JPS6365238B2

JPS6365238B2 -

Info

Publication number: JPS6365238B2
Application number: JP59032522A
Authority: JP
Priority date: 1984-02-24
Filing date: 1984-02-24
Publication date: 1988-12-15
Also published as: JPS60179485A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は止水材料に関し、更に詳しくは表面ス
キン層を有する発泡成形した水膨潤性止水材料を
提供するものである。

従来、土木、建築関連において止水を目的とす
るシーリング材が広く使用されており、主として
ゴム材料を基材とするものが多く使用されている
が、各種セグメント等の施行後のズレ、水圧の変
化、その他種々の原因でシール部分に間隙が生じ
て漏水を生じる場合が多い。

このような欠点を解決する目的でシールしたセ
グメントとセグメントとの間に間隙が生じた場合
にその間隙を自動的に閉ぐ水膨潤性止水材料が提
案されている。しかしながらこのような水膨潤性
止水材料の場合は、水により膨潤して体積増加し
た後はゴムとしての反発弾性が失われ、生じた間
隙の変化に追従できないという欠点がある。

更にスポンジの如き発泡体を止水材料として使
用することも提案されているが、このような発泡
体の場合は、その気泡構造の故に水圧が高くなる
と水が浸透して漏水を生じるという欠点がある。

本発明者は上述の如き従来技術の欠点を解決す
べく鋭意研究の結果、水膨潤性高分子物を均一に
分布させた発泡ゴムからなる水膨潤性止水材料を
開発したところ、該水膨潤性止水材料は上述の従
来技術の多くの欠点を克服するものであつたが、
長時間にわたる水との接触において水膨潤性止水
材料中の水膨潤性高分子物が水中に抜け出るとい
う別の欠点を生じることを見い出した。

本発明者は更に研究の結果上記の如き水膨潤性
止水材料の表面に発泡体と一体化し、発泡体と同
様に水膨潤性高分子物を包含し且つ全く或いは殆
ど発泡していない表面スキン層を形成することに
より、水膨潤性高分子物の抜け出しを防止できる
とともに、このようなスキン層を形成してもスキ
ン層中の水膨潤性高分子物の存在により全体とし
て十分に吸水膨張し得ることを知見して本発明を
完成した。

すなわち本発明は、ゴム状物質100重量文当り
発泡剤0.5乃至20重量部及び水膨潤性高分子物10
乃至200重量部を主原料とするゴムコンパウンド
を成形し、成形物の表面を180乃至220℃の温度に
0.5乃至２分間加熱して発泡剤を分解及びゴムを
架橋させて厚み10乃至1000μｍの表面スキン層を
形成し、次いで全体を150乃至220℃で３乃至30分
間加熱して内部を空隙率10乃至70％に発泡させる
ことを特徴とする体積膨潤度1.1乃至30倍の水膨
潤性止水材料の製造方法である。

本発明を詳細に説明すると、本発明の止水材料
の基材であるゴム状物質とは、天然ゴム、ポリブ
タジエン、ポリイソプレン、ポリイソブチレン、
ブタジエン−スチレン共重合体、イソプレン−ス
チレン共重合体、ブタジエン−アクリロニトリル
共重合体、ポリクロロプレン、エチレンプロピレ
ンゴム、アクリルゴム、エチレン−酢酸ビニル共
重合体、シリコンゴム、ウレタンゴム等であり、
従来シール材料として用いられているゴム状物質
はいずれも本発明において使用することができ
る。

これらのゴム状物質として本発明において特に
好ましいものは、耐候性、耐久性、加工性、発泡
性等において優れているポリクロロプレンゴムで
ある。

本発明において使用する水膨潤性高分子物とし
ては、デンプン−ポリアクリル酸ナトリウムグラ
フト化物、デンプン−ポリアクリロニトリルグラ
フト化物のケン化物、セルロース−ポリアクリル
酸ナトリウム、ビニルアルコール−（メタ）アク
リル酸ナトリウム−（メタ）アクリル酸共重合体、
架橋ポリ（メタ）アクリル酸ナトリウム、架橋イ
ソブチレン−無水マイレン酸共重合体のアルカリ
中和物、架橋カルボキシメチルセルロースのナト
リウム塩、架橋ポリエチレンオキシド、ポリオキ
シエチレン鎖含有ポリウレタン等であり、従来公
知のものはいずれも使用することができる。

特に好ましい水膨潤性高分子物は、例えば、特
開昭54−47796号、同54−83091号、同54−83989
号、同54−87791号、同54−108895号公報等に記
載された（疎水性ポリマーセグメント）−（親水性
ポリマーセグメント）−（疎水性ポリマーセグメン
ト）の結合形式を有するブロツクコポリマーであ
る。このようなブロツクコポリマーのうちで最も
好ましいものは上記の親水性ポリマーセグメント
の親水性基がカルボン酸或いはスルホン酸のアル
カリ金属塩であるものである。これらの好ましい
水膨潤性高分子物はゴム物質中に分散させる時に
混和性に優れ、ゴム中に分散された状態でも十分
な吸水性を示すものである。

以上の如き水膨潤性高分子物は本発明において
は原料であるゴム状物質100重量部当り約10乃至
200重量部の割合で使用するのが好ましい。水膨
潤性高分子物としては種々の膨潤力のものが入手
し得るが、高膨潤度ものであつても使用量が10重
量部未満では製品である止水材料の水膨潤度が不
十分であり、又、低膨潤度のものでも200重量部
を越える量で使用すると得られる止水材料の物理
的強度が不十分となる。尚、これらの水膨潤性高
分子物は単独でも混合物としても使用することが
できる。

本発明の止水材料の製造において使用する発泡
剤としては有機系でも無機系のものでもよいが、
好ましいものはジニトロペンタメチレンテトラミ
ン、アゾジカルボアミド、ｐ，p′−ビス（ベンゼ
ンスルホニルヒドラジド）エーテル、ｐ−トルエ
ンスルホニルヒドラジド、アゾビスイソブチロニ
トリル、或いはそれらの誘導体の如き有機発泡剤
であり、これらの発泡剤は原料であるゴム状物質
100重量部当り約0.5乃至約20重量部の量で使用す
るのが好ましい。約0.5重量部未満の量では発泡
体の空隙率が不足し、約20重量部を越える量では
空隙率が大きくなりすぎ発泡体の物理的強度が不
十分となる。

又、本発明においてはゴム状物質が最終的には
架橋していることが必要であり、製造方法におい
て原料コンパウンド中に硫黄、酸化マグネシウ
ム、亜鉛華、硫黄含有化合物等の公知の架橋剤及
び必要に応じて架橋促進剤を包含させて使用す
る。これらの架橋剤や架橋促進剤は従来慣用の使
用量でよい。

その他本発明の止水材料は従来公知のゴム用添
加剤、例えば、カーボンブラツク、各種着色顔
料、紫外線吸収剤、酸化防止剤、ワツクス、プロ
セスオイル、高級脂肪酸、各種充填剤、体質顔料
等を任意に包含することができる。

本発明の止水材料を構成する原料は以上の通り
であるが、更に本発明の止水材料の他の特徴をそ
の製造方法とともに説明する。本発明の止水材料
は上記の如き必要な各種原料を所定の配合でロー
ルやバンバリーミキサー等で混練して均質化し、
次いで任意の方法、例えば、押出成形、プレス成
形、カレンダー成形等により所望の形状好ましく
は紐状に成形する。これらの混練条件や成形条件
は従来慣用の条件でよい。次いで得られた成形物
を一般的な加熱装置を用いてその表面を、例え
ば、180℃乃至220℃程度の温度に約0.5乃至２分
間の如く短時間加熱することによりスキン層を形
成する。成形物の表面の加熱によつて表面に存在
する発泡剤を分解させ（発生したガスは表面であ
るため外部に抜け出す。）、同時に架橋剤の作用に
より表面部分が架橋し強靭な被膜となつてスキン
層（本発明では空隙率10％未満の表面部分をスキ
ン層と称する）が形成される。従つてこのスキン
層の厚さは使用する温度及び時間の条件を変える
ことにより任意に調節できるものである。本発明
ではこのようなスキン層の厚さは本発明の目的に
は約10乃至1000μｍが好適であることを認めた。
すなわち、約10μｍ未満では発泡体の補強効果が
不十分となり、又、1000μｍを越えると発泡体の
吸水速度が不十分となる。

続いて上記のスキン層を形成した成形物を、例
えば、高周波加熱手段等により全体的に或いは内
部的に加熱することにより成形物の内部を十分に
発泡及び架橋させる。このような発泡及び架橋の
温度条件や時間条件は従来慣用の条件、例えば、
約150乃至220℃で約３乃至30分間の条件でよい。
得られる発泡体の空隙率は発泡剤の使用量、発泡
条件等により任意に変更できるものであるが、本
発明においてはその空隙率が全体として約10乃至
70％であるのが好ましい。すなわち10％未満では
発泡体のクツシヨン性が不十分であり、70％を越
える割合では発泡体の物理的強度が不十分とな
る。

又、最終的に得られる止水材料の水膨潤度は使
用する水膨潤性高分子物の量、種類、それらの膨
潤力及び上記の空隙率、架橋密度等の関数であ
り、これらの要因を変更することによつて任意に
変更できるものであるが、本発明において種々の
条件を組合せて水膨潤度を全体として約1.1乃至
30倍（体積比）の範囲が好ましい。約1.1倍未満
の場合では水との接触において止水効果が不十分
であり、30倍を越えると特にそれ以上の利点は得
られない。

以上は本発明の止水材料を製造する好ましい方
法であり、該方法によれば止水材料の連続生産が
可能であるとともにスキン層と内部の発泡体とは
同一材料であり両者は完全に一体化しているので
全体として非常に強靭であり、使用に際してスキ
ン層が発泡体から剥離したりすることがない。

以上の如き本発明の止水材料は、従来の発泡体
止水材料の欠点及び従来の水膨潤性止水材料の欠
点を同時に解決したものであり、地下に構築した
コンクリート構造物や地上の各種構造物セグメン
ト間の止水材料として極めて優れた止水効果を示
すものである。

すなわち、従来の発泡（スポンジ）止水材料は
高い水圧を受けると発泡体自体の強度が低いこと
及び発泡体中への水の浸透により漏水が生じたの
に対し、本発明の止水材料は水と接触した場合に
水を吸収して強い膨潤力を発揮するために高い水
圧を受けても変形することがない。又水を吸収し
て発泡体内部が完全に充填されるので発泡体中を
水が通過することがない。

次に実施例を挙げて本発明を具体的に説明す
る。尚、文中、部又は％とあるのは特に断りのな
い限り重量基準である。

実施例１クロロプレンゴム（ES−40、電気化学工業(株)
製）100部、水膨潤性高分子物（ダイスエル、大
日精化工業製、水膨潤度約70倍）80部、カーボン
ブラツク15部、ポリエチレンワツクス２部、ステ
アリン酸0.5部、プロセスオイル10部、酸化マグ
ネシウム４部、亜鉛華５部、エチレンチオウレア
１部及びアゾジカルボンアミド４部をロールで混
練後、断面積５mm×20mmの紐状に押出し成形し、
180℃乃至200℃の温度で60秒間表面を加熱し表面
スキン層を形成した。引続き190℃で５分間全体
加熱し内部の発泡及び架橋を行つて本発明の止水
材料を得た。該止水材料のスキン層の厚さ（空隙
率10％未満の表面部分）は約100μｍであり全体
の空隙率は約30容積％であつた。この止水材料を
水中に浸漬すると７日間で体積が約６倍に達し
た。この止水材料をスチール製の試験用セグメン
ト間に挾み、止水材料とセグメント間に若干の間
隙を有するようにして容器を作成し、この中に水
を入れたところ最初は漏水していたが、１日後は
止水し、７日後では約４Kg／cm²の圧力を負荷して
も漏水しなかつた。

尚、上記で使用した水膨潤性高分子物は、（ポ
リスチレン）−（ポリブタジエン）−（ポリスチレ
ン）のブロツクコポリマー（ポリスチレン含有量
30％、平均分子量約90000）の不飽和二重結合の
90モル％にチオグリコール酸を付加させ苛性ソー
ダにて中和して得られたものである。

実施例２クロロプレンゴム（Ｓ−40V、電気化学工業(株)
製）100部、架橋ポリアクリル酸ナトリウム（ア
クリル酸ソーダにＮ，N′−メチレンビスアクリ
ルアミドを混合重合させ架橋させた水膨潤性高分
子物、水膨潤度約300倍、架橋物であるので分子
量は測定不能）120部、カーボンブラツク30部、
ポリエチレンワツクス２部、ステアリン酸0.5部、
プロセス油15部、酸化マグネシウム４部、亜鉛華
５部、加硫促進剤（ジエチルチオウレア0.5部及
びエチレンチオウレア0.5部）１部及びｐ，p′−
ビス（ベンゼンスルホニルヒドラジド）エーテル
８部を混練し、以下実施例１と同様にして紐状の
本発明の止水材料を得た。該止水材料の表面スキ
ン層の厚さは約150μｍであり、空隙率は約40容
積％であつた。

以下実施例１と同様にテストしたところ、水膨
潤度は約15倍であり、２日後は完全に止水し、約
５Kg／cm²の圧力でも漏水しなかつた。

実施例３エチレンプロピレンゴム（エスプレン501A、
住友化学工業(株)製）100部、水膨潤性高分子物
（ダイスエル、大日精化工業製、水膨潤度約150
倍）100部、カーボンブラツク80部、加工助剤
（エクストンＫ−１、川口化学工業(株)製）２部、
ステアリン酸1.0部、プロセス油30部、亜鉛華５
部、硫黄1.5部、加硫促進剤（亜鉛−ジブチルジ
チオカルバメイト２部、２−メルカプトベンゾチ
アゾール1.5部及びジペンタメチレンテトラサル
フアイド0.5部）４部及びアゾジカルボンアミド
10部を混練後、以下実施例１と同様にして紐状の
本発明の止水材料を得た。該止水材料の表面スキ
ン層の厚さは約50μｍであり空隙率は約50容積％
であつた。

以下実施例１と同様にテストしたところ水膨潤
度は約10倍であり、１日後に止水し、約2.5Kg／
cm²の圧力でも漏水しなかつた。

尚、上記で使用した水膨潤性高分子物は、（ポ
リスチレン）−（ポリブタジエン）−（ポリスチレ
ン）のブロツクコポリマー（ポリスチレン含有量
15％、平均分子量約70000）の不飽和二重結合の
90モル％にチオグリコール酸を付加させ苛性ソー
ダにて中和して得られたものである。

実施例４天然ゴムRSS＃３（マレイシア産）60部、SBR
−1502（住友化学工業(株)製）40部、架橋ポリオキ
シエチレン鎖含有ウレタン系水膨潤性高分子物
（水膨潤度約15倍、架橋物であるため分子量の測
定は不能）60部、カーボンブラツク20部、ハード
クレー20部、プロセス油15部、ステアリン酸２
部、亜鉛華５部、硫黄2.2部、促進剤（ジベンゾ
チアジルジサルフアイド）１部、ジニトロソペン
タメチレンテトラミン２部及び尿素系助剤（セル
トンNP、三協化学(株)製）２部を混練後、プレス
成形して以下実施例１と同様にして板状の本発明
の止水材料を得た。該止水材料の表面スキン層の
厚さは約200μｍであり、空隙率は約30容積％で
あつた。このものの水膨潤度は約２倍であり、実
施例１と同様の止水効果を示した。

Claims

【特許請求の範囲】

１ゴム状物質100重量部当り発泡剤0.5乃至20重
量部及び水膨潤性高分子物10乃至200重量部を主
原料とするゴムコンパウンドを成形し、成形物の
表面を180乃至220℃の温度に0.5乃至２分間加熱
して発泡剤を分解及びゴムを架橋させて厚み10乃
至1000μｍの表面スキン層を形成し、次いで全体
を150乃至220℃の温度で３乃至30分間加熱して内
部を空隙率10乃至70％に発泡させることを特徴と
する体積膨潤度1.1乃至30倍の水膨潤性止水材料
の製造方法。