JPS6360075B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はすぐれた防水性、加工性を有する新規
コーキング材組成物に関する。 従来、建築工事等に於いて種々の間隙を密封
し、気密の保持或いは防水の目的でアクリル系コ
ーキング材が用いられているが、耐アルカリ性、
接着性に欠点があり施工後クラツク或いは剥離が
生じ易くなる欠点があつた。又、土木面に利用さ
れているセグメント防水工事はブチルゴム系シー
ラントをパツキングとしセグメントを組立て、セ
グメント目地には種々の樹脂を充填するが、ブチ
ルゴムは、圧縮永久ひずみと復元力の問題でつぶ
れ易く、漏水の原因となつていた。又、管継手シ
ール部に使用されるコーキング材としては、アス
フアルト、セメントモルタル、ポリエステル、エ
ポキシ樹脂などがあるが復元力が小さく、永久ひ
ずみが生じ易くなり、漏水の原因となつていた。
こうした建築、土木、管継手等の分野でウレタン
樹脂も種々検討されてきたが、優れた気密の保持
或いは防水性を有するコーキング材は未だ開発さ
れていなかつた。 本発明者らは先に第三者と共同で、上記従来公
知のコーキング材の欠点を改良するため、従来の
シール概念から脱した新規な方法を探索し、吸水
性物質を天然ゴムあるいはブチルゴムに添加する
事により膨潤性を付与されたコーキング材を採用
すれば、上記従来公知のコーキング材の欠点を改
良できる事を見出した。その後更に探索を進め、
ブチルゴム以外の合成ゴムを用いた場合も同様の
効果がある事を見出し、本発明を完成した。 即ち、本発明のコーキング材組成物は、必須の
構成成分として、ブチルゴム以外の加硫されてい
ない合成ゴム100重量部に対し、ポリオールにエ
チレンオキサイドを主とするアルキレンオキサイ
ドを付加して得られるポリエーテルポリオール
と、ポリイソシアネート及び硬化剤を反応せしめ
て得られる膨潤率10％以上の膨潤性ウレタン物質
20〜800重量部を含有することを特徴とする。 本発明の合成ゴムには、充填剤（例えばカーボ
ンブラツク、無水ケイ酸カルシウム、炭酸カルシ
ウム、硫酸バリウム、酸化亜鉛、クレーなど）、
増粘剤（例えば、ロジン、石油樹脂、クマロン樹
脂、フエノール樹脂など）、溶剤（例えば、トル
エン、ベンゼン、キシレンなど）、促進剤（例え
ば、グアニジン、アミン、チユウラム、チアゾー
ルなど）、安定剤、老化防止剤などの公知の物質
を添加してもよい。 本発明で用いられる合成ゴムとしては スチレン−ブタジエンゴム （ムーニー粘度100℃ 30〜60のもの） ブタジエンゴム （ムーニー粘度100℃ 35〜55のもの） イソプレンゴム （ムーニー粘度100℃ 55〜90のもの） アクリロニトリル−ブタジエンゴム （ムーニー粘度100℃ 30〜100のもの） クロロプレンゴム （ムーニー粘度100℃ 45〜120のもの） エチレン−プロピレンゴム （ムーニー粘度100℃ 50〜150のもの） エチレン−プロピレンターポリマー （ムーニー粘度100℃ 50〜150のもの） アクリルゴム （ムーニー粘度100℃ 45〜60のもの） ハイパロン （ムーニー粘度100℃ 30〜55のもの） などが好ましい。 本発明に使用する膨潤性ウレタン物質は、ポリ
オールにエチレンオキサイドを主とするアルキレ
ンオキサイドを付加して得られるポリエーテルポ
リオールと、ポリイソシアネート及び硬化剤を反
応せしめて得られる膨潤率10％以上の膨潤性ウレ
タン物質である。 本発明にいう膨潤率とは25℃の水道水中に７日
間浸漬した後の重量増加％を指す。 さらに本発明の組成物は、必須の構成成分であ
る上記物質とともに、必要に応じて一般に使用さ
れている添加剤、例えばタール、アスフアルト、
動植物油脂類、DOP、DBP等の可塑剤、炭酸カ
ルシウム、クレイ、タルク、二酸化チタン等の充
填剤等や着色剤、抗酸化剤の適当量を含有しても
よい。 又、本発明の組成物を使用する場合、その使用
態様は、定形状、不定形状を問わない。即ち、充
填箇所（目地）の断面寸法がほぼ一定である場合
には本発明の組成物を硬化成形し定形物となし、
これを充填箇所に押込んで漏水を防止してもよ
く、又充填箇所の断面寸法が一定でない場合に
は、本発明の組成物を充填箇所に充填しそこで硬
化膨潤させることにより漏水を防止してもよい。 本発明の組成物は吸水性物質のみからなるもの
よりも成形性が良く、又、強度が強いのでテープ
状或いは線状等の形に成形して使用するのに非常
に好ましいものである。 またゴムのみからなるものに比べて止水性、耐
久性が良く、工事の際の若干の誤差が問題となる
事が少ないので非常に扱いやすいものである。 以下に実施例、比較例をあげて本発明の効果を
詳説するが、本発明はこれら実施例に限定される
ものではない。例中の部はすべて重量部である。 〔試験方法〕 本発明の漏水試験は、実際にセグメント防水試
験にて確認した。セグメント防水試験とはセグメ
ントを組立て、セグメント目地にコーキング材を
充填し漏水が認められた場合は漏水、止水された
場合は止水という事で判定した。又、ここで言う
膨潤率は特にことわらない限り硬化物を水道水中
に７日間浸漬した後の重量増加％を示す。 実施例１ （ポリイソプレンゴム＋膨潤性ウレタ
ン樹脂） ポリイソプレンゴム（ムーニ粘度100℃82）100
部と、ウレタンプレポリマー（グリセリンにエチ
レンオキサイドを付加せしめて得られた平均分子
量3300のトリオール１モルとトルエンジイソシア
ネート（TDI−80）３モルとを80℃で反応させた
もの）50部、メチレンビスオルソクロロアニリン
含量40％の液状硬化剤９部を110℃にて混練りし、
成型した。成型品は混練り性、分散性が良好であ
り、このものについて膨潤率を測定したところ85
％であり、セグメント防水試験を行つたところ全
く漏水が認められなかつた。 実施例２ （クロロプレンゴム＋膨潤性ウレタン
樹脂） クロロプレンゴム（ムーニ粘度100℃56）100部
と、カーボンブラツク23部、実施例−１にて、試
作したウレタンプレポリマー400部、メチレンビ
スオルソクロロアニリン含量40％の液状硬化剤71
部を80℃にて混練りし、成型した。成型品は混練
り性、分散性が良好であり、このものについて膨
潤率を測定したところ96％であり、セグメント防
水試験を行つたところ全く漏水は認められなかつ
た。 実施例３ （AN−ブタジエンゴム＋膨潤性ウレ
タン樹脂） アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ムーニー
粘度100℃80）100部とウレタンプレポリマー（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ランダムに付加せしめて得ら
れた平均分子量2000のジオール0.5モルとグリセ
リンにエチレンオキサイドを付加せしめて得られ
た平均分子量3300のトリオール0.5モルとTDI−
80 ３モルとを80℃で反応させたもの）50部を120
℃で混練りし、成型した。このものについて膨潤
率を測定したところ56％であり、セグメント防水
試験を行つたところ全く漏水は認められなかつ
た。 比較例１ （ブチル性ゴム単独） ブチル生ゴムを120℃で混練り、成型した。こ
のものについて膨潤率を測定したところ、0.4％
であり、セグメント防水試験を行つたところ、漏
水が認められた。 比較例２ （ポリイソプレンゴム＋アクリル系樹
脂） アクリル酸アマイド２部、ブチルアクリレート
12部、ビニリデンクロライド12部、酢酸ビニル14
部にエチレントリアミンを加え、10％酢酸に溶解
するまで加熱反応させ、これを大量の水の中に高
速回転下で徐々に注いで樹脂を析出せしめた。析
出した樹脂を数回前述の操作を繰返し、微黄色の
水膨潤性樹脂を得た。 この樹脂をヒドラジンで架橋し、200℃に加熱
して充分乾燥固化させて、脆い固形物を得た。こ
れを粉砕機で200メツシユ平均の微粉末とした。 この微粉末30部、ポリイソプレンゴム（ムーニ
ー粘度100℃82）100部を、ロールで混練して、ア
クリル系の水膨潤ゴムコンパウンドを得た。 このものは架橋した水膨潤性樹脂の微粉末の混
練性が悪く、コンパウンドを手で強くこすると、
微粉末が落ち、仕上がりが極めて悪かつた。 次に、このコンパウンドを押出し成型したもの
を用意し、その結果を実施例−１の押出し成型品
のデータとともに表１に示した 表１の結果から明らかなように、比較例−２の
コンパウンドは水膨潤率が水浸漬中に急激に減少
し、海水を想定した３％食塩水中での水膨潤率が
水道水に比べて非常に小さく、水溶出試験の過マ
ンガン酸カリ消費量が大きい。すなわち、このコ
ンパウンドは、水中での安定性が悪く、恒久的な
水膨潤性シール材としては全く不適当である。ま
た、水膨潤状態も微粉末の水膨潤性樹脂の近辺の
み膨潤が起こり、不均一な膨潤状態となり、シー
ルが不完全である。

【表】 比較例３ （膨潤性ウレタン樹脂単独） ウレタンプレポリマー（プロピレングリコール
にプロピレンオキサイド／エチレンオキサイド＝
30／70の割合で付加せしめて得られた平均分子量
2000のジオール0.5モルとグリセリンにエチレン
オキサイドを付加せしめて得られた平均分子量
3000のトリオール0.5モルとTDI−80 ３モルを80
℃で反応させたもの）100部と、プロピレングリ
コールにプロピレンオキサイドを付加させた後エ
チレンオキサイドを付加せしめた分子量2000、オ
キシエチレン基含量15％のポリエーテル100部、
ナフテン酸鉛0.2部、カーボンブラツク20部、炭
酸カルシウム30部をよく混練して得た硬化剤組成
物150部を混合して型に注入し硬化させた。この
ものの可使時間は約60分、硬化時間は約２時間、
脱型時間は約６時間であつた。さらにこれを25℃
で養生させたものの膨潤率は345％であり、セグ
メント防水試験を行つたところ止水であつた。同
様にヒユーム管リング用型に注入硬化させヒユー
ム管用リングを作成し、ヒユーム管防水テストを
行つたところ止水であつた。 しかしながら、かかる膨潤性ウレタン樹脂単独
からなるコーキング材は以下に示すごとく成形性
や強度が非常に悪く実用性に欠けていた。 すなわち、比較例−３のコーキング材は、 ヒユーム管リングのように断面上下に模様が
つくような形状の成形物はオープン金型に注入
成型して作ることができない。また密閉型の金
型で成形する場合は高圧力で注入しなければな
らず、２液混合型の高圧注入機が必要となり、
設備費が莫大なものとなる。かかる注入成形は
またボイドなどの成型不良が頻繁に起こりやす
い。 セグメントの止水に使用する場合、成形した
シール材をセグメントに接着した後セグメント
を組み立てて行くが、セグメントは彎曲してい
てコーナー部などへシール材を密着させるた
め、接着時にどうしてもシール材を若干伸ばし
て接着せざるを得ない。ところがポリウレタン
は復元性が良好なため、セグメントを組み立て
るまでに接着面が剥がれ、シール材が脱落する
事故が多発する。 ヒユーム管リングや水道用パツキンに要求さ
れる強度はJISで制定されており、引張り強さ
90Kgｆ／cm²以上、伸び400％以上が必要である
が、このようなバランスのとれた性能のポリウ
レタンを製造することは極めて困難である。 ポリウレタン樹脂は熱硬化性で一旦成型する
と再生ができない。 などのような欠陥があり、非実用的である。 これに対して本発明のコーキング材は、ポリウ
レタン樹脂を使用しているにもかかわらず、熱可
塑性を具備しており、押出成型が可能で、加硫す
る前は何度でも再生ができ、成型時間も短く不良
率も小さい。 比較例４ （膨潤性ウレタン樹脂とエポキシ樹脂
の組合わせ） ビスフエノールＡ型エポキシ樹脂（アデカレジ
ンEP4100、エポキシ当量200）100部と、プロピ
レングリコールにプロピレンオキサイド30、エチ
レンオキサイド70の割合でランダムに付加せしめ
た分子量2000のポリエーテルポリオール１モルに
TDI2モルを反応させたプレポリマー40部とを、
90℃で６時間加熱撹拌して水膨潤性ウレタン変性
エポキシ樹脂を合成した。 得られた樹脂100部と変性脂肪族アミン（アデ
カハードナーEH220）28部を室温で混合し、硬
化させた。このものは膨潤率18％、伸びは35％で
あつたが、ゴム状弾性体ではなかつたので、セグ
メント防水試験はできなかつた。 また上記樹脂100部と変性脂肪族アミン（アデ
カハードナーEH220）28部に炭酸カルシカムと
微粉シリカを加え、たれ止めのコンパウンドを作
成し、２液混合した後コーキングガンにてセグメ
ント目地に注入し硬化させた。このセグメントの
防水試験を行つたところ止水であつた。 しかしこのような注入硬化タイプの目地材は、
漏水箇所の補修などの場合、水による接着不良、
硬化するまでの漏水、水圧による未硬化樹脂の流
出などが起こり、目地材としての機能が果たせな
い。 比較例５ （膨潤性ウレタン樹脂と非水膨潤性ウ
レタン樹脂の組合わせ） 比較例−３のウレタンプレポリマー50部と、プ
ロピレングリコールにプロピレンオキサイドを付
加せしめて得られた分子量2000のジオール0.5モ
ルと、グリセリンにプロピレンオキサイドを付加
せしめて得られた分子量3000のトリオール0.5モ
ルと、TDI−80 ３モルを80℃で反応させて得ら
れた非水膨潤性のウレタンプレポリマー50部、プ
ロピレングリコールにプロピレンオキサイドを付
加せしめて得られた分子量2000のポリエーテル
100部、ナフテン酸鉛1.5部、カーボンブラツク20
部、炭酸カルシウム30部をよく混練して得た硬化
剤組成物150部を混合して型に注入し硬化した。
25℃で10日間養生せしめたときの膨潤率は165％
であり、セグメント防水試験を行つたところ止水
であつた。 しかしながらかかる比較例−５のコーキング材
は前記比較例−４のコーキング材と全く同様の欠
点を有する他に、膨潤性ウレタンと非水膨潤性ウ
レタンの相溶性が悪く、硬化までに相分離を起こ
して不均一な樹脂ができた。これを防ぐには触媒
を多量に使用して硬化時間を非常に短縮し、相分
離が起きる前に硬化を完了させることが必要であ
り、極めて困難な製造条件を強いられ、しかも成
型不良を多数招くことになる。 比較例６ （ポリイソプレンゴム単独） ポリイソプレンゴム100部にカーボンブラツク
10部、炭酸カルシウム50部、老化防止剤、安定剤
各４部を添加し、ロールで混練した。このコンパ
ウンドに硫黄３部、加硫促進剤３部を添加、よく
混練後リング状パツキンを150℃、５分の条件で
プレス成形した。このリングは膨潤率0.9％であ
り、ヒユーム管防水テストを行つた所漏水した。 比較例７ （本願発明の配合比の範囲外） ポリイソプレンゴム100部に、実施例−１のウ
レタンプレポリマー８部、メチレンビスオルソク
ロロアニリン含量40％の液状硬化剤２部を、ロー
ルでロール温度90℃で混練した後、カーボンブラ
ツク10部、炭酸カルシウム50部、安定剤、老化防
止剤各４部を添加して混練してゴムコンパウンド
を製造した。このコンパウンドの膨潤率は4.8％
であり、セグメント防水試験を行つたところ漏水
であつた。 比較例８ （本願発明の配合比の範囲外） ポリイソプレンゴム100部に、ウレタンプレポ
リマー（プロピレングリコールにエチレンオキサ
イド／プロピレンオキサイド＝70／30の割合でラ
ンダムに付加した分子量2000のポリオール１モル
に、TDI−80を２モル、80℃で反応させて合成し
たもの）900部、メチレンビスオルソクロロアニ
リン含量40％の液状硬化剤210部、カーボンブラ
ツク100部、炭酸カルシウム500部、安定剤、老化
防止剤各30部を添加し加圧ニーダーにて混練して
水膨潤性ゴムコンパウンドを製造した。このコン
パウンドを押出成形したものの膨潤率は280％で
あり、セグメント防水試験を行つたところ漏水は
認められなかつた。 しかしながら、成型時にロールによる熱入れ工
程でロールへの付着がはなはだしく、製造が極め
て困難であつた。また押出成型時も同様に押出機
のシリンダーへの付着や押し出し時点での型が一
定しないなど、均一な製品を作ることができなか
つた。またこのものの水溶出試験（過マンガン酸
カリウム消費量）は28で悪かつた。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 必須の構成成分として、ブチルゴムを除く加
   硫されていない合成ゴム100重量部に対し、ポリ
   オールにエチレンオキサイドを主とするアルキレ
   ンオキサイドを付加して得られるポリエーテルポ
   リオールと、ポリイソシアネート及び硬化剤を反
   応せしめて得られる膨潤率10％以上の膨潤性ウレ
   タン物質20〜800重量部を含有することを特徴と
   する土木建築用コーキング材組成物。