JPH04178485A - 水膨張止水材用組成物 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、例えばコンクリート打継ぎ部位に埋設され、
コンクリート打継ぎ部位からの漏水を阻止するための水
膨張止水材に好適な、水膨張止水材用組成物に関するも
のである。

（従来の技術及びその問題点） 従来、水膨張組成物における固定材としての高分子弾性
体として、天然ゴム、再生ゴムとブチルゴム、再生ゴム
と天然ゴム、再生ゴムとイソブチレンゴム、天然ゴムと
ブタジェンゴム、エチレン−プロピレン共重合体とブチ
ルゴム等が知られている。

このうち、天然・ゴムを成分とした配合では、膨張前の
水膨張止水材の強度は大きいが、水膨張後の止水材の強
度は極端に低下してしまい、止水材が破壊されやすく打
継ぎ部位からの漏水の原因となっていた。また、天然ゴ
ム以外を固定材とした場合、水膨張止水材の水膨張後の
強度の低下率は天然ゴムの場合よりも少ないか、水膨張
前の止水材の強度が天然ゴムの場合と比較して非常に低
かった。

これらの問題を改良するために、イソブチレンゴムを他
の高分子弾性体と併用したケースが見られたか、イソブ
チレンゴムが高価なためコストが上昇するうえ、水膨張
後止水付にクラックか発生する欠点があった。

（発明が解決しようとする課題） 本発明の課題は、水膨張の前においても後においても共
に強度が高く、クラックも発生せず、しかもコスト上昇
も回避できるような水膨張止水材用組成物を提供するこ
とである。

（課題を解決するための手段） 本発明は、固定材としての高分子弾性体と、吸水により
膨潤する吸水膨張性物質とを含有する水膨張止水材用組
成物において、前記高分子弾性体が、ジエン系ゴム及び
クロルスルホン化ポリエチレンからなることを特徴とす
る水膨張止水材用組成物に係るものである。

本発明によれば、高分子弾性体中にクロルスルホン化ポ
リエチレンを配合したので、止水材表面の平滑性が良く
なり、クラック発生を防止でき、しかも水膨張前後のい
ずれにおいても土木材強度を向上させることができた。

この理由は、おそらく、クロルスルホン化ポリエチレン
が親水性基を有する吸水膨張性物質へと吸着し、これに
より疎水性のジエン系ゴムへの吸水膨張性物質の分散性
を高めたことによるものと推測される。

これを詳説すると、従来、水膨張止水材の水膨張後の強
度低下の原因として、一つは吸水膨張性物質の分散不良
が考えられる。このため、水膨張後の水膨張止水材中に
大きな水泡が発生し、これにより止水材がカステラ状と
なり、強度が低下してしまう。これに対し、本発明では
、上記したようなりロルスルホン化ポリエチレンの吸水
膨張性物質への吸着により、これを良好に分散させて緻
密な微構造を形成できるため、上記の大きな水泡の発生
現象を防止することができる。従って、水膨張後におけ
る止水材の強度低下を防止できるのである。

このようにして得られた本発明の組成物からなる水膨張
止水材は、水膨張した後も表面にクラックが発生するこ
となく美しいスキン層を保持でき、細かな凹凸のあるコ
ンクリート表面にも均一に圧着し、高い漏水防止効果が
得られる。

以上のように、クロルスルホン化ポリエチレンとジエン
系ゴムとのブレンドにより、水膨張止水材の強度の低下
を防止すること、表面にクラックか発生することを防止
すること、水泡現象の防止の効果が得られるため、建築
現場での止水材として使用する場合、高い水圧による漏
水でも阻止出来るもので、さらには長期間に亘って止水
性能を保持することが可能である。

また、ブタジェンゴム、ブチレン−ブタジェン共重合体
のような強度の低いジエン系ゴムを用いることができ、
この場合でも、水膨張止水材の表面にクラックが発生せ
ず、水膨張止水材の水膨張前の強度をクロルスルホン化
ポリエチレンの配合により大きくすることができる。

また、ジエン系ゴムとして天然ゴムを使用した場合は、
水膨張止水材の水膨張前の強度を一層高くでき、しかも
天然ゴムが比較的安価なので、これにコストの低いクロ
ルスルホン化ポリエチレンを添加することで、固定材の
コスト、ひいては止水材のコストを低減できる。

「ジエン系ゴム」としては、天然ゴム、ポリブタジェン
ゴム、ポリイソプレンゴム、スチレン−ブタジェン共重
合体、アクリロニトリル−ブタジェン共重合体、ブチル
ゴム、エチレン−プロピレンジエンモノマー共重合体、
塩酸化ゴム等を例示できる。

ジエン系ゴムとクロルスルホン化ポリエチレンの配合比
率としては、ジエン系ゴムを５０〜９９．５重量部、ク
ロルスルホン化ポリエチレン５０〜０．５重量部の範囲
で配合するのが好ましい。

ジエン系ゴムが９９．５重量部を越え、クロルスルホン
化ポリエチレンが０．５重量部未満の場合、水膨張後の
止水材強度低下が大きくなり、かつ上水材表面にクラッ
クが発生するようになる傾向かある。一方、ジエン系ゴ
ムが５０重量部未満でクロルスルホン化ポリエチレンが
５０重量部を越える場合、水膨張後の上水材の伸びが小
さくなり、脆くなる傾向がある。

ジエン系ゴムとクロルスルホン化ポリエチレンは、常法
に従って各種添加剤と共にロール、ミキサー、ニーダ−
等により混合される。各種添加剤の主なものとして、充
填剤、軟化剤が挙げられる。

充填剤としては、カーボンブラック、炭酸マグネシウム
、炭酸カルシウム、クレー、ケイ酸マグネシウム、タル
ク、などを例示できる。軟化剤としては、潤滑油、プロ
セスオイル、パラフィンオイル、芳香族プロセスオイル
、石油アスファルト、脂肪酸油、フタル酸誘導体オイル
、アジピン酸誘導体オイル、アゼライン酸誘導体オイル
、セバシン酸誘導体オイル、マレイン酸誘導体オイル、
フマル酸誘導体オイル、トリメリット酸誘導体オイル、
クエン酸誘導体オイル、オレイン酸誘導体オイル、リシ
ノール酸誘導体オイル、ステアリン酸誘導体オイル、な
どを例示できる。

所望により、止水材の高分子弾性体の改質のため、熱可
塑性の樹脂あるいはエラストマーなどを若干添加しても
よい。こうした熱可塑性樹脂、エラストマーとしては、
ポリエチレン、ポリプロピレン、塩素化ポリエチレン、
ポリ塩化ビニル、エチレン酢酸ビニル共重合体、ポリス
チレン、スチレン−フタジエンブロック共重合体、スチ
レン−イソプレンブロック共重合体、イソブチレンなど
を例示できる。

ジエン系ゴムとクロルスルホン化ポリエチレンとからな
る高分子弾性体は、未加硫のまま、または、硫黄、過酸
化物等を使用する常法により加硫して用いてもよい。

更に、吸水により膨張する吸水膨張性物質を高分子弾性
体に配合する。この際、吸水膨張性物質として、無機吸
水性フィラーや有機吸水剤を単独もしくは併用する。吸
水性フィラーとしては、ホワイトカーボン、ベントナイ
ト、シリカゲルを例示できる。有機吸水剤としては、ア
クリル酸塩系重合体、イソブチレン−マレイン酸塩系重
合体、スチレン−マレイン酸塩系重合体、ポリビニルア
ルコール系重合体等を例示できる。

なお、これらの高分子弾性体や吸水膨張性物質の他、常
法によって補強剤、充填剤、可塑剤、軟化剤、着色剤、
分散剤、老化防止剤、粘着付与剤、加工助剤、加硫剤、
加硫促進剤等のうち必要な薬品を配合し、ロール、ミキ
サー、ニーダ−等を使用して混練した後、例えばカレン
ダー法、押出し法、などの成形法により成形加工し、必
要により架橋することによって、本発明の水膨張止水材
用組成物が得られる。

更には、この組成物中に親水性短繊維を追加配合するこ
とにより、止水材の水膨張倍率を飛躍的に向上させるこ
とができ、また一定の水膨張倍率を保持しつつ吸水膨張
性物質の添加量を大きく減らすことができる。こうして
、特に高価な有機吸水剤を減らすことにより、配合コス
ト、ひいては止水材のコストを低減することができる。

水膨張止水材用組成物に固定材として含有させる高分子
弾性体１００重量部に対し、親水性短繊維を０．０１〜
ＩＯ重量部の範囲で配合させるのが好ましい。

親水性短繊維としては、木綿、パルプ、紙片、再生セル
ロース繊維、ホルマール化ポリビニルアルコール繊維、
ナイロン繊維が好ましく、親水性短繊維の太さは、水膨
張止水材料の強度と水膨張効率を考慮すると、直径０，
１μｍ−１００μｍの範囲であることか好ましい。

親水性短繊維の長さは、水膨張止水材の中心まで誘水す
る機能と水膨張止水材中においての短繊維の蛇行を考慮
すると、平均長が０．１ｍｍ以上、１０ｍｍ以下の繊維
長であることが望ましい。この繊維長が０．１ｍｍより
短かいと、誘水機能が十分でなく、また１０ｍｍを超え
るものは高分子弾性体との混練が困難になる。

又、水膨張剤に配合する短繊維の配合重量（％）として
は、０．０１重量部以上、５重量部以下が好ましい。こ
の配合量が２．０重量部前後で水膨張率かピークとなり
、これを超えると逆に短繊維が水膨張剤の水膨張を拘束
する力が増すため、水膨張率が低くなる傾向がある。そ
して、５重量部を超えると、これに加えて水膨張材料を
製造する際に混練加工性、圧延、押出し加工性が悪くな
り、１０重量部以上配合することは好適でない。また、
配合量が０．０１重量部以下では、水膨張促進効果が得
られない。

（実施例） 表１に示す各比較例と各実施例の配合物を１０インチオ
ープンロールにより混合したのち、同ロールで２ｍｍの
厚みにシート状に圧延し、非加硫のまま各サンプルを作
製した。引張強度、伸び、引き裂き強度については、Ｊ
ＩＳＫ−６３０１に規定されているダンベルで打ち抜き
、水膨張前後の変化を測定した。表面クラックと水泡現
象については、シートを２０ｍｍＸ　１００ｍｍ角にカ
ットし、水中養生を行なってこれらの有無を目視で確認
した。なお、表１中の配合物の数値は、「重量部」を表
す。これは、後述の表２、表３においても同じである。

比較例１では、天然ゴム単独の配合であり、水膨張前は
強度が大きいにもかかわらず、水膨張後の引張強度、伸
び、引き裂き強度のいずれも極端に低下し、しかも止水
材表面にクラックが発生し、水泡現象も認められた。

比較例２では、スチレン−ブタジェン共重合体の単独配
合であり、比較例１におけるほどの変化は無いか、水膨
張後の引張強度、伸び、引き裂き強度はかなり低下する
。

実施例１〜３は、いずれも天然ゴムとクロルスルホン化
ポリエチレン（Ｃ３Ｍ＞とを配合した例であり、いずれ
もクロルスルホン化ポリエチレンの配合による効果が顕
著に表われ、引張強度、伸び、引き裂き強度のいずれも
水膨張前後の変化が非常に小さく、表面のクラックの発
生が無（、水泡現象も認められなかった。

実施例１〜３の中で比較すると、実施例１では水膨張前
後の引張強度の変化が実施例２，３におけるそれよりも
大きく、実施例３では水膨張前後での引き裂き強度の変
化が他よりも大きい。この点を見ると、クロルスルホン
化ポリエチレン（Ｃ３Ｍ）を２５重量部配合した実施例
２が最も優れている。

一般に、クロルスルホン化ポリエチレンの配合量は、高
分子弾性体１００重量部において１５〜３０重量部とす
ると最も好適であった。

実施例４は、スチレン−ブタジェン共重合体とクロルス
ルホン化ポリエチレンとを併用した例であり、スチレン
−ブタジェン共重合体単独の比較例２よりも、水膨張前
後のいずれにおいても引張強度、伸び、引き裂き強度の
値が高く、さらに水膨張後のクラックの発生や水泡現象
も認められなかった。

実施例５では、天然ゴムとＣ３Ｍとを配合した例である
が、Ｃ３Ｍの配合量を６０重量部とすると、水膨張後の
引き裂き強度と伸度が少し落ちたが、それぞれ０．７　
ｋｇ　／　ｃｍと３００％となった。

次に、表２に、本発明における水膨張止水材用組成物を
加硫した例を説明する。

比較例３、実施例５の配合物を、前述した非加硫の場合
の製法と同様に１０インチオープンロールにて混合し、
圧延した後、１２０°Ｃの温度で３０分間プレス加硫し
、厚さ２ｍｍのサンプルを作製した。

以後、測定データの試験条件は、表１の非加硫水膨張組
成物と同様に行った。

比較例３は、合成ゴムの併用の配合であり、加硫した水
膨張組成物でありながら水膨張後の強度特性は著しく低
下しているし、クラックの発生と共に水泡現象も起きて
いる。

実施例５は、比較例３の高分子弾性体の一部分をクロル
スルホン化ポリエチレンに置き換えた例である。ここで
はクロルスルホン化ポリエチレンの配合による効果が現
われ、引張強度、伸び、引き裂き強度のいずれについて
も水膨張後の変化が少なくなり、また、クラック発生、
水泡現象も抑えられ、かなりの改善が見られた。

表２ ＊ｌＯ＝エチレン−プロピレンジエン共重合体次に表３
に、本発明における水膨張組成物に親水性短繊維を混合
した例（実施例７）を示す。

対照例として、比較例１を再録した。

実施例７では、高分子弾性体にクロルスルホン化ポリエ
チレンを配合し、かつ親水性短繊維を混合することによ
り、有機吸水剤を減量しても、高い水膨張倍率が得られ
、水膨張後の水膨張組成物の物理特性も良い。

表３ 本１１：木綿　直径１０．ｃｚｍ　　長さ５ｍｍこのよ
うに、本発明の水膨張止水材用組成物は、土木建築分野
での止水材において、安価でありながら、水膨張止水材
の強度特性が良好で、かつ水膨張後も水膨張前と変わり
のない安定した性能を示す止水材料を提供できるもので
ある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、固定材としての高分子弾性体と、吸水により膨潤す
   る吸水膨張性物質とを必須成分として含有する水膨張止
   水材用組成物において、前記高分子弾性体が、ジエン系
   ゴム及びクロルスルホン化ポリエチレンからなることを
   特徴とする水膨張止水材用組成物。 ２、前記高分子弾性体１００重量部が、５０〜９９．５
   重量部のジエン系ゴム及び０．５〜５０重量部のクロル
   スルホン化ポリエチレンからなる、請求項１記載の水膨
   張止水材用組成物。 ３、高分子弾性体１００重量部に対し、０．０１重量部
   以上、１０重量部以下の親水性短繊維を配合した、請求
   項１記載の水膨張止水材用組成物。