JPH03131649A - （メタ）アクリル酸金属塩組成物 - 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】 （イ）　発明の目的 ［産業上の利用分野］ 本発明は紙おむつ等に使われる吸水性樹脂の製造、土木
建築工事での止水、防水、ひび割れ絶縁工事に用いられ
る吸水性樹脂や含水ゲルの製造、衝撃緩衝材等の製造に
利用される（メタ）アクリル酸金属塩組成物に関するも
のであり、本発明の（メタ）アクリル酸金属塩組成物は
優れた特性を有するため、前記吸水性樹脂、含水ゲル、
衝撃緩衝材等を利用する業界、例えば土木建築業界、サ
ニタリー用品関連業界等で幅広く応用され得るものであ
る。

［従来の技術］ 従来、アクリル酸金属塩またはメタクリル酸金属塩（総
称して（メタ）アクリル酸金属塩という）は−船釣にア
クリルポリマーに耐水性を付与する目的で使われ、金属
の接着や木材、紙の表面処理等に多く使われている。ま
た、その瞬間的に重合する特性を利用し７て、（メタ）
アクリル酸金属塩を主成分とする組成物が土木工事にお
ける止水、防水材、土壌調整剤として使われており、近
年では下水管等のクラック止水、トンネル工事のアイソ
レージラン材等にそれらを用いる工法も開発されている
。これらの工法はそれ以前の工法に比べ施工速度、硬化
物の柔軟性７、耐水性等に優れているものである。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、これらの（メタ）アクリル酸金属塩が重
合して形成された重合体からなる含水ゲル、塗膜あるい
はセメント等と併用された硬化物等は、外力、例えば、
防水膜として使用された時には、膜の外側に打設される
コンクリート中に存在する砂利のひっかき力により破断
する。また、成膜ないし硬化時間を早めるために触媒を
多量に用いると重合体の強度が低下する。苛性ソーダ等
の高濃度のアルカリに触れると加水分解を起こして接着
面での界面剥離を起こす。海水等の高電解質に浸される
ことによっても界面剥離を起こすことがあるという様に
、（メタ）アクリル酸金属塩の重合体は耐水性には優れ
ていても、力学的強度や耐アルカリ性が十分とは言えな
いものである。

従って、（メタ）アクリル酸金属塩組成物を表面処理剤
としてだけでなく、止水、防水材として使って行く場合
に、重合体の引張り強度、接着強度、耐薬品性等により
優れたものが求められているのが現状である。

［課題を解決するための手段］ 本発明者等は、前記諸問題が、（メタ）アクリル酸金属
塩に三価金属の水溶性化合物を併用することにより解決
し得ることを見出して本発明を完成したのである。

すなわぢ、本発明はアクリル酸またはメタアクリル酸の
一価ないし２二価の金属塩と三価金属の水溶性化合物か
らなることを特徴とする（メタ）アクリル酸金属塩組成
物に関するものである。

Ｏ（メタ）アクリル酸塩 本発明に用いられる（メタ）アクリル酸の一価ないｔ７
二価の金属塩としてはメタアクリル酸、アクリル酸（総
称して（メタ）アクリル酸という）のアルカリ金属塩、
アルカリ土類金属塩等を挙げることができ、本発明にと
り好ましい金属塩としてはナトリウム塩及びマグネシウ
ム塩が挙げられるゆ 又、本発明において、目的とする性能を損なわない範囲
において、（メタ）アクリル酸塩の一部をイタコン酸、
フマル酸およびマレイン酸等の一価または二価の金属塩
で置き換えることができる。

本発明の（メタ）アクリル酸金属塩組成物は、触媒によ
り重合体とされて、使用されるものであり、特に該組成
物を吹き付け、注入等により壁面ないし土壌内で、重合
させて、硬化体、水性ゲル等とし、また、その状態で使
用されることが多く、その様な場合には、（メタ）アク
リル酸塩は水溶液として使用するのが好ましく、その際
の濃度はアルカリ金属塩の場合は７重量％以上の水溶液
とするのが好ましく、より好ましくは１０重量％以上の
場合であり、アルカリ土類金属塩の場合は１０重量％以
上が好ましく、より好ましくは１５重量％以上である。

水溶液の上限濃度としては（メタ）アクリル酸塩が水溶
液から析出しない程度、すなわち飽和に近い濃度の物ま
で、本発明での使用が可能である。

〇三価金属の水溶性化合物 本発明に用いられる三価金属の水溶性化合物の具体的な
化合物としては、（メタ）アクリル酸アルミニウム、塩
化アルミニウム、硝酸アルミニウム、硫酸アルミニウム
、塩化チタン、硝酸セリウム等が挙げられ、本発明にと
り好ましい化合物はアルミニウム塩である。

（メタ）アクリル酸塩に対する三価金属の水溶性化合物
の使用量は化合物中の三価金属の存在量によって異なる
が、（メタ）アクリル酸塩の量に対して三価金属成分の
量が０．０１％〜１５重量％になる様に使用することが
好ましく、より好ましくは０．０５％〜８重量％である
。三価金属成分の量が１５重量％をこえると、得られる
重合体の弾力性が失われ、防水材などに使用された際、
下地のひび割れなどに追従できない。

三価金属は（メタ）アクリル酸塩と反応し、重合物のゲ
ル化物の強度を増加させるものであり、三価金属の水溶
性化合物は、水溶液として用いることが好ましい。

Ｏ添加剤 本発明の（メタ）アクリル酸金属塩組成物は、触媒によ
り重合体とされて、使用されるものであり、特に該組成
物を吹き付け、注入等により壁面ないし土壌内で、重合
され、硬化体、水性ゲル等の状態で、防水絶縁材等とし
て用いられるものであるため、（メタ）アクリル酸金属
塩を重合させるための触媒が必要で、触媒としては、レ
ドックス重合触媒と呼ばれる水溶性の酸化剤と還元剤を
組み合わせた触媒を用いることが好ましい。

酸化剤としては、例えば過炭酸ソーダや過はう酸ソーダ
、過酸化ナトリウム、過酸化カルシウム、過酸化バリウ
ム等の過酸化物、過硫酸アンモニウムや過硫酸カリウム
、過硫酸ナトリウムなどの過硫酸塩が賞用される、なお
、アンモニウム塩を多量に用いる際は臭気が無視できな
くなるので換気が必要である。

還元剤としてはジェタノールアミン、トリエタノールア
ミン、ヒドラジン、ヒドロキシルアミン、ジメチルアミ
ノプロピオニトリル、ジメチルアミノエタノール、ジメ
チルアミツブロバノール、ピペラジン、モルホリン等の
アミン類、第一鉄塩、亜硫酸塩、チオ硫酸塩、千オ尿素
、エリソルビン酸ナトリウム、ロンガリット等であり、
２種類以上を併用することもできる。酸化剤と還元剤の
組合せや使用量は使用する（メタ）アクリル酸塩の種類
、濃度及びｐＨや目的とするヒドロゲルの生成時間や強
度等を考慮し、目的によって選択するが、通常（メタ）
アクリル酸塩の量に対して０．１〜１０重量％の割合で
使用するのが好ましい。

（メタ）アクリル酸塩の重合体の寸法安定性や耐久性を
向上させるために、本発明組成物にメチレンビスアクリ
ルアマイド、ヒドロキシエチレンビスアクリルアマイド
のようなアルデヒドとアクリルアマイドを縮合させた水
溶性ジビニル単量体の架橋剤を併用することも有効であ
り、これらジビニル単量体の使用量は（メタ）アクリル
酸塩の量に対して、アルカリ金属の場合は１〜３０重量
％であることが好ましく、より好ましくは５〜２０重量
％である。本発明において、多価金属塩自身も重合体の
架橋剤として働くものであるため、他の架橋剤を添加し
なくてもよい結果が獲られるが、上記の架橋剤を３０重
量％以下併用添加することによってより一層の性能の向
上が図れる。　本発明組成物に、増量あるいは補強のた
め、骨材として、セメント、フライアッシュ、シリカヒ
ユーム、珪藻土、炭酸カルシウム、カオリン、クレー、
ベントナイト、パーライト、蛭石、高炉スラグ、石膏、
石綿、珪砂、パルプ、炭素粉等の粉や発泡スチロールの
粉砕物、各種繊維質を用いることができる。しかし、骨
材は、その使用量が増加すると、ゲルの柔軟性を失わす
ことになるので、（メタ）アクリル酸塩の量の１０倍以
下の使用が好ましく、より好ましくは５倍以下である。

なお、骨材としてセメントなどの水硬性化合物を用いる
場合は触媒としての還元剤の使用を省略する事ができる
場合がある。

そのほかゲルの乾燥を緩和するために本発明の組成物に
グリセリン、プロピレングリコール、メチルセルロース
、ポリエチレンオキサイド等を加えることもできる。な
おメチルセルロース及びその誘導体やポリエチレンオキ
サイドは増粘剤としての作用も示すものである。

○使用方法 本発明の組成物は、構成成分の種類と割合で異なるが、
触媒等により重合されて使用されるものであるため、本
質的に構成成分を混合して一層として保管することは困
難であり、構成成分を別々に保管し、或いは反応性のな
い成分同志は混合して保管し、使用直前に混合して組成
物とするか、例えば吹き付けなどで使用する場合は、吹
き付は管内で混合しながら目的とする組成物にして吹き
付けるか、別々に吹き付けて、吹き付けられた壁面上等
での混合により目的とする組成物とする等の手段を採用
するのが好ましい。

吹き付は使用の場合について、さらに詳説すれば、ゲル
化或いは硬化時間を長く設定した組成物の場合は、（メ
タ）アクリル酸塩水溶液とレドックス触媒の混合液を三
価金属の水溶性化合物の水溶液と混合後、吹き付けるこ
とができるが、ゲル化時間を短く設定した組成物の場合
には、（メタ）アクリル酸塩水溶液へ還元剤を、三価金
属の水溶性化合物の水溶液へ酸化剤を混合して２台のポ
ンプを用いて同時に吹き付けたり、吹き付は直前に或い
は吹き付は管内で混合して吹き付ける方法が好ましい。

なお、骨材、増量材等を併用する場合には（メタ）アク
リル酸塩水溶液へ核材と還元剤を混合したスラリーと酸
化剤の入った三価金属の水溶性化合物の水溶液とを同時
に吹き付けるのが好ましい。

止水或いは防水のために使用される場合の、水性ゲル又
は硬化体の厚みは漏水の程度、下地の平滑さ、トンネル
では他山の変位の度合によって異なるが通常の工事では
０．３〜３０ｍ＋ｍが好ましい。

また壁面への付着強さは０．２　ｋｇｆ　／　ｃｍ”程
度以上になる様に成分を設定するのが望ましい。

本発明によるポリ（メタ）アクリル酸金属塩は、吹付け
または注入により使用するのに好ましい組成物であるが
、吹付けまたは注入方法としては常套手段を適用すれば
よい。

［作　用１ 三価金属の水溶性化合物は（メタ）アクリル酸金属塩と
併用されて、（メタ）アクリル酸金属塩が重合する際、
（メタ）アクリル酸塩と反応し、重合物のゲル化物の強
度を増加させ、接着強度、耐薬品性等をも改良するとい
う作用を示す。又、水溶液として用いられる本発明の組
成物は、ポンプ及びホースにより容易に輸送でき、−船
釣な吹付は方法で吹き付けながら重合させることができ
、生成した水性ゲル或いは硬化体は下地に強く密着し、
不透水性であるため、漏水によって下地から細砂、土粒
子等が流出する事を防止し、背面水が問題となる湧水が
多い下地に対して、湧水部に導水パイプ、導水シートを
設ける事もできるという優れた防水材となり得るもので
ある。

［実施例］ 実施例１ アクリル酸マグネシウムの３５％水溶液１００ｇにチオ
尿素３％とハイポ１７％の混合液３ｇを加え、ついで３
０％過酸化水素水１０　ｇと２０％硫酸アルミニウム水
溶液５ｇの混合液を加えよく混合した後、７ｅｍＸ７ｃ
ｍのモルタル板２枚の間隙（２ｍｌｌ）に流し込んだ。

混合液は約１分後に発熱を伴ってゲル化し、モルタル板
を接着した。約２４時間後の付着強さは１．２ｋｇｆ／
ｃｍ’であり、ゴムに似た弾性を有するゲルであった。

一方、ＪＩＳ−Ａ−５４０３に規定されたフレキシブル
板上に厚さ２．０１のゲルを生成させ、２４時間後ＪＩ
Ｓ−Ａ−６９１０に準拠して透水試験を行なった。

透水量はＯ，Ｏｍｍであり事実上不透水であった。この
ゲルをＯｏ１規定の水酸化ナトリウム水溶液に１ケ月浸
漬したが剥離しなかった。

実施例２ アクリル酸カルシウムの３０％水溶液１００ｇに亜硫酸
ナトリウムの１０％水溶液を加えた液・＼２０％過硫酸
ナトリウム水溶液と３０％アクリル酸アルミニウム水溶
液を混合した液を加え、実施例１と同じようにしてモル
タル板を接着した。接着力は２．５　ｋｇｆ　／　ｃｍ
２であり、透水量は０．０ｍｍであった。また０、１規
定の水酸化ナトリウム水溶液への浸漬後も剥離は見られ
なかった。

実施例３〜８ （メタ）アクリル酸塩の種類、三価金属の水溶性化合物
の種類、骨材等充填材の種類を変えて実施例１に準じて
行なった実験結果を第１表に示す。

いずれも良好な引張り強さ、耐アルカリ性を存する。

一一−（以　下　余　白）−−−− 比較例１〜３ 実施例３〜５と同じ処方で三価金属の水溶性化合物のみ
を除いた場合の実施結果を第２表に示す。

何れも硬化時間はあまりかわらないが引張り強さ、水酸
化ナトリウム中の安定性が劣っている。

−一−（以　下　余　白）−一一 （ハ）発明の効果 本発明の組成物は、従来の（メタ）アクリル酸金属塩か
らの重合体が有していた欠点、引張り強度、接着強度、
耐薬品性等の不足を解消するという優れた効果を有し、
（メタ）アクリル酸金属塩からの重合体を利用している
、紙おむつ等に使われる吸水性樹脂の製造、土木建築工
事での止水、防水、ひび割れ絶縁工事に用いられる吸水
性樹脂や含水ゲルの製造、衝撃緩衝材等の製造に利用さ
れるものであるため、前記吸水性樹脂、含水ゲル、衝撃
緩衝材等を利用する業界、例えば土木建築業界、サニタ
リー用品関連業界等に及ぼす効果は多大なものである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、アクリル酸またはメタアクリル酸の一価ないし二価
   の金属塩と三価金属の水溶性化合物からなることを特徴
   とする（メタ）アクリル酸金属塩組成物。