JPH0625380A - 水膨張性スポンジおよびその製造方法 - Google Patents

水膨張性スポンジおよびその製造方法

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JPH0625380A
JPH0625380A JP4197556A JP19755692A JPH0625380A JP H0625380 A JPH0625380 A JP H0625380A JP 4197556 A JP4197556 A JP 4197556A JP 19755692 A JP19755692 A JP 19755692A JP H0625380 A JPH0625380 A JP H0625380A
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JP
Japan
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water
sponge
swellable
crosslinking
polyether polyol
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JP4197556A
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English (en)
Inventor
Tomoshi Fujimoto
知士 藤本
Masafumi Sugiyama
雅文 椙山
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Nishikawa Rubber Co Ltd
Original Assignee
Nishikawa Rubber Co Ltd
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Publication date
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  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 水膨張性が、海水やセメント水のようなイオ
ン水中でも水道水と殆ど変わらず、成分が水中に流出す
ることがなく、鉛直面等に貼付けても、剥離;脱落し難
く、取付作業者に対する負担が小さい水膨張性スポンジ
及びその製造方法を提供する。 【構成】 合成ゴムに対して充填剤、ポリオキシエチレ
ン成分を50重量%以上含むポリエーテルポリオール、
ポリイソシアネート及び触媒を配合した後、混合しなが
ら、ポリエーテルポリオールとポリイソシアネートとを
架橋させる工程、次いで、前記工程の生成物に架橋剤及
び発泡剤を添加、混合した後、加熱し、架橋;発泡させ
る工程よりなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、主として止水材等に使
用される水膨張性スポンジ、特に海水やセメント水のよ
うなイオン水中でも優れた膨張性能を示し、且つ成分が
水中に流出せず、且つ、軽量で取扱容易な水膨張性スポ
ンジ及びその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、主として止水材料として使用され
る水膨張性ゴムとしては、ゴムに対してポリアクリル酸
等の高分子電解質系の水膨張性樹脂を配合したものがあ
る。しかし、高分子電解質系の水膨張性樹脂は、海水や
セメント水のようなイオン水中では、その膨張性が著し
く低下するという欠点を有している。
【0003】そのため、海水仕様として高吸水性樹脂の
配合量を増加させることにより、海水中で真水と同等の
膨張性を有する製品も見受けられる。ところが、高吸水
性樹脂は比較的高価であるため、上記仕様は不経済であ
るばかりでなく、更に河口のような海水と真水との境界
域で膨張性が不安定になると言う問題点がある。また、
この製品は水膨張性樹脂をゴムに配合しただけの構造で
あって、水膨張性樹脂が脱落すると言う欠点がある。
【0004】イオン水中でも真水中と同等の膨張性を有
する止水材として、親水性ポリオールを用いたポリウレ
タン樹脂あるいはポリウレタン樹脂とゴムとのブレンド
品が知られている。しかし、これらは、いずれもソリッ
ド状のため。比重が高く、鉛直面に貼り付けた時に、重
みで剥がれ易く、且つ重くて、取扱いに当たって、作業
者の負担になると言う問題点がある。
【0005】そのため、スポンジ体とすることが望まれ
ているが、水膨張性ポリウレタン樹脂は、物理的強度が
低いため、スポンジ体とした場合、強度に問題がある。
水膨張性ポリウレタン樹脂とゴムとのブレンド品をスポ
ンジ体とすれば、強度のあるスポンジ体が得られるが、
これまでは、その押出成形性を得るために低分子量のゴ
ムを使用しているため、ゴムの架橋・発泡を同時に行う
と、スポンジ体の製造の安定性に欠けていた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】解決しようとする問題
点は、上記従来の水膨張性スポンジは、海水やセメント
水のようなイオン水中で膨張性能が著しく低下し、且つ
成分が水中に流出するか、或は比重が高く、鉛直面に貼
り付けた時に重みで剥がれ易く、且つ重くて、作業者の
負担になることである。
【0007】
【課題を解決するための手段】第1の発明は、合成ゴム
とポリオキシエチレン成分を50重量%以上含むポリエ
ーテルポリオール及びポリイソシアネートより得られる
水膨張性ポリウレタンとを混合してなり、ゴム分子とポ
リウレタン分子とが絡み合った構造を持つ水膨張性スポ
ンジである。
【0008】第2の発明は、第1の発明によって得られ
た水膨張性スポンジの発泡倍率が1.2〜3倍であるも
のである。発泡倍率が低いと作業者への負担の軽減効果
が少なく、発泡倍率が高すぎると、止水材としての性能
が損なわれる。
【0009】第3の発明は、合成ゴムに対して充填剤、
ポリオキシエチレン成分を50重量%以上含むポリエー
テルポリオール、ポリイソシアネート及びウレタン重合
触媒を配合した後、混合しながら、ポリエーテルポリオ
ールとポリイソシアネートとを架橋させる工程、次い
で、前記工程の生成物に架橋剤及び発泡剤を添加、混合
した後、加熱し、架橋・発泡させる工程よりなる水膨張
性スポンジの製造方法である。
【0010】第4の発明は、第3の発明のポリエーテル
ポリオールに、得られる発泡体のゴム弾性を大きくし、
柔らかくするため、分子量が10,000以下の成分を
70重量%以上含むものを用いる。ボリエーテルポリオ
ールの分子量が高くなるに従い、ポリウレタンのゴム弾
性が小さくなる。ボリエーテルポリオールの分子量が高
いとゴム弾性のない、硬い発泡体となる。
【0011】第5の発明は、第3の発明の架橋剤に、合
成ゴムの架橋・発泡時に表面の架橋速度を大きくする有
機過酸化物を用いる。一般に使われるイオン系架橋剤で
も可能であるが、合成ゴムの架橋・発泡時に表面の架橋
が速く進むことが好ましいため、架橋剤として有機過酸
化物の使用が好ましい。
【0012】第6の発明は、第3の発明の発泡剤に、重
量当りのガス発生量の多い有機発泡剤を用いる。重量あ
たりのガス生成量の多い有機発泡剤が好ましい。
【0013】第7の発明は、第3の発明のポリエーテル
ポリオールとポリイソシアネートとを架橋させる工程の
生成物に、さらに架橋剤及び発泡剤を添加、混合し、加
熱するに当たって、水膨張ウレタンの膨張を抑えるた
め、水分を用いた加熱に代えて、熱空気により加熱す
る。水蒸気加硫のように水分を用いる加熱は、水膨張ウ
レタンが膨張するため、好ましくなく、水分のない熱空
気加熱が好ましい。
【0014】第8の発明は、第3の発明のウレタン重合
触媒として、触媒活性の高い金属触媒に代わりに、架橋
時のコンパウンド温度が100度以下となり、スコーチ
を起こさず、成形性のよい製品が得られるアミン系触媒
を用いる。ウレタン重合触媒として、一般にはジブチル
すずジラウレート(DBTDL)のような金属系触媒が
好んで用いられるが、DBTDLは触媒活性が高いた
め、ウレタン架橋が早く進行し、架橋時のコンパウンド
温度が110〜130℃となってしまう。
【0015】本発明の水膨張性スポンジを得る場合、ウ
レタン架橋時にコンパウンド温度が高くなると、合成ゴ
ム成分がスコーチしてしまい、その後の押出工程での成
形性が著しく低下してしまう。
【0016】ところで、アミン系のウレタン重合触媒
は、その触媒活性の低さより、一般のポリウレタンの重
合には、アミン系単独で用いられることはまれである。
ところがアミン系重合触媒を用いると架橋時のコンパウ
ンド温度が100℃以下で架橋することが可能である。
その結果、合成ゴムのスコーチをおこさず、ウレタンを
架橋させられ、その後、押出工程での成形性を損わない
コンパウンドが得られる。
【0017】
【実施例】実施例について説明すると、図1に示すよう
に、合成ゴム1に対して充填剤2、ポリオキシエチレン
成分を50重量%以上含むポリエーテルポリオール3
(好ましくは、分子量が10,000以下の成分を70
重量%以上含むもの、例えば、末端水酸基を2個以上を
有し、ポリオキシエチレン成分を50重量%以上含むポ
リエーテルポリオール即ちポリオキシエチレンアルキル
エーテル;ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテ
ル;ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン共重合体
等)、ポリイソシアネート4及びウレタン触媒5(例え
ば求核性触媒としての第3級アミンを持つアミン系触
媒、トリエチレンジアミン;トリエチルアミン;N,
N,N’,N’−テトラメチルプロピレンジアミン;N
−メチルモルホリン;1,8−ジアザビシクロ(5,
4,0)−ウンデセン[D・B・U]等:或は求電触媒
として働く金属系触媒、スタナスオクトエート;シブチ
ルすずジラウレート等)を配合した後、混合しながら、
ポリエーテルポリオール3とポリイソシアネート4とを
架橋させる。
【0018】次いで、その生成物に架橋剤6(好ましく
は有機過酸化物、例えばケトンパーオキサイド;;ジア
シルパーオキサイド;ハイドロパーオキサイド;ジアル
キルパーオキサイド;パーオキシケタール;パーオキシ
エステル;パーオキシカーボネート等)及び発泡剤7
(好ましくは有機発泡剤、例えばアゾカーボンアミド;
アゾビスイソブチロニトリル;ジニトロペンタメチレン
テトラミン;P−トルエンスルホニルヒドラジド;P,
P−オキシビス(ベンゼンスルホニルヒドラジド)等)
を添加、混合した後、好ましくは熱空気により加熱し、
架橋・発泡させると本発明の水膨張性スポンジ8(発泡
倍率1.2〜3倍)が得られる。
【0019】さらに詳細に説明すると、第1の実施例
は、クロロプレン(SND22)100重量部に対し
て、ステアリン酸1重量部、酸化マグネシウム4重量
部、酸化亜鉛5重量部、老化防止剤(STC)2重量
部、老化防止剤(TPL)2重量部、カーボンブラック
(KR50)20重量部、クレー(クラウンクレー)3
0重量部、可塑剤(DOP)20重量部、ポリオキシエ
チレン成分を80重量%含み、分子量5,000のポリ
エーテルポリオール120重量部(ポリオキシエチレン
ポリオキシプロピレン共重合体)、ポリイソシアネート
としてクルードMDI(MR−200:日本ポリウレタ
ン工業株式会社製)20重量部、触媒(NY−1:日本
ポリウレタン株式会社製)4重量部を配合したものをバ
ンバリミキサーの中で混練し、これに2本ロールを用い
て、架橋剤として有機過酸化物(パーヘキサ3M40:
日本油脂株式会社製)3重量部、発泡剤(セルマイクA
N:三協化成株式会社製)3重量部を混合する。
【0020】なお、第2の実施例は、有機過酸化物(パ
ーヘキサ3M40)を4重量部にすることを除き、第1
の実施例と同じ配合である。
【0021】また、第3の実施例は、有機過酸化物(パ
ーヘキサ3M40)の代わりに加硫促進剤(#22)1
重量部を添加したことを除き、第1の実施例と同じ配合
である。
【0022】得られた混合物を押出機により2×30m
mの断面形状に成形し、オーブン中で180℃で30分
間加熱し、加硫して、架橋;発泡させることにより、第
3の実施例が加硫後の表面状態がやや荒いことを除き、
良好で、発泡倍率がそれぞれ1.4、1.3、1.4の
スポンジが得られた。それぞれ20×50mmのダンベ
ルで打抜き、水膨張試験に供した結果は次の通りであ
る。
【0023】すなわち、1週間水道水に浸漬したもの
が、それぞれ2.8倍、2.6倍、2.9倍に膨張する
のに対して、3.5%食塩水浸漬したものは、それぞれ
2.6倍、2.5倍、2.8倍に膨張し、また、30%
セメント水に浸漬したものは、それぞれ2.7倍、2.
6倍、2.9倍に膨張する等、海水やセメント水のよう
なイオン水中でも膨張性能は水道水と殆ど変わらず、且
つ、ゴム分子とポリウレタン分子とが絡み合った構造
(Interpenetrating Polymer
Netwok:IPN構造)が形成され、水膨張成分
が水中に流出することがない。その他、スポンジ体のた
め、圧縮荷重が小さく、取付後の圧縮が容易であり、比
重が小さく、鉛直面等に貼付けても、剥離;脱落し難
く、重量が軽く、取付作業者に対する負担が小さい。
【0024】比較例として、実施例3のうち、ポリエー
テルポリオール、ポリイソシアネート及びアミン触媒の
かわりに高分子電解質系の水膨張性(KIゲル201K
−F2)40重量部とした以外は同じ配合とした。実施
例3と同条件で架橋発泡させることにより、表面状態は
良好で、発泡倍率が1.5倍のスポンジが得られた。
【0025】実施例3と同条件での水膨張試験に供した
結果、水道水浸漬したもので3.6倍、3.5%食塩水
浸漬で1.3倍、30%セメント水浸漬で、1.5倍に
膨張し、イオン水中では、水膨張性が著しく低下するこ
とが判明した。
【0026】
【発明の効果】本発明は以上のように構成されるため、
水膨張性は、海水やセメント水のようなイオン水中でも
水道水と殆ど変わらず、成分が水中に流出することがな
く、取付後の圧縮が容易であり、鉛直面等に貼付けて
も、剥離;脱落し難く、取付作業者に対する負担が小さ
い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の概略工程図である。
【符号の説明】
1 合成ゴム 2 充填剤 3 ポリエーテルポリオール 4 ポリイソシアネート 5 触媒 6 架橋剤 7 発泡剤 8 水膨張性スポンジ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 //(C08G 18/48 101:00) C08L 75:04

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 合成ゴムとポリオキシエチレン成分を5
    0重量%以上含むポリエーテルポリオール及びポリイソ
    シアネートより得られる水膨張性ポリウレタンとを混合
    してなり、ゴム分子とポリウレタン分子とが絡み合った
    構造を持つ水膨張性スポンジ。
  2. 【請求項2】 水膨張性スポンジの発泡倍率が1.2〜
    3倍である請求項2記載の水膨張性スポンジ。
  3. 【請求項3】 合成ゴムに対して充填剤、ポリオキシエ
    チレン成分を50重量%以上含むポリエーテルポリオー
    ル、ポリイソシアネート及びウレタン重合触媒を配合し
    た後、混合しながら、ポリエーテルポリオールとポリイ
    ソシアネートとを架橋させる工程、 次いで、前記工程の生成物に架橋剤及び発泡剤を添加、
    混合した後、加熱し、架橋;発泡させる工程よりなる水
    膨張性スポンジの製造方法。
  4. 【請求項4】 ポリエーテルポリオールが分子量が1
    0,000以下の成分を70重量%以上含むものである
    請求項3記載の水膨張性スポンジの製造方法。
  5. 【請求項5】 架橋剤が有機過酸化物である請求項3記
    載の水膨張性スポンジの製造方法。
  6. 【請求項6】 発泡剤が有機発泡剤である請求項3記載
    の水膨張性スポンジの製造方法。
  7. 【請求項7】 ポリエーテルポリオールとポリイソシア
    ネートとを架橋させる工程の生成物に、さらに架橋剤及
    び発泡剤を添加、混合し、加熱するに当たって、熱空気
    により加熱する請求項3記載の水膨張性スポンジの製造
    方法。
  8. 【請求項8】 ウレタン重合触媒がアミン系触媒である
    請求項3記載の水膨張性スポンジの製造方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012120944A1 (ja) 2011-03-09 2012-09-13 東レ株式会社 ポリオレフィン系樹脂架橋発泡体
JP2015515528A (ja) * 2012-04-13 2015-05-28 イノアック ユーエスエー インク 親水性ポリウレタンフォームの製造方法、及び親水性ポリウレタンフォーム

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