＞
下記表１に示す処方に従って、ポリオール（Ｂ）１３．６４質量部と、１，４−ブタンジオール（Ｃ１）と、エチレングリコール（Ｃ２）と、ジグリセリン（Ｃ３）と、整泡剤９．０９質量部と、スズ系触媒（ＤＯＴＤＬ）０．０１質量部とを混合することにより、ポリオール混合物を得た。以下、これらを、それぞれ「ポリオール混合物（Ｂ−２）」〜「ポリオール混合物（Ｂ−６）」という。
【００５４】
次に、プレポリマー（Ａ−１）と混合するポリオール混合物として、ポリオール混合物（Ｂ−１）に代えてポリオール混合物（Ｂ−２）〜（Ｂ−６）の各々を使用したこと以外は実施例１（３）と同様にして、本発明の発泡ポリウレタンエラストマー（１４０ｍｍ×１８０ｍｍ×１０ｍｍの成形品）を形成し、これを金型から取り出した。
【００５５】
＜比較例１〜１０＞
下記表２に示す処方に従って、ポリオール（Ｂ）１３．６４質量部と、鎖延長剤と、整泡剤９．０９質量部と、スズ系触媒（ＤＯＴＤＬ）０．０１質量部とを混合することにより、比較用のポリオール混合物を得た。以下、これらを、それぞれ「ポリオール混合物（ｂ−１）」〜「ポリオール混合物（ｂ−１０）」という。
【００５６】
次に、プレポリマー（Ａ−１）と混合するポリオール混合物として、ポリオール混合物（Ｂ−１）に代えて、ポリオール混合物（ｂ−１）〜（ｂ−１０）の各々を使用したこと以外は実施例１（３）と同様にして、比較用の発泡ポリウレタンエラストマー（１４０ｍｍ×１８０ｍｍ×１０ｍｍの成形品）を形成し、これを金型から取り出した。
【００５７】
＜比較例１１〜１２＞
下記表２に示す処方に従って、ポリオール（Ｂ）１３．６４質量部と、鎖延長剤と、整泡剤９．０９質量部と、スズ系触媒（ＤＯＴＤＬ）０．０１質量部とを混合することにより、比較用のポリオール混合物を得た。以下、これらを、それぞれ「ポリオール混合物（ｂ−１１）」〜「ポリオール混合物（ｂ−１２）」という。
【００５８】
次に、プレポリマー（Ａ−１）と混合するポリオール混合物として、ポリオール混合物（Ｂ−１）に代えて、ポリオール混合物（ｂ−１１）〜（ｂ−１２）の各々を使用したこと以外は実施例１（３）と同様にして、乾燥空気の雰囲気下に、ウレタン形成性組成物の機械的攪拌を試みたが、当該組成物中に乾燥空気を微分散させること（フロス状の原料を得ること）ができず、よって、以後の操作を中止した。
【００５９】
実施例１〜６および比較例１〜１０によって得られた発泡ポリウレタンエラストマーの各々について、下記の項目〔１〕〜〔９〕について測定・評価した。結果を下記表２に示す。
【００６０】
〔１〕密度：
ＪＩＳ  Ｚ  ８８０７に準拠して測定した。
【００６１】
〔２〕硬度：
ＪＩＳ  Ｋ  ６２５３に準拠して、デュロメータ（タイプＡ）による硬度（ＪＩＳ−Ａ硬度）を測定した。
【００６２】
〔３〕バネ常数：
ＪＩＳ  Ｅ  １１１７に準拠して圧縮変形試験を行い、１０ｋＮから５０ｋＮまで荷重を増加させたときの変形量を測定することによりバネ常数を求めた。ここに、圧縮変形試験の試験片としては、発泡ポリウレタンエラストマーからなる成形品（１４０ｍｍ×１８０ｍｍ×１０ｍｍ）をそのまま使用した。
【００６３】
〔４〕７５ｋＮにおける荷重増加時と荷重減小時との変形量の差：
バネ常数の測定の際に測定した荷重−変形曲線の、荷重＝７５ｋＮにおける荷重増加時と荷重減小時との変形量の差を測定した。
【００６４】
〔５〕残留歪（３００ｋＮの圧縮による厚み変化）：
ＪＩＳ  Ｅ  １１１７に準拠して圧縮変形試験を行って（最大荷重＝３００ｋＮ）、圧縮による厚みの変化を測定した。厚みの変化は、試験片の端部が圧縮治具からはみ出すことなどによるものである。
【００６５】
〔６〕引張強度および伸び：
ＪＩＳ  Ｋ  ６２５１に準拠し、試験片としてダンベル３号を作製し、引張速度＝５００ｍｍ／分で引張試験を行って測定した。
【００６６】
〔７〕圧縮永久歪：
ＡＳＴＭ  Ｄ３９５に準拠し、温度＝７０℃，荷重＝１．５ＫＮ，圧縮率＝５０％，圧縮時間＝４８時間、圧縮後の室温放置時間＝２４時間の条件で測定した。ここに、試験片としては、前記成形品から切り出したもの（２５ｍｍ×２５ｍｍ×１０ｍｍ）を使用した。
【００６７】
〔８〕疲労試験（耐疲労性）：
５０ｍｍ×５０ｍｍ×１０ｍｍの試験片を作製し、２０℃の温度条件下に、５Ｈｚの周期で９±６ｋＮの振動を１０００万回付加する疲労試験を行った後、室温下に約１６時間放置し、試験前の厚み（ｔ0 ）および試験後の厚み（ｔ）から、厚さの変化率〔（１−ｔ／ｔ0 ）×１００〕を測定した。ここに、試験片としては、前記成形品から切り出したもの（５０ｍｍ×５０ｍｍ×１０ｍｍ）を使用した。
【００６８】
〔９〕吸水率：
発泡ポリウレタンエラストマーからなる成形品（１４０ｍｍ×１８０ｍｍ×１０ｍｍ）を、室温下、蒸留水に９６時間浸漬し、浸漬前の質量（ｗ0 ）および浸漬後の質量（ｗ）から、吸水率〔（ｗ／ｗ0 −１）×１００〕を測定した。
【００６９】
【表１】
0004708251.tif 000002
【００７０】
【表２】
0004708251.tif 000003
【００７１】
＊  表１および表２において、各成分の使用量の単位は「質量部」である。
＊  ポリオール（Ｂ）：公称平均官能基数＝３，数平均分子量＝３，０００であるＥＯキャップのポリ（オキシプロピレン）ポリオール
＊  整泡剤：シリコーン系の整泡剤（ポリジメチルシロキサン−ポリオキシアルキレン共重合体）
＊  スズ系触媒（ＤＯＴＤＬ）：ジオクチルチンジラウレート
【００７２】
＜実施例７〜８＞
下記表３に示す処方に従って、ポリオール（Ｂ）と、１，４−ブタンジオール（Ｃ１）と、エチレングリコール（Ｃ２）と、ジグリセリン（Ｃ３）と、整泡剤と、スズ系触媒（ＤＯＴＤＬ）とを混合することにより、ポリオール混合物を得た。以下、これらを、それぞれ「ポリオール混合物（Ｂ−７）」および「ポリオール混合物（Ｂ−８）」という。
次に、プレポリマー（Ａ−１）と混合するポリオール混合物として、ポリオール混合物（Ｂ−１）に代えてポリオール混合物（Ｂ−７）および（Ｂ−８）の各々を使用したこと以外は実施例１（３）と同様にして、本発明の発泡ポリウレタンエラストマー（１４０ｍｍ×１８０ｍｍ×１０ｍｍの成形品）を形成し、これを金型から取り出した。
【００７３】
＜比較例１３〜１４＞
下記表３に示す処方に従って、ポリオール（Ｂ）と、１，４−ブタンジオール（Ｃ１）と、エチレングリコール（Ｃ２）と、ジグリセリン（Ｃ３）と、整泡剤と、スズ系触媒（ＤＯＴＤＬ）とを混合することにより、比較用のポリオール混合物を得た。以下、これらを、それぞれ「ポリオール混合物（ｂ−１３）」および「ポリオール混合物（ｂ−１４）」という。
次に、プレポリマー（Ａ−１）と混合するポリオール混合物として、ポリオール混合物（Ｂ−１）に代えてポリオール混合物（ｂ−１３）および（ｂ−１４）の各々を使用したこと以外は実施例１（３）と同様にして、比較用の発泡ポリウレタンエラストマー（１４０ｍｍ×１８０ｍｍ×１０ｍｍの成形品）を形成し、これを金型から取り出した。
【００７４】
実施例７〜８および比較例１３〜１４によって得られた発泡ポリウレタンエラストマーの各々について、上記の項目〔１〕〜〔９〕（但し、比較例１３に係る発泡ポリウレタンエラストマーについては項目〔１〕〜〔２〕のみ）について測定・評価した。結果を併せて下記表３に示す。
【００７５】
【表３】
0004708251.tif 000004
【００７６】
＊  表３において、各成分の使用量の単位は「質量部」である。
＊  ポリオール（Ｂ）：公称平均官能基数＝３，数平均分子量＝３，０００であるＥＯキャップのポリ（オキシプロピレン）ポリオール
＊  整泡剤：シリコーン系の整泡剤（ポリジメチルシロキサン−ポリオキシアルキレン共重合体）
＊  スズ系触媒（ＤＯＴＤＬ）：ジオクチルチンジラウレート
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明に係る発泡ポリウレタンエラストマーは、鉄道用パッド（軌道パッド・枕木用パッド・軌道スラブ用防振材）の構成材料として好適に使用される。また、優れた防振性能および緩衝性能を有することにより、鉄道用パッド以外の防振材として使用することもできる。