JPH0665410A

JPH0665410A - 吸水性樹脂組成物発泡体

Info

Publication number: JPH0665410A
Application number: JP24730092A
Authority: JP
Inventors: Masakatsu Suetsugu; 正克末次; Eiji Sezaki; 英治瀬崎; Masatoshi Isono; 正敏磯野
Original assignee: Tonen Sekiyu Kagaku KK; Tonen Chemical Corp
Current assignee: Tonen Chemical Corp
Priority date: 1992-08-24
Filing date: 1992-08-24
Publication date: 1994-03-08

Abstract

(57)【要約】【構成】（ａ）ポリエチレン系重合体１５〜４５重量
％とエチレン−プロピレン−ジエン共重合体８５〜５５
重量％とからなるオレフィン系熱可塑性エラストマー１
００重量部に対して、（ｂ）吸水性樹脂５〜９５重量
部、（ｃ）無機フィラー１〜２５重量部、（ｄ）軟化剤
２〜２０重量部を含有し、発泡剤により８倍以下に発泡
されていることを特徴とする吸水性樹脂発泡体。【効果】成形加工性、柔軟性、吸水性等に優れ、かつ
加流工程を要せず生産性に優れており、トンネルや上下
水道工事のセグメント間の防水用シール、建築物外壁パ
ネルの間隙のシールなどの土木、建築工事の止水材、防
震機能を兼ねた結露防止材、農林や園芸の保水材などと
して用いることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水膨潤性の高分子吸水
剤とオレフィン系熱可塑性エラストマーを含有する吸水
性樹脂組成物に関する。さらに詳しくいえば、トンネル
や上下水道工事のセグメント間の防水用シール、建築物
外壁パネルの間隙のシールなどの土木、建築工事の止水
材、防震機能を兼ねた結露防止材などに有用な、オレフ
ィン系熱可塑性エラストマーに吸水性樹脂を配合した樹
脂組成物の発泡体に関する。

【０００２】

【従来の技術およびその課題】トンネルや上下水道工事
のセグメント間の防水用シール材としては、従来、ポリ
アクリル酸塩の架橋物、デンプン−ポリアクリル酸塩系
樹脂、ビニルアルコール共重合体あるいは無水マレイン
酸共重合体と塩基性物質との反応生成物を架橋した樹脂
などの高吸水性樹脂をジエン系ゴムなどに配合して加硫
した水膨脹性組成物が広く用いられている（特開昭57-1
08143 号、同57-135160 号等）。しかしながら、この吸
水性樹脂組成物は、加硫工程を要するため成形加工コス
トの上昇および生産性の低下等の問題があった。

【０００３】また、熱可塑性樹脂に高吸水性樹脂を含有
させた吸水性樹脂組成物、例えば、エチレン−酢酸ビニ
ル共重合体またはポリブタジエン１００重量部に細かく
分割した吸水ポリマー（低級オレフィン−無水マレイン
酸を尿素樹脂またはメラミン樹脂で架橋したもの）１０
〜３００重量部を配合したもの（特開昭55-3424 号公
報）、塩素化ポリエチレン３０〜９５重量％とポリイソ
ブチレン７０〜５重量％との組成物１００重量部に高吸
水性樹脂（無水マレイン酸−イソブチレン共重合体、ア
クリル酸−ビニルアルコール共重合体など）１５〜１０
０重量部を混合したもの（特開昭62-106979 号公報）等
も提案されているが、前者は温度依存性が大きく、特に
低温度における吸水性、柔軟性が低く作業性に問題があ
り、後者は焼却処分時に塩化水素を発生するという問題
がある。従って、本発明の課題は、成形加工性、柔軟
性、吸水性等の物性面および生産性に優れ、塩素を含有
しない非加硫タイプの吸水性樹脂組成物発泡体を提供す
ることにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明者らはオレフィン系熱可塑性エラストマーを
ベースとした非加硫タイプの吸水性樹脂組成物について
鋭意検討し、ポリエチレン系重合体とエチレン−プロピ
レン−ジエン共重合体とからなるオレフィン系熱可塑性
エラストマーに吸水性樹脂および軟化剤を配合した樹脂
組成物が柔軟性、成形加工性および吸水性に優れている
こと、また前記各成分に無機フィラーを配合した組成物
は吸水性樹脂の組成物中おける分散性が良好となり優れ
た吸水性樹脂組成物となることを見出し、それぞれ特許
出願している。本発明者は、さらに検討を重ねた結果、
前記組成物を低倍率発泡させた発泡体は、吸水力（吸水
速度および吸水倍率）が上昇し、柔軟性、親水性、成形
加工性等に優れていることを確認し、本発明を完成し
た。

【０００５】すなわち、本発明は、（ａ）ポリエチレン
系重合体１５〜４５重量％とエチレン−プロピレン−ジ
エン共重合体８５〜５５重量％とからなるオレフィン系
熱可塑性エラストマー１００重量部に対して、（ｂ）吸
水性樹脂５〜９５重量部、（ｃ）無機フィラー１〜２５
重量部、（ｄ）軟化剤２〜２０重量部を含有し、発泡剤
により８倍以下に発泡されていることを特徴とする吸水
性樹脂組成物発泡体である。以下、本発明の吸水性樹脂
組成物発泡体について説明する。

【０００６】本発明の吸水性樹脂発泡体のベースとなる
オレフィン系熱可塑性エラストマー（ａ）はポリエチレ
ン系重合体（第１成分）とエチレン−プロピレン−ジエ
ン共重合体（第２成分）とからなるオレフィン系熱可塑
性エラストマー組成物である。ここで第１成分であるポ
リエチレン系重合体としては、エチレンの単独重合体、
エチレンとプロピレンまたは他のα−オレフィン共重合
体もしくはエチレンと酢酸ビニル、エチルアクリレート
等の共重合、あるいはこれらの単独重合体同士、さらに
は単独重合体と共重合体とをブレンドしたもの等を用い
ることができる。具体的には、ポリエチレン、エチレン
−酢酸ビニル共重合体が好ましい。

【０００７】ポリエチレンとしては、メルトインデック
ス（ＭＩ，JISK7210，荷重2.16kg）が0.01〜１００ｇ／
１０分、密度が0.910 〜0.935 ｇ／cm³のものが好まし
い。また、ポリエチレンには、炭素原子数４〜２０程度
のα−オレフィンを２０モル％以下程度まで共重合した
ものも含まれる。また、エチレン−酢酸ビニル共重合体
（ＥＶＡ）としては酢酸ビニル含有率が１０〜３０重量
％の共重合体が好ましく、特に酢酸ビニルの含有率が１
７〜３０重量％の範囲内にあるものが好ましい。このよ
うなＥＶＡのメルトインデックス（１９０℃，2.16kg荷
重）は１５〜２５ｇ／１０分が好ましい。

【０００８】また、オレフィン系熱可塑性エラストマー
（ａ）の第２の成分であるエチレン−プロピレン−ジエ
ン共重合体（ＥＰＤＭ）は、エチレン、プロピレンおよ
びジエンよりなる共重合体である。

【０００９】前記ジエン化合物としては、エチリデンノ
ルボルネン、１，４−ヘキサジエン、ジシクロペンタジ
エンなどが挙げられる。上記ＥＰＤＭは、エチレン含有
率が５０〜６０モル％、プロピレン含有率が２０〜３０
モル％、ジエン化合物含有率が１〜２０モル％、および
ヨウ素価が１〜３０であるものが好ましい。ＥＰＤＭの
ムーニー粘度（ＭＬ₁₊₄，１００℃）は、２０〜１００
が好ましく、特に５０〜９０が好ましい。

【００１０】前記ポリエチレン系重合体とエチレン−プ
ロピレン−ジエン共重合体（ＥＰＤＭ）との配合割合は
ポリエチレン系重合体が１５〜４５重量％、好ましくは
２０〜４０重量％、ＥＰＤＭが８５〜５５重量％、好ま
しくは８０〜６０重量％である。ポリエチレン系重合体
が１５重量％未満（ＥＰＤＭが８５重量％以上）では機
械的強度および成形性が低下し、一方ポリエチレン系重
合体が４５重量％以上（ＥＰＤＭが５５重量％未満）で
は硬度が上昇し、引裂強度等が低下することとなる。

【００１１】オレフィン系熱可塑性エラストマー（ａ）
はポリエチレン系重合体とＥＰＤＭとを上記の割合で溶
融混練して製造される。すなわち、ポリエチレン系重合
体１５〜４５重量％とＥＰＤＭ８５〜５５重量％とを二
軸押出機、単軸押出機、ロール混練機、バンバリミキサ
ー、ブラベンダー等の混練機により混練する。混練温度
はベースとなる樹脂成分が溶融する温度以上で適宜設定
すればよいが、通常９０〜２００℃の範囲で行なうのが
好ましい。このようにして得られる熱可塑性エラストマ
ー組成物のメルトインデックス（１９０℃，2.16kg荷
重）は0.5 〜２０ｇ／１０分が好ましい。

【００１２】なお、本発明ではオレフィン系熱可塑性エ
ラストマー（ａ）は、ポリエチレン系重合体とＥＰＤＭ
を独立した成分として、後に述べる吸水性樹脂成分
（ｂ）、無機フィラー（ｃ）および軟化剤（ｄ）と一括
あるいは任意の順序で混練して調製することもできる。

【００１３】本発明の樹脂組成物発泡体における吸水性
樹脂（ｂ）としては、高吸水性樹脂として市販されてい
るものが特に制限なく使用できるが、カルボキシル基ま
たはカルボキシル基に誘導しうる基を分子内に１個もし
くは２個有するα，β−不飽和化合物を単量体成分とし
て含有する重合体を架橋剤を用いて架橋して得られる高
吸水性樹脂が好ましく、その粒子径は５〜３０μｍ、好
ましくは１０〜２０μｍである。このような吸水性樹脂
としては、例えばポリアクリル酸塩系樹脂、デンプン−
アクリル酸塩グラフト系ポリマー、酢酸ビニル共重合
体、無水マレイン酸共重合体、ビニルアルコール系共重
合体などが挙げられる。前記吸水性樹脂はその吸水率が
自重の１０〜５００倍、好ましくは５０〜２００倍の吸
水能を有するものが望ましい。

【００１４】本発明の発泡組成物では、無機フィラー
（ｃ）を使用することにより吸水性樹脂の組成物中にお
ける分散性が向上特に相溶化剤を使用する必要はない。
ここで無機フィラー（ｃ）としては、タルク、炭酸カル
シウム、セッコウ、カーボンブラック、クレー、カオリ
ン、シリカ、ケイソウ土、炭酸マグネシウム、炭酸バリ
ウム、硫酸マグネシウム、硫酸バリウム、硫酸カルシウ
ム、リン酸カルシウム、水酸化アルミニウム、酸化亜
鉛、水酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化マグネ
シウム、酸化チタン、アルミナ、マイカ、シラスバルー
ン、ゼオライト、珪酸白土、セメント、シリカフュー
ム、雲母粉等を使用することができ、その中でもタル
ク、炭酸カルシウム、シリカが好ましい。これらの無機
フィラーは粉末状、球状、フレーク状等の各種形状のも
のを用いることができる。

【００１５】本発明の発泡組成物では、低温での柔軟性
を上げその作業性を改善するために軟化剤（ｄ）および
所望により可塑剤（ｅ）を配合する。軟化剤のみを単独
に用いても良いが、好ましくは可塑剤（ｅ）を同時に使
用する。

【００１６】軟化剤（ｄ）としては、鉱物油系軟化剤が
好ましく用いられる。鉱物系の軟化剤としては、パラフ
ィン系、ナフテン系、芳香族系等の石油系軟化剤、重合
した高沸点芳香族系オイル、流動パラフィン、ホワイト
オイルなどが挙げられるが、好ましくは石油系軟化剤、
特にＥＰＤＭなどとの相溶性の良好なパラフィン系石油
軟化剤を好ましく用いることができる。

【００１７】可塑剤（ｅ）は、通常樹脂組成物で用いら
れているもの使用でき、例えば、フタル酸誘導体を好ま
しく用いることができる。フタル酸誘導体としては、ジ
メチルフタレート、ジ−（２−エチルヘキシル）フタレ
ート、ジエチルフタレート、ジブチルフタレート、ジ−
ｎ−オクチルフタレート、ジイソオクチルフタレート、
ジイソブチルフタレート、ジヘプチルフタレート、ジフ
ェニルフタレート、ジイソデシルフタレート、ジトリデ
シルフタレート、ジウンデシルフタレート、ベンジルフ
タレート、ブチルベンジルフタレート、ジノニルフタレ
ート、アルキルベンジルフタレート、ジメトキシエチル
フタレート、ジメチルシクロヘキシルフタレート、メチ
ルフタリルエチルグリコレート、エチルフタリルエチル
グリコレート、ブチルフタリルブチルグリコレート等お
よびそれらの混合物等が挙げられる。

【００１８】本発明の吸水性樹脂組成物は後の発泡工程
で低倍率発泡させるが、そのための発泡剤を上記原料樹
脂の混練前に添加する。発泡剤としては、樹脂成分の混
練温度では分解または気化しないかぎり任意のものが使
用できる。その具体的な例としては、アゾジカルボンア
ミド、アゾジカルボン酸金属塩、ジニトロソペンタメチ
レンテトラミン、ヒドラゾジカルボンアミド、ｐ−トル
エンスルホニルセミカルバジド、Ｓ−トリヒドラジノト
リアジンなどがある。これらの発泡剤は、それぞれの種
類や発泡倍率によって任意に配合量を変えることができ
る。

【００１９】本発明では上記した成分以外にも、所望に
よりさらに、紫外線吸収剤、熱安定剤、光安定剤、難燃
剤、帯電防止剤、造核剤等を適宜配合することができ
る。

【００２０】本発明の発泡組成物における上記オレフィ
ン系熱可塑性エラストマー成分（ａ）、吸水性樹脂成分
（ｂ）、無機フィラー（ｃ）、軟化剤（ｄ）および可塑
剤（ｅ）の配合割合は、成分（ａ）１００重量部に対し
て、成分（ｂ）が５〜９５重量部、好ましくは３０〜６
０重量部、成分（ｃ）が１〜２５重量部、好ましくは５
〜１５重量部、成分（ｄ）が２〜２０重量部、好ましく
は５〜１０重量部および成分（ｅ）が５０重量部まで配
合される。また、発泡剤は成分（ａ）に対して、１〜１
０重量部配合される。

【００２１】吸水性樹脂（ｂ）の割合が５重量部未満で
は、組成物の吸水率が不十分となり、また９５重量部を
越えると組成物の機械的強度が低下する。無機フィラー
（ｃ）の割合が１重量部未満では、吸水性樹脂の分散性
が低下し、吸水性が不十分となり、また２５重量部を越
えると柔軟性が低下することとなる。軟化剤（ｄ）の割
合が２重量部未満だと、柔軟性および組成物の粉付き性
が不十分であり、２０重量部を越えると成形加工性が悪
くなる。

【００２２】本発明の吸水性樹脂発泡体を得るために
は、まず、オレフィン系熱可塑性エラストマー成分
（ａ）、吸水性樹脂成分（ｂ）、無機フィラー（ｃ）、
軟化剤（ｄ）、可塑剤（ｅ）および発泡剤を上記の割合
で、各成分を任意の順序で溶融混練する。しかし、吸水
性樹脂の組成物中における均一分散性を向上させるため
には、予めポリエチレン系共重合体とＥＰＤＭとから調
製したオレフィン系熱可塑性エラストマー成分（ａ）と
吸水性樹脂（ｂ）をヘンシェルミキサー等の撹拌機を用
いて予備混合しておくことが好ましく、この予備混合物
に成分（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）および発泡剤を加え、単
軸押出機、二軸押出機、バンバリーミキサー、混練ロー
ル、ブラベンダー、ニーダールーダー等の混練機を用い
て溶融混練する。ここで、混練温度はベースとなる樹脂
成分が溶融する温度以上で発泡剤の分解温度未満の範囲
で適宜設定すればよいが、通常９０〜１６０℃未満の範
囲で行なうのが好ましい。

【００２３】次に得られた混練物をシート状に成形し、
その後、発泡剤の分解温度以上、好ましくは１６０〜２
６０℃の発泡炉内で発泡させる。なお発泡倍率は８倍以
下、好ましくは２〜５倍程度とする。発泡倍率が８倍を
超えると得られた発泡体中の吸水性樹脂の損失（いわゆ
るゲル抜け）が多くなってしまう。このような発泡倍率
とするためには、発泡剤の量、発泡温度等を適宜調整す
ればよい。

【００２４】

【実施例】以下、実施例および比較例により本発明をさ
らに詳細に説明するが、本発明は下記の記載により限定
されるものではない。なお、各実施例および比較例にお
いて、樹脂原料および添加剤としては、以下のものを使
用した。

【００２５】オレフィン系熱可塑性エラストマー：下記
(1)-(i) 〜(1)-(iii) のポリエチレン系重合体と(2) の
ＥＰＤＭを表１に示す割合で、ヘンシェルミキサーを用
いて常温にて予備混合した後、約１２０℃でロール混練
し、ペレット化したもの。

【００２６】(1) ポリエチレン系重合体 (i) 線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）：メルト
インデックス（１９０℃，2.16kg荷重）0.24ｇ／１０
分、密度0.93ｇ／cm³。 (ii) 低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）：メルトインデ
ックス（１９０℃，2.16kg荷重）2.0 ｇ／１０分、密度
0.92ｇ／cm³。 (iii) エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）：酢酸
ビニル含量２８重量％、メルトインデックス（１９０
℃，2.16kg荷重）２０ｇ／１０分。 (2) エチレン−プロピレン−ジエン共重合体ＥＰＤＭ：プロピレン含量２８重量％、ヨウ素価１５、
ムーニー粘度（ＭＬ₁₊₄，１００℃）８８。

【００２７】吸水性樹脂：アクアリック CS-6S（日本触
媒化学工業株式会社製；ポリアクリル酸塩系）。無機フィラー：タルク（林化成株式会社製；ミクロンホ
ワイト5000Ａ（商品名），平均粒子径６μｍ）。化剤：鉱物油（出光石油化学株式会社製；ＰＷ３８０
（商品名），パラフィン系石油軟化剤）。可塑剤：ＤＩＤＰ（ジイソデシルフタレート）。発泡剤：アゾジカルボンアミド（分解温度１６０℃）。

【００２８】実施例１〜７および比較例３表１に示す割合でオレフィン系熱可塑性エラストマー
（１００重量部）と吸水性樹脂（５０重量部）とを室温
でヘンシェルミキサーを用いて予備混合した後、表１に
示す割合の無機フィラー、軟化剤、可塑剤および発泡剤
をブラベンダー混練機を用い、１４０℃で溶融混練し、
シート状に成形した。その後、２００℃の発泡炉内で５
分間発泡させ、表１に示す発泡倍率を有する吸水性樹脂
発泡体を得た。各々のポリオレフィン系吸水性樹脂発泡
体の硬度（ショアＣ）、１日および７日経過後の吸水倍
率、重量保持率を測定した。結果を表１に合わせて示
す。

【００２９】比較例１表１に示す割合でオレフィン系熱可塑性エラストマーと
吸水性樹脂とを室温でヘンシェルミキサーを用いて予備
混合した後、表１に示す割合の無機フィラー、軟化剤お
よび可塑剤をブラベンダー混練機を用い、１４０℃で溶
融混練し、プレス成形により厚み約１ｍｍのシートを得
た。得られたシートの物性を実施例と同様に測定した結
果を表１に合わせて記す。

【００３０】比較例２ポリエチレン系重合体として線状低密度ポリエチレン
（ＬＬＤＰＥ）を用いた以外は、比較例−１と同様な方
法により、シート成形し、物性測定した。結果を表１に
合わせて記す。

【００３１】

【表１】

【００３２】

【表２】表１に示した各物性の測定方法は以下のとおりである。

【００３３】(1) 硬度：ショアＣにより測定。 (2) １日および７日経過後の吸水倍率：吸水後の樹脂発
泡体の重量を吸水前の樹脂発泡体の重量で割った値。 (3) 重量保持率：一度、膨潤させたものを乾燥した後秤
量し、その重量を膨潤前の重量で割った値。この値が小
さい程吸水性樹脂のゲル抜けが多いことを表わす。

【００３４】表１より明らかなように、本発明の発泡体
（実施例１〜７）は１日後および７日後の吸水倍率およ
び重量保持率ともに良好である。これに対し、実施例１
と組成（成分およびその配合割合）が同一で発泡させて
いない組成物（比較例１）は、重量保持率は良好なもの
の吸水倍率が悪く、また実施例１と組成が同じで発泡倍
率を９倍とした発泡体（比較例３）は吸水倍率は良好な
ものの、重量保持率が悪くゲル抜けを生ずる。また、こ
れら本発明発泡体は硬度が低く、柔軟性が良好なため、
成形加工性および作業性に優れている。

【００３５】

【発明の効果】本発明の吸水性樹脂組成物発泡体は、オ
レフィン系熱可塑性エラストマーをベースにして、特定
量の吸水性樹脂、無機フィラー、軟化剤および／または
可塑剤を配合し発泡させてなるものであり、熱可塑性で
あるためシート成形、異形押出し成形などの方法により
任意の形状に容易に成形できること、柔軟性等に優れる
ため低温度における作業性がよいこと、適度の発泡によ
り特に吸水速度が速く、吸収率も良好であること、加流
工程を要せず製造でき生産性に優れることなどの特長を
有する。このような本発明組成物は、トンネルや上下水
道工事のセグメント間の防水用シール、建築物外壁パネ
ルの間隙のシールなどの土木、建築工事の止水材、防震
機能を兼ねた結露防止材、さらには農林や園芸の保水材
などとしても用いることができる。

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Ｃ０８Ｌ 101:08） 23:00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）ポリエチレン系重合体１５〜４５
重量％とエチレン−プロピレン−ジエン共重合体８５〜
５５重量％とからなるオレフィン系熱可塑性エラストマ
ー１００重量部に対して、（ｂ）吸水性樹脂５〜９５重
量部、（ｃ）無機フィラー１〜２５重量部、（ｄ）軟化
剤２〜２０重量部を含有し、発泡剤により８倍以下に発
泡されていることを特徴とする吸水性樹脂組成物発泡
体。