JPH02289641A - アクリルゴム組成物及び水膨潤アクリルゴム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、優れた吸水性を持ち、形状保持が良好で膨潤
性も高い、耐熱、耐油、耐候性を有する発泡成形品を与
えるアクリルゴム組成物、及び該組成物を発泡硬化して
得られる水膨潤アクリルゴムに関するものである。

（従来の技術） 水を高度に吸収し膨潤するボリマーは高吸水性ボリマー
と呼ばれるが、これは水で膨潤した状態でハイドロゲル
を形成する．このようなボリマーとしてはデンブン誘導
体が古くから知られているが、合成高分子としてはポリ
ビニルアルコール誘導体及び最近の主流となりつつある
アクリル酸を出発原料としたポリアクリル酸系高吸水性
ボリマーがある．このボリマーは水と接触すると１００
〜１０００倍にも膨潤してハイドロゲルとなるが、ゲル
中の水は簡単には排出されない。

こうしたボリマーは、例えばスミ力ゲル［住友化学工業
■］、アラソーブ［荒川化学工業■］、サンウエット［
三洋化成工業■］、アクアリック［日本触媒化学■］の
各商品名で市販され、紙おむつへの用途のみならず、止
水材、結露防止材、母乳バット、脱水剤等の多種の用途
に応用されつつある。

また、この高吸水性ボリマーを種々の合成ゴムに混合し
、加硫して水膨潤性ゴムとすることも試みられている。

しかし、従来の水膨潤性ゴムはいくつかの欠点を有して
いた。すなわち、水の吸収が加硫ゴムの表面からしか行
われないため、水の吸収速度が遅《かつ膨潤倍率も低く
、特に合成ゴムの２０重量％以下の高吸水性ボリマーの
添加ではほとんどゴムが膨潤しない。また、ゴムの表面
から膨潤してゆくためひずみを生じ、吸水前の形状と相
似形を保って膨潤することができない。さらには、高吸
水性ボリマーがゴムの外へ溶け出し経時的に吸水率が低
下する、というようないくつかの本質的な欠点を有して
いた。このため実用的な水膨潤ゴムは得られていないの
が実情であった。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は上記の事情に鑑み、膨潤速度が大きくかつ膨潤
倍率が極めて高く、吸水率の経時変化が少な《、膨潤す
る際にひずみを生じない水膨潤ゴムを与える組成物、な
らびにそれから得られる成形体を提供するためになされ
たものである。

（課題を解決するための手段） 本発明者らは、上記の目的を達成するため鋭意検討を行
なった結果、アクリル系ボリマーとして下記式１ ＲＩ ＣＨ１＝Ｃ−ＧＯＯＲ”　　　・　・　・　（１）（但
し、Ｒ’は水素原子又はメチル基を表わし、Ｒ２は非置
換もしくは置換の低級アルキル基又は低級アルコキシア
ルキル基を表わす。）で示されるアクリル酸エステル又
はメタクリル酸エステルと、１分子中に２個以上の脂肪
族不飽和結合を有するモノマーとを共重合することによ
り得られるアクリル系ボリマーを用い、このポリマーに
ポリアクリル酸系高吸水性ボリマーを配合し、これを熱
分解型の有機発泡剤、例えばアゾジカルボンアミド系発
泡剤等と、有機バーオキサイドとにより発泡硬化させた
場合、悪臭のない発泡体が得られると共１乙発泡剤分解
時に生成する不活性ガスが酸素による加硫阻害を防ぐた
め、エアーオーブン中での加熱発泡硬化が可能であり、
この発泡成形体は優れた水膨潤性を示し、かつアクリル
ゴムのもつ耐油、耐熱，耐候、安全衛生性を損なわない
ことを知見し、本発明をなすに至った。

従って、本発明は、（イ）上記アクリル系ボリマーと、
　（口）熱分解型の有機発泡剤と、（ハ）有機バーオキ
サイドと、（二）ポリアクリル酸系高吸水性ボリマーと
を配合したアクリルゴム組成物及びこの組成物を発泡硬
化して得られる水膨潤アクリルゴムな提供する。

以下、本発明につき更に詳し《説明する。

本発明に係る組成物を構成する（イ）成分は、上述した
ように、下記式（１） ＣＩ！＝Ｃ−ＧＯＯＲ”　　　・　・　・　（１）（但
し、Ｒｌは水素原子又はメチル基を表わし、Ｒ２は非置
換もしくは置換の低級アルキル基又は低級アルコキシア
ルキル基を表わす．）で示されるアクリル酸エステル又
はメタクリル酸エステルと、１分子中に２個以上の脂肪
族不飽和結合を有するモノマーとを共重合することによ
り得られたアクリル系ボリマーである。

ここで、上記（１）式のアクリル酸エステル又はメタク
リル酸エステルにおいて、Ｒ２で表わされる非置換もし
《は置換の低級アルキル基又は低級アルコキシアルキル
基としてはメチル基、エチル基、プロビル基、ｎ−ブチ
ル基、メトキシェチル基、エトキシエチル基等、あるい
はこれらの水素原子の一部又は全部がフッ素原子等で置
換されたトリフルオ口メチル基、２，２．２−トリフル
オロエチル基、３，３．３−トリフルオロブロビル基等
が例示される。

一方、この（１）式のアクリル酸エステル又はメタクリ
ル酸エステルと共重合されるモノマーは、１分子中に２
個以上の脂肪族不飽和基を持つものであるが、この場合
一方の脂肪族不飽和基が上記アクリル酸エステル又はメ
タクリル酸エステルと共重合する時、他方の脂肪族不飽
和基は反応することなくアクリル系ボリマー（共重合体
）中に残り、これは有機パーオキサイド架橋によって架
橋するように作用するもので、このため一方の脂肪族不
飽和基と他方の脂肪族不飽和基とは互いに異なる反応性
を有するものである。

このような１分子中に２個以上の脂肪族不飽和基を有す
るモノマーとしては、エチリデンノルボルネン、メチリ
デンノルボルネン、ジシクロペンタジエンなどが挙げら
れるが、けい素原子に結合した脂肪族不飽和結合をもつ
モノマー、特に＝Ｓｉ−ビニル基をもつモノマーが望ま
しい。かかる＝Ｓｉ−ビニル基をもつモノマーとしては
、＝Ｓｉ−ビニル基をもつアクリレート、メタクリレー
ト、スチレンなどが挙げられるが、これらモノマー中の
＝Ｓｉ−ビニル基は上記（１）式のアクリル酸エステル
、メタクリル酸エステルと共重合しにくいため、共重合
中にゲル化することな《共重合体中に残り、後のバーオ
キサイド加硫時に架橋することができる。

この＝Ｓｉ−ビニル基を有するモノマーとして具体的に
は、特公昭６２−４０３８０号公報に示すもの、特に下
記（２）〜（６）式の化合物を例示することができる。

ＣＨｓ　　ＣＨｓ ＣＩ．　　ＣＩ． ＣＨ． （但し、ｎ＝ｏ〜１５の整数） （但し、上記式においてＲは水素原子又はメチル基を示
す。） これらのうちでは、特に（６）式の化合物が好まし《、
（６）式のモノマーを用いることにより、架橋点が耐熱
的に非常に安定なシロキサン環骨格を有するため、耐熱
的に非常に優れたアクリルゴム発泡体を得ることができ
、加硫後の特性に優れる。

上記（１）式のアクリル酸エステル又はメタクリル酸エ
ステルに上記２個以上の脂肪族不飽和結合を有するモノ
マーを共重合する場合、その共重合量（上記モノマーの
使用量）は０．０１−１０重量％、より望ましくは０．
５〜５重量％とする（従って、（１）式の化合物は９９
．９９〜９０重量％、より望ましくは９９．５〜９５重
量％）ことが好ましい。上記モノマーの使用量が０．Ｏ
ｌ％より少ないと、架橋点が少なすぎて十分な強度の発
泡体が得られない場合があり、またｌＯ％より多いと、
架橋点が多すぎて発泡体が硬くなりすぎる場合が生じる
。

次に、（口）成分の熱分解型有機発泡剤としては、従来
よりゴムやプラスチックの発泡体に使用されるいずれの
ものも用いることができ、これにはアゾビスイソブチロ
ニトリル等のニトリル系発泡剤、ジニトロペンタメチレ
ンテトラミン等のニトロソ系発泡剤などがあるが、特に
アゾジカルボンアミド系発泡剤が好適に使用される。こ
のアゾジカルボンアミド系発泡剤としては、市販品とし
てセルマイクＣ（三協化成■製）、ビニホールＡＣ（永
和化成■製）などが用いられる。

この（口）成分の使用量は、特に制限されないが、（イ
）成分１００部（重量部、以下同じ）に対し２〜ｌＯ部
とすることが好ましい。

なお、本発明の組成物には、発泡体の成形に適した加工
温度で発泡剤の分解を起こさせるため、分解促進剤を添
加して、分解温度を低下させることができる．かかる分
解促進剤としては、尿素化合物、亜鉛華等の金属化合物
、ステアリン酸亜鉛等の金属石けんなどが用いられる。

また、本発明の（ハ）成分を構成する有機パーオキサイ
ドは、アクリル系ボリマーを架橋するために添加するも
のであり、例示すると、ペンゾイルパーオキサイド、２
．４−ジクロルベンゾイルパーオキサイド、ｔ−プチル
パーベンゾエート、ジーｔ−プチルパーオキサイド、ジ
クミルパーオキサイド、２，５−ビス（ｔ−プチルパー
オキシ）−２．５−ジメチルヘキサン、２．５−ビス（
ｔ−プチルパーオキシ）−２．５−ジメチルヘキセンな
どが挙げられ、これらの１種又は２種以上を組み合わせ
て使用することができるが、勿論これらに限定されるも
のではない。

上記（ハ）成分の添加量も適宜選定されるが、（イ）成
分１００部に対し０．１〜ｌＯ部とすることが好ましい
。

本発明の組成物の（二）成分であるポリアクリル酸系高
吸水性ボリマーとしては公知のものを用いることができ
、これには各種の市販品があるが、ゴム中に均一に分散
させるためには平均粒径の小さいものの方が望ましい。

市販品としては、例えばアクアリックＭ，アクアリック
ＣＳ［いずれも日本触媒化学■製、商品名］、アラソー
プＫＲ７０４　［荒川化学工業■製、商品名］、スミ力
ゲルＳＰ−５２０　［住友化学工業■製、商品名］、サ
ンウエットＬＭ−３００　［三洋化成工業■製、商品名
］などがあり、いずれも用いることができる。しかし、
これらに限定されるものではない。上記市販品の中では
、アクアリックＣＳ中の１品種であるＣＳ−７Ｓが比較
的小さいｌＯ〜３０μｍの粒径なもち、ゴム中への分散
がよい。

この（二）成分の使用量は特に限定されるものではない
が、（イ）成分１００部に対し２〜１００部とすること
が好ましく、より好まし《は５〜５０部である．（イ）
成分１００部に対し（二）成分が２部未満では十分な膨
潤倍率を得難く、１００部を超えると十分なゴム強度を
得ることが難しくなる。

本発明の組成物には、上記成分に加え、増粘、加工性向
上、増量などの目的で、また、水膨潤アクリルゴム発泡
体を補強する目的で充填剤を配合することが好ましい。

このような補強性充填剤としては、カーボン、ヒューム
ドシリカ、湿式シリカ、石英粉末、けいそう土などの１
種又は２種以上が使用されるが、これら充填剤は比表面
積が１０ｍ”／ｇ以上であることが好ましい。その配合
量は充填剤の種類や成形品の使用目的等に応じて選択さ
れるが、加工性、補強性等の点から（イ）成分１００部
に対して３〜１００部、特にｌＯ〜６０部とすることが
好ましい。

なお、本発明の組成物には、更にロール加工性改良のた
めの脂肪酸（ステアリン酸等）、充填剤の分散性改良の
ためのシリコーン類（重合度１００以下の低分子シロキ
サン、シラノール基含有シラン、アルコキシシラン等）
、組成物の粘度をコントロールするための可塑剤（コモ
レックＮｏ．２オイル、サンバ−２２８０、Ｐ　Ｗ　−
　３８０等）、老化防止剤（ナウガード４５５、イルガ
ノックス１０１０等）、カーボンファンクショナルシラ
ンなどを添加することは任意である。

本発明の組成物を発泡硬化して水膨潤アクリルゴム発泡
体を得る場合、その発泡硬化条件は使用する（口）、（
ハ）成分により相違するが、熱分解型有機発泡剤を用い
た発泡の常法、パーオキサイド加硫の常法に従って行な
うことができる。また、成形法も公知の方法が採用し得
る。

（発明の効果） 本発明のアクリルゴム組成物は経済的な加硫発泡条件で
水膨潤アクリルゴム発泡体を与え、得られた水膨潤アク
リルゴム発泡体は、無臭で毒性が少なく、着色が容易で
あり、吸水性（膨潤速度、膨潤倍率）や保水性などの膨
潤特性に優れ、膨潤時のひずみが小さく、耐熱性、耐候
性、耐油性に優れたものである。

（実施例） 以下に実施例と比較例を示し、本発明を具体的に説明す
るが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない
。

実施例１〜３、比較例１〜２ 表１に示す組成のアクリル系ボリマー（共重合体）を製
造し、このボリマーを用いて表１に示す組成のベースコ
ンバウンドを熱ロールで１２０℃においてｌＯ分間均一
に混練りすることにより得た。

更に、このベースコンパウンドを用いて表１に示すアク
リルゴム組成物を混練りすることにより製造した。

ついで、得られた組成物を充分脱泡した後、６ｍｍＸ　
１５０ｍｍ　Ｘ　５０ｍｍのプレス金型内に充填し、プ
レス圧３０ｋｇｆ／ｃｍ２、温度１６５℃で５分間加熱
した後、除圧し、これをオーブン中で１８０℃，　１０
分間後発泡させ、水膨潤アクリルゴム発泡体を製造した
。

この発泡体の発泡倍率、比重、アスカーＣ硬度ならびに
水中浸漬による体積変化と重量変化は表１に併記したと
おりであった。

なお、比較のために、表１に示したような有機発泡剤を
含まない組成物（比較例１）と吸水性ボリマーを含まな
い組成物（比較例２）をつくり、実施例と同様の測定を
行なったが、結果は表１に併記したとおりであった。

注：１　湿式シリカ（日本シリカ■製）注＝２　老化防
止剤（二二ロイヤル社製）注＝３　ジメチルジメトキシ
シラン （信越化学工業■製） 注：４　ヒュームドシリカ（デグッサ社製）注：５　ア
ゾジカルボンアミド発泡剤 （三協化成■製） 注：６　吸水ボリマー（日本触媒化学■製）（注：１〜
６を付したものはいずれも商品名）注＝７　水中浸漬は
２５℃において水道水中で行なった。また、体積変化（
％）は直方体状試験片（　６ｍｍＸ　３５ｍｍＸ　１５
ｍｍのシート状）の３辺それぞれの浸漬後の長さ／漫漬
前の長さの比を乗じ、さらに１００を乗じて求めた。浸
漬中、各実施例から得られた試験片は直方体状を保って
均一に膨潤したので、寸法測定が容易であった。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、（イ）下記式（１） ▲数式、化学式、表等があります▼・・・（１） （但し、Ｒ＾１は水素原子又はメチル基を表わし、Ｒ＾
   ２は非置換もしくは置換の低級アルキル基又は低級アル
   コキシアルキル基を表わす。） で示されるアクリル酸エステル又はメタクリル酸エステ
   ルと、１分子中に２個以上の脂肪族不飽和結合を有する
   モノマーとを共重合することにより得られるアクリル系
   ポリマーと、 （ロ）熱分解型の有機発泡剤と、 （ハ）有機パーオキサイドと、 （ニ）ポリアクリル酸系高吸水性ポリマー を配合してなることを特徴とするアクリルゴム組成物。 ２、請求項１記載の組成物を発泡硬化することによって
   得られる水膨潤アクリルゴム。