JPS62132941A - 水膨潤性発泡シ−リング材 - 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〕 本発明は水膨潤性発泡シーリング材に関し、特に水を吸
収して膨張する速度が大きく、膨張圧が小さく、膨張し
た後、乾燥しても収縮が少ない水膨潤性発泡シーリング
材に関するものである。

本発明のシーリング材は、土木建築分野で止水性能が十
分発揮され、特に地上構造物め止水材として有効である
。

〔従来技術及び問題点〕

従来、水膨潤性シール材としては、ポリアクリル酸ソー
ダ、澱粉、カルボキシメチルセルロース、ポリエチレン
グライコール等の吸水物質をゴム或いはプラスチック等
に添加して水膨潤性を付与したものが使用されているが
、これらはいずれも乾燥すると殆どもとの状態まで収縮
してしまう。又、これらの水膨潤性シール材は、上記吸
水物質が水溶性で溶出してしまうため次第に水膨潤割合
が落ちてくる。

更にコンクリートの打継部分の止木材として使用する場
合、水膨潤による膨張圧でコンクリートが初期段階にお
いてヒビ割れ或いは破壊されるため、使用工種々の制約
があった。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者らは上記問題点を改良すべく、鋭意研究の結果
、本発明を完成するに到った。

即ち、本発明の水膨潤性発泡シーリング材は、必須の構
成成分として、水膨潤性物質（１）と水硬性物質（ｎ）
とゴム類（Ｉ［）とを含有し、発泡剤により発泡されて
いることを特徴とするものである。

本発明に於いて水膨潤性物！（１）は、シーリング材の
使用目的に応じて適宜選択できるが、ゴム及び（或いは
）エラストマー（以下ゴム類と称する）と混練しうるち
のが好ましく、水膨潤ウレタン樹脂、カルボキシメチル
セルロース、ポリビニルアルコール、ポリエチレングラ
イコール、ヒドロキシエチルセルロース、メチルセルロ
ース等を単独或いは混合して使用することができ、その
他に通常吸水性樹脂と称されているもの等も使用できる
。なかでも好ましいのは水膨潤ウレタン樹脂である。

上記水膨潤ウレタン樹脂としては、水硬性物質と混合す
る際ペースト状のもの或いはエラストマーが好ましいが
、特にペースト状のものが好ましい。

ペースト状水膨潤ウレタン樹脂としては、末端イソシア
ネート基含有水膨潤性ポリウレタンプレポリマーと水及
び／又は硬化剤の反応によって得られる樹脂がある。

該末端イソシアネート基含有水膨潤性ポリウレタンプレ
ポリマーとしては、例えば水酸基当量が４００〜６００
０のエチレンオキサイド・プロピレンオキサイドランダ
ム／ブロック重合ポリオキシアルキレングリコールを有
機ジイソシアネートと常法により反応せしめて得られる
プロピレンオキサイド／エチレンオキサイド比７／３〜
０／１０のプレポリマーが挙げられる。

該プレポリマーは水又はアミン系、ポリオール系等の硬
化剤によって常法により部分的に硬化され、ペースト状
態の水膨潤性ウレタン樹脂とすることができる。硬化は
水と硬化剤を併用して行ってもよい。硬化剤としては４
，４゛−メチレン−ビス−２−クロルアニリン、１．４
−７’タンジオール、ハイドロキノン−ビス−（β−ヒ
ドロキシ）エーテル、レゾルシノール−ビス−（β−ヒ
ドロキシ）エーテル、１．２−ビス−（２−アミノフェ
ノールチオ）エタン、トリメチレングリコール・ジ−ｐ
−アミノベンゾエート等を単独ないし併用して用いるこ
とができる。

又、ここで通常吸水性樹脂と称されているものとしては
、カルボキシル基、カルボン酸塩、カルボン酸アミド、
カルボン酸イミド、カルボン酸無水物等のカルボキシル
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−不飽和化合物を主成分とし
、必要に応じてその他のα、β−不飽和化合物を加え重
合させたもの或いは更にこれらをイソシアネート類等で
変性したものが挙げられる。

このような吸水性樹脂としては、デンプン／アクリル酸
グラフト共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体
の塩、ポリアクリル酸ソーダの架橋物、ポリビニルアル
コール／無水マレイン酸反応体の架橋物、ビニルエステ
ル／エチレン系不飽和カルボン酸またはその誘導体のケ
ン化物など公知の高吸水性高分子を挙げることができる
。

また、本発明に於いて、水硬性物質（ＩＩ）としては、
水硬性セメントが好ましく、その他、石コウ、潜在水硬
性物質も使用できる。又、水硬性物質にセメント系急硬
剤を添加するのが更に好ましい。

ここで水硬性セメントとしては、普通、白色、早強等の
各種ポルトランドセメント、高炉セメント等の特殊セメ
ント或いは粒子径で分類されたコロイドセメント等を適
宜用いることができる。

セメント系急硬剤としては、カルシウムアルミネート系
無機物、即ち３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３、ＣａＯ・Ａｌｔｏ
ｓ　、１２ＣａＯ１７ＡＩＺＯ３、ＣａＯ’　２Ａ１ｚ
Ｏａ、Ｃａ０・６Ａ１ｚＯ＋等のＣａＯとＡｌ２Ｏ３の
焼成物、溶融混合物、或いはこれに石コウ等を混合した
カルシウムスルホアルミネート等を挙げることができ、
市販品としてはデンカＢＳ　（電気化掌側製商品名）な
どが挙げられる。

本発明に用いられるゴムとしては、天然ゴム、合成ゴム
又は再生ゴムがあり、例えば天然ゴム、スチレンブタジ
ェンゴム、イソプレンゴム、アクリロニトリルブタジェ
ンゴム、クロロプレンゴム、エチレンプロピレンターポ
リマー、ブチルゴムとそれらの再生ゴムなどのうちから
用途及び目的によって選択される。

本発明においては、また上記ゴムに代え、或いはゴムと
共にエラストマーを使用でき、このようなエラストマー
としては、ポリウレタン、ポリオレフィン、ポリスチレ
ン等がある。

本発明において用いられる発泡剤としては、Ｎ、　Ｎ’
−ジニトロソペンタメチレンテトラミン、アゾジカルボ
ンアミド、ｐ、ｐ’−オキシビス（ベンゼンスルホニル
ヒドラジド）等の有機発泡剤、マイクロカプセル型発泡
剤などが挙げられる。

又、尿素系或いは有機酸系の発泡助剤を適宜使用するこ
とができる。

又、本発明の場合、分子間に橋かけを生じさせる物質を
添加した方が、発泡体の製造の容易性、発泡体の物性等
を向上させるので好ましい。

本発明に用いられる分子間に橋かけを生じさせる物質と
は、水膨潤性物質、ゴム類の各分子間に橋かけ結合を生
じさせることのできるような物質であり、イオウ、塩化
イオウ、有機過酸化物、有機イオウ化合物、金属酸化物
、アルキルフェノール樹脂等のゴム加硫剤、ポリチオー
ル化合物、ポリアミン化合物、アゾ化合物等を用いるこ
とができる。イオウ及び有機過酸化物による架橋が特に
好ましい。

イオウは粉末イオウが好ましく、適当な有機過酸化物と
しては、ベンゾイルパーオキシド、ジクミルパーオキシ
ド、メチルエチルケトンパーオキシド、ラウリルパーオ
キシド、シクロヘキサノンパーオキシド、ｔ−ブチルパ
ーベンゾエート、ｔ−ブチルヒドロパーオキシド、１−
ブチルベンゼンパーオキシド、クメンヒドロパーオキシ
ド、ｔ−ブチルパーオクトエート等がある。

適当な有機イオウ化合物としては、テトラメチルチウラ
ムジスルフィド（ＴＴ）　、Ｎ、Ｎ’−ジチオビスモル
ホリン等がある。

適当な金属酸化物としては、亜鉛華、マグネシア、リサ
ージ等がある。

適当なアルキルフェノール樹脂としては、メチロール基
を７〜１０％含むアルキルフェノールホルムアルデヒド
樹脂がある。

適当なポリチオール化合物としては、トリメチロールプ
ロパントリチオグリコレート、トリメチロールプロパン
トリ　（３−メルカプトプロピオネート）、グリコール
ジメルカプトプロピオネート、グリコールジメルカプト
アセテート、ペンタエリスリトールテトラ（３−メルカ
プトプロピオネート）、ペンタエリスリトールテトラチ
オグリコレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（３−
メルカプトプロピオネート）等がある。

適当なポリアミン化合物としては、アルデヒド−アミン
縮金物、グアニジン類等がある。

適当なアゾ化合物としては、アゾビスイソブチロニトリ
ル、２−ｔ−ブチルアゾ−２−シアノ−４−メチルペン
タン、４−ｔ−ブチルアゾ−４−シアノ−吉草酸等があ
る。

以上の橋かけ剤は１種又は２種以上を適宜組み合わせて
用いることが可能であり、その配合量はゴム類（Ｉ［Ｉ
）　　１００部（重量基準、以下同じ）に対して０．５
〜１０部が適当である。

本発明の水膨潤性発泡シーリング材中の水膨潤性物質（
Ｉ）の含有量は、ゴム類（ＩＩＩ）　１００部に対して
、水膨潤性物質（Ｉ）２０〜２５０部が好ましく、特に
６０〜１８０部を用いるのが好ましい。

又、水硬性物質（ｎ）の含有量は、本発明の水膨潤性発
泡シーリング材の水膨潤率及び物性との関係で適宜選択
できるが、ゴム類（ＩＩＩ）１００部に対して、水硬性
物質（ＩＩ）２０〜３００部が好ましく、５０〜１５０
部が更に好ましい。

水硬性物質及びその他の無機添加物が添加されている場
合には、その合計量が少ない方が発泡体を容易に製造で
きるが、乾燥時の収縮性が大きくなるので、使用目的に
応じて適宜選択するのが良い。

又、更に上記水硬性物質（ｎ）にセメント系急硬剤を添
加する場合は、その添加量は水硬性物質（ｎ）１００部
に対し３０〜１５０部が好ましく、特に５０〜１００部
が好ましい。更に、水硬性物質（■）、無機添加物及び
セメント系急硬剤の合計量は、水膨潤性物質（１）とゴ
ム類（ＩＩＩ）の合計量１００部に対して、２０〜５０
０部が好ましく、特に１００〜３００部が好ましい。

又、発泡剤の添加量は、使用する発泡剤の種類、発泡体
の比重、水膨張速度等を考慮し、適宜選択できるが、ゴ
ム類（ＩＩＩ）　１００部に対して、発泡剤０．３〜２
０部が好ましい。

本発明のシーリング材の水膨潤率は２０〜３５０（容量
）％であり、好ましくは４０〜２５０（容量）％である
。

本発明の水膨潤性発泡シーリング材は、適宜の方法で成
形し、シール材として使用できるが、ロール、ニーグー
、バンバリーミキサ−なト通常のゴム混練機を用いて配
合し、押出成形機、プレス成形機により成形するのが好
ましい。

上記水膨潤性物質（Ｉ）とゴム類（ＩＩＩ）に橋かけ剤
を加え、更に発泡剤、発泡助剤、加硫促進剤、加硫助剤
、軟化剤、老化防止剤、粘着剤等の一般的ゴム配合剤を
適宜選択して配合し、更に水硬性物質（■）、セメント
系急硬剤、無機添加剤等を加え、次いで練りロール、バ
ンバリーミキサ−等を用いて混練りを行う。これを成形
後プレス、発泡及び加硫処理（通常は１２０℃以上）を
行って水膨潤性発泡シーリング材を得る。

加硫処理は熱加硫、蒸気加硫、熱空気加硫に限らず自然
加硫、熱湯加硫、冷加硫でもよい。

橋かけ剤を使用した場合はこのように水膨潤性発泡シー
リング材においては水膨潤性物質（りとゴム類（ＩＩＩ
）が相互に一体となって架橋されているのが特徴である
。

〔発明の効果〕

本発明の水膨潤性発泡シーリング材は、水膨潤性に優れ
、機械的特性、止水特性に優れ、止水材、バッキング材
等として広範な用途に用いられる。

本発明の水膨潤性発泡シーリング材は、水を吸収汲水硬
性物質の骨格（マトリックス）ができるので水中で安定
性がよく、乾燥しても収縮が少ない。

本発明の水膨潤性発泡シーリング材は、水膨潤する際の
膨張圧が小さいため、コンクリートの打継部の止水に使
用する場合、コンクリートのヒビ割れ等のトラブルがな
く、比較的薄いコンクリート打継部にも使用可能である
。更に海水でも淡水と同程度の膨潤が得られる。

〔実　施　例〕

以下、実施例により本発明を更に詳述する。

実施例１〜４及び比較例１ 表１に示す配合（単位は重量部）を２０ｃｍオープンロ
ールで混練りし、配合品１〜５を作成した。

表　　１ （注）＊１　水膨潤ウレタン樹脂 プロピレングリコールにエチレン オキサイドとプロピレンオキサイド を付加させた平均分子量５ｏｏｏ、エチレンオキサイド
基７８％のポリエーテ ル１モルとＴＤＩ３．０モルとの反応 により得られるウレタンプレポリマ ー５０部に４０％ＭＯＣＡ　５部を４０℃で反応させ同
温度で６０００ｃｐｓのペースト状ウレタン樹脂を得、
これを使用 した。

＊２　セメント急硬剤 デンカＥＳ（電気化学■裂開品名） ＊３安定剤 ジフェニルグアニジン ＊４　加硫促進剤 Ｎ−シクロへキシル−２−ベンゾチ アゾールスルフェンアミド ＊５　発泡剤 マツモトマイクロスフェア−Ｆ−３部 松本油脂製薬■製 ＊６　発泡剤 セルマイクＡ（ジニトロソペンタメチ レンテトラミン）、三協化成■製 これらの配合品を１４０°Ｃで１０分間プレスし、２１
厚のシートを得た。シートについて、引張試験（測定法
：　ＪＩＳ　Ｋ　６３０１）　、・比重、水浸漬時の膨
潤率（浸漬日数１２日の容積変化率）、乾燥。

２１日後の膨潤率及び膨張圧を測定した。その結果を表
２に示す。

また、配合品に於いて、水硬性物質及び発泡剤を使用し
ないものを比較例１とした。

実施例５及び比較例２ 実施例１で使用した配合品を１４０℃で１０分間プレス
し、約２１１１１１１のシートを得、リング状に切断し
、耐水圧を測定した。又、比較のために８社の発泡体を
使用して、同様の測定を行った。

尚、リングの形状は内径１２ｃｍ、巾２ｃｍ、厚さ２Ｉ
Ｉ１１１とし、８社品については巾２ｃｍ０長尺物を用
いて同じ形状にした。又、耐水圧の測定は、上記寸法の
リングをスペーサー間隔３．０　ｍｍの間に置き、膨張
時パツキンとして作用させ、ポンプで水圧をかけた時に
漏水するまでの耐水圧を測定できる装置を使用し、ｌ　
ｋｇ／ｃｎ＋”ずつ昇温し、その圧で５分間保持し、漏
水前の最高圧力を耐水圧とした。

結果を表３に示す。

表　　　　　　　３ 注）　ｍ　１０ｋｇ７ｃｍ”の水圧をかけても漏水しな
かったが、そこで中断した。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 必須の構成成分として、水膨潤性物質（ I ）と水硬性
   物質（II）ゴム類（III）とを含有し、発泡剤により発
   泡されていることを特徴とする水膨潤性発泡シーリング
   材。