(57)【要約】【課題】カルシウムイオン等の多価イオンを含む高塩濃度の汚染水の吸水性が大きくて止水・防水性能に優れ、単位面積当りの重量が小さく、従ってロール状原反の重量が軽くて取り扱いが容易であり、シートの施工作業中等において吸水材の移動、偏りが発生せず、また裁断時の吸水材の脱落も発生しないシール材とその製造方法を提供する。【解決手段】樹脂発泡体と粉粒状の吸水性樹脂とがバインダーにて固着されたものであり、硬度５００ｐｐｍ以上の高塩濃度水を止水するシール材とする。シール材は、チップ状の樹脂発泡体、粉粒状の吸水性樹脂、及びバインダーを混合して硬化性組成物とする混合工程、硬化性組成物を成形型内に充填する充填工程、充填した硬化性組成物を硬化する硬化工程を有する製造方法で製造できる。【選択図】        図１
2004358703.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂発泡体と粉粒状の吸水性樹脂とがバインダーにて固着された、硬度５００ｐｐｍ以上の高塩濃度水を止水するシール材。
【請求項２】
前記樹脂発泡体がチップ状の軟質ポリウレタンフォームである請求項１記載のシール材。
【請求項３】
前記バインダーがポリウレタン樹脂である請求項１又は２に記載のシール材。
【請求項４】
濃度５００ｐｐｍの塩化カルシウム水溶液の吸水倍率が重量比にて３倍以上である請求項１〜３のいずれかに記載のシール材。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載されたシール材の製造方法であって、
チップ状の樹脂発泡体、粉粒状の吸水性樹脂、及びバインダーを混合して硬化性組成物とする混合工程、前記硬化性組成物を成形型内に充填する充填工程、及び充填した前記硬化性組成物を硬化させる硬化工程を有するシール材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は硬度の高塩濃度水が浸透してきた場合に水の透過を阻止する機能を有するシール材並びにその製造方法に関する。本発明のシール材は、廃棄物処理場から出るカルシウムイオン等の多価イオンを含む高塩濃度の汚染水を止水するシール材として特に好適である。
【０００２】
【従来の技術】
廃棄物最終処分場である埋め立て地の底部には、雨水等により廃棄物より溶出する高塩濃度の汚染水による環境汚染防止のためにシート状のシール材が敷設され、止水・防水層が形成される。このようなシール材としては、２枚の不織布の間に吸水材としてベントナイトを挟み込んでシート状としたシール材（非特許文献１）、２枚の不織布の間に吸水材として吸水性樹脂を挟み込んでシート状としたシール材（非特許文献２）、及び吸水性の高い繊維を使用したシール材（非特許文献３）が公知である。
【０００３】
一方、吸水性樹脂粉末をイソシアネート成分に混合分散させた後にポリオール成分を混合して発泡硬化させる、吸水性樹脂を含有する軟質ポリウレタンフォームの製造方法も公知である（特許文献１）。
【０００４】
【非特許文献１】
［平成５年５月２２日検索］インターネット
ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｎｉｂｅｎｔ．ｃｏ．ｊｐ／ｇｏｏｄｓ／ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ／ｉｎｄｅｘ．ｈｔｍｌ
【非特許文献２】
［平成５年５月２９日検索］インターネット
ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｔｏｙｏ−ｒｏｏｆｉｎｇ．ｃｏｍ／ｄｏｂｏｋｕ／ｉｎｄｅｘ２．ｈｔｍｌ＃ｍｅｎｕ４
【非特許文献３】
［平成５年５月１５日検索］インターネット
ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｊ−ｅｘｌａｎ．ｃｏｍ／ｓｈａｈｏ／２００３  ０４／１５／１５．ｈｔｍｌ
（２００３＿０４）
【特許文献１】
特開昭５１−７５７９６号公報
【発明が解決しようとする課題】
しかし、非特許文献１に開示されたシール材は、吸水材として鉱物であるベントナイトを十分な止水性能を発現させる程度に使用したものであるためにシート状のシール材の単位面積当りの重量が大きくなり、従って施工現場において実際の施工に使用するロール状原反の重量が重く、取り扱いが困難である。またベントナイトは繊維シートに挟んで単にニードルパンチ等による繊維の絡み合いで固定したものであるために、シートの施工作業中等にベントナイトが移動して偏りが生じやすく、またシートを必要なサイズに裁断すると裁断断面よりベントナイトが脱落するという問題も有するものである。
【０００５】
非特許文献２には、非特許文献１に記載のシール材と同様な構造を有し、ベントナイトに代えて吸水性樹脂を使用したシール材が開示されている。係るシール材は非特許文献１記載のシール材の高重量であるという問題は解決されているが、施工作業中のシート内での吸水性樹脂の移動と偏りの発生、裁断時の脱落という問題は依然解決されていない。
【０００６】
非特許文献３に記載されたシール材は吸水性繊維を用いており、非特許文献１に記載のシール材の有する高重量、吸水材の偏りの発生、裁断時の吸水材の脱落等の問題は解決されたものであるが、吸水材として使用されている公知の吸水性繊維はカルシウムイオン等の多価イオンを含む高塩濃度の汚染水の吸水性が低く、特に廃棄物処理場のシール材として使用した場合に、十分な止水・防水性能が得られないという問題を有する。
【０００７】
特許文献１に記載の技術により製造された吸水性樹脂を含有する軟質ポリウレタンフォームは、低粘度のポリウレタンフォーム原料に吸水性樹脂を混合するために、吸水性樹脂粒子の表面がポリウレタン樹脂により被覆され、吸水性樹脂の有する吸水性能が十分に発揮されないという問題を有し、また開示されている吸水性樹脂は耐塩性ではないために高塩濃度の汚染水の吸水性が低く、廃棄物最終処分場のシール材として使用できるものではない。
【０００８】
係る従来技術の有する問題点に鑑みて、本発明の目的は、カルシウムイオン等の多価イオンを含む高塩濃度の汚染水の吸水性が大きくて止水・防水性能に優れ、単位面積当りの重量が小さく、従ってロール状原反の重量が軽くて取り扱いが容易であり、シートの施工作業中等において吸水材の移動、偏りが発生せず、また裁断時の吸水材の脱落も発生しないシール材とその製造方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明のシール材は、樹脂発泡体と粉粒状の吸水性樹脂とがバインダーにて固着されたものであり、硬度５００ｐｐｍ以上の高塩濃度水を止水するものであることを特徴とする。
【００１０】
係る構成のシール材は、カルシウムイオン等の多価イオンを含む高塩濃度の汚染水の吸水性が大きくて止水・防水性能に優れ、単位面積当りの重量が小さく、従ってロール状原反の重量が軽くて取り扱いが容易であり、シートの施工作業中等において吸水材の移動、偏りが発生せず、また裁断時の吸水材の脱落も発生しない。また、樹脂発泡体と吸水性樹脂とがバインダーにて固着された形態を有するため、特許文献１などに記載された公知の吸水性樹脂をポリウレタンフォーム原料に混合して発泡させて得られる材料とは異なり、吸水性樹脂の表面がポリウレタン樹脂で被覆されることなく形成されたシール材であり、吸水性樹脂の本来有する吸水性能が十分に発揮される結果、硬度５００ｐｐｍの高塩濃度水を効果的に止水することができる。
【００１１】
上記シール材は硬度が２０００ｐｐｍ以上の高塩濃度水を止水する作用、さらには硬度が１００００ｐｐｍの高塩濃度水をも止水する作用を有し、廃棄物処分場、とりわけ廃棄物最終処分場の汚染水の止水・防水用のシール材として適したものである。
【００１２】
上述のシール材においては、前記樹脂発泡体がチップ状の軟質ポリウレタンフォームであること、又はシート状の軟質ポリウレタンフォームであることが好ましい。
【００１３】
樹脂発泡体としての軟質ポリウレタンフォームは可とう性を有し、連続した気泡を有する多孔質材料であるため、バインダーで吸水性樹脂と共に固着したシートの可とう性付与に有効であり、かつ高塩濃度水が連続気泡を通じて浸透して吸水性樹脂と接触し、吸水性樹脂が膨潤してシール材が止水・防水性能を発現することが容易となる。
【００１４】
チップ状の樹脂発泡体を使用したシール材は、チップ状の樹脂発泡体と吸水性樹脂とがランダムに入り交じった構成を有するので、吸水性樹脂がより膨潤しやすく、上記の止水・防水性能がさらに効果的に発揮される形態となる。
【００１５】
樹脂発泡体がシート状の軟質ポリウレタンフォームであるシール材は、軟質ポリウレタンフォームシートの少なくとも片面に吸水性樹脂がバインダーで固着された構成を有する。このように樹脂発泡体がシート状の軟質ポリウレタンフォームである形態においても、吸水性樹脂がバインダーでシート表面に固着されているので、切断時や使用時の吸水性樹脂の脱落の問題がない。また、当該シート表面上に吸水性樹脂が表面を被覆されることなく固着されているので、吸水時の形態的な阻害作用がなく、シートの全面にわたって吸水して膨潤するので好ましい止水性能を発揮する。
【００１６】
上述のシール材においては、前記バインダーがポリウレタン樹脂であることが好ましい。
【００１７】
バインダーがポリウレタン樹脂であることにより、シール材に十分な可とう性が付与され、かつ樹脂発泡体と吸水性樹脂の固着力が優れているため裁断時の吸水材の脱落発生が効果的に抑制される。
【００１８】
上述のシール材は、濃度５００ｐｐｍの塩化カルシウム水溶液の吸水倍率が重量比にて３倍以上であることが好ましい。
【００１９】
係る構成により、とりわけ高塩濃度の汚染水のシール効果が優れたシール材が得られる。濃度５００ｐｐｍの塩化カルシウム水溶液に対するシール材の吸水倍率（重量比）は、５倍以上であることがより好ましく、６倍以上であることがさらに好ましい。また濃度２０００ｐｐｍの塩化カルシウム水溶液に対するシール材の吸水倍率（重量比）が、３倍以上であることがより好ましく、濃度１００００ｐｐｍの塩化カルシウム水溶液に対するシール材の吸水倍率（重量比）が、３倍以上であることがさらに好ましい。
【００２０】
本発明のシール材において前記樹脂発泡体がチップ状である場合には、該チップは１〜１０ｍｍのサイズであることが好ましい。また本発明のシール材において前記樹脂発泡体が軟質ポリウレタンフォームシートである場合には、軟質ポリウレタンフォームシートの厚さは１〜２０ｍｍ、より好ましくは２〜１０ｍｍである。
【００２１】
吸水性樹脂の含有率は、チップ状ないしシート状の樹脂発泡体に対して２〜２００重量％であることが好ましく、４０〜１２０重量％であることがより好ましく、５０〜１００重量％であることがさらに好ましい。また、バインダーの含有率は、チップ状ないしシート状の樹脂発泡体に対して固形分比率にして２〜３０重量％であることが好ましい。
【００２２】
この構成によれば、広い用途に適用可能なシール材を一層生産性高く、かつ低コストにて製造できる。吸水性樹脂が樹脂発泡体に対して２重量％未満であると吸水性が低く、２００重量％を越えるとシール材の可とう性が低下し、或いは裁断時の吸水性樹脂の脱落が問題となる場合がある。又、バインダーが樹脂発泡体に対して２重量％未満では結合力が弱く、３０重量％を越えるとバインダーで被覆される吸水性樹脂の表面が多くなり、吸水性が十分に発揮されなくなる。
【００２３】
樹脂発泡体がチップ状である場合に樹脂発泡体のサイズ（長辺を意味する）が１ｍｍ未満であると細かすぎて扱い難く、１０ｍｍを越えると不均質性が増大してシート状のシール材に厚さ方向の汚染水の浸透に対して吸水性樹脂の少なすぎる部分が発生し、汚染水が軟質ポリウレタンフォーム部分を通過する結果、止水性能にばらつきが生じやすく、好ましくない。
【００２４】
樹脂発泡体が軟質ポリウレタンフォームシートである場合に、厚さが１ｍｍ未満の場合にはシール材の強度が低下し、２０ｍｍを超えると強度は高くなるが、吸水性樹脂の比率が低下する。
【００２５】
シール材の構成は、シール材を１００重量％とした場合、樹脂発泡体が３０〜７８重量％、吸水性樹脂が２〜６９重量％、バインダーが１〜２０重量％であることが好ましい。
【００２６】
本発明のシール材の製造方法は、請求項１〜４のいずれかに記載のシール材を製造方法であって、
チップ状の樹脂発泡体、粉粒状の吸水性樹脂、及びバインダーを混合して硬化性組成物とする混合工程、前記硬化性組成物を成形型内に充填する充填工程、充填した前記硬化性組成物を硬化する硬化工程を有することを特徴とする。
【００２７】
上記構成により、軟質ポリウレタンフォームのチップと吸水性樹脂とがランダムに入り交じった構成を有し、カルシウムイオン等の多価イオンを含む高塩濃度の汚染水の吸水性が大きくて止水・防水性能に優れ、単位面積当りの重量が小さく、従ってロール状原反の重量が軽くて取り扱いが容易であり、シートの施工作業中等において吸水材の移動、偏りが発生せず、また裁断時の吸水材の脱落も発生しないシール材を製造することができる。
【００２８】
上述のシール材の製造方法においては、前記樹脂発泡体として軟質ポリウレタンフォームを使用することが好ましい。軟質ポリウレタンフォームは可とう性を有し、連続した気泡を有する多孔質材料であるため、高塩濃度水が浸透して吸水性樹脂と接触し、吸水性樹脂が膨潤して止水・防水性能を発現することが容易なシール材を製造することができる。
【００２９】
また本発明のシール材の別の製造方法は、軟質ポリウレタンフォームシートにバインダーを塗布する塗布工程、前記バインダー上に粉粒状の吸水性樹脂を供給して付着させる吸水性樹脂層形成工程、及び前記バインダーを硬化させる硬化工程を有するものであり、硬度５００ｐｐｍ以上の硬水を止水するシール材を製造することを特徴とする。
【００３０】
上記構成により、軟質ポリウレタンフォームシートの少なくとも片面に吸水性樹脂が固着されている構成を有し、カルシウムイオン等の多価イオンを含む高塩濃度の汚染水の吸水性が大きくて止水・防水性能に優れ、単位面積当りの重量が小さく、従ってロール状原反の重量が軽くて取り扱いが容易であり、シートの施工作業中等において吸水材の移動、偏りが発生せず、また裁断時の吸水材の脱落も発生しないシール材を製造することができる。
【００３１】
上述のシール材の製造方法においては、樹脂発泡体がチップ状である場合であっても軟質ポリウレタンフォームシートである場合であっても、前記バインダーとしてポリウレタン樹脂、特に好ましくはイソシアネート基含有プレポリマーを使用し、前記硬化工程は水を供給すると共に加熱する工程であることが好ましい。
【００３２】
イソシアネート基含有プレポリマーは、反応硬化してポリウレタン樹脂を形成し、樹脂発泡体との接着力に優れると共に、吸水性樹脂ともイソシアネート基と吸水性樹脂のカルボキシル基や水酸基との化学結合の形成により強固に接着するので、可とう性と強度に優れ、裁断時の吸水材の脱落発生が効果的に抑制されたシール材を製造することができる。またイソシアネート基含有プレポリマーは、水等の多官能活性水素基含有化合物と接触しないと反応硬化しないので可使時間が長く、シール材の製造が容易である。硬化工程において水を供給すると共に加熱することにより、バインダーであるイソシアネート基含有プレポリマーが急速に反応硬化してポリウレタンとなり、シール材が形成される。
【００３３】
上述の製造方法おいて、濃度５００ｐｐｍの塩化カルシウム水溶液に対するシール材の吸水倍率が重量比にて３倍以上とすることにより、とりわけ高塩濃度の汚染水のシール効果が優れたシール材を製造することができる。濃度５００ｐｐｍの塩化カルシウム水溶液に対するシール材の吸水倍率（重量比）は、５倍以上であることがより好ましく、６倍以上であることがさらに好ましい。また濃度２０００ｐｐｍの塩化カルシウム水溶液に対するシール材の吸水倍率（重量比）が、３倍以上であることがより好ましく、濃度１００００ｐｐｍの塩化カルシウム水溶液に対するシール材の吸水倍率（重量比）が、３倍以上であることがさらに好ましい。
【００３４】
【発明の実施の形態】
本発明のシール材の構成材料である樹脂発泡体は、公知の樹脂発泡体が限定なく使用可能であり、チップ状のポリエチレンフォーム、ポリプロピレンフォーム、ＥＶＡフォーム、軟質ポリウレタンフォーム、半硬質ポリウレタンフォーム等が例示される。これらの中でも軟質ポリウレタンフォームの使用が特に好ましい。軟質ポリウレタンフォームは、「外部荷重に対して自由に変形し、荷重を除去すると元の形にもどり、たわみ性をもったもの」である（岩田敬治著「ポリウレタン樹脂」１１版第８２頁第３〜４行、日刊工業新聞社（昭和５４年））。樹脂発泡体は、連続気泡で水の透過性を有するもの以外は、チップ状にて使用する。また連続気泡で水の透過性を有する樹脂発泡体である軟質ポリウレタンフォームはシート状で使用することができる。
【００３５】
チップ状の軟質ポリウレタンフォームは、低反発発泡体、高反発発泡体など種々のものを裁断、破砕して使用できるが、ポリウレタン発泡体の加工工程途中に発生する端材（端部材、オフゲージ部材など）を使用すると、これらを再生利用でき、廃棄物低減にも有効である。
【００３６】
バインダーとしては、樹脂発泡体と吸水性樹脂との固着力に優れ、形成後のシール材の可とう性と強度が維持できる公知のバインダーが使用可能であり、弾性エポキシ樹脂やポリウレタン樹脂等が例示されるが、さらには、硬化性を有するバインダーが好ましい。特に、上述のように水と反応硬化してポリウレタン樹脂を形成するイソシアネート基含有プレポリマーの使用が好ましい。
【００３７】
シート状やブロック状の樹脂発泡体を裁断、破砕してチップ状にする技術としては、公知の裁断装置、破砕装置（チッパー）を使用する方法が限定なく使用可能である。
【００３８】
ポリエチレンフォームやポリプロピレンフォームは、コロナ放電処理、プラズマ処理等の表面処理をすることにより、バインダーとの接着性を改善して使用することが好適である。
【００３９】
イソシアネート基含有プレポリマーは、２ないし３官能、より好ましくは２官能で、分子量が５００〜４０００のポリオール化合物とジイソシアネート化合物とを、ＮＣＯ／ＯＨ当量比が１．５〜２．５にて反応させて得られる。
【００４０】
上述のジイソシアネート化合物は、ポリウレタンの技術分野において公知の化合物を限定なく使用することができ、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ），トルエンジイソシアネート（ＴＤＩ），１，４−フェニレンジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート化合物、１，６−ヘキサメチレンジイソシアネート、イソフォロンジイソシアネート等の脂肪族ないし脂環族ジイソシアネート、ｍ−キシリレンジイソシアネート等が例示される。これらの中でもＭＤＩ，ＴＤＩからなる群から選択される少なくとも１種の使用が反応性、コスト等の観点より好ましい。
【００４１】
上述のポリオール化合物はポリウレタンの技術分野において公知のポリオール化合物を限定なく使用することができる。具体的には、エチレングリコール、１，４−ブタンジオール等の低分子量グリコール、水、トリメチロールプロパン等を開始剤とし、プロピレンオキサイドを開環付加させたポリエーテルポリオール化合物（ＰＰＧ）、エチレンオキサイドを開環付加させたポリエーテルポリオール化合物（ＰＥＧ）並びにテトラヒドロフランを開環付加させたポリエーテルポリオール化合物（ＰＴＭＧ）等のポリエーテルポリオール化合物、エチレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール等の低分子量グリコールとアジピン酸等の２塩基酸との縮合物であるポリエステルポリオール、低分子量グリコールを開始剤としてε−カプロラクトン等の環状エステルを開環付加重合させたポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオールが例示される。
【００４２】
バインダーであるイソシアネート基含有プレポリマーは、粘度が１０００〜１００００ｍＰａ・ｓ（ｃｐｓ）であることが好ましく、３０００〜６０００ｍＰａ・ｓであることがより好ましい。粘度が低すぎるとバインダーが流動や浸透により樹脂発泡体の気泡内に広がりやすいために多量のバインダーを使用しなければ固着力が得られず、多量にバインダーを使用すると得られるシール材の可とう性が低下すると共に高コストとなる。イソシアネート基含有プレポリマー粘度が高すぎると加工時の取り扱いが困難となる。上記の粘度範囲のイソシアネート基含有プレポリマーを使用すると、連続気泡体である軟質ポリウレタンフォームに塗布した際に気泡内に入り込むことなくフォームを構成するポリウレタンの表面に付着すると共に吸水性樹脂粒子の表面を被覆することなく付着し、樹脂発泡体と吸水性樹脂粒子とが固着されてシール材が形成されるため、樹脂発泡体自体の汚染水の浸透性や構成粒子の空隙を通じた汚染水の浸透性が損なわれず、かつ吸水性樹脂の吸水性も損なわれない。
【００４３】
イソシアネート基含有プレポリマーは、有機溶剤を含む溶液タイプであってもよいが、無溶剤タイプであることが環境上好ましい。常温で固形ないし高粘度のものは１００℃以下の温度に加熱して上記の範囲内の粘度として使用することができる。
【００４４】
シール材の構成材料である吸水性樹脂としては、公知の吸水性樹脂の中で高塩濃度水の吸収率の高い材料を使用する。具体的には、例えば、ポリ（メタ）アクリル酸架橋重合体、ポリ（メタ）アクリル酸塩架橋重合体、スルホン酸基ないしスルホン酸塩基を有するポリ（メタ）アクリル酸エステル架橋重合体、ポリオキシアルキレン基を有するポリ（メタ）アクリル酸エステル架橋重合体、ポリ（メタ）アクリルアミド架橋重合体、（メタ）アクリル酸塩と（メタ）アクリルアミドとの共重合架橋重合体、（メタ）アクリル酸ヒドロキシアルキルと（メタ）アクリル酸塩との共重合架橋重合体等のアクリル系架橋重合体、ポリジオキソラン架橋重合体、ポリエチレンオキサイド架橋重合体、ポリビニルピロリドン架橋重合体、スルホン化ポリスチレン架橋重合体、ポリビニルピリジン架橋重合体、デンプン−ポリ（メタ）アクリロニトリルグラフト共重合体のケン化物、デンプン−ポリ（メタ）アクリル酸（塩）グラフト架橋共重合体、ポリビニルアルコールと無水マレイン酸（塩）との反応生成物、ポリビニルアルコールスルホン酸塩架橋重合体、ポリビニルアルコール−アクリル酸グラフト共重合体、ポリイソブチレンマレイン酸（塩）架橋重合体などが挙げられる。
【００４５】
これら吸水性樹脂は、必要に応じて、１種類のみを用いてもよく、２種類以上を併用してもよい。吸水性樹脂が有する各種性質（吸水倍率など）を阻害しない程度に、他の樹脂を吸水性樹脂と併用することもできる。
【００４６】
上記例示の吸水性樹脂の中でも、ノニオン性基、スルホン酸基、スルホン酸塩基の少なくとも１種を有する吸水性樹脂が、高塩濃度水の吸収倍率が高く、より好ましい。係る吸水性樹脂としては、アミド基またはヒドロキシアルキル基を有する吸水性樹脂、スルホン酸基ないしスルホン酸塩基を有する吸水性樹脂が使用可能であり、具体的にはスルホン酸基ないしスルホン酸塩基を有するポリ（メタ）アクリル酸エステル架橋重合体、（メタ）アクリル酸塩と（メタ）アクリルアミドとの共重合架橋重合体、（メタ）アクリル酸ヒドロキシアルキルと（メタ）アクリル酸塩との共重合架橋重合体などが挙げられる。
【００４７】
上記例示の吸水性樹脂の中で、例えば、メトキシポリオキシアルキレン基を有する（メタ）アクリル酸エステルと（メタ）アクリル酸塩との共重合架橋重合体等のポリオキシアルキレン基を有する吸水性樹脂は、セメント水のアルカリ水に対する止水性に特に優れている。
【００４８】
上述のアクリル系架橋重合体は、水溶性を有するエチレン性不飽和単量体と、必要に応じて架橋剤とを含む単量体成分を重合することにより製造することができる。エチレン性不飽和単量体を重合してなる吸水性樹脂は、水に対する膨潤性により優れており、かつ、一般的に安価である。必要に応じて使用する上記の架橋剤は、特に限定されるものではなく、吸水性樹脂の分野における公知の化合物を使用することができる。架橋剤を使用しない製造方法としては、直鎖状の高分子に、架橋剤を添加して架橋することにより、あるいは、電子線を照射して架橋することにより、架橋重合体である吸水性樹脂を形成する方法が例示される。
【００４９】
上記の水溶性のエチレン性不飽和単量体としては、具体的には、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、クロトン酸、シトラコン酸、ビニルスルホン酸、（メタ）アリルスルホン酸、２  −（メタ）アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、２  −（メタ）アクリロイルエタンスルホン酸、２−（メタ）アクリロイルプロパンスルホン酸、並びにこれら単量体のアルカリ金属塩やアンモニウム塩；Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、並びに、その四級化物；（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチル（メタ）アクリルアミド、２  −ヒドロキシエチル（メタ）アクリルアミド、ジアセトン（メタ）アクリルアミド、Ｎ−イソプロピル（メタ）アクリルアミド、（メタ）アクリロイルモルホリン等の（メタ）アクリルアミド類、並びにこれら単量体の誘導体；２  −ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２  −ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート等のヒドロキシアルキル（メタ）アクリレート；ポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ（メタ）アクリレート、メトキシポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレート、メトキシポリプロピレングリコールモノ（メタ）アクリレート等のポリアルキレングリコールモノ（メタ）アクリレート；Ｎ−ビニル−２−ピロリドン、Ｎ−ビニルスクシンイミド等のＮ−ビニル単量体；Ｎ−ビニルホルムアミド、Ｎ−ビニル−Ｎ−メチルホルムアミド、Ｎ−ビニルアセトアミド、Ｎ−ビニル−Ｎ−メチルアセトアミド等のＮ−ビニルアミド単量体；ビニルメチルエーテル；等が挙げられるが、特に限定されるものではない。これらエチレン性不飽和単量体は、１種類のみを用いてもよく、２種類以上を併用してもよい。
【００５０】
ノニオン性基、スルホン酸基、スルホン酸塩基の少なくとも１種を有する吸水性樹脂は、上記例示のエチレン性不飽和単量体のうち、ノニオン性基、スルホン酸基、スルホン酸塩基を有するエチレン性不飽和単量体の少なくとも１種を構成単量体として使用する。係る単量体の具体例としては、２  −（メタ）アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、２−（メタ）アクリロイルエタンスルホン酸、２−（メタ）アクリロイルプロパンスルホン酸、（メタ）アクリルアミド、ヒドロキシアルキル（メタ）アクリレート、メトキシポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００５１】
単量体成分としてエチレン性不飽和単量体を２種類以上併用する場合においては、この単量体成分に占める、ノニオン性基、スルホン酸基、スルホン酸塩基を有するエチレン性不飽和単量体の割合を１重量％以上にすることがより好ましく、１０重量％以上にすることがさらに好ましい。上記の割合が１重量％未満である場合には、該吸水性樹脂を使用したシール材の高塩濃度の汚染水の止水・防水性能が十分ではなくなる。
【００５２】
ノニオン性基、スルホン酸基、スルホン酸塩基の少なくとも１種を有する吸水性樹脂としては、市販品の使用も好ましく、具体的には耐塩性グレードの吸水性樹脂が使用可能である。耐塩性グレードの吸水性樹脂としては、例えばアクアリックＣＳ−６（日本触媒）、アクアコーク（住友精化）等が市販されており、使用可能である。アクアリックＣＳ−６については、そのカタログに１８０ｐｐｍの塩化カルシウム水溶液の吸水倍率が２７倍と記載されており、本発明において使用することが好適な耐塩性に優れた吸水性樹脂である。
【００５３】
吸水性樹脂の平均分子量や形状、平均粒子径などは、吸水される溶液の組成やｐＨ、作業環境、他の基材と複合する場合の基材との組み合わせ等に応じて設定すればよく、特に限定されるものではないが、平均粒子径が２，０００μｍ以下、より好ましくは５００μｍ以下、さらに好ましくは２００μｍ以下、特に好ましくは１００μｍ以下である吸水性樹脂を用いることがより望ましい。さらに特に好ましい平均粒径は７０μｍ以下である。係る平均粒子径の吸水性樹脂を用いることにより、チップ状の樹脂発泡体との吸水性樹脂の分散性、混合性が良好となって吸水性樹脂が均一に存在するシール材となる。またシート状の軟質ポリウレタンフォームを使用した場合には良好な吸水性樹脂層を形成することができる。さらに、いずれの場合も吸水、膨潤時における吸水性樹脂の脱落も抑制し性能の低下を防ぐことができる。
【００５４】
チップ状の樹脂発泡体、好ましくはチップ状の軟質ポリウレタンフォームを使用するシール材は、チップ状の樹脂発泡体、粉粒状の吸水性樹脂、及びバインダーを混合して硬化性組成物とする混合工程、硬化性組成物を成形型内に充填する充填工程、及び充填した硬化性組成物を硬化させる硬化工程を有する製造方法により製造する。
【００５５】
混合工程は、例えばチップ状樹脂発泡体と粉粒状の吸水性樹脂との混合物にバインダーをスプレー塗布し、全体を均一に添加・混合して硬化性組成物とする。チップ状樹脂発泡体と粉粒状の吸水性樹脂との混合物を撹拌機で撹拌しながらバインダーをスプレー塗布することが、少ないバインダーの使用量にて固着できるという効果が得られるので好ましい。
【００５６】
本発明においてチップ状とは、本来的な細片、薄片状のみならず、小塊状、球状、角状、片状なども含める概念として用いる。
【００５７】
硬化性組成物は、所定形状の成形型内に充填し（充填工程）、硬化工程にて硬化させることによりシール材が製造される。
【００５８】
バインダーとしてイソシアネート基含有プレポリマーを使用し、チップ状樹脂発泡体を使用した場合の硬化工程は、水を供給すると共に加熱する工程であることが好ましい。
【００５９】
チップ状樹脂発泡体を使用した製造方法における硬化工程は、例えば成形型内に充填した硬化性組成物に水を供給した後に成形型を閉鎖して加熱するか、又は成形型を閉鎖して過熱水蒸気もしくは水蒸気を含む加熱空気を供給する。過熱水蒸気は１００℃以上に加熱されて気化された水蒸気であり、過熱水蒸気もしくは水蒸気を含む加熱空気の使用により、硬化性組成物、特に軟質ポリウレタンフォームチップと吸水性樹脂により形成された空隙を通じて迅速に全体に水分と熱が供給される結果、短時間でシール材を製造することができるという効果が得られ、好ましい。
【００６０】
バインダーとしてイソシアネート基含有プレポリマーを使用した場合の硬化工程における加熱温度は、８０〜１４０℃であることが好ましく、１００〜１２０℃であることがより好ましい。また、上記形態は、バインダーとしてイソシアネート基含有プレポリマーを使用した形態であるが、公知のバインダーを用いる場合、その硬化形態は使用されるバインダーの硬化形態に合わせ、適宜変更すればよい。
【００６１】
上記製造方法によるシール材は、１枚１枚を所定の厚さに成形してもよいが、ブロック状に成形した後に所定厚さとなるように裁断してもよい。
【００６２】
樹脂発泡体として軟質ポリウレタンフォームシートを使用するシール材の製造方法は、軟質ポリウレタンフォームシートにバインダーを塗布する塗布工程、前記バインダー上に粉粒状の吸水性樹脂を供給して付着させる吸水性樹脂層形成工程、及び前記バインダーを硬化させる硬化工程を有する。
【００６３】
上記製造方法に適した製造装置を図１に例示した。ロール状原反１１から巻き戻された軟質ポリウレタンフォームシート１３の片面にスプレー装置Ｓ１にてバインダー（イソシアネート基含有プレポリマー）を吹き付け塗布する（塗布工程）。次いで供給装置１５から粉粒状の吸水性樹脂Ｒを供給して吸水性樹脂層１８を形成する（吸水性樹脂層形成工程）。吸水性樹脂層１８を形成した軟質ポリウレタンフォームにスプレー装置Ｓ２より水を撒布し、次いでロール１７にて圧着した後に、加熱オーブン１９にて加熱して硬化させてシール材２０が形成される（硬化工程）。シール材はロール体２１として巻き取られる。
【００６４】
上記の製造方法によれば、連続シート状のシール材を製造することができる。上記の製造方法において、硬化工程は水を撒布することなく加熱オーブン中に過熱水蒸気もしくは水蒸気を含む加熱空気を供給する構成としてもよい。ロール１７はなくてもよい。バインダーの塗布方法は、スプレー法に限定されるものではなく、ロールコーター等を使用してもよい。
【００６５】
図１に例示した方法では、軟質ポリウレタンフォームシートの片面に吸水性樹脂層が形成されたシール材が製造されるが、これに限定されるものではなく、図１のＸ方向に別の軟質ポリウレタンフォームシートを、好ましくはバインダーを塗布した後に供給し、ロール１７にて圧着して２層の軟質ポリウレタンフォームの間に吸水性樹脂層を有する構成のシール材としてもよい。また図１にて形成されたシール材の裏面に、同様の方法にて吸水性樹脂層を形成したシール材としてもよい。また、この図１に示した方法においても、バインダーとして公知のバインダーを使用することができ、その硬化形態は、使用するバインダーの硬化形態に合わせ、適宜変更すればよい。
【００６６】
本発明のシール材は、例えば廃棄物最終処分場に敷設施工して使用されるが、単独で使用してもよく、加硫ゴムシートやポリプロピレンシート等のポリオレフィンシートなどの防水シートの下層（地面側の層）構成材料として使用してもよい。
【００６７】
【実施例】
（実施例１）
チップ状の軟質ポリウレタンフォーム（サイズ１〜１０ｍｍ）１００重量部と吸水性樹脂アクアリックＣＳ−６（平均粒子径１００μｍ、日本触媒製）５０重量部を撹拌機にて混合しつつ、イソシアネート基含有プレポリマー（ＰＰＧ／ＭＤＩ系、イソシアネート基濃度（ＮＣＯ％）＝４．０重量％、粘度３５００ｍＰａ・ｓ（２０℃、測定装置：Ｂ型粘度計（高分子計器））を１５重量部スプレーにて塗布し、硬化性組成物を得た。
硬化性組成物を金型に充填し、１１０℃の加熱水蒸気を金型内に送り込み、５間分加熱してシール材ブロックを得た。このシール材をスライスして厚さ５ｍｍのシート状のシール材を製造した後に５×５ｃｍに裁断して評価サンプルとした。
【００６８】
（比較例１）
吸水性樹脂としてアクアリックＭＬ−７０（平均粒子径７０μｍ、日本触媒製）を使用した以外は実施例１と同様にして評価サンプルを作製した。
【００６９】
（比較例２）
吸水性樹脂を使用することなく実施例１と同様にして評価サンプルを作製した。
【００７０】
（比較例３）
吸水性繊維（ランシールＮＰ−６，東洋紡績製）を５×５ｃｍに裁断して評価サンプルとした。
【００７１】
＜評価方法＞
（透水試験方法）
以下の操作を温度２５℃、相対湿度６５％の環境下で行った。
１）５００ｐｐｍの塩化カルシウム水溶液４００ｇに上記評価サンプル（５×５ｃｍ、厚さ５ｍｍ）を浸漬し、手で抑えながら該水溶液を十分初期吸液させ、その後引き続いて１時間該水溶液に浸漬させる。
２）評価サンプルを吊上げて１０秒間水切りを行なう。
３）評価サンプルを円筒状の容器（φ４３ｍｍ、深さ５７ｍｍ）の上部開口部を閉鎖するように載せ、当該浸漬後の評価サンプルの中央部に５００ｐｐｍの塩化カルシウム水溶液を２ｇ滴下する。滴下は１分以内に完了するように行う。但し、容器の口の縁と評価サンプルとの隙間はグリースで封止する。
【００７２】
４）滴下完了後１分以内に評価サンプルを透過して容器底に溜まる水溶液量（透過液量）を測定する。
実施例１の評価サンプルについては、２０００ｐｐｍ，１００００ｐｐｍの塩化カルシウム水溶液についても透水試験を行った。
【００７３】
（吸水倍率の測定方法）
以下の操作を温度２５℃、相対湿度６５％の環境下で行った。
１）９５℃１時間で乾燥した評価サンプル重量を測定した後、１時間５００ｐｐｍの塩化カルシウム水溶液に浸漬。
２）評価サンプルを吊上げて１０秒間水切りを行なう。
３）更に４枚重ねのろ紙で評価サンプルを挟み１分間１ｋｇの荷重をかけて十分に表面の水溶液を除去した後、評価サンプル重量を測定する。
４）評価サンプルの吸水倍率を下記式から計算する。
吸水倍率（ｇ／ｇ）
＝浸漬後の評価サンプル重量／浸漬前の乾燥評価サンプル重量
実施例１の評価サンプルについては、２０００ｐｐｍ，１００００ｐｐｍの塩化カルシウム水溶液についても吸水倍率の測定を行った。
評価結果を表１に示した。
【００７４】
【表１】
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表１の結果より、本発明のシール材は、廃棄物最終処分場からの高塩濃度の汚染水のモデルである５００ｐｐｍの塩化カルシウム水溶液の透水試験における透過液量（漏れ量）がなく、吸水倍率も大きく、１００００ｐｐｍの濃度においてもなお高吸水繊維の５００ｐｐｍの塩化カルシウム水溶液と同等の性能を示しており、優れた止水・防水性能を有するものであることが分かる。実施例１の評価サンプルについて、廃棄物最終処分場などでの施工において、釘打ちによる固定の際に生じる貫通孔を想定して、カッターにてサンプルシートの中央部に長さ１ｃｍの切り目を入れて５００ｐｐｍの塩化カルシウム水溶液の透水試験を行ったところ、透過液量はやはりゼロであった。
【図面の簡単な説明】
【図１】軟質ポリウレタンフォームシートを使用するシール材の製造装置の例を示した概略図
【図１】
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