JPS59142275A - 吸水膨脹性シ−ル材 - 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】 本発明は吸水膨張性シール材に関するもので、さらに詳
しくは、非加硫ブチル系シール材の接着性、追従性等の
特徴を損なう事なく、有機系吸水膨張剤と無機系吸水膨
張剤を併用する事に依り、非加硫ゴム系であり乍ら高膨
張率を発揮する事を特徴とした吸水膨張性シール材に関
するものである０ 吸水膨張性シール材はコンクリート製構造体同志、金属
製構造体同志又はコンクリート製着しくは金属製の構造
体と生コンクリートとの間に通常使用され、雨水、地下
水等を吸水して膨張する事に依り、止水を一層効果的に
するという利点がある為、最近各地で使用されている。

従来、上記の用途に適用し得るシール材、として、加硫
タイプのシール材としては、ウレタン系シール材等が知
られているが、粘着性、可塑性の不足に加えて、架橋さ
れている為、必然的に、重ね合わせ時の一体化は不可能
であり、複雑な形状箇所には、施工しに＜＜、加水分解
しやすい点、及びポリマー自体が吸水する点等で性能低
下をする等の欠点を有している。

又、非加硫タイプのシール材としてはブチルゴム系、熱
可塑性ゴム糸等が知られているが、吸水膨腰率が低い為
、構造体寸法精度及び、施工精度が高い事が要求される
という欠点を有している。

即ち、当該シール材が使用される構造体の接合部は、構
造体の寸法精度、施工精度、施工条件等。こより必然面
に構造体ｍ１の隙間が生じるが、この構造体間の隙間は
接合箇所により一様ではなく、実際には予期した構造体
間の隙間より大きい場合も生じる。それに伴って当該シ
ール材は性能限界を越えた使用が行なわれる場合が生じ
るという欠点がある。

本発明の目的は、従来広く用いられている非加硫ブチル
ゴム系シール材の特徴である接着性、追従性及び耐久性
を活がし、さらに高吸水膨張性を発揮せしめ、以って上
記欠点を解消せんとするものである。

この様な目的を満足する本発明の水膨張性シール材ハ、
（イ）非加硫ブチル系ゴムベース１００重ｉ部と、（ロ
）前記ゴムベース１００重量部２こ対し０．０１〜ｌＯ
重景部の有機系吸水膨張剤と、（／→前記ゴムベース１
００重量部に対し２０〜１５０重余部の無機系吸水膨張
剤と、（に）前記ゴムベース１００ｊｌｉ量部に対しｌ
Ｏ〜２００重景部の可重量調整剤とからなる非加硫ブチ
ルゴム系、吸水膨張シール拐であって前記有機系吸水膨
張剤（ロ）と無機系吸水膨張剤（／号成分の合８Ｌが全
シール材中に、５〜５０重債％含まれている事を特徴と
するものである。

本発明によれば、有機系吸水膨張剤と無機系吸水膨張剤
を特定量併用する事により、高吸水膨張性を有するシー
ル材が得られ、得られたシール材は非加硫ブチルゴム系
シール材の接着性、追従性、耐久性という特徴を備え、
更に、１００〜２００％の吸水体積変化率を示す為、よ
り大きな構造体間の隙間を有する箇所にも適用できる。

又、吸水膨張シール材のポリマー自体は、はとんど吸水
せず、化学的に安定なブチルゴムを主体とする為、加水
分解等の劣化は生じない。

ポリマー中に均一に分散された有機系及び無機系の吸水
膨張剤が所謂、結晶化して体積変化を行なう為、ポリマ
ー自体が吸水して膨張する吸水膨張シール材より安定で
ある。

以下に本発明の詳細な説明する。

本発明に使用する非加硫ブチル糸ゴムベースとは、ブチ
ル糸ゴム即ちブチルゴム、ブチル再生ゴム、ポリイソブ
チレンの生ゴムの１種又は１種以上をゴムペルス中に５
０重量％以上含有するゴムベースであり、その他のゴム
ベースとして使用されるポリマーは、スチレンブタジェ
ン共重合体、スチレンブタジェンブロック共重合体、ス
チレンイソフレンブロック共重合体、ボリイソブゝレン
、アクリロニトリルブタジェン共重合体、ボリク四ロプ
レン、エチレンプロピレン共重合体、エチレンプロブレ
ンジエン三元共重合体、ポリブタジェン、アタクチック
ポリプロピレン、塩素化ポリエチレン、クロルスルホン
化ポリエチレン、エチレン酢酸ビニル共重合体等がある
。

本発明で使用する非加硫ブチル糸ゴムベースは、吸水膨
張度合及び耐久性及び吸水後の強度に大きな影響を与え
る因子であり、単独で用いて後述の可塑度調整剤と組み
合わせてもよいが、好ましくは、数種のポリマーにより
非加硫ブチル・系ゴムベースを作り、可塑度調整剤によ
り微調整する方法が望ましく、非加硫ブチル糸ゴムを５
０重量％以上とし、好ましくＧは、７０重旭％以上とし
たものである。更にその他のゴムベースとして使用され
るポリマーにより、可・塑度、ロール作業性、押出作業
性等をコント四−ルする事が望ましい。

次に、有機系吸水膨張剤としては、一般に、高吸水性樹
脂として使われているもの、即ち、ポリアクリル酸塩系
、変性ポリビニルアルコール系、グラフト化デンプン系
、ビニルアルコール−アクリル酸塩共重合体、セル四−
ス糸等があるが、何れも単独或は併用により少量で効果
があり、１００メツシユ以下の微粉末としてゴムベース
中しこ均一に分散させる必要がある。

１００メツシュ以上の粉末を用いた場合は分散が充分で
なく、溶出等が生じ、耐久性に問題が生、しる。

均一に分散させる手段として、単にオイル中に分散させ
る方法、界面活性剤と併用する方法、シランカップリン
グ剤と併用する方法等が単独若しくは併用で用いられる
。

本発明に於ては、有機系吸水膨張剤は非加硫ブチルゴム
ベース１００重量部に対シ、０．０１〜１０重量部、好
ましくは０．５〜５重量部用いる。有機系吸水膨張剤を
０，０１以下加える場合、製造管理精度が要求され、ロ
フト間のバラツキが発生しやすく、これを１０重量部以
上加える場合は溶出の問題があり、耐久性が悪くなる。

無機系吸水膨張剤としてはホワイトカーボン。

（Ｓ１０２）、ベントナイトが使用されるが、一般にホ
ワイトカーボン（５ｉｎ２）は吸水膨張速度が早く、ベ
ントナイトは遅い傾向があり、吸水膨張速度の調節、膨
張度の調節を前記有機系膨張剤と無機系吸水膨張剤との
併用で任意の１膨張度、膨張速度を有する吸水膨張性シ
ール材を得る事ができる。

本発明に於ては、無機系吸水膨張剤は非加硫プ、チル系
ゴムベース１００重量部に対し、２０〜１５０重量部、
好ましくは８０〜８０重量部用いる。又、ホワイトカー
ボン単独で非加硫ブチル糸ゴムベース１００重量部に対
し、４０重量部以上使用する場合は耐アルカ°り性が著
るしく低下する為、無機系吸水膨張剤としてホワイトカ
ーボンを単独で使用する場合は、非加硫ブチル系ゴムベ
ース１００重景趣に対して４０重量部以下とする必要が
ある。

又、ベントナイトを無機系吸水膨張剤の主体として使用
する場合は、非加硫ブチル系ゴムベース１００　重Ｗｔ
部に対し、ベントナイトを１２０重量部以上加える場谷
は、ベントナイトの溶出が著るしく、乾湿繰返し膨張率
保持率が低下する為、１２０重量部以下とする必要があ
る。

・可塑度調整剤としてはゴム工業、プラスチック工業で
一般に使用されているエステル類、ホスフェート類、パ
ラフィン誘導体、ポリエーテル類等、の合成可塑剤及び
鉱物油系軟化剤、植物油系軟化剤及び粘着付与剤及び充
填剤が用いられる。

ここで用いる可塑度調整剤は膨張度の微調整及び乾燥湿
潤繰り返し耐久性を改善調整する事を主目的としたもの
であり、その詳細な例は次しこ示す通りである。

合成可塑剤の例は、フタル酸ジオクチル、リン酸トリク
レジル、ジブチルジグリコールアジベート、塩素化パラ
フィン等が用いられる。ゴム軟化剤の例を挙げるとパラ
フィン系油、ナフテン系油、芳香族系油、液状ポリブタ
ジェン、液化ポリクロロプレン、液状ポリイソプレン、
液状ポリイソブチレン−イソプレン共重合体、低分子用
オレフィン重合体、液状ポリブテン、解重合ゴム、ひ１
し油、トール油等が用いられる。

粘着付与剤の例は、天然樹脂系としてロジン、ロジン誘
導体、テルペン樹脂、テルペンフェノ−・ル樹脂があり
、合成樹脂系として脂肪族系、芳香族系、脂環族系、共
重合系、クマロンインデン系の石油樹脂、フェノール樹
脂、キシレン樹脂等が用いられる。

充填剤としては、炭酸カルシウム、硫酸ノくリウ、ム、
タルク、クレー、酸化亜鉛、酸化マク゛ネシウム、水酸
化アルミニウム、アスベスト、マイ′力、塩基性炭酸マ
グネシウム、カー４ぐン等力（用ｌ／）られる。これ等
の使用量は非加硫ブチル系コ゛ムベース１００重量部に
対し、１０〜２００Ｍ量部、好ましくは４０〜１００重
量部である０ 本発明のシール材の製造方法は特に限定されない。混練
り方法は非加硫ブチル系ゴムベースを素練りした後、有
機系吸水膨張剤、無機系吸水膨張剤、可塑度調整剤を１
度又は数回に分けて添ｆＪＤ混合して行なわれる。

混練機としては通常用いられるロール、／くン／くリー
、ニーダ−等の混練機を使用できる。

成型機としては、押出成型機、プレス成型機、カレンダ
ー成型機等が使用でき用途により帯状、シート状、棒状
等種々の形状に成型ができる。

又、施工は従来使用されている非加硫ブチル粘着テープ
を予め貼り合わせておいて、現地で圧着する方法又は接
着剤により接着する方法Ｇこより容易に施工できる。

この様にして得られた吸水膨張性シール材は、接着性、
追従性、耐久性の優れた高膨張度を示すので、重ね合わ
せ部は容易に一体化するし、構造体間の隙間の大きい構
造体間にも使用でき、より安定した止水性能を長期に亘
り発揮する。

従って、本発明の吸水膨張シール材ｉま、従来の止水材
が用いられている各種構造体間のシール部に使用でき、
従来の止水材の止水性能を大幅に改善できるものである
。

次に本発明を実施例１〜８及び比較例１〜７により説明
するが、本発明はこれらの実施例により、何等の限定を
受けるものではない。

〔１〕試料の作成 第１表に示す配合処方に従って配合した非加硫ブチル系
ゴムベースをオープンロールにて混練し、更に有機系吸
水膨張剤、無機系吸水膨張剤、可塑度調整剤を加えて、
オープンロールにて混練した。

次に３０ｍ５×３闘及び３０＋ｍｉＸ１０ｗｓの矩形断
面に押出成型して試料を作成した。これ等の第１、表に
示す配合の試料に、つき吸水膨張率及び乾燥繰返し膨張
率保持率の測定、耐水圧蔽験並びに重ね合せ部の状態を
調べ、得られた結果を第２表に示す。

〔２〕試験方法 （１）吸水膨張率 試料寸法を８ｍｍ×８０ｍ痛×８０羽になる様に試斡を
作成し、得られた試料を水道水中に７日間、常温にて浸
漬し、次式により吸水膨張率を体積変化率として求めた
。

ここにΔ■：吸水膨張率（％） Ｗ□：水中浸漬前の空気中での試料の重さくｔｎ９）Ｗ
２：水中浸漬後の空気中での試料の重さくｔｎ９）Ｗ工
：水中浸漬前の水中での試料の重さ　（ｔｎ９）Ｗ、：
水中浸漬後の水中での試料の重さ　（ｍ９）（２）乾湿
繰返し膨張率保持率 試料寸法を３ｍｍＸ３０闘×８０龍になる様に試料を作
成し、この試料を５０　℃の水道水中に８時間浸漬し、
ついで乾燥器中５０°Ｃで１６時間乾燥する事を１サイ
クルとし、８０サーイクルを行なった。試料を５０℃の
水道水中に８時間浸漬し、ついで５０℃で１６時間乾燥
した後に、空気中での重さ及び水中での重さを測定し、
ｌサイクル目の膨張度と８０サイクル目の膨張度より膨
張率保持率を次式により算出した。

尚、】サイタル目及び３０サイクル目の膨張率は前記試
験方法ｌに示す方法にて求めた。

（３）耐水圧試験 水圧試験治具の試料接触面の片側に、前記試料作成方法
にて作成した３　０　ｔｎ、ｍ　Ｘ　１０　ｍｍの矩形
断面を有する試料を、第１図に示す如く貼り付けた。

次ニ１２簡の厚のスペーサーをセットし、水圧試験治具
を圧締した後、°水圧試験治具内部に水を満たし、８日
間静置した。

次に水圧を１．０　ｋｇ／ｃｚ”から順に１．０〜７龜
２単位で昇圧し、漏水した水圧をチェックした。但し加
圧時間は各々２４時間とした。

更に、水圧試験治具を解体して重ね合せ部のチェックを
行なった。

試験に使用した耐水圧試験装置は第１図（Ａ）　（Ｂ）
に示す通りであり、１はスペーサー、２は上ブタ、８は
ボルト、４け吸水膨張性シール材、５は水圧試験治具本
体、６は水圧出口、７は圧力計、８は水圧入口、９はポ
ンプを示す〇＊１　ブチル＋２６８　　　日本合成ゴム
（株）製＊２　ブチル再生　　　早用ゴム（株）製　Ｎ
ブチル＊８　ビスタネックス　　エツソ化学（株）Ｈ−
１４０ ＊４　　ＥＰＴ　＋００４５　　　三井石油化学工業（
株）製＊５　　ＳＢＲす１５０７　　　　日本合成ゴム
（株）製＊ｅ　　ＥＶＡ　　　　　　　住友化学工業（
株）製スミチー）ＲＢ、１１ ＊７　０Ｒ−ＧＳ　　　　　　昭オロネオプレン（株）
製＊ｓ　　ＡＰＰ　　　　　　　三菱油化（株）製　ユ
カタツクＢ＊９　アクアリックＯＡ　　日本触媒化学工
業（株）製ポリアクリル酸すｔリウム塩 ＊１０スミカゲルＡ−２０住友化学（株）製ポリビニル
アルコールーポリアクリル 酸塩共重合体 ＊１１ニップシール■Ｎ８　　　日本シリカニ業（株）
製ホワイトカーボン ＊１２クニゲルＶＡ　　　　クニミネ工業（株）製ベン
トナイト ＊１８テルペン樹脂　　安原油脂工業（株）製ＹＳレジ
ンＰＸ−８００ ＊１４ポリブテン　　　　日本石油化学（株）製ポリブ
テンＨＶ−３００ 実施例１ 第１表に示す配合処方で前記の試料作成方法に従って製
造した試料を、前記試験方法に従って試験したところ、
吸水膨張率は１２０チであり非加硫ブチルゴム系吸水シ
ール材としては従来見られなかった高吸水膨張率を示し
た。

乾湿繰返し膨張率保持率は８６チであり、その繰返しサ
イクルはリサイクル以降は低下が見られず良好な耐久性
を示した。

耐水圧試験では、６　、　Ｏｖｃｍ２で２４時間漏水し
なかった。試験終了後シール材を観察したところ、シー
ル材の重ね合せ部は完全一体化していた。

比較例１．２ 第１表に示す通り、本発明の実施例１の配合より（ロ）
有機系吸水膨張剤量の範囲が上限より逸脱した場合およ
び添加しない場合を示したものである。

有機系吸水膨張剤（アク了りツクＯＡ　）を１５重量部
の如く多量に添加した場合は有機系吸水膨張剤の溶出に
より乾湿繰返し膨張率保持率が著しく低下し、耐久性が
低下し問題があった。

逆に上述の有機系吸水膨張剤がその下限０．０１重量部
より少量の場合は吸水膨張率が低く本発明の目的に合わ
なかった。

比較例３，４ 第１表に示す通り、本発明の実施例１の配合より（ハ）
無機系吸水膨張剤量の範囲が上限より越えた場合とその
下限より以下の場合とを示したものである。

無機系吸水膨張剤が多量の場合は無機系吸水膨張剤の溶
出により乾湿繰返し膨張率保持率が著しく低下し、ｎ’
＋＋を人件に問題があった。

逆に無機系吸水膨張剤が少量の場合は吸水ｊ膨張率が低
く、本発明の目的に合わなかった。

比較例５，６ 第１表に示す通り本発明の実施例の配合よりに）町塑度
調整剤量の範囲が外れた場合について試験した結果を示
したものである。

可塑度調整剤が多量の場合は吸水膨張率が低下し、更に
乾湿繰返し膨張率保持率も低下した。その低下度合もサ
イクル数に伴ってほぼ一定速度で低下し耐久性に問題が
あった。

逆に可塑度調整剤量が少ない場合は、混練および押出等
の作業性が悪く、実用上不適当であった。

比較例７ 第１表に示す通り、本発明の実施例１の配合より非加硫
ブチル系ゴムベースの生ゴム組成範囲が外れた場合につ
いて試験した結果を示したものである。

非加硫ブチル系ゴムベースがブチルゴム、ブチル再生ゴ
ム、ポリイソブチレンの１種又は１種以上ノ生ゴムをゴ
ムベース中に５０重量％以下しか含有していない場合は
、乾湿繰返し膨張率保持率が劣り、水圧試験後の重ね合
せ部の状態も部分的に一体化していない現象が見られ、
非加硫ブチルゴム系シール材の特徴である接着性が損な
われていた。

実施例２〜３ 第１表および第２表において実施例２および３は吸水膨
張速度の差により本発明□の実施態様例の一部を示した
ものであるが、何れも従来の非加硫ブチル系ゴムシール
材に見られない高吸水膨張性を示し、しかも乾湿繰返し
膨張率保持率も良好であり、耐水圧試験も６．０　ｋｇ
Ａｍ２で２４時間漏水が見られなかった。更に重ね合せ
部も非加硫ブチルゴム系シール材の特徴を損うことなく
完全一体化していた。

又、第２図は実施例１〜８の吸水膨張速度を示したもの
であって、横軸が浸漬日数、縦軸が吸水膨張変化率（つ
）を示す。有機系膨張剤およびホワイトカーボンの量が
多いと吸水膨張速度が速く、有機系膨張剤量を増加させ
るにつれて増々速くなり、且つ高吸水膨張率を示すよう
になった。ベントナイトの量を増加させると吸水膨張速
度が遅くなるが、高吸水膨張率を示すようになった。

即ち、第２図は有機系吸水ｊ膨張剤とホワイトカ−ボン
、ベントナイトの如・き無機系吸水膨張剤とを併用する
ことにより、吸水膨張速度を任意にコントロールするこ
とが可能であることを示したものである。

従って本発明は従来方法では解決できなかった非加硫ブ
チルゴム系吸水シール材の吸水膨張率を高膨張率とする
のみならず、乾湿繰返し膨張率保持率も良好にすること
ができ、シール材の重ね合せ部も完全一体化することが
できたため、構造体の寸法精度、°施工精度、施工条件
等による予想以上の大きな構造体間の隙間にも充分適応
することが可能となり、長期に亘りより完全な止水を可
能にしたものであり、産業上の利用価値は大である。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）は本発明のシール材の耐水圧試験に使用し
た水圧試験装置の断面図、 第１図（Ｂ）は第１図（Ａ）に示す装置の試料セット部
分の詳細を示す部分断面図、 第２図は浸漬日数・と吸水膨張変化率との関係を示す吸
水膨張速度の特性曲線図である。 ■・・・スペーサ　　　２・・・上ブタ３・・・ボルト
　　　　４・・・吸水膨張性シール材５・・・水圧試験
治具本体 ６・・・水圧出口　　　７・・・圧力計８・・・水圧入
口　　　９・・・ポンプ。 第１図 （Ｂ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）（イ）非加硫ブチル糸ゴムベース１００重量部と
   、 （ロ）前記ゴムベースｔｏｏｆｉｆｔｌｓに対１．０．
   ０１〜１０重量部の有機系吸水膨張剤と、 （／→前記ゴムベース１００重量部に対し、２０〜１５
   ０重量部の無機系吸水膨張剤と、に）前記ゴムベース１
   ００重量部°に対し、１０〜２０Ｏｊｉｌｉ部の可塑度
   Ｗ１整剤とからなる非加硫ブチルゴム系シール材である
   事を特徴とする吸水膨張性シール材。
2. （２）非加硫ブチル糸ゴムベースがブチルゴム、ブチル
   再生ゴム、ポリイソブチレンの１種又は１種以上の生ゴ
   ムをゴムベース中に５０重量％以上含有するゴムベース
   である事を特徴とする特許請求の範囲１項記載の吸水膨
   張性シール材。