JPS6092339A - 吸水性ゴム組成物 - 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】 本発明は新規な吸水性ゴム組成物、７さらに詳しくいえ
ば、金属イオンの影響を受けずに、水を吸収して優れた
膨潤性能を発揮しうる吸水性ゴム組成物に関するもので
ある。

従来、天然ゴムや合成ゴムに高吸水性樹脂を配　１− 合して成る吸水性ゴム組成物は知られており（特開昭５
７〜１０８１４３号公報）、該組成物を用いた止水材や
コーキング材は土木分野において広く用いられている。

しかしながら、従来の吸水性ゴム組成物においては、例
えば硬水、セメントの養生水、海水などの金属イオンを
含む水中では、該組成物の中に含まれている吸水性物質
の膨潤度が低いために、該組成物の膨潤性能が低下し、
また長期間にわたって該組成物を浸漬する場合、それが
硬化するなどの欠点がある。

本発明者らは、このような欠点を克服し、金属イオンの
影響を受けず、優れた膨潤性能を発揮しうる吸水性ゴム
組成物を提供すべく鋭意研究を重ねた結果、天然ゴム又
は合成ゴムに、水に不溶な高吸水性樹脂及び特定のイオ
ン封鎖剤所定量を配合して成る組成物がその目的に適合
しうることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成
するに至った。

すなわち、本発明は、（Ａ）天然ゴム及び合成ゴムの中
から選ばれた少なくとも１種のゴム成分、（Ｂ）水に不
溶な高吸水性樹脂及び（０）縮合リン酸塩及びアミノカ
ルボン酸誘導体の中から選ばれた少なくとも１種のイオ
ン封鎖剤から成り、かつ（Ａ）とＣＢ）の合計量に対す
る（Ｃ）の割合が１〜５０重量係重量間にあることを特
徴とする吸水性ゴム組成物を提供するものである。

本発明の（Ａ）成分として用いる天然ゴム又は合成ゴム
は、未架橋ゴム、部分架橋ゴム又は架橋ゴムのいずれで
もよく、未架橋ゴムとしては、例えば天然コム、スチレ
ン−ブタジェンゴム、スチレン−ブタジェンブロック共
重合体、スチレン−イソプレンブロック共重合体、ブタ
ジェンゴム、インプレンゴム、アクリロニトリル−ブタ
ジェンゴム、アクリルゴム、エチレンープロピレンージ
エンタ、Ｉｉ　＋）マーゴム、エチレン−プロピレンゴ
ム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、ハロゲン化ブチル
ゴム、チオコール、ポリエーテルゴム、エチレン−酢酸
ビニルゴム、ハイパロン、ポリインブチレンなどが用い
られる。捷だ部分架橋ゴムとしては、例えば部分架橋ブ
チルゴムや再生ゴムなどが好ましく用いられ、架橋ゴム
としては、前記の未架橋ゴムに、イオウ、酸化マグネシ
ウム、亜鉛華、鉛化合物などの架橋剤及び架橋促進剤を
加え、熱を与えていわゆる半加硫若しくは加硫処理を行
ったものが用いられる。

これらのゴムはそれぞれ単独で用いてもよいし、２種以
上ブレンドして用いてもよい。才だ、ゴムの硬さや風合
いを改良するために種々の軟化剤、無機や有機の補強剤
、充てん剤、あるいは日光や熱などによる老化を防止す
るための老化防止剤、加工性を改良するための種々の油
や滑剤、染料や顔料のような着色剤などを添加すること
もできる。

この軟化剤としては、例えばサブ、鉱物油、植物油、動
物油などが、無機の補強剤−や充てん剤としては、例え
ばクレー、炭酸マグネシウム、水和シリカ、炭酸カルシ
ウム、カーボンブランクなどが、有機の補強剤や充てん
剤としては、例えば各種の繊維チップやグラスチック粉
末などが用いられる。

本発明の組成物に（Ｂ）成分として用いる水に不溶な高
吸水性樹脂は、カルボキシル基、スルホン酸残基、リン
酸残基、第四級アンモニウム塩残基、アミノ基、イミノ
基、ピリジニウム塩残基などのイオン化性基、ヒドロキ
シル基、エーテル基、アミド基（鎖状又は環状）、ニド
ｖル基などのノニオン性親水性基を有する天然又は合成
の親水性かつ水不溶性の高分子物質でアや、このような
ものとしては、例えばアクリル酸又はその塩とジビニル
ベンゼンとの共重合体、アクリロニトリルと塩化ビニル
又は塩化ビニリデン及びそれらと共重合可能な少なくと
も１種のエチレン系学量体とを共重合して得られた重合
体のアルカリ加水分解物、アクリロニトリル系重合体を
アルカリで加水分解して得られた重合体のホルムアルデ
ヒド架橋体、アクリルアミド系共重合体のホルムアルデ
ヒド架橋体、ポリアクリル酸とポリビニルアルコールと
の酸縮合物、ポリビニルアルコールのエピクロルヒドリ
ン架橋体、ポリビニルアルコールノリン酸縮合体、２−
ヒドロキシエチルメタクリレートとエチレングリコール
ジメタクリレートとの共重合体、２−メチル−５−ビニ
ルピリジンとＮ、Ｎ’−メチレンビスアクリルアミドと
の共重合体、Ｎ、Ｎ−ジメチルアミノエチルメタクリレ
ートとＮ、Ｎ’−メチレンビスアクリルアミドとの共重
合体、Ｎ−ビニル−２−ピロリドンとエチレングリコー
ルジメタクリレートとの共重合体、ポリオキシエチレン
の放射線照射による架橋体、デンプンの酸化下加熱縮合
物、デンプン−アクリロニトリルグラフト共重合体のけ
ん化物、デンプンとアクリル酸とのグラフト重合体の架
橋物、ビニルエステルとエチレン系不飽和カルボン酸又
はその誘導体との共重合体けん化物の乾燥体、α−オレ
フィン又はビニル化合物と無水マレイン酸との共重合体
の架橋体、ゼラチンの酸化下加熱縮合物などが挙げられ
る。

これらの中でアクリル酸やメタクリル酸などの重合体、
α−オレフィン又はビニル化合物と無水マレイン酸など
との重合体が好適に用いられる。

これらの重合体又は共重合体はナトリウム、カリウム、
カルシウム、マグネシウム、バリウムなどのアルカリ金
属又はアルカリ土類金属の水酸化物、酸化物又は炭酸塩
などの化合物、アンモニア、アミンなどを反応させるこ
とによって親水性を向上させることができる。さらに、
水不溶性にするために、α、β−不飽和化合物を単量体
成分として含有する重合体は、多価エポキシ化合物、多
価アミン、多価アルコール、アミノアルコール、ポリイ
ソシアネート又は多価ハロヒドリンなどによって架橋化
されてもＪ：い。これらの中で特にα−オレフィン又は
ビニル化合物と無水マレイン酸との共重合体は耐久性に
優れるので好′ましい。

これらの高吸水性樹脂は、使用するゴム１００重量部に
対して１０〜３００重量部、好捷しくは５０〜２００重
量部の範囲で用いられる。

本発明の吸水性ゴム組成物において（Ｃ）成分として用
いるイオン封鎖剤は、縮合リン酸塩又はアミノカルボン
酸誘導体の中から選ばれる。

前者の縮合リン酸塩は、一般にＸＭＯ−ＹＰ２０５（式
中のＭは一価又は１価の金属である）の組成で表わされ
、このようなものとしては、例えばオルトリン酸塩、ポ
リリン酸塩、メタリン酸塩、ウルトラリン酸塩などが挙
げられ、塩を構成する金属としてはカリウム及びナトリ
ウムが好ましい。

特に、ゴムとの混合の点から粉体で得られるピロリン酸
ナトリウム、ピロリン酸カリウム、トリポリリン酸ナト
リウム、トリポリリン酸カリウムは取扱いやすくてイオ
ン封鎖力が強いので好適である。これらの縮合リン酸塩
はそれぞれ単独で用いてもよいし、２種以上組合わせて
用いてもよい。

一方、アミノカルボン酸の誘導体から成るイオン封鎖剤
としては、例えばイミノジ酢酸、二ｌ−ＩＪロトリ酢酸
、エチレンジアミンテトラ酢酸、ジエチレントリアミン
ペンタ酢酸、トリエチレンテトラアミンヘキサ酢酸、シ
クロヘキサン−１，２−ジアミンテトラ酢酸、Ｎ−ヒド
ロキシエチルエチレンジアミントリ酢酸、エチレングリ
コールジエチルエーテルジアミンテトラ酢酸、エチレン
ジアミンテトラプロピオン酸及びこれらのアルカリ金属
塩やアンモニウム塩などが挙げられる。これらの中でニ
トリロトリ酢酸、エチレンジアミンテトラ酢酸が、イオ
ン封鎖速度が早いために特に好適である。またこれらの
アミノカルボン酸の誘導体は、それぞれ単独で用いても
よいし、２種以上組み合わせて用いてもよい。

さらに、水の中に含まわるイオンの種類によっては、前
記の縮合リン酸塩とアミノカルボン酸の誘導体とを組み
合わせてもよい。

本発明の組成物においては、（Ｃ）成分のイオン封鎖剤
の含有量は、（Ａ）成分と（Ｂ）成分の合計量に対し１
〜５０重量係の範囲内にあることが必要である。

この量が１重量係未満では高吸水性樹脂が水中のイオン
を先に吸着するため膨潤度が低下し、また５０重量係を
超えると、イオン封鎖剤が水に溶は出して、せっかく膨
潤していても長期の浸漬によって膨潤が低下してやせて
くるし、その上ゴム組成物そのものの硬さが高くなるた
め、ゴム状弾性が失われて耐圧縮性などが劣るようにな
る。しかし、イオン封鎖剤として縮合リン酸塩を用いる
場合、その量は（Ａｌ成分と（Ｂ）成分との合計量に対
して５〜５０重ｉ％の範囲内にあることが好ましく、ア
ミノカルボン酸の誘導体を用いる場合、その量は（Ａ）
成分と（Ｂ）成分との合計量に対して２〜３０重ｉ％の
範囲内にあることが好ましい。

本発明の吸水性ゴム組成物は、ゴム、高吸水性　′樹脂
及びイオン封鎖剤をロールミキサー、パンバリミキサー
、ニーダ−などの混合機を用い、常法に従って混練する
ことによシ製造することができる。捷た、該ゴムを適当
な溶剤に溶解又は分散させてゴム溶液又はゴム分散液と
し、これに高吸水性樹脂及びイオン封鎖剤を混合するこ
とにより溶剤を含んだ組成物となすこともできる。この
ものは塗料やパテの製造に好適である。

このようにして得られた吸水性ゴム組成物は、貼付、巻
付あるいは埋込みなどに適［７たシート状やひも状など
の所望の形状に成形して実用に供されるほか、球状、円
柱状又は角状に切って止水栓として用いてもよく、場所
によっては溶液や分散体、あるいはパテ状として間隙に
充てんした９、布や網などに塗布して用いられる。また
、ゴムやプラスチックスと複合して、パツキンや止水リ
ングとして用いることができる。

さらに、前記のような１Ｆ水材のほかに、例えば乾燥剤
、結露防止剤、手もみカイロ、土壌改良剤などにも好適
である。

次に実施例によって本発明をさらに詳細に説明するが、
本発明はこれらの例によって何ら限定されるものではな
い。

なお、膨潤度は次の式によってめた。

また、各側において用いた高吸水性樹脂の種類を次に示
す。

ＫＩゲル２０１　：クラレイソプレンケミカル社製、イ
ソブチレン−無水マレイン酸共重合体を 架橋した高吸水性樹脂 アクアキープ４Ｓ　：製鉄化学社製、アクリル系高吸水
性樹脂 サンウエット　：三洋化成社製、でんぷん−アクリル系
ＩＭ−３００高吸水性樹脂 実施例１ クロロプレンゴム〔東洋曹達■製、スカイプレンゴム９
１００重量部に第１表に示す高吸水性樹脂８０重量部及
びイオン封鎖剤としてトリポリリン酸ナトリウム５〜８
０重量部を５０℃のロールで混合したのち、１００℃の
加熱プレスを用いて１５分間成形した。得られた５０Ｘ
５０箇、厚さ３祁の吸水性ゴム組成物試料を２．５重量
％水酸化カルシウムスラリー液に浸漬し、膨潤度の経口
変化を調べた。その結果を第１表に示す。

比較例１ 実施例１におけるトリポリリン酸ナトリウム金用い々い
以外は、実施例１と１つたく同様にして、同じ大きさの
ゴム組成物試料を得た。このものを２．５重量％水酸化
カルシウムスラリー液に浸漬し、膨潤度の経口変化を調
べた。その結果を第１表に示す。

＝１１− １２一 実施例２ クロロプレンゴム１００重量部、水和シリカ１０重量部
、亜鉛華５重量部、酸化マグネシウム４重量部、加硫促
進剤としてのエチレンチオ尿素０．５重量部、ステアリ
ン酸１重量部、ナフテン系の油（サンオイル社製、サン
セン４５０）５重量部、酸化防止剤（犬山新興■製、ツ
クラックＭＳ−６）１重量部、第２表に示すような高吸
水性樹脂８０重量部及びイオン封鎖材としてトリポリリ
ン酸ナトリウム５〜４０重量部を５０℃のロールで混合
したのち、１６０℃の加熱プレスを用いて３０分間架橋
成形を行った。得られた５　０　Ｘ　５０ｔａｎ、厚さ
３喘のゴム組成物試料を２．５重量％水酸化カルシウム
スラリー液に浸漬し、膨潤度の経口変化を調べた。その
結果を第２表に示す。

比較例２ 実施例２におけるトリポリリン酸ナトリウムを用いない
以外は、実施例２とまったく同様にして同じ大きさのゴ
ム組成物試料を得た。このものを２．５重量％水酸化カ
ルシウムスラリー液に浸漬し、−１４＝ 膨潤度の経口変化を調べた。その結果を第２表に示す。

実施例３ ポリイソプレンゴム（クラレインプレンケミカル社製、
クラプレンＩＲ−１０）１００重量部、ステアリン酸３
重量部、酸化防止剤（犬山新興■製、ツクラックＭＳ−
６）１重量部、亜鉛華５重量部、テトラメチルチウラム
ジスルフィド３重量部、第３表に示すような高吸水性樹
脂１００重量部及びイオン封鎖剤としてエチレンジアミ
ンテトラ酢酸２〜２０重量部を４０℃のロールで混合し
たのち、１７０℃の加熱プレスを用いて５分間架橋成形
を行った。得られだ５　Ｑ　ｘ　５０ｔｔｒｍ、厚さ３
叫のゴム組成物試料を０．３重量％の塩化カルシウムと
０．５重量％の塩化マグネシウムを混合した水溶液中に
浸漬し、膨潤度の経口変化を調べた。その結果を第３表
に示す。

比較例３ 実施例３におけるエチレンジアミンテトラ酢酸を用いな
い以外は、実施例３とまったく同様にして同じ大きさの
ゴム組成物試料を得だ。このものを０，３重量％の塩化
カルシウムと０．５重量％の塩１７− 化マグネシウムを混合した水溶液に浸漬し、膨潤度の経
口変化を調べた。その結果を第３表に示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １（Ａ）天然ゴム及び合成ゴムの中から選ばれた少なく
   とも１種のゴム成分、（Ｂ）水に不溶な高吸水性樹脂及
   び（Ｃ）縮合リン酸塩及びアミノカルボン酸誘導体の中
   から選ばれた少なくとも１種のイオン封鎖剤から成シ、
   かつ（Ａ）と（Ｊ３）の合計量に対する（Ｃ）の゛割合
   が１〜５０重量係の範囲にあることを特徴とする吸水性
   ゴム組成物０