JPH1180431A

JPH1180431A - 水膨潤性エラストマー組成物

Info

Publication number: JPH1180431A
Application number: JP9240556A
Authority: JP
Inventors: Hirotaka Takoshi; 宏孝田越; Tetsuhiko Yamaguchi; 哲彦山口
Original assignee: Showa Denko KK
Current assignee: Resonac Holdings Corp
Priority date: 1997-09-05
Filing date: 1997-09-05
Publication date: 1999-03-26
Also published as: KR19990029117A; EP0900834A1; CN1210870A

Abstract

(57)【要約】【課題】酸，アルカリ，各種塩類などの電解質やイオ
ンを含む水溶液、海水またはセメント水などに対して安
定した膨潤倍率を保持し、かつ、止水性能が低下するこ
となく漏水防止材料として長期間使用できる水膨潤性エ
ラストマー組成物を提供することを課題とする。【解決手段】少なくとも、Ｎ−ビニルカルボン酸アミ
ド系架橋樹脂（Ａ）と、親水性ポリオールと多価イソシ
アナートとの反応によって得られる水膨潤性ウレタン
（Ｂ）と、エラストマー（Ｃ）とから成る水膨潤性エラ
ストマー組成物を生成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、酸，アルカリ，各
種塩類などの電解質やイオンを含む水溶液、海水または
セメント水などに対して安定した膨潤倍率を保持し、か
つ、漏水防止材料として長期間使用できる水膨潤性エラ
ストマー組成物に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ゴム組成物は、弾力性があり、かつ、止
水性もあるため、液体または気体のパッキング材として
広く使用されている。特に、トンネルなどの構造物の止
水材料としてのパッキング材は、長期間の使用を必要と
し、漏水が発生しても交換を簡単に行うことは困難な場
合が多いことから、パッキング材としてのゴムの収縮を
防ぎ、かつ、クラックを防止できるものとして、例え
ば、吸水性樹脂をエラストマーに配合した水膨潤性エラ
ストマー組成物を使用している場合がある。この水膨潤
性エラストマー組成物としては、一般的に、スチレン−
ブタジエンゴム，クロロプレンゴム，エチレン−プロピ
レンゴム等の合成系ゴムまたは天然ゴム等にアクリル酸
塩やスルホン酸塩系モノマーを構成成分とした吸水性樹
脂を配合したものが使用されている。

【０００３】しかしながら、この水膨潤性エラストマー
組成物は、電解質やイオン等を含まない純水に対しては
十分な膨潤性能を示すものの、酸，アルカリ，各種の塩
類等の電解質やイオンを含む水溶液，海水またはセメン
ト水に対しては膨潤性能が著しく低下する。

【０００４】従って、例えば、海底トンネル，大口径下
水管，温泉等の掘削の際の漏水のような、各種の電解質
やイオンを含む水溶液の漏水防止用パッキング材として
は、膨潤性能が不十分であるため、吸水性樹脂の配合量
を増やす等の対策を行う必要があった。また、このよう
な水膨潤性エラストマー組成物を用いても、例えば、長
大なトンネルの掘削の場合には、施工区間によって水質
が異なったり、降雨量によって浸出水に含まれる電解質
量が変化したりすることにより、安定した止水効果を長
期間保つことは困難であった。

【０００５】このような問題に対処すべく、水質に関わ
らずに安定した膨潤倍率を示す材料として、例えば、特
公昭６２−４４０３２号公報には、天然ゴムと膨潤性ウ
レタン物質とを含有するコーキング材組成物が開示され
ている。また、特開昭６２−２５６８８４号公報には、
エラストマー、親水性ウレタンポリマー、液状ゴム又は
ポリエチレンオキシドあるいはその両方、及び高吸水性
樹脂を含有する水膨張性止水材料が開示されている。

【０００６】しかし、このコーキング材組成物や水膨張
性止水材料においては、ウレタン物質とエラストマーと
の相溶性が低いので、長時間経過すると、ウレタン物質
がゴムマトリックスから溶出し、止水性能が低下する。
また、コーキング材組成物や水膨張性止水材料の製造条
件の設定は複雑であり、製造コストがかかる。

【０００７】これらの問題点を補うものとして、例え
ば、特開平８−１５７８０３号公報には、吸水性樹脂と
水膨潤性ウレタンとを併用する方法として、高吸水性樹
脂を主成分とする水膨張性シール材と水膨潤性ウレタン
を主成分とする溶出の少ない水膨張性シール材とから成
る水膨張性複合シール材が開示されている。

【０００８】一方、特開平９−３２５０号公報には、純
水、酸，アルカリ，塩などを含む水溶液、含水の有機溶
媒、親水性の有機溶媒などに対して良好な吸水性および
吸溶媒性を有する、Ｎ−ビニルカルボン酸アミド系ポリ
マーとエラストマーとを含む水系溶媒膨張性ゴム組成物
が開示されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、特開平８−１
５７８０３号公報の水膨張性複合シール材により、水質
の変化に対して安定した膨潤性能を保つためには、水膨
張性シール材を構成する高吸水性樹脂の含有量を水膨張
性ウレタンの含有量に比べて少なくせざるを得ない。従
って、水膨潤性ウレタンが有する欠点を補う方法として
は、必ずしも十分な方法とはいえない。

【００１０】また、特開平９−３２５０号公報の水系溶
媒膨張性ゴム組成物においても、２倍以上の膨潤倍率を
得るためには、吸水性樹脂であるＮ−ビニルカルボン酸
アミド系ポリマーの使用量を多くする必要があり、止水
用材料としての使用条件は限定されたものにならざるを
得ない。

【００１１】そこで、本発明は、酸，アルカリ，各種塩
類などの電解質やイオンを含む水溶液、海水またはセメ
ント水などに対して安定した膨潤倍率を保持し、かつ、
止水性能が低下することなく漏水防止材料として長期間
使用できる水膨潤性エラストマー組成物の開発を目的と
する。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の水膨潤性エラストマー組成物は、少なくと
も、Ｎ−ビニルカルボン酸アミド系架橋樹脂（Ａ）と、
親水性ポリオールと多価イソシアナートとの反応によっ
て得られる水膨潤性ウレタン（Ｂ）と、エラストマー
（Ｃ）とから成ることを特徴とする。

【００１３】ここで、前記Ｎ−ビニルカルボン酸アミド
系架橋樹脂（Ａ）は、Ｎ−ビニルアセトアミド系架橋樹
脂であることを特徴とする。

【００１４】また、前記エラストマー（Ｃ）１００重量
部に対して、前記Ｎ−ビニルカルボン酸アミド系架橋樹
脂（Ａ）を１〜１００重量部の割合で配合したことを特
徴とする。

【００１５】また、前記エラストマー（Ｃ）１００重量
部に対して、前記水膨潤性ウレタン（Ｂ）を１〜１００
重量部の割合で配合したことを特徴とする。

【００１６】さらに、脱イオン水による膨潤倍率に対す
る５％塩化カルシウム水溶液による膨潤倍率の割合を示
す保持率が７０％以上であることを特徴とする。

【００１７】また、重量変化率が５％以下であることを
特徴とする。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下に、本発明を詳細に説明す
る。

【００１９】本発明で使用されるＮ−ビニルカルボン酸
アミド系架橋樹脂（Ａ）は、具体的には、化１（但し、
Ｒ₁およびＲ₂は互いに独立して水素もしくはメチル基
を示すか、またはＲ₁とＲ₂とが結合した炭素数３〜４
のアルキレン基を示す。）で表されるＮ−ビニルカルボ
ン酸アミドと、必要に応じてＮ−ビニルカルボン酸アミ
ドと共重合可能な他の単量体とを架橋性単量体の存在下
でラジカル重合させることにより得られる吸液性樹脂で
ある。

【００２０】

【化１】

【００２１】このＮ−ビニルカルボン酸アミド系架橋樹
脂（Ａ）は、海水等の高濃度の塩溶液、酸性水、アルカ
リ性水、アルコール水溶液等の幅広い範囲の水溶液を吸
液することができ、また、耐熱性、耐光性にも優れる材
料であるとともに、微生物による分解もないという優れ
た特徴を有する。

【００２２】Ｎ−ビニルカルボン酸アミドの具体例とし
ては、例えば、Ｎ−ビニルアセトアミド、Ｎ−メチル−
Ｎ−ビニルアセトアミド、Ｎ−ビニルホルムアミド、Ｎ
−メチル−Ｎ−ビニルホルムアミド、Ｎ−ビニルピロリ
ドンなどが挙げられる。これらの中では、吸水・吸溶媒
性能からＮ−ビニルアセトアミドが特に好ましい。

【００２３】また、これらのＮ−ビニルカルボン酸アミ
ドと共重合可能な単量体の具体例としては、例えば、
（メタ）アクリル酸およびそのナトリウム，カリウム，
リチウム，アンモニウム等の塩、そのメチルエステル，
エチルエステル，プロピルエステル，ブチルエステル等
のアルキルエステル、ヒドロキシエチルエステル，ヒド
ロキシプロピルエステル等のヒドロキシアルキルエステ
ル、そのジメチルアミノメチルエステル，ジメチルアミ
ノエチルエステル等の低級アルキルアミノ基で置換され
たアルキルエステル、そのトリメチルアンモニオエチル
エステルハロイド，トリメチルアンモニオプロピルエス
テルハロイド等の第４級アンモニウム基で置換された低
級アルキルエステル、そのスルホメチルエステル，スル
ホエチルエステル，直鎖または分岐したスルホプロピル
エステル，スルホブチルエステルおよびそれらのナトリ
ウム，カリウム，リチウム，アンモニウム等の塩等のア
ルキルスルホン酸またはその塩で置換されたアルキルエ
ステル、（メタ）アクリルアミド、そのメチルアミド，
エチルアミド，直鎖または分岐したプロピルアミド，ブ
チルアミド等のアルキル基で置換されたアルキルアミ
ド、そのジメチルアミノメチルアミド，ジメチルアミノ
エチルアミド，ジメチルアミノプロピルアミド等のアル
キルアミノ基で置換されたアルキルアミド、そのトリメ
チルアンモニオエチルアミドハロイド，トリメチルアン
モニオプロピルアミドハロイド等の第４級アンモニウム
基で置換されたアルキルアミド、そのスルホメチルアミ
ド，スルホエチルアミド，直鎖または分岐したスルホプ
ロピルアミド，スルホブチルアミドおよびそれらのナト
リウム，カリウム，リチウム，アンモニウム等の塩等の
アルキルスルホン酸またはその塩で置換されたアルキル
アミド、（メタ）アクリロニトリル、メチルビニルエー
テル，エチルビニルエーテル等のビニルエーテル、メチ
ルビニルケトン，エチルビニルケトン等のビニルケト
ン、酢酸ビニル，プロピオン酸ビニル等の低級カルボン
酸ビニル、アリルスルホン酸およびそのナトリウム，カ
リウム，リチウム，アンモニウム等の塩、マレイン酸，
フマル酸，イタコン酸およびそれらのナトリウム，カリ
ウム，リチウム，アンモニウム等の塩、ビニルスルホン
酸およびそのナトリウム，カリウム，リチウム，アンモ
ニウム等の塩など様々なものが挙げられる。また、上述
した単量体以外の単量体をＮ−ビニルカルボン酸アミド
と共重合させることも可能である。これらの中で、塩濃
度の高い水溶液に対して吸液性が高いＮ−ビニルカルボ
ン酸アミド系架橋樹脂を得ることができ、また、比較的
安価で入手性が良い単量体としては、（メタ）アクリル
酸ヒドロキシアルキルエステル、（メタ）アクリル酸
（塩）、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスル
ホン酸（塩）、ビニルスルホン酸（塩）、マレイン酸
（塩）、イタコン酸（塩）等が、特に好ましい。また、
上述の単量体は、２種類以上を同時に使用可能である。

【００２４】Ｎ−ビニルカルボン酸アミドと、このＮ−
ビニルカルボン酸アミドと共重合可能な単量体との比率
は、重量比で１００：０〜５０：５０が好ましい。単量
体の比率が５０％以上であると、塩濃度の高い水溶液に
対する吸液性、耐熱性および耐光性等が低下するため好
ましくない。

【００２５】また、本発明のＮ−ビニルカルボン酸アミ
ド系架橋樹脂（Ａ）は、何らかの方法で架橋（不溶化）
されている必要がある。この架橋方法としては、１種類
の単量体または２種類以上の単量体の混合物に、１分子
内に重合性の不飽和基を２個以上有する化合物および／
またはＮ−ビニルカルボン酸アミドと共重合可能な他の
単量体中の官能基と反応して化学結合を生成し得る化合
物（以下、これらを架橋剤という。）を添加し、単量体
の重合とともに架橋する方法が用いられる。

【００２６】この架橋の際に使用する、１分子内に重合
性の不飽和基を２個以上有する架橋剤としては、例え
ば、テトラアリルオキシエタン，ペンタエリスリトール
テトラアリルエーテル，ペンタエリスリトールトリアリ
ルエーテル，ペンタエリスリトールジアリルエーテル，
トリメチロールプロパントリアリルエーテル，トリメチ
ロールプロパンジアリルエーテル，エチレングリコール
ジアリルエーテル，ジエチレングリコールジアリルエー
テル，トリエチレングリコールジアリルエーテル，ジア
リルエーテル，単糖類，二糖類，多糖類，セルロースな
どの水酸基を１分子内に２個以上有する化合物から誘導
されるポリアリルエーテル、ピロメリット酸テトラアリ
ル，トリメリット酸トリアリル，クエン酸トリアリル，
シュウ酸ジアリル，コハク酸ジアリル，アジピン酸ジア
リル，マレイン酸ジアリル，フマル酸ジアリル，テレフ
タル酸ジアリル，イソフタル酸ジアリル，フタル酸ジア
リルなどの１分子内にカルボキシル基を２個以上有する
化合物から誘導されるポリアリルエステル、ジアリルア
ミン，トリアリルイソシアネート，トリアリルシアネー
トなどの１分子内にアリル基を２個以上有する化合物、
シュウ酸ジビニル，マロン酸ジビニル，コハク酸ジビニ
ル，グルタル酸ジビニル，アジピン酸ジビニル，ピメリ
ン酸ジビニル，マレイン酸ジビニル，フマル酸ジビニ
ル，クエン酸トリビニル，トリメリット酸トリビニル，
ピロメリット酸テトラビニルなどの１分子内にビニルエ
ステル構造を２個以上有する化合物、Ｎ，Ｎ’−ブチレ
ンビス（Ｎ−ビニルアセトアミド），Ｎ，Ｎ’−ジアセ
チル−Ｎ，Ｎ’−ジビニル−１，３−ビスアミノメチル
シクロヘキサンなどのビス（Ｎ−ビニルカルボン酸アミ
ド）化合物、Ｎ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミド，
エチレングリコールジ（メタ）アクリレート，ジエチレ
ングリコールジ（メタ）アクリレート，トリエチレング
リコールジ（メタ）アクリレート，ポリエチレングリコ
ールジ（メタ）アクリレート，トリメチロールプロパン
トリ（メタ）アクリレート，ペンタエリスリトールトリ
（メタ）アクリレートなどの複数個のアクリルアミド構
造または（メタ）アクリル基を有する化合物、ジビニル
ベンゼン、ジビニルエーテル、（メタ）アクリル酸アリ
ル等の１分子内に不飽和基を２個以上有する化合物など
のあらゆる公知の架橋剤が使用可能である。なお、これ
らの架橋剤は、１種類または２種類以上使用可能であ
る。

【００２７】また、他の架橋方法としては、未架橋であ
る架橋物前駆重合体を予め製造し、この架橋物前駆重合
体を重合体中の官能基と反応させて化学結合を生成させ
る方法や、放射線または過酸化物等により架橋させる方
法などの様々な架橋方法が挙げられる。

【００２８】また、単量体中および重合体中の官能基、
例えば水酸基やカルボキシル基等と反応して化学結合を
生成し得る架橋剤としては、単量体中および重合体中の
官能基に応じて、例えば、ポリグリシジルエーテル、ポ
リイソシアネート、ポリアミン、ポリオール、ポリカル
ボン酸などが挙げられる。

【００２９】これらの架橋剤の使用量は、通常、全単量
体を基準とし、単量体：架橋剤の比が、重量比で、９
０：１０〜９９．９９９：０．００１の範囲である。

【００３０】上述のようにして製造されるＮ−ビニルカ
ルボン酸アミド系架橋樹脂（Ａ）をエラストマー（Ｃ）
に配合する場合に、使用されるエラストマー（Ｃ）の大
きさは、一般的に、５００μｍ以下、好ましくは１００
μｍ以下、より好ましくは５０μｍ以下の粒径のものが
使用される。粒体の形状は特に限定されるものではな
く、球状であっても不定形であってもかまわない。

【００３１】本発明で使用される水膨潤性ウレタン
（Ｂ）は、親水性ポリオールと多価イソシアネートとの
反応によって得られるものである。

【００３２】ここで用いられる親水性ポリオールは、分
子鎖中に多数のエーテル基をもつポリオールである。具
体的には、例えば、特公昭５３−３８７５０号公報に開
示されるエチレンオキシドおよび／またはプロピレンオ
キシドを重合させて得られるポリエーテルポリオール、
エチレンオキシドまたはプロピレンオキシドと（ポリ）
グリセリンとを共重合して得られるポリオール、これら
のポリオールにアクリル基やエポキシ基等を導入した変
性ポリオール、環状糖，鎖状糖またはオリゴ糖にエチレ
ンオキシドまたはプロピレンオキシドを付加した糖由来
ポリオール、これらのポリオールにアクリル基やエポキ
シ基等を導入した変性糖由来ポリオールなどが挙げられ
る。これらのポリオールは、２種類以上を同時に使用可
能である。

【００３３】多価イソシアネートは、１分子中にイソシ
アネート基を２個以上有するイソシアネート化合物であ
る。具体的には、例えば、トリレンジイソシアネート，
１，４−ブタンジイソシアネート，シクロヘキサンジイ
ソシアネート，ジシクロヘキシルイソシアネート，４，
４’−ジフェニルメタンイソシアネート，ナフタレン−
１，５−ジイソシアネート，キシリレンジイソシアネー
ト，ヘキサメチレンジイソシアネート，イソホロンジイ
ソシアネート，トリレンジイソシアネートなどや、これ
らのイソシアネート基を保護基で保護したブロックイソ
シアネートなどが挙げられる。これらの多価イソシアネ
ートは、２種類以上を同時に使用可能である。

【００３４】水膨潤性ウレタン（Ｂ）をエラストマー
（Ｃ）に混合する方法としては、親水性ポリオールと多
価イソシアネートとを予め反応させて水膨潤性ウレタン
（Ｂ）を製造し、この水膨潤性ウレタン（Ｂ）の粉末を
エラストマー（Ｃ）に混合する方法と、親水性ポリオー
ルと多価イソシアネートとをエラストマー（Ｃ）に加え
て混合すると同時に、水膨潤性ウレタン（Ｂ）をエラス
トマー（Ｃ）中で生じさせる方法とがある。

【００３５】本発明で使用されるエラストマー（Ｃ）と
しては、具体的には、天然ゴムの他に、スチレン−ブタ
ジエンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、イソ
プレンゴム、ブタジエンゴム、ブチルゴム、クロロプレ
ンゴム、エチレン−プロピレンゴム、ウレタンゴム、シ
リコンゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、塩素
化ポリエチレンゴム、アクリルゴム、エピクロルヒドリ
ンゴム、フッ素ゴムなどの各種の合成ゴムが挙げられ
る。これらのエラストマーは、必要に応じて、２種類以
上を同時に使用可能である。

【００３６】Ｎ−ビニルカルボン酸アミド系架橋樹脂
（Ａ）の配合量は、エラストマー（Ｃ）１００重量部に
対して、１〜１００重量部の範囲、好ましくは５〜８０
重量部の範囲である。Ｎ−ビニルカルボン酸アミド系架
橋樹脂（Ａ）の配合量が上記範囲よりも少ない場合に
は、耐久性の高い水膨潤性エラストマー組成物を得るこ
とが困難である。また、Ｎ−ビニルカルボン酸アミド系
架橋樹脂（Ａ）の配合量が上記範囲よりも多い場合に
は、具体的には後述するように、得られる水膨潤性エラ
ストマー組成物の重量変化率が大きくなり、好ましくな
い。

【００３７】水膨潤性ウレタン（Ｂ）の配合量は、エラ
ストマー（Ｃ）１００重量部に対して、１〜１００重量
部の範囲、好ましくは５〜８０重量部の範囲である。水
膨潤性ウレタン（Ｂ）の配合量が上記範囲よりも少ない
場合には、得られる水膨潤性エラストマー組成物の膨潤
倍率を大きくすることが難しく、併用の効果が無くな
る。また、水膨潤性ウレタン（Ｂ）の配合量が上記範囲
よりも多い場合には、耐久性の高い水膨潤性エラストマ
ー組成物を得ることが困難になる。

【００３８】また、本発明の水膨潤性エラストマー組成
物には、その目的を損なわない範囲で、必要に応じて、
添加剤を加えることができる。この添加剤としては、例
えば、加硫剤、加硫促進剤、加硫助剤、軟化剤、可塑
剤、補強剤、着色剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、滑
剤、老化防止剤、クレー，炭酸カルシウム，酸化マグネ
シウム，酸化亜鉛，ホワイトカーボン，カーボンブラッ
ク，タルク，ペントナイト等の無機充填剤などが挙げら
れる。また、ノニオン系界面活性剤、カチオン系界面活
性剤、アニオン系界面活性剤、一般的に市販され、エラ
ストマー（Ｃ）に用いられる相溶化剤などを加えること
もできる。なお、添加剤は、２種類以上を同時に使用可
能であり、また、使用の際には、本発明を構成するＮ−
ビニルカルボン酸アミド系架橋樹脂（Ａ）、水膨潤性ウ
レタン（Ｂ）およびエラストマー（Ｃ）と同時に混合し
ても良いし、順次混合しても良い。

【００３９】なお、本発明の水膨潤性エラストマー組成
物は、押し出し連続成形、プレス型成形または加硫缶成
形など、いずれの成形方法を用いて成形しても良い。

【００４０】本発明の水膨潤性エラストマー組成物は、
通常の水のみ成らず、酸，アルカリ，各種の塩類等の電
解質やイオンを含む水溶液、海水あるいはセメント水に
対して、長期間、安定した膨潤性能を示す。従って、本
発明の水膨潤性エラストマー組成物は、例えば、土木工
事や建築工事においては、海底トンネルまたは大口径の
下水管等のシールドセグメントの継手面、ヒューム管や
プレハブカルバート等の接合部分、コンクリート建築物
の打ち継ぎ目などに充填して、止水材料として使用でき
るほか、コンクリート構築物の屋上部漏水遮水シート、
窓枠やドア等の防水シール材、海中ケーソンや矢板の漏
水防止シール材、コンクリート建築物のコンクリート打
ち継ぎ部分のシール材などに使用できる。

【００４１】

【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
るが、本発明はこれら実施例にのみ限定されるものでは
ない。

【００４２】本実施例においては、本発明の水膨潤性エ
ラストマー組成物の実施例１〜実施例５および比較例１
〜比較例３の各配合割合、人工海水の膨張倍率、保持率
および重量変化率を、表１に示す。

【００４３】

【表１】

【００４４】使用した吸水性樹脂粉末ａ，ｂ，ｃは、Ｎ
−ビニルカルボン酸アミド系架橋樹脂（Ａ）の粉末ａ，
ｂ，ｃである。これらの各製造方法については、以下に
説明する。

【００４５】（Ｎ−ビニルカルボン酸アミド系架橋樹脂
（Ａ）の粉末ａの製造方法）３０゜Ｃに保たれた浴中
の、窒素の導入管、温度計および排気管を備える三口の
１Ｌセパラブルフラスコ中で、Ｎ−ビニルアセトアミド
２５０ｇ、ペンタエリスリトールトリアリルエーテル
１．６ｇを脱イオン水７４０ｇに溶解し、１．０Ｌ／分
で１時間、窒素を系内に導入して脱気する。この後、脱
気水１０ｍＬに、溶解した２，２’−アゾビス（２−ア
ミジノプロパン）二塩酸塩６００ｍｇを加え、断熱系で
１２時間静置する。これにより得られたゲルをミンサー
で裁断して、５０゜Ｃで１２時間、真空乾燥した後、機
械粉砕して、粒径５０μｍ以下、平均粒径２０μｍのＮ
−ビニルカルボン酸アミド系架橋樹脂（Ａ）の粉末ａを
得た。

【００４６】（Ｎ−ビニルカルボン酸アミド系架橋樹脂
（Ａ）の粉末ｂの製造方法）３０゜Ｃに保たれた浴中
の、窒素の導入管、温度計および排気管を備える三口の
１Ｌセパラブルフラスコ中で、Ｎ−ビニルアセトアミド
２３５ｇ、２８．５％のアクリル酸ナトリウム水溶液５
３ｇ、テトラアリルオキシエタン５００ｍｇ、Ｎ，Ｎ−
メチレンビスアクリルアミド２００ｍｇを脱イオン水７
０２ｇに溶解し、１．０Ｌ／分で１時間、窒素を系内に
導入して脱気する。この後、脱気水１０ｍＬに、溶解し
た２，２’−アゾビス（２−アミジノプロパン）二塩酸
塩６００ｍｇを加え、断熱系で１２時間静置する。これ
により得られたゲルをミンサーで裁断して、５０゜Ｃで
１２時間、真空乾燥した後、機械粉砕して、粒径５０μ
ｍ以下、平均粒径３０μｍのＮ−ビニルカルボン酸アミ
ド系架橋樹脂（Ａ）の粉末ｂを得た。

【００４７】（Ｎ−ビニルカルボン酸アミド系架橋樹脂
（Ａ）の粉末ｃの製造方法）３０゜Ｃに保たれた浴中
の、窒素の導入管、温度計および排気管を備える三口の
１Ｌセパラブルフラスコ中で、Ｎ−ビニルアセトアミド
２００ｇ、２−ヒドロキシエチルアクリレート５０ｇ、
テトラアリルオキシエタン４００ｍｇを脱イオン水７４
０ｇに溶解し、１．０Ｌ／分で１時間、窒素を系内に導
入して脱気する。この後、脱気水１０ｍＬに、溶解した
２，２’−アゾビス（２−アミジノプロパン）二塩酸塩
５００ｍｇを加え、断熱系で１２時間静置する。これに
より得られたゲルをミンサーで裁断して、５０゜Ｃで１
２時間、真空乾燥した後、機械粉砕して、粒径５０μｍ
以下、平均粒径３０μｍのＮ−ビニルカルボン酸アミド
系架橋樹脂（Ａ）の粉末ｃを得た。

【００４８】なお、吸水性樹脂粉末ｄとしては、アクア
リックＣＳ−６Ｓ（日本触媒（株）製）を使用し、水膨
潤性ウレタン（Ｂ）としては、パンデックスＴＰ−６５
４Ｐ（大日本インキ（株）製）を使用した。

【００４９】また、表１の実施例１〜実施例５および比
較例１〜比較例３に示す各配合割合で、密閉式混練機を
用いて混練し、さらに、加硫プレス装置を用いて加硫を
行い、厚さ３ｍｍの水膨潤性エラストマー組成物の加硫
シートを得た。

【００５０】さらに、上述の方法で得た加硫シートから
試験片を切り出し、この試験片を用いて、人工海水の膨
潤倍率、保持率および重量変化率をそれぞれ測定した。

【００５１】（人工海水の膨潤倍率の測定方法）試験片
（２０ｍｍ×２０ｍｍ×３ｍｍ）の重量（以下、浸漬前
乾燥重量という。）を測定し、この試験片を人工海水
に、２５゜Ｃで３０日間、浸漬した後、取り出し、濾紙
で軽く拭いて付着水を除き、膨潤後の重量（以下、浸漬
後重量という。）を測定した。膨潤倍率は、浸漬前乾燥
重量および浸漬後重量を用いて、（１）式で算出した。膨潤倍率（倍）＝浸漬後重量／浸漬前乾燥重量・・・（１）

【００５２】（保持率の測定方法）複数の試験片（２０
ｍｍ×２０ｍｍ×３ｍｍ）の浸漬前乾燥重量をそれぞれ
測定し、これらの試験片を脱イオン水および５％塩化カ
ルシウム水溶液に、２５゜Ｃで３０日間、それぞれ浸漬
した後、取り出し、濾紙で軽く拭いて付着水を除き、浸
漬後重量をそれぞれ測定した。保持率は、浸漬前乾燥重
量および浸漬後重量により算出された各膨潤倍率を用い
て、（２）式で算出した。保持率（％）＝（５％塩化カルシウム水溶液の膨潤倍率／脱イオン水の膨潤倍率）×１００・・・（２）

【００５３】（重量変化率の算出方法）試験片（２０ｍ
ｍ×２０ｍｍ×３ｍｍ）の浸漬前乾燥重量を測定し、こ
の試験片をセメント水に、２５゜Ｃで１００日間、浸漬
した後、取り出し、乾燥させ、重量（浸漬後乾燥重量）
を測定した。重量変化率は、この浸漬前乾燥重量および
浸漬後乾燥重量を用いて、（３）式で算出した。重量変化率（％）＝｛（浸漬前乾燥重量−浸漬後乾燥重量）／浸漬前乾燥重量｝×１００・・・（３）

【００５４】本発明の水膨潤性エラストマー組成物の保
持率は、好ましくは７０％以上である。保持率が７０％
以下であると、セメント水や海水等の種々の水質の水溶
液に対して十分に安定した膨潤性能を示すことができな
い。なお、保持率は、より好ましくは７５％以上であ
る。

【００５５】また、本発明の水膨潤性エラストマー組成
物の重量変化率は、好ましくは５％以下である。重量変
化率が５％以下であると、長期間の使用に対しても、重
量変化が少なく、高い耐久性を示すことができる。重量
変化率が５％以上であると、長期間の使用により、水膨
潤性エラストマー組成物の膨潤倍率は徐々に小さくな
り、特に、コンクリートと接触して使用する場合には、
安定した止水性能を得ることが難しくなる。

【００５６】

【発明の効果】本発明の水膨潤性エラストマー組成物
は、少なくとも、Ｎ−ビニルカルボン酸アミド系架橋樹
脂（Ａ）と、親水性ポリオールと多価イソシアナートと
の反応によって得られる水膨潤性ウレタン（Ｂ）と、エ
ラストマー（Ｃ）とから成ることにより、純水だけでな
く、酸，アルカリ，各種塩類などの電解質やイオンを含
む水溶液、海水またはセメント水に対して安定した高い
膨潤性能を示し、また、海底トンネル，大口径の下水
管，温泉等の掘削の際の漏水防止材料、海中ケーソンの
シール材、コンクリート打ち継ぎ部のシール材などとし
て長期間使用しても、止水性能が低下することなく、高
い耐久性を示すことができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも、Ｎ−ビニルカルボン酸アミ
ド系架橋樹脂（Ａ）と、親水性ポリオールと多価イソシ
アナートとの反応によって得られる水膨潤性ウレタン
（Ｂ）と、エラストマー（Ｃ）とから成ることを特徴と
する水膨潤性エラストマー組成物。
【請求項２】前記Ｎ−ビニルカルボン酸アミド系架橋
樹脂（Ａ）は、Ｎ−ビニルアセトアミド系架橋樹脂であ
ることを特徴とする請求項１記載の水膨潤性エラストマ
ー組成物。
【請求項３】前記エラストマー（Ｃ）１００重量部に
対して、前記Ｎ−ビニルカルボン酸アミド系架橋樹脂
（Ａ）を１〜１００重量部の割合で配合したことを特徴
とする請求項１又は請求項２記載の水膨潤性エラストマ
ー組成物。
【請求項４】前記エラストマー（Ｃ）１００重量部に
対して、前記水膨潤性ウレタン（Ｂ）を１〜１００重量
部の割合で配合したことを特徴とする請求項１〜請求項
３のうちのいずれかに記載の水膨潤性エラストマー組成
物。
【請求項５】脱イオン水による膨潤倍率に対する５％
塩化カルシウム水溶液による膨潤倍率の割合を示す保持
率が７０％以上であることを特徴とする請求項１〜請求
項４のうちのいずれかに記載の水膨潤性エラストマー組
成物。
【請求項６】重量変化率が５％以下であることを特徴
とする請求項１〜請求項５のうちのいずれかに記載の水
膨潤性エラストマー組成物。