JP3165734B2 - New high water absorption shape memory material - Google Patents

New high water absorption shape memory material

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JP3165734B2
JP3165734B2 JP12604292A JP12604292A JP3165734B2 JP 3165734 B2 JP3165734 B2 JP 3165734B2 JP 12604292 A JP12604292 A JP 12604292A JP 12604292 A JP12604292 A JP 12604292A JP 3165734 B2 JP3165734 B2 JP 3165734B2
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polymer blend
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は高分子ブレンドヒドロゲ
ル乾燥物及び高分子ブレンドヒドロゲルの延伸乾燥物か
らなる形状記憶材料に関するものである。詳しく述べる
と吸水速度が極めて速く吸水率が高い高分子ブレンドヒ
ドロゲル乾燥物及び吸水速度が極めて速く吸水率が高
く、吸水の際に収縮する高分子ブレンドヒドロゲル延伸
乾燥物からなる形状記憶材料に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a shape memory material comprising a dried polymer blend hydrogel and a stretched dried polymer blend hydrogel. More specifically, it relates to a shape memory material comprising a polymer blend hydrogel dried product having an extremely fast water absorption rate and a high water absorption rate and a polymer blend hydrogel stretched dried product having an extremely fast water absorption rate and a high water absorption rate and contracting when absorbing water. is there.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、ポリビニルアルコールの高濃度水
溶液を繰り返し凍結及び解凍することにより強靱な高含
水ヒドロゲルが製造可能であることは知られている(特
開昭57−130,543号)。この強靱なヒドロゲル形
成の原因は、主に凍結及び解凍を繰り返すことにより、
ポリビニルアルコール分子間の水分子が結合水に変化
し、これがヒドロゲル中の架橋点の役割をはたしている
ことも知られている。この種の強靱な高含水ヒドロゲル
は、広範囲な生体材料としての用途に供されつつある。
2. Description of the Related Art It has been known that a tough high water-containing hydrogel can be produced by repeatedly freezing and thawing a high-concentration aqueous solution of polyvinyl alcohol (Japanese Patent Laid-Open No. 57-130,543). The cause of this tough hydrogel formation is mainly by repeatedly freezing and thawing,
It is also known that water molecules between polyvinyl alcohol molecules are converted into bound water, which serves as a crosslinking point in the hydrogel. This type of tough, highly hydrous hydrogel is being used in a wide range of biomaterial applications.

【0003】また、ポリビニルアルコール水溶液にその
他の水溶性高分子を大気圧下で、かつ100℃以下の温
度で混合することによりゲルが形成されることも知られ
ている〔高分子化学第17巻第273〜278(196
0年)〕。しかしながら、このようにして製造されたゲ
ルを固体材料として利用する試みは、全くなされていな
い。その理由は、高分子ブレンド繊維を製造することを
目的とする中でゲルが生成し、このゲルは繊維の紡糸液
にとっては、形成されない方が良いものと考えられたた
めと思われる。
It is also known that a gel is formed by mixing another water-soluble polymer with an aqueous solution of polyvinyl alcohol at atmospheric pressure and at a temperature of 100 ° C. or lower [Polymer Chemistry Vol. 273-278 (196
0 years)]. However, no attempt has been made to utilize the gel thus produced as a solid material. The reason is considered to be that a gel was formed during the purpose of producing the polymer blend fiber, and it was considered that this gel should not be formed in the fiber spinning solution.

【0004】また、本発明者らは、既に加熱加圧下でポ
リビニルアルコールとその他の水溶性高分子をブレンド
することで高含水で且つ高弾性のポリビニルアルコール
系ブレンドゲルを得られることを見い出し(特開平3−
161046号),人工皮膚用薄膜,ソフトコンタクトレンズ
あるいは人工関節等への利用を示唆した。
The present inventors have also found that a polyvinyl alcohol-based blend gel having high water content and high elasticity can be obtained by blending polyvinyl alcohol and other water-soluble polymers under heat and pressure. Kaihei 3-
No. 161046), suggesting its use for artificial skin thin films, soft contact lenses or artificial joints.

【0005】しかしながら、強靱なゴム弾性,高含水
性,光透過性,酸素透過性等有用な特性を有する加熱加
圧高分子ブレンドヒドロゲルの更なる利用方法の開発が
望まれていた。
[0005] However, there has been a demand for the development of a further application method of a heated and pressurized polymer blend hydrogel having useful properties such as tough rubber elasticity, high water content, light permeability and oxygen permeability.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】したがって本発明の目
的は強靱なゴム弾性,高含水性,光透過性,酸素透過性
等有用な特性を有する加熱加圧高分子ブレンドヒドロゲ
ルの新たな活用方法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a new method for utilizing a heated and pressurized polymer blend hydrogel having useful properties such as tough rubber elasticity, high water content, light transmittance and oxygen permeability. To provide.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】これらの目的は、500
〜4,000の重合度及び90%以上のケン化度を有す
る−(CH2−CH(OH))−の繰り返し単位を主と
して有するポリビニルアルコールと、その他の水溶性高
分子との高濃度混合水溶液を、水蒸気の存在下に1.2〜
5.0気圧の圧力で105〜150℃の温度に保持し、得
られる凝集物を脱水後、水にて再膨潤することにより得
られる強靱なゴム状を呈する高分子ブレンドヒドロゲル
の乾燥物から構成される本発明によって達成される。こ
れらの目的は、 また、500〜4,000の重合度及び
90%以上のケン化度を有する−(CH2−CH(O
H))−の繰り返し単位を主として有するポリビニルア
ルコールと 、その他の水溶性高分子との高濃度混合水
溶液を、水蒸気の存在下に1.2〜5.0気圧の圧力で10
5〜150℃の温度に保持し、得られる凝集物を脱水
後、水にて再膨潤することにより得られる強靱なゴム状
を呈する高分子ブレンドヒドロゲルの延伸乾燥物からな
る形状記憶材料で構成される本発明によって達成され
る。
SUMMARY OF THE INVENTION
Having a degree of polymerization and 90% or more of the degree of saponification of ~4,000 - (CH 2 -CH (OH )) - polyvinyl alcohol having predominantly recurring units of the high concentration mixed aqueous solution of other water-soluble polymers From 1.2 to 1.2 in the presence of steam.
It is composed of a dried product of a tough rubber-like polymer blend hydrogel obtained by maintaining the temperature at 105 to 150 ° C. at a pressure of 5.0 atm, dehydrating the obtained aggregate, and reswelling with water. This is achieved by the present invention. These objects also has a degree of polymerization and 90% or more of the degree of saponification of 500~4,000 - (CH 2 -CH (O
H)) A high-concentration mixed aqueous solution of a polyvinyl alcohol mainly having a repeating unit of-and another water-soluble polymer is applied in the presence of steam at a pressure of 1.2 to 5.0 atm.
It is made of a shape memory material consisting of a stretched and dried product of a tough rubbery polymer blend hydrogel obtained by maintaining the temperature at 5 to 150 ° C., dewatering the obtained aggregate, and reswelling with water. This is achieved by the present invention.

【0008】本発明はまた、該ポリビニルアルコールと
該他の水溶性高分子との混合比が85:15〜60:4
0である。高分子ブレンドヒドロゲルの乾燥物あるいは
延伸乾燥物からなる形状記憶材料である。
In the present invention, the mixing ratio of the polyvinyl alcohol to the other water-soluble polymer is 85:15 to 60: 4.
0. It is a shape memory material consisting of a dried or stretched dried polymer blend hydrogel.

【0009】本発明はさらに、該他の水溶性高分子の重
量平均分子量が1,000〜300,000である高分子
ブレンドヒドロゲルの乾燥物あるいは延伸乾燥物からな
る形状記憶材料である。
The present invention is also a shape memory material comprising a dried or stretched dried polymer blend hydrogel having a weight average molecular weight of 1,000 to 300,000 of the other water-soluble polymer.

【0010】本発明はまた、該他の水溶性高分子がポリ
エチレングリコールまたはポリアミノ酸またはその塩で
ある高分子ゲルの乾燥物あるいは延伸乾燥物からなる形
状記憶材料である。
[0010] The present invention is also a shape memory material comprising a dried or stretched dried polymer gel in which the other water-soluble polymer is polyethylene glycol or a polyamino acid or a salt thereof.

【0011】本発明で使用されてるポリビニルアルコー
ルは、重合度500〜4,000、好ましくは1,000
〜2,000、最も好ましくは1,300〜1,700で
あり、またケン化度が90%以上、好ましくは95%以
上であり、−(CH2−CH(OH))−の繰り返し単
位を主として有してなるものである。
The polyvinyl alcohol used in the present invention has a polymerization degree of 500 to 4,000, preferably 1,000.
2,000, most preferably 1,300 to 1,700, the degree of saponification is 90% or more, preferably 95% or more, and the repeating unit of-(CH 2 -CH (OH))- It mainly has.

【0012】このポリビニルアルコールに混合される他
の水溶性高分子としては、例えばポリエチレングリコー
ル,ポリアクリル酸またはその塩,アクリル酸−アクリ
ルアミド共重合体またはその塩、ポリアリルアミン,ポ
リアクリルアミド,ポリグルタミン酸塩等のポリアミノ
酸塩,アルギン酸塩,ペクチン酸,カルボキシメチルセ
ルロース等の天然または半合成のカルボン酸塩,ポリビ
ニルピロリドン等がある。これらの水溶性高分子は、重
量平均分子量が1,000〜300,000、好ましくは
2,000〜200,000である。該ポリビニルアルコ
ールと該他の水溶性高分子との重量比は、85:15〜
60:40、好ましくは80:20〜70:30であ
る。即ち、該重量比の範囲外ではゴム状高分子ブレンド
ヒドロゲルの収率が低くなるからである。これらのポリ
ビニルアルコールと他の水溶性高分子との混合物は水溶
液として用いられるが、その濃度は8〜40重量%、好
ましくは10〜35重量%である。
Other water-soluble polymers to be mixed with the polyvinyl alcohol include, for example, polyethylene glycol, polyacrylic acid or a salt thereof, acrylic acid-acrylamide copolymer or a salt thereof, polyallylamine, polyacrylamide, polyglutamate. And natural or semi-synthetic carboxylate such as alginate, pectic acid, carboxymethylcellulose, etc., and polyvinylpyrrolidone. These water-soluble polymers have a weight average molecular weight of 1,000 to 300,000, preferably 2,000 to 200,000. The weight ratio of the polyvinyl alcohol to the other water-soluble polymer is 85:15
The ratio is 60:40, preferably 80:20 to 70:30. That is, when the weight ratio is out of the range, the yield of the rubbery polymer blend hydrogel becomes low. A mixture of these polyvinyl alcohols and other water-soluble polymers is used as an aqueous solution, and its concentration is 8 to 40% by weight, preferably 10 to 35% by weight.

【0013】本発明においてポリビニルアルコール水溶
液の濃度を高くする理由は、ポリビニルアルコールと水
との混合比を、存在する水の大半が結合水となるように
し、これにより高分子間の架橋密度を増加させるためで
ある。この結果、非晶ゴム化が促進されることが期待さ
れる。
The reason for increasing the concentration of the aqueous solution of polyvinyl alcohol in the present invention is that the mixing ratio between polyvinyl alcohol and water is such that most of the existing water is bound water, thereby increasing the crosslink density between polymers. It is to make it. As a result, it is expected that amorphous rubberization is promoted.

【0014】高含水高分子ブレンドヒドロゲルの製造
は、特開平3−161046号に示す通りである。即
ち、ポリビニルアルコールと他の水溶性高分子との所定
濃度の混合水溶液を作り、ついで該混合水溶液をオート
クレーブに入れ、水蒸気の存在下1.2〜5.0気圧、好
ましくは1.5〜3.7気圧、かつ105〜150℃、好
ましくは110〜140℃の温度で30〜120分、好
ましくは45〜90分間加熱加圧して行なわれる。
The production of the high hydrous polymer blend hydrogel is as described in JP-A-3-161046. That is, a mixed aqueous solution of a predetermined concentration of polyvinyl alcohol and another water-soluble polymer is prepared, and then the mixed aqueous solution is placed in an autoclave, and in the presence of steam, 1.2 to 5.0 atm, preferably 1.5 to 3 atm. Heating and pressurization is performed at a pressure of 0.7 atm and a temperature of 105 to 150 ° C, preferably 110 to 140 ° C for 30 to 120 minutes, preferably 45 to 90 minutes.

【0015】本発明においてオートクレーブを用いる理
由、即ち水蒸気の存在下に加圧加熱する理由は、高濃度
ポリビニルアルコール水溶液が大気圧下においては、水
の沸点である100℃付近まで加熱しても溶解しにくい
のに対して、オートクレーブを用いることにより高温高
圧とすれば容易に溶解させることが可能となるためであ
り、かつまたポリビニルアルコールにその他の水溶性高
分子をブレンドする際、両者の相互拡散を容易とし、強
固な高分子間相互作用による高分子間コンプレックスを
形成させ、このコンプレックスに架橋点の役割を果たせ
るためでもある。これらの作用の相乗効果により強靱な
ゴム状高分子ブレンドヒドロゲルが形成されるものと思
われる。
The reason for using an autoclave in the present invention, that is, heating under pressure in the presence of water vapor, is that a high-concentration aqueous solution of polyvinyl alcohol is dissolved under atmospheric pressure even when heated to around 100 ° C., which is the boiling point of water. The use of an autoclave makes it easy to dissolve it at high temperature and high pressure, and when blending other water-soluble polymers with polyvinyl alcohol, the mutual diffusion between them is difficult. This facilitates the formation of a complex between polymers by strong polymer-polymer interaction, and allows the complex to function as a crosslinking point. It is believed that a synergistic effect of these actions results in the formation of a tough rubbery polymer blend hydrogel.

【0016】本発明の高分子ブレンドヒドロゲルの乾燥
物は、上記のように作成した高分子ブレンドヒドロゲル
を公知の乾燥方法で乾燥、例えば風乾することによって
得られる。また、本発明の高分子ブレンドヒドロゲルの
延伸乾燥物からなる形状記憶材料は、作成した高分子ブ
レンドヒドロゲルを公知の方法で1軸もしくは2軸延伸
し、延伸した状態で固定し、公知の乾燥方法で乾燥する
ことによって得られる。 このようにして得られる高分
子ブレンドヒドロゲル乾燥物及び延伸乾燥物からなる形
状記憶材料は、各種形状に加工することが可能である。
例えば、板状,フ ィルム状,糸状,中空糸、粉末等に
することができる。
The dried polymer blend hydrogel of the present invention can be obtained by drying the polymer blend hydrogel prepared as described above by a known drying method, for example, by air drying. Further, the shape memory material comprising the stretched and dried product of the polymer blend hydrogel of the present invention is obtained by stretching the prepared polymer blend hydrogel uniaxially or biaxially by a known method, fixing the stretched state, and fixing the stretched state by a known drying method. And dried by drying. The shape memory material composed of the dried polymer blend hydrogel and the stretched dried product thus obtained can be processed into various shapes.
For example, it can be in the form of a plate, film, thread, hollow fiber, powder, or the like.

【0017】中空糸状にする場合には、ポリビニルアル
コールと他の水溶性高分子との所定濃度の混合水溶液を
前述のように加熱加圧し、得られた溶液を紡糸し水で膨
潤することにより得られ、物質透過用分離膜や人工血管
への利用も可能である。この中空糸を乾燥する際、延伸
固定下で行うと、吸水の際収縮が生じ、もとの形状に戻
るため透析器として成型後通水すれば膨潤による弛みも
なく都合が良い。
In the case of forming a hollow fiber, a mixed aqueous solution of a predetermined concentration of polyvinyl alcohol and another water-soluble polymer is heated and pressurized as described above, and the obtained solution is spun and swollen with water. It can also be used for separation membranes for substance permeation and artificial blood vessels. When the hollow fiber is dried and stretched and fixed, it shrinks when water is absorbed, and returns to its original shape.

【0018】しかもこの中空糸膜はμmオーダーの蜂の
巣状構造を持ちかなり大きなサイズの粒状物を除去可能
である。
Moreover, this hollow fiber membrane has a honeycomb structure on the order of μm, and can remove particles of a considerably large size.

【0019】延伸固定後の乾燥物は上述のように吸水に
より収縮し、もとの形状を示すのでアクチュエーターと
しての利用も可能である。この様な収縮の原因はゲルの
構造に由来するものである。即ち、極めて多くのポリビ
ニルアルコール(PVA)微結晶及びポリビニルアルコ
ール(PVA)とポリエチレングリコール(PEG)間
のコンプレックスの形成により架橋密度の大きな架橋構
造を持ち、この様な架橋密度が高い事は延伸による分子
間のずり変形を起こりにくくし、有効に非晶鎖が配向す
る事を可能とし、乾燥により配向が固定される。この様
な延伸固定後の乾燥試料が吸水すると、配向非晶鎖がエ
ントロピー弾性を示し収縮すると考えられる。
The dried product after stretching and fixing shrinks due to water absorption as described above, and exhibits the original shape, so that it can be used as an actuator. The cause of such shrinkage is derived from the structure of the gel. That is, a very large number of polyvinyl alcohol (PVA) microcrystals and a complex between polyvinyl alcohol (PVA) and polyethylene glycol (PEG) form a crosslinked structure having a large crosslink density. Such a high crosslink density is caused by stretching. Shear deformation between molecules is less likely to occur, and amorphous chains can be effectively oriented, and the orientation is fixed by drying. It is considered that when the dried sample after stretching and fixing absorbs water, the oriented amorphous chains exhibit entropy elasticity and shrink.

【0020】本発明のゲル乾燥物あるいは延伸乾燥物か
らなる形状記憶材料、特に繊維は、吸水速度が極めて速
く吸水率も自重の約4倍を超える。この高吸水性もまた
数μmのオーダーの三次元的な蜂の巣構造が水分を多量
に、急速に吸収する事を可能にしていると考えられる。
The shape memory material of the present invention comprising a dried gel or stretched dried product, particularly a fiber, has a very high water absorption rate and a water absorption rate exceeding about four times its own weight. It is thought that this high water absorption also makes it possible for a three-dimensional honeycomb structure on the order of several μm to rapidly absorb a large amount of water.

【0021】更に、極細繊維、粉末は表面積が大きいた
め上記の高吸水性を一層向上させ、おむつ,生理用品等
の吸水剤としても利用可能である。吸水により収縮する
ので後処理も容易になるとの利点もある。2軸延伸した
フィルム,シート等についても同様である。
Further, since the ultrafine fibers and powders have a large surface area, the above-mentioned high water absorption is further improved, and can be used as a water absorbing agent for diapers, sanitary articles and the like. There is also an advantage that the post-treatment is facilitated by shrinking by water absorption. The same applies to biaxially stretched films and sheets.

【0022】[0022]

【実施例】次に、実施例を挙げて本発明を更に説明す
る。なお、下記実施例において、含水率は次の定義によ
る。
Next, the present invention will be further described with reference to examples. In the following examples, the water content is defined as follows.

【0023】[0023]

【数1】 (Equation 1)

【0024】実施例1 1. 繊維の作成 a)紡糸液の作成 ポリビニルアルコール(PVA)はPVA−120(ク
ラレポバール)ケン化度99.85%重合度1200の
粉末状PVAを使用した。ポリエチレングリコール(P
EG)は和光純薬(株)製PEG4000、平均分子量
3000のものを使用した。
Example 1 1. Preparation of fiber a) Preparation of spinning solution As polyvinyl alcohol (PVA), PVA-120 (Kuraray Povar) powdered PVA having a saponification degree of 99.85% and a polymerization degree of 1200 was used. Polyethylene glycol (P
EG) used was PEG 4000 manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., having an average molecular weight of 3000.

【0025】ブレンドには耐圧硝子工業(株)製、簡易
化学反応装置(TEM−V1000型)を使用した。こ
の装置にブレンド水溶液が20wt%、ポリビニルアル
コールとポリエチレングリコールの混合比が80:20
になるように各粉末と蒸留水を入れる。中の温度と圧力
が150℃になるまで攪拌しながら昇温していく。目標
温度に達した後、電源を切り50℃まで温度を下げ紡糸
液とした。
A simple chemical reaction device (TEM-V1000) manufactured by Pressure Glass Co., Ltd. was used for blending. In this apparatus, the blend aqueous solution was 20 wt%, and the mixing ratio of polyvinyl alcohol and polyethylene glycol was 80:20.
Add each powder and distilled water so that The temperature is increased while stirring until the medium temperature and pressure reach 150 ° C. After reaching the target temperature, the power was turned off and the temperature was lowered to 50 ° C. to obtain a spinning solution.

【0026】b)ゲル紡糸による中空糸の作製 イ)紡糸条件 ノズル 外径…2.0mm 内径…0.7mm 凝固液 ……メタノール(99.6%含有)(−50℃)
[ドライアイス] 内液 ……メタノール(99.6%含有)(−40〜−
30℃)[ドライア イス] 押出圧力 ……+1kg/mm2
B) Preparation of hollow fiber by gel spinning a) Spinning conditions Nozzle outer diameter: 2.0 mm Inner diameter: 0.7 mm Coagulation liquid: methanol (containing 99.6%) (-50 ° C)
[Dry ice] Inner solution: Methanol (99.6% content) (-40 to-
30 ° C) [Dry ice] Extrusion pressure +1 kg / mm 2 .

【0027】ロ)紡糸方法 中空部分を作るために、予め内液を自由落下させ、続い
て紡糸水溶液を紡糸浴中から約1kg/mm2 で−50
℃の凝固浴中に押し出し、急冷によって固化させ、その
後徐々に解凍し、水に戻し中空糸を作成した。次いで、
作成した中空糸を室温で24時間風乾し高分子ブレンド
ヒドロゲル乾燥物を得た。
B) Spinning method In order to form a hollow portion, the inner liquid is allowed to fall freely in advance, and then the spinning aqueous solution is dropped from the spinning bath at about 1 kg / mm 2 at −50.
The mixture was extruded into a coagulation bath at 0 ° C., solidified by rapid cooling, and then gradually thawed and returned to water to form a hollow fiber. Then
The produced hollow fiber was air-dried at room temperature for 24 hours to obtain a dried polymer blend hydrogel.

【0028】また、作成した中空糸を3倍に延伸固定
後、室温で24時間風乾し高分子ブレンドヒドロゲル延
伸乾燥物からなる形状記憶材料を得た。
The stretched hollow fiber was stretched and fixed three times, and then air-dried at room temperature for 24 hours to obtain a shape memory material consisting of a stretched dried polymer blend hydrogel.

【0029】中空糸のサイズはノズルの外径と内径、押
出圧力を替えることにより変化させることも出来る。
The size of the hollow fiber can be changed by changing the outer diameter and inner diameter of the nozzle and the extrusion pressure.

【0030】中実糸を作成したいときは内液を流さず紡
糸すれば容易に得ることが出来る。極細繊維は、マイナ
ス数十℃のメタノール中にジェット紡糸し、乾燥すれば
簡単に得られる。このような極細繊維を得るための装置
は紡糸の際のノズル部に高速で空気を流すことにより達
成される。ジェット紡糸の際、紡糸口のサイズは直径2
50μm、窒素ガス圧11kg/cm2 、伸長用の吹き
出し空気流量9m3 /hrで−50℃のメタノール中に
紡糸し、直径4μmの繊維を得ることが出来る。
When it is desired to prepare a solid yarn, it can be easily obtained by spinning without flowing the inner liquid. The ultrafine fibers can be easily obtained by jet spinning into methanol at minus several tens of degrees Celsius and drying. An apparatus for obtaining such ultrafine fibers is achieved by flowing air at a high speed through a nozzle during spinning. In the case of jet spinning, the spinneret has a diameter of 2
The fiber is spun into methanol at -50 ° C at 50 µm, nitrogen gas pressure of 11 kg / cm 2 , and blowing air flow rate of 9 m 3 / hr for elongation to obtain a fiber having a diameter of 4 µm.

【0031】〔試験例1〕実施例1で作成した高分子ブ
レンドヒドロゲル乾燥物及び高分子ブレンドヒドロゲル
延伸乾燥物からなる形状記憶材料を水中に浸漬した際の
吸水率(%)及び伸長率(%)収縮率(%)を表1,表
2に示した。
Test Example 1 The water absorption (%) and the elongation (%) of the shape memory material made of the dried polymer blend hydrogel and the stretched dried polymer blend hydrogel prepared in Example 1 were immersed in water. Tables 1 and 2 show the shrinkage (%).

【0032】[0032]

【表1】 [Table 1]

【0033】[0033]

【表2】 [Table 2]

【0034】高分子ブレンドヒドロゲル乾燥物及び高分
子ブレンドヒドロゲル延伸乾燥物からなる形状記憶材料
ともに急速に含水し、その後も継続的に吸水した。ま
た、高分子ブレンドヒドロゲル乾燥物は吸水することに
より30〜40%膨潤した。
Both the shape memory materials composed of the dried polymer blend hydrogel and the stretched dried polymer blend hydrogel rapidly contained water, and thereafter continuously absorbed water. The dried polymer blend hydrogel swelled by 30 to 40% by absorbing water.

【0035】一方、高分子ブレンドヒドロゲル延伸乾燥
物からなる形状記憶材料は吸水すると約40%収縮し、
もとの形状に近づいた。
On the other hand, a shape memory material composed of a polymer blend hydrogel stretched and dried product shrinks by about 40% upon absorbing water,
It approaches the original shape.

【0036】〔試験例2〕乾燥前のゲル状態でX線回折
強度の散乱角依存性を調べると、水によるハローに加
え、20°付近にPVA微結晶による回折が僅かに観測
されPVA微結晶が架橋点の役割を果たしていることが
分る。
[Test Example 2] Examination of the scattering angle dependence of the X-ray diffraction intensity in the gel state before drying revealed that, in addition to the halo due to water, diffraction due to PVA microcrystals was slightly observed at around 20 °, and PVA microcrystals were observed. Plays a role of a crosslinking point.

【0037】ゲルの溶解挙動をDSCにより調べると、
PVA微結晶による溶解が60℃付近に現れ、更に高温
側にも溶解ピークが観測される。この高温側のピークは
PVAとPEG間で形成されたコンプレックスの溶解に
よるものと予想され、これもまた架橋点の役割を果たし
ていると考えられる。
When the dissolution behavior of the gel was examined by DSC,
Dissolution by PVA microcrystals appears around 60 ° C., and a dissolution peak is also observed on the higher temperature side. This higher temperature peak is expected to be due to dissolution of the complex formed between PVA and PEG, which also appears to play a role as a cross-linking point.

【0038】ゲルの凍結乾燥物のX線回折写真には、P
VA微結晶による回折リングが現れ、繊維化の際に配向
は起こらないことが分る。結晶化度は48(%)で、ブ
レンドフィルムの約2倍の値であった。
The X-ray diffraction photograph of the freeze-dried gel contains P
A diffraction ring of VA microcrystals appears, indicating that no orientation occurs during fiberization. The crystallinity was 48 (%), which was about twice the value of the blend film.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上述べたように、本発明は500〜
4,000の重合度及び90%以上のケン化度を有する
−(CH2−CH(OH))−の繰り返し単位を主とし
て有するポリビニルアルコールと、その他の水溶性高分
子との高濃度混合水溶液を、水蒸気の存在下に1.2〜
5.0気圧の圧力で105〜150℃の温度に保持する
ことにより得られる強靱なゴム状を呈する高含水高分子
ブレンドヒドロゲルの乾燥物及び延伸乾燥物からなる形
状記憶材料であるから、吸水に優れ、吸収した水を高分
子との結合水とするため弾性に優れ、特に延伸乾燥物か
らなる形状記憶材料は吸水により、収縮するので、おむ
つ,生理用品,携帯用トイレ等の吸水剤,シール材,親
水性のコート材,保水材,アクチュエーター等として有
用である。
As described above, according to the present invention, 500 to
A high-concentration mixed aqueous solution of a polyvinyl alcohol having mainly a repeating unit of-(CH 2 -CH (OH))-having a polymerization degree of 4,000 and a saponification degree of 90% or more, and another water-soluble polymer. 1.2 in the presence of steam
Since it is a shape memory material consisting of a dried product and a stretch-dried product of a tough rubbery high water-containing polymer blend hydrogel obtained by maintaining a temperature of 105 to 150 ° C. at a pressure of 5.0 atm. Excellent, excellent elasticity because absorbed water is combined with polymer, and excellent in elasticity. In particular, shape-memory material made of stretched and dried material shrinks by absorbing water, so it is a water-absorbing agent for diapers, sanitary products, portable toilets, etc. It is useful as a material, hydrophilic coating material, water retention material, actuator, etc.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08J 3/00 - 3/075 C08L 29/04 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) C08J 3/00-3/075 C08L 29/04

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】500〜4,000の重合度及び90%以
上のケン化度を有する−(CH2−CH(OH))−の
繰り返し単位を主として有するポリビニルアルコールと
水溶性高分子とからなる混合水溶液を、水蒸気の存在
下、1.2〜5.0気圧の圧力で105〜150℃の温度に
保持し、乾燥し、延伸することにより得られる形状記憶
材料。
1. A mixture comprising a polyvinyl alcohol having a repeating unit of-(CH2-CH (OH))-having a degree of polymerization of 500 to 4,000 and a degree of saponification of 90% or more, and a water-soluble polymer. A shape memory material obtained by keeping an aqueous solution at a temperature of 105 to 150 ° C. at a pressure of 1.2 to 5.0 atm in the presence of steam, drying and stretching.
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US5641562A (en) * 1994-12-30 1997-06-24 Kimberly-Clark Worldwide Inc. Water-shrinkable film
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DE19827552C1 (en) * 1998-06-20 2000-03-02 Vorlop Klaus Dieter Process for producing a gel from polyvinyl alcohol and mechanically highly stable gel produced by the process
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GB201000879D0 (en) * 2010-01-20 2010-03-10 Univ Reading The Improved hydrogel synthesis
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