JP2774353B2

JP2774353B2 - 粘着性水膨張止水材

Info

Publication number: JP2774353B2
Application number: JP9368290A
Authority: JP
Inventors: 栄一大塚
Original assignee: CI Kasei Co Ltd
Current assignee: CI Kasei Co Ltd
Priority date: 1990-04-09
Filing date: 1990-04-09
Publication date: 1998-07-09
Anticipated expiration: 2013-07-09
Also published as: JPH03292384A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、新規な粘着性水膨張止水材に関するもので
ある。さらに詳しくいえば、本発明は改良された施工性
を有し、かつ急速な水膨張による止水効果の高い粘着性
水膨張止水材に関するものである。

従来の技術止水材は土木工事や建築工事において、コンクリート
二次製品、モルタル施工個所、送水管接合個所等の間
隙、ひび割れ、亀裂等からの漏水防止用として広く用い
られている。中でも近年、施工後の目開き追従止水性に
効果の高い水膨張性止水材が注目されている。

しかしながら、この種の水膨張性止水材は、ほとんど
完全加硫ゴム系が主体であって、引張強度（T_B）が高
く、圧縮反発弾性が大きいことから複雑な形成をした目
地部やコーナー部、比較的粗面なコンクリート製品の目
地部に使用する際には間隙を埋めるための相当の圧締力
を必要とし、施工性がよくないという欠点があり、また
初期止水は接着剤と加硫ゴムの圧縮反発弾性によるとこ
ろが大きく、これらの改善が望まれていた。

一方、ゴム、プラスチック、ビチューメンなどの変形
しやすい耐水性物質を素材としたものも知られている
が、これらの素材は、長期間使用によって反発弾性の低
下、あるいはクリープ現象をきたして間隙の変化に対応
できなくなり、止水効果が不十分となる欠点がある。ま
た、止水効果を高めるため例えば未加硫ブチルゴムに水
膨張性を付与したものも提案されているが、これは吸水
〜膨張に伴い母材が崩壊しやすく、特に間隙下圧縮され
た状態で膨張した時には、膨張圧に母材が耐え切れずク
リープ現象を起こしやすく十分な止水性が得られないと
いう欠点がある。

発明が解決しようとする課題本発明は、このような従来の水膨張止水材のもつ欠点
を克服し、従来の未加硫粘着ブチルゴムのもつ良好な施
工性と加硫ゴム系水膨張性止水材のもつ良好な止水性と
を兼備し、粘着性に優れ、圧縮反発弾性が比較的小さ
く、施工時の間隙充てん性が良好で、施工後の接合部目
離れにも急速な水膨張による接面圧で止水効果を発揮
し、吸水膨張後も崩壊しない母材強度をもつなど、優れ
た性能を有する粘着性水膨張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。

課題を解決するための手段本発明者らは、前記の好ましい性能を有する粘着性水
膨張止水材を開発するために種々研究を重ねた結果、ブ
チル系ゴムに対し、所定成分を所定割合で配合した混合
物を成形したのち、加硫することにより、その目的を達
成しうることを見出し、この知見に基づいて本発明を完
成するに至った。

すなわち、本発明は、（Ａ）ブチル系ゴム100重量部
に対し、（Ｂ）高吸水性樹脂２〜50重量部と、（Ｃ）粘
着付与剤10〜50重量部と、（Ｄ）可塑剤30〜200重量部
と、（Ｅ）加硫剤0.1〜５重量部と、（Ｆ）塩基性充て
ん剤５〜300重量部とを配合した混合物の加硫成形体で
あって、かつ引張強度（T_B）30kgf/cm²以下、100％モジ
ュラス1kgf/cm²以上、破断時伸び（E_B）300％以上、膨
張度（S₂₁）1.5〜5.0を有することを特徴とする粘着性
水膨張止水材を提供するものである。

この膨張度は式（ただし、W₀は乾燥状態の重量、Wnは水道水浸せきｎ
日後の重量）で定義されるものであり、したがって上記の膨張度S₂₁
は水道水に21日間浸せきしたときの膨張度である。

以下、本発明を詳細に説明する。

本発明において、（Ａ）成分として用いるブチル系ゴ
ムとしては、例えばブチルゴム、中でも不飽和度が0.3
〜3.0モル％のもの、塩素化ブチルゴムや臭素化ブチル
ゴムのようなハロゲン化ブチルゴム、中でも不飽和度が
0.1〜3.0モル％のもの、ハロゲン含有率が0.3〜3.0重量
％のもの、ポリイソブチレン、中でも粘度平均分子量50
000〜2500000のものなどが挙げられ、特に反応性が高い
塩素化ブチルゴムや臭素化ブチルゴムが好ましい。

本発明において、（Ｂ）成分の膨張材として用いる高
吸水性樹脂としては、例えばポリアクリル酸系、変性ポ
リビニルアルコール系、ビニルアルコール−アクリル酸
共重合体、オレフィン−無水マレイン酸系などが挙げら
れる。この（Ｂ）成分は高吸水性樹脂を単独で用いても
よいし、また所望に応じその一部を減じてその不足分を
無機系吸水剤で補ってもよい。点独の場合は、（Ａ）成
分100重量部に対し、２〜50重量部、好ましくは３〜40
重量部の範囲の割合で配合される。この配合割合が小さ
すぎると、膨張速度及び膨張倍率が不十分で止水効果が
得にくいし、また大きすぎると、母材崩壊や裏込め材の
押出しによる亀裂を生じやすい。

また、（Ｂ）成分において高吸水性樹脂と併用される
無機系吸水剤は水を吸って膨張する無機系材料であれば
特に制限はなく、例えば無水ケイ酸、含水ケイ酸、ケイ
酸塩のようなケイ酸類、モンモリロナイトを主成分とす
るベントナイト類などが用いられる。この無機系吸水剤
を併用する場合は（Ａ）成分100重量部に対し、高吸水
性樹脂１〜35重量部とともに200重量部を超えない量、2
0〜100重量部の範囲の量で用いられる。この無機系吸水
剤の配合は、主として高吸水性樹脂の配合量を減少させ
る目的でなされるもので、上記の範囲内の配合により、
十分に止水効果を達成することができる。

本発明において、（Ｃ）成分として用いる粘着付与剤
としては、例えば脂肪族系、芳香族系、脂環族系、共重
合系、水添系などの石油樹脂、ポリテルペン、テルペン
フェノール樹脂などのテルペン系樹脂、変性キシレン樹
脂などのキシレン系樹脂、アルキルフェノール樹脂、変
性フェノール樹脂などのフェノール系樹脂、クマロン−
インデン樹脂、ロジン、変性ロジンなどのロジン系樹
脂、シェラック、ダンマル、コーパル、ポリブテン、ポ
リイソブチレン、液状ポリクロロプレン、液状ポリブタ
ジエンなどが挙げられる。この（Ｃ）成分は、（Ａ）成
分100重量部に対し、10〜50重量部、好ましくは15〜40
重量部の範囲の割合で配合される。この配合割合が小さ
すぎると、粘着性が不足し、被着体に対する充てん性が
低下するし、また大きすぎると、表面が疎水性となり、
膨張度が減少し、止水効果が劣化する。

本発明において、（Ｄ）成分として用いる可塑剤とし
ては、例えばパラフィン系、ナフテン系、芳香族系など
の鉱物油フタル酸系可塑剤、リン酸エステル系可塑剤、
アジペート系可塑剤、セバケート系可塑剤、ステアリン
酸、パルミチン酸、ひまし油、綿実油、菜種油、パラフ
ィン、塩化パラフィンなどが挙げられる。この（Ｄ）成
分は、（Ａ）成分100重量部に対し、30〜200重量部、好
ましくは50〜150重量部の範囲の割合で配合される。こ
の配合割合が小さすぎると、母材が硬くなり、膨張度の
低下や、施工性の低下を生じるし、また大きすぎると、
母材が軟化し、膨張後の母材の崩壊を招きやすい。

本発明において、（Ｅ）成分として用いる加硫剤とし
ては、例えば硫黄やメチロール化アルキルフェノール樹
脂、臭素化アルキルフェノール樹脂のような変性フェノ
ール樹脂やテトラメチルチウラムジスルフィド、テトラ
メチルチウラムモノスルフィドのようなチウラム類が挙
げられる。この（Ｅ）成分は、（Ａ）成分100重量部に
対し、0.1〜５重量部、好ましくは0.3〜2.0重量部の範
囲の割合で配合される。この配合割合が小さすぎると、
加硫密度が小さくなり母材強度が低下するため吸水膨張
後、母材が崩壊しやすくなるし、また大きすぎると、ブ
ルームを起すので好ましくない。

この加硫剤は、加硫促進剤とともに用いられるのが望
ましいが、この加硫促進剤としては、例えば２−メルカ
プトイミダゾリンのようなチオ尿素類、メルカプトベン
チアゾール、ジベンゾチアジルジスルフィドのようなチ
アゾール類、ジメチルジチオカルバミン酸亜鉛、ジメチ
ルジチオカルバミン酸銅のようなジチオカルバメート類
などが挙げられる。この加硫促進剤は加硫剤の種類等に
より種々であるが、（Ａ）成分100重量部に対し、５重
量部以下、好ましくは0.5〜３重量部の範囲の割合で用
いられる。

本発明において、（Ｆ）成分として用いる塩基性充て
ん剤は、10重量％懸濁水溶液においてpH8以上、好まし
くはpH9以上を有する無機充てん剤を意味し、このよう
なものとしては、例えば塩基性炭酸マグネシウム、塩基
性炭酸カルシウム、塩基性ケイ酸類などを挙げることが
できる。この（Ｆ）成分は、（Ａ）成分100重量部に対
し、５〜300重量部、好ましくは30〜200重量部の範囲の
割合で配合される。この配合割合が小さすぎると吸水〜
膨張に時間がかかり、十分な初期止水効果が得られにく
いし、また大きすぎても止水性が低下する。

本発明に用いる前記混合物には、前記の必須成分以外
に、本発明の目的をそこなわない範囲で、必要に応じて
従来止水材に慣用されている種々の添加成分を任意成分
として配合することができる。

この添加成分としては、例えば老化防止剤、充てん
剤、着色剤、顔料、加工助剤などを挙げることができ
る。

この老化防止剤としては、例えばアミン、フェノール
類などが挙げられる。

この充てん剤としては、例えば炭酸カルシウム、亜鉛
華、ハードクレー、カーボンブラックなどが挙げられ
る。

本発明の粘着性水膨張性止水材を製造するには、前記
の各成分を加圧ニーダーを用いて十分混練し、次いで混
合物を成形し、次いで加硫することによって行われ、引
張強度（T_B）30kgf/cm²以下、100％モジュラス1kgf/cm²
以上、破断時伸び（E_B）300％以上、21日後の膨張度（S
₂₁）1.5〜5.0の物性を有するものとなる。この成形法と
しては、従来止水材の成形に通常用いられている方法、
例えば押出成形法、プレス成形法などが一般的である。

発明の効果本発明の粘着性水膨張止水材は、粘着性に優れ、圧縮
反発弾性が比較的小さく、施工時の間隙充てん性に優
れ、施工後の接合部目離れにも急速な水膨張による接面
圧で止水効果を発揮し、吸水膨張後も崩壊しない母材強
度を有して施工性に優れるなど、良好な性能を有する。

したがって、本発明の粘着性水膨張止水材は、例えば
土木工事や建築工事において、シールドトンネル、シー
ルドセグメントなどの継手面、ヒューム管やプレハブ、
カルバートボックスなどのコンクリート二次製品のジョ
イント部分、コンクリート構築物の打継目、Ｕフリュー
ム、コルゲート管などの鋼製二次製品のジョイント部分
などの間隙充てん用材料、各種補修用材料、あるいは農
林や園芸用保水材などとして好適に利用しうる。

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、本発明はこれらの例によってなんら限定されるもの
ではない。

試料の膨張度S₇及びS₁₄はそれぞれ試料を水道水に浸
漬してから７日後及び14日後の膨張度を示す。

また、実施例及び比較例で用いた各種配合剤の種類を
次表に示す。

実施例１成分重量部ブチル系ゴム（イ） 100 高吸水性樹脂 10 粘着付与剤 20 可塑剤 60 加硫剤（イ） 2 加硫促進剤 1 塩基性充てん剤（イ） 60 充てん剤 70 以上の各成分を配合し、加圧ニーダーで30分間十分混
練してブチルゴムコンパウンドを得た。次いで、これを
φ60mm押出機を用いてスクリュー回転数40rpm、ダイス
温度80℃の条件下に押出成形したのち、170℃で５分間
加硫し、試料を作成した。この試料は引張強度2.53kgf/
cm²、破断時伸び2000％以上、膨張度S₇＝1.80、S₁₄＝2.
75、S₂₁＝3.04を有し、膨張後も形状を保ち、崩壊する
ことはなかった。

実施例２成分重量部ブチル系ゴム（ロ） 50 ブチル系ゴム（ハ） 50 高吸水性樹脂 30 無機系吸水剤 30 粘着付与剤 30 可塑剤 80 加硫剤 2 加硫剤 1 塩基性充てん剤（イ） 30 充てん剤 70 以上の各成分を配合し、実施例１と同様にして得た押
出成形品を、170℃で10分間加硫して試料を作成した。
この試料は、引張強度15.8kgf/cm²、破断時伸び1200
％、膨張度S₇＝2.20、S₁₄＝3.50、S₂₁＝3.81を有し、膨
張後も形状を保ち、崩壊することはなかった。

実施例３成分重量部ブチル系ゴム（ハ） 100 高吸水性樹脂 25 無機系吸水剤 80 ポリブテン（粘着付与剤） 10 可塑剤 100 加硫剤（イ） 1 加硫剤（ロ） 0.8 塩基性充てん剤（ロ） 50 充てん剤（亜鉛華、カーボンブラック） 20 充てん剤（炭酸カルシウム） 40 以上の各成分を配合し、実施例１と同様にして得た押
出成形品を、170℃で４分間加硫して試料を作成した。
この試料は、引張強度1.10kgf/cm²、破断時伸び2000％
以上、膨張度S₇＝2.50、S₁₄＝3.90、S₂₁＝4.16を有し、
膨張後も形状を保ち、崩壊することはなかった。

実施例４成分重量部ブチル系ゴム（ロ） 30 ブチル系ゴム（ハ） 70 高吸水性樹脂 10 無機系吸水剤 60 ポリブテン（粘着付与剤） 10 可塑剤 70 加硫剤（イ） 2 加硫剤（ロ） 1 加硫促進剤 0.8 塩基充てん剤（ハ） 50 充てん剤（亜鉛華、カーボンブラック） 20 充てん剤（炭酸カルシウム） 40 以上の各成分を配合し、実施例１と同様にして得た押
出成形品を、170℃で７分間加硫して試料を作成した。
この試料は、引張強度1.80kgf/cm²、破断時伸び2000％
以上、膨張度S₇＝1.50、S₁₄＝2.30、S₂₁＝2.60を有し、
膨張後も形状を保ち、崩壊することはなかった。

実施例５成分重量部ブチル系ゴム（イ） 100 高吸水性樹脂 20 粘着付与剤 20 可塑剤 60 加硫剤（イ） 2 加硫促進剤 1 塩基性充てん剤（イ） 60 塩基性充てん剤（ロ） 60 充てん剤（亜鉛華、カーボンブラック） 20 以上の各成分を配合し、実施例１と同様にして得た押
出成形品を、170℃で５分間加硫して試料を作成した。
この試料は、引張強度1.80kgf/cm²、破断時伸び2000％
以上、膨張度S₇＝2.10、S₁₄＝3.30、S₂₁＝3.68を有し、
膨張後も形状を保ち、崩壊することはなかった。

比較例１成分重量部ブチル系ゴム（イ） 100 高吸水性樹脂 20 粘着付与剤 20 可塑剤 60 加硫剤（イ） 2 加硫促進剤 1 無機系吸水剤 70 充てん剤 70 以上の各成分を配合し、実施例１と同様にして得た押
出成形品を、170℃で15分間加硫して試料を作成した。
この試料は、引張強度23.50kgf/cm²、破断時伸び850％
以上、膨張度S₇＝1.04、S₁₄＝1.10、S₂₁＝1.25で膨張速
度が遅く、初期止水効果に劣った。

比較例２成分重量部ブチル系ゴム（イ） 100 高吸水性樹脂 20 粘着付与剤 20 可塑剤 60 加硫剤（イ） 2 加硫促進剤 1 無機系吸水剤 40 充てん剤 70 以上の各成分を配合し、実施例１と同様にして得た押
出成形品を、170℃で５分間加硫して試料を作成した。
この試料は、引張強度1.50kgf/cm²、破断時伸び2000％
以上、膨張度S₇＝1.15、S₁₄＝1.28、S₂₁＝1.39で、膨張
速度が遅く、初期止水効果に劣った。

比較例３成分重量部ブチル系ゴム（イ） 50 ブチル系ゴム（ハ） 50 高吸水性樹脂 80 粘着付与剤 10 可塑性 80 加硫剤（イ） 2 加硫促進剤 1 充てん剤 140 以上の各成分を配合し、実施例１と同様にして得た押
出成形品を、170℃で５分間加硫して試料を作成した。
この試料は、引張強度3.50kgf/cm²、破断時伸び1800％
以上、膨張度S₇＝3.20であったが、母材強度が弱くその
後崩壊してしまった。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】（Ａ）ブチル系ゴム100重量部に対し、
（Ｂ）高吸水性樹脂２〜50重量部と、（Ｃ）粘着付与剤
10〜50重量部と、（Ｄ）可塑剤30〜200重量部と、
（Ｅ）加硫剤0.1〜５重量部と、（Ｆ）塩基性充てん剤
５〜300重量部とを配合した混合物の加硫成形体であっ
て、かつ引張強度（T_B）30kgf/cm²以下、100％モジュラ
ス1kgf/cm²以上、破断時伸び（E_B）300％以上、膨張度
（S₂₁）1.5〜5.0を有することを特徴とする粘着性水膨
張止水材。
【請求項２】（Ｂ）成分の高吸水性樹脂の一部を無機系
吸水剤に置き換えた請求項１記載の粘着性水膨張止水
材。