JPS6362539B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は耐水性と水膨潤性能に優れた水膨潤性
発泡ゴム製品に関するものである。 従来、水膨潤性発泡体としてはウレタンフオー
ムが広く知られており、シーリング材、農業や園
芸用保水材、生理用品、重金属吸着材等に用いら
れている。その架橋にはイソシアネートを用いる
イソシアネート加硫であり、その成形法は一定の
型ワクの中で成形、発泡させるという不連続生産
方式であつた。 元来水膨潤製品は水を吸収することにより膨潤
し、その膨張特性または保水特性を生かして使用
されるものである。しかしながら良く知られてい
るごとくウレタンは加水分解により劣化を生じる
性質がある。これは水膨潤製品にとつて重大な問
題である。ウレタンフオームに限らず非発泡ウレ
タン製品においても、耐久性に大きく劣ることが
実用上の大きな障害となつていることはよく知ら
れたところである。本発明者らは耐水性に優れた
水膨潤性発泡体について鋭意検討し、本発明に到
達したものである。 本発明でいうところの水膨潤性発泡体（発泡製
品）は発泡体を形成するゴムがイオウにより架橋
されていることを特徴とする。加水分解による劣
化がおこらないイオウ架橋水膨潤ゴム発泡体も知
られているが、（特開昭55−101636号公報）水膨
潤速度が遅く、水膨潤度も低く、水膨潤性能が必
ずしも十分でなかつた。本発明はかかる問題を解
消するために成されたものであり、耐水性と優れ
た水膨潤性能を有する水膨潤性発泡ゴム製品を提
供するものである。以下さらに本発明について詳
細に述べることにする。 本発明の水膨潤性発泡ゴム製品は発泡体を形成
するゴムはイオウにより架橋されていることを特
徴とし、その架橋構造は耐水性が非常に優れてい
るという大きな特徴を有している。 本発明でいうところのイオウ架橋には架橋剤と
してのイオウと、必要に応じて架橋反応を促進さ
せる為の架橋促進剤が選択、使用される。架橋促
進剤としてはジフエニルグアニジン等のグアニジ
ン類、メルカプトベンゾチアゾール、Ｎ−シクロ
ヘキシルベンゾチアジルスルフエンアミド等のチ
アゾール類、ジンクジノルマルブチルジオチカル
バメート、ジンクジメチルジチオカルバメート等
のジチオ酸塩類、テトラメチルチウラムジサルフ
アイド、テトラエチルチウラムジサルフアイド、
ジペンタメチレンチウラムヘキササルフアイド等
のチウラム類等が例示される。 これら架橋に使用される架橋剤、架橋促進剤、
架橋助剤等は発泡製品の用途や性能、生産性等を
考慮してその種類、量が決められる。時にはイオ
ウを用いずに架橋促進剤として例示した化合物、
例えばジペンタメチレンチウラムヘキササルフア
イド等を用いて、その分子構造中に組込まれたイ
オウで架橋を達成することも行なわれるが、本発
明においてはイオウ架橋の一部とみなし、本発明
に含まれるものとする。 本発明でいうところの水膨潤性発泡製品には各
種の発泡剤、発泡助剤が用いられる。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）等が例示され
る。時には重炭酸ナトリウム等の無機発泡剤、ア
ルコールやベンゼン等の蒸発性物質を用いること
もできるが有機発泡剤が最も一般的、かつ重要で
ある。発泡助剤には各種のものがあるが一般に尿
素系または有機酸類である。 これら発泡剤、発泡助剤の種類及び量は水膨潤
性製品の製造温度や時間、発泡度等を中心に考慮
して経験的に決められる。 本発明水膨潤性発泡製品は発泡前に対する発泡
後の体積の増加が大きいほど水膨潤特性は良好で
ある。しかしながらここで特に注目すべき点はそ
の発泡度を吸水率で表現した場合である。発泡に
よる体積の増加率が同じであつても水膨潤特性、
特に水膨潤速度は大きく左右される。この点につ
いては水膨潤性ウレタンフオームについてすら全
く知られておらず、本発明者らが初めて見出した
ものであり、重要な意義を持つている。 一般に発泡体の発泡度は比重または密度として
測定され、発泡前の比重または密度と比較するこ
とにより発泡の程度を判定する。時には発泡前後
の体積を測定し、体積増加率として求めたりす
る。しかしながら本発明者らは、発泡体の気泡構
造が水膨潤性発泡体において非常に重要であるこ
とを見出した。即ち発泡度を吸水率でとらえ、そ
の吸水率が１％以上、好ましくは５％以上である
ことが特に水膨潤速度の面で好ましいことを見出
したものである。同一密度従つて同一体積増加率
であつても発泡体の気泡構造は加工方法、成形方
法、発泡架橋方法等により大きく左右されること
は発泡体を扱う者にとつては極く一般的な常識事
項である。一例をあげれば同一密度であつても大
きな気泡が少なく存在する場合と小さな気泡が多
数存在する場合がある。さらにまた各気泡が独立
している場合と連続している場合がある。吸水率
とは主として後者、即ち気泡の連続性と相関する
特性である。 上述したごとく、本発明でいうところの吸水率
とは発泡体の気泡構造を示す特性値であり、水膨
潤性発泡体がどれだけ水を吸つて膨潤したかを示
すような特性値ではない。それは以下に述べる測
定法により理解できよう。 本発明でいうところの吸水率とは、重さＷなる
発泡体を金網等を用いて水中に沈め、100mmHgま
で減圧して３分間放置後、大気圧にもどし、水中
より取出して重量W′を測定し、（W′−Ｗ）／Ｗ
×100にて求められる重量増加百分率値である。
この試験の特徴は100mmHgまで減圧することにあ
る。減圧することにより発泡体内部の空気を除去
して気泡内部を水に置換させ、置換された気泡の
内容積を水の重量として求めたものであり、いい
かえるならば発泡体の単位重量当りの水で置換で
きる気泡内容積を示す指標である。従つて吸水率
の高い発泡体ほど気泡の数が多いか、気泡の大き
さが大きい、または気泡が互に連続している。一
般に気泡の数が多くなつたり、気泡の大きさが大
きくなれば気泡は互に連続的なものとなる。それ
ゆえ高い吸水率とは気泡が互に連続している割合
が多いとみなすことができ、従つて吸水率は気泡
の構造と最も密接な関係にあるということができ
る。 本発明者らの検討によれば発泡体の密度の大小
は主として水膨潤度（吸水することにより体積が
どれだけ膨潤するか）と相関し、吸水率は主とし
て膨潤速度と関係する。吸水率が大きくなる程発
泡体の水膨潤速度、とりわけ初期の水膨潤速度が
大きくなる。一般に水膨潤性製品においては水膨
潤速度が大きいことが好ましく、その点で本発明
の意義は大きなものである。しかしながら本発明
は広く水膨潤性発泡体に関するものであり、大き
な水膨潤速度という点から吸水率が１％以上にす
ることが重要、かつ意義あるものと言つているの
であり、本発明を限定するものではない。即ち、
吸水率１％未満の発泡体を本発明から除外するも
のではない。 本発明でいうところの発泡体に用いられるゴム
はエチレンプロピレンゴムである。 本発明でい
うところのエチレンプロピレンゴムとは、広くエ
チレン−αオレフイン共重合体（EPM）、または
エチレン−αオレフイン−非共役ジエン共重合体
（EPDM）を代表して記すものである。それはα
−オレフインとしてプロピレンが最も一般的かつ
重要な為である。なお非共役ジエンとしてはジシ
クロペンタジエン（DCPD）、エチリデンノルボ
ルネン（ENB）、１，４−ヘキサジエン等が例示
される。 本発明においてはエチレンプロピレンゴムが用
いられるが、その理由は耐水性に優れているのみ
ならず、耐候性、耐オゾン性等、水膨潤製品に要
求される長期の寿命特性に優れている為であり、
さらに耐酸性や耐アルカリ性にも非常に優れてい
る為である。水膨潤性製品は水を吸収して膨潤す
るが、その水は純水な場合は極めてまれであり、
多くの場合、酸性またはアルカリ性であり、従つ
て耐酸性、耐アルカリ性に優れているエチレンプ
ロピレンゴムはまさに水膨潤性製品に最適な材料
といえる。なおエチレンプロピレンゴムが他の材
料に比べこうした特性に優れていることはここで
述べるまでもなく広く一般に知られているところ
である。 本発明は水膨潤性発泡製品に関するものであ
り、従つて高吸水性高分子を必要とする。この高
吸水性高分子としては、エチレン−ビニルエステ
ル−アクリル酸エステルのケン化物は耐候性等に
優れ、とくに好ましいものである。 本発明水膨潤性発泡体は高吸水性高分子、ゴム
または樹脂、架橋法、架橋助剤、加硫促進剤、発
泡剤、発泡助剤などの他に各種の充填剤、可塑
剤、加工助剤、顔料、老化防止剤等が必要に応じ
て使用される。また界面活性剤を使用することも
ある。充填剤としては各種のカーボンブラツク、
タルク、炭酸カルシウム、クレー、シリカ、チタ
ン白等が例示されるが最も代表的なものはクレー
と炭酸カルシウムである。とりわけクレーは水膨
潤性能や耐薬品性の面から好ましい充填剤であ
る。 本発明の水膨潤性製品は発泡体である。製品自
体が発泡体でなければならない場合には多くの場
合、前述したように発泡度が吸水率で１％以上で
あることが好ましい。しかしながら従来非発泡水
膨潤製品の用途においては本発明を用いることに
より水膨潤速度の大巾な向上を達成することがで
きる。この場合には一般に高物性が要求される場
合が多く、従つて発泡倍率も低くおさえられ、吸
水率も１％未満であることが多い。本発明はこの
点でも大きな意義を持つものである。 本発明水膨潤性発泡製品は加熱により架橋、発
泡させて得られるものである。この加熱は一般に
ホツトエアー、スチーム、電熱等を利用してプレ
ス、加圧缶、インジエクシヨン等を用いて行なわ
れる。ここで特に述べておかなければならないの
は、本発明においては連続加熱の利用ができる場
合に関するものである。今までに連続的に加して
水膨潤性発泡製品を得た例は全く見あたらない。
この連続生産方式は生産性、製造コスト等の面で
非常に有益なものであり、本発明がこの連続生産
方式の可能性を見だした点は実に重要な事項であ
る。 この連続生産方式は一般に長尺物と称されるも
のに適用される。例えばシーリングテープ、ホー
ス、ルーフイングシート、ウエザーストリツプ、
等が例示される。その連続加熱は熱空気加熱槽、
流動床加熱槽、溶融塩バス加熱槽等の加熱槽を用
いることにより行なわれる。さらに特に注目すべ
き方法はUHF（高周波）加熱装置を利用すること
により非常に生産性を向上させることができる点
である。一般にUHF加熱装置は前述の加熱槽と
組合せて使用される。連続生産方式を利用できる
製品では生産性向上が常に重要な課題であり、
UHF連続加熱装置を利用して水膨潤性発泡製品
を製造する技術を見だした本発明の意義はまこと
に大きいものである。 以下本発明に関する代表的実施例を示すが、本
発明はこれらに限定されるものではない。 実施例 １ イオウ架橋を用いたエチレンプロピレンゴム使
用水膨潤性ゴム製品の例を示す。 （配合）エスプレン 505（ENBタイプEPDM）
80重量部 エスプレン （DCPDタイプEPDM） 40 （油50％入り） 充填剤 パラフイン油 50 亜鉛華 ５ ステアリン酸 １ スミカゲル （吸水性高分子） 60 界面活性剤 20 酸化カルシウム ６ 尿素系発泡剤 15 尿素系発泡助剤 15 ソクシノール PZ（加硫促進剤） 1.5 ソクシノールTRA（加硫促進剤） 1.5 ソクシノールＭ（加硫促進剤） ３ イオウ 1.5 （混練）上記配合のうち、エスプレン505〜ステ
アリン酸までをBR型バンバリー、70℃スタ
ート12Pにて５分間混練した後、ロールにて
スミカゲル以降の配合剤を添加。 （押出）得られた配合物を45mmφ押出機、２×20
mmリボンダイにて押出し、リボン状サンプ
ルを得た。 （架橋、発泡）170℃オーブンを使用 （水膨潤特性の測定）長さ５cmの発泡製品を室温
にて４日間水中に放置し、体積増加を測定。 （結果）

【表】

【表】 本実施例はイオウ架橋を用いたエチレンプロピ
レンゴム使用水膨潤製品の優れた水膨潤特性を示
すとともに、充填剤としてクレーが良い事を示し
ている。 実施例 ２ 発泡体と非発泡体との水膨潤特性の比較を示
す。 配合、試験方法は実施例１に準拠。但し架橋、
発泡条件は170℃３分または200℃２分。なお水膨
潤特性として室温の水中に放置した時の体積増加
（％）を一定時間ごとに測定。

【表】 ＊ 比較参考例
本実施例は非発泡水膨潤性製品に比べ、本発明
である発泡水膨潤製品が、非常に水膨潤特性の面
で優れていることを示している。特に短時間域に
おける体積増加速度が大きい点で優れている。こ
の事は例えば止水材等を考えれば、その目的とす
る止水効果が短時間に得ることができ、実用上非
常に重要な点である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 高吸水性高分子を含む水膨潤性発泡体であつ
   て、該高吸水性高分子としてエチレン−ビニルエ
   ステル−アクリル酸エステルのケン化物を用い、
   かつ、エチレン−αオレフイン−共重合体ゴムお
   よび／またはエチレン−αオレフイン−非共役ジ
   エン共重合体ゴム120重量部に対してクレーを50
   重量部以上及び発泡剤を含有するゴム組成物をイ
   オウ架橋法により架橋することを特徴とする耐水
   性に優れた水膨潤性発泡ゴム製品。