JP2003113365A - 水膨張性止水材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 硬水や海水などの多価金属イオンを含有する
水に接しても安定した吸水膨張性を示し、かつ、吸水膨
張後もゴム弾性及び形状保持性が良好であって、水への
溶出分も少ない水膨張性止水材を提供すること。 【解決手段】 塩素含有ゴム１００重量部にアルキレン
オキサイド−アリルグリシジルエーテル共重合体５〜１
００重量部及び高吸水性樹脂０〜１５０重量部を配合し
たゴム組成物を成形してなる水膨張性止水材で、上記ア
ルキレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル共重合
体がエチレンオキサイド−プロピレンオキサイド−アリ
ルグリシジルエーテル三元共重合体又はエチレンオキサ
イド−アリルグリシジルエーテル共重合体である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、土木工事や建築工事に
おける止水材として有用な水膨張性止水材に関するもの
であり、詳しくは、硬水や海水などの多価金属イオンを
含有する水に接しても、安定した吸水膨張性を示し、か
つ、吸水膨張後もゴム弾性及び形状保持性がよく、ま
た、吸水成分の水への溶出量が少ない水膨張性止水材に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の吸水性樹脂を使用した水膨張性ゴ
ム系止水材においては、高機能の止水材として、ａ）海
水やセメントの水溶液のようにＣａ²⁺等の多価金属イオ
ンを高濃度で含有する場合でも安定して膨張するもの、
ｂ）吸水性樹脂が水に溶出する量を低く抑えたもの等が
提案されているが、ａ）の止水材は吸水性樹脂が水に溶
出する量が大きく、一方、ｂ）の止水材は多価金属イオ
ンを高濃度で含有する水では膨張性が低下するという欠
点があった。

【０００３】一方、ゴム弾性物質自体が吸水性を有する
ウレタン系物質やエチレンオキサイド−プロピレンオキ
サイド−アリルグリシジルエーテル共重合ゴムの加硫物
などからなる水膨張性材料が知られているが、膨張倍率
に限界があり、また、材料コスト、加工性、物性などの
実用性に難点があり、水膨張性止水材としては、高吸水
性樹脂を配合したゴム系のものが主流を占めているのが
現状である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
従来のゴムに高吸水性樹脂を配合した水膨張性止水材の
欠点を克服し、硬水や海水などの多価金属イオンを含有
する水に接しても、安定した吸水膨張性を示し、かつ吸
水膨張後もゴム弾性及び形状保持性が良好で、水への溶
出分の少ない止水材として有用な水膨張性止水材を提供
することを目的としてなされたものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、種々研究
を重ねた結果、比較的吸水性の大きいクロロプレンゴム
などの塩素含有ゴムにアルキレンオキサイド−アリルグ
リシジルエーテル共重合体を配合することにより、又は
同共重合体と高吸水性樹脂を併用することにより、上記
従来技術の欠点が解消されることを見出し、この知見に
基づいて本発明を完成するに至った。

【０００６】すなわち、本発明の要旨は、塩素含有ゴム
１００重量部にアルキレンオキサイド−アリルグリシジ
ルエーテル共重合体５〜１００重量部及び高吸水性樹脂
０〜１５０重量部を配合したゴム組成物を加硫成形して
なる水膨張性止水材に存する。

【０００７】本発明に用いる塩素含有ゴムは、分子構造
中に塩素を含有するゴムであって、その代表格であるク
ロロプレンゴムは、クロロプレンを乳化重合することに
より得られ、硫黄変性タイプ、非硫黄変性タイプなどが
知られているが、そのいずれも用いることができる。ま
た、本発明に用いる塩素含有ゴムには、塩素化ポリエチ
レンやクロロスルホネーテッドポリエチレンなどの熱可
塑性エラストマーも包含される。さらに、本発明におい
ては、塩素含有ゴムのみを用いる場合のみならず、塩素
を含有しない比較的吸水性の小さい炭化水素系の各種ゴ
ムをゴム全体の５０重量％未満の範囲で混合することを
妨げない。

【０００８】本発明に用いるアルキレンオキサイド−ア
リルグリシジルエーテル共重合体は、エチレンオキサイ
ド−プロピレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル
三元共重合体又はエチレンオキサイド−アリルグリシジ
ルエーテル共重合体であり、エチレンオキサイド５０〜
９９モル％、プロピレンオキサイド０〜３５モル％、及
びアリルグリシジルエーテル１〜１５モル％からなり、
ムーニー粘度（ＭＬ_{1+ 4} ，℃）が７０〜２５０である共
重合体が好ましい。このポリエーテル系共重合体の重合
方法は、特開２０００−１０９５５５号公報及び特開２
０００−１０９６７５号公報に記載されている。

【０００９】本発明に用いる高吸水性樹脂としては、ス
ルホアルキル（メタ）アクリレート系重合体架橋物、ス
ルホアルキル（メタ）アクリレート−（メタ）アクリル
アミド−（メタ）アクリル酸共重合体（塩）の架橋物、
ポリアクリル酸塩の架橋物、イソブチレン−無水マレイ
ン酸共重合体塩の架橋物、ポリビニルアルコール−アク
リル酸共重合体塩の架橋物などが挙げられるが、特に、
多価金属イオン耐性（耐塩水性）と低溶出性に優れたス
ルホアルキル（メタ）アクリレート系単量体の比率が比
較的小さい特定組成のスルホアルキル（メタ）アクリレ
ート−（メタ）アクリルアミド−（メタ）アクリル酸共
重合体塩の架橋物（特開平６−１８８６号公報）が好ま
しい。

【００１０】本発明の耐イオン水膨張性と低溶出性に優
れた水膨張性止水材に用いられるゴム組成物は、塩素含
有ゴム１００重量部に対し、前記ポリエーテル系共重合
体を５〜１００重量部、好ましくは７〜５０重量部、前
記高吸水性樹脂を０〜１５０重量部、好ましくは１０〜
８０重量部の割合で混合することにより得られる。該ポ
リエーテル系共重合体の配合量が５重量部未満では得ら
れる止水材の吸水膨張性が不十分であり、また配合量が
１００重量部を超えても該ポリエーテル系共重合体のみ
では吸水膨張性の高い止水材は得られず、一方、該高吸
水性樹脂の配合量が１５０重量部を超えると得られる止
水材の強度が低下する。

【００１１】上記の各配合成分の好ましい混合は、ポリ
エーテル系共重合体と高吸水性樹脂を塩素含有ゴムに機
械的な方法で均一に分散させることにより行われる。分
散方法については特に制限はないが、例えばロールやバ
ンバリーミキサーなどの通常用いられる混合装置による
のがよい。

【００１２】本発明のゴム組成物には、その目的をそこ
なわない範囲で、前記の塩素含有ゴム、ポリエーテル系
共重合体、高吸水性樹脂及び加硫剤の各成分以外に、必
要に応じ、加硫促進剤、加硫助剤、無機充填剤、補強
剤、軟化剤、可塑剤、着色剤、紫外線吸収剤などを添加
することができる。これらの添加物は、前記各成分と同
時に混合してもよいし、また順次混合してもよい。

【００１３】本発明に用いるゴムの加硫剤としては、硫
黄、硫黄放出化合物（チアゾール類、チウラム類な
ど）、金属酸化物、有機過酸化物などが挙げられ、これ
らを１種又は２種以上混合して使用するが、本発明にお
いては、金属酸化物単独でよいが、金属酸化物と硫黄系
加硫剤などの他の加硫剤との併用により、ポリエーテル
系共重合体中の２重結合部が架橋され、ポリエーテル系
共重合体の水への溶出量を低減することができる。塩素
含有ゴム１００重量部に対し、金属酸化物の配合量は、
通常２．５〜１２重量部、好ましくは３〜１０重量部の
範囲である。

【００１４】

【実施例】次に実施例により本発明をさらに詳細に説明
するが、本発明はこれらの実施例によって何ら限定され
るものではない。なお、止水材の水膨張性、止水材中の
吸水成分の水への溶出性は次の方法で測定した。

【００１５】（１）セメント水膨張性 ２ｃｍ×２ｃｍ角、厚さ３ｍｍの止水材試料を作成し、
その重量を測定した後、１％セメント水溶液中に浸漬し
た。２３℃で２８日間浸漬後に試料を取り出し、試料表
面の水をろ紙で軽く拭いて除いた後、その重量を測定
し、下記の数式により重量増加率を算出した。

【００１６】

【数１】

【００１７】一方、同じ試料をイオン交換水に上記の条
件と同じ条件で浸漬し、数１の式により重量増加率を算
出し、上記のセメント水浸漬重量増加率とイオン交換水
浸漬重量増加率の比（膨張比）により、次に示す基準で
セメント水膨張性を評価した。 ○：膨張比が０．２以上 ×：膨張比が０．２未満

【００１８】（２）溶出性 表面積２０ｃｍ² 、厚さ３ｍｍの止水材試料を作成し、
その重量を測定した後、イオン交換水中に浸漬した。２
３℃で２８日間浸漬後に試料を取り出し、５０℃で数週
間乾燥した後、その重量を測定し、下記の数式により重
量減少率を算出した。

【００１９】

【数２】

【００２０】上記の重量減少率により、次に示す基準で
溶出性を評価した。 ○：重量減少率が５％以下 ×：重量減少率が６％以上

【００２１】（実施例１）クロロプレンゴム１００重量
部、エチレンオキサイド−プロピレンオキサイド−アリ
ルグリシジルエーテル三元共重合体３０重量部、スルホ
エチルアクリレート−アクリルアミド−アクリル酸共重
合体ナトリウム塩の架橋物６０重量部、酸化亜鉛５重量
部、硫黄０．５重量部、加硫促進剤（川口化学工業社製
「アクセル２２」）１重量部、滑剤（花王社製「ルナッ
クＳ−２５」）１重量部、老化防止剤（大内新興化学工
業社製「ノクラックＮＳ−６」）２重量部、酸化チタン
３重量部、軟化剤（サン石油社製「サンセン４２４
０」）２０重量部を配合し、１０インチ試験ロールで２
０分間混練したのち、厚さ３．５ｍｍのコンパウンドを
得た。このコンパウンドを電熱プレスにより１７０℃で
１０分間加硫し、厚さ３ｍｍの加硫ゴムシートを得た。
得られた加硫ゴムシートについて、セメント水膨張性及
び溶出性の評価を行い、その結果を表１に示す。

【００２２】（実施例２〜６、比較例１〜４）クロロプ
レンゴム、ポリエーテル系樹脂、高吸水性樹脂、加硫剤
の各成分の種類と配合量を表１のとおりとした以外は実
施例１と同様にして、厚さ３ｍｍの各加硫ゴムシートを
得た。得られた各加硫ゴムシートについて、セメント水
膨張性及び溶出性の評価を行い、その結果を表１に示
す。

【００２３】

【表１】

【００２４】表１において、各配合成分の数字は配合量
（重量部）を示し、＊１〜＊４を付した各配合成分の詳
細は次のとおり。 ＊１：クロロプレンゴム（東ソー社製「スカイプレンＥ
−２０Ｈ」） ＊２：エチレンオキサイド−プロピレンオキサイド−ア
リルグリシジルエーテル三元共重合体（日本ゼオン社製
「ＺＥＯＳＰＡＮ８０３０」） ＊３：スルホエチルアクリレート−アクリルアミド−ア
クリル酸共重合体ナトリウム塩の架橋物（日本触媒社製
「アクアリックＣＳ−６Ｓ」） ＊４：スルホエチルアクリレート−アクリルアミド−ア
クリル酸共重合体ナトリウム塩の架橋物（日本触媒社製
「アクアリックＣＳ−４Ｌ」）

【００２５】表１に示す実施例及び比較例の試験結果か
ら明らかなとおり、本発明の実施例では、セメント水膨
張性が良好であり、かつ、溶出性も比較的低く抑えられ
ていることが分かる。

【００２６】

【発明の効果】本発明の水膨張性止水材は、硬水や海水
などの多価金属イオンを含有する水に接しても、安定し
た吸水膨張性を示し、吸水性樹脂の水への溶出が抑制さ
れる結果、吸水膨張後も溶出分が少なく、長期にわたり
ゴム弾性及び形態を保持し、外部又は内部からの漏水を
効率よく防止することができる。

【００２７】従って、本発明の水膨張性止水材は、例え
ば、土木工事や建築工事において、シールドトンネルの
セグメント、ヒューム管、ボックスカルバート、マンホ
ール等のコンクリート構造物の接合部、現場打ちコンク
リートの打継目、ボルト孔、グラウトホール等の間隙に
充填して止水材として有効に使用し得る。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 塩素含有ゴム１００重量部にアルキレン
   オキサイド−アリルグリシジルエーテル共重合体５〜１
   ００重量部及び高吸水性樹脂０〜１５０重量部を配合し
   たゴム組成物を加硫成形してなる水膨張性止水材。
2. 【請求項２】 アルキレンオキサイド−アリルグリシジ
   ルエーテル共重合体がエチレンオキサイド−プロピレン
   オキサイド−アリルグリシジルエーテル三元共重合体又
   はエチレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル共重
   合体である請求項１に記載の水膨張性止水材。