(57)【要約】【課題】難燃性に優れた合成枕木及び合成枕木の製造方法を提供する。【解決手段】合成枕木本体１２の表面に付着した離型剤９ｆを、発泡母材１３の表層１３ａの一部と共に、＃１２０以下の粗さのサンドペーパー１５を用いて研削する。  研削により構成された研削層１８では、サンドペーパー１５の粗さに合わせて、無数の凹凸１８ａ…が形成される。  そして、この研削層１８の表面側に、無機系充填材を配合したウレタン樹脂系塗料１９が、スプレーガン２１ｄから塗布されて、難燃層２２が形成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウレタン系合成樹脂材料を発泡成形した合成枕木本体を有する合成枕木であって、
前記合成枕木本体を発泡成形する際、該合成枕木本体の表面に付着した離型剤を研削して形成された研削層と、該研削層の表面側に、無機系充填材を配合したウレタン樹脂系塗料を塗布することにより構成される難燃層とを有することを特徴とする合成枕木。
【請求項２】
前記ウレタン樹脂系塗料の塗布時の塗料粘度を、５０〜５００ｃｐｓ（ａｔ２０℃）とすることを特徴とする請求項１記載の合成枕木の製造方法。
【請求項３】
前記合成枕木本体の表面に付着した離型剤を、研削する際に、＃１２０以下の粗さのサンドペーパーを用いることを特徴とする請求項１又は２記載の合成枕木の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に鉄車輪支持式のリニアモーターカー等の鉄道に用いられて、特に、難燃性に優れた合成枕木及び合成枕木の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から鉄道に用いられる枕木の製造方法として、図６に示すような引き抜き成型機１０が、知られている（例えば、特許文献１等参照）。
【０００３】
このようなものでは、多数の長尺ガラス繊維１…が、長尺ガラス繊維供給部２から所定間隔に引き揃えられながら、一方方向に進行される。
【０００４】
これらの長尺ガラス繊維１…は、進行途中で、ウレタン樹脂液含浸部３に設けられた揉み板４及び含浸板５との間に挿通される。
【０００５】
このうち、前記揉み板４は、前記長尺ガラス繊維１…の進行方向とは直交する方向に往復運動可能に構成されている。
【０００６】
また、前記長尺ガラス繊維供給部２と、前記ウレタン樹脂液含浸部３との間には、散布器６が設けられている。
【０００７】
この散布器６には、散布ノズル６ａが設けられていて、各移送ポンプ６ｂ，６ｃを介して、ポリオール混合液を貯留する第一貯留部６ｄと、ポリイソシアネート液を貯留する第二貯留部６ｅとが各々、この散布ノズル６ａに接続されている。
【０００８】
そして、前記移送ポンプ６ｂ，６ｃの駆動により、前記ポリオール混合液及び、ポリイソシアネート液が、混合されてウレタン樹脂液７となり、進行途中で引き揃えられたガラス繊維１…群の上方から散布されるように構成されている。
【０００９】
この際、発泡剤が混入されるか或いは、液体発泡剤噴霧器８により上面側の表層部に散布されることにより、所望の発泡度が、全体或いは、上面側の表層部に与えられた繊維樹脂強化品が、成型用通路９を構成するエンドレスベルト９ａ〜９ｄによって囲まれて、断面形状を略四角形形状とするように成型されながら、硬化して引き出される。
【００１０】
次に、この従来の合成枕木の作用について説明する。
【００１１】
このように構成された前記従来の合成枕木では、枕木として用いられる繊維樹脂強化品の全体に、所望の発泡度で、独立気泡が形成される高発泡部分を設けることが出来、断熱材として機能させることができる。
【００１２】
また、内部の長尺ガラス繊維１…は、無機材料であり、合成枕木本体１３の重量のうち、例えば、約５０％を占めている。このため、この長尺ガラス繊維１…の噴煙製と共に、前記外側から炎を当てても内部温度が上昇せず、自己消火性が良好である。  なお、金属板表面に、最下層に化成処理層、その上に有機樹脂系塗料の下塗り層が設けられており、その上に変性ポレオレフィン樹脂の接着層とポリオレフィン樹脂層の二層が複合された５０〜３００μｍの中間樹脂層で、該樹脂層の表面は表面改質で官能基の量が、官能基中の酸素量と表面の炭素量の比を表すＯ／Ｃで値０．０５〜０．３０存在しており、さらに、その上にウレタン硬化型ポリエステル樹脂又はウレタン硬化型フッ素樹脂で８〜３５μｍ厚の上塗り塗膜を有することを特徴とする複合金属板も知られている（例えば、特許文献２等参照）。
【００１３】
更に、所定形状を有する木材に難燃剤を含浸せしめた後、その木材表面に基剤と硬化剤から成る二液混合型の難燃性ポリウレタン樹脂塗料を塗布する。これによれば、基剤と硬化剤との架橋反応により、表面に難燃性ポリウレタンから成る硬質の塗膜を有する難燃処理木材が得られるものも知られている（例えば、特許文献３等参照）。
【００１４】
このようなものでは、高温多湿の環境下でも難燃剤が溶脱せず、長期に亙って所定の難燃性能を維持することのできる難燃処理木材が提供される。
【００１５】
また、難燃剤（燃焼抑制剤、防火剤）としては、主にリン酸化合物及びハロゲン化合物、具体的には、リン酸アンモニウム、リン酸グアニジン、ジシアンジアミドなどが用いられる（例えば、特許文献４参照）。
【００１６】
そして、その種の難燃剤を含浸せしめた木材によれば、高い難燃性を有する建築用防火材料として、大規模建築物をはじめ一般家屋の内外装に広く利用することができる。
【特許文献１】特許公開２００１−２５２９３８号公報（００２４段落乃至００４１段落、図１）
【特許文献２】特開平８−５７４１７号公報  （００１６段落乃至００９８段落）
【特許文献３】特開平５−７７２０７号公報  （００１４段落乃至００２８段落、図１乃至図４）
【特許文献４】特許公開２００５−２７１３０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、前記合成枕木では、外側から炎を当てると、内部の長尺ガラス繊維１が、無機材料であるので、内部温度の上昇が抑制されて、完全に燃焼してしまうことはないものの、接炎部分では、僅かな厚さではあるが、表面層が焦げてしまう。
【００１８】
このような僅かな焦げでも、少量の発煙が発生するため、地下鉄構内や、トンネル内等の略閉塞されている空間に使用する場合、排煙設備等を別途用意しなければならず、全体の施工コストが上昇してしまう虞があった。
【００１９】
また、金属板表面に有機樹脂系塗料の下塗り層を設ける場合、最下層に化成処理層を設けなければならない。このため、別途化成処理層を構成するための施設等が、建築工程で必要となり、製造コストが上昇してしまう虞もあった。
【００２０】
更に、木材を主材料として用いた枕木では、鉄道用の軌道に敷設される際、軌道に敷き詰められるバラスト（砕石）側の表面が、バラストの突き固め状態が良好ではない部分と接触する場合があった。
【００２１】
このため、列車通過時に、前記バラストに擦りつけられて、摩耗し、この摩耗した部分から難燃性能が低下してしまう虞もあった。
【００２２】
また、この繊維樹脂強化品を、一定の長さで、切断して得られる枕木１１全体を不燃化、難燃化するためには、枕木１１全体に不燃材が万遍なく行き渡るように、ウレタン樹脂液７内に混入される分量を設定しなければならない。
【００２３】
このため、枕木１１の製造コストが増大してしまうといった問題もあった。
【００２４】
そこで、この発明は、難燃性に優れた合成枕木及び合成枕木の製造方法を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明は、ウレタン系合成樹脂材料を発泡成形した合成枕木本体を有する合成枕木であって、前記合成枕木本体を発泡成形する際、該合成枕木本体の表面に付着した離型剤を研削して形成された研削層と、該研削層の表面側に、無機系充填材を配合したウレタン樹脂系塗料を塗布することにより構成される難燃層とを有する合成枕木を特徴としている。
【００２６】
また、請求項２に記載されたものは、前記ウレタン樹脂系塗料の塗布時の塗料粘度を、５０〜５００ｃｐｓ（ａｔ２０℃）とする請求項１記載の合成枕木の製造方法を特徴としている。
【００２７】
更に、請求項３に記載されたものは、前記合成枕木本体の表面に付着した離型剤を、研削する際に、＃１２０以下の粗さのサンドペーパーを用いる請求項１又は２記載の合成枕木の製造方法を特徴としている。
【発明の効果】
【００２８】
このように構成された請求項１記載のものは、前記成型金型との間の離型に用いられた離型剤が、前記研削層を研削して形成する際に、前記合成枕木本体の表面から除去される。
【００２９】
しかも、該研削層は、表面が荒らされて、細かな凹凸を有するので、前記ウレタン樹脂系塗料を塗布する際にも、接着面積が増大している。
【００３０】
このため、合成枕木と同一材質のウレタン樹脂系塗料を、研削層に塗布することにより得られる接着性を更に向上させることができると共に、剥離にも強く、良好な耐候性を得られる。
【００３１】
該ウレタン樹脂系塗料には、無機系充填材が配合されている。
【００３２】
ここで、無機系充填材とは、具体的には、シリカや炭酸カルシウム（ケイ酸塩、カルシウム塩）、或いは水酸化アルミニウムＡｌ（ＯＨ）３等のアルミニウム塩等である。
【００３３】
このため、ウレタン樹脂系塗料によって形成された難燃層が、外方からの炎によっても焦げたり、煙を出す虞がなくなり、例えば、地下鉄構内や、トンネル内等の略閉塞されている空間に使用する場合にも好適である。
【００３４】
更に、バラストによって、合成枕木本体の表面が摩耗しても、合成枕木本体の難燃性によって、難燃性の低下が抑制される。
【００３５】
従って、少量の無機系充填材によって、難燃性に優れた合成枕木が提供出来るので、製造コストの増大が抑制される。
【００３６】
また、請求項２に記載されたものは、前記ウレタン樹脂系塗料の塗布時の塗料粘度が、５０〜５００ｃｐｓ（ａｔ２０℃）となるように設定されているので、前記研削層の凹凸が、充分覆われると共に、難燃性を発揮できる塗膜の厚さまで容易に到達させることが出来る。
【００３７】
更に、請求項３に記載されたものは、前記合成枕木本体の表面に付着した離型剤が、研削される際に、＃１２０以下の粗さのサンドペーパーが用いられる。
【００３８】
このため、別途、化成処理層を設けたり、下塗り層を形成する為の施設を必要としない。
【００３９】
また、化成処理や下塗りを行う際に必要とされる乾燥、養生の為の時間を必要とせず、作製時間を大幅に短縮出来、この点においても、製造コストの増大が抑制される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
次に、図１乃至図５に基づいて、この発明を実施するための最良の実施の形態の合成枕木及び合成枕木の製造方法について説明する。
【００４１】
なお、前記従来例と同一乃至均等な部分については、同一符号を付して説明する。
【００４２】
まず、この実施の形態の合成枕木の引き抜き成型機２０の構成から説明すると、この実施の形態の引き抜き成型機２０では、図２に示すように、多数の長尺ガラス繊維１…を供給する長尺ガラス繊維供給部２と、揉み板４，４及び含浸板５を有するウレタン樹脂液含浸部３との間には、散布器６が設けられている。
【００４３】
この散布器６には、散布ノズル６ａが設けられていて、各移送ポンプ６ｂ，６ｃを介して、ポリオール混合液を貯留する第一貯留部６ｄと、ポリイソシアネート液を貯留する第二貯留部６ｅとが各々、この散布ノズル６に接続されている。
【００４４】
そして、前記移送ポンプ６ｂ，６ｃの駆動により、前記ポリオール混合液及び、ポリイソシアネート液が、混合されてウレタン樹脂液７となり、進行途中で引き揃えられたガラス繊維１…群の上方から、この散布ノズル６ａを介して散布されるように構成されている。
【００４５】
また、前記ウレタン樹脂液含浸部３内のウレタン樹脂液若しくは、この散布されるウレタン樹脂液７内には、発泡剤が混入されて、成型硬化時の合成枕木本体１３の発泡母材１３の比重を約０．７４程度とするように混合比が調整されている。
【００４６】
所定間隔に引き揃えられながら、一方方向に進行される前記長尺ガラス繊維１…は、進行途中で、ウレタン樹脂液含浸部３に設けられた揉み板４及び含浸板５との間に挿通される。
【００４７】
このうち、前記揉み板４は、前記長尺ガラス繊維１…の進行方向とは、直交する方向に往復運動可能に構成されている。
【００４８】
また、前記成型金型としての成型用通路９近傍には、離型剤９ｆを、この成型用通路９を構成するエンドレスベルト９ａ〜９ｄに接触させて塗布する図示省略の布材（ウエス）が設けられている。
【００４９】
この布材によって、塗布される離型剤９ｆは、前記成型用通路９内を、発泡母材１３が、引き抜かれて通過する際に、これらのエンドレスベルト９ａ〜９ｄに貼り付くことの無いように、離型を促進させるものである。
【００５０】
そして、成型用通路９を構成するエンドレスベルト９ａ〜９ｄによって囲まれながら、断面形状を略四角形形状とするように成型された発泡母材１３が、硬化されて引き出された後、この発泡母材１３は、図２中（ａ）に示すような丸鋸若しくは、レーザーカッタ装置等の切断装置１４によって、所定の長さに切り揃えられて、合成枕木本体１２…が形成されるように構成されている。
【００５１】
次に、この実施の形態の作用効果について説明する。
【００５２】
このように構成された実施の形態の合成枕木及び合成枕木の製造方法では、前記合成枕木の製造工程で、前記発泡母材１３が、引き抜き成型される際に、前記合成枕木本体１２の表層に、前記離型剤９ｆが、付着している。
【００５３】
このため、このまま、塗料を塗布しても、この離型剤９ｆが、合成枕木本体１２と、塗装層との間に介在しているため、良好な接着性が得られず、一定の接着力に留まる。
【実施例１】
【００５４】
この実施の形態の実施例１では、図２中（ｃ）に示すように、合成枕木本体１２の表層に、ウレタン塗料を塗布する塗装機２１が用いられる。
【００５５】
この塗装機２１は、ウレタン樹脂系塗料１９を供給する供給タンク２１ａと、この供給タンク２１ａ内に収容されるウレタン樹脂ベース塗料１９ｂに混合される無機系充填材１９ａを供給する材料供給器２１ｂと、この供給タンク２１ａ内で、混合されたウレタン樹脂系塗料１９を、圧力ホース２１ｃ及びスプレーガン２１ｄへ圧送する圧送ポンプ２１ｅとにより、主に構成されている。
【００５６】
この実施例１では、この無機系充填材１９ａとして、シリカ又は、炭酸カルシウム（ケイ酸塩、カルシウム塩）若しくは、これらの混合物が用いられる。
【００５７】
また、前記合成枕木本体１２の発泡母材１３は、引き抜き成型されたままの状態では、図３に示すように、この発泡母材１３の表面に、離型剤９ｆが付着している。
【００５８】
このため、この実施例１では、図２（ｂ）及び図４に示すように、前記合成枕木本体１２の表面に付着した離型剤９ｆを、この発泡母材１３の表層１３ａの一部と共に、＃１２０以下の粗さのサンドペーパー１５を用いて研削する。
【００５９】
この実施例１では、サンドペーパー１５のヤスリ面が設けられたペーパー本体１６が、サンドペーパーホルダ１７に装着されて、発泡母材１３の表面が研削される。
【００６０】
このようにして、研削により構成された研削層１８では、前記サンドペーパー１５の粗さに合わせて、無数の凹凸１８ａ…が形成される。
【００６１】
そして、図２（ｃ）及び図５に示すように、この研削層１８の表面側に、無機系充填材を配合したウレタン樹脂系塗料１９が、前記スプレーガン２１ｄから塗布される。
【００６２】
このウレタン樹脂系塗料１９は、無機系充填材１９ａを前記材料供給器２１ｂから、供給タンク２１ａ内に収容されるウレタン樹脂ベース塗料１９ｂに配合されて、混合されることにより構成されている。
【００６３】
このため、このウレタン樹脂系塗料１９を塗布することにより構成される図５に示すような難燃層２２内には、前記ウレタン樹脂ベース塗料１９ｂに配合された無機系充填材１９ａ…が、混在されている。
【００６４】
次に、この実施例１の合成枕木及び合成枕木の製造方法の作用効果について説明する。
【００６５】
この実施例１の合成枕木では、前記引き抜き成型機２０の成型用通路９から引き抜かれた合成枕木本体１２には、成型用通路９との間の離型に用いられた離型剤９ｆが、付着しているが、前記研削層１８が、前記サンドペーパー１５によって研削されて形成される際に、前記合成枕木本体１２の表面から、表層１３ａの一部と共に、完全に除去される。
【００６６】
しかも、この研削層１８は、表面が荒らされて、細かな凹凸１８ａ…を多数有するので、前記ウレタン樹脂系塗料１９が塗布される際にも、接着面積が増大している。
【００６７】
このため、合成枕木本体１２の発泡母材１３を構成するウレタン樹脂と同一材質のウレタン樹脂系塗料１９を構成するウレタン樹脂ベース塗料１９ｂが、この研削層１８に塗布されることにより得られる親和性を伴う接着性を、更に向上させることができる。
【００６８】
従って、研削層１８に塗布されたウレタン樹脂系塗料１９によって形成される難燃層２２は、剥離にも強く、良好な耐候性を得られる。
【００６９】
しかも、この実施例１では、図２中（ｃ）に示されるように、合成枕木本体１２の両端部の端面１２ａ，１２ａにも、前記ウレタン樹脂系塗料１９を、塗布することにより、難燃層２２を形成することが出来る。
【００７０】
また、このウレタン樹脂系塗料１９には、シリカ又は、炭酸カルシウム（ケイ酸塩、カルシウム塩）或いは水酸化アルミニウムＡｌ（ＯＨ）３等のアルミニウム塩、若しくは、これらの混合物によって構成される無機系充填材１９ａ…が配合されている。
【００７１】
このため、ウレタン樹脂系塗料１９によって形成された難燃層２２が、外方からの炎によっても焦げたり、煙を出す虞がなくなり、例えば、地下鉄構内や、トンネル内等の略閉塞されている空間に、合成枕木として用いて好適である。
【００７２】
更に、路面に敷設されたバラスト等によって、合成枕木本体１２の表面が摩耗しても、合成枕木本体１２の内部の長尺ガラス繊維１…が、無機材料であり、合成枕木本体１２の重量のうち、例えば、約５０％を占めている。
【００７３】
このため、外側から炎を当てても、この長尺ガラス繊維１…が不燃性であると共に、内部に独立気泡を有するウレタン樹脂も、発泡体であるので、熱伝導性が悪いため、内部温度が上昇せず、自己消火性が良好である。
【００７４】
よって、この合成枕木本体１２の難燃性によって、難燃性の低下が抑制されて、塗装によって形成される塗膜程度の難燃層２２であっても、充分に難燃性能を発揮させることが出来、少量の無機系充填材１９ａ…によって、難燃性に優れた合成枕木が提供出来るので、製造コストの増大が抑制される。
【００７５】
また、この実施例１では、前記ウレタン樹脂系塗料１９の塗布時の塗料粘度が、５０〜５００ｃｐｓ（ａｔ２０℃）ｃｐｓとなるように設定されているので、前記研削層１８の凹凸１８ａ…が、充分覆われると共に、難燃性を発揮できる塗膜の厚さまで容易に到達させることが出来る。
【００７６】
しかも、この実施例１では、図２中（ｃ）に示されるように、合成枕木本体１２の両端部の端面１２ａ，１２ａにも、前記ウレタン樹脂系塗料１９が、塗布されることにより、難燃層２２が形成される。
【００７７】
このため、引き抜き成型機２０を用いて連続成型した後、所定の長さに切断する工程によって成型される生産効率の良好な合成枕木本体であっても、容易に難燃層２２を、前記合成枕木本体１２の両端部の端面１２ａ，１２ａに形成出来る。
【００７８】
更に、この実施例１では、前記合成枕木本体１２の表面に付着した離型剤９ｆが、研削される際に、＃１２０以下の粗さのサンドペーパー１５が用いられる。
【００７９】
このため、別途、化成処理層を設けたり、下塗り層を形成する為の施設を必要としない。
【００８０】
また、化成処理や下塗りを行う際に必要とされる乾燥、養生の為の時間を必要とせず、作製時間を大幅に短縮出来、この点においても、製造コストの増大が抑制される。
【００８１】
以上、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。
【００８２】
即ち、前記実施の形態及び実施例１では、研削層１８を形成する為に、サンドペーパー１５を用いて、前記合成枕木本体１２の発泡母材１３の表層１３ａを研削しているが、特にこれに限らず、例えば、サンドブラストや鉄ヤスリを用いる等、他の研削装置や研削工具を用いても良いことは当然であり、ヤスリの目の粗さも、特に、＃１２０以下の粗さに限定されるものではなく、前記合成枕木本体１２の発泡母材１３の表面に付着した離型剤９ｆを研削して除去出来るものであればよい。
【００８３】
また、前記ウレタン樹脂系塗料１９の塗布時の塗料粘度を、５０〜５００ｃｐｓ（ａｔ２０℃）ｃｐｓとするように構成されているが、特にこれに限らず、前記研削層１８の凹凸１８ａ…が、充分覆われると共に、難燃性を発揮できる塗膜の厚さまで容易に到達させることが出来る塗料粘度であれば、限定されるものではない。
【００８４】
さらに、前記実施の形態では、発泡母材１３の四側面に、研削層１８を設けて、難燃層２２を各々塗装により形成するように構成しているが、例えば、一面、二面若しくは三面等、合成枕木本体１２の表面に、研削層１８を設けて、難燃層２２を各々塗装により形成するものであれば、特に面数、面積及び形状が限定されるものではない。
【００８５】
そして、前記実施例１では、前記塗装機２１を用いて、ウレタン樹脂系塗料１９を、前記圧力ホース２１ｃ及びスプレーガン２１ｄへ圧送して、塗装するように構成されているが、特にこれに限らず、例えば、刷毛による塗装や、浸漬による塗装並びに、これらによる塗装方法に、電着方法を併用する等、どのような塗装方法であってもよい。
【００８６】
更に、この実施の形態では、引き抜き成型機２０を用いた成型装置により、発泡母材１３を、引き抜き成型しているものを示して説明してきたが、特にこれに限らず、例えば、成型金型を用いたバッチ成型によって、発泡母材１３若しくは、合成枕木本体１２を直接、成型するものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明の実施の形態の実施例１の合成枕木を示し、発泡母材の周囲に難燃層が塗装により形成されている構成を説明する縦断面斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態の実施例１の合成枕木の製造方法に用いられる引き抜き製造機及び難燃化工程を説明する模式的な斜視図で、（ａ）は、切断工程、（ｂ）は、研削工程、（ｃ）は、塗装工程、（ｄ）は、養生工程を示すものである。
【図３】本発明の実施の形態の実施例１の合成枕木の製造工程で、発泡母材に付着した離型剤の積層状の構成を説明する拡大断面図である。
【図４】本発明の実施の形態の実施例１の合成枕木の製造工程で、研削工程を説明する拡大断面図である。
【図５】本発明の実施の形態の実施例１の合成枕木の製造工程で、塗装工程を説明する拡大断面図である。
【図６】従来例の合成枕木の製造装置を示し、全体の構成を説明する模式的な斜視図である。
【符号の説明】
【００８８】
９                  成型用通路（成型金型）
９ｆ                離型剤
１２                合成枕木本体
１３                発泡母材
１３ａ              表層
１５                サンドペーパー
１８                研削層
１８ａ…            凹凸
１９                ウレタン樹脂系塗料
１９ａ              無機系充填材
１９ｂ              ウレタン樹脂ベース塗料
２２                難燃層
【図１】
2007260652.tif 000003
【図２】
2007260652.tif 000004
【図３】
2007260652.tif 000005
【図４】
2007260652.tif 000006
【図５】
2007260652.tif 000007
【図６】
2007260652.tif 000008