(57)【要約】互いにトラクション接触、滑り接触、または転がり滑り接触している２つの表面間の密着性を高めるための組成物が提供される。組成物は、各々が７以上のモース硬度値を有する、１つ以上の第１成分と、１つ以上の有機レオロジー添加剤とを含む。１つ以上の第１の成分および１つ以上の有機レオロジー添加剤は、約９０：１０〜約９９．９：０．１（ｗｔ／ｗｔ）の比率で存在する。組成物は水を含まない。また、滑り転がり接触における２つの鋼表面間の密着性を高める方法についても記載される。この方法では、２つの鋼表面間の密着性を高めるのに十分な割合でレール表面に組成物を適用することを含む。
2020511588.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いにトラクション接触、滑り接触、または転がり滑り接触している２つの表面間の密着性を高めるための組成物であって、
（ａ）各々が、７以上のモース硬度値または１０００以上のビッカース硬度を有する、１つ以上の第１成分と、
（ｂ）１つ以上の有機レオロジー添加剤とを含み、
前記１つ以上の第１成分と前記１つ以上の有機レオロジー添加剤は、約９０：１から約９９．９：０１（ｗｔ／ｗｔ）の比率で存在し、水を含まない組成物。
【請求項２】
前記１つ以上の第１成分は、炭化物系化合物、両性酸化物系化合物、酸化ジルコニウム系化合物、鉱物である化合物、炭化ホウ素、窒化ホウ素、ダイヤモンド、ナノ結晶ダイヤモンド、フラライト、重合Ｃ６０、ガーネット、トパーズ、結晶シリカ（砂）、およびそれらの任意の組み合わせの群から選択される、請求項１に記載の組成物。
【請求項３】
前記１つ以上の有機レオロジー添加剤が、キサンタンガム、グアーガム、有機ポリマー吸収剤、セルロース系材料、多糖類、およびそれらの組み合わせの群から選択される、請求項１に記載の組成物。
【請求項４】
前記１つ以上の有機レオロジー添加剤はキサンタンガムである、請求項３に記載の組成物。
【請求項５】
前記１つ以上の有機レオロジー添加剤は前記セルロース系材料である、請求項３に記載の組成物。
【請求項６】
前記１つ以上の有機レオロジー添加剤は前記多糖類である、請求項３に記載の組成物。
【請求項７】
前記１つ以上の第１成分と前記１つ以上の有機レオロジー添加剤は、約９０：１０、約９１：９、約９２：８、約９３：７、約９４：６、約９５：５、約９６：４、約９７：３、約９８：２、約９９：１または約９９．９：０．１の比率で存在する、請求項３に記載の組成物。
【請求項８】
前記比率は約９５：５である、請求項７に記載の組成物。
【請求項９】
前記１つ以上の第１成分は、約１μｍ〜約１６００μｍの粒径である、請求項１に記載の組成物。
【請求項１０】
前記粒径は約１μｍ〜約３０μｍである請求項９に記載の組成物。
【請求項１１】
前記１つ以上の有機レオロジー添加剤は、５００μｍ未満の粒径である、請求項１に記載の組成物。
【請求項１２】
滑り転がり接触している２つの鋼表面間の密着性を高める方法であって、請求項１に記載の組成物を、前記２つの鋼表面間の密着性を高めるのに十分な割合でレール表面に適用することを含む方法。
【請求項１３】
レールシステムにおける車輪滑走および車輪スリップを低減させる方法であって、請求項１の組成物を、車輪とレール表面との間のトラクションを高めるのに十分な割合でレール表面に適用することを含む方法。
【請求項１４】
互いにトラクション接触、滑り接触、または転がり滑り接触している２つの表面間の密着性を高めるための組成物であって、
（ａ）各々が、７以上のモース硬度値または１０００以上のビッカース硬度を有する、１つ以上の第１成分と、
（ｂ）各々が、約１〜約７の測定可能なモース硬度値または約１０〜約１０００のビッカース硬度を有し、且つ液体を吸収する能力によって特徴付けられる、１つ以上の第２成分と、を含み、
前記１つ以上の第１の成分と前記１つ以上の第２の成分は、約１：１０００〜約１：０．１（ｗｔ／ｗｔ）の比率で存在する、組成物。
【請求項１５】
前記１つ以上の第２成分は、有機材料または無機多孔質材料である、請求項１４に記載の組成物。
【請求項１６】
前記有機材料は、キサンタンガム、グアーガム、有機ポリマー吸収剤、セルロース系材料、多糖類およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１５に記載の組成物。
【請求項１７】
前記無機多孔質材料は、非晶質シリカ、珪藻土、シリカゲル、合成沈降シリカまたはゼオライトである、請求項１５に記載の組成物。
【請求項１８】
１つ以上の有機レオロジー添加剤をさらに含む、請求項１４に記載の組成物。
【請求項１９】
前記１つ以上の有機レオロジー添加剤は、キサンタンガム、グアーガム、有機ポリマー吸収剤、セルロース系材料、多糖類、およびそれらの組み合わせの群から選択される、請求項１８に記載の組成物。
【請求項２０】
滑り転がり接触している２つの鋼表面間の密着性を高める方法であって、各々が、約１〜約７の測定可能なモース硬度値または約１０〜約１０００のビッカース硬度を有し、且つ液体を吸収する能力によって特徴付けられる、１つ以上の成分を、前記２つの鋼表面間の密着性を高めるのに十分な割合で、レール表面に適用することを含む方法。
【請求項２１】
前記１つ以上の成分は、有機材料または無機多孔質材料である、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記有機材料は、キサンタンガム、グアーガム、有機ポリマー吸収剤、セルロース系材料、多糖類およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記無機多孔質材料は、非晶質シリカ、珪藻土、シリカゲル、合成沈降シリカまたはゼオライトである、請求項２１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トラクション接触（traction contact）、滑り接触（sliding contact）または転がり滑り接触(rolling-sliding contact)している鋼表面に適用するための密着（又は密着性：adhesion）強化組成物に関する。滑り転がり接触(sliding rolling contact)している２つの鋼表面間の密着性を強化する方法も提供される。
【背景技術】
【０００２】
列車、乗客、および大量輸送列車システムで使用されるような列車車輪およびレール（又は線路：rail）などの、滑り接触または転がり滑り接触している２つの鋼表面間の、十分で最小の密着性は、安全で効果的な列車の運転(operation)に必要である。２つの鋼表面間で得られる摩擦係数は、レールと車輪がさらされる環境条件および汚染によって部分的に異なる。レールまたは車輪の状態（又は条件：conditions）の変化により、列車の車輪とレールとの間に発生する摩擦力が変化する可能性があり、変化した状態は、車輪がレールを通過するときに列車の車輪とレールとの間に存在する密着レベルにも影響を与える可能性がある。水、露、雪、錆および摩耗破片、有機破片、落ち葉、グリース、油、またはこれらの汚染物質の組み合わせによる列車の車輪とレールとの界面の汚染は、通常、列車の車輪とレールとの間の密着レベルを低下させる。列車の車輪とレールとの間の低い密着状態は、車輪−レール表面間の滑走（又は滑り：sliding）の増加、制動距離（又はブレーキ距離：braking distance）の増加、列車の加速の低下、および十分なトラクション力（又は牽引力：tractive effort）を維持できなくなることから、列車性能の低下をもたらす可能性がある。移動距離と車輪回転の不一致に起因して、スリップ−滑走（又はスリップ−スライド：Slip - slide）がいくつかの信号システムに問題を引き起こす可能性がある。ブレーキの不十分な制御により、液でのオーバーランやサービスの中断を引き起こす可能性がある。不十分なトラクション力により、貨物列車が重度の失速に至る可能性がある。
【０００３】
列車の車輪とレールとの間の低い密着レベルを克服するために、高速水圧ジェットが使用され得る。しかしながら、一部の汚染、例えば、葉の汚染は、レールにしっかりと付着している可能性があり、レールに沿って局所的である可能性があり、汚染された深さが変動する可能性があり、加圧ジェットを使用してレールヘッド(rail head)から除去される材料の量に一貫性がない可能性がある。いくつかの線路区間(track sections)でレール研削を使用して、レール材料に化学的に結合した汚染層を除去できるが、これは遅く、集中的なプロセスであり、コストが高く、線路アクセスおよび事業計画の(logistical)制限によって妨げられることがよくある。
【０００４】
別のアプローチでは、砂の使用を含み、砂は、密着強化剤としてレール表面上に散布され得る。しかしながら、砂の適用により、レール表面および列車の車輪表面の摩耗率が高くなり、砂の使用により、スティックスリップ（又は付着滑り：stick-slip）振動が促進され得る。また、砂は取り扱いが難しく、水分の吸収に起因して分配装置中で詰まる可能性があり、いくつかの国では、シリカの小粒子に関連する健康上の懸念のため、その使用が制限されている。また、砂は車輪の下で粒子が押しつぶされるとき活性が失われるため、有効性が制限される（多くの場合、最大約４車軸）。複数の駆動車軸を持つ列車では、列車に複数のサンダー（又は砂まき装置：sanders）を取り付けなければならない。増粘剤（例えば、Ｓａｎｄｉｔｅまたは他の同様の材料）で水に懸濁した砂の分散液を使用して、密着の低いレール領域が処理され得る。
【０００５】
米国特許第４４３１２２７号は、列車の車輪に密着するパッドを開示している。パッドは、列車の車輪がレールに沿って転がるときに、レールと接触する高摩擦表面を構成する。高摩擦表面は、工業用ダイヤモンドまたはサーメットで被覆され（又はコーティングされ：coated）得る。適切なサーメットには、アルミニウムとシリコンの酸化物、シリコンとチタンの炭化物、窒素と炭素のホウ化物が含まれ得る。
【０００６】
米国特許第５３０８５１６号は、樹脂、固体潤滑剤および摩擦促進剤、例えば炭酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、炭酸マグネシウム、ベントナイト、石炭粉、硫酸バリウム、アスベスト、ケイ酸アルミニウム、シリカ、非晶質シリカ、合成シリカ、天然シリカ、スレート粉末、珪藻土、粉砕石英、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸アルミニウム、酸化亜鉛、酸化鉄、酸化アンチモン、ドロマイト、炭酸鉛、硫酸カルシウム、硫酸カルシウム、ネフタレンシネマイト（又はナフタレンシネマイト：nepthalene synemite）、およびポリエチレン繊維を含む摩擦調整組成物を開示している。
【０００７】
国際公開第２００２／０２６９１９号は、水、レオロジー剤（例えば、粘土、カゼインカルボキシメチルセルロース）、保持（皮膜形成）剤、任意の潤滑剤、ならびに正の摩擦特性および２つの表面間の摩擦係数増加を与える任意の摩擦調整材料を含む摩擦制御組成物を開示している。摩擦調整材料には、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ケイ酸マグネシウム、粘土、粉砕石炭、硫酸カルシウム、アスベストのアスベスト誘導体、ケイ酸アルミニウム、非晶質シリカ（合成）、スレート粉末、珪藻土、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸アルミニウム、炭酸マグネシウム、酸化鉛、塩基性炭酸鉛、酸化亜鉛、酸化アンチモンドロマイト（ＭｇＣｏ  ＣａＣｏ）、硫酸カルシウム硫酸バリウム（例えば、Ｂａｒｙｔｅｎ）、ポリエチレン繊維、酸化アルミニウム、赤色酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）、黒色酸化鉄（Ｆｅ３Ｏ４）、酸化マグネシウム、及び酸化ジルコニウムが含まれる。
【０００８】
米国特許第５９１９２９５号は、好ましくはアルミナを含む硬質粒子成分と、好ましくはチタニアを含む軟質粒子成分と、酸化鉄成分と、を含む密着強化混合物を開示している。好ましい実施形態では、混合物の主要成分としてボーキサイトが使用される。混合物は、乾燥粉末、水もしくはアルコールを媒体とするペースト、または粉末を含む金属複合体の形態であってもよい。
【０００９】
米国特許第６７２２５８９号は、スリップ（又は滑り：slip）防止粒子を適用するための注入装置（又はインジェクターデバイス：injector device）を開示している。スリップ防止粒子は、直径が１０〜５００マイクロメートルの天然砂、ケイ砂、アルミナ粒子、金属粒子、およびムライト（すなわち、３Ａｌ２Ｏ３２ＳｉＯ２または２Ａｌ２Ｏ３・ＳｉＯ２）のようなセラミック粒子を含んでもよい。粒子は水と混合され、注入装置を使用してレール上に噴霧される。
【００１０】
中国特許出願公開第１０１３８１４８４号は、２つの表面間の摩擦係数を強化することができる合成材料を開示しており、材料は、ゴム、鋼繊維、酸化マグネシウム、か焼石油コークス、炭化ケイ素、硫酸バリウム、グラファイト、および二硫化モリブデンを含む。
【００１１】
米国特許第７３１１２７４号は、天然砂、ケイ砂、アルミナ、ムライト、炭化ケイ素などのセラミック粒子、およびクロム、タングステン、モリブデンなどの金属粒子を含む材料を排出するためのアンチスリップ（又は滑り止め：antislip）材料排出装置について記載している。
【００１２】
密着強化組成物は、一般に、問題の汚染物質（例えば、オイル、グリース、水、有機破片）、および密着強化組成物がレールに適用される量または割合（又は速度：rate）に応じて、さまざまなレベルの有効性で機能する。例えば、いくつかの密着強化組成物は、いくつかの汚染条件に対して良好に機能するが、他の条件に対しては機能しない。同様に、いくつかの密着強化組成物は、一定の適用率（又は適用速度：application rates）または適用量で良好に機能するが、他の適用率または適用量では機能しない。
【発明の概要】
【００１３】
本発明は、トラクション接触、滑り接触または転がり滑り接触している鋼表面に適用するための密着強化組成物に関する。滑り転がり接触している２つの鋼表面間の密着性を強化する方法も提供される。
【００１４】
本明細書に記載されているように、互いに滑り接触または転がり滑り接触している２つの表面間の密着性を高めるための組成物（密着強化組成物）が提供され、組成物は：
−各々が７以上のモース硬度値（または１０００以上のビッカース硬度）を有する、１つ以上の第１成分と、
−１つ以上の有機レオロジー添加剤とを含み、
１つ以上の第１の成分と１つ以上の有機レオロジー添加剤は、約９０：１０から約９９．９：０．１（ｗｔ ／ ｗｔ）の比率で存在し、組成物は水を含まない。
【００１５】
密着強化組成物は、同じ割合および同じ条件下での第１成分の適用と比較したとき、トラクション接触、滑り接触または転がり接触している２つの表面間の密着の増加をもたらす。
【００１６】
上記の組成物の１つ以上の第１成分は、炭化物系化合物、両性酸化物系化合物、酸化ジルコニウム系化合物、およびそれらの任意の組み合わせの群から選択されてもよい。１つ以上の第１成分は、窒化ホウ素、ダイヤモンド、ナノ結晶ダイヤモンド、フラライト（重合Ｃ６０）、結晶シリカ（砂）、炭化物系化合物、例えば炭化ホウ素、または鉱物、例えばガーネットもしくはトパーズでもよい。
【００１７】
１つ以上の有機レオロジー添加剤は、有機ポリマー吸収剤、アクリル、超吸収性ポリマー、キサンタンガム（例えば、ＶａｎｚａｎＴＭ（例えば、ＶａｎｚａｎＴＭＤ）もしくはＣＣＬキサンタンガム）、グアーガム、セルロース系材料（例えば、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、カルボキシヒドロキシメチルセルロース（ＣＨＭＣ；ＭＥＴＨＯＣＥＬＴＭ）およびエトキシメチルセルロース（ＥＭＣ））、多糖類（例えば、キトサンもしくはデンプン）またはそれらの任意の組み合わせでもよい。１つ以上の有機レオロジー添加剤は、アルカリ膨潤性（もしくは可溶性）エマルジョン（ＡＳＥ）、疎水性変性アルカリ膨潤性エマルジョン（ＨＡＳＥ）、疎水性変性エトキシル化ウレタン樹脂（ＨＥＵＲ）またはそれらの任意の組み合わせでもよい。１つ以上の有機レオロジー添加剤は、ＶａｎｚａｎＴＭＤ、Ｍｅｃｅｌｌｏｓｅ  ＰＭＣ４０ＨまたはＣＭＣ  Ｐ１−８０００でもよい。
【００１８】
１つ以上の第１成分が約１μｍ〜約１６００μｍの粒径を有し、１つ以上の有機レオロジー添加剤が約５００μｍ以下の粒径を有する、上記の組成物も提供される。例えば、有機レオロジー添加剤の粒径は、約１μｍ〜約３０μｍ、約３０μｍ〜約１００μｍ、約１００μｍ〜約２００μｍ、約２００μｍ〜約３００μｍ、約３００μｍ〜約４００μｍ、約４００μｍ〜約５００μｍ、約１００μｍ〜約４００μｍ、または約２００μｍ〜約３００μｍでもよい。
【００１９】
１つ以上の第１成分と１つ以上の有機レオロジー添加剤が約９７：３から約９９：１（ｗｔ／ｗｔ）の比率で存在する上記の組成物も提供される。
【００２０】
また、本明細書に記載されているのは、互いに滑り接触または転がり滑り接触している２つの表面間の密着を高めるための組成物（密着強化組成物）であり、組成物は：
−各々が７以上のモース硬度値（または１０００以上のビッカース硬度）を有する、１つ以上の第１成分と、
−各々が、約１〜約７の測定可能なモース硬度値（または約１０〜約１０００のビッカース硬度）を有し、且つ液体を吸収する能力によって特徴づけられる（又は特徴とする：characterized）、１つ以上の第２成分と、を含み、
１つ以上の第１の成分と１つ以上の第２の成分は、約１：１０００から約１：０．１（ｗｔ／ｗｔ）の比率で存在する。
密着強化組成物は、同じ割合および同じ条件下でのＦ５０砂の適用と比較したとき、トラクション接触、滑り接触または転がり接触している２つの表面間の密着の増加を示す。
【００２１】
１つ以上の第２成分は、シリカ系化合物、酸化第二鉄系化合物(a ferric oxide based compound)、両性酸化物系化合物、アルカリ土類金属酸化物系化合物、フィロケイ酸塩系化合物、アルミノケイ酸塩化合物、多孔質またはモレキュラーシーブ材料およびそれらの組み合わせの群から選択されてもよい。例えば、両性酸化物系化合物は、アルミニウム、ジルコニウム、鉄、亜鉛、マグネシウム、シリコンの群から選択されてもよく、シリカ系化合物は、結晶性シリカ、砂、非晶質シリカ、シリカゲル、合成沈降シリカ(synthetic precipitated silica)、珪藻土の群から選択されてもよく、フィロケイ酸塩系化合物は、粘土、マイカ（又は雲母：mica）、タルクの群から選択されてもよく、アルミノケイ酸塩化合物は、鉱物、ゼオライトの群から選択されてもよく、多孔質またはモレキュラーシーブ材料は、シリカゲル、ゼオライトの群から選択されてもよい。１つ以上の第２成分の、追加の１つとして、酸化第二鉄系化合物、アルカリ土類金属酸化物系化合物、酸化亜鉛系化合物、吸収性多孔質材料、アルミナ系化合物、有機ポリマー吸収剤、およびそれらの任意の組み合わせが含まれる。例えば、１つ以上の第２成分のうちの１つは、シリカ系化合物、例えば合成の、非晶質の、沈降の（又は沈降法の：precipitated）シリカチキソトロープ増粘剤（ＨＩ−ＳＩＬＴＭ  Ｔ８００シリカ）またはシリカゲル、アルミノケイ酸塩、例えばゼオライトまたはモレキュラーシーブ、アルミナ系製品、例えばベーマイト、アルミナ一水和物、ＡｌＯＯＨ、バイヤライト、Ａｌ（ＯＨ）３（Ｄｉｓｐｅｒａｌ（登録商標）製品）、または有機ポリマー吸収剤、例えばアクリル、超吸収性ポリマー、またはセルロース系材料、例えばカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、カルボキシヒドロキシメチルセルロース（ＣＨＭＣ；ＭＥＴＨＯＣＥＬＴＭ）、エトキシメチルセルロース（ＥＭＣ）、それらの任意の組み合わせであってもよい。
【００２２】
また、本開示は、組成物が１つ以上の第１成分のうちの１つ、および１つ以上の第２成分のうちの１つを含む、上記の組成物も提供する。１つ以上の第１成分および１つ以上の第２成分は、約１：１０００、約１：９００、約１：８００、約１：７５０、約１：７００、約１：６００、約１：５００、約１：４００、約１：３００、約１：２５０、約１：２００、約１：１５０、約１：１００、約１：７５、約１：５０、約  １：２５、約１：１５、約１：１０、約１：９、約１：８、約１：７、約１：６、約１：５、約１：４、約１：３、約１：２、約１：１、約１：０．９、約１：０．８、約１：０．７、約１：０．６、約１：０．５、約１：０．４、約１：０．３、約１：０．２、約１：０．１（ｗｔ／ｗｔ）、またはそれらの間の任意の量の比率で存在してもよい。例えば、その比率は、約１：１０、約５：９５、約１０：９０、約１５：８５、約３０：７０、約５０：５０、約７０：３０、もしくは約９０：１０（ｗｔ／ｗｔ）、またはそれらの間の任意の量であってもよい。
【００２３】
また、１つ以上の第１成分および１つ以上の第２成分は約１μｍから約１６００μｍの粒径である、上記の組成物も提供される。例えば、粒径は約１μｍ〜約３０μｍであってもよい。
【００２４】
また、トラクション接触、滑り転がり接触における２つの鋼表面間の密着性を高める方法（Ａ）も記載される。本方法は、各々が、７以上のモース硬度値（または１０００以上のビッカース硬度）を有する、１つ以上の第１成分と、１つ以上の有機レオロジー添加剤とを含み、１つ以上の第１成分および１つ以上の有機レオロジー添加剤は、約９０：１０〜約９９．９：０１（ｗｔ／ｗｔ）の比率で存在し、水を含まない密着強化組成物を、密着強化組成物の適用なしの２つの鋼表面間で決定される密着性と比較したとき、２つの鋼表面間の密着性を高めるのに十分な割合でレール表面に適用することを含む。また、本明細書に示すように、密着強化組成物は、同じ割合および同じ条件下での第１成分の適用と比較したとき、密着の増加を示す。
【００２５】
本明細書には、１〜１０のモース硬度値（または約１０〜２２５０のビッカース硬度）と；材料の１００ｇあたり、２０から１０００ｇの水または油を吸収する能力と、を有することにより特徴付けられる材料を、密着強化組成物の適用がない場合の２つの鋼表面で決定される密着性と比較したとき、２つの鋼表面間の密着性を高めるのに十分な割合で、鋼表面の一方または両方に適用することを含む、滑り転がり接触における２つの鋼表面間の密着性を高める方法（Ｂ）も記載されている。また、本明細書に示すように、密着強化組成物は、同じ割合および同じ条件下でのＦ５０砂の適用と比較したとき、密着性の増加を示す。方法（Ｂ）で使用される材料は、約０．１〜２００μｍの粒径であるとして、さらに特徴付けられてもよい。 
【００２６】
互いにトラクション接触、滑り接触、または転がり滑り接触している２つの表面間の密着性を高めるための組成物も記載されている。組成物は、密着性を高める混合物であって、混合物は、各々が７以上のモース硬度値（またはビッカース硬度以上）を有する、１つ以上の成分と、１つ以上の有機レオロジー添加剤とからなり、１つ以上の第１成分および１つ以上のレオロジーは、約９０：１から約９９．９：０１の比率（ｗｔ／ｗｔ）で存在する混合物を含み、組成物は水を含まない。
【００２７】
また、レールシステムで車輪の滑走）と車輪のスリップを減らす方法（Ｃ）も記載される。方法（Ｃ）は、各々が、７以上のモース硬度値（または１０００以上のビッカース硬度）を有する、１つ以上の第１成分と、１つ以上の有機レオロジー添加剤とを含み、１つ以上の第１成分および１つ以上の有機レオロジー添加剤は、約９０：１から約９９．９：０１（ｗｔ／ｗｔ）の比率で存在する組成物であって、水を含まない組成物を、車輪表面とレール表面との間のトラクション力を高めるのに十分な割合でレール表面に適用することを含む。
【００２８】
さらに、約１〜約１０のモース硬度値（または約１０〜約２２５０のビッカース硬度）と；材料１００ｇあたり２０〜１０００ｇの水または油を吸収する能力と、を有することを特徴とする材料を、車輪表面とレール表面間のトラクション力を高めるのに十分な割合で、一方または両方の鋼表面に適用することを含む、レールシステムにおいて車輪の滑走および車輪のスリップを減少させる方法（Ｄ）も記載されている。また、各々が、約１〜約７の測定可能なモース硬度値または約１０〜約１０００のビッカース硬度を有し、且つ液体を吸収する能力によって特徴付けられる１つ以上の成分を、２つの鋼表面間の密着性を高めるのに十分な割合で、レール表面に適用することを含む、滑り転がり接触している２つの鋼表面間の密着性を高める方法も記載されている。１つ以上の成分は、１つ以上の有機材料または１つ以上の無機多孔質材料であってもよい。
【００２９】
本明細書に記載の密着強化組成物は、広範囲の適用量で機能し、水、露、水破片混合物、雪、葉、葉−水混合物、油、グリース、およびその他の破片を含む低密着条件をもたらす広範囲の汚染物質に対して機能する。本明細書に記載の組成物を使用して得られる密着強化の程度は、同じまたは同様の条件下で適用されたとき、機関車砂、例えばＦ５０砂を使用して観察されるものよりも大きい。組成物は、適用が容易な方法（例えば、粉末、ペースト、フィルムとして処方されたもの（又は調合されたもの：formulated）、または固体スティック中に処方されたもの）で、レール表面または車輪表面に均一に分布することを確保するように処方されてもよい。さらに、組成物は、砂を適用するのに使用されるもの、またはＵＳ７３１１２７４に記載されているもの、と同様の標準的な分配機構、ノズル、またはアプリケーターを使用して適用され得る。さらに、密着強化材料または組成物がペーストまたは液体の形態で適用される場合、密着強化材料または組成物は、米国特許第７２７３１３１号、米国特許第８９５５６４５号、国際公開第２０１１／１４３７６５号または国際公開第２０１３／０６７６２８号に記載されている沿線システムを使用して適用され得る。さらに、Ｆ５０砂（または機関車の砂）がレール表面に保持されている時間の長さと比較したとき、組成物はレール表面または車輪表面により長い時間保持されてもよく、Ｆ５０砂を使用したときの摩耗の割合と比較したとき、線路表面の摩耗量は、本明細書に記載の組成物を使用したとき減少する。
【００３０】
従って、上述で規定した（又は定義した：defined）密着強化組成物は、表面が水、露、雪、汚染水、破片（有機物、葉）、液体（例えば、油、グリース、水−油/グリース混合物）汚染条件のとき、または表面が他の汚染条件にさらされているときの、密着強化剤としての使用に適する可能性があり、鋼表面に適用され得る。本明細書に記載の密着強化組成物は、低い密着レベルに対処するために、レール、車輪、またはレールと車輪の両方の表面の、迅速で局所的な処理のために、局所的に適用され得る。
【００３１】
この概要は、必ずしも本開示のすべての態様の全範囲を記載しているわけではない。他の態様、特徴、および利点は、特定の実施形態の以下の記載を検討すると、当業者に明らかになるであろう。
【００３２】
本開示のこれらおよび他の特徴は、添付の図面を参照する以下の説明からより明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１（ａ）】図１（ａ）は、汚染物質が葉である場合の、本明細書に記載するツインディスク分析の時間経過例のグラフ表示を示す。「製品適用」後の初期の１０秒間の回転ディスク間のトラクション係数（ＣｏＴ）の変化を使用して、汚染条件下での密着強化させるものとして適用される材料または組成物の有効性を決定した。「乾燥」−ツインディスク機を、５００ｒｐｍ、３．６ｋＮ荷重（１０３３ＭＰａ）、および１．５％クリープで５００サイクルの乾燥条件下で運転した（又は動作させた：run）。「水の適用」−回転ディスクの接触領域に水を添加し（０．５ｍＬ／ｍｉｎ）、ディスクを５００サイクル運転した。「葉の適用」−回転ディスクに汚染物質を適用し、５００サイクル水を添加し続けた。「製品の適用」−密着強化材料または組成物を回転ディスクに適用し、水の適用を停止し、ディスクを５００サイクル運転した。
【図１（ｂ）】図１（ｂ）は、純粋な砂（又は純砂：pure sand）（左）と、９９：１の比率で砂とＶａｎｚａｎＴＭＤ（右）を適用したときの、水に汚染された状態のツインディスク機の視覚表示を示す。
【図１（ｃ）】図１（ｃ）は、砂、水、溶媒、増粘剤および添加剤を含む市販の液体トラクションゲルの適用後、ならびに乾燥砂とＶａｎｚａｎＴＭＤの混合物の適用後の、回転ディスク間のトラクション係数（ＣｏＴ）の変化のグラフ表示を示す。ツインディスク機を、２０ｒｐｍ、１０３３ＭＰａの接触圧、および１．５％のスリップ（又は滑り：slip）で２０サイクルの乾燥条件下で運転し、続いて３００ｍｇの密着強化材料を適用した。
【図２】図２は、２０ｍｇの異なるレオロジー添加剤を接触表面に適用したときの、互いにトラクション接触、滑り接触、または転がり滑り接触し、紙で汚染された２つの表面間のトラクション係数（ＣｏＴ）増加率のグラフ表示を示す。ツインディスク機を、２０ｒｐｍ、接触圧１０３３ｍＰａ、および１．５％のスリップで２０サイクルの条件下で運転した。水を回転ディスクの接触領域に０．４ｍＬ／ｍｉｎまたは０．６ｍＬ／ｍｉｎの速度で２０サイクル添加した。最初の１０サイクルの水適用後、１６０×２０ｍｍの紙片をディスク間に挿入した。水の適用を停止し、その後２０ｍｇの異なるレオロジー添加剤を添加した。有機レオロジー添加剤の適用により、非有機レオロジー添加剤と比較して、ＣｏＴがより速く増加した。
【図３（ａ）】図３（ａ）は、２００ｍｇのケイ砂、および９５：５の比率でケイ砂とＶａｎｚａｎＴＭＤを含む組成物を適用したときの、互いにトラクション接触、滑り接触、または転がり滑り接触し、紙で汚染された２つの表面間のトラクション係数（ＣｏＴ）の増加率のグラフ表示を示す。ツインディスク機を、２０ｒｐｍ、接触圧１０３３ＭＰａ、および１．５％のスリップで２０サイクルの乾燥条件下で運転した。水を回転ディスクの接触領域に０．６ｍＬ／ｍｉｎの速度で２０サイクル添加した。最後の１０サイクルで、水の適用と共に紙を追加（又は添加：added）した。水の添加を停止し、その後２００ｍｇの密着強化製品を適用した。紙を追加した後の試験の最終工程（２１０秒）のみを表示する。
【図３（ｂ）】図３（ｂ）は、２００ｍｇのＡｌ２Ｏ３、および９８：２の比率でＡｌ２Ｏ３とＶａｎｚａｎＴＭＤを含む組成物を、水の適用の最後の２０サイクルで適用したときの、互いにトラクション接触、滑り接触、または転がり滑り接触し、紙で汚染された２つの表面間のトラクション係数（ＣｏＴ）増加率のグラフ表示を示す。ツインディスク機を、２０ｒｐｍ、接触圧１０３３ＭＰａ、および１．５％のスリップで２０サイクルの乾燥条件下で運転した。水を回転ディスクの接触領域に０．６ｍＬ／ｍｉｎの速度で２０サイクル添加した。最後の１０サイクルで、水の適用と共に紙を追加した。水の適用を停止し、その後２００ｍｇの密着強化製品を適用した。紙を追加した後の試験の最終工程（２１０秒）のみを表示する。
【図４（ａ）】図４（ａ）は、２００ｍｇのＡｌ２Ｏ３、および９５：５の比率でＡｌ２Ｏ３とＶａｎｚａｎＴＭＤを含む組成物を適用したときの、互いにトラクション接触、滑り接触、または転がり滑り接触し、葉片で汚染された２つの表面間のトラクション係数（ＣｏＴ）増加率のグラフ表示を示す。ツインディスク機を、２０ｒｐｍ、接触圧１０３３ＭＰａ、および１．５％のスリップで２０サイクルの乾燥条件下で運転した。水を回転ディスクの接触領域に０．６ｍＬ／ｍｉｎの速度で２０サイクル添加した。最後の１０サイクルで、水の適用と共に、汚染物質の、粉砕した葉（１００ｍｇ）を追加した。水の適用を停止し、その後２００ｍｇの密着強化製品を適用した。粉砕した葉を追加した後の試験の最終工程（２１０秒）のみを表示する。
【図４（ｂ）】図４（ｂ）は、２００ｍｇのＡｌ２Ｏ３、および９５：５の比率でＡｌ２Ｏ３とＣＣＬキサンタンガムを含む組成物を適用したときの、互いにトラクション接触、滑り接触、または転がり滑り接触し、葉片で汚染された２つの表面間のトラクション係数（ＣｏＴ）増加率のグラフ表示を示す。ツインディスク機を、５００ｒｐｍ、接触圧１０３３ＭＰａ、および１．５％のスリップで５００サイクルの乾燥条件下で運転した。水を回転ディスクの接触領域に０．４ｍＬ／ｍｉｎの速度で１０００サイクル添加した。最後の５００サイクルで、水の適用と共に、汚染物質の、粉砕した葉（１００ｍｇ）を追加した。水の適用を停止し、その後２００ｍｇの製品を適用した。粉砕した葉を追加した後の試験の最終工程（３００秒）のみを表示する。
【図４（ｃ）】図４（ｃ）は、１５０ｍｇのＡｌ２Ｏ３、および９７：３の比率でＡｌ２Ｏ３とＶａｎｚａｎＴＭＤを含む組成物を適用したときの、互いにトラクション接触、滑り接触、または転がり滑り接触し、葉片で汚染された２つの表面間のトラクション係数（ＣｏＴ）増加率のグラフ表示を示す。ツインディスク機を、５００ｒｐｍ、接触圧１０３３ＭＰａ、および１．５％のスリップで５００サイクルの乾燥条件下で運転した。水を回転ディスクの接触領域に０．４ｍＬ／ｍｉｎの速度で１０００サイクル添加した。最後の５００サイクルで、水の適用と共に、汚染物質の、粉砕した葉（１００ｍｇ）を追加した。水の適用を停止し、その後１５０ｍｇの製品を適用した。粉砕した葉を追加した後の試験の最終工程（３００秒）のみを表示する。
【図４（ｄ）】図４（ｄ）は、１００ｍｇのＨＩ−ＳＩＬＴＭＴ８００、および９０：１０の比率でＨＩ−ＳＩＬＴＭＴ８００とＶａｎｚａｎＴＭＤを含む組成物を適用したときの、互いにトラクション接触、滑り接触、または転がり滑り接触し、葉片で汚染された２つの表面間のトラクション係数（ＣｏＴ）増加率のグラフ表示を示す。ツインディスク機を、５００ｒｐｍ、接触圧１０３３ＭＰａ、および１．５％のスリップで５００サイクルの乾燥条件下で運転した。水を回転ディスクの接触領域に０．４ｍＬ／ｍｉｎの速度で１０００サイクル添加した。最後の５００サイクルで、水の適用と共に、汚染物質の、粉砕した葉（１００ｍｇ）を追加した。水の適用を停止し、その後１００ｍｇの製品を適用した。粉砕した葉を追加した後の試験の最終工程（３１０秒）のみを表示する。
【図４（ｅ）】図４（ｅ）は、２００ｍｇの乾燥砂、液体トラクションゲル、および９８：２の比率で乾燥砂とＶａｎｚａｎＴＭＤを含む組成物を適用したときの、互いにトラクション接触、滑り接触、または転がり滑り接触し、葉片で汚染された２つの表面間のトラクション係数（ＣｏＴ）増加率のグラフ表示を示す。ツインディスク機を、２０ｒｐｍ、接触圧１０３３ＭＰａ、および１．５％のスリップで２０サイクルの乾燥条件下で運転した。水を回転ディスクの接触領域に０．４ｍＬ／ｍｉｎの速度で２０サイクル添加した。最後の１０サイクルで、水の適用と共に、汚染物質の、粉砕した葉（１００ｍｇ）を追加した。水の適用を停止し、その後２００ｍｇの密着強化製品を適用した。粉砕した葉を追加した後の試験の最終工程（２１０秒）のみを表示する。
【図５（ａ）】図５（ａ）は、１００ｍｇのＡｌ２Ｏ３、および９９：１の比率でＡｌ２Ｏ３とＶａｎｚａｎＴＭＤを含む組成物を水の適用の最後の２０サイクルで適用したときの、互いにトラクション接触、滑り接触、または転がり滑り接触し、石鹸水で汚染された２つの表面間のトラクション係数（ＣｏＴ）増加率のグラフ表示を示す。ツインディスク機を、２０ｒｐｍ、接触圧１０３３ＭＰａ、および１５％のスリップで２０サイクルの乾燥条件下で運転した。石鹸水を回転ディスクの接触領域に０．２ｍＬ／ｍｉｎの速度で２０サイクル添加した。石鹸水の適用を停止し、その後１００ｍｇの製品を適用した。試験の最終工程のみを表示する（２００秒）。
【図５（ｂ）】図５（ｂ）は、１００ｍｇの炭化ケイ素、および９８：２の比率で炭化ケイ素とＶａｎｚａｎＴＭＤを含む組成物を適用したときの、互いにトラクション接触、滑り接触、または転がり滑り接触し、石鹸水で汚染された２つの表面間のトラクション係数（ＣｏＴ）増加率のグラフ表示を示す。ツインディスク機を、２０ｒｐｍ、接触圧１０３３ＭＰａ、および１５％のスリップで２０サイクルの乾燥条件下で運転した。石鹸水を回転ディスクの接触領域に０．２ｍＬ／ｍｉｎの速度で２０サイクル添加した。石鹸水の適用を停止し、その後１００ｍｇの密着強化材料を適用した。試験の最終工程のみを表示する（２００秒）。
【図５（ｃ）】図５（ｃ）は、５０ｍｇの砂、および９９：１の比率で砂とＶａｎｚａｎＴＭＤを含む組成物を適用したときの、互いにトラクション接触、滑り接触、または転がり滑り接触し、石鹸水で汚染された２つの表面間のトラクション係数（ＣｏＴ）増加率のグラフ表示を示す。ツインディスク機を、２０ｒｐｍ、接触圧１０３３ＭＰａ、および１５％のスリップで２０サイクルの乾燥条件下で運転した。石鹸水を回転ディスクの接触領域に０．２ｍＬ／ｍｉｎの速度で２０サイクル加えた。石鹸水の適用を停止し、その後５０ｍｇの密着強化材料を適用した。試験の最終工程のみを表示する（２００秒）。
【図５（ｄ）】図５（ｄ）は、１００ｍｇの液体トラクションゲル、乾燥砂、および９８：２の比率で砂とＶａｎｚａｎＴＭＤを含む組成物を適用したときの、互いにトラクション接触、滑り接触、または転がり滑り接触し、石鹸水で汚染された２つの表面間のトラクション係数（ＣｏＴ）増加率のグラフ表示を示す。ツインディスク機を、２０ｒｐｍ、接触圧１０３３ＭＰａ、および１５％のスリップで２０サイクルの乾燥条件下で運転した。石鹸水を回転ディスクの接触領域に０．４ｍＬ／ｍｉｎの速度で２０サイクル添加した。石鹸水の適用を停止し、その後１００ｍｇの密着強化材料を適用した。試験の最終工程のみを表示する（２００秒）。
【図６（ａ）】図６（ａ）は、異なるモース硬度値の（表１および表２のモース硬度値および等価のビッカース硬度値を参照）異なる密着強化材料を（１００ｍｇの量で）接触表面に適用したときの、互いにトラクション接触、滑り接触、または転がり滑り接触し、葉片で汚染された２つの表面間のトラクション係数（ＣｏＴ）増加率のグラフ表示を示す。高い硬度：７以上のモース硬度、中間の硬度：４〜７のモース硬度、低い硬度、４以下のモース硬度。
【図６（ｂ）】図６（ｂ）は、異なるモース硬度値の（表１および表２のモース硬度値および等価のビッカース硬度値を参照）異なる密着強化材料を（３００ｍｇの量で）接触表面に適用したときの、互いにトラクション接触、滑り接触、または転がり滑り接触し、葉片で汚染された２つの表面間のトラクション係数（ＣｏＴ）増加率のグラフ表示を示す。
【図６（ｃ）】図６（ｃ）は、（ｉ）異なるモース硬度値の、異なる密着強化材料を（３００ｍｇの量で）接触表面に適用したときの、互いに滑り接触または転がり滑り接触している、葉片で汚染された条件下での２つの表面間のトラクション係数（ＣｏＴ）増加率と、（ｉｉ）異なる密着強化組成物の液体吸収能力との関係のグラフ表示を示す。Ａ：ＨＩ−ＳＩＬＴＭＴ８００シリカ、Ｂ：ＬＯ−ＶＥＬ２７シリカ、Ｃ：シリカゲル、Ｅ：Ｆｅ２Ｏ３、Ｆ：Ｆｅ３Ｏ４、Ｇ：ＭｇＯ、Ｈ：ＺｎＯ、Ｉ：Ｄｉｓｐｅｒａｌ  ＨＰ  １４／７、Ｊ：Ａｔｔａｇｅｌ５０、Ｋ：Ｋａｍｉｎ  ７０Ｃカオリン、Ｌ：Ｋａｍｉｎ  ９０カオリン、Ｍ：マイカ(MiCa)Ｃ４０００、Ｎ：Ｎｉｃｒｏｎ  ６０４タルク、Ｏ：Ｖｏｌｃｌａｙベントナイト、Ｐ：Ａｔｔａｇｅｌ１９、Ｑ：炭酸カルシウム。
【図７（ａ）】図７（ａ）は、汚染物質が油である典型的なツインディスク分析の時間経過のグラフ表示を示す。材料追加後のトラクション係数の変化は、汚染条件下で、適用された材料または組成物の、密着強化させるものとしての効果を決定するのに使用された。「油相」−３０ｍｇ（３滴）の石油系油（グループＩＩＩ基油）を回転ディスクの１つに２０ｒｐｍ、０．１ｋＮの負荷で４０サイクル適用し、その後ディスクを停止した。「材料の適用」−ディスクを５００ｒｐｍ、３．６ｋＮ荷重（１０３３ＭＰａ）、および１．５％のクリープで運転し、回転ディスクの接触領域に材料または組成物を適用し、ディスクを１０００サイクル運転した。
【図７（ｂ）】図７（ｂ）は、異なるモース硬度値の材料（表１および表２のモース硬度値および等価のビッカース硬度値を参照）を含む異なる密着強化組成物を接触表面に５０ｍｇの量で適用したときの、互いに滑り接触または転がり滑り接触し、油系汚染物で汚染された２つの表面間のトラクション係数（ＣｏＴ）増加率のグラフ表示を示す。高い硬度：７以上のモース硬度、中間の硬度：４〜７のモース硬度、低い硬度、４以下のモース硬度。
【図７（ｃ）】図７（ｃ）は、異なるモース硬度値の材料（表１および表２のモース硬度値を参照）を含む異なる密着強化組成物を接触表面に２００ｍｇの量で適用したときの、互いに滑り接触または転がり滑り接触し、油系汚染物で汚染された２つの表面間のトラクション係数（ＣｏＴ）増加率のグラフ表示を示す。高い硬度：７以上のモース硬度、中間の硬度：４〜７のモース硬度、低い硬度、４以下のモース硬度。
【図７（ｄ）】図７（ｄ）は、（ｉ）異なるモース硬度値の材料を含む、異なる密着強化組成物を接触表面に２００ｍｇの量で適用したときの、互いに滑り接触、または転がり滑り接触し、油系汚染物で汚染された２つの表面間のトラクション係数（ＣｏＴ）増加率と、（ｉｉ）異なる密着強化組成物の液体吸収能力との関係のグラフ表示を示す。Ａ：シリカゲル、Ｂ：ＨＩ−ＳＩＬＴＭＴ８００シリカ、Ｃ：ＬＯ−ＶＥＬ２７シリカ、Ｄ：ＭｇＯ、Ｅ：ＺｎＯ  Ｆｉｓｈｅｒ、Ｆ：Ｆｅ２Ｏ３、Ｇ：Ｆｅ３Ｏ４、Ｈ：Ｋａｍｉｎ  ７０Ｃカオリン、Ｉ：Ｄｉｓｐｅｒａｌ  ＨＰ  １４／７、Ｊ：Ｋａｍｉｎ  ９０カオリン、Ｋ：マイカＣ４０００、Ｌ：ＮｉｃｒｏｎＴＭ６０４タルク、Ｍ：Ｖｏｌｃｌａｙベントナイト、Ｎ：Ａｔｔａｇｅｌ５０、Ｏ：Ａｔｔａｇｅｌ１９、Ｐ：ＣａＣＯ３。
【図８】図８は、本明細書に記載されるツインディスクシステムの概略図を示す。
【図９（ａ）】図９（ａ）は、汚染物としての葉片とトラクション接触、滑り接触、または転がり滑り接触した２つの表面間で経験される（又は起きる：experienced）トラクション係数（ＣｏＴ）の変化を比較するグラフ表示を示す。密着強化材料としてＨＩ−ＳＩＬＴＭＴ８００シリカ（吸収剤または第２成分；５０ｍｇ）、研磨剤もしくは第１成分として炭化ホウ素（５０ｍｇ）を含む組成物、または密着強化材料としてＨＩ−ＳＩＬＴＭＴ８００シリカと炭化ホウ素とを（７０：３０の比率で；５０ｍｇ）含む組成物を３３０秒適用した。水を２１０秒適用し、葉片を２７０秒追加した。
【図９（ｂ）】図９（ｂ）は、さまざまな密着強化剤を使用して、汚染物質としての葉片とトラクション接触、滑り接触、または転がり滑り接触している２つの表面間のトラクション係数（ＣｏＴ）の増加率を示す。５０ｍｇのシリカゲル、５０ｍｇ、２５ｍｇもしくは１５ｍｇの炭化ホウ素、または９５：５、９０：１０、８５：１５、７０：３０、５０：５０、３０：７０（ｗｔ／ｗｔ）の比率でシリカゲルと炭化ホウ素とを含む５０ｍｇの組成物は、図９（ａ）に示すように時間経過を使用して適用した。トラクション係数の増加は、密着強化剤の適用後の１０秒の間隔を通して（又は過ぎて：over）決定された。
【図９（ｃ）】図９（ｃ）は、さまざまな密着強化剤を使用して、汚染物質としての葉片とトラクション接触、滑り接触、または転がり滑り接触している２つの表面間のトラクション係数（ＣｏＴ）の増加率を示す。５０ｍｇの凝集したＨＩ−ＳＩＬＴＭＴ８００、５０ｍｇ、２５ｍｇもしくは１５ｍｇの炭化ホウ素、または９５：５、９０：１０、８５：１５、７０：３０、５０：５０、３０：７０（ｗｔ／ｗｔ）の比率で、凝集したＨＩ−ＳＩＬ  Ｔ８００と炭化ホウ素とを含む５０ｍｇの組成物を、図９（ａ）に示すように、時間経過を使用して適用した。トラクション係数の増加は、密着強化剤の適用後の１０秒の間隔を通して決定された。
【図９（ｄ）】図９（ｄ）は、さまざまな密着強化剤を使用して、汚染物質としての葉片とトラクション接触、滑り接触、または転がり滑り接触している２つの表面間のトラクション係数（ＣｏＴ）の増加率を示す。５０ｍｇのＡｔｔａｇｅｌ５０、５０ｍｇ、２５ｍｇもしくは１５ｍｇの炭化ホウ素、または９５：５、９０：１０、８５：１５、７０：３０、５０：５０、３０：７０（ｗｔ／ｗｔ）の比率で、Ａｔｔａｇｅｌ５０と炭化ホウ素とを含む５０ｍｇの組成物を、図９（ａ）に示すように、時間経過を使用して適用した。トラクション係数の増加は、密着強化剤の適用後の１０秒の間隔を通して決定された。
【図１０】図１０は、さまざまな密着強化剤を使用して、汚染物質としての葉片とトラクション接触、滑り接触、または転がり滑り接触している２つの表面間のトラクション係数（ＣｏＴ）の増加率を示し、図９（ａ）に示すように組成物を、時間経過を使用して適用した。トラクション係数の増加は、密着強化剤の適用後の１０秒の間隔を通して決定された。複合材料を５０：５０（ｗｔ／ｗｔ）で適用し、その全ての処理で３００ｍｇ適用した。表１および表２のモース硬度値および等価のビッカース硬度値を参照、高い硬度：７以上のモース硬度、中間の硬度：４〜７のモース硬度、低い硬度、４以下のモース硬度。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
本発明は、トラクション接触、滑り接触または転がり滑り接触している鋼表面に適用するための密着強化組成物に関する。滑り転がり接触している２つの鋼表面間の密着性を強化する方法も提供される。
【００３５】
本開示は、互いにトラクション接触、滑り接触、または転がり滑り接触している表面に適用するための密着強化組成物、および密着強化組成物の使用方法に関する。トラクション接触、滑り接触、または転がり滑り接触システムの非限定的な例は、列車の車輪およびレールのシステムである。簡単のために、そのようなシステムのみに拘束されることを望まないが、本開示の一部は、列車の車輪およびレールのシステムの状況（又は事情：context）で議論され得る。当業者は、列車の車輪およびレールのシステムが、互いにトラクション接触、滑り接触または転がり滑り接触している表面を含むシステムの非限定的な例であること、および本明細書に開示される組成物が 一般に、互いにトラクション接触、滑り接触、または転がり滑り接触している表面を含むあらゆる（又は任意の：any）システムに適用できることをすぐに理解するだろう。両方の組成物が同じ割合（又は速度：rate）で同じ条件下で適用されるとき、車輪−レールシステムへの密着強化組成物の適用をＦ５０砂の適用と比較することにより、密着組成物の密着強化が観察され得る。
【００３６】
互いに滑り接触または転がり滑り接触している２つの表面間の密着を増加または強化するための組成物が本明細書に記載される。組成物は、各々が、７以上のモース硬度値（または１０００以上のビッカース硬度）を有することを特徴とする第１成分と、１つ以上の有機レオロジー添加剤とを含む。１つ以上の第１成分および１つ以上の有機レオロジー添加剤は、約９０：１０から約９９．９：０．１（ｗｔ／ｗｔ）の間の比率またはそれらの間の任意の量で存在する。例えば、１つ以上の第１成分および１つ以上の有機レオロジー添加剤は、約９０：１０、約９１：９、約９２：８、約９３：７、約９６：４、約９５：５、約９６：４、約９７：３、約９８：２、約９９：１、約９９．９：０．１（ｗｔ／ｗｔ）またはそれらの間の任意の量で存在する。組成物は水を含まなくてもよい。
【００３７】
また、本明細書には、トラクション接触、滑り転がり接触している２つの鋼表面間の密着を高めるための、１つ以上の第１成分および１つ以上の有機レオロジー添加剤を含む密着強化組成物の使用が記載されている。両方の組成物が同じ割合で同じ条件下で適用されるとき、車輪−レールシステムへの密着強化組成物の適用を第１成分の適用と比較することにより、密着組成物の密着強化が観察され得る。
【００３８】
組成物はまた、各々が、７以上のモース硬度値（または１０００以上のビッカース硬度）を有することを特徴とする、第１成分と、各々が、約１〜約７のモース硬度値（または約１０〜約１０００のビッカース硬度）を有する、第２成分とを含んでもよい。さらに、１つ以上の第２成分は、液体を吸収する能力を有することを特徴とする。１つ以上の第１成分および１つ以上の第２成分は、約１：１０００から約１：０．１（ｗｔ／ｗｔ）の間の比率またはそれらの間の任意の量で存在する。例えば、１つ以上の第１成分および１つ以上の第２成分は、約１：１０００、１：９５０、１：９００、１：８５０、１：８００、１：７５０、１：７００、１：６５０、１：６００、１：５５０、１：５００、１：４５０、１：４００、１：３５０、１：３００、１：２５０、１：２００、１：１５０、１：１００、１：７５、１：５０、１：２５、１：２０、１：１５、１：１４、１：１３、１：１２、１：１１、１：１０、１：９、１：８、１：７、１：６、１：５、１：４、１：３、１：２、１：１，１：０．９、１：０．８、１：０．７、１：０．６、１：０．５、１：０．４、１：０．３、１：０．２、１：０．１（ｗｔ／ｗｔ）もしくはそれらの間の任意の量、または、例えば約１：１０、約５：９５、約１０：９０、もしくは約１５：８５（ｗｔ／ｗｔ）の比率で存在する。１つ以上の第２成分は有機物であってもよい。
【００３９】
また、トラクション接触、滑り転がり接触している２つの鋼表面間の密着を高めるための１つ以上の第１および第２成分を含む密着強化組成物の使用も本明細書に記載されている。両方の組成物が同じ割合で同じ条件下で適用されるとき、車輪−レールシステムへの密着強化組成物の適用をＦ５０砂の適用と比較することにより、密着組成物の密着強化が観察され得る。
【００４０】
また、モース硬度が１未満または１０超の材料も使用できるが、約１〜約１０のモース硬度値（または約１０〜約２２５０のビッカース硬度）、および組成物１００ｇあたり２０〜１０００ｇの水を吸収する能力を有することを特徴とする材料を、密着強化組成物の適用がない場合の２つの鋼表面間で決定された密着と比較したとき、２つの鋼表面間の密着を増加させるのに十分な割合で適用することを含む、滑り転がり接触している２つの鋼表面間の密着を高める方法も本明細書に記載されている。また、本明細書に示すように、密着強化組成物は、同じ割合および同じ条件下でのＦ５０砂の適用と比較したとき、密着の増加を示す。例えば、２以上のモース硬度値、例えば、材料１００ｇあたり２０〜１０００ｇの水を吸収し得る液体を吸収する能力を示し、約０．１−２００μｍの粒径である材料は、密着強化剤として使用され得る。材料は、有機材料または無機多孔質材料でもよい。有機材料は、キサンタンガム、グアーガム、有機ポリマー吸収剤、セルロース系材料、多糖類、およびそれらの組み合わせでもよい。無機多孔質材料は、非晶質シリカ、珪藻土、シリカゲル、合成沈降シリカまたはゼオライトでもよい。
【００４１】
互いにトラクション接触、滑り接触、または転がり滑り接触している２つの表面間の密着を高めるための組成物（密着強化組成物）も開示されている。組成物は、密着強化を高める混合物を含み、混合物は、各々が、７以上のモース硬度値（または１０００以上のビッカース硬度）を有する、第１成分と、各々が、約１〜約７の測定可能なモース硬度値（または約１０〜約１０００のビッカース硬度）を有し、且つ液体を吸収する能力によって特徴付けられる、第２成分とからなり、１つ以上の第１成分および１つ以上の第２成分は、約１：１０００〜約１：０．１（ｗｔ／ｗｔ）の比率で存在する。密着強化組成物は、同じ割合および同じ条件下でのＦ５０砂の適用と比較したとき、トラクション接触、滑り接触または転がり接触している２つの表面間の密着の増加を示す。
【００４２】
本明細書に記載の材料または組成物のいずれかの密着強化剤の二重作用特性は、鉄道砂（Ｆ５０砂）などの典型的な組成物上で互いにトラクション接触、滑り接触または転がり滑り接触している表面間の、改善されたトラクション係数増加率を提供する。
【００４３】
本明細書に記載される密着強化組成物はまた、最終組成物の０〜約１０％（ｗｔ／ｗｔ）の量、またはそれらの間の任意の量の耐摩耗添加剤を含んでもよい。耐摩耗添加剤の例には、いかなる方法（又はやり方：manner）でも限定的とみなされるべきではなく、硫黄系添加剤、リン系添加剤、ジアルキルジチオリン酸亜鉛、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、グラファイト、またはそれらの組み合わせが含まれる。
【００４４】
本明細書に記載の密着強化組成物はまた、最終組成物の０〜約１０％（ｗｔ／ｗｔ）の量、またはそれらの間の任意の量の導電性添加剤を含んでもよい。導電性添加剤の例には、いかなる方法でも限定的とみなされるべきではなく、カーボンブラック、グラファイト、金属粉末、またはそれらの組み合わせが含まれる。導電性添加剤の粒径は５００μｍ未満でもよい。
【００４５】
本明細書に記載の密着強化組成物はまた、各添加剤に対して最終組成物の０〜約１０％（ｗｔ／ｗｔ）の量、またはそれらの間の任意の量で、ｐＨおよびキレート化を制御するために１つ以上の防塵または帯電防止添加剤を含んでもよい。
【００４６】
本明細書で使用される「含む(comprising)」、「有する(having)」、「含む(including)」、および「含む(containing)」という用語、およびそれらの文法的変形は、包括的またはオープンエンド(open-endedで)あり、追加の、引用されていない要素および／または方法ステップを除外しない。本明細書で組成物、使用または方法に関連して使用されるとき、「本質的に〜からなる(consisting essentially of)」という用語は、追加の要素、方法のステップ、または追加の要素と方法のステップの両方が存在する可能性があるが、これらの追加は、記載されている組成物、方法、または使用機能における様式（又は方法：manner）に実質的に影響しない。本明細書で組成物、使用または方法に関連して使用されるときの「〜からなる(consisting of)」という用語は、追加の要素および／または方法ステップの存在を除外する。
【００４７】
単数形で表現されたどの要素にも、その複数形も含まれる。複数形で表現されたどの要素にも、その単数形も含まれる。「含む」という用語と併せて本明細書で使用されるときの単語「ａ」または「ａｎ」の使用は「１つ」を意味する場合があるが、「１つ以上」、「少なくとも１つ」および「１つ以上（又は１つまたは複数：one or more than one）」の意味とも一致する。「上」、「下」、「上方」、「下方」、「垂直」、「横方向」などの方向を示す用語は、相対的な参照のみを提供する目的で以下の記載で使用され、使用中にいずれの物品をどのように配置するか、または、アセンブリ中にもしくは環境に対して取り付けるかのいずれの制限の提案を意図するものではない。
【００４８】
本明細書で使用するとき、列挙値(recited value)が続くときの「約」という用語は、列挙値のプラスまたはマイナス１０％を意味する。
【００４９】
本明細書で使用するとき、滑り／転がり接触している２つの鋼表面間の「クリープ(creepage)」という用語は、静止した接触ゾーンと動的なレールと車輪を想定した、車輪とレール間の接触点での、レールの滑走速度の大きさと車輪の接線速度の大きさとの差の割合である。
【００５０】
本明細書で使用するとき、「正の摩擦特性」という用語は、２つの表面間のクリープが増加するにつれて、滑り接触または転がり滑り接触している２つの表面間の摩擦係数が増加することを意味する。
【００５１】
「第１成分」という用語は、７以上のモース硬度値、または１０００以上のビッカース硬度を有することを特徴とする材料を意味する。第１成分は、「研磨剤」とも呼ばれ得る。第１成分の例には、以下に限定されないが、炭化ホウ素、黒色炭化ホウ素＃２８０、炭化ケイ素、アルミナジルコニア、白色酸化アルミニウム、褐色酸化アルミニウム＃２８０、黒色炭化ケイ素＃２８０、か焼アルミナ＃Ａ−１２＃３２５またはそれらの組み合わせが含まれる。モース硬度値が７を超える第１成分の例は表１で提供される。
【００５２】
７以上のモース硬度値（第１の組成物）を特徴とする密着強化組成物の表１に例示する。
【００５３】
【表１】
2020511588.tif 000003
【００５４】
本明細書で使用するように、「有機レオロジー添加剤」とは、水ペーストまたはスラリーのレオロジーを変化させる増粘剤として作用することができる炭素を実質的に含む材料であり、それは、その表面上に水汚染を有する表面に密着強化組成物を適用すると、水スラリーがより粘性になるように形成する。有機レオロジー添加剤の非限定的な例には、有機ポリマー吸収剤、アクリル、超吸収性ポリマー、セルロース系材料（例えば、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、カルボキシ−ヒドロキシメチルセルロース（ＣＨＭＣ；ＭＥＴＨＯＣＥＬＴＭ）、エトキシメチルセルロース（ＥＭＣ））、多糖類、キサンタンガム（例えば、ＶａｎｚａｎＴＭ（例えば、ＶａｎｚａｎＴＭＤ））、グアーガム、またはそれらの任意の組み合わせが含まれる。
【００５５】
本明細書で使用するように、「第２成分」は、液体を吸収することができ、約１〜約７のモース硬度値、または約１０〜約１０００のビッカース硬度を有する材料である。第２成分を「吸収剤」と称することもある。「液体を吸収する」ことができるとは、材料が、例えば、以下に限定されないが、水、露、雪、水の混合物、汚染された水、油、グリース、またはそれらの組み合わせを吸収できることを意味する。例えば、液体が水または油の場合、その後第２成分は、第２成分１００ｇあたり約１０〜約１０００ｇの水または油、またはそれらの間の任意の量を吸収する（水または油の吸収値の範囲については表２を参照）。例えば、液体が水または油の場合、その後２番成分は、第２成分１００ｇ当たり、約１０、１２、１４、１６、１８、２０、２２、２４、２６、２８、３０、３２、３４、３６、３８、４０、４２、４４、４６、４８、５０、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５、９０、９５、１００、１２０、１４０、１６０、１８０、２００、２２０、２４０、２６０、２８０、３００、３２０、３４０、３６０、３８０、４００、４２０、４４０、４６０、４８０、５００、５２０、５４０、５６０、５８０、６００、６２０、６４０、６６０、６８０、７００、７２０、７４０、７６０、７８０、８００、８２０、８４０、８６０、８８０、９００、９２０、９４０、９６０、９８０、１０００ｇまたはそれらの間の任意の量の水または油を吸収し得る。しかし、第２成分はまた、その油、油／水混合物など、例えば、第２成分１００ｇ当たり約５〜約１０００ｇ、またはそれらの間の任意の量の油を吸収する能力によって特徴付けられてもよい（油の吸収値の範囲については表２を参照）。例えば、第２成分は、第２成分１００ｇ当たり約５、７、１０、１２、１４、１６、１８、２０、２２、２４、２６、２８、３０、３２、３４、３６、３８、４０、４２、４４、４６、４８、５０、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５、９０、９５、１００、１２０、１４０、１６０、１８０、２００、２２０、２４０、２５０、２６０、２８０、３００、３２０、３４０、３６０、３８０、４００、４２０、４４０、４６０、４８０、５００、５２０、５４０、５６０、５８０、６００、６２０、６４０、６６０、６８０、７００、７２０、７４０、７６０、７８０、８００、８２０、８４０、８６０、８８０、９００、９２０、９４０、９６０、９８０、１０００ｇの油、またはそれらの間の任意の量を吸収し得る。本明細書に記載の密着強化組成物の第２成分として機能し得るさまざまな材料の、油および水の吸収値の例を表２に提供する。第２成分は、有機材料または無機多孔質材料でもよい。例えば、有機材料は、キサンタンガム、グアーガム、有機ポリマー吸収剤、セルロース系材料、多糖類またはそれらの組み合わせでもよい。例えば、無機多孔質材料は、非晶質シリカ、珪藻土、シリカゲル、合成沈降シリカまたはゼオライトでもよい。
【００５６】
油の吸収は、例えば、ＡＳＴＭ  Ｄ２８１に記載されている方法を使用して測定できる。一例として、油、例えば植物油または亜麻仁油を、試験する材料の規定量に加え、混合物をスパチュラでこすって硬いペーストを形成する。試験する材料の重量と、堅いペーストを形成するために加えた油の重量から、材料１００ｇあたりの加えた油の量（グラム単位）を決定することができる。水の吸収は、オイルの代わりに水を使用して同様の方法で測定できる。あるいは、ＡＳＴＭＤ５７０を使用して水の吸収を決定することもできる。この方法を使用して、関心事の材料をオーブンで指定された時間と温度で乾燥させ、その後デシケーターに入れて冷却する。冷却するとすぐに、材料の重量を量り、２３℃の水に２４時間（または平衡状態になるまで）浮かばせる(emerged)。標本を取り出し、糸くずの出ない布で軽くたたいて乾かし、計量する。
【００５７】
第２成分の非限定的な例には、シリカ系化合物、酸化第二鉄系化合物、両性酸化物系化合物、アルカリ土類金属酸化物系化合物、フィロケイ酸塩系化合物、アルミノケイ酸塩化合物、多孔質またはモレキュラーシーブ材料、およびそれらの組み合わせが含まれる。例えば、両性酸化物系化合物は、アルミニウム、ジルコニウム、鉄、亜鉛、マグネシウム、シリコンの群から選択されてもよく、シリカ系化合物は、結晶性シリカ、砂、非晶質シリカ、シリカゲル、合成沈降シリカ、珪藻土の群から選択されてもよく、フィロケイ酸塩系化合物は粘土、マイカ、タルクの群から選択されてもよく、アルミノケイ酸塩化合物は鉱物、ゼオライトの群から選択されてもよく、多孔質またはモレキュラーシーブ材料はシリカゲル、ゼオライトの群から選択されてもよい。追加の第２成分には、酸化第二鉄系化合物、アルカリ土類金属酸化物系化合物、酸化亜鉛系化合物、吸収性多孔質材料、アルミナ系化合物、有機化合物およびそれらの任意の組み合わせが含まれ得る。例えば、第２成分は、合成非晶質沈降シリカチキソトロープ（ＨＩ−ＳＩＬＴＭＴ８００シリカ）、またはシリカゲル、アルミナ系製品例えばベーマイト、アルミナ一水和物、ＡｌＯＯＨ、バイヤライト、Ａｌ（ＯＨ）３（Ｄｉｓｐｅｒａｌ（登録商標）製品）、または有機ポリマー吸収剤例えばアクリル、超吸収性ポリマー、または、セルロース系材料例えばカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、カルボキシ−ヒドロキシメチルセルロース（ＣＨＭＣ；  ＭＥＴＨＯＣＥＬＴＭ）、エトキシメチルセルロース（ＥＭＣ）、Ｌｏ−Ｖｅｌ２７ＴＭ、酸化鉄Ｂａｙｆｅｒｒｏｘ（登録商標）３４０（合成酸化鉄顔料）、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、Ｋａｍｉｎ７０Ｃカオリン、Ｋａｍｉｎ９０カオリン、ガーネット＃３０−６０、Ｎｉｃｒｏｎ（登録商標）６０４（タルク）、Ｖｏｌｃｌａｙ（登録商標）ベントナイト、マイカＣ−４０００、マイカＣＤ−３２００、マイカＳｕｚｏｒｉｔｅ（登録商標）６０Ｚ、ＬＢ−１０１１カーボンブラック、Ａｔｔａｇｅｌ（登録商標）（アタパルジャイトもしくはパリゴルスカイト；マグネシウムアルミニウムフィロケイ酸塩；（Ｍｇ、Ａｌ）２Ｓｉ４Ｏ１０（ＯＨ）４（Ｈ２Ｏ））；  Ａｔｔａｇｅｌ（登録商標）１９、Ａｔｔａｇｅｌ（登録商標）５０、Ｄｉｓｐｅｒａｌ（登録商標）ＨＰ１４／７、ＢａＳＯ４  Ｃｉｍｂａｒ  ＸＦ、炭酸カルシウム、硫酸マグネシウム、Ｚｅｏｍａｘ３０ＬＭ（ゼオライト）、バーミキュライト、膨潤性粘土、ゼオライト、タイプＡ、Ｘ、Ｙ、ＺＳＭ−５、シリカライトＬ、またはそれらの任意の組み合わせであり得る。
【００５８】
１〜７のモース硬度値（約１０〜約１０００のビッカース硬度）を有する第２成分の例を表２に提供する。
【００５９】
１〜７のモース硬度値（第２成分）を有する密着強化剤の表２に例示する。
【００６０】
【表２】
2020511588.tif 000004
【００６１】
また、トラクション接触、滑り転がり接触している２つの鋼表面間の密着を増加または強化するための材料の使用が本明細書に記載されており、材料は２以上のモース硬度値（または６０以上のビッカース硬度）、液体を吸収する能力、例えば材料１００ｇあたり約２０〜１０００ｇの水、またはそれらの間の任意の量、および０．１〜２００μｍの粒径の両方を示す。例えば、その材料は、モース硬度が約５、５．２、５．４、５．６、５．８、６．０、６．２、６．４、６．６、６．８、７．０、７．２、７．４、７．６、７、８、８．０、８．２、８．４、８、６、８．８、９．０、９．２、９．４、９．６、９．８、１０、またはそれらの間の任意の量（または同等のビッカース硬度値）、材料１００ｇ当たり約２０、２２、２４、２６、２８、３０、３２、３４、３６、３８、４０、４２、４４、４６、４８、５０、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５、９０、９５、１００、１２０、１４０、１６０、１８０、２００、２２０、２４０、２６０、２８０、３００、３２０、３４０、３６０、３８０、４００、４２０、４４０、４６０、４８０、５００、５２０、５４０、５６０、５８０、６００、６２０、６４０、６６０、６８０、７００、７２０、７４０、７６０、７８０、８００、８２０、８４０、８６０、８８０、９００、９２０、９４０、９６０、９８０、１０００ｇまたはそれらの間の任意の量の水由来の液体を吸収する能力を有することを特徴とし、約０．１、０．５、１．０、２．０、４．０、６．０、８．０、１０．０、１２．０、１４．０、１６．０、１８．０、２０．０、２５．０、３０．０、３５．０、４０．０、４５．０、５０．０、５５．０、６０．０、６５．０、７０．０、７５．０、８０．０、８５．０、９０．０、９５．０、１００、１２０、１４０、１６０、１８０  ２００μｍ、またはそれらの間の任意の値の小粒径を有することを特徴とし、およびＦ５０砂を使用して得られたトラクション係数増加率と比較したときのトラクション係数（ＣｏＴ）増加率を示す。
【００６２】
本明細書に記載の密着強化組成物または材料のいくつかの製剤は、例えば、以下に限定されないが、炭酸カルシウム、タルク、炭酸マグネシウム、粘土、シリカ、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化鉄、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウムなどの正の摩擦特性を示す材料を含んでもよい。
【００６３】
低い密着は、列車の運転と安全性に悪影響を及ぼす一時的な問題となる傾向がある。これは、列車が、線路の一定の領域で、または、１日の一定期間、もしくは一定の季節の間の線路の一定の領域で、突然低密着に直面し得ることを意味する。これは、ブレーキまたはトラクションのいずれかに影響し得る。そのような問題に対処するために、適用された材料が一時的に低い密着／トラクション条件を高めることができる割合は重要なパラメータである。材料が一定の最小レベルを超えて車輪レールの密着を急速に増加させることができるという条件では、その上限レベルはそれほど重要ではない可能性がある。さらに、車輪レールの密着（ＣｏＴ）のレベルが高すぎると、過度の摩耗が促進される可能性がある。輸送車両の場合、安全で効果的な運転のための最低レベルの密着レベル（列車で測定）は通常、０．１超、好ましくは０．１５超であると考えられる。
【００６４】
貨物運転で使用される「高密着」のＡＣ機関車の場合、密着（牽引）の最小レベルは通常、０．３０超または０．４０超であると考えられる。例えば、６つの車軸を備えた高密着機関車では、密着レベルは通常、先行車軸（最低密着）から最終車軸まで増加する。本明細書に記載の密着強化材料または組成物は、一時的に作用し、全車軸の密着レベルを増加させることができるが、最初の３車軸ボギー台車で効果的である（６車軸機関車の場合）。
【００６５】
トラクション係数とは、２つの表面の接触領域における接線方向のトラクション力と垂直力との比（Ｔ／Ｎ）を意味する。本明細書に記載のツインディスク機実験のケースでは、ＣｏＴはディスクに適用されるトルクと垂直力に基づいて計算された。本明細書に記載の材料および組成物は、それらが低密着条件下でＣｏＴの急速な増加を提供することが観察されたため選択された。多くの材料は、乾燥条件下で高いＣｏＴを示すが、同じ材料でも低密着条件下で適用されたとき、非常に緩やかな（又は遅い：slow）摩擦の増加を提供し得る。摩擦の緩やかな増加を提供する材料、または材料を含む組成物は、適用後に最終的に高い摩擦レベルを提供し得る。しかしながら、より高い摩擦レベルを達成するための時間の長さにより、これらの材料、またはこれらの材料を含む組成物は、低密着条件下での使用にはあまり適していない。同様に、適用後に摩擦の緩やかな増加を示し、長期間にわたって高い摩擦レベルを提供し得る材料または材料を含む組成物は、本明細書に記載の材料、または材料を含む組成物の適用率と比較したとき、望ましい密着強化効果を達成するためにより高い適用率（又は適用の割合：application rates）を必要とする場合もある。高摩擦レベルのみを提供する材料は、車輪、レール、または車輪とレールの両方の表面の摩耗率が高くなる可能性もある。本明細書に記載の特性を示す密着強化材料、および密着強化材料を含む組成物は、任意の正の摩擦特性に加えて、低密着条件下において、鉄道規制および運転条件（トラクションまたはブレーキ）に非常に依存し得る運転摩擦レベルに対する、摩擦の急激な増加を提供する。この特性（ＣｏＴの急激な増加）は、実稼働条件（又は現場条件：field conditions）下での密着の最小安全レベルと相関する。さらに、本明細書に記載の材料または材料を含む組成物は、鉄道砂（Ｆ５０砂）と同程度に車輪及び／又は線路の摩耗を増加させないという特性も示す。
【００６６】
「密着」という用語は、レール−車輪の境界面に作用する力を意味する。密着は、鉄道の車輪とレールの間の縦方向に伝達される接線方向の力である（例えば、Ｄ．Ｉ．Ｆｌｅｔｃｈｅｒ、Ｓ．Ｌｅｗｉｓ、連続可変クリープツインディスク機を使用した、摩耗と密着のモデリングをサポートするクリープ曲線測定、Ｗｅａｒ．２９８−２９９（２０１３）５７−６５を参照）。接線方向の力は、汚染物質、例えば、水、露、水の破片の混合物、水の破片のペースト、雪、雪の破片の混合物、高湿度、有機物の破片、葉、地面の葉、地面の葉／水ペースト、油、グリース、またはそれらの組み合わせ、の存在下で減少する場合がある。他の要因、例えば、列車速度（速度が上がると密着係数が低下する）、鋼表面の温度（温度が上がると密着係数が低下する）、レール表面または車輪表面の表面トポグラフィ（一般に粗い表面と比較して滑らかな表面が低い密着係数を有する）、も密着に影響を与える可能性がある。本明細書に記載の密着強化組成物は、低い密着に対処するために、レール、車輪、またはレールと車輪の両方の表面の迅速で局所的な処理のために、局所的に適用され得る。
【００６７】
密着は、いくつかのデバイス、例えば、列車に取り付けられた車輪滑走および車輪滑り検出システム（例えば、車輪の回転速度、および２つの車輪の回転速度の任意の差を検出する；米国特許第４０７１２８２号；米国特許第３８６７６４７号）を使用して、または、ラボ内で、ディスク機のピン、ディスク機のボール、ツインディスク機（例：Ｆｌｅｔｃｈｅｒなど、２０１３）、または本明細書に記載のツインディスク機（図８を参照）、を使用して測定され得る。本明細書に記載のツインディスク機を使用すると、ツインディスク機への試験材料または組成物の適用後に、ツインディスク間のトラクション係数（ＣｏＴ）の変化率を評価することにより、密着性が特徴付けられ得る。このシステムでは、ＣｏＴの増加率は、密着強化または密着増加の指標である。試験材料を適用した後のＣｏＴの変化率を、砂などの標準または対照材料の変化率と比較することができる。対照材料（砂）と比較したとき、試験材料の適用後のトラクション係数の変化率のより大きな増加は、密着の増加または強化の指標である。実稼働条件下では、密着の増加は、トラクションの増加、ならびに車輪の滑走および車輪のスリップの減少をもたらす。本明細書に記載のツインディスク装置を使用して決定される、約０．００１〜約０．０３９、またはそれらの間の任意の量のＣｏＴ増加率１／ｓは、密着強化剤として効果のある材料または材料を含む組成物の指標である。例えば、０．００１、０．０１２、０．０１４、０．０１６、０．０１８、０．０２０、０．０２２、０．０２４、０．０２６、０．０２８、０．０３０、０．０３２、０．０３４、０．０３６、０．０３８、０．０３９またはそれらの間の任意の量のＣｏＴ増加率１／ｓ）は密着強化剤として効果がある材料または材料を含む組成物の指標である。
【００６８】
トラクションの変化率は、２つの鋼表面間の密着性を高めるための、材料または組成物の有効性を決定するパラメータとして選択された。効果的な材料であるために、材料は、急速に増加する密着の特性を示すべきである。この特性は、安全な列車の運転に最低限必要な密着レベルと相関するためである。上記のように、密着を増加させる材料の有効性は、適用後のより長期間にわたって高い摩擦レベルを生み出すのみの材料とは対照的であるべきである。
【００６９】
従って、本明細書では、各々が、７以上のモース硬度値（または１０００以上のビッカース硬度）を有する、１つ以上の第１成分と、１つ以上の有機レオロジー添加剤とを含む組成物を車輪とレール表面との間の牽引が増加する十分な割合でレールに適用することであって、１つ以上の第１成分と１つ以上の有機レオロジー添加剤は約９０：１から約９９．９：０．１（ｗｔ／ｗｔ）の比率で存在し、その組成物は水を含まない、適用することを含む、レールシステムにおける車輪滑走および車輪スリップを低減する方法も記載する。密着強化組成物または材料は、以下に限定されないが、粉末形態、粉末コーティングを含む任意の適した形態で、または樹脂もしくは他のポリマー固体キャリアと組み合わせた固体スティックとして調製され得る。組成物または材料は、砂を適用するために使用されるもの、または米国特許第７３１１２７４号または米国特許第６７２２５８９号に記載されているものと同様の、標準的な列車に実装されている分配機構、ノズル、またはアプリケーターを使用して適用することができる。
【００７０】
本明細書では、各々が、７以上のモース硬度値（または１０００以上のビッカース硬度）を有する、１つ以上の第１成分と、各々が、約１〜７の測定可能なモース硬度値（または約１０〜約１０００のビッカース硬度）を有し、且つ液体を吸収する能力によって特徴付けられる、１つ以上の第２成分と、を含む組成物であって、１つ以上の第１成分と１つ以上の第２成分が約１：１０００から約１：０．１（ｗｔ／ｗｔ）の比率で存在する、組成物を、車輪とレール表面との間のトラクションが増加する十分な割合でレールに適用することを含む、レールシステムにおける車輪滑走および車輪スリップを低減する方法も提供される。さらに、モース硬度値が約１から約１０（または約１０〜約２２５０のビッカース硬度）と；材料１００ｇあたり２０〜１０００ｇの水を吸収する能力とを有することを特徴とする材料を、鋼表面の一方または両方に、車輪とレール表面との間のトラクションを増加させるのに十分な割合で適用することを含む、レールシステムの車輪の滑走および車輪のスリップを低減する方法が提供される。
【００７１】
この密着強化組成物または材料は、以下に限定されないが、粉末形態、粉末コーティング、フィルム、ペースト、液体を含む任意の適切な形態で、または樹脂もしくは他のポリマー固体キャリアと組み合わせた固体スティックとして調製することができる。組成物または材料が乾燥粒子として処方される(formulated)場合、その後組成物または材料は、砂を適用するために使用されるもの、または米国特許第７３１１２７４号または米国特許第６７２２５８９号に記載されているものと同様の標準的な列車に実装されている分配機構、ノズル、またはアプリケーターを使用して適用することができる。さらに、密着強化材料または組成物がペーストまたは液体の形態で適用される場合、その後密着強化材料または組成物は、米国特許第７２７３１３１号、米国特許第８９５５６４５号、国際公開第２０１１／１４３７６５号または国際公開第２０１３／０６７６２８号（その各々が参照により本明細書に組み込まれる）に記載の沿線システム(wayside system)を用いて適用され得る。
【００７２】
（低密着シミュレーション）
本明細書に記載する方法では、互いに滑り接触または転がり滑り接触している２つの表面間の低密着状態は、ツインディスク機（図８を参照）を使用し、ディスクをさまざまな低 密着条件にさらすことによって、実験室環境（またはラボ環境：laboratory setting）でシミュレーションされ得る。ツインディスク機の両ディスクは、高品質のレールから得られ、１０ｍｍの接触トラック（又は左右の間隔：track）の幅で５０ｍｍの直径に機械加工された。車輪セットの加速／ブレーキ（クリープ）をシミュレーションするために、ディスクの一方を他方よりも高速で回転させて試験を実行した。マスターディスクには、全試験で、約５００ｒｐｍまたは約２０ｒｐｍの公称速度が使用され、全試験で平均最大接触圧力は１０３３ＭＰａ（約３．６ｋＮ荷重）、および約１．５％クリープであった。
【００７３】
純砂（左）および９９：１の比率の砂とＶａｎｚａｎＴＭＤ（右）を適用したときの水汚染条件下のツインディスク機の視覚表示を図１（ｂ）に示す。純砂または有機レオロジー添加剤（ＶａｎｚａｎＴＭＤキサンタンガム）添加剤を含む砂を適用する間の水汚染条件下でのディスクの視覚的外観には大きな違いがある。後者のケースでは、かなりの量の水スラリーがランニングバンド(running band)の側面に押し出される。
【００７４】
図１（ｃ）に示すように、市販のトラクションゲル、および９８：２（ｗｔ／ｗｔ）の比率の乾燥砂とＶａｎｚａｎＴＭＤの混合物の、トラクション係数の変化率を比較し、ＶａｎｚａｎＴＭＤを混合した乾燥砂と市販の液体トラクションゲルの両方の追加は、ＣｏＴの初期の低下をもたらした。しかしながら、水及び／又は溶媒がないため、乾燥混合物のトラクションレベルは大幅に速く回復した。本例は、１つ以上の第１成分および１つ以上の有機レオロジー添加剤を含み、１つ以上の第１成分と１つ以上の有機レオロジー添加剤とは、約９０：１から約９９．９：０．１の比率で存在する、乾燥密着強化組成物の適用後、互いにトラクション接触、滑り接触または転がり滑り接触している表面間の、改善されたトラクション係数増加率を実証する。
【００７５】
（低密着−紙の汚染）
図２を参照すると、紙を汚染物質として、典型的なツインディスク分析の標準的な時間経過を示す。紙の汚染シミュレーションでは、ツインディスク機を２０ｒｐｍ、１０３３ＭＰａの接触圧、１．５％のスリップの乾燥条件下で動作させた。回転ディスクの接触領域に、約０．４ｍＬ／ｍｉｎまたは０．６ｍＬ／ｍｉｎの速度（又は割合：rate）で２０サイクル水を添加した。水を添加は、回転ディスク間のトラクションレベルの急激な低下をもたらした。１０サイクル水を添加後、１６０ｘ２０ｍｍの紙片（０．１未満のＣｏＴで低密着条件を達成するために紙を使用した）をディスクの間に挿入し、水の適用を続けた。次に、レオロジー添加剤（２０ｍｇ）を回転ディスクの接触領域に直接適用し、同時に連続的な水の適用を停止した。２０ｍｇの異なるレオロジー添加剤の添加により、ＣｏＴが初期に増加し、その後、最終的なトラクションレベルの回復前に、ＣｏＴが徐々に減少した。材料または組成物を適用した後のトラクション係数増加率は、同じ条件下での砂の適用と比較したときの密着強化の指標である。しかしながら、試験した全材料のうち、Ｍｅｃｅｌｌｏｓｅ  ＰＭＣ４０Ｈ、ＣＭＣ  Ｐ１−８０００、およびＶａｎｚａｎＴＭＤなどの多糖類増粘剤の適用により、他の材料（５１０秒後）と比較して、トラクション回復が大幅に高速化した（約３００秒後）。
【００７６】
図３（ａ）を参照すると、純砂の添加により、ＣｏＴが初期に増加し、その後約２１０秒で最終的なトラクションレベルが回復する前に、ＣｏＴが徐々に減少した。砂とＶａｎｚａｎＴＭＤキサンタンガムを混ぜたもの（９５：５の比率）の添加により、ＣｏＴが初期に増加し、その後ＣｏＴが徐々に減少したが、最終的なトラクションレベルの回復が約３００秒後にかなり速く起こった。
【００７７】
図３（ｂ）を参照すると、純Ａｌ２Ｏ３の添加により、ＣｏＴが初期に増加し、その後、約９５０秒後最終的なトラクションレベルの回復前に、ＣｏＴが徐々に減少した。また、２３０秒でＡｌ２Ｏ３とＶａｎｚａｎＴＭＤキサンタンガムと混合したもの（９８：２の比率）の添加により、ＣｏＴが初期に増加し、その後ＣｏＴが徐々に減少したが、最終的なトラクションレベルの回復が約３４０秒後にかなり速く起こった。
【００７８】
（低密着−葉の汚染）
図１（ａ）を参照すると、葉片を汚染物質として、典型的なツインディスク分析の標準的な時間経過を示し、ツインディスク機を、ディスク間に酸化物の層と摩耗粒子を生成し、ディスク間に約０．４〜約０．６のトラクション係数を生じさせるために、５００ｒｐｍ、３．６ｋＮ荷重（１０３３  ＭＰａ）、および１．５％クリープで５００サイクルの条件下で運転させた。シリンジポンプを約０．５ｍＬ／ｍｉｎの速度で使用することにより、回転ディスクの接触領域に水を添加した。水の添加により、回転ディスク間のトラクションレベルが急激に低下した。次に、回転ディスク間のトラクション係数が約０．１０から約０．２５に平衡化するまで、ディスクを連続した水の適用と共に追加で５００サイクル運転した。その後、様々なサイズの乾燥葉片（３００ｍｇ）を、添加された水の存在下で回転ディスクの接触領域に直接適用した。乾燥葉の適用と連続的な水の適用との組み合わせにより、２つの回転ディスク間のトラクションレベルがさらに低下した。ディスク間のトラクション係数が約０．０１〜約０．０５で平衡するまで、回転ディスクをさらに５００サイクル運転させた。次に、密着強化材料または組成物を回転ディスクの接触領域に直接適用し、連続的な水の適用を同時に停止した。ディスクをさらに５００サイクル運転させ、密着強化組成物追加後の初期１０秒間にわたる回転ディスク間のトラクション係数変化率を測定した。これらの測定から、組成物の適用に起因するトラクション係数の増加率（すなわち、密着強化追加後の初期１０秒にわたるトラクション係数の増加または減少）が導き出された。材料または組成物を適用した後のトラクション係数の割合の増加は、同じ条件下での砂の適用と比較したときの密着強化の指標である。
【００７９】
密着強化材料または組成物は、約５０〜約５００ｍｇ、またはそれらの間の任意の量の様々な量で、粉末形態で適用された。例えば、密着強化材料または組成物は、５０、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５、９０、９５、１００、１１０、１２０、１３０、１４０、１５０、１６０、１７０、１８０、１９０、２００、２１０、２２０、２３０、２４０、２５０、２６０、２７０、２８０、２９０、３００、３２０、３４０、３６０、３８０、４００、４２０、４４０、４６０、４８０、５００ｍｇ、またはそれらの間の任意の量で適用された。また、密着強化材料または組成物は、表面に適用される密着強化材料または組成物の量が上記で規定された量であるという条件で、ペースト、フィルム、または固体スティックとして適用されてもよい。
【００８０】
図４（ａ）に関して、葉／水汚染下での２００ｍｇの純Ａｌ２Ｏ３およびＡｌ２Ｏ３とＶａｎｚａｎＴＭＤキサンタンガムの９５：５混合物（２０ｒｐｍディスク速度で０．６ｍＬ／ｍｉｎの水適用速度）の性能を示す。純Ａｌ２Ｏ３の追加により、ＣｏＴが初期に増加し、その後、約６１０秒の最終的なトラクションレベルの回復前に、ＣｏＴが徐々に減少した。Ａｌ２Ｏ３とＶａｎｚａｎＴＭＤキサンタンガムの混合物（９５：５の比率）の追加により、ＣｏＴが初期に増加し、その後ＣｏＴが徐々に減少したが、最終的なトラクションレベルの回復は３５０秒後にかなり早く起こった。
【００８１】
図４（ｂ）に関して、葉／水汚染下（５００ｒｐｍのディスク速度で０．４ｍＬ／ｍｉｎの水適用速度）での、２００ｍｇの純砂およびＣＣＬキサンタンガムとの９５：５混合物の性能を示す。純砂の追加により、ＣｏＴが初期に増加し、その後４５０秒後の最終的なトラクションレベルの回復前に、ＣｏＴが徐々に減少した。ＣＣＬキサンタンガムと混合した砂の追加により、ＣｏＴが初期に増加し、その後ＣｏＴが徐々に減少したが、最終的な牽引力の回復は約３７０秒後にかなり早く起こった。
【００８２】
図４（ｃ）に関して、葉／水汚染下（５００ｒｐｍのディスク速度で０．４ｍＬ／ｍｉｎの水適用速度）で、２００ｍｇの純Ａｌ２Ｏ３と、Ａｌ２Ｏ３とＣＣＬキサンタンガムとの９５：５混合物の性能を示す。純Ａｌ２Ｏ３の追加により、ＣｏＴが初期に増加し、その後、約３８０秒での最終的なトラクションレベルの回復前に、ＣｏＴが徐々に減少した。Ａｌ２Ｏ３とＣＣＬキサンタンガムと混合物（９５：５比）の追加により、ＣｏＴが初期に増加し、その後ＣｏＴが徐々に減少したが、３５０秒後に最終的なトラクションレベルの回復がかなり早く起こった。
【００８３】
図４（ｄ）について、葉／水汚染（５００ｒｐｍディスク速度）下で、１００ｍｇのＨＩ−ＳＩＬＴＭＴ８００およびＨＩ−ＳＩＬＴＭＴ８００とＶａｎｚａｎＴＭＤキサンタンガムとの９５：５混合物の性能を示す。ＨＩ−ＳＩＬＴＭＴ８００の追加により、ＣｏＴが徐々に増加した。ＨＩ−ＳＩＬＴＭＴ８００とＶａｎｚａｎＴＭＤキサンタンガムとの混合物（９０：１０の比率）の追加により、ＣｏＴは徐々に増加したが、かなり早かった。
【００８４】
９８：２の比率での乾燥砂とＶａｎｚａｎＴＭＤの混合物の性能を、乾燥砂と市販のトラクションゲルと比較した。図４（ｅ）に示すように、葉／水汚染下で、全材料の追加により、ＣｏＴが初期に増加し、その後、最終的なトラクションレベルの回復前に、ＣｏＴが徐々に減少した。しかしながら、最終的なトラクションレベルの回復は、砂とＶａｎｚａｎＴＭＤの乾燥混合物の場合、大幅に早く起こった。
【００８５】
（低密着−石鹸の汚染）
乾燥Ａｌ２Ｏ３、炭化ケイ素、および砂の性能を、これらの材料とＶａｎｚａｎＴＭＤとの乾燥混合物のものと比較した。図５（ａ）に示すように、９９：１の比率のＡｌ２Ｏ３とＶａｎｚａｎＴＭＤの乾燥混合物は、乾燥Ａｌ２Ｏ３単独と比較して、大幅に高いＣｏＴを提供した。図５（ｂ）に示すように、９８：２の比率の炭化ケイ素とＶａｎｚａｎＴＭＤの乾燥混合物は、乾燥炭化ケイ素単独と比較して大幅に高いＣｏＴを提供した。図５（ｃ）に示すように、９９：１の比の砂とＶａｎｚａｎＴＭＤの乾燥混合物は、乾燥砂単独と比較して、大幅に高いＣｏＴを提供した。
【００８６】
９８：２の比率の乾燥砂とＶａｎｚａｎＴＭＤの混合物の性能を、乾燥砂と市販のトラクションゲルと比較した。図５（ｄ）に示すように、石鹸水汚染下で、全材料の追加により、ＣｏＴが初期に増加し、その後、最終的なトラクションレベルの回復前に、ＣｏＴが徐々に減少した。しかしながら、最終的なトラクションレベルの回復は、砂とＶａｎｚａｎＴＭＤの乾燥混合物の場合、大幅に早く起こった。
【００８７】
（低密着−油の汚染）
図７（ａ）を参照すると、油を汚染物質として、典型的なツインディスク分析の標準的な時間経過を示す。油汚染シミュレーションでは、３０ｍｇの石油系油（グループＩＩＩ基油）を、回転ディスクの１つの１０ｍｍ幅の接触帯領域の３つの異なるスポットに適用した。ディスクを、０．１ｋＮの負荷で２０ｒｐｍで回転させた。ディスクは、油を適用した後、４０サイクル（約２分）回転させたままにしました。その後、ディスクは完全に停止し、初期の負荷は取り除かれた。標準試験条件は、５００ｒｐｍ、３．６ｋＮ負荷（１０３３ＭＰａ）、１．５％クリープでのディスク回転を含んだ。次に、密着強化材料または組成物を、約５０から約２００ｍｇまでのさまざまな量で、回転ディスクの接触領域に直接適用し、ディスクを１０００サイクル運転させた。密着強化適用後のディスクとトラック（又は線路：track）間のトラクション係数の増加を１０秒間にわたって測定し、密着強化組成物の適用に起因するトラクション係数変化率の、増加または減少のいずれかを計算した。
【００８８】
密着強化材料または組成物は、約５０〜約２００ｍｇまたはそれらの間の任意の量のさまざまな量で、粉末形態で適用された。例えば、密着強化材料または組成物は、５０、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５、９０、９５、１００、１１０、１２０、１３０、１４０、１５０、１６０、１７０、１８０、１９０、２００ｍｇ、またはそれらの間の任意の量で適用された。しかしながら、車輪と線路の間の界面にある液体をできるだけ多く吸収するために、より多量の密着材料または組成物を適用してもよい。また、密着強化材料または組成物は、表面に適用される密着強化材料または組成物の量が上記で規定された量であるという条件で、ペースト、フィルム、または固体スティックとして適用されてもよい。
【００８９】
（密着強化剤）
【００９０】
図６（ａ）、６（ｂ）、７（ｂ）および７（ｃ）を参照すると、汚染物質が葉片である（図６（ａ）および６（ｂ））または汚染物質が油である（図７（ｂ）および７（ｃ））条件下で、さまざまな密着強化材料の候補が試験された。
【００９１】
図６（ａ）および７（ｂ）に示すように、７超のモース硬度値を有する材料の全ては、トラクション係数の割合の増加を示し、密着強化組成物として使用され得る（１００ｍｇの量で適用され得る）。７以上のモース硬度値（または１０００以上のビッカース硬度）を有する材料には、以下に限定されないが、炭化物系化合物、両性酸化物系化合物、およびそれらの任意の組み合わせが含まれる。例えば、いかなる方法においても限定と見なされるべきではないが、これらの化合物には、炭化物系化合物、両性酸化物系化合物、酸化ジルコニウム系化合物、およびそれらの任意の組み合わせが含まれ得る。炭化物には、以下に限定されないが、炭化ホウ素および炭化ケイ素が含まれる。両性酸化物には、以下に限定されないが、酸化アルミニウム材料（例えば、Ａｌ２Ｏ３）、シリカ系化合物（例えば、ＳｉＯ２砂）、酸化ジルコニウム系化合物、およびそれらの組み合わせが含まれる。
【００９２】
材料の量を増やしてツインディスクに適用したとき、同様の結果が観察されたが、密着強化の増加はより顕著であった（図６（ｂ）、７（ｃ）および８を参照）。
【００９３】
図６（ａ）、６（ｂ）、７（ｂ）および７（ｃ）に示すいくつかの密着強化材料は、モース硬度が７超（ビッカース硬度が１０００超）で、砂（Ｆ５０砂）よりも性能がよく（又はより良く作用し：performed better）、これらの材料は、葉片または油で汚染された条件での密着強化材料としての使用によく適している。これらの材料には、炭化ホウ素、炭化ケイ素、白色アルミナ、アルミナジルコニア、か焼アルミナ＃Ａ−１２＃３２５、黒色炭化ホウ素、褐色酸化アルミナ＃２８０、ケイ砂＃１４０−２７０、ケイ砂＃７０−１００、ケイ砂＃３５−５０、またはそれらの組み合わせが含まれる。
【００９４】
しかしながら、７超のモース硬度値を有する材料の全て（図６（ａ）および７（ｂ）を参照）は、試験条件下でのトラクション係数の増加率を高めるのに効果的であったため、これら材料のいずれも、単独で使用するか、または、混合物（密着強化組成物）がツインディスクマシンを使用して本明細書で規定の条件下で試験したときのトラクション係数変化率の増加を示すという条件で、本明細書に記載の１つ以上の有機レオロジー添加剤または１つ以上の第２成分と混合し、密着強化組成物として使用できる。
【００９５】
図２、３（ａ）、３（ｂ）、４（ａ）、４（ｂ）、４（ｃ）、４（ｄ）、４（ｅ）、５（ａ）、５（ｂ）、５（ｃ）および５（ｄ）を参照すると、密着強化組成物は、１つ以上の第１成分および１つ以上の有機レオロジー添加剤を含み得る。これらの材料は、それ自体が第１成分よりも性能がよいためである。従って、これらの乾燥材料は、さまざまな汚染条件での密着強化材料としての使用によく適している。有機レオロジー添加剤には、密着強化剤として、または密着強化組成物の中で使用できるもの、キサンタンガム（例えば、ＶａｎｚａｎＴＭ（例えば、ＶａｎｚａｎＴＭＤ）またはＣＣＬキサンタンガム）、有機ポリマー吸収剤（例えば、アクリル、超吸収性ポリマー）、セルロース系材料（例えば、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、カルボキシ−ヒドロキシメチルセルロース（ＣＨＭＣ；ＭＥＴＨＯＣＥＬＴＭ）およびエトキシメチルセルロース（ＥＭＣ））、多糖類（例えば、キトサンまたは澱粉）またはそれらの任意の組み合わせが含まれる。１つ以上の有機レオロジー添加剤は、ＶａｎｚａｎＴＭＤ、Ｍｅｃｅｌｌｏｓｅ  ＰＭＣ４０ＨまたはＣＭＣ  Ｐ１−８０００でもよい。有機レオロジー添加剤は、非有機レオロジー添加剤、市販の液体トラクションゲル、および１つ以上の第１成分それ自体と比較して、ツインディスク機を使用して本明細書で規定された条件下で試験したとき、トラクション係数の変化率のより早い増加を示す。理論に拘束されるものではないが、７以上のモース硬度値（１０００以上のビッカース硬度）の１つ以上の第１成分と１つ以上の有機レオロジー添加剤とを含む組成物であって、  １つ以上の第１成分および１つ以上の有機レオロジー添加剤は、約９０：１から約９９．９：０１（ｗｔ／ｗｔ）の比率で存在し、水を含まない組成物は、さまざまな種類の汚染物質に対して、幅広い適用率で密着強化組成物として機能し得る。
【００９６】
ツインディスク機を使用して本明細書で規定された条件下で試験したとき、密着強化組成物がトラクション係数の変化率の増加を示すという条件で、密着強化剤として使用するために、１つ以上の有機レオロジー添加剤を１つ以上の第１成分と混合して、１つ以上の有機レオロジー添加剤と混合した１つ以上の第１成分を含む混合物を形成してもよい。１つ以上の第１成分および有機レオロジー添加剤は、混合物（密着強化組成物）が、ツインディスク機を使用して本明細書で規定された条件下で試験したとき、トラクション係数の変化率の増加を示すという条件で、任意の適切な比率、例えば約９０：１０、約９１：９、約９２：８、約９３：７、約９６：４、約９５：５、約９６：４、約９７：３、約９８：２、約９９：１、約９９．９：０．１（ｗｔ／ｗｔ）、またはそれらの間の任意の量で存在してもよい。密着強化組成物は水を含まなくてもよい。
【００９７】
有機レオロジー添加剤のいくつかは、試験条件下でのトラクション係数の増加率の増大にも効果的であり、Ｆ５０砂より大きいトラクション係数の増加を示した。これらの添加剤は、単独で使用するか、混合物（密着強化組成物）がツインディスクマシンを使用して本明細書で規定された条件下で試験したときトラクション係数の変化率の増加を示すという条件で、本明細書に記載の１つ以上の第１成分と混合して密着強化組成物として使用することができる。
【００９８】
図６（ａ）、６（ｂ）、７（ｂ）および７（ｃ）を参照すると、密着強化組成物はまた、約４〜約７のモース硬度値（または、約３００〜約１０００のビッカース硬度）を有する１つ以上の第２成分を含んでもよく、または１つ以上の第２成分は、約１〜約７のモース硬度値（約１０〜約１０００のビッカース硬度）を有する材料を含んでもよい。これらの材料は、砂（Ｆ５０砂）よりも性能がよいためである。従って、これらの材料は、葉片または油で汚染された条件での密着強化材料としての使用によく適している。４〜７のモース硬度値を有する材料には、密着強化剤として、または密着強化組成物の中で使用できるものが含まれ、シリカ系化合物、酸化第二鉄系化合物、両性酸化物系化合物、  アルカリ土類金属酸化物系化合物、フィロケイ酸塩系化合物、アルミノケイ酸塩化合物、多孔質またはモレキュラーシーブ材料、およびそれらの組み合わせが含まれる。例えば、両性酸化物系化合物は、アルミニウム、ジルコニウム、鉄、亜鉛、マグネシウム、酸化ケイ素の群から選択してもよく、シリカ系化合物は、結晶性シリカ、砂、非晶質シリカ、シリカゲル、合成沈降シリカ、珪藻土の群から選択してもよく、フィロケイ酸塩系化合物は、粘土、マイカ、タルクの群から選択してもよく、アルミノケイ酸塩化合物は、鉱物、ゼオライトの群から選択してもよく、多孔質またはモレキュラーシーブ材料は、シリカゲル、ゼオライトの群から選択してもよい。第２成分として使用できる追加の材料には、以下に限定されないが、シリカ系材料（例えばシリカゲル、ＨＩ−ＳＩＬＴＭＴ８００シリカ、ＬＯ−ＶＥＬＴＭ２７）、酸化第二鉄系化合物（例えば、酸化鉄、Ｆｅ２Ｏ３、Ｆｅ３Ｏ４、酸化第二鉄、ヘマタイト、Ｂａｙｆｅｒｒｏｘ（登録商標）１３０）、アルカリ土類金属酸化物系化合物（例えばＭｇＯ）、両性系酸化物、例えば酸化亜鉛系化合物、ＭｇＯ、ＺｎＯ、酸化鉄、フィロケイ酸塩系化合物（例えば、Ｋａｍｉｎ７０カオリン）、アルミナ系製品、例えばベーマイト、アルミナ一水和物、ＡｌＯＯＨ、バイヤライト、Ａｌ（ＯＨ）３（Ｄｉｓｐｅｒａｌ（登録商標）製品）、または有機ポリマー吸収剤、例えばアクリル、超吸収性ポリマー、またはセルロース系材料、例えばカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、カルボキシヒドロキシメチルセルロース（ＣＨＭＣ；ＭＥＴＨＯＣＥＬＴＭ）、エトキシメチルセルロース（ＥＭＣ）、およびそれらの組み合わせが含まれる。非限定的な例では、４〜７のモース硬度値を有する１つ以上の化合物は、シリカ系化合物（例えば、シリカゲル、ＨＩ−ＳＩＬＴＭＴ８００シリカ、ＬＯ−ＶＥＬＴＭ２７）、酸化第二鉄系化合物（例えば、ヘマタイト、Ｂａｙｆｅｒｒｏｘ（登録商標）１３０）、アルカリ土類金属酸化物系化合物（例、ＭｇＯ）、両性系酸化物（例、酸化亜鉛系化合物、ＭｇＯ、ＺｎＯ、酸化鉄）、フィロケイ酸塩系化合物（例えば、Ｋａｍｉｎ７０カオリン）、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される。さらに、１つ以上の第２成分は、１〜７のモース硬度値を有するものとして規定されてもよく、単に特定された材料に加えて、それらは、Ｄｉｓｐｅｒｓａｌ（登録商標）ＨＰ１４／７、Ｎｉｃｒｏｎ（登録商標）３５３タルク���Ｎｉｃｒｏｎ（登録商標）６０４タルク、Ｖｏｌｃｌａｙ（登録商標）ベントナイト、マイカＣ４０００、ＬＢ−１０１１カーボンブラック、マイカＣＤ−３２００、Ｋａｍｉｎ９０カオリン、Ａｔｔａｇｅｌ（登録商標）１９、Ａｔｔａｇｅｌ（登録商標）５０、Ｄｉｓｐｅｒａｌ（登録商標）ＨＰ１４／７、マイカＳｕｚｏｒｉｔｅ（登録商標）６０Ｚ、ＢａＳＯ４Ｃｉｍｂａｒ  ＸＦ、炭酸カルシウム、ガーネット＃３０−６０、マイカＣＤ−３２００、ＬＢ−１０１１カーボンブラック、Ａｔｔａｇｅｌ（登録商標）（アタパルジャイトまたはパリゴルスカイト；マグネシウムアルミニウムフィロケイ酸塩；（Ｍｇ、Ａｌ）２Ｓｉ４Ｏ１０（ＯＨ）４（Ｈ２Ｏ））、硫酸マグネシウム、Ｚｅｏｍａｘ  ３０ＬＭ（ゼオライト）、バーミキュライト、膨潤性粘土、またはそれらの任意の組み合わせも含んでもよい。
【００９９】
１〜４のモース硬度値を有するものとして規定される１つ以上の第２成分、例えば、カーボネート系化合物（例えばＣａＣＯ３）、マグネシウムケイ酸塩系化合物（例えばタルク、Ｎｉｃｒｏｎ（登録商標）６０４タルク、Ａｔｔａｇｅｌ（登録商標）５０、Ａｔｔａｇｅｌ（登録商標）１９）、ベントナイト系化合物、ベーマイト系化合物（例えば、Ｄｉｓｐｅｒａｌ（登録商標）１４／７）、フィロケイ酸塩系化合物（例えば、Ｋａｍｉｎ９０カオリン）、白雲母系化合物（ＩｍｅｒｙｓＴＭ  Ｃ−４０００ＴＭ）、およびゼオライト系化合物（例えば、ＺｅｏｍａｘＴＭ３０ＬＭ）は、密着強化組成物が、ツインディスクマシンを使用して、本明細書で規定されている条件下で試験したときトラクション係数の変化率の増加を示すという条件で、１つ以上の第１成分と混合して、密着強化剤として使用するために、１つ以上の第２成分と混合した１つ以上の第１成分を含む混合物を形成してもよい。
【０１００】
図６（ａ）、６（ｂ）、７（ｂ）および７（ｃ）に示す、モース硬度が７未満（ビッカース硬度が１０００未満）の材料のいくつかは、試験条件下でのトラクション係数の増加率を増大させるのに効果的でもあり、Ｆ５０砂よりも大きいトラクション係数の増加を示した。これらの材料（例えば、ＨＩ−ＳＩＬＴＭＴ８００シリカ、シリカゲル、ＬＯ−ＶＥＬ２７ＴＭ、酸化鉄、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、Ｎｉｃｒｏｎ（登録商標）６０４タルク、Ｖｏｌｃｌａｙ（登録商標）ベントナイト、Ａｔｔａｇｅｌ（登録商標）５０、Ａｔｔａｇｅｌ（登録商標）１９、マイカＣ４０００、ＬＢ−１０１１カーボンブラック、マイカＣＤ−３２００、Ｋａｍｉｎ９０カオリン、Ｄｉｓｐｅｒａｌ（登録商標）ＨＰ１４／７、マイカＳｕｚｏｒｉｔｅ（登録商標）６０Ｚ、ＢａＳＯ４  Ｃｉｍｂａｒ  ＸＦ）を単独で使用してもよく、混合物（密着強化組成物）が、ツインディスク機を使用して、本明細書で規定される条件下で試験されたとき、トラクション係数の変化率の増加を示すという条件で、本明細書に記載の１つ以上の第１成分または第２成分と混合して、密着強化組成物として使用してもよい。好ましくは、１つの材料がそれ自体で密着強化剤として使用される場合、その後（上記で規定されたように）その材料は液体を吸収できるという特性も示す。
【０１０１】
非限定的な例では、密着強化組成物は、７以上のモース硬度値を有する１つ以上の第１成分を含んでもよい。例えば、第１成分は炭化ホウ素でもよい。さらに、１つ以上の第１成分は、別の第１成分（７を超えるモース硬度を有する）、または約１〜約７、または約４〜約７のモース硬度を有し、液体、例えば以下に限定されないが、水、水混合物、汚染された水、油、グリース、またはそれらの組み合わせを吸収する特性を示す、第２成分と混合されてもよい。２つ以上の第１成分、または第１成分および第２成分は、任意の適切な比率、例えば約１：１０００、約１：１００、約１：７５、約１：５０、約１：２５、約１：１５、約１：１０、約１：９、約１：８、約１：７、約１：６、約１：５、約１：４、約１：３、約１  ：２、約１：０．１の比率で存在してもよい。例えば、２つ以上の第１成分、または第１成分および第２成分は、混合物（密着強化組成物）が、ツインディスク機を使用して本明細書で規定された条件下で試験したとき、トラクション係数の変化率の増加を示すという条件で、約１：１０００、１：９５０、１：９００、１：８５０、１：８００、１：７５０、１：７００、１：６５０、１：６００、１：５５０、１：５００、１：４５０、１：４００、１：３５０、１：３００、１：２５０、１：２００、１：１５０、１：１００、１：７５、１：５０、１：２５、１：２０、１：１５、１：１４、１：１３、１：１２、１：１１、１：１０、１：９、１：８、１：７、１：６、１：５、１：４、１：３、１：２、１：１、１：０．９、１：０．８、１：０．７、１：０．６、１：０．５、１：０．４、１：０．３、１：０．２、１：０．１（ｗｔ／ｗｔ）、またはそれらの間の任意の量の比率で存在してもよい。
【０１０２】
さらに、密着強化組成物は、約１〜約７のモース硬度値（または約１０〜約１０００のビッカース硬度）を有する２つ以上の第２成分を含んでもよく、２つ以上の成分は任意の適切な比率で存在し得る。例えば、約４〜約７のモース硬度値（または約３００〜約１０００のビッカース硬度）を有する２つの成分を含む密着強化組成物では、２つの成分は約１：１０００、約１：１００、約１：７５、約１：５０、約１：２５、約１：１５、約１：１０、約１：９、約１：８、約１：７、約１：６、約１：５、約１：４、約１：３、約１：２、約１：１の比率で存在し得る。例えば、混合物（密着強化組成物）が、ツインディスク機を使用して本明細書で規定された条件下で試験したとき、トラクション係数の変化率の増加を示すという条件で、２つ以上の第１成分、または第１成分および第２成分は、約１：１０００、１：９５０、１：９００、１：８５０、１：８００、１：７５０、１：７００、１：６５０、１：６００、１：５５０、１：５００、１：４５０、１：４００、１：３５０、１：３００、１：２５０、１：２００、１：１５０、１：１００、１：７５、１：５０、１：２５、１：２０、１：１５、１：１４、１：１３、１：１２、１：１１、１：１０、１：９、１：８、１：７、１：６、１：５、１：４、１：３、１：２、１：１、１：０．９、１：０．８、１：０．７、１：０．６、１：０．５、１：０．４、１：０．３、１：０．２、１：０．１（ｗｔ／ｗｔ）、もしくはそれらの間の任意の量、または、例えば、約１：１０、約５：９５、約１０：９０、もしくは約１５：８５（ｗｔ／ｗｔ）の比率で存在し得る。
【０１０３】
１つ以上の第２成分を含む組成物は、（本明細書で記載されるような）液体、例えば水、汚染水、油、またはそれらの組み合わせを吸収する能力を示し、第２成分は「吸収材料」と称することがある。従って、第２成分は、約１から約７の測定可能なモース硬度値（約１０から約１０００のビッカース硬度）、および測定可能な液体を吸収する能力を示す。
【０１０４】
図６（ｃ）および７（ｄ）を参照して示すように、トラクション係数の割合は、葉（図６（ｃ））または油（図７（ｂ）および７（ｄ））で汚染された条件下で、密着強化剤の吸収能力の増加に伴い増加する。従って、液体、例えば、以下に限定されないが、油、水、汚染水、油−水混合物を吸収する能力が大きい吸収材料は、一般に、滑り接触または転がり滑り接触している表面間の増加したトラクション係数を示す。さらに、液体を吸収する能力を示す密着強化材料、例えば、材料１００ｇあたり約２０  ｇの液体、材料１００ｇあたり５００ｇの液体、またはそれらの間の任意の量を吸収できる材料（図６（ｃ）、および７（ｄ）参照）は、より高い適用率（例えば２００ｍｇ、図７（ｄ））で、トラクション係数の増加においてより大きな割合を提供する。例えば、密着強化材料は、材料１００ｇあたり約２０、２２、２４、２６、２８、３０、３２、３４、３６、３８、４０、４２、４４、４６、４８、５０、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５、９０、９５、１００、１２０、１４０、１６０、１８０、２００、２２０、２４０、２６０、２８０、３００、３２０、３４０、３６０、３８０、４００、４２０、４４０、４６０、４８０、５００、５２０、５４０、５６０、５８０、６００、６２０、６４０、６６０、６８０、７００、７２０、７４０、７６０、７８０、８００、８２０、８４０、８６０、８８０、９００、９２０、９４０、９６０、９８０、１０００ｇ、またはそれらの間の任意の量の水由来の液体を吸収する能力を示す材料を含む。
【０１０５】
本開示に係る組成物の非限定的な例は、７以上のモース硬度値を有する材料（第１成分または研磨剤）として炭化ホウ素と；吸収材としてＨＩ−ＳＩＬＴＭＴ８００シリカ（第２成分または吸収剤）とを含んでもよく、炭化ホウ素とＨＩ−ＳＩＬＴＭＴ８００シリカは、９５：５、９０：１０、８５：１５、７０：３０、５０：５０、３０：７０の比率またはそれらの間の任意の量で提供される（図９（ａ）、９（ｃ）、および１０を参照）。あるいは、第２成分はシリカゲルでもよく、炭化ホウ素およびシリカゲルは、９５：５、９０：１０、８５：１５、７０：３０、５０：５０、３０：７０の比率、またはそれらの間の任意の量で提供され（図９（ｂ）および１０を参照）、または第２成分は、Ａｔｔａｇｅｌ（登録商標）５０でもよく、炭化ホウ素とＡｔｔａｇｅｌ（登録商標）が９５：５、９０：１０、８５：１５、７０：３０、５０：５０、３０：７０、またはそれらの間の任意の量で提供される（図９（ｄ）を参照）。図１０に示すように、第１成分はまた、以下に限定されないが、か焼酸化アルミニウムまたはＦ５０砂も含んでもよく、第２成分は、以下に限定されないが、ＨＩ−ＳＩＬＴＭＴ８００、Ａｔｔａｇｅｌ（登録商標）５０、シリカゲル、Ｋａｍｉｎ９０、ＭｇＯ、Ｆｅ２Ｏ３、マイカＣ４０００、Ｄｉｓｐｅｒｓａｌ（登録商標）ＨＰ１４／７、Ｎｉｃｒｏｎ６０４タルクをさらに含んでもよい。
【０１０６】
図９（ａ）は、ツインディスク機を使用して測定した、水と葉片が存在するときのトラクション係数の経時変化を示す。平衡化された装置に約２１０秒で連続給水が導入され、これにより、トラクション係数が初期に減少した。葉片は約２７０秒で（水と共に）追加され、２つの表面間のトラクション係数がさらに減少した。ＨＩ−ＳＩＬＴＭＴ８００シリカのみ（５０ｍｇ）、炭化ホウ素のみ（５０ｍｇ）、またはＨＩ−ＳＩＬＴＭＴ８００シリカと炭化ホウ素の混合物（７０：３０の比率で提供される、５０ｍｇ）のいずれかを含む密着強化剤を、約３３０秒で追加し、全ての処理でトラクション係数の増加が観察された。しかしながら、ＨＩ−ＳＩＬＴＭＴ８００シリカまたは炭化ホウ素のみと比較して、ＨＩ−ＳＩＬＴＭＴ８００シリカと炭化ホウ素の混合物を使用した場合、トラクション係数の増加率は連続的であり、大幅に増大した。炭化ホウ素単独では、トラクション係数が初期に増加し、その後、トラクション係数が一時的に減少し、そして第２の増加を示した。炭化ホウ素のみを使用して観察されたトラクション係数の減少は、炭化ホウ素とＨＩ−ＳＩＬＴＭＴ８００の組み合わせの使用では観察されなかった。
【０１０７】
低適用率条件下での吸収性材料の性能を改善するために、例えば５０ｍｇの密着強化剤、第１成分、例えば炭化ホウ素と、第２成分、例えばＨＩ−ＳＩＬＴＭＴ８００シリカ（図９（ｃ））またはシリカゲル（図９（ｂ））とを含む複合製品を試験した（図９（ａ）を参照）。低適用率（５０ｍｇ）下で、これらの複合製品は、第２成分のみ（すなわち、約１〜約７のモース硬度を有する吸収性材料）と比較したとき、より大きいトラクション係数の増加率（密着強化）を示した。図９（ｂ）および９（ｃ）に示すデータは、５〜１５％（ｗｔ／ｗｔ）の第１成分、例えば炭化ホウ素の、第２成分（吸収剤）への追加が、密着強化組成物の性能を大幅に改善するのに十分であることを実証している。本例では、乾燥粉末を少量の水で均一なペーストに混合した後、５００℃のオーブンで乾燥して組成物を調製した。
【０１０８】
さらに、図９（ｃ）に示すように、さまざまな比率で提供されるＨＩ−ＳＩＬＴＭＴ８００シリカと炭化ホウ素を含む組成物は、ＨＩ−ＳＩＬＴＭＴ８００：炭化ホウ素が約９５：５〜３０：７０という適用比率の幅にわたって、密着強化を提供する材料として、ＨＩ−ＳＩＬＴＭＴ８００シリカを含む組成物よりも性能が優れている(outperforms)。同様の結果は、５０ｍｇ、１００ｍｇ、１５０ｍｇ、および２００ｍｇのテスト適用率を使用したものでもあった。また、トラクション係数の増加率の改善は、図９（ｂ）に示すように、シリカゲル：炭化ホウ素が約９５：５から３０：７０という適用比率の範囲にわたって、シリカゲル単独と比較したとき、シリカゲル（第２成分；吸収剤）および炭化ホウ素（第１成分；研磨剤）を含む組成物を使用して観察された。また、トラクション係数の増加率の同様の結果は、図９（ｄ）に示すように、Ａｔｔａｇｅｌ（登録商標）：炭化ホウ素が約９５：５から５０：５０という適用比率の幅にわたって、Ａｔｔａｇｅｌ（登録商標）単独と比較して、Ａｔｔａｇｅｌ（登録商標）（第２成分；吸収剤）および炭化ホウ素（第１成分；研磨剤）を含む組成物を使用して観察された。
【０１０９】
図１０を参照すると、密着強化組成物の追加の例を示しており、第１成分には、例えば、以下に限定されないが、か焼酸化アルミニウム、またはＦ５０砂も含まれてもよく、第２成分には、例えば、以下に限定されないが、ＨＩ−ＳＩＬＴＭＴ８００、Ａｔｔａｇｅｌ（登録商標）５０、シリカゲル、Ｋａｍｉｎ９０、ＭｇＯ、Ｆｅ２Ｏ３、マイカＣ４０００、Ｄｉｓｐｅｒｓａｌ（登録商標）ＨＰ１４／７、Ｎｉｃｒｏｎ６０４タルクがさらに含まれてもよいことを実証している。
【０１１０】
従って、密着強化材料の組み合わせも、トラクション係数増加率の相乗的増大を実証する。理論に拘束されるものではないが、７以上のモース硬度値（１０００以上のビッカース硬度）の１つ以上の第１成分と、約１〜約７のモース硬度値（約１０〜約１０００のビッカース硬度）を有し、液体を吸収する能力により特徴付けられる第２成分とを含む組成物は、さまざまな汚染物質タイプに対する密着強化組成物として、広範囲の適用量または適用率で機能し得ると考えられる。
【０１１１】
本明細書に開示される材料は、約１μｍ〜約２０００μｍ、またはそれらの間の任意の量の粒径範囲であってもよい。例えば、本明細書に開示される材料の粒径範囲は、約１μｍ〜約１０００μｍ、約１μｍ〜約５００μｍ、約１μｍ〜約３００μｍ、約１μｍ〜約２００μｍ、約１μｍ〜約１００μｍ、約１μｍ〜約９０μｍ、約１μｍ〜約８０μｍ、約１μｍ〜約７０μｍ、約１μｍ〜約６０μｍ、約１μｍ〜約５０μｍ、約１μｍ〜約４０μｍ、約１μｍ〜約３０μｍ、約２μｍ〜約３０μｍでもよい。例えば、粒径は、約１、２、４、６、８、１０、１２、１４、１６、１８、２０、２２、２４、２６、２８、３０、３２、３４、３６、３８、４０、４２、４４、４６、４８、５０、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５、９０、９５、１００、１２０、１４０、１６０、１８０、２００、２２０、２４０、２６０、２８０、３００、３２０、３４０、３６０、３８０、４００、４２０、４４０、４６０、４８０、５００、５２５、５５０、５７５、６００、６２５、６５０、６７５、７００、７２５、７５０、７７５、８００、８２５、８５０、８７５、９００、９２５、９５０、９７５、１０００μｍ、またはそれらの間の任意の値（又は量：amount）でもよい。理論に拘束されることを望まないが、材料の粒径は、ツインディスク分析で決定されるトラクション係数増加率に一部関係している可能性があり、より小さい粒径の材料は２つの接触面間のトラクション係数のより大きな増加を示す。トラクション係数増加率を示す小さい粒径（すなわち、約０．１〜２００μｍ）の材料の例には、（Ｆ５０砂を使用して得られたトラクション係数増加率と比較したとき、図６（ａ）、６（ｂ）、７（ｂ）参照））、以下に限定されないが：ＨＩ−ＳｌＬＴＭＴ８００、粒径２．５μｍ；炭化ホウ素、粒径２９．５μｍ；Ａｔｔａｇｅｌ（登録商標）５０、粒径９μｍ；Ｎｉｃｒｏｎ（登録商標）６０４タルク、粒径２．４μｍ；マイカＣ４００  １７μｍ；酸化鉄、粒径０．１５μｍ；酸化マグネシウム、粒径１００μｍ；シリカゲル、粒径１３２μｍが含まれる。しかしながら、ケイ砂＃１４０−２７０、＃７０−１００、および＃３５−５０もＦ５０砂より大きいトラクション係数増加率を示すが、これらの材料の平均推定粒径は、それぞれ２１０μｍ、２９７μｍ、７０７μｍである。
【０１１２】
本明細書に記載される組成物は、２つの鋼表面間の所望の量の密着性を達成するために、任意の適切な適用率で適用されてもよい。例えば、限定と見なされるべきではないが、組成物は、約０．１ｇ／分〜約５００ｇ／分、もしくはそれらの間の任意の量、または約０．５ｇ／ｍ２〜約５００ｇ／ｍ２のもしくはそれらの間の任意の量の適用の割合（又は適用率：rate of application）で適用することができる。
【０１１３】
（密着強化組成物の製造）
【０１１４】
密着強化組成物は、以下に限定されないが、液体、ペースト、凝集粉末、粉末、粉末コーティング、固体スティックを含む任意の適切な形態に、またはフィルムとして製造されてもよい。いくつかのケースでは、粉末と比較したとき、凝集粉末は適用効率を改善し得る。
【０１１５】
密着強化組成物のペースト形態は、水または有機溶媒中で１つ以上の第１成分を１つ以上の第２成分と混合することによって調製することができる。あるいは、密着強化組成物は、２つ以上の第１成分、または２つ以上の第２成分を含むことができ、これらの成分は水または有機溶媒中で混合される。組成物は、乾燥粉末を少量の水または非水性溶媒と共に均一なペーストに混合することにより調製することができる。粉末形態の密着強化組成物が望ましい場合、ペーストを、水または溶媒が蒸発するまで１００〜５００℃のオーブン中で乾燥させてもよい。
【０１１６】
有機溶媒が使用される場合、その後任意の適切な有機溶媒または非水性溶媒、例えば、以下に限定されないが、エタノール、メタノール、アセトン、塩化メチレン、酢酸エチル、プロパノール、シクロヘキサン、ジエチルエーテル、ジメチルホルムアミド、クロロホルム、四塩化炭素、クロロベンゼン、テトラヒドロフラン、トルエン、またはトリメチルアミンが使用される。次に、有機溶媒または非水性溶媒を室温で混合物から蒸発させる。有機溶媒または非水性溶媒の一部は混合中に１つ以上の材料に吸収され得るため、一般に有機／非水性溶媒が蒸発した後にペーストが形成される。
【０１１７】
密着強化組成物は、例えば、国際公開第０２／２６９１９号（その全体が参照により本明細書に組み込まれる）に記載されるフィルム形成剤を使用して、フィルム形態に製造されてもよい。
【０１１８】
フィルム形態である本明細書に記載の密着強化組成物は、１つ以上の保持剤をさらに含んでもよい。「保持剤」とは、滑り転がり接触している２つ以上の表面間の密着組成物の、作用（又は運転：operation）の有効寿命を延ばす、または耐久性を増加させる化学物質、化合物またはそれらの組み合わせを意味する。一般に、保持剤は、フィルム強度及び／又は基材への密着を提供し、または増加させる。密着強化組成物のフィルム形態で使用することができる適切な保持剤の例には、以下に限定されないが：ポリビニル、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、またはそれらの組み合わせ、例えば、以下に限定されないが、ＡｉｒｆｌｅｘＴＭ７２８（エアー・プロダクツ・アンド・ケミカルズ社製）、ＥｖａｎｏｌＴＭ（デュポン社製）、ＲｏｖａｃｅＴＭ９１００またはＲｏｖａｃｅＴＭ０１６５（ローム・アンド・ハース社製）；オキサゾリン、例えば、以下に限定されないが、ＡｑｕａｚｏｌＴＭ５０＆５００（ポリマー・ケミストリー社製）；スチレンブタジエン化合物、例えば、以下に限定されないが、Ｄｏｗ  Ｌａｔｅｘ２２６および２４０（ダウケミカル社製）；スチレンアクリレート、例えば、以下に限定されないが、ＡｃｒｏｎａｌＴＭＳ７６０（ビーエーエスエフ(BASF)社製）、ＲｈｏｐｌｅｘＴＭＥ−３２３ＬＯ  ＲｈｏｐｌｅｘＴＭＨＧ−７４Ｐ（ローム・アンド・ハース社製）、ＥｍｕｌｓｉｏｎＴＭＥ−１６３０、Ｅ−３２３３（ローム・アンド・ハース社製）；樹脂と硬化剤の２つの部分を含むエポキシ；アクリルエポキシハイブリッド；ウレタンアクリル；ポリウレタン分散液；さまざまなゴムと樹脂；またはそれらの任意の組み合わせが含まれる。
【０１１９】
密着強化組成物は、当技術分野で知られている方法により固体スティック形態に製造することができる（国際公開第２００６／０８４３８６号、その全体が参照により組み込まれる）。そのような固体のスティック状の密着強化組成物は、例えば、以下を含むことができる：約２０〜約８０重量パーセントの熱硬化性樹脂；約２０〜約８０重量パーセントの密着強化材料、例えば、１つ以上の第１成分、１つ以上の第２成分、またはそれらの組み合わせ、および任意で、約０〜約３０重量パーセントの熱硬化性可塑剤。
【０１２０】
適切な熱硬化性樹脂の例には、以下に限定されないが、エポキシノボラック系ビニルエステル、臭素化ビスフェノール−エポキシビニルエステル、ビニルポリエステル、ビスフェノール−エポキシビニルエステル、ハロゲン化イソフタルポリエステル、イソフタルポリエステル、ハロゲン化ポリエステル、ポリスチレン、大豆由来の不飽和ポリエステル樹脂、トウモロコシ樹脂、アクリル化エポキシ化大豆油、エポキシ化植物油、マレイン化大豆モノグリセリド、マレイン化ヒドロキシル化大豆油、天然魚油、大豆油、桐油、およびそれらの混合または組み合わせが含まれる。
【０１２１】
熱硬化性樹脂が使用される場合、適切な熱硬化性可塑剤の例には、以下に限定されないが、ジオクチルフタレート、アジペート、高分子可塑剤、分岐フタレート、直鎖フタレート、分岐アジペート、混合二塩基酸ポリエステル、トリメリット酸塩、ポリエステルグルタル酸塩、アジピン酸ポリエステル、クエン酸、高分子可塑剤、セバケート、アジピン酸ポリエステル、アジピン酸ジオクチル、大豆系可塑剤、およびそれらの混合物が含まれる。
【０１２２】
本明細書で説明される任意の態様または実施形態の任意の部分は、本明細書で説明される任意の他の態様または実施形態の任意の部分と共に実装または組み合わせることができると考えられる。特定の実施形態が上記に記載されたが、他の実施形態が可能であり、本明細書に含まれることが意図されることを理解すべきである。示していないが、上記の実施形態の修正および調整が可能であることは、当業者には明らかであろう。
【図１（ａ）】
2020511588.tif 000005
【図１（ｂ）】
2020511588.tif 000006
【図１（ｃ）】
2020511588.tif 000007
【図２】
2020511588.tif 000008
【図３（ａ）】
2020511588.tif 000009
【図３（ｂ）】
2020511588.tif 000010
【図４（ａ）】
2020511588.tif 000011
【図４（ｂ）】
2020511588.tif 000012
【図４（ｃ）】
2020511588.tif 000013
【図４（ｄ）】
2020511588.tif 000014
【図４（ｅ）】
2020511588.tif 000015
【図５（ａ）】
2020511588.tif 000016
【図５（ｂ）】
2020511588.tif 000017
【図５（ｃ）】
2020511588.tif 000018
【図５（ｄ）】
2020511588.tif 000019
【図６（ａ）】
2020511588.tif 000020
【図６（ｂ）】
2020511588.tif 000021
【図６（ｃ）】
2020511588.tif 000022
【図７（ａ）】
2020511588.tif 000023
【図７（ｂ）】
2020511588.tif 000024
【図７（ｃ）】
2020511588.tif 000025
【図７（ｄ）】
2020511588.tif 000026
【図８】
2020511588.tif 000027
【図９（ａ）】
2020511588.tif 000028
【図９（ｂ）】
2020511588.tif 000029
【図９（ｃ）】
2020511588.tif 000030
【図９（ｄ）】
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【図１０】
2020511588.tif 000032
【手続補正書】
【提出日】平成30年12月20日(2018.12.20)
【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】
互いにトラクション接触、滑り接触、または転がり滑り接触している２つの表面間の密着性を高めるための組成物であって、
（ａ）各々が、７以上のモース硬度値または１０００以上のビッカース硬度を有する、１つ以上の第１成分と、
（ｂ）キサンタンガム、グアーガム、有機ポリマー吸収剤、セルロース材料、多糖類およびそれらの組み合わせからなる群から選択される１つ以上の有機レオロジー添加剤とを含み、
前記１つ以上の第１成分と前記１つ以上の有機レオロジー添加剤は、約９０：１から約９９．９：０１（ｗｔ／ｗｔ）の比率で存在し、水を含まない組成物。
【請求項２】
前記１つ以上の第１成分は、炭化物系化合物、両性酸化物系化合物、酸化ジルコニウム系化合物、鉱物である化合物、炭化ホウ素、窒化ホウ素、ダイヤモンド、ナノ結晶ダイヤモンド、フラライト、重合Ｃ６０、ガーネット、トパーズ、結晶シリカ（砂）、およびそれらの任意の組み合わせからなる群から選択される、請求項１に記載の組成物。
【請求項３】
前記１つ以上の有機レオロジー添加剤は前記キサンタンガムである、請求項１に記載の組成物。
【請求項４】
前記１つ以上の有機レオロジー添加剤は前記セルロース材料である、請求項１に記載の組成物。
【請求項５】
前記１つ以上の有機レオロジー添加剤は前記多糖類である、請求項１に記載の組成物。
【請求項６】
前記１つ以上の第１成分と前記１つ以上の有機レオロジー添加剤は、約９０：１０、約９１：９、約９２：８、約９３：７、約９４：６、約９５：５、約９６：４、約９７：３、約９８：２、約９９：１または約９９．９：０．１の比率で存在する、請求項１に記載の組成物。
【請求項７】
前記比率は約９５：５である、請求項６に記載の組成物。
【請求項８】
前記１つ以上の第１成分は、約１μｍ〜約１６００μｍの粒径である、請求項１に記載の組成物。
【請求項９】
前記粒径は約１μｍ〜約３０μｍである請求項８に記載の組成物。
【請求項１０】
前記１つ以上の有機レオロジー添加剤は、５００μｍ未満の粒径である、請求項１に記載の組成物。
【請求項１１】
滑り転がり接触している２つの鋼表面間の密着性を高める方法であって、請求項１に記載の組成物を、前記２つの鋼表面間の密着性を高めるのに十分な割合でレール表面に適用することを含む方法。
【請求項１２】
レールシステムにおける車輪滑走および車輪スリップを低減させる方法であって、請求項１の組成物を、車輪とレール表面との間のトラクションを高めるのに十分な割合でレール表面に適用することを含む方法。
【請求項１３】
互いにトラクション接触、滑り接触、または転がり滑り接触している２つの表面間の密着性を高めるための組成物であって、
（ａ）各々が、７以上のモース硬度値または１０００以上のビッカース硬度を有する、１つ以上の第１成分と、
（ｂ）各々が、約１〜約７の測定可能なモース硬度値または約１０〜約１０００のビッカース硬度を有し、且つ液体を吸収する能力によって特徴付けられる、１つ以上の第２成分と、を含み、
前記１つ以上の第１の成分と前記１つ以上の第２の成分は、約１：１０００〜約１：０．１（ｗｔ／ｗｔ）の比率で存在する、組成物。
【請求項１４】
前記１つ以上の第２成分は、有機材料または無機多孔質材料である、請求項１３に記載の組成物。
【請求項１５】
前記有機材料は、キサンタンガム、グアーガム、有機ポリマー吸収剤、セルロース系材料、多糖類およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１４に記載の組成物。
【請求項１６】
前記無機多孔質材料は、非晶質シリカ、珪藻土、シリカゲル、合成沈降シリカまたはゼオライトである、請求項１４に記載の組成物。
【請求項１７】
滑り転がり接触している２つの鋼表面間の密着性を高める方法であって、各々が、約１〜約７の測定可能なモース硬度値または約１０〜約１０００のビッカース硬度を有し、且つ液体を吸収する能力によって特徴付けられる、１つ以上の成分を、前記２つの鋼表面間の密着性を高めるのに十分な割合で、レール表面に適用することを含む方法。
【請求項１８】
前記１つ以上の成分は、有機材料または無機多孔質材料である、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記有機材料は、キサンタンガム、グアーガム、有機ポリマー吸収剤、セルロース系材料、多糖類およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記無機多孔質材料は、非晶質シリカ、珪藻土、シリカゲル、合成沈降シリカまたはゼオライトである、請求項１８に記載の方法。
【国際調査報告】
2020511588.tif 000033
2020511588.tif 000034
2020511588.tif 000035