JPS62138531A - カチオン性ゴムラテツクスの改良方法 - 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】 （発明の目的） Ｊｌ」詔１す■υＬ カチオン性ゴムラテックス及びゴムアスファルト等の混
合エマルジョンは、応用目的に応じて適宜な濃度となし
、土砂に散布浸透させて盛土、崖や掘削面を強化させ、
水路、貯水池を簡易に造成するとか砂漠の緑化にまで応
用されている。一方、各分野の防水施工、接着剤、シー
ラント、セメントグラウト等にも広く実用化せられてい
る。

亘米二捉Ｌ カチオン性ゴムラテックス及びアスファルト等の粘着性
石油系樹脂との混合エマルジョンは、本発明人の関与す
る限りにおいても、ここ十数年来土木建築等の分野で、
接着剤、充填材、土砂の盛土や座面の崩れ止め、植生工
事、水路、貯水池や海岸の造成、あるいは屋上、壁面、
地下層の防水工事、セメントグラウト等に実用化せられ
ている。

これは従来からの一般のアニオン性ゴムアスファルト等
の混合エマルシロンに比して、接着、造膜性が格段にす
ぐれ、強度も比較的大きく、施工作業性がよいなどが周
知されてきたためと考えられる。

しかしながら、欠点も指摘され、一層の発展が阻害され
ている理由は、防水性がよい逆作用として、塗膜の完全
乾燥が著しく遅く、完全なる脱水はほとんど実際的に不
可能といっても過言ではないこと、従？で、低温時の水
分凍結、高温時のアスファルト等の軟化とともに蒸気圧
に耐えず、防水層や接着層が破壌せられることである。

それに加えて乾燥が遅いため、施工作業上の困難性が著
しいことである。本発明はこれらの欠陥を解決しようと
するものである。

尚、本発明人によるカチオン性ゴムラテックス及びゴム
アスファルト混合エマルジョンの製造については、日本
特許第７１０００８号、同７１００２７号、米国特許第
３６６０３２４号、英国特許第１２８１７８５号（以上
いずれも特許権者は日本合成ゴム社）等において公知さ
れ、その改良方法のひとつについては、特許願６０−１
３０６９号等でも明らかにしている。

発明が解決しようとする問題点 次の四点に集約せられている。

（Ａ）主力となるゴムのフィルムの造膜性と諸物性を強
化する。

（Ｂ）ゴムと配合して施工性等を改善するためアスファ
ルトを加える以外に、生産管理が充分な石油樹脂、例え
ばポリブテン等も併用し、施工性と併せて混合エマルジ
ョンの諸物性を一層強化する。

（Ｃ）混合ポリマーの補強と併せて残存粘着性を改善す
るとともに、残留微量水分の完全な処理のために超微細
酸化珪素の水分散液を加える。

（Ｄ）用途に応じて厚い層の防水膜、シーラント等の賦
形のため、物性を害しない程度のミクロン単位の微細な
充填材等を加える。

（発明の構成） 問題点を解決するための手段 （Ａ）ゴム分については、従来一括して全般的にＳＢＲ
系ゴムラテックスと主張していたが、造膜性、抗張力な
どの諸物性、セメントなどアルカリ性物質との接触が多
いため、とくに耐アルカリ性などの優位について、フオ
ームラバー原料に実用されているＪＳＲ０５６１などの
ようにムーニー粘度１００〜１６０のごとく表示せられ
、分子量１００〜１５０万程度の例外的な巨大分子量を
持ち、しかも重合用乳化剤として稀酸による分解がきわ
めて容易なオレイン酸石鹸を主としているものにまさる
本目的のための合成ゴムラテックスは他にもとめえない
ことを確認した。尚、他にＳＢＲ系ラテックスでムーニ
ー粘度１５０以上の数値を表示している市販品があるが
、カルボン酸との多元重合物で、架橋反応によるもので
あるから除外し、本発明ではＳＢＲ系共重合ゴムのみに
限定する。

次に、天然ゴムラテックスについては、長年検討をすす
めた結果、本発明と同様の処理により著しくすぐれた効
果が得られ、応用目的、例えば塗と 装、接着強度な母には一層優秀である。当然、目的に応
じて両者のブレンドラテックスも同様な処理によって目
的を達し得る。尚、天然ゴムラテックスの分子量は約３
０万程度である。

（Ｂ）分子量３０万〜１５０万の巨大鎖状分子を持つゴ
ムに対し、低分子量の石油アスファルト各種樹脂、例え
ば致方、数千以下のものには、極めてよく吉相して総合
効果をあげ得るものがある。

当初、本発明人の特許に示すがごとく、アスファルトを
大量実用化したが、石油乾溜の残さ的製品であるため品
質にバラツキが多く、重要な用途に供する場合には完全
とは称しがたいものがあった。

この欠陥を避けるため、Ｃ５留分を主力とした石油樹脂
、例えば、東邦石油樹脂社のハイレジンなど、或はイソ
ブチレンから誘導せられたヴイスタネックス、日本石油
化学社のポリブテンなどを利用して、より優れた効果を
得た。これらはすべてアスファルトと同様に加熱により
流動化し、カチオン性界面活性剤、および少量のノニオ
ン性界面活性剤、例えばアルキルアミン°エチレンオキ
サイド縮合物などの濃度の高い水溶液を強攪拌により分
散せしめ、安定的な油中水滴型のエマルジョンをつくる
。これをゴムラテックスと混和する。

分散用乳化剤としては、上述のアルキルアミン・エチレ
ンオキサイドに限定することなく、ポリエチレンアミン
、プロピレンジアミン−アミノ脂肪酸縮合物、その他が
応用できる。

（Ｃ）シリカなどを混合して、とくに固形ゴムの諸物性
を向上せしめることはすでに実用化せられているが、本
発明のごとくカチオン性ゴムラテックスの多様な諸物性
の改良に成功したことは知られていない。即ち、ゴムア
スファルトなどの混合エマルジョンの施工後粘着性が長
期、例えば１ヶ年以上も残存し、しかも残存水分を１〜
３％以下に減少せしめることは不可能と称し得る。従っ
て、低温度の凍結、高温下の蒸気圧による発泡なで施工
効果を減少せしめることが著しい。

酸化珪素の１０　Ｅ　’Ｊ　Ｅクロン内外の極微粒子の
水分散液は、当然シラノール基を随伴している。

乙の極微粒子は、ブドウ状球菌のごとく連なり、更に鎖
状に結びあって、シリカの球径の１００倍以上のゴム粒
子、１０００倍以上のアスファルトなどの粒子の表面を
覆い、或いはキャピラリ（毛管）略をつくるので、ゴム
と樹脂との混合物の表面は短時間内に粘着性を失い、又
、層中の微量水分は常温下でも数日間にＯに近くなるも
のである。

このシリカは日本アエロジル社によって供給され、又別
に日本シリカ社によっても別製法によるものが供給せら
れているが、後者のものは数ミクロンの粒径に凝集して
いるので、適当な方法で再細分して水分散液を改めてつ
くる必要がある。

（Ｄ）塗膜、シーラントその他の用途に応じて、賦形の
ための充填剤が必要なことがある。この場合に各種の微
粉末、繊維が利用せられ得るが、当然ミクロン単位の大
きさのものが望ましい。シランカップリング剤などで表
面処理した各種粉末や繊維も充填剤として一層効果的で
ある。

作用 まづ既述の主要テーマ別に述べる。

（Ａ）ゴムについて 主として土建分野に供用せられるので、一般のゴム製品
のごとく高温、高圧などを加えた加硫処理により完全な
ゴム弾性体を得る方法は避けねばならない。従って、簡
単な施工処理によって目的を達するためには合成ゴムラ
テックスとしては、１部ゲル化ゴムを混在させ、しかも
平均分子量１００〜１５０万という高分子ゴムである半
面、重合度の低い分子量の小さいものも併せて含み、造
膜挙動も著しく活発な、一般にフオームラバー（クッシ
ョン材など）の製造に供用せられているＪＳＲＯ５６１
その他一連のラテックスが最適である。カルボン酸など
と多范重合せしめたものは、。

かかる造膜挙動はなし得ない。本ラテックスのゴムは正
規な加硫処理を省略したものとしては、最も優れたゴム
弾性を具えている。

しかも、乳化剤として、オレイン酸塩が主用されている
ので、稀酸により分解され、遊離オレイン酸は保護フロ
イドの働きをするので、極めて好都合である。

一方、天然ゴムラテックスについては長期に亘る課題で
あったが、既述のＳＢＲラテックスと全く同一な処理に
よってカチオン化され、合成ゴムにまさる物性を発揮す
ることを知り得た。天然ラテックス単種でも両者の混和
ラテックスでも用途に応じて使用できる。等電点の関係
上ｐＨは３付近以下に下げる必要があるが、本発明の目
的に障畜をもたらすことはない。

（６）石油系粘着性樹脂について ３０万乃至１００〜１５０万程度の巨大な分子量をもつ
天然および合成ゴムフィルムは、カチオン性である関係
上相当優れた接着性、粘着性などをもつが、土建門係の
広い分野に応用するためには一層の接着性、粘着性を賦
与することが望ましい。

従来、本発明人はこの目的にカチオン性アスファルトエ
マルジョンを実用化していたが、アスファルト自体が残
さ成分であるので品質が一定せず、ために、使用条件の
きびしくない分野には供し得ても、高度の規格を求めら
れる用途に対しては、品質規格の確立した石油系熱軟化
樹脂、例えばハイレジンその他の石油樹脂、イソブチン
で４０℃〜８０℃程度の加熱により流動性となるもの等
を選び、これにカチオン性界面活性剤等を混相して、油
中水滴型のエマルジョンを得てゴムラテックスと混合す
るものである。アスファルトの場合と工程は同様である
。これらの低分子量の石油系重合物は、巨大分子量のゴ
ムと相和し、優れた総合効果を発揮する。

（Ｃ）酸化珪素について 多くのゴム用補強充填剤と亦するものは、カチオン性ラ
テックス製品に対して、とくに大きい効果をあげ得ない
のが普通である。例外的なものとして、粒子径１０　Ｆ
、　’）　ｊクロン付近の酸化珪素極微粒子の水中分散
液をあげることができる。水中において、既述のごとき
ブドウ状球菌の鎖状の連鎖をつくる物理的挙動が諸物性
の改善、残存水分の俳味に効果を上げるとともに、随伴
するシラノール基（ミＳ　ｉ　（Ｊ　Ｈ）がａ量の残存
水分を固定し、１００℃以下の温度で水を遊離せしめな
いことが、決定的な効果だといえる。

（Ｄ）Ｅクロン単位の各種充填剤の作用については詳述
を省略する。用途に応じて選択し、薄いフィルムや強接
着層には使用せず、厚い層、充填何等には渦イ配合すれ
ばよい。

実売例 （１）カチオン性ゴムラテックスの製造ａ、スチレン・
ブタジェン共重合ラテックス。

フオームラバー原料として市販されている、例えば日本
合成ゴム社のｊｓＲＯ５６１に対し、アルキルアミンの
エチレンオキサイド縮合物、例えば日本油脂社のナイミ
ーンＤＴ２０８を４％添和し、ついで稀塩酸を滴下して
ｐＨを６以下に下げる。極めて安定なカチオン性ＳＢＲ
ラテックスを得る。

ｂ、天然ゴムラテックス 多くの種類のものが供用されるが、普通のＬＡラテック
スに対し、ナイミーンを添加攪拌しつつ、稀塩酸を加え
てｐＨを３に下げる。

Ｃ０合成、天然混合ラテックス。

両者を目的に応じた適宜な割合で混和し、ナイミーン添
加後少なくとも２４時間以上熟成せしめた後、稀塩酸を
加えてｐＨを３に下げる。

（２）石油樹脂エマルジョン ａ、カチオン性アスファルトエマルジョンＪＩＳ規格の
ＰＫ、ＭＫタイプのものを購入して、ゴムラテックスと
混和する。

ｂ、ポリブテン 多くのタイプのものを使用することができるが、−例と
して、日本石油化学社のポリブテンＨＶ−１００を５０
℃に保ち、その２％に当るナイミーン等の１０％水溶液
を攪拌下に混合し、放冷する。

安定な油中水滴型エマルジョンを得る。

ｃ、Ｃ５留分を主とした東邦石油樹脂社のハイレジンそ
の他上記に似た方法で、カチオン性エマルジョンを得る
ことができる。樹脂の流動性が足らぬ場合には適当な可
塑剤を加用して目的を達する。

（３）酸化珪素の超微粒子分散液 本発明成立の重要な要素となるのが、酸化珪素の極微粉
末１０　Ｅ　’Ｊ　２クロン付近の粒子水中分散液であ
る。これに適した製品は、日本アエロジル社によって供
給され、適当な再分散処理を行えば日本シリカ社のニブ
シル群から選択することもできる。固形ゴムの補強剤と
しては古くから実用化せられているが、ラテックスとく
にカチオン性ラテックスに対しては効果的な応用方法は
確立されていない。粉末を直接的にラテックスに混和す
ることは、機械約にも不可能であり、水分数夜が酸性で
あるので、普通のラテックスの安定性を阻害する。本発
明では１０％内外の濃度の水中分散液をつくり、そのま
まか或いは貯蔵性を持たせるため、既述のアルキルアミ
ン°エチレノオキサイドなどにより分散を安定化せしめ
て用いる。酸化珪素の漱は、高分子物の量に対して０．
３〜２．０重（％程度が妥当である。

（４）用途別配合例 ■塗布用（防水、防湿） ＳＤＲラテックス６０％濃度５乃至３０部、アスファル
トエマルジョン６０％１Ｊ４ｊｌ　ＯＯｎ、ｅ化珪素１
０％分散液１０部。上述を・順次混合使用。

＠約布用（防水プライマー、土砂層固結用）ＳＢＲラテ
ックス６０％濃度１０部、アスファルトエマルジョン６
０％濃度１００部、酸化珪素１０％分散液５部。上記の
混和液を散布に際して更に清水ｌこより４〜１０倍液に
薄めて散布する。

■接着剤（薄層タイプ） 天然ゴム５５％濃度１００部、アスファルトエマルジョ
ン６ロ 散液５部。以上の混和液。

■接着剤（比較的厚層） ＳＢＲラテックス６０％濃度１００部、ポリブテンエマ
ルジョン７５％濃度３　０　Ｌ　酸（ｔＪ［　１０％分
散液５部、ガラス繊維微粉末３０部。上記を調合。

■シーラント、充填剤 ＳＢＲラテックス６０％濃度７０部、天然ゴム５５％濃
度３０部、ポリブテンエマルジョン７５％濃度６０部、
酸化珪素分散液１０％濃度１５部。

上述を混和した後、充填剤１００部と相和する。

（発明の効果） 応用部門別の各種処理条件に基く物性比較データの列挙
が必要となるが、あまりにも多種類となるので、ここで
は酸化珪素を添加したものと、しないものとの比較対照
にとどめる。尚、酸化珪素は日本アエロジル社−＄２０
０又はＤＣＦ７８４を使用した。処方は実施例（４）に
よる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （Ａ）ムーニー粘度約１００乃至１６０と表示されてい
   る特に分子量の大きいスチレンブタジエン共重合ゴムラ
   テックス、又は天然ゴムラテックス、あるいは両者の混
   合ラテックスを、いずれもアルキルアミンのエチレンオ
   キサイド及びその同類物をもってカチオン性となしたも
   の、（Ｂ）分子量約１０，０００以下の石油系粘着性樹
   脂、例えばストレートアスファルト、ポリブテン等で、
   流動化温度約８０℃以下のもの、（Ｃ）粒径５〜１００
   ミリミクロンの酸化珪素の極微粒子の水分散液であって
   、シラノール基を持つもの、上述の（Ａ）〜（Ｃ）に対
   して、必要に応じて各種充填材を加えるか、あるいは加
   えずして、防水材、土質強化材、シール材、塗装材、接
   着材、グラウト材、舗装材などゴム弾性を持つ土木建築
   関係施工用の粘ちゅうな混合液を作る方法。