JP7136616B2 - Method for fixing water-absorbing resin, method for producing water-retentive pavement, and water-retaining agent for porous pavement - Google Patents
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Description
本発明は、吸水性樹脂の固定方法、保水性舗装の製造方法、および多孔質舗装体用保水性付与剤に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for fixing water absorbent resin, a method for producing water retentive pavement, and a water retentivity imparting agent for porous pavement.
保水材（例えば、保水砂、鉱物質、吸水性樹脂）は、広範な用途（例えば、園芸用、土壌用、土地緑化用、空調用、舗装用）に使用されている。しかし、保水材を対象物（保水性能を発揮すべき対象物）に適切に固定するためには、多くの検討課題が残されている。一例として、保水材を舗装用に用いる場合について説明する。 Water-retaining materials (eg, water-retaining sand, mineral substances, water-absorbing resins) are used in a wide range of applications (eg, horticulture, soil, greening, air-conditioning, and paving). However, in order to properly fix the water-retaining material to an object (an object that should exhibit water-retaining performance), many issues remain to be studied. As an example, a case where the water retaining material is used for pavement will be described.
保水材を舗装用に用いる場合には、道路表面部の多孔質舗装体の空隙に保水材を充填することにより、保水性舗装が構成される。このような保水性舗装は、雨等による水分を保持し、当該保持された水分が蒸発する際に気化熱が奪われることにより、路面温度の上昇を抑制する機能を有する。当該機能により、ヒートアイランド現象の緩和が期待されている。ここで、保水材が空隙内で適切に固定されない場合には、例えば降雨量が多い場合に保水材が空隙から流出してしまい、保水性が低下する、および、路面が滑りやすくなるという問題がある。このような問題に対応するために、セメントで保水材を固定する方法、より具体的には、未硬化状態のポーラスコンクリートに保水材を散布する方法が提案されている（例えば、特許文献１）。 When the water-retaining material is used for pavement, the water-retaining pavement is formed by filling the voids of the porous pavement on the surface of the road with the water-retaining material. Such water-retentive pavement retains moisture from rain or the like, and when the retained moisture evaporates, heat of vaporization is removed, thereby suppressing an increase in road surface temperature. This function is expected to alleviate the heat island phenomenon. Here, if the water-retaining material is not properly fixed in the gaps, the water-retaining material flows out of the gaps, for example, when there is a large amount of rainfall. be. In order to deal with such problems, a method of fixing a water-retaining material with cement, more specifically, a method of spraying a water-retaining material on uncured porous concrete has been proposed (for example, Patent Document 1). .
しかし、特許文献１に記載の方法では十分な固定化がなされず、結果として保水性能が十分に発揮されないという問題がある。
本発明は上記従来の問題に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、吸水性樹脂を固定対象物に適切に固定し、当該固定対象物に良好な保水性能を付与し得る方法を提供することにある。
However, the method described in Patent Literature 1 does not provide sufficient immobilization, and as a result, there is a problem that the water retention performance is not sufficiently exhibited.
The present invention has been made in view of the conventional problems described above, and its main object is to provide a method for appropriately fixing a water-absorbent resin to an object to be fixed and imparting good water retention performance to the object to be fixed. to do.
本発明の吸水性樹脂の固定方法は、吸水性樹脂と樹脂エマルションとを含む混合物を固定対象物に塗布、散布、注入または充填することを含む。
１つの実施形態においては、上記混合物は、上記塗布、散布、注入または充填前にあらかじめ調製されている。あるいは、上記方法においては、上記吸水性樹脂と上記樹脂エマルションとをそれぞれ上記固定対象物に塗布、散布、注入または充填することにより、上記混合物が調製されるとともに該吸水性樹脂が該固定対象物に導入される。
１つの実施形態においては、上記固定対象物は、多孔質舗装体、多孔質材料、無機材料成形体、樹脂成形体および繊維から選択される。
本発明の別の局面によれば、保水性舗装の製造方法が提供される。本発明の保水性舗装の製造方法は、吸水性樹脂と樹脂エマルションとを含む混合物を多孔質舗装体に塗布、散布、注入または充填することを含む。
１つの実施形態においては、上記保水性舗装の製造方法は、上記多孔質舗装体に塗布、散布、注入または充填された上記混合物を自然乾燥させることをさらに含む。あるいは、上記保水性舗装の製造方法は、上記多孔質舗装体に塗布、散布、注入または充填された上記混合物を乾燥させることをさらに含み、乾燥温度は５０℃～１００℃である。
１つの実施形態においては、上記混合物は、上記多孔質舗装体１ｍ２に対して０．２リットル～７リットル用いられる。
本発明の別の局面によれば、多孔質舗装体用保水性付与剤が提供される。本発明の多孔質舗装体用保水性付与剤は、吸水性樹脂と樹脂エマルションとを含む。
The method for fixing the water absorbent resin of the present invention includes coating, spraying, injecting or filling the object to be fixed with a mixture containing the water absorbent resin and the resin emulsion.
In one embodiment, the mixture is pre-prepared prior to the application, spraying, injection or filling. Alternatively, in the above method, the water absorbent resin and the resin emulsion are each applied, sprayed, injected or filled onto the object to be fixed to prepare the mixture, and the water absorbent resin adheres to the object to be fixed. introduced into
In one embodiment, the fixed object is selected from porous pavement, porous material, inorganic material molded body, resin molded body and fiber.
According to another aspect of the invention, a method of manufacturing a water-retentive pavement is provided. The method for producing a water-retentive pavement of the present invention includes coating, spreading, injecting or filling a porous pavement with a mixture containing a water-absorbing resin and a resin emulsion.
In one embodiment, the method for producing a water-retentive pavement further comprises air-drying the mixture applied, sprayed, injected or filled in the porous pavement. Alternatively, the method for producing the water-retentive pavement further comprises drying the mixture applied, spread, injected or filled in the porous pavement, and the drying temperature is 50°C to 100°C.
In one embodiment, the mixture is used in an amount of 0.2 liters to 7 liters per m 2 of the porous pavement.
According to another aspect of the present invention, a water retention imparting agent for porous pavement is provided. The water retention imparting agent for porous pavement of the present invention contains a water absorbent resin and a resin emulsion.
本発明の実施形態によれば、保水材としての吸水性樹脂とバインダーとしての樹脂エマルションとを組み合わせて採用することにより、不具合を生じることなく吸水性樹脂を固定対象物に適切に固定することができ、結果として、固定対象物に良好な保水性能を付与することができる。 According to the embodiment of the present invention, by employing a combination of a water absorbent resin as a water retaining material and a resin emulsion as a binder, the water absorbent resin can be appropriately fixed to an object to be fixed without causing problems. As a result, it is possible to impart good water retention performance to the fixed object.
以下、本発明の具体的な実施形態について説明するが、本発明はこれらの実施形態には限定されない。 Specific embodiments of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these embodiments.
Ａ．吸水性樹脂の固定方法の概要
本発明の実施形態による吸水性樹脂の固定方法は、吸水性樹脂と樹脂エマルションとを含む混合物を固定対象物に塗布、散布、注入または充填することを含む。
A. Outline of Method for Fixing Water Absorbent Resin A method for fixing a water absorbent resin according to an embodiment of the present invention includes applying, spraying, injecting, or filling an object to be fixed with a mixture containing a water absorbent resin and a resin emulsion.
Ｂ．吸水性樹脂
本発明の実施形態においては、吸水性樹脂は、代表的には保水材として機能し得る。保水材として吸水性樹脂を用いることにより、従来の鉱物質等の無機材料よりも優れた保水性能を付与することができる。吸水性樹脂は、非常に高い吸水率と非常に高い保水率とを共に有するからである。このような吸水性樹脂を保水性舗装の保水材として用いることにより、以下の利点が得られ得る：鉱物質等の無機材料に比べて、多孔質舗装体の空隙部分への導入量を少なくすることができるので、空隙部分を過度に充填することがない。その結果、多孔質舗装体の透水性および排水性を維持しつつ、多孔質舗装体に良好な保水性能を付与することができる。
B. Water Absorbent Resin In an embodiment of the present invention, the water absorbent resin can typically function as a water retaining material. By using a water-absorbing resin as a water-retaining material, it is possible to impart water-retaining performance superior to conventional inorganic materials such as mineral substances. This is because the water absorbent resin has both a very high water absorption rate and a very high water retention rate. By using such a water-absorbing resin as a water-retaining material for water-retaining pavement, the following advantages can be obtained: Compared to inorganic materials such as minerals, the amount of water-absorbing resin introduced into the pores of the porous pavement is reduced. Therefore, the void portion is not excessively filled. As a result, it is possible to impart good water retention performance to the porous pavement while maintaining the water permeability and drainage of the porous pavement.
吸水性樹脂としては、任意の適切な吸水性樹脂を採用することができる。具体例としては、アルコキシアルキレングリコール（メタ）アクリレート架橋重合体、アルコキシポリアルキレングリコール（メタ）アクリレート／（メタ）アクリル酸（塩）架橋共重合体等のポリオキシアルキレン基を有する架橋（共）重合体；（メタ）アクリルアミド／（メタ）アクリル酸（塩）架橋共重合体、Ｎ－ビニルアセトアミド架橋重合体、Ｎ－ビニルアセトアミド／（メタ）アクリル酸（塩）架橋共重合体等のアミド基を有する架橋（共）重合体；ポリアリルアミン架橋体、ポリエチレンイミン架橋体等のアミノ基を有する架橋（共）重合体；ヒドロキシアルキル（メタ）アクリレート架橋重合体、ヒドロキシアルキル（メタ）アクリレート／（メタ）アクリル酸（塩）架橋共重合体、ビニルアルコール／（メタ）アクリル酸（塩）架橋（共）重合体等のヒドロキシル基を有する架橋（共）重合体；２－アクリルアミド／２－メチルプロパンスルホン酸（塩）架橋重合体、２－アクリルアミド／２－メチルプロパンスルホン酸（塩）／（メタ）アクリル酸（塩）架橋共重合体、スルホアルキル（メタ）アクリレート（塩）架橋共重合体、スルホアルキル（メタ）アクリレート（塩）／（メタ）アクリル酸（塩）架橋共重合体、スルホン化ポリスチレン架橋体等のスルホン酸（塩）基を有する架橋（共）重合体；ポリビニルスルホン酸架橋体、モノ（２－（メタ）アクリロイルオキシエチル）アシッドホスフェート架橋（共）重合体等のリン酸（塩）基を有する架橋（共）重合体；架橋ポリエチレンオキシド、架橋ポリビニルピロリドン、架橋ポリビニルピリジン、澱粉／ポリ（メタ）アクリロニトリルグラフト共重合体のけん化物、澱粉／ポリ（メタ）アクリル酸（塩）グラフト共重合架橋体、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、イソブチレン／マレイン酸（塩）架橋共重合体、ベタインモノマー（共）重合体、アニオン性モノマーとカチオン性モノマーとの架橋共重合体が挙げられる。吸水性樹脂は、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。また、吸水性樹脂は、粉末で提供されてもよく、水性分散体として提供されてもよい。 Any appropriate water absorbent resin can be employed as the water absorbent resin. Specific examples include crosslinked (co)polymers having polyoxyalkylene groups such as alkoxyalkylene glycol (meth)acrylate crosslinked polymers and alkoxypolyalkyleneglycol (meth)acrylate/(meth)acrylic acid (salt) crosslinked copolymers. Coalescence; amide groups such as (meth)acrylamide/(meth)acrylic acid (salt) crosslinked copolymer, N-vinylacetamide crosslinked copolymer, N-vinylacetamide/(meth)acrylic acid (salt) crosslinked copolymer, etc. crosslinked (co)polymers having amino groups; crosslinked (co)polymers having amino groups such as polyallylamine crosslinked products and polyethyleneimine crosslinked products; hydroxyalkyl (meth)acrylate crosslinked polymers, hydroxyalkyl (meth)acrylate/(meth) Crosslinked (co)polymers having hydroxyl groups such as acrylic acid (salt) crosslinked copolymers, vinyl alcohol/(meth)acrylic acid (salt) crosslinked (co)polymers; 2-acrylamide/2-methylpropanesulfonic acid (Salt) crosslinked polymer, 2-acrylamide/2-methylpropanesulfonic acid (salt)/(meth)acrylic acid (salt) crosslinked copolymer, sulfoalkyl (meth)acrylate (salt) crosslinked copolymer, sulfoalkyl Crosslinked (co)polymers having sulfonic acid (salt) groups such as (meth)acrylate (salt)/(meth)acrylic acid (salt) crosslinked copolymers and sulfonated polystyrene crosslinked products; (2-(Meth)acryloyloxyethyl) acid phosphate crosslinked (co)polymer having a phosphoric acid (salt) group; crosslinked polyethylene oxide, crosslinked polyvinylpyrrolidone, crosslinked polyvinylpyridine, starch/poly Saponified (meth)acrylonitrile graft copolymer, starch/poly(meth)acrylic acid (salt) graft copolymer crosslinked product, reaction product of polyvinyl alcohol and maleic anhydride (salt), isobutylene/maleic acid (salt) ) crosslinked copolymers, betaine monomer (co)polymers, and crosslinked copolymers of anionic monomers and cationic monomers. The water absorbent resin may be used alone or in combination of two or more. Moreover, the water absorbent resin may be provided as a powder or as an aqueous dispersion.
１つの実施形態においては、吸水性樹脂は、ミクロヒドロゲル水性分散体として提供され得る。ヒドロゲルとは、水溶性又は親水性重合体に架橋構造を付与して得られる実質的に水不溶性且つ水膨潤性の物質の総称であり、ミクロヒドロゲルとは１００μｍ以下の平均粒子径を有するヒドロゲルを指す。このミクロヒドロゲル水性分散体としては、例えば、酸性基及び架橋構造を含有するアクリロニトリル系重合体（以下、アクリロニトリルを必要に応じて「ＡＮ」と略称することがある）からなり、さらにニトリル基の加水分解反応により塩型カルボキシル基｛－ＣＯＯＸ（Ｘ：アルカリ金属又はアンモニウムイオン）で示される｝が導入され、少なくとも０．１ｍｍｏｌ／ｇの塩型カルボキシル基を含有し、且つ絶乾状態で１００μｍ以下の平均粒子径を有するヒドロゲルが水系媒体中に安定に分散したもの、を挙げることができる。このような吸水性樹脂によれば、長期間に亘る保水効果の持続が可能となり得る。 In one embodiment, the water absorbent resin may be provided as a microhydrogel aqueous dispersion. Hydrogel is a general term for substantially water-insoluble and water-swellable substances obtained by imparting a crosslinked structure to a water-soluble or hydrophilic polymer, and microhydrogel is a hydrogel having an average particle size of 100 μm or less. Point. The microhydrogel aqueous dispersion is, for example, an acrylonitrile-based polymer containing an acidic group and a crosslinked structure (hereinafter, acrylonitrile may be abbreviated as "AN" if necessary), and further hydrolysis of the nitrile group. Salt-type carboxyl groups {-COOX (X: alkali metal or ammonium ion)} are introduced by the decomposition reaction, and contain at least 0.1 mmol/g of salt-type carboxyl groups and have a size of 100 μm or less in absolute dry conditions. A hydrogel having an average particle size that is stably dispersed in an aqueous medium can be mentioned. With such a water absorbent resin, it is possible to maintain the water retention effect over a long period of time.
ミクロヒドロゲル又はその水性分散体を得るための出発物質として使用されるＡＮ系重合体とは、ＡＮと他の１種又は２種以上のエチレン系不飽和化合物とを共重合させた重合体であって、酸性基及び架橋構造を含有する重合体の総称である。ＡＮ系重合体におけるＡＮの含有率は、単量体全体に対して好ましくは３０質量％以上、より好ましくは５０質量％以上、さらに好ましくは７０質量％以上である。ＡＮの含有率がこのような範囲であれば、十分な親水化が達成され、かつ、所望の吸水率を有するヒドロゲルが形成され得る。 The AN polymer used as a starting material for obtaining the microhydrogel or its aqueous dispersion is a polymer obtained by copolymerizing AN with one or more other ethylenically unsaturated compounds. is a general term for polymers containing acidic groups and crosslinked structures. The content of AN in the AN-based polymer is preferably 30% by mass or more, more preferably 50% by mass or more, and still more preferably 70% by mass or more, based on the total monomers. If the AN content is within this range, sufficient hydrophilization can be achieved and a hydrogel having a desired water absorption rate can be formed.
ＡＮと共重合するエチレン系不飽和化合物としては、任意の適切なエチレン系不飽和化合物を採用することができる。エチレン系不飽和化合物の具体例としては、塩化ビニル、塩化ビニリデン等のハロゲン化ビニル及びハロゲン化ビニリデン類；アリルアルコール、メタリルアルコール等の不飽和アルコール及びこれらのエーテル類；アクリル酸、メタクリル酸等の不飽和カルボン酸及びこれらの塩類；アクリル酸メチル、アクリル酸エチル等のアクリル酸エステル類；メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル等のメタクリル酸エステル類；メチルビニルケトンの不飽和ケトン類、蟻酸ビニル、酢酸ビニル等のビニルエステル類；アクリルアミド及びそのアルキル置換体；Ｎ－メチロールアクリルアミド；ｐ－スチレンスルホン酸等の不飽和炭化水素スルホン酸及びこれらの塩類；アクリル酸スルホブチル、メタクリル酸スルホエチル等のアクリル酸若しくはメタクリル酸のスルホアルキルエステル及びこれらの塩類；スチレン、α－メチルスチレン、クロロステレン等のスチレン及びそのアルキル又はハロゲン置換体；ビニルピリジン等の塩基性ビニル化合物類；メタクリロニトリル、ヒドロキシエチルアクリロニトリル等のビニル系ニトリル化合物類；アクロレイン、メタクロレイン等のビニル系アルデヒド化合物類；グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート等の不飽和カルボン酸のグリシジルエステル類；グリシジルアリルスルホネート等の不飽和スルホン酸のグリシジルエステル類；ビニルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル等の不飽和グリシジルエーテル類；エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールメタクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート等のアクリル酸若しくはメタクリル酸のジエステル類；トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリメチロールエタントリメタクリレート等のアクリル酸若しくはメタクリル酸のトリエステル類；ジアリルフタレート、ジアリルマレート等の多価カルボン酸のジアリルエステル類；無水メタクリル酸等のジビニル系酸無水物類；ジビニルベンゼン及びそのアルキル又はハロゲン置換体が挙げられる。 Any appropriate ethylenically unsaturated compound can be employed as the ethylenically unsaturated compound to be copolymerized with AN. Specific examples of ethylenically unsaturated compounds include vinyl halides and vinylidene halides such as vinyl chloride and vinylidene chloride; unsaturated alcohols such as allyl alcohol and methallyl alcohol and their ethers; acrylic acid, methacrylic acid, etc. unsaturated carboxylic acids and salts thereof; acrylic acid esters such as methyl acrylate and ethyl acrylate; methacrylic acid esters such as methyl methacrylate and ethyl methacrylate; unsaturated ketones of methyl vinyl ketone, vinyl formate, vinyl esters such as vinyl acetate; acrylamide and alkyl-substituted products thereof; N-methylolacrylamide; unsaturated hydrocarbon sulfonic acids such as p-styrenesulfonic acid and salts thereof; Sulfoalkyl esters of methacrylic acid and salts thereof; Styrenes such as styrene, α-methylstyrene, chlorosterene and alkyl- or halogen-substituted products thereof; Basic vinyl compounds such as vinylpyridine; Vinyls such as methacrylonitrile and hydroxyethylacrylonitrile Nitrile compounds; Vinyl aldehyde compounds such as acrolein and methacrolein; Glycidyl esters of unsaturated carboxylic acids such as glycidyl acrylate and glycidyl methacrylate; Glycidyl esters of unsaturated sulfonic acids such as glycidyl allyl sulfonate; Vinyl glycidyl ether , unsaturated glycidyl ethers such as allyl glycidyl ether; ethylene glycol dimethacrylate, diethylene glycol methacrylate, diesters of acrylic acid or methacrylic acid such as diethylene glycol diacrylate; acrylic acid such as trimethylolpropane trimethacrylate, trimethylolethane trimethacrylate or triesters of methacrylic acid; diallyl esters of polycarboxylic acids such as diallyl phthalate and diallyl maleate; divinyl acid anhydrides such as methacrylic anhydride; and divinylbenzene and its alkyl- or halogen-substituted derivatives.
吸水性樹脂の粉末（乾燥）状態における平均粒子径は、例えば５００μｍ以下であり、好ましくは２００μｍ以下であり、より好ましくは１００μｍ以下であり、さらに好ましくは５０μｍ以下である。平均粒子径がこのような範囲であれば、例えば保水性舗装の保水材として用いる場合に以下の利点が得られ得る：（１）流動性に優れ、結果として施工性に優れる；（２）多孔質舗装体の空隙部分に良好に入り込むことができるので、良好な保水性能が実現できる；（３）多孔質舗装体の空隙部分を埋め尽くすことがないので、透水性および排水性を維持することができる；（４）これらの全体の結果として、保水性能をより効果的に発現できる。一方、平均粒子径は、例えば１μｍ以上であり、好ましくは５μｍ以上である。なお、ミクロヒドロゲル水性分散体等のあらかじめ水性分散化された吸水性樹脂の場合には、吸水性樹脂の水中で膨潤した状態における平均粒子径は、例えば２００００μｍ以下であり、好ましくは１０００μｍ以下であり、より好ましくは１００μｍ以下であり、さらに好ましくは１０μｍ以下である。一方、膨潤状態の平均粒子径は、例えば０．０２μｍ以上である。 The average particle size of the water absorbent resin in a powder (dry) state is, for example, 500 µm or less, preferably 200 µm or less, more preferably 100 µm or less, and still more preferably 50 µm or less. If the average particle size is in such a range, the following advantages can be obtained, for example, when used as a water-retaining material for water-retaining pavement: (1) excellent fluidity, resulting in excellent workability; (2) porosity (3) Since it does not fill up the voids of the porous pavement, it maintains water permeability and drainage. (4) As a result of all of these, the water retention performance can be expressed more effectively. On the other hand, the average particle size is, for example, 1 μm or more, preferably 5 μm or more. In the case of a water-absorbing resin that has been previously water-dispersed such as a microhydrogel aqueous dispersion, the average particle size of the water-absorbing resin in a swollen state in water is, for example, 20000 μm or less, preferably 1000 μm or less. , more preferably 100 μm or less, and still more preferably 10 μm or less. On the other hand, the average particle size in the swollen state is, for example, 0.02 μm or more.
吸水性樹脂の純水中での１時間吸水倍率は、好ましくは１０ｇ／ｇ～１０００ｇ／ｇであり、より好ましくは１５ｇ／ｇ～７００ｇ／ｇであり、さらに好ましくは２０ｇ／ｇ～５００ｇ／ｇである。吸水倍率がこのような範囲であれば、良好な保水性能を実現することができる。 The one-hour water absorption capacity of the water absorbent resin in pure water is preferably 10 g/g to 1000 g/g, more preferably 15 g/g to 700 g/g, and still more preferably 20 g/g to 500 g/g. is. If the water absorption capacity is within such a range, good water retention performance can be achieved.
Ｃ．樹脂エマルション
本発明の実施形態においては、樹脂エマルションは、代表的にはバインダーとして機能し得る。バインダーとして樹脂エマルションを用いることにより、取扱い性および作業性に優れるという利点が得られる。例えば保水性舗装のバインダーとして用いる場合には、樹脂エマルションは分散媒が揮発しない限り可使時間に制限がないので、セメントや未硬化のポーラスコンクリートに比べて格段に可使時間が長い。したがって、混合物を固定対象物（例えば、多孔質舗装体）に塗布等する場合の取扱い性および作業性が、セメントや未硬化のポーラスコンクリートに比べて格段に優れたものとなる。
C. Resin Emulsion In embodiments of the present invention, a resin emulsion may typically function as a binder. By using a resin emulsion as a binder, the advantage of being excellent in handleability and workability can be obtained. For example, when used as a binder for water-retentive pavement, the usable life of a resin emulsion is not limited as long as the dispersion medium does not volatilize, so the usable life is much longer than that of cement or uncured porous concrete. Therefore, handling and workability when applying the mixture to an object to be fixed (for example, porous pavement) are significantly superior to cement and unhardened porous concrete.
樹脂エマルションは、代表的には水分散型樹脂エマルションである。水分散型樹脂エマルションは分散媒が水であり、溶剤系のバインダー（例えば、溶剤系接着剤）に比べて分散媒が揮発しにくい。したがって、溶剤系のバインダーに比べて取扱い性および作業性が格段に優れ得る。さらに、溶剤系バインダーに比べて、臭気および引火性が格段に低いので、環境上の利点も大きい。エマルションにおける粒子を形成し得る樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、酢酸ビニル樹脂、スチレンブタジエンラテックス、エチレンビニルアクリレートが挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。樹脂エマルションは、好ましくは、アクリル系樹脂エマルションである。入手および製造が容易であり、かつ、モノマー成分の種類および配合比等を調整することにより特性の調整が容易だからである。より好ましくは、アクリル系樹脂エマルションは、モノマー成分中に炭素数が４以上のアルキル基を有するアクリル酸エステルを１５質量％以上含み、さらに好ましくは２５質量％以上含み、特に好ましくは３５質量％以上含む。 The resin emulsion is typically a water-dispersed resin emulsion. The dispersion medium of the water-dispersed resin emulsion is water, and the dispersion medium is less likely to volatilize than solvent-based binders (for example, solvent-based adhesives). Therefore, handling and workability can be remarkably superior to solvent-based binders. In addition, the environmental benefits are significant as they are significantly less odorous and flammable than solvent-based binders. Examples of resins that can form particles in emulsions include acrylic resins, epoxy resins, urethane resins, vinyl acetate resins, styrene-butadiene latex, and ethylene vinyl acrylate. These may be used alone or in combination of two or more. The resin emulsion is preferably an acrylic resin emulsion. This is because it is easy to obtain and manufacture, and it is easy to adjust the properties by adjusting the types and compounding ratios of the monomer components. More preferably, the acrylic resin emulsion contains 15% by mass or more, more preferably 25% by mass or more, and particularly preferably 35% by mass or more of an acrylic acid ester having an alkyl group having 4 or more carbon atoms in the monomer component. include.
樹脂エマルション中に形成されている粒子（固形分）濃度は、例えば１０質量％～８０質量％であり、好ましくは２０質量％～７０質量％であり、より好ましくは３０質量％～６０質量％である。樹脂エマルションの濃度がこのような範囲であれば、樹脂エマルションの生産性および取扱い性に優れる。以下、エマルション中に形成されている樹脂粒子を単に樹脂粒子またはエマルション粒子と称する場合がある。樹脂エマルションは、分散媒を好ましくは２０質量％～８０質量％、より好ましくは３０質量％～８０質量％、さらに好ましくは４０質量％～７０質量％含む。樹脂エマルションに含まれる分散媒は、水が主成分であることが好ましい。分散媒全体に対する水の割合は、好ましくは５０質量％以上であり、より好ましくは８０質量％以上であり、さらに好ましくは９０質量％以上である。 The concentration of particles (solid content) formed in the resin emulsion is, for example, 10% by mass to 80% by mass, preferably 20% by mass to 70% by mass, more preferably 30% by mass to 60% by mass. be. If the concentration of the resin emulsion is within such a range, the productivity and handleability of the resin emulsion are excellent. Hereinafter, the resin particles formed in the emulsion may be simply referred to as resin particles or emulsion particles. The resin emulsion preferably contains 20% to 80% by mass, more preferably 30% to 80% by mass, and even more preferably 40% to 70% by mass of the dispersion medium. It is preferable that the main component of the dispersion medium contained in the resin emulsion is water. The ratio of water to the entire dispersion medium is preferably 50% by mass or more, more preferably 80% by mass or more, and still more preferably 90% by mass or more.
樹脂粒子の平均粒子径は、例えば５０ｎｍ～５００ｎｍであり、好ましくは８０ｎｍ～４００ｎｍであり、より好ましくは１００ｎｍ～３５０ｎｍである。樹脂粒子の平均粒子径がこのような範囲であれば、機械的安定性および耐水性に優れるという利点がある。 The average particle size of the resin particles is, for example, 50 nm to 500 nm, preferably 80 nm to 400 nm, more preferably 100 nm to 350 nm. If the average particle size of the resin particles is within this range, there is an advantage that mechanical stability and water resistance are excellent.
樹脂粒子の平均粒子径は、好ましくは、吸水性樹脂（膨潤状態）の平均粒子径以下である。樹脂粒子の平均粒子径と吸水性樹脂（膨潤状態）の平均粒子径との比［吸水性樹脂の平均粒子径／樹脂粒子の平均粒子径］は、例えば１／１～１０００／１であり、好ましくは２／１～７５０／１であり、より好ましくは３／１～５００／１である。平均粒子径の比がこのような範囲であれば、吸水性樹脂を効率よく固定でき、保水性をより効率よく発現できるという利点を有する。 The average particle size of the resin particles is preferably equal to or less than the average particle size of the water absorbent resin (in a swollen state). The ratio of the average particle size of the resin particles to the average particle size of the water-absorbing resin (in a swollen state) [average particle size of the water-absorbing resin/average particle size of the resin particles] is, for example, 1/1 to 1000/1, It is preferably 2/1 to 750/1, more preferably 3/1 to 500/1. If the average particle size ratio is within such a range, there is an advantage that the water-absorbing resin can be efficiently fixed and water retention can be more efficiently exhibited.
樹脂エマルションの最低造膜温度（ＭＦＴ：Ｍｉｎｉｍｕｍ Ｆｉｌｍ－ｆｏｒｍｉｎｇ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）は、例えば７０℃以下であり、好ましくは３０℃以下であり、より好ましくは１０℃以下であり、さらに好ましくは０℃以下である。一方、ＭＦＴは、例えば－１０℃以上であり得、実用的には０℃以上である。ＭＦＴがこのような範囲であれば、良好な造膜が実現されるので、樹脂エマルションがバインダーとして良好に機能し得る。 The minimum film-forming temperature (MFT) of the resin emulsion is, for example, 70° C. or lower, preferably 30° C. or lower, more preferably 10° C. or lower, and even more preferably 0° C. or lower. . On the other hand, the MFT can be, for example, −10° C. or higher, and practically 0° C. or higher. If the MFT is in such a range, good film formation is achieved, so the resin emulsion can function well as a binder.
樹脂エマルションの酸価は、例えば１５６以下であり、好ましくは７８以下であり、より好ましくは３９以下である。一方、酸価は、例えば０．１以上である。酸価がこのような範囲であれば、安定性に優れたエマルションが形成され得る。 The acid value of the resin emulsion is, for example, 156 or less, preferably 78 or less, more preferably 39 or less. On the other hand, the acid value is, for example, 0.1 or more. If the acid value is within this range, an emulsion with excellent stability can be formed.
Ｄ．混合物
本発明の実施形態においては、上記吸水性樹脂と上記樹脂エマルションとを含む混合物が固定対象物に塗布、散布、注入または充填される。１つの実施形態においては、混合物は、固定対象物に塗布、散布、注入または充填される前に、あらかじめ調製されている。別の実施形態においては、上記吸水性樹脂と上記樹脂エマルションとをそれぞれ固定対象物に塗布、散布、注入または充填することにより、混合物が調製されるとともに吸水性樹脂が固定対象物に導入される。言い換えれば、混合物は、吸水性樹脂と樹脂エマルションとを含むようあらかじめ調製されて提供されてもよく、吸水性樹脂と樹脂エマルションとを固定対象物に塗布等することにより結果として混合物が調製されてもよい。さらに、塗布等の直前に吸水性樹脂と樹脂エマルションとを混合してもよい。混合物があらかじめ調製されている場合には、混合物に固定対象物を浸漬することにより、吸水性樹脂を固定対象物に導入してもよい。調製された混合物は、代表的には、樹脂粒子と吸水性樹脂と水性分散媒（代表的には水）とを含み得る。
D. Mixture In an embodiment of the present invention, a mixture containing the water-absorbing resin and the resin emulsion is applied, sprinkled, injected or filled onto the object to be fixed. In one embodiment, the mixture is pre-prepared before being applied, sprinkled, injected or filled onto the immobilization object. In another embodiment, the water-absorbent resin and the resin emulsion are applied, sprinkled, injected or filled on the object to be fixed respectively to prepare a mixture and to introduce the water-absorbent resin into the object to be fixed. . In other words, the mixture may be prepared and provided in advance so as to contain the water-absorbing resin and the resin emulsion, and the mixture is prepared as a result of coating the water-absorbing resin and the resin emulsion on the immobilizing object. good too. Further, the water absorbent resin and the resin emulsion may be mixed immediately before application or the like. When the mixture is prepared in advance, the water absorbent resin may be introduced into the immobilization object by immersing the immobilization object in the mixture. The prepared mixture may typically contain resin particles, a water absorbent resin and an aqueous dispersion medium (typically water).
混合物中における樹脂粒子の含有量は、例えば０．０１質量％～５０質量％であり、好ましくは０．０５質量％～４０質量％であり、より好ましくは０．１質量％～３０質量％である。樹脂粒子の含有量がこのような範囲であれば、吸水性樹脂を固定対象物に適切に固定することができる。 The content of the resin particles in the mixture is, for example, 0.01% by mass to 50% by mass, preferably 0.05% by mass to 40% by mass, more preferably 0.1% by mass to 30% by mass. be. If the content of the resin particles is within such a range, the water absorbent resin can be appropriately fixed to the object to be fixed.
混合物中における吸水性樹脂の含有量は、例えば０．０１質量％～３０質量％であり、好ましくは０．０５質量％～２０質量％であり、より好ましくは０．１質量％～１０質量％である。吸水性樹脂の含有量がこのような範囲であれば、固定対象物に塗布等した後に良好な保水力を実現することができる。さらに、適切な施工性を実現し得る流動性を確保することができる。 The content of the water absorbent resin in the mixture is, for example, 0.01% by mass to 30% by mass, preferably 0.05% by mass to 20% by mass, more preferably 0.1% by mass to 10% by mass. is. If the content of the water-absorbing resin is within such a range, it is possible to achieve good water-retaining power after applying the resin to the fixed object. Furthermore, it is possible to secure fluidity that can realize appropriate workability.
混合物中における樹脂粒子の含有量と吸水性樹脂の含有量との比（樹脂粒子／吸水性樹脂）は、好ましくは１／９９～９９／１であり、より好ましくは５／９５～９５／５である。当該比がこのような範囲であれば、吸水性樹脂を効率良く固定化でき、保水性をより効率よく発現できるという利点を有する。 The ratio of the content of the resin particles to the content of the water-absorbent resin in the mixture (resin particles/water-absorbent resin) is preferably 1/99 to 99/1, more preferably 5/95 to 95/5. is. If the ratio is within such a range, there is an advantage that the water-absorbing resin can be efficiently immobilized and water retention can be expressed more efficiently.
混合物は、任意の適切な添加剤をさらに含んでいてもよい。添加剤の具体例としては、分散剤、消泡剤、増粘剤、レオロジーコントロール剤、発泡剤、可塑剤、湿潤剤、ブロッキング防止剤、老化防止剤、防腐剤、帯電防止剤、紫外線吸収剤、紫外線安定剤、レベリング剤、可塑剤、染料、顔料、酸化防止剤が挙げられる。混合物に含まれる添加剤の種類、組み合わせ、量等は、目的に応じて適切に設定され得る。 The mixture may further contain any suitable additive. Specific examples of additives include dispersants, antifoaming agents, thickeners, rheology control agents, foaming agents, plasticizers, wetting agents, antiblocking agents, antiaging agents, preservatives, antistatic agents, and ultraviolet absorbers. , UV stabilizers, leveling agents, plasticizers, dyes, pigments and antioxidants. The type, combination, amount, etc. of additives contained in the mixture can be appropriately set according to the purpose.
混合物における水性分散媒は、上記成分の残量として含まれる。水性分散媒の含有量は、例えば２０質量％～９９．９８質量％であり得る。 The aqueous dispersion medium in the mixture is included as the balance of the above ingredients. The content of the aqueous dispersion medium can be, for example, 20% to 99.98% by weight.
Ｅ．固定対象物および固定方法
固定対象物としては、吸水性樹脂を固定して当該固定位置で保水機能を発揮すべき任意の適切な対象物が挙げられる。具体例としては、多孔質舗装体、多孔質ブロック、多孔質層を含む建築物等の多孔質材料、モルタル板、コンクリート板等の無機材料成形体、アクリル板等の樹脂成形体、繊維が挙げられる。言い換えれば、上記混合物は、このような固定対象物に対する保水性付与剤（例えば、多孔質舗装体用保水性付与剤）であり得る。以下、一例として、固定対象物が多孔質舗装体である場合における、吸水性樹脂の固定方法を説明する。
E. Fixing Object and Fixing Method The fixing object includes any suitable object to which the water-absorbent resin is to be fixed to exhibit the water retention function at the fixing position. Specific examples include porous pavements, porous blocks, porous materials such as buildings containing porous layers, inorganic material moldings such as mortar plates and concrete plates, resin moldings such as acrylic plates, and fibers. be done. In other words, the mixture can be a water retentivity imparting agent for such a fixed object (for example, a water retentivity imparting agent for porous pavement). As an example, a method of fixing the water-absorbing resin when the fixing target is a porous pavement will be described below.
多孔質舗装体は、代表的には、道路等の表面に施工されている。多孔質舗装体としては、例えば、排水性アスファルト混合物、透水性アスファルト混合物、排水性セメントコンクリート、透水性セメントコンクリートの舗装が挙げられる。 A porous pavement is typically constructed on the surface of a road or the like. Porous pavements include, for example, drainage asphalt mixtures, permeable asphalt mixtures, permeable cement-concrete, and permeable cement-concrete pavements.
混合物は、多孔質舗装体を形成する材料（例えば、上記のアスファルト混合物、セメントコンクリート）の調製時に混合されてもよく、多孔質舗装体の施工時（未硬化時）に導入してもよく、施工された（硬化後の）多孔質舗装体に塗布、散布、注入または充填されてもよい。以下、一例として、混合物を施工後の多孔質舗装体に導入する実施形態について説明する。 The mixture may be mixed during the preparation of the material forming the porous pavement (e.g., the above-mentioned asphalt mixture, cement concrete), or may be introduced during construction of the porous pavement (uncured), It may be applied, sprinkled, injected or filled into the applied (after curing) porous pavement. Hereinafter, as an example, an embodiment in which the mixture is introduced into the porous pavement after construction will be described.
本実施形態においては、上記のとおり、混合物を多孔質舗装体に塗布、散布、注入または充填することにより導入する。実質的には、塗布等された混合物が、多孔質舗装体の空隙内に入り込む。混合物中の樹脂エマルションおよび吸水性樹脂の濃度が上記のような範囲であれば、特別な操作を行うことなく、混合物（実質的には、樹脂エマルションおよび吸水性樹脂）が空隙内に適切に入り込み得る。すなわち、本実施形態によれば、多孔質舗装体内部に保水層を形成する技術（例えば、多孔質舗装体の表面に吸水性樹脂を散布して保水層を形成した後、当該保水層を覆う多孔質舗装体をさらに施工する技術）に比べて、格段に優れた作業性かつ格段に低いコストで保水性舗装を実現することができる。さらに、塗布等の量を調整することにより、空隙を適切に充填し得る。混合物の塗布等の量は、多孔質舗装体１ｍ２に対して例えば０．２リットル～７リットルであり得る。必要に応じて、混合物の空隙内への入り込みを補助する操作を行ってもよい。このような操作としては、例えば、振動、加圧が挙げられる。 In this embodiment, as described above, the mixture is introduced by coating, spraying, injecting or filling the porous pavement. Substantially, the applied mixture enters into the voids of the porous pavement. If the concentrations of the resin emulsion and the water-absorbing resin in the mixture are within the above range, the mixture (substantially the resin emulsion and the water-absorbing resin) can be properly introduced into the voids without performing any special operation. obtain. That is, according to the present embodiment, a technique for forming a water-retaining layer inside the porous pavement (for example, a water-absorbing resin is sprayed on the surface of the porous pavement to form a water-retaining layer, and then the water-retaining layer is covered A water-retentive pavement can be realized with much better workability and at a much lower cost than the technique of further constructing a porous pavement. Furthermore, by adjusting the amount of application or the like, the voids can be appropriately filled. The amount of application, etc. of the mixture can be, for example, 0.2 liters to 7 liters per square meter of porous pavement. If necessary, an operation may be performed to assist the entry of the mixture into the voids. Such operations include, for example, vibration and pressurization.
次に、混合物を乾燥させる。乾燥により、混合物中の水性分散媒が蒸発するとともに、樹脂エマルションにより吸水性樹脂が多孔質舗装体に固定される。乾燥は、好ましくは自然乾燥である。必要に応じて、加熱乾燥してもよい。加熱乾燥を行う場合の加熱温度は、好ましくは５０℃～１００℃であり、より好ましくは７０℃～９０℃である。加熱時間は、加熱温度に応じて変化し得る。加熱時間は、例えば２分～５分であり得る。このように、本実施形態によれば、常温またはそれほど高くない温度での操作により、吸水性樹脂を多孔質舗装体に固定することができる。 The mixture is then dried. The drying evaporates the aqueous dispersion medium in the mixture, and the resin emulsion fixes the water absorbent resin to the porous pavement. Drying is preferably natural drying. Heat drying may be carried out as necessary. The heating temperature for heat drying is preferably 50°C to 100°C, more preferably 70°C to 90°C. The heating time can vary depending on the heating temperature. The heating time can be, for example, 2 minutes to 5 minutes. As described above, according to the present embodiment, the water absorbent resin can be fixed to the porous pavement by operating at normal temperature or not so high temperature.
以上のようにして、吸水性樹脂が固定対象物に固定される。上記例示の実施形態においては、吸水性樹脂の固定により保水性舗装が製造され得る。 As described above, the water absorbent resin is fixed to the fixed object. In the exemplary embodiments described above, a water-retaining pavement can be produced by fixing the water-absorbing resin.
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例には限定されない。なお、実施例における各特性の測定方法は以下のとおりである。 EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples. In addition, the method for measuring each characteristic in the examples is as follows.
（１）吸水性樹脂の平均粒子径
レーザー回析式粒度分布装置（ＨＯＲＩＢＡ社製 ＬＡ－９２０）を使用して測定した。測定は、分布形態：標準、粒子径基準：体積、グラフ形態：棒グラフ、に設定し、試料バスにメタノールを入れて空気抜き及び光軸調整を行い、サンプル（製造例で得られた吸水性樹脂）を試料バスに入れて超音波処理を２分行った後、透過率が８１～８８％になるようサンプル濃度を調整した後、再度超音波処理を２分行ってから実施した。
（２）樹脂エマルションの平均粒子径
動的光散乱法による粒度分布測定器（Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｓｉｚｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍｓ社製、ＮＩＣＯＭＰ Ｍｏｄｅｌ ３８０）を使用して測定した体積平均粒子径を平均粒子径とした。
（３）吸水性樹脂の吸水倍率
製造例で得られた吸水性樹脂を試料として用いた。当該試料０．２ｇを不織布製のティーバッグ式袋（９５ｍｍ×７０ｍｍ）に均一に入れ、水に浸漬し、１時間後にこのティーバッグ式袋を引き上げ、所定の水きり操作を行った後、その重量Ｗａ［ｇ］を測定した。同様の操作を、吸水性樹脂を入れずに行い、そのときの袋の質量Ｗｂ［ｇ］を測定した。以下の数式で示される計算式により吸水倍率を算出した。
吸水倍率＝（Ｗａ－Ｗｂ）／（吸水性樹脂試料の質量（０．２ｇ））－１
（４）樹脂エマルションの最低造膜温度ＭＦＴ
実施例で用いた樹脂エマルションを、熱勾配試験機の上に置いたガラス板上に厚さが０．２ｍｍとなるようにアプリケーターを用いて塗工した。塗膜を乾燥させ、クラックが生じたときの温度を最低造膜温度ＭＦＴとした。
(1) Average Particle Size of Water Absorbent Resin Measured using a laser diffraction particle size distribution device (LA-920 manufactured by HORIBA). The measurement is set to distribution form: standard, particle size standard: volume, graph form: bar graph, put methanol in the sample bath, remove air and adjust the optical axis, and sample (water absorbent resin obtained in the production example) was placed in a sample bath and subjected to ultrasonic treatment for 2 minutes, the sample concentration was adjusted so that the transmittance was 81 to 88%, and ultrasonic treatment was performed again for 2 minutes.
(2) Average Particle Size of Resin Emulsion A volume-average particle size measured using a dynamic light scattering particle size distribution analyzer (NICOMP Model 380, manufactured by Particle Sizing Systems) was taken as the average particle size.
(3) Water Absorption Capacity of Water Absorbent Resin The water absorbent resin obtained in Production Example was used as a sample. 0.2 g of the sample was uniformly placed in a non-woven fabric tea bag (95 mm × 70 mm) and immersed in water. Wa [g] was measured. The same operation was performed without adding the water absorbent resin, and the weight Wb [g] of the bag at that time was measured. The water absorption capacity was calculated according to the formula shown below.
Water absorption ratio = (Wa-Wb) / (mass of water-absorbing resin sample (0.2 g)) -1
(4) Minimum film-forming temperature MFT of resin emulsion
The resin emulsion used in the examples was applied using an applicator to a thickness of 0.2 mm on a glass plate placed on a thermal gradient tester. The coating film was dried, and the temperature at which cracks occurred was defined as the minimum film-forming temperature MFT.
＜製造例１：吸水性樹脂１の製造＞
内径８５ｍｍ、円筒状のプラスチック容器（容量１０００ｍＬ）に、アクリル酸ナトリウム６２．６ｇ、アクリルアミド１１０．４ｇ、メチレンビスアクリルアミド０．２４ｇ、水３２９．８ｇを加えて充分混合した後、２５℃の温水バスに浸漬し、窒素ガスを２Ｌ／ｍｉｎで２０分間吹き込み、水溶液中の溶存酸素を除去した。その後、２０％過硫酸ナトリウム水溶液３．８８ｇ、および２％Ｌ－アスコルビン酸水溶液３．８８ｇを加えて混合した後、静置重合した。重合発熱がピークを過ぎてから、温水バスを９０℃に昇温して４０分静置した。静置後、得られたゲル状物を、ハサミで５ｍｍ程度の大きさにカットした後、１１５℃で２時間乾燥させた。得られた乾燥物をジェットミルで粉砕することにより、平均粒子径が１５μｍ、吸水倍率が１９８ｇ／ｇである吸水性樹脂１を得た。
<Production Example 1: Production of Water Absorbent Resin 1>
62.6 g of sodium acrylate, 110.4 g of acrylamide, 0.24 g of methylenebisacrylamide, and 329.8 g of water were added to a cylindrical plastic container (capacity: 1,000 mL) with an inner diameter of 85 mm, and mixed well. and nitrogen gas was blown in at 2 L/min for 20 minutes to remove dissolved oxygen in the aqueous solution. Then, 3.88 g of a 20% sodium persulfate aqueous solution and 3.88 g of a 2% L-ascorbic acid aqueous solution were added and mixed, followed by static polymerization. After the heat generation from polymerization peaked, the temperature of the hot water bath was raised to 90° C. and the mixture was allowed to stand still for 40 minutes. After being allowed to stand, the resulting gel-like material was cut with scissors to a size of about 5 mm, and then dried at 115° C. for 2 hours. By pulverizing the resulting dried product with a jet mill, a water absorbent resin 1 having an average particle size of 15 μm and a water absorption capacity of 198 g/g was obtained.
＜実施例１＞
市販の水系アクリルエマルション（株式会社日本触媒製、製品名「アクリセット（登録商標）ＥＦ－００６」、平均粒子径：２５０ｎｍ、ＭＦＴ：０℃以下、酸価：１９．５、固形分濃度５２．３％）を固形分が２０質量％となるように希釈した。この希釈エマルション３００重量部に対して、製造例１で得られた吸水性樹脂１を６重量部混合し、混合物を調製した。
<Example 1>
Commercially available water-based acrylic emulsion (manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd., product name “Acryset (registered trademark) EF-006”, average particle size: 250 nm, MFT: 0 ° C. or less, acid value: 19.5, solid content concentration 52. 3%) was diluted to a solids content of 20% by weight. 6 parts by weight of water absorbent resin 1 obtained in Production Example 1 was mixed with 300 parts by weight of this diluted emulsion to prepare a mixture.
上記で得られた混合物（塗布液）を、３ｍｉｌアプリケーターを用いてアクリル板（縦７５ｍｍ×横１５０ｍｍ×厚さ３ｍｍ、黒色、日本テストパネル株式会社製）に塗布した。塗膜を８０℃で３分間乾燥し、乾燥後の塗膜の重量を求めた。なお、塗膜の重量は、塗膜形成後のアクリル板の重量と塗膜形成前のアクリル板の重量との差として算出した。次いで、塗膜に１分間水道水を流し、塗膜から水を軽く拭き取った後、塗膜の重量を求めた。流水試験前後の塗膜の重量比から保水性能を評価した。結果を表１に示す。 The mixture (coating liquid) obtained above was applied to an acrylic plate (75 mm long×150 mm wide×3 mm thick, black, manufactured by Nippon Test Panel Co., Ltd.) using a 3 mil applicator. The coating film was dried at 80° C. for 3 minutes, and the weight of the coating film after drying was determined. The weight of the coating film was calculated as the difference between the weight of the acrylic plate after forming the coating film and the weight of the acrylic plate before forming the coating film. Then, tap water was run over the coating film for 1 minute, and the water was lightly wiped off from the coating film, after which the weight of the coating film was determined. The water retention performance was evaluated from the weight ratio of the coating film before and after the running water test. Table 1 shows the results.
＜比較例１＞
吸水性樹脂を混合しなかったこと、すなわち、実施例１の希釈エマルションのみを塗布液として用いたこと以外は実施例１と同様にして塗膜を形成し、実施例１と同様にして塗膜の保水性能を評価した。結果を表１に示す。
<Comparative Example 1>
A coating film was formed in the same manner as in Example 1 except that the water-absorbent resin was not mixed, that is, only the diluted emulsion of Example 1 was used as the coating liquid, and the coating film was formed in the same manner as in Example 1. was evaluated for water retention performance. Table 1 shows the results.
＜比較例２＞
実施例１で用いた吸水性樹脂を水１００重量部に対して１重量部混合し塗布液とした。この塗布液を用いたこと以外は実施例１と同様にして塗膜を形成し、実施例１と同様にして塗膜の保水性能を評価した。結果を表１に示す。
<Comparative Example 2>
1 part by weight of the water absorbent resin used in Example 1 was mixed with 100 parts by weight of water to prepare a coating liquid. A coating film was formed in the same manner as in Example 1 except that this coating liquid was used, and the water retention performance of the coating film was evaluated in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the results.
＜実施例２＞
実施例１で用いた水系アクリルエマルション１１５重量部に対して、吸水性樹脂１を６重量部および水１７９重量部を混合し、混合物を調製した。得られた混合物（塗布液）を、３ｍｉｌアプリケーターを用いてモルタル板（縦７０ｍｍ×横７０ｍｍ×厚さ２０ｍｍ、日本テストパネル株式会社製）に塗布した。次いで、塗膜を室温（２５℃）で２０時間放置して乾燥させ、乾燥後の塗膜の重量を求めた。なお、塗膜の重量は、塗膜形成後のモルタル板の重量と塗膜形成前のモルタル板の重量との差として算出した。次いで、塗膜へ１時間水道水を流し、塗膜から水を軽く拭き取った後、塗膜の重量を求めた。流水試験前後の塗膜の重量変化から保水性能を評価した。なお、モルタル板が吸収する水分については、ブランクとして差し引いた。結果を表２に示す。
<Example 2>
A mixture was prepared by mixing 115 parts by weight of the water-based acrylic emulsion used in Example 1 with 6 parts by weight of water absorbent resin 1 and 179 parts by weight of water. The resulting mixture (coating liquid) was applied to a mortar plate (70 mm long×70 mm wide×20 mm thick, manufactured by Nippon Test Panel Co., Ltd.) using a 3 mil applicator. Then, the coating film was allowed to stand at room temperature (25° C.) for 20 hours to dry, and the weight of the coating film after drying was determined. The weight of the coating film was calculated as the difference between the weight of the mortar plate after the coating film was formed and the weight of the mortar plate before the coating film was formed. Then, tap water was poured onto the coating film for 1 hour, and the water was lightly wiped off from the coating film, after which the weight of the coating film was determined. The water retention performance was evaluated from the weight change of the coating film before and after the running water test. The water absorbed by the mortar plate was subtracted as a blank. Table 2 shows the results.
＜実施例３＞
アクリルエマルション１１重量部に対して、吸水性樹脂１を６重量部および水を２８３重量部混合し、塗布液とした。この塗布液を用いたこと以外は実施例２と同様にして塗膜を形成し、実施例２と同様にして塗膜の保水性能を評価した。結果を表２に示す。
<Example 3>
6 parts by weight of the water absorbent resin 1 and 283 parts by weight of water were mixed with 11 parts by weight of the acrylic emulsion to prepare a coating liquid. A coating film was formed in the same manner as in Example 2 except that this coating liquid was used, and the water retention performance of the coating film was evaluated in the same manner as in Example 2. Table 2 shows the results.
＜実施例４＞
アクリルエマルション１重量部に対して、吸水性樹脂１を６重量部および水を２９３重量部混合し、塗布液とした。この塗布液を用いたこと以外は実施例２と同様にして塗膜を形成し、実施例２と同様にして塗膜の保水性能を評価した。結果を表２に示す。
<Example 4>
6 parts by weight of the water absorbent resin 1 and 293 parts by weight of water were mixed with 1 part by weight of the acrylic emulsion to prepare a coating liquid. A coating film was formed in the same manner as in Example 2 except that this coating liquid was used, and the water retention performance of the coating film was evaluated in the same manner as in Example 2. Table 2 shows the results.
＜比較例３＞
吸水性樹脂を混合せず、実施例２で用いたアクリルエマルション１１５重量部に対して、水を１８５重量部混合し、塗布液とした。この塗布液を用いたこと以外は実施例２と同様にして塗膜を形成し、実施例２と同様にして塗膜の保水性能を評価した。結果を表２に示す。
<Comparative Example 3>
185 parts by weight of water was mixed with 115 parts by weight of the acrylic emulsion used in Example 2 without mixing the water-absorbent resin to prepare a coating liquid. A coating film was formed in the same manner as in Example 2 except that this coating liquid was used, and the water retention performance of the coating film was evaluated in the same manner as in Example 2. Table 2 shows the results.
＜比較例４＞
水２９４重量部に対して、吸水性樹脂１を６重量部混合し、塗布液とした。この塗布液を用いたこと以外は実施例２と同様にして塗膜を形成し、実施例２と同様にして塗膜の保水性能を評価した。結果を表２に示す。
<Comparative Example 4>
6 parts by weight of water absorbent resin 1 was mixed with 294 parts by weight of water to prepare a coating liquid. A coating film was formed in the same manner as in Example 2 except that this coating liquid was used, and the water retention performance of the coating film was evaluated in the same manner as in Example 2. Table 2 shows the results.
＜実施例５＞
滴下ロート、攪拌機、窒素導入管、温度計および還流冷却管を備えたフラスコ内に、脱イオン水２８部を仕込んだ。次に、滴下ロートに、脱イオン水３５部、乳化剤〔第一工業製薬（株）製、商品名：アクアロンＨＳ－１０〕の２５％水溶液１２部、スチレン４６．６部、ブチルアクリレート５０．９部およびアクリル酸２．５部からなる滴下用プレエマルションを調製した。得られた滴下用プレエマルションのうち、単量体成分の総量の１％にあたる１．５部を前記フラスコ内に添加し、ゆるやかに窒素ガスを吹き込みながら８０℃まで昇温し、３．５％過硫酸アンモニウム水溶液２部をフラスコ内に添加し、初期の乳化重合を開始した。初期反応の開始から３０分後、滴下用プレエマルションの残部、３．５％過硫酸アンモニウム水溶液７部および２．５％亜硫酸水素ナトリウム水溶液７部をそれぞれ２４０分間かけてフラスコ内に滴下させた。滴下終了後、８０℃の温度で１２０分間維持した後、２５％アンモニア水を添加してｐＨを８.５に調整し、乳化重合反応を終了した。得られた反応混合物を室温まで冷却した後、３００メッシュの金網で濾過することにより、樹脂エマルションＡを得た。樹脂エマルションＡのモノマー組成、ＭＦＴおよび平均粒子径を表３に示す。
得られた樹脂エマルションＡを用いたこと以外は実施例２と同様にして、モルタル板に塗膜を形成し、その保水性能を評価した。結果を表４に示す。
<Example 5>
A flask equipped with a dropping funnel, stirrer, nitrogen inlet tube, thermometer and reflux condenser was charged with 28 parts of deionized water. Next, 35 parts of deionized water, 12 parts of a 25% aqueous solution of an emulsifier [Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., trade name: Aqualon HS-10], 46.6 parts of styrene, and 50.9 parts of butyl acrylate were added to a dropping funnel. and 2.5 parts of acrylic acid. Of the obtained pre-emulsion for dropping, 1.5 parts corresponding to 1% of the total amount of the monomer components are added into the flask, and the temperature is raised to 80 ° C. while slowly blowing nitrogen gas, and 3.5% Two parts of an aqueous ammonium persulfate solution was added to the flask to initiate initial emulsion polymerization. Thirty minutes after the initiation of the initial reaction, the remainder of the pre-emulsion for dropping, 7 parts of 3.5% aqueous ammonium persulfate solution and 7 parts of 2.5% aqueous sodium hydrogen sulfite solution were each dropped into the flask over 240 minutes. After the dropwise addition was completed, the temperature was maintained at 80° C. for 120 minutes, and then 25% aqueous ammonia was added to adjust the pH to 8.5 to complete the emulsion polymerization reaction. After cooling the resulting reaction mixture to room temperature, the resin emulsion A was obtained by filtering through a wire mesh of 300 mesh. Table 3 shows the monomer composition, MFT and average particle size of Resin Emulsion A.
A coating film was formed on a mortar plate in the same manner as in Example 2 except that the obtained resin emulsion A was used, and its water retention performance was evaluated. Table 4 shows the results.
＜実施例６～９＞
表３に示すモノマー組成、ＭＦＴおよび平均粒子径を有する樹脂エマルションＢ～Ｅを用いたこと以外は実施例５と同様にして、モルタル板に塗膜を形成し、その保水性能を評価した。結果を表４に示す。
なお、表３において、ＢＡはブチルアクリレート、Ｓｔはスチレン、ＡＡはアクリル酸、ＭＭＡはメチルメタクリレート、２ＥＨＡは２－エチルヘキシルアクリレートを表す。
<Examples 6 to 9>
A coating film was formed on a mortar board in the same manner as in Example 5 except that resin emulsions B to E having the monomer composition, MFT and average particle size shown in Table 3 were used, and the water retention performance was evaluated. Table 4 shows the results.
In Table 3, BA represents butyl acrylate, St represents styrene, AA represents acrylic acid, MMA represents methyl methacrylate, and 2EHA represents 2-ethylhexyl acrylate.
＜実施例１０＞
実施例１で用いた水系アクリルエマルション１９重量部に対して、吸水性樹脂１を１０重量部および水を９７１重量部混合し、保水性付与剤（保水材グラウト）を調製した。
次に、あらかじめ秤量されたポーラスコンクリート供試体（縦２０ｃｍ×横２０ｃｍ×厚さ６ｃｍ、コメリ社製透水平板）の側面および底面を養生テープで覆い、当該供試体の上面から上記で得られた保水性付与剤を流し込み、当該供試体の空隙内へ充填した。その後、当該供試体を５０℃で４８時間かけて乾燥させた後、覆っていた養生テープを剥がして当該供試体の重量を求めた。次いで、当該供試体を水浴中に１時間浸漬して十分に吸水させ、流水で洗った後、当該供試体表面の水気を拭き取って重量を求めた。
水への浸漬前後の供試体の重量差から保水性能を評価した。結果を表５に示す。
<Example 10>
10 parts by weight of the water absorbent resin 1 and 971 parts by weight of water were mixed with 19 parts by weight of the water-based acrylic emulsion used in Example 1 to prepare a water retention imparting agent (water retention material grout).
Next, the sides and bottom of a pre-weighed porous concrete specimen (20 cm long x 20 cm wide x 6 cm thick, see-through horizontal plate manufactured by Komeri Co.) are covered with a curing tape, and the water retention obtained above is applied from the top surface of the specimen. A characterizing agent was poured to fill the voids of the specimen. After that, the specimen was dried at 50° C. for 48 hours, and then the covering tape was peeled off to obtain the weight of the specimen. Next, the test piece was immersed in a water bath for 1 hour to absorb water sufficiently, washed with running water, and then wiped off from the surface of the test piece to determine its weight.
The water retention performance was evaluated from the weight difference of the specimen before and after immersion in water. Table 5 shows the results.
＜比較例５＞
水９９０重量部に対して吸水性樹脂１を１０重量部混合し、保水性付与剤（保水材グラウト）を調製した。すなわち、バインダー（樹脂エマルション）を用いずに保水性付与剤を調製した。この保水性付与剤を用いたこと以外は実施例１０と同様にして供試体の保水性能を評価した。結果を表５に示す。
<Comparative Example 5>
10 parts by weight of the water absorbent resin 1 was mixed with 990 parts by weight of water to prepare a water retention imparting agent (water retention material grout). That is, a water retentivity imparting agent was prepared without using a binder (resin emulsion). The water retention performance of the specimen was evaluated in the same manner as in Example 10, except that this water retention agent was used. Table 5 shows the results.
＜比較例６＞
ポーラスコンクリート供試体をそのまま水浴中に浸漬したこと以外は実施例１０と同様にして供試体の保水性能を評価した。結果を表５に示す。
<Comparative Example 6>
The water retention performance of the test piece was evaluated in the same manner as in Example 10, except that the porous concrete test piece was directly immersed in the water bath. Table 5 shows the results.
表１、表２および表５から明らかなように、保水材としての吸水性樹脂とバインダーとしての樹脂エマルションとを組み合わせて用いることにより、保水材としての吸水性樹脂を固定対象物に適切に固定し、固定対象物の保水性能を向上させることができる。さらに、バインダー（樹脂エマルション）の最低造膜温度ＭＦＴを低くすることにより、吸水性樹脂の保水倍率を増大させることができる（実施例５～８と実施例９との比較）。 As is clear from Tables 1, 2 and 5, by using a combination of a water-absorbing resin as a water-retaining material and a resin emulsion as a binder, the water-absorbing resin as a water-retaining material can be appropriately fixed to an object to be fixed. and the water retention performance of the fixed object can be improved. Furthermore, by lowering the minimum film forming temperature MFT of the binder (resin emulsion), the water retention capacity of the water absorbent resin can be increased (comparison between Examples 5 to 8 and Example 9).
本発明の吸水性樹脂の固定方法は、保水機能を発揮すべき対象物に保水材としての吸水性樹脂を固定する用途に好適に用いられ得る。
The method for fixing a water absorbent resin of the present invention can be suitably used for fixing a water absorbent resin as a water retaining material to an object to exhibit a water retaining function.
Claims (9)
該吸水性樹脂の乾燥状態における平均粒子径が１μｍ～５０μｍであり、
該エマルション中に形成されている樹脂粒子の平均粒子径が５０ｎｍ～５００ｎｍであり、
該樹脂粒子の平均粒子径と該吸水性樹脂の膨潤状態における平均粒子径との比［吸水性樹脂の平均粒子径／エマルション樹脂粒子の平均粒子径］が、１／１～１０００／１である、
吸水性樹脂の固定方法。 including applying, spraying, injecting or filling a mixture containing a water absorbent resin and a resin emulsion onto an object to be fixed ;
The water absorbent resin has an average particle size in a dry state of 1 μm to 50 μm,
The average particle diameter of the resin particles formed in the emulsion is 50 nm to 500 nm,
The ratio of the average particle size of the resin particles to the average particle size of the water-absorbing resin in the swollen state [average particle size of the water-absorbing resin/average particle size of the emulsion resin particles] is 1/1 to 1000/1. ,
A method for fixing a water absorbent resin.
該吸水性樹脂の乾燥状態における平均粒子径が１μｍ～５０μｍであり、
該エマルション中に形成されている樹脂粒子の平均粒子径が５０ｎｍ～５００ｎｍであり、
該樹脂粒子の平均粒子径と該吸水性樹脂の膨潤状態における平均粒子径との比［吸水性樹脂の平均粒子径／エマルション樹脂粒子の平均粒子径］が、１／１～１０００／１である、
保水性舗装の製造方法。 applying, spraying, injecting or filling a porous pavement with a mixture containing a water absorbent resin and a resin emulsion ;
The water absorbent resin has an average particle size in a dry state of 1 μm to 50 μm,
The average particle diameter of the resin particles formed in the emulsion is 50 nm to 500 nm,
The ratio of the average particle size of the resin particles to the average particle size of the water-absorbing resin in the swollen state [average particle size of the water-absorbing resin/average particle size of the emulsion resin particles] is 1/1 to 1000/1. ,
A method for manufacturing a water-retentive pavement.
該吸水性樹脂の乾燥状態における平均粒子径が１μｍ～５０μｍであり、
該エマルション中に形成されている樹脂粒子の平均粒子径が５０ｎｍ～５００ｎｍであり、
該樹脂粒子の平均粒子径と該吸水性樹脂の膨潤状態における平均粒子径との比［吸水性樹脂の平均粒子径／エマルション樹脂粒子の平均粒子径］が、１／１～１０００／１である、
多孔質舗装体用保水性付与剤。
including a water absorbent resin and a resin emulsion,
The water absorbent resin has an average particle size in a dry state of 1 μm to 50 μm,
The average particle diameter of the resin particles formed in the emulsion is 50 nm to 500 nm,
The ratio of the average particle size of the resin particles to the average particle size of the water-absorbing resin in the swollen state [average particle size of the water-absorbing resin/average particle size of the emulsion resin particles] is 1/1 to 1000/1. ,
Water retentivity imparting agent for porous pavement.
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