JPH0657060A

JPH0657060A - 吸水性樹脂組成物

Info

Publication number: JPH0657060A
Application number: JP4237696A
Authority: JP
Inventors: Masakatsu Suetsugu; 正克末次; Eiji Sezaki; 英治瀬崎; Masatoshi Isono; 正敏磯野
Original assignee: Tonen Sekiyu Kagaku KK; Tonen Chemical Corp
Current assignee: Tonen Chemical Corp
Priority date: 1992-08-13
Filing date: 1992-08-13
Publication date: 1994-03-01

Abstract

(57)【要約】【構成】（ａ）ポリエチレン系重合体１５〜４５重量％
とエチレン−プロピレン−ジエン共重合体８５〜５５重
量％とからなるオレフィン系熱可塑性エラストマー１０
０重量部に対して、（ｂ）吸水性樹脂５〜９５重量部、
（ｃ）無機フィラー１〜２５重量部、（ｄ）軟化剤２〜
５０重量部、および（ｅ）可塑剤を２〜５０重量部まで
配合してなることを特徴とする吸水性樹脂組成物。【効果】成形加工性、柔軟性等に優れ、かつ加流工程
を要せず生産性に優れており、トンネルや上下水道工事
のセグメント間の防水用シール、建築物外壁パネルの間
隙のシールなどの土木、建築工事の止水材、防震機能を
兼ねた結露防止材、農林や園芸の保水材などとして用い
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水膨潤性の高分子吸水
剤とオレフィン系熱可塑性エラストマーを含有する吸水
性樹脂組成物に関する。さらに詳しくいえば、トンネル
や上下水道工事のセグメント間の防水用シール、建築物
外壁パネルの間隙のシールなどの土木、建築工事の止水
材、防震機能を兼ねた結露防止材などに有用な、オレフ
ィン系熱可塑性エラストマーに吸水性樹脂を配合した組
成物に関する。

【０００２】

【従来の技術およびその課題】トンネルや上下水道工事
のセグメント間の防水用シール材としては、従来、ポリ
アクリル酸塩の架橋物、デンプン−ポリアクリル酸塩系
樹脂、ビニルアルコール共重合体あるいは無水マレイン
酸共重合体と塩基性物質との反応生成物を架橋した樹脂
などの高吸水性樹脂をジエン系ゴムなどに配合して加硫
した水膨脹性組成物が広く用いられている（特開昭57-1
08143 号、同57-135160 号等）。しかしながら、この吸
水性樹脂組成物は、加硫工程を要するため成形加工コス
トの上昇および生産性の低下等の問題があった。

【０００３】また、熱可塑性樹脂に高吸水性樹脂を含有
させた吸水性樹脂組成物、例えば、エチレン−酢酸ビニ
ル共重合体またはポリブタジエン１００重量部に細かく
分割した吸水ポリマー（低級オレフィン−無水マレイン
酸を尿素樹脂またはメラミン樹脂で架橋したもの）１０
〜３００重量部を配合したもの（特開昭55-3424 号公
報）、塩素化ポリエチレン３０〜９５重量％とポリイソ
ブチレン７０〜５重量％との組成物１００重量部に高吸
水性樹脂（無水マレイン酸−イソブチレン共重合体、ア
クリル酸−ビニルアルコール共重合体など）１５〜１０
０重量部を混合したもの（特開昭62-106979 号公報）等
も提案されているが、前者は温度依存性が大きく、特に
低温度における吸水性、柔軟性が低く作業性に問題があ
り、後者は焼却処分時に塩化水素を発生するという問題
がある。従って、本発明の課題は、成形加工性、柔軟性
等の物性面および生産性に優れ、塩素を含有しない非加
硫タイプの吸水性樹脂組成物を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明者らはオレフィン系熱可塑性エラストマーを
ベースとした非加硫タイプの吸水性樹脂組成物について
鋭意検討した結果、ポリエチレン系重合体とエチレン−
プロピレン−ジエン共重合体とからなるオレフィン系熱
可塑性エラストマーに吸水性樹脂、無機フィラー、軟化
剤および可塑剤を配合した組成物が吸水性樹脂が均一に
組成物に分散され、柔軟性、成形加工性に優れているこ
とを確認し、本発明を完成した。

【０００５】すなわち、本発明は、（ａ）ポリエチレン
系重合体１５〜４５重量％とエチレン−プロピレン−ジ
エン共重合体８５〜５５重量％とからなるオレフィン系
熱可塑性エラストマー１００重量部に対して、（ｂ）吸
水性樹脂５〜９５重量部、（ｃ）無機フィラー１〜２５
重量部、（ｄ）軟化剤２〜５０重量部、および（ｅ）可
塑剤を２〜５０重量部配合してなることを特徴とする吸
水性樹脂組成物である。以下、本発明の吸水性樹脂組成
物について説明する。

【０００６】本発明の吸水性樹脂組成物のベースとなる
オレフィン系熱可塑性エラストマー（ａ）はポリエチレ
ン系重合体（第１成分）とエチレン−プロピレン−ジエ
ン共重合体（第２成分）とからなるオレフィン系熱可塑
性エラストマー組成物である。ここで、第１の成分であ
るポリエチレン系重合体としては、エチレンの単独重合
体、エチレンとプロピレンまたは他のα−オレフィンと
の共重合体、もしくはエチレンと酢酸ビニル、エチルア
クリレート等との共重合体、あるいはこれらの単独重合
体どうし、さらには単独重合体と共重合体とをブレンド
したもの等を用いることができる。具体的には、ポリエ
チレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体が好ましい。ポ
リエチレンとしては、メルトインデックス（MI JISK 72
10，2.16kg荷重）0.01〜１００ｇ／１０分、密度0.910
〜0.935 g/cm³のものが好ましい。また、ポリエチレン
には、炭素数４〜２０程度のα−オレフィンを２０モル
％以下程度まで共重合したものも含まれる。

【０００７】また、エチレン−酢酸ビニル共重合体（Ｅ
ＶＡ）としては酢酸ビニル含有率が１０〜３０重量％の
共重合体が好ましく、特に酢酸ビニルの含有率が１７〜
３０重量％の範囲内にあるものが好ましい。このような
ＥＶＡのメルトインデックス（１９０℃、2.16kg荷重）
は１５〜２５ｇ／１０分が好ましい。上記ポリエチレン
系重合体としては、エチレン−酢酸ビニル共重合体（Ｅ
ＶＡ）が最も好ましい。また、オレフィン系熱可塑性エ
ラストマー（ａ）の第２の成分であるエチレン−プロピ
レン−ジエン共重合体（ＥＰＤＭ）は、エチレン、プロ
ピレンおよびジエンよりなる共重合体である。

【０００８】前記ジエン化合物としては、エチリデンノ
ルボルネン、１，４−ヘキサジエン、ジシクロペンタジ
エンなどが挙げられる。上記ＥＰＤＭは、エチレン含有
率が５０〜６０モル％、プロピレン含有率が２０〜３０
モル％、ジエン化合物含有率が１〜２０モル％、および
ヨウ素価が１〜３０であるものが好ましい。ＥＰＤＭの
ムーニー粘度（ＭＬ₁₊₄，１００℃）は、２０〜１００
が好ましく、特に５０〜９０が好ましい。

【０００９】前記ポリエチレン系重合体とエチレン−プ
ロピレン−ジエン共重合体（ＥＰＤＭ）との配合割合は
ポリエチレン系重合体が１５〜４５重量％、好ましくは
２０〜４０重量％、ＥＰＤＭが８５〜５５重量％、好ま
しくは８０〜６０重量％である。ポリエチレン系重合体
が１５重量％未満（ＥＰＤＭが８５重量％以上）では機
械的強度および成形性が低下し、一方ポリエチレン系重
合体が４５重量％以上（ＥＰＤＭが５５重量％未満）で
は硬度が上昇し、引裂強度等が低下することとなる。

【００１０】オレフィン系熱可塑性エラストマー（ａ）
は、ポリエチレン系重合体とＥＰＤＭとを上記の割合で
溶融混練して製造される。すなわち、ポリエチレン系重
合体１５〜４５重量％とＥＰＤＭ８５〜５５重量％とを
単軸押出機、二軸押出機、ロール混練機、バンバリミキ
サー、ブラベンダー等の混練機により混練する。混練温
度はベースとなる樹脂成分が溶融する温度以上で適宜設
定すればよいが、通常９０〜２５０℃の範囲で行なうの
が好ましい。このようにして得られる熱可塑性エラスト
マーは、メルトインデックス（１９０℃、2.16kg荷重）
が0.5 〜２０ｇ／１０分が好ましい。

【００１１】なお、本発明ではオレフィン系熱可塑性エ
ラストマー（ａ）は、ポリエチレン系重合体とＥＰＤＭ
を独立した成分として、後に述べる吸水性樹脂成分
（ｂ）、無機フィラー（ｃ）、軟化剤（ｄ）および可塑
剤（ｅ）と一括あるいは任意の順序で混練して調製する
こともできる。

【００１２】本発明の樹脂組成物における吸水性樹脂
（ｂ）としては、高吸水性樹脂として市販されているも
のが特に制限なく使用できるが、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−不飽和化合物を単量体成分として含
有する重合体を架橋剤を用いて架橋して得られる高吸水
性樹脂が好ましく、その粒子径は５〜３０μｍ、好まし
くは１０〜２０μｍである。このような吸水性樹脂とし
ては、例えばポリアクリル酸塩系樹脂、デンプン−アク
リル酸塩グラフト系ポリマー、酢酸ビニル共重合体、無
水マレイン酸共重合体、ビニルアルコール系共重合体な
どが挙げられる。前記吸水性樹脂はその吸水倍率が自重
の１０〜５００倍、好ましくは５０〜２００倍の吸水能
を有するものが望ましい。

【００１３】本発明の組成物では、無機フィラー（ｃ）
を使用することにより吸水性樹脂の組成物中における分
散性が向上するため、特に相溶化剤を用いる必要はな
い。ここで無機フィラー（ｃ）としては、タルク、炭酸
カルシウム、セッコウ、カーボンブラック、クレー、カ
オリン、シリカ、ケイソウ土、炭酸マグネシウム、炭酸
バリウム、硫酸マグネシウム、硫酸バリウム、硫酸カル
シウム、リン酸カルシウム、水酸化アルミニウム、酸化
亜鉛、水酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化マグ
ネシウム、酸化チタン、アルミナ、マイカ、シラスバル
ーン、ゼオライト、珪酸白土、セメント、シリカフュー
ム、雲母粉等を使用することができ、その中でもタル
ク、炭酸カルシウム、シリカが好ましい。これらの無機
フィラーは粉末状、球状、フレーク状等の各種形状のも
のを用いることができる。

【００１４】本発明の組成物では、低温での柔軟性を上
げて、作業性を改善するために軟化剤（ｄ）および可塑
剤（ｅ）を配合する。軟化剤（ｄ）としては、鉱物油系
軟化剤が好ましく用いられる。鉱物系の軟化剤として
は、パラフィン系、ナフテン系、芳香族系等の石油系軟
化剤、重合した高沸点強芳香族系オイル、流動パラフィ
ン、ホワイトオイルなどが挙げられるが、好ましくは石
油系軟化剤、特にＥＰＤＭなどとの相溶性の良好なパラ
フィン系石油軟化剤を好ましく用いることができる。

【００１５】可塑剤（ｅ）は、通常樹脂組成物で用いら
れているものが使用でき、例えば、フタル酸誘導体を好
ましく用いることができる。フタル酸誘導体としては、
ジメチルフタレート、ジ−（２−エチルヘキシル）フタ
レート、ジエチルフタレート、ジブチルフタレート、ジ
−ｎ−オクチルフタレート、ジイソオクチルフタレー
ト、ジイソブチルフタレート、ジヘプチルフタレート、
ジフェニルフタレート、ジイソデシルフタレート、ジト
リデシルフタレート、ジウンデシルフタレート、ベンジ
ルフタレート、ブチルベンジルフタレート、ジノニルフ
タレート、アルキルベンジルフタレート、ジメトキシエ
チルフタレート、ジメチルシクロヘキシルフタレート、
メチルフタリルエチルグリコレート、エチルフタリルエ
チルグリコレート、ブチルフタリルブチルグリコレート
等およびそれらの混合物などが挙げられる。

【００１６】本発明では上記した成分以外にも、所望に
よりさらに、紫外線吸収剤、熱安定剤、光安定剤、難燃
剤、帯電防止剤、発泡剤、造核剤等を適宜配合すること
ができる。本発明の組成物における上記オレフィン系熱
可塑性エラストマー成分（ａ）、吸水性樹脂成分
（ｂ）、無機フィラー（ｃ）、軟化剤（ｄ）および可塑
剤（ｅ）の配合割合は、成分（ａ）１００重量部に対し
て、成分（ｂ）が５〜９５重量部、好ましくは３０〜６
０重量部、成分（ｃ）が１〜２５重量部、好ましくは３
〜１５重量部、成分（ｄ）が２〜５０重量部、好ましく
は３０〜４５重量部および成分（ｅ）が２〜５０重量
部、好ましくは１０〜４０重量部配合される。

【００１７】吸水性樹脂（ｂ）の割合が５重量部未満で
は、組成物の吸水率が不十分となり、また９５重量部を
越えると組成物の機械的強度が低下する。無機フィラー
（ｃ）の割合が１重量部未満では、吸水性樹脂の分散性
が低下し、吸水性が不十分となり、また２５重量部を越
えると柔軟性が低下することとなる。軟化剤（ｄ）の割
合は２重量部未満だと、柔軟性が不十分となると共に、
粉付け性が悪くなり、５０重量部を越えると成形加工性
が悪くなる。また、可塑剤（ｅ）の割合が、５０重量部
を越えると混練作業が困難となる。

【００１８】本発明の吸水性樹脂組成物は、オレフィン
系熱可塑性エラストマー成分（ａ）、吸水性樹脂成分
（ｂ）、無機フィラー（ｃ）、軟化剤（ｄ）および可塑
剤（ｅ）を上記の割合で、各成分を任意の順序で溶融混
練して調製される。しかし、吸水性樹脂の組成物中にお
ける均一分散性を向上させるためには、予めポリエチレ
ン系重合体とＥＰＤＭとから調製したオレフィン系熱可
塑性エラストマー成分（ａ）と吸水性樹脂（ｂ）をヘン
シェルミキサー等の撹拌機を用いて予備混合しておくこ
とが好ましい。この予備混合物に成分（ｃ）、（ｄ）お
よび（ｅ）を加え、単軸押出機、二軸押出機、バンバリ
ーミキサー、混練ロール、ブラベンダー、ニーダールー
ダー等の混練機を用いて９０〜２５０℃で加熱溶融する
ことにより吸水性樹脂が分散性良く配合された吸水性樹
脂組成物を得ることができる。

【００１９】

【実施例】以下、実施例および比較例により本発明をさ
らに詳細に説明するが、本発明は下記の記載により限定
されるものではない。なお、各実施例および比較例にお
いて、樹脂原料および添加剤としては、以下のものを使
用した。

【００２０】オレフィン系熱可塑性エラストマー：ＥＰ
ＤＭ（プロピレン含有量２８重量％、ヨウ素価１５、ム
ーニー粘度（ＭＬ₁₊₄、１００℃）８８）７５重量％
と、ＥＶＡ（酢酸ビニル含有量２８重量％、メルトイン
デックス（１９０℃、2.16kg荷重）２０ｇ／１０分）２
５重量％とを常温でヘンシェルミキサーを用いて、予備
混合した後、約１２０℃でロール混練を行ない、ペレッ
ト化したもの。

【００２１】吸水性樹脂：アクアリック CS-6S（日本触
媒化学工業株式会社製；ポリアクリル酸塩系）無機フィラー： (1) シリカ（林化成株式会社製，ミクロンホワイト 500
0A（商品名），平均粒子径６μｍ） (2) 炭酸カルシウム（備北粉化工業株式会社製，ソフト
ン（商品名），平均粒子径１μｍ）軟化剤：鉱物油（出光石油化学株式会社製，PW-380（商
品名）パラフィン系石油軟化剤）可塑剤：ＤＩＤＰ（ジイソデシルフタレート）相溶化剤：住友化学工業株式会社製，ボンドファースト
BF-E（商品名）

【００２２】実施例１〜４，比較例１〜３表１に示す割合でオレフィン系熱可塑性エラストマーと
吸水性樹脂とを室温でヘンシェルミキサーを用いて予備
混合した後、無機フィラー、軟化剤、可塑剤等をブラベ
ンダー混練機を用い、１４０℃で溶融混練し、プレス成
形により厚み約１ｍｍのシートを得た。ここで、比較例
２では無機フィラーの代わりに相溶化剤を用いた。各々
のポリオレフィン系吸水性樹脂組成物の密度、硬度（シ
ョアＡ）、７日経過後の吸水倍率を測定し、吸水性樹脂
の分散性を評価した。結果を表１に合わせて示す。

【００２３】

【表１】

【００２４】表１に示した各物性の測定方法および分散
性の評価方法は以下のとおりである。 (1) 密度：２０℃にて測定。 (2) 硬度：ゴム硬度計（ショアＡ）により測定（JISK 6
301 準拠）。 (3) 吸水倍率：吸水後の樹脂発泡体の重量を吸水前の樹
脂発泡体の重量で除した値であり、室温の水道水中に７
日間放置後、表面の水分を除去して計測した。 (4) メルトフローレート：２３０℃，2.16kg荷重で測
定。 (5) 分散性：表１に示す組成物内の吸水性樹脂の分散状
態を実体顕微鏡（４０倍）にて観察し、以下の基準によ
り評価した。 ◎：組成物内の吸水性樹脂の凝集が無く均一に分散して
おり、均一な膨潤をするもの； △：組成物内の吸水性樹脂の凝集が無く均一に分散して
いるが、膨潤させた時、一部に不均一な膨潤が見られる
もの； ×：組成物内の吸水性樹脂の凝集があり、不均一分散に
よる不均一な膨潤が見られるもの。

【００２５】表１より明らかなように、本発明の組成物
（実施例１〜４）は無機フィラーが配合されているため
吸水性樹脂の分散性が良好であり、そのため吸水率が向
上している。これに対し、樹脂組成物の相溶化剤として
の無機フィラーを配合していない組成物（比較例１およ
び３）は吸水性樹脂の分散性が良好でないため吸水率が
悪く、また、相溶化剤を配合した組成物（比較例２）も
分散性、吸水率が悪い。

【００２６】

【発明の効果】本発明の吸水性樹脂組成物は、オレフィ
ン系熱可塑性エラストマーをベースにして、特定量の吸
水性樹脂、無機フィラー、軟化剤および所望により可塑
剤を配合してなるものであり、熱可塑性であるため、シ
ート成形、異形押出し成形などの方法により任意の形状
に容易に成形できること、柔軟性等に優れるため低温度
における作業性がよいこと、分散性が良好なため吸水率
が優れること、加硫工程を要せず製造でき生産性に優れ
ることなどの特長を有する。このような本発明組成物
は、トンネルや上下水道工事のセグメント間の防水用シ
ール、建築物外壁パネルの間隙のシールなどの土木、建
築工事の止水材、防震機能を兼ねた結露防止材、さらに
は農林や園芸の保水材などとしても用いることができ
る。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）ポリエチレン系重合体１５〜４５
重量％とエチレン−プロピレン−ジエン共重合体８５〜
５５重量％とからなるオレフィン系熱可塑性エラストマ
ー１００重量部に対して、（ｂ）吸水性樹脂５〜９５重
量部、（ｃ）無機フィラー１〜２５重量部、（ｄ）軟化
剤２〜５０重量部、および（ｅ）可塑剤を２〜５０重量
部配合してなることを特徴とする吸水性樹脂組成物。