JP4752339B2 - Shape memory resin having excellent shape recovery ability in two stages and molded article comprising cross-linked product of the resin - Google Patents

Shape memory resin having excellent shape recovery ability in two stages and molded article comprising cross-linked product of the resin Download PDF

Info

Publication number
JP4752339B2
JP4752339B2 JP2005170907A JP2005170907A JP4752339B2 JP 4752339 B2 JP4752339 B2 JP 4752339B2 JP 2005170907 A JP2005170907 A JP 2005170907A JP 2005170907 A JP2005170907 A JP 2005170907A JP 4752339 B2 JP4752339 B2 JP 4752339B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
resin
shape
shape memory
temperature
reaction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2005170907A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2006342298A (en
Inventor
和彦 井上
緑 志村
正年 位地
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP2005170907A priority Critical patent/JP4752339B2/en
Publication of JP2006342298A publication Critical patent/JP2006342298A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4752339B2 publication Critical patent/JP4752339B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は、2段階に優れた形状回復能を持つ樹脂組成物に関するものである。又、本発明は、該成形樹脂組成物の架橋体からなる成形体、変形した成形体及び、これらの使用方法にも関する。   The present invention relates to a resin composition having excellent shape recovery ability in two stages. The present invention also relates to a molded product composed of a crosslinked product of the molded resin composition, a deformed molded product, and methods for using them.

形状記憶性を示す材料として従来から合金材料と樹脂材料があり、形状記憶性合金はパイプ継手や歯列矯正など、形状記憶性樹脂は熱収縮チューブ、締め付けピン、ラミネート材、ギブス等の医療用器具材などに利用されている。形状記憶性樹脂は形状記憶合金と比べて、複雑な形状に加工できる、形状回復率が大きい、軽量である、自由に着色できる、低コストである等のメリットが挙げられ、一層の用途拡大が注目されている。   Conventionally, there are alloy materials and resin materials that show shape memory properties. Shape memory alloys are used for pipe joints and orthodontics, and shape memory resins are used for medical purposes such as heat-shrinkable tubes, clamping pins, laminates, and casts. Used for equipment. Compared to shape memory alloys, shape memory resins can be processed into complex shapes, have a large shape recovery rate, are lightweight, can be freely colored, and are low in cost. Attention has been paid.

一般に形状記憶性樹脂は、樹脂に所定の温度をかけて変形したのち、室温まで冷却することで所望の形に固定することが出来、さらに再度加熱することで、本来の形状に復元する性質を有する。形状記憶性樹脂は、物理的あるいは化学的結合部位(架橋点)から成る固定相と、ある温度以上(可逆相内部でのガラス転移温度(Tg)または融点(Tm))で流動的になる非架橋部分から成る可逆相から構成されていることを特徴とする。   In general, shape memory resin is deformed by applying a predetermined temperature to the resin, then it can be fixed to a desired shape by cooling to room temperature, and it can be restored to its original shape by heating again. Have. The shape memory resin is a non-phase fluid which is fluidized at a certain temperature (glass transition temperature (Tg) or melting point (Tm) inside the reversible phase) above a stationary phase consisting of physical or chemical bonding sites (crosslinking points). It is comprised from the reversible phase which consists of a bridge | crosslinking part, It is characterized by the above-mentioned.

形状記憶性樹脂のメカニズムをさらに詳細に説明するが、以下の1から3のステップによって、形状記憶の付与、成形品の変形および記憶形状の回復を実現する。又、図1に、概念図を示す。   The mechanism of the shape memory resin will be described in more detail, but the following steps 1 to 3 realize the provision of the shape memory, the deformation of the molded product, and the recovery of the memory shape. FIG. 1 is a conceptual diagram.

1.成形加工
形状記憶性樹脂を所定の方法(加熱、溶融、固化)で成形加工すると、固定相と可逆相(硬)から成る初期状態(原形)(同図(a)及び部分拡大図(b))が記憶される。
1. Molding process When the shape memory resin is molded by a predetermined method (heating, melting, solidifying), the initial state (original) consisting of a stationary phase and a reversible phase (hard) (Fig. (A) and partially enlarged view (b) ) Is stored.

2.成形品の変形
成形品を任意の形状に変形させるには、固定相は溶融させずに可逆相のみを溶融させる温度、つまり可逆相内部のTgやTm以上に加熱し可逆相(軟)に移行させ(同図(c))、この状態で外力を加えることによって変形できる(同図(d))。変形された成型品をTg未満やTm未満(またはTc(結晶化温度)以下)に冷却すると、可逆相も完全に固化して変形した状態で固定化される(同図(e))。
2. Deformation of molded product In order to transform a molded product into an arbitrary shape, the stationary phase is not melted, but only the reversible phase is melted, that is, heated to Tg or Tm above the reversible phase and shifted to the reversible phase (soft). It can be deformed by applying an external force in this state ((d)). When the deformed molded article is cooled to less than Tg or less than Tm (or less than Tc (crystallization temperature)), the reversible phase is also completely solidified and fixed in a deformed state ((e) in the figure).

3.記憶形状の回復
任意形状に変形された成形品の形状は、一時的に強制固定されている可逆相によりその変形状態が保たれている。従って加熱により可逆相のみが軟化する温度に達すると、樹脂はゴム状特性を示して安定状態となり、元の形状を回復する(同図(c))。さらにTg未満やTm未満(またはTc以下)に冷却することにより、同図(b)の初期状態の成形体に戻る。
3. Recovery of Memory Shape The shape of the molded product deformed into an arbitrary shape is maintained in its deformed state by a reversible phase that is temporarily forcedly fixed. Accordingly, when the temperature reaches a temperature at which only the reversible phase is softened by heating, the resin exhibits a rubber-like characteristic and becomes a stable state and recovers its original shape ((c) in the figure). Further, by cooling to less than Tg or less than Tm (or less than Tc), the molded body in the initial state shown in FIG.

ここで、固定相は架橋の種類によって熱硬化型と熱可塑型に分類され、それぞれに長所と短所を持つことが知られている。また、可逆相を固定化する方法によりガラス転移型(Tg利用型)、結晶転移型(Tc利用型)および三次元架橋形成型(Ta利用型)に分類することができ、それぞれに特徴を持つ。   Here, it is known that the stationary phase is classified into a thermosetting type and a thermoplastic type depending on the type of cross-linking, and each has advantages and disadvantages. Moreover, it can be classified into a glass transition type (Tg utilization type), a crystal transition type (Tc utilization type) and a three-dimensional cross-linking formation type (Ta utilization type) according to the method of immobilizing the reversible phase. .

まず、固定相の架橋方法について述べる。熱可塑型形状記憶性樹脂の固定相は、結晶部、ポリマーのガラス状領域、ポリマー同士の絡まり合い、金属架橋等から成る。この固定相は加熱により融解するため、再成形可能、つまりリサイクルできるという長所を持つ。しかしながら、熱可塑型の固定相の結合力は共有結合架橋である熱硬化型に比べて弱いため、熱硬化型より形状回復力に劣るといった短所を持つ。   First, a method for crosslinking the stationary phase will be described. The stationary phase of the thermoplastic shape memory resin is composed of a crystal part, a glassy region of a polymer, entanglement between polymers, metal cross-linking, and the like. Since this stationary phase melts by heating, it has the advantage that it can be reshaped, ie recycled. However, since the bonding force of the thermoplastic stationary phase is weaker than that of the thermosetting type which is covalent bond crosslinking, it has a disadvantage that it is inferior in shape recovery power to the thermosetting type.

熱可塑型形状記憶性樹脂の例として、ポリノルボルネン(特許文献1:特開昭59−53528号公報)が挙げられる。ポリマー同士の絡まりあいが固定相、絡まりのない部位が可逆相となり、形状記憶性を持つことが記載されている。しかし、この形状記憶性樹脂は形状回復時間が長く、分子量が非常に高いため加工性が悪いという問題点がある。   Examples of the thermoplastic shape memory resin include polynorbornene (Patent Document 1: Japanese Patent Laid-Open No. 59-53528). It is described that the entanglement between the polymers is a stationary phase, and the site without the entanglement is a reversible phase and has shape memory. However, this shape memory resin has a problem that the shape recovery time is long and the molecular weight is very high, so that the processability is poor.

ポリウレタン(特許文献2:特開平2−92914号公報)の例も知られており、固定相は結晶部、可逆相は非晶部である。しかしこの形状記憶性樹脂も、形状回復時間が長い。また、引張強度が極めて弱いため、電子機器用部材に用いるのは困難である。   An example of polyurethane (Patent Document 2: JP-A-2-92914) is also known, in which the stationary phase is a crystalline part and the reversible phase is an amorphous part. However, this shape memory resin also has a long shape recovery time. Moreover, since tensile strength is very weak, it is difficult to use for the member for electronic devices.

スチレン−ブタジエン共重合体(特許文献3:特開昭63−179955号公報)も知られている。固定相はポリスチレンのガラス状領域、可逆相はトランスポリブタジエンの結晶部である。しかしこの形状記憶性樹脂においても、形状回復時間が長く形状回復率も低いという問題点が指摘されている。   A styrene-butadiene copolymer (Patent Document 3: JP-A 63-179955) is also known. The stationary phase is a glassy region of polystyrene, and the reversible phase is a crystal part of transpolybutadiene. However, this shape memory resin also has a problem that the shape recovery time is long and the shape recovery rate is low.

上記の熱可塑性の形状記憶性樹脂の形状記憶特性を改善する方法も提案されている。例えば、特許文献4(特許掲載公報2692195号)では、特許文献3に類似する3元系ブロック共重合体中のオレフィン性不飽和結合の80%以上を水素化することで、形状回復率、回復時間に優れた形状記憶性樹脂が提供できるとしている。しかし非特許文献1(唐牛正夫、「形状記憶ポリマーの材料開発」シーエムシー、第30〜43頁、1989年刊)で、スチレン−ブタジエン系熱可塑性の形状記憶性樹脂は、繰り返し変形することで形状記憶回復率が低下するという問題点が指摘されている。   A method for improving the shape memory characteristics of the thermoplastic shape memory resin has also been proposed. For example, in Patent Document 4 (Patent Publication No. 2692195), the shape recovery rate and recovery are achieved by hydrogenating 80% or more of the olefinic unsaturated bonds in the ternary block copolymer similar to Patent Document 3. It is said that a shape memory resin excellent in time can be provided. However, in Non-Patent Document 1 (Masao Karushi, “Material Development of Shape Memory Polymer”, CMC, pp. 30-43, published in 1989), styrene-butadiene-based thermoplastic shape memory resin is shaped by repeated deformation. It has been pointed out that the memory recovery rate decreases.

これに対し、熱硬化型形状記憶性樹脂の固定相は、共有結合による架橋構造から成る。熱硬化型の長所としては、樹脂の流動を防ぐ効果が高く、優れた形状回復力や寸法安定性を有し、回復速度が速い。   On the other hand, the stationary phase of the thermosetting shape memory resin has a crosslinked structure by a covalent bond. As an advantage of the thermosetting type, it has a high effect of preventing the resin from flowing, has an excellent shape recovery force and dimensional stability, and has a high recovery speed.

たとえば、従来の熱硬化型形状記憶性樹脂の具体例として、トランス−1,4−ポリイソプレン(特許文献5:特開昭62−192440号公報)が挙げられる。これはトランス−1,4−ポリイソプレンを硫黄あるいはパーオキサイド等により架橋した樹脂であり、固定相は架橋部位、可逆相はトランス−1,4−ポリイソプレンの結晶部である。この樹脂の結晶化温度は12℃であり、Tgは−70℃以下である。このガラス転移を第三形状の固定に利用すれば、2段階にわたる形状記憶も可能である。すなわち、第二形状の記憶を結晶化により行い、第三形状の固定をガラス転移温度でおこなうわけであるが、第二形状の記憶が熱可塑型と同様に弱い分子間力を利用するため、第二形状への回復時間や回復率も低くなる。   For example, trans-1,4-polyisoprene (Patent Document 5: Japanese Patent Laid-Open No. 62-192440) is given as a specific example of a conventional thermosetting shape memory resin. This is a resin obtained by cross-linking trans-1,4-polyisoprene with sulfur or peroxide, and the stationary phase is a cross-linked site, and the reversible phase is a crystal portion of trans-1,4-polyisoprene. The crystallization temperature of this resin is 12 ° C., and Tg is −70 ° C. or lower. If this glass transition is used for fixing the third shape, shape memory over two stages is possible. That is, the memory of the second shape is performed by crystallization, and the third shape is fixed at the glass transition temperature, but the memory of the second shape uses weak intermolecular force like the thermoplastic type, The recovery time and recovery rate to the second shape are also lowered.

次に、可逆相の固定方法について述べる。樹脂は結晶性樹脂と非晶性樹脂に分類可能であり、Tc(結晶化温度)は結晶性樹脂特有のものであるのに対して、Tg(ガラス転移温度)は樹脂の非晶相(アモルファス相)に起因する現象であり、非晶性樹脂のみならず、結晶性樹脂の非晶部分に起因して観測されるため、何れの樹脂においても存在する。Ta(結合形成温度)は、熱可逆結合反応の結合温度であり、この反応が可能な官能基を有する樹脂特有の現象である。   Next, a method for fixing the reversible phase will be described. Resins can be classified into crystalline resins and amorphous resins. Tc (crystallization temperature) is specific to crystalline resins, whereas Tg (glass transition temperature) is the amorphous phase of resin (amorphous). This phenomenon is caused not only by the amorphous resin but also by the amorphous part of the crystalline resin, and is therefore present in any resin. Ta (bond formation temperature) is a bonding temperature of a thermoreversible bonding reaction and is a phenomenon peculiar to a resin having a functional group capable of this reaction.

Tc利用型の特徴を述べる。Tc(またはTm(結晶相溶融温度))は樹脂の結晶化による分子運動の凍結(または溶融)に起因する現象であり、Tc(またはTm)以下の温度領域で樹脂の弾性率が上昇するため、変形した形状を固定することが可能となる。弾性率の上昇度合いは、結晶性樹脂の結晶化部分の割合(結晶化度)により大きくことなるため、樹脂全体の硬さは樹脂の種類や結晶化の条件に依存する。すなわち、使用温度域でやわらかい材料を設計することが可能となる。形状記憶合金の用途としては、メガネのフレームや携帯電話のアンテナのように柔らかい特性を利用する場合も多く見受けられる。常温でやわらかい形状記憶樹脂が得られれば、安価でかつ軽量な材料として、これら形状記憶合金の代わりに用いることができる。また、Tc(またはTm)により形状固定を行った場合、一般にTgにくらべ(狭い温度幅で転移するため)転移が早いため、形状記憶樹脂としての実用性に優れ好ましい。(非特許文献2 A. Lendenら、Angew. Chem. Int. Ed., 2002年号41巻、2034〜2057頁)   The characteristics of the Tc utilization type will be described. Tc (or Tm (crystalline phase melting temperature)) is a phenomenon caused by freezing (or melting) of molecular motion due to crystallization of the resin, and the elastic modulus of the resin increases in a temperature range below Tc (or Tm). It becomes possible to fix the deformed shape. Since the degree of increase in the elastic modulus varies depending on the ratio of crystallized portions (crystallinity) of the crystalline resin, the hardness of the entire resin depends on the type of resin and the crystallization conditions. That is, it is possible to design a soft material in the operating temperature range. In many cases, the shape memory alloy is used for soft characteristics such as a frame of glasses or an antenna of a mobile phone. If a shape memory resin that is soft at room temperature is obtained, it can be used as an inexpensive and lightweight material instead of these shape memory alloys. In addition, when the shape is fixed by Tc (or Tm), since the transition is generally faster than that of Tg (because of transition at a narrow temperature range), it is excellent in practicality as a shape memory resin. (Non-Patent Document 2 A. Lenden et al., Angew. Chem. Int. Ed., 2002, 41, 2034-2057)

次にTg利用型の特徴を述べる。Tgは非晶相の分子運動の凍結・溶融に起因する現象であり、Tg以下の温度領域で樹脂の弾性率が上昇するため、変形した形状を固定することが可能となる。Tg型の固定を行った場合、弾性率の上昇は非晶相の割合や相分離構造に依存するが、使用温度域においてガラス状態であるため、硬い樹脂を容易に得ることが可能である。したがって、使用温度域で高い剛性が必要な用途には好ましい。   Next, the characteristics of the Tg utilization type will be described. Tg is a phenomenon caused by freezing and melting of the molecular motion of the amorphous phase, and the elastic modulus of the resin increases in a temperature region below Tg, so that the deformed shape can be fixed. When Tg type fixation is performed, the increase in elastic modulus depends on the ratio of the amorphous phase and the phase separation structure, but since it is in the glass state in the operating temperature range, it is possible to easily obtain a hard resin. Therefore, it is preferable for applications that require high rigidity in the operating temperature range.

ガラス転移により可逆相を固定化している例としては、上述のポリノルボルネン(特許文献1:特開昭59−53528号公報)、ポリウレタン(特許文献2:特開平2−92914号公報)があげられるが、形状記憶を分子間の絡み合いや結晶化により行っている為、形状の回復時間および回復力について課題があることは既に述べた。   Examples of fixing the reversible phase by glass transition include the above-mentioned polynorbornene (Patent Document 1: Japanese Patent Laid-Open No. 59-53528) and polyurethane (Patent Document 2: Japanese Patent Laid-Open No. 2-92914). However, since shape memory is performed by entanglement and crystallization between molecules, it has already been described that there are problems with the recovery time and recovery power of the shape.

樹脂中に熱可逆的架橋構造を導入し、形状記憶樹脂の可逆相を熱可逆架橋により固定化した例として、特許文献6(特開平2−258818号公報)がある。熱可逆性共有結合的架橋構造として、カルボキシル基等のイオン架橋基、ディールス−アルダー反応、ニトロソ基の二量化反応を使用した共有結合架橋構造が開示されている。請求項には、芳香族ビニル単量体と共役ジエン系単量体とのブロック共重合体を基体重合体とし、該基体重合体を熱可逆的に架橋させて得られる架橋体であって、該架橋体の解離重合体(前記基体重合体)のガラス転移温度(Tg)が該架橋体に含有される熱可逆的架橋の解離(開裂)温度(Td)より高く、かつ該ガラス転移温度が70℃〜140℃の範囲にあることを特徴としている。   As an example in which a thermoreversible cross-linked structure is introduced into the resin and the reversible phase of the shape memory resin is fixed by thermoreversible cross-linking, there is Patent Document 6 (Japanese Patent Laid-Open No. 2-258818). As thermoreversible covalently crosslinked structures, covalently crosslinked structures using ionic crosslinking groups such as carboxyl groups, Diels-Alder reactions, and dimerization reactions of nitroso groups are disclosed. The claims include a cross-linked product obtained by using a block copolymer of an aromatic vinyl monomer and a conjugated diene monomer as a base polymer, and cross-linking the base polymer thermoreversibly, The glass transition temperature (Tg) of the dissociated polymer of the crosslinked product (the base polymer) is higher than the dissociation (cleavage) temperature (Td) of the thermoreversible crosslinking contained in the crosslinked product, and the glass transition temperature is It is characterized by being in the range of 70 ° C to 140 ° C.

第3頁右下欄には、「熱可逆的架橋の解離温度は解離重合体のガラス転移温度より低ければよいが、実用的には、解離温度は解離重合体のガラス転移温度より10℃以上低いことが好ましい。」と記載されている。このブロック共重合体では、スチレン−ブタジエン共重合体(特許文献3)と同様、100℃程のTgを有する芳香族系樹脂が固定相として働く。一方、芳香族系樹脂のTgより低い融点を持つ結晶性のジエンポリマーが可逆相として働く。熱可逆性共有結合的架橋構造はジエンポリマー中の二重結合部に導入されており、Td以上に加熱することで結合(架橋)が開裂し、この状態で変形させた後、Td以下に冷却することで再結合(再架橋)し形状記憶性が得られ、又、芳香族系樹脂のTg以上に加熱することで、成形性が向上し、再成形可能としている。つまり、この形状記憶性樹脂では、図2に示すように、樹脂部が固定相となり、架橋部が可逆相として機能し(同図(a))、Td以上に加熱することで、架橋が開裂し(同図(b))、さらにこの加熱状態を維持して外力を加えて変形し(同図(c))、Td未満に冷却して再架橋させることで、同図(d)に示すように形状が記憶される。形状を回復させるには、再度Td以上に加熱して架橋を開裂させることにより実施され、冷却して原形に復帰する。再成形時には芳香族系樹脂のTg以上に加熱することで、同図(e)に示すように固定相の樹脂部が流動性を有し、再成形可能となる。   In the lower right column of page 3, the dissociation temperature of thermoreversible crosslinking should be lower than the glass transition temperature of the dissociated polymer, but practically the dissociation temperature is 10 ° C. or higher than the glass transition temperature of the dissociated polymer. It is preferably low. " In this block copolymer, similarly to the styrene-butadiene copolymer (Patent Document 3), an aromatic resin having a Tg of about 100 ° C. functions as a stationary phase. On the other hand, a crystalline diene polymer having a melting point lower than the Tg of the aromatic resin works as a reversible phase. The thermoreversible covalently crosslinked structure is introduced into the double bond part in the diene polymer. When heated to Td or higher, the bond (crosslinked) is cleaved, deformed in this state, and then cooled to Td or lower. By doing so, re-bonding (re-crosslinking) and shape memory property are obtained, and by heating to Tg or more of the aromatic resin, moldability is improved and re-molding is possible. That is, in this shape memory resin, as shown in FIG. 2, the resin part becomes a stationary phase and the cross-linked part functions as a reversible phase ((a) in FIG. 2), and the cross-linking is cleaved by heating to Td or higher. (Drawing (b)), further maintaining the heating state and applying external force to deform (Drawing (c)), cooling to below Td and re-crosslinking to show in (d) The shape is stored as follows. In order to recover the shape, it is carried out by heating again to Td or higher to cleave the bridge, and then cooled to return to the original shape. By heating to Tg or more of the aromatic resin at the time of re-molding, the resin portion of the stationary phase has fluidity and can be re-molded as shown in FIG.

しかし、形状回復時には架橋が開裂していることからこの樹脂は熱可塑型であり、優れた形状回復力は得られないこと、使用可能な樹脂や熱可逆性結合的架橋構造が限定されていること、さらに、共有結合による架橋構造の解離温度は高いため(ディールス−アルダー型:120〜160℃、ニトロソ基型:70〜160℃)、実際にこの特許の条件を満たす樹脂や架橋部位が制限され、特に形状記憶時の温度マージンが極めて狭い範囲であることから、実用性に乏しい。   However, since the crosslinking is cleaved at the time of shape recovery, this resin is a thermoplastic type, and an excellent shape recovery power cannot be obtained, and usable resins and thermoreversible binding cross-linked structures are limited. In addition, since the dissociation temperature of the crosslinked structure due to the covalent bond is high (Diels-Alder type: 120 to 160 ° C., nitroso group type: 70 to 160 ° C.), there are actually restrictions on resins and crosslinking sites that satisfy the conditions of this patent. In particular, since the temperature margin during shape memory is in a very narrow range, it is not practical.

ところで、熱可逆反応を架橋に用いた例として非特許文献3(Engleら、J.Macromol.Sci.Re.Macromol.Chem.Phys.、第C33巻、第3号、第239〜257頁、1993年刊)に、ディールス−アルダー反応、ニトロソ二量化反応、エステル化反応、アイオネン化反応、ウレタン化反応、アズラクトン−フェノール付加反応が記載されている。   By the way, as an example using thermoreversible reaction for crosslinking, Non-Patent Document 3 (Engle et al., J. Macromol. Sci. Re. Macromol. Chem. Phys., Vol. C33, No. 3, pages 239-257, 1993). (Annual) describes Diels-Alder reaction, nitroso dimerization reaction, esterification reaction, ionene reaction, urethanization reaction, and azlactone-phenol addition reaction.

また、非特許文献4(中根喜則および石戸谷昌洋ら、色材、第67巻、第12号、第766〜774頁、1994年刊);非特許文献5(中根喜則および石戸谷昌洋ら、色材、第69巻、第11号、第735〜742頁、1996年刊);特許文献7(特開平11−35675号公報)には、ビニルエーテル基を利用する熱可逆架橋構造が記載されている。   Non-Patent Document 4 (Yoshinori Nakane and Masahiro Ishidoya et al., Coloring Materials, Vol. 67, No. 12, pp. 766-774, published in 1994); Non-Patent Document 5 (Yoshinori Nakane and Masahiro Ishidoya et al., Coloring materials, 69, No. 11, pp. 735-742, published in 1996); Patent Document 7 (Japanese Patent Laid-Open No. 11-35675) describes a thermoreversible cross-linking structure utilizing a vinyl ether group.

また、酸無水物のエステル化反応による可逆反応を耐熱性向上とリサイクル性向上に利用した例が特許文献8(特開平11−106578号公報)などに記載されており、ビニル重合化合物にカルボン酸無水物を導入し、ヒドロキシ基を有するリンカーで架橋する手法が示されている。   In addition, an example in which a reversible reaction by an esterification reaction of an acid anhydride is used to improve heat resistance and recyclability is described in Patent Document 8 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-106578), and a carboxylic acid is added to a vinyl polymerization compound. A technique for introducing an anhydride and crosslinking with a linker having a hydroxy group is shown.

しかし、いずれも形状記憶性についての記述はなく、形状記憶性樹脂として用いられた例もない。   However, there is no description about shape memory property, and there is no example used as shape memory resin.

環境問題に対処するために種々の生分解性ポリマーを用いた形状記憶性樹脂も提案されている。例えば、特許文献9(特開平9−221539号公報)には、ポリ乳酸系樹脂等の脂肪族ポリエステル系樹脂から構成された生分解性の形状記憶性樹脂が開示されている。しかしながら、これらも熱可塑性樹脂である点で形状回復力、回復速度は不十分である。   In order to cope with environmental problems, shape memory resins using various biodegradable polymers have also been proposed. For example, Patent Document 9 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-221539) discloses a biodegradable shape memory resin composed of an aliphatic polyester resin such as a polylactic acid resin. However, since these are also thermoplastic resins, their shape recovery force and recovery speed are insufficient.

生分解性の熱又は光硬化性樹脂を用いた形状記憶性樹脂が特許文献10(特表2002−503524号公報)に記載されている。同特許文献の図5には、光架橋による形状記憶と、熱又は光による架橋開裂による形状回復が示されている。また、複数の形状記憶については記載されているが、これは単に熱可塑性の形状記憶樹脂をブレンドすることにより得られるポリマーブレンドであり、この方法では、共有結合性架橋による2つの優れた形状記憶性および復元性は得られない。   A shape memory resin using a biodegradable heat or photocurable resin is described in Patent Document 10 (Japanese Patent Publication No. 2002-503524). FIG. 5 of this patent document shows shape memory by photocrosslinking and shape recovery by crosslink cleavage by heat or light. Also, although multiple shape memories have been described, this is simply a polymer blend obtained by blending thermoplastic shape memory resins, and in this method, two excellent shape memories by covalent cross-linking. And reversibility cannot be obtained.

特開昭59−53528号公報JP 59-53528 A 特開平2−92914号公報JP-A-2-92914 特開昭63−179955号公報JP-A 63-179955 特許掲載公報2692195号Patent Publication No. 2692195 特開昭62−192440号公報JP 62-192440 A 特開平2−258818号公報JP-A-2-258818 特開平11−35675号公報JP 11-35675 A 特開平11−106578号公報JP-A-11-106578 特開平9−221539号公報JP-A-9-221539 特表2002−503524号公報Special table 2002-503524 gazette 唐牛正夫、「形状記憶ポリマーの材料開発」シーエムシー、第30〜43頁、1989年刊Masao Karabushi, “Material Development of Shape Memory Polymer”, CMC, 30-43, published in 1989 A. Lendenら、Angew. Chem. Int. Ed., 2002年号41巻、2034〜2057頁A. Lenden et al., Angew. Chem. Int. Ed., 2002, 41, 2034-2057 Engleら、J.Macromol.Sci.Re.Macromol.Chem.Phys.、第C33巻、第3号、第239〜257頁、1993年刊Engle et al. Macromol. Sci. Re. Macromol. Chem. Phys. , C33, No.3, pp.239-257, published in 1993 中根喜則および石戸谷昌洋ら、色材、第67巻、第12号、第766〜774頁、1994年刊Yoshinori Nakane and Masahiro Ishidoya et al., Coloring Materials, Vol. 67, No. 12, pp. 766-774, published in 1994 中根喜則および石戸谷昌洋ら、色材、第69巻、第11号、第735〜742頁、1996年刊Yoshinori Nakane and Masahiro Ishidoya et al., Coloring Material, Vol. 69, No. 11, pp. 735-742, 1996

従来の形状記憶特性に加え、さらにもう一段の形状記憶が可能となれば、一層の用途拡大が可能となる。たとえば、従来の熱収縮チューブは、加熱により記憶していた収縮形状に復元することを利用し、2本のパイプを接合するものであり、パイプを外す際にはチューブを切断する必要があった。これに対し、2段階に形状記憶が可能な樹脂を用い、低い温度領域での加熱により収縮形状に復元し、高い温度領域での加熱により逆に膨張形状に復元するチューブを作ることが可能である。これをもちいれば、一度接合に用いたチューブも、更に加熱することにより膨張し取りはずせるようになる。また、締め付けピンの場合であれば、従来は、加熱し折り曲げることによりピン締め付けに用い、再び加熱することにより元のまっすぐの形状に復元させることにより締め付けを外すだけであった。2段階形状記憶樹脂を用いれば、低い温度領域での加熱により自動的に折れ曲がり締め付けたのち、更に高い温度領域での加熱により再びピンがまっすぐにのびて取り外せるようになる。このように、従来の形状記憶合金および形状記憶樹脂にない広い応用範囲が期待できる。   In addition to the conventional shape memory characteristics, if another shape memory is possible, the application can be further expanded. For example, a conventional heat-shrinkable tube is used to join two pipes by using the restoration of the contracted shape memorized by heating, and it was necessary to cut the tube when removing the pipe . On the other hand, it is possible to make a tube that uses a resin capable of shape memory in two stages and restores to a contracted shape by heating in a low temperature region, and conversely restores to an expanded shape by heating in a high temperature region. is there. By using this, the tube once used for bonding can be expanded and removed by further heating. Further, in the case of a tightening pin, conventionally, it was used for pin tightening by heating and bending, and it was simply removed by restoring it to its original straight shape by heating again. If the two-stage shape memory resin is used, the pin is automatically bent and tightened by heating in a low temperature region, and then the pin is again straightened and removed by heating in a higher temperature region. In this way, a wide range of applications not found in conventional shape memory alloys and shape memory resins can be expected.

本発明は、従来の方法では、得られなかった2段階かつ優れた復元力を持つ形状記憶樹脂および該樹脂からなる成型体を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a shape memory resin having a two-stage and excellent restoring force, which was not obtained by a conventional method, and a molded body made of the resin.

上記目的を達成するための本発明によれば、2段階の記憶形状をもち、優れた形状回復の能を持つ形状記憶性樹脂を用いた成形体を提供することができる。   According to the present invention for achieving the above object, it is possible to provide a molded body using a shape memory resin having a two-stage memory shape and having an excellent shape recovery ability.

本発明者は、樹脂のTg(またはTm)が常温以上であり、共有結合性の非可逆的な結合による架橋部位およびTd(可逆架橋解離温度)未満の温度では共有結合しかつTd以上の温度で再開裂する熱可逆的な結合による架橋部位を有する形状記憶性樹脂が、非可逆性架橋による第一形状と、熱可逆性架橋による第二形状とが記憶でき、Td以上の温度で第一形状への形状回復が可能であることから、電子機器用部材等、優れた形状回復力を必要とする成形体に使用可能であることを見出した。また、Tg(またはTm)での第三形状の付与が可能となるため、2段階に形状記憶を行うことが可能である。さらに、樹脂の一部または全部に植物由来樹脂などの非石油原料を用いることにより、さらに環境適合性に優れた材料を得ることが可能である。   The present inventor believes that the Tg (or Tm) of the resin is normal temperature or higher, a covalent bond at a temperature lower than Td (reversible cross-linking dissociation temperature) and a temperature higher than Td at a temperature lower than Td (reversible cross-linking dissociation temperature). The shape memory resin having a cross-linked site due to thermoreversible bonding that resumes cracking at 1 can memorize the first shape due to irreversible cross-linking and the second shape due to thermo-reversible cross-linking, and the first shape at a temperature of Td or higher. Since shape recovery to a shape is possible, it has been found that it can be used for molded products that require excellent shape recovery force, such as electronic device members. Further, since the third shape can be imparted at Tg (or Tm), shape memory can be performed in two stages. Furthermore, by using a non-petroleum raw material such as a plant-derived resin for a part or all of the resin, it is possible to obtain a material having further excellent environmental compatibility.

すなわち本発明は、以下の構成よりなる。
(1) 冷却により共有結合し、加熱により開裂する共有結合性熱可逆性反応により架橋される部位、および共有結合性非可逆反応により架橋される部位をもつ樹脂であって、ガラス転移温度(Tg)または結晶溶融温度(Tm)が40℃以上200℃以下の範囲にあり、前記熱可逆性反応の開裂温度(Td)が50℃以上300℃以下、Tg(またはTm)+10℃≦Tdの範囲にあることを特徴とする形状記憶性樹脂。
That is, this invention consists of the following structures.
(1) A resin having a site to be crosslinked by a covalent thermoreversible reaction that is covalently bonded by cooling and cleaved by heating, and a site to be crosslinked by a covalent irreversible reaction, and having a glass transition temperature (Tg ) Or crystal melting temperature (Tm) is in the range of 40 ° C. or higher and 200 ° C. or lower, the cleavage temperature (Td) of the thermoreversible reaction is 50 ° C. or higher and 300 ° C. or lower, and Tg (or Tm) + 10 ° C. ≦ Td. A shape memory resin characterized by the above.

(2)樹脂の架橋部位のうち、共有結合性熱可逆反応による架橋部位が占める割合は、10%以上50%以下である。 (2) The ratio of the cross-linked site by the covalent thermoreversible reaction in the cross-linked site of the resin is 10% or more and 50% or less.

(3) 前記熱可逆性反応は、ディールス−アルダー型、ニトロソ2量体型、酸無水物エステル型、ウレタン型、アズラクトン−ヒドロキシアリール型およびカルボキシル−アルケニルオキシ型からなる群より選ばれる1種以上の形式であることを特徴とする。 (3) The thermoreversible reaction is at least one selected from the group consisting of Diels-Alder type, nitroso dimer type, acid anhydride ester type, urethane type, azlactone-hydroxyaryl type and carboxyl-alkenyloxy type. It is characterized by the form.

(4) 前記樹脂は、生分解性を有することを特徴とする。 (4) The resin is biodegradable.

(5) 前記樹脂は、植物由来の樹脂を原料とする樹脂である。 (5) The resin is a resin derived from a plant-derived resin.

(6) 前記樹脂は、ポリブチレンサクシネートまたはポリヒドロキシアルカノエートを原料とする樹脂である。 (6) The resin is a resin using polybutylene succinate or polyhydroxyalkanoate as a raw material.

(7) 前記樹脂は、ポリブチレンサクシネートまたはポリヒドロキシアルカノエートを原料とし、前記熱可逆性反応がディールスアルダー型である。 (7) The resin is made from polybutylene succinate or polyhydroxyalkanoate, and the thermoreversible reaction is Diels-Alder type.

(8) 上記形状記憶性樹脂の架橋物からなることを特徴とする形状記憶性樹脂成形体。 (8) A shape memory resin molded article comprising a cross-linked product of the shape memory resin.

(9) 上記形状記憶性樹脂前駆体を、共有結合性非可逆反応により架橋部位を形成するように架橋硬化して記憶すべき所定の第一形状に成形し、次に、得られた成形体に、Td以上の温度で変形を与え、可逆架橋形成温度(Ta)以下の温度に冷却して変形形状を固定することにより第二形状を記憶させたことを特徴とする形状記憶性樹脂成型体。 (9) The shape memory resin precursor is molded into a predetermined first shape to be memorized by crosslinking and curing so as to form a crosslinked site by a covalent irreversible reaction, and then the obtained molded product Further, the shape-memory-resin-molded article, wherein the second shape is memorized by applying deformation at a temperature equal to or higher than Td and cooling to a temperature equal to or lower than the reversible crosslinking temperature (Ta) to fix the deformed shape. .

(10) 上記(9)の成形体に、Tg(またはTm)以上、Td未満の温度で変形を与え、Tg未満(または結晶化温度(Tc)以下)の温度において固定することにより第三形状を付与した形状記憶性樹脂成形体。 (10) The molded body of the above (9) is deformed at a temperature of Tg (or Tm) or more and less than Td and fixed at a temperature of less than Tg (or crystallization temperature (Tc) or less) to form a third shape. A shape memory resin molded product to which is added.

(11) 上記(10)の第三形状を付与した成形体を、Tg(またはTm)以上、Td未満の温度に加熱することにより、記憶させた元の第二形状に回復させ、Td以上、樹脂の熱分解温度未満の温度に加熱することにより第一形状に回復させることを特徴とする形状記憶性樹脂成形体の使用方法。 (11) The molded body provided with the third shape of (10) is heated to a temperature of Tg (or Tm) or higher and lower than Td to recover the original second shape stored, and Td or higher, A method of using a shape memory resin molded article, wherein the first shape is recovered by heating to a temperature lower than the thermal decomposition temperature of the resin.

本発明の形状記憶性樹脂は、第一形状記憶及び第二形状記憶には共有結合によるネットワーク構造を利用するため、形状回復能に優れており、第三の形状の固定にはガラス転移(または結晶化)を利用するため、迅速かつ容易に固定が可能である。また、第三形状の固定に利用するガラス転移(または結晶化)を室温より高い温度域である40℃以上とすることにより、室温付近で使用される電子機器の部材等の成形体として用いた場合、迅速かつ容易に固定が可能な第三形状を利用できるため有用である。   The shape memory resin of the present invention uses a network structure formed by covalent bonds for the first shape memory and the second shape memory, and thus has an excellent shape recovery ability. Since crystallization is used, it can be fixed quickly and easily. In addition, by making the glass transition (or crystallization) used for fixing the third shape 40 ° C. or higher, which is a temperature range higher than room temperature, it was used as a molded body such as a member of an electronic device used near room temperature. In this case, it is useful because a third shape that can be fixed quickly and easily can be used.

具体的には、架橋部位に共有結合性の非可逆性反応および熱可逆性反応を導入した形状記憶性樹脂が提供される。熱可逆性反応とは、結合が所定の温度で開裂し、冷却時に再結合する反応をいう。樹脂を非可逆性反応で架橋することで、架橋部位が第一の固定相、その他の樹脂部分が可逆相である形状記憶樹脂が得られる。その他の樹脂部分を熱可逆性反応で架橋することで、熱可逆性架橋部位が第二の固定相、残りの樹脂部分が可逆相となり、第二の形状記憶特性が得られる。さらに、実用温度域では共有結合架橋しているため熱硬化型として機能し、第二形状への変形時や第一形状への回復時には加熱により熱可逆結合が開裂して(半)熱硬化型となり弾性率も低下する。このため、第一形状への回復時には優れた形状回復力を有する長所を持つ形状記憶性樹脂となる。また、冷却時に再結合するため、成形前と同等の形状記憶性樹脂が得られ、繰り返し変形による形状回復率の低下も起こらない。   Specifically, there is provided a shape memory resin in which a covalent irreversible reaction and a thermoreversible reaction are introduced into a crosslinking site. A thermoreversible reaction refers to a reaction in which a bond is cleaved at a predetermined temperature and recombined upon cooling. By cross-linking the resin by an irreversible reaction, a shape memory resin in which the cross-linked site is the first stationary phase and the other resin portions are the reversible phase is obtained. By crosslinking the other resin parts by a thermoreversible reaction, the thermoreversible cross-linking site becomes the second stationary phase and the remaining resin parts become the reversible phase, and the second shape memory characteristic is obtained. Furthermore, since it is covalently crosslinked in the practical temperature range, it functions as a thermosetting type, and when deformed to the second shape or recovered to the first shape, the thermoreversible bond is cleaved by heating (semi-) thermosetting type And the elastic modulus also decreases. For this reason, at the time of recovery to the first shape, a shape memory resin having an advantage of having an excellent shape recovery force is obtained. Moreover, since it recombines at the time of cooling, a shape memory resin equivalent to that before molding is obtained, and the shape recovery rate does not decrease due to repeated deformation.

第三形状変形や、第二形状への回復は、Tg(またはTm)以上Td以下の温度で行い、第三形状の固定には樹脂全体を強固に拘束するTg(またはTc)を利用できる。また、主鎖に植物由来樹脂などの非石油原料を用いれば、更に環境負荷を低減させることができる。   The third shape deformation or the recovery to the second shape is performed at a temperature of Tg (or Tm) or more and Td or less, and Tg (or Tc) that firmly restrains the entire resin can be used for fixing the third shape. In addition, if a non-petroleum raw material such as a plant-derived resin is used for the main chain, the environmental load can be further reduced.

次に、本発明の実施の形態を詳しく説明する。
本発明の形状記憶性樹脂のメカニズムを詳細に説明するが、以下の1から6のステップによって、成型加工(第一形状(記憶)の付与)、変形加工(第二形状(記憶)の付与)、変形加工(第三形状の付与)、第二形状記憶の回復、第一形状記憶の回復および再成形を実現する。又、図3に、概念図を示す。
Next, embodiments of the present invention will be described in detail.
The mechanism of the shape memory resin of the present invention will be described in detail, but by the following steps 1 to 6, molding processing (giving a first shape (memory)), deformation processing (giving a second shape (memory)) , Deformation processing (giving a third shape), recovery of the second shape memory, recovery of the first shape memory and re-molding. FIG. 3 shows a conceptual diagram.

1.成形加工
本発明の形状記憶性樹脂はその前駆体を所定の温度で加熱し、非可逆共有結合による架橋反応が生じることで第一形状の記憶が行われる。これを常温に冷却することにより、更に熱可逆架橋およびガラス転移が生じ第一形状成形体(a)が得られる。
1. Molding process The shape memory resin of the present invention is stored in the first shape by heating the precursor at a predetermined temperature and causing a crosslinking reaction by irreversible covalent bonding. By cooling this to room temperature, further thermoreversible crosslinking and glass transition occur and the first shape molded body (a) is obtained.

2.変形加工(第二形状)
第一形状を記憶した成形体を任意の形状に変形させるには、固定相の熱可逆的架橋部が開裂するTd以上に加熱すればよい。Tg(またはTm)以上となると状態(b)に示すように樹脂は軟化するが熱可逆性架橋部はTd以上となるまでは開裂していない。さらに、Td以上に加熱されると状態(c)に示すように熱可逆性架橋部の開裂が起こる。この状態(c)では、弾性率が低く、自由に変形可能である。この状態で外力を加えることによって変形できる(同図(d))。変形された成型品をTa(可逆架橋形成温度)以下に冷却すると、変形した状態で可逆架橋が再形成されるため(同図(e))、第二の形状が記憶される。常温に冷却することにより、ガラス転移も生じ第二形状成形体が得られる(同図(f))。
2. Deformation processing (second shape)
In order to deform the molded body storing the first shape into an arbitrary shape, it may be heated to Td or higher at which the thermoreversible cross-linked portion of the stationary phase is cleaved. When Tg (or Tm) or more is reached, the resin softens as shown in state (b), but the thermoreversible cross-linked portion is not cleaved until Tg or more. Furthermore, when heated to Td or higher, the thermoreversible cross-linked portion is cleaved as shown in state (c). In this state (c), the elastic modulus is low and it can be freely deformed. In this state, it can be deformed by applying an external force ((d) in the figure). When the deformed molded product is cooled to Ta (reversible cross-linking formation temperature) or lower, the reversible cross-linking is re-formed in the deformed state (FIG. 5E), so the second shape is stored. By cooling to room temperature, a glass transition occurs and a second shaped molded body is obtained ((f) in the figure).

3.変形加工(第三形状)
第二形状成形体をTg(またはTm)以上Td未満で加熱することにより、弾性率が低下し、外力により容易に変形する状態(g)になる。この変形はTg未満(またはTc以下)の温度域(低温域)まで冷却することにより、第三形状として固定される(同図(h))。
3. Deformation processing (third shape)
By heating the second shape molded body at Tg (or Tm) or more and less than Td, the elastic modulus decreases, and the state (g) is easily deformed by an external force. This deformation is fixed as a third shape by cooling to a temperature range (low temperature range) below Tg (or below Tc) ((h) in the figure).

4.第二形状記憶の回復
第三形状は、一時的に強制固定されている可逆相(結晶相またはガラス化した非晶相)により変形状態が保たれている。したがって、加熱によりガラス化した非晶相のみが軟化する温度または可逆相の結晶相が溶融する温度(Tg(またはTm)以上Td未満の中温域)に達すると、樹脂の一部がゴム状特性を示して安定状態となり、元の第二形状を回復し(e)、これを常温に冷却することにより第二形状(f)となる。
4). Recovery of second shape memory The third shape is kept in a deformed state by a reversible phase (crystalline phase or vitrified amorphous phase) temporarily forcedly fixed. Therefore, when the temperature reaches the temperature at which only the amorphous phase vitrified by heating softens or the temperature at which the reversible crystalline phase melts (intermediate temperature range of Tg (or Tm) or more and less than Td), a part of the resin has rubber-like properties. The original second shape is restored (e) and cooled to room temperature to become the second shape (f).

5.第一形状記憶の回復
第二形状は、一時的に強制固定されている可逆相(熱可逆架橋)によりその変形状態が保たれている。従って成型体を加熱により可逆相の熱可逆架橋の解離温度(Td)以上にすると、さらに弾性率が低下を示して安定状態となり、元の第一形状を回復する(同図(c))。このとき、非可逆共有結合性の架橋が存在するため、優れた回復力を達成することが可能である。さらにTg未満(またはTc以下)に冷却することにより、同図(a)の初期状態の成形体に固定される。
5. Recovery of first shape memory The deformed state of the second shape is maintained by a reversible phase (thermo-reversible crosslinking) that is temporarily forcedly fixed. Accordingly, when the molded body is heated to the dissociation temperature (Td) of the reversible phase in the reversible phase by heating, the elastic modulus further decreases and becomes a stable state, and the original first shape is recovered ((c) in the figure). At this time, since there is irreversible covalent cross-linking, it is possible to achieve excellent resilience. Further, by cooling to less than Tg (or below Tc), it is fixed to the molded body in the initial state of FIG.

樹脂については、導入する熱可逆反応のTd以下、電子機器用部材等成形体の使用時に耐えうる温度以上の範囲でTg(またはTm)を有する樹脂を選択する。使用する部材によって耐熱温度は異なるが、樹脂のTg(またはTm)は40℃以上200℃以下が好ましい。Tg(またはTm)は40℃未満では室温での剛性が低く、形態安定性が悪くなり、またTg(またはTm)が200℃より高い場合、成形性、加工性とも悪く、かつ多量のエネルギーが必要となるため、生産性および経済性の点から不利となる。また、樹脂のTg(またはTm)は40℃以上120℃以下が好ましい。ユーザーが製品を形状記憶する際に、実用的な加熱手段としてドライヤーやお湯等が考えられ、特にお湯による加熱を行う場合においては、100℃以下の温度範囲で比較的正確に温度制御できることから好ましい。一方、室外で用いる用途に用いる場合、Tg(またはTm)は60℃以上が好ましい。また、自動車用の内装など更に高い耐熱性が必要な用途に用いる場合、Tg(またはTm)は80℃以上が好ましい。また、樹脂のTg(またはTm)がTd以上であると、樹脂が軟化する前に架橋が開裂するため形状記憶性に優れた形状記憶を達成することが出来ない。導入する熱可逆反応のTdより10℃以上低いTg(またはTm)を有する樹脂が好ましい。   As for the resin, a resin having Tg (or Tm) in a range not higher than Td of the thermoreversible reaction to be introduced and not lower than a temperature that can be withstood when a molded body such as an electronic device member is used is selected. Although the heat resistant temperature varies depending on the member to be used, the Tg (or Tm) of the resin is preferably 40 ° C. or higher and 200 ° C. or lower. If Tg (or Tm) is less than 40 ° C., the rigidity at room temperature is low and the shape stability is poor, and if Tg (or Tm) is higher than 200 ° C., the moldability and workability are both poor and a large amount of energy is required. This is disadvantageous in terms of productivity and economy. The Tg (or Tm) of the resin is preferably 40 ° C. or higher and 120 ° C. or lower. When a user memorizes the shape of a product, a dryer, hot water, or the like can be considered as a practical heating means. Especially when heating with hot water, the temperature can be controlled relatively accurately in a temperature range of 100 ° C. or lower, which is preferable. . On the other hand, when used for an outdoor use, Tg (or Tm) is preferably 60 ° C. or higher. Moreover, when using for the use for which higher heat resistance is required, such as the interior for motor vehicles, Tg (or Tm) has preferable 80 degreeC or more. Further, if the Tg (or Tm) of the resin is equal to or higher than Td, the cross-link is cleaved before the resin softens, so that shape memory excellent in shape memory property cannot be achieved. A resin having a Tg (or Tm) lower by 10 ° C. or more than the Td of the thermoreversible reaction to be introduced is preferable.

図4に本発明の形状記憶性樹脂の応用例として、割りピンへの適用例を示す。本発明の形状記憶樹脂では、製造者が付与した割りピンの第一形状(b:伸ばした状態)を、Td以上、樹脂の分解温度(Tdec)未満の温度に加熱することで、加工者が用途にあわせて任意の長さで折り曲げた第二形状(cまたはd;開いた状態)を付与することが可能である。これにより、Td以上に加熱するだけで、割りピンは元の第一状態(b)にもどり、容易に抜くことが可能となる。さらに、本発明では2段階の形状記憶が可能であり、組み立て加工者は任意の第三形状(e)を一時的に固定することが可能となる。たとえば、第三形状を第一形状と同じく伸ばした状態にし、Tg未満(またはTc以下)に冷却することにより固定することが可能となるため、容易にピンを差し込むことが可能であり、温度をTg(またはTm)以上Td未満に加熱することにより、記憶された第二形状(f:開いた状態)になる。図に示したような閉じた容器や壁など反対側からピンを開けない場合でもピンを加熱するだけで自動的にピンが開くため便利である。さらに、Td以上Tdec未満に加熱すれば、第一状態(b:伸ばした状態)に戻るため、容易に解体することができ、この操作により第二形状の記憶は失われるため、第一形状品としてリサイクル可能となる。また、植物由来樹脂などの生分解性樹脂により、本樹脂を製造すれば、環境適合性が更に向上する。   FIG. 4 shows an application example to a split pin as an application example of the shape memory resin of the present invention. In the shape memory resin of the present invention, the first shape (b: stretched state) of the cotter pin provided by the manufacturer is heated to a temperature not lower than Td and lower than the decomposition temperature (Tdec) of the resin. It is possible to give the second shape (c or d; open state) bent at an arbitrary length according to the application. Accordingly, the split pin returns to the original first state (b) only by heating to Td or more, and can be easily removed. Furthermore, in the present invention, two-stage shape memory is possible, and the assembling worker can temporarily fix an arbitrary third shape (e). For example, it is possible to fix the third shape by extending it in the same manner as the first shape and cooling it to less than Tg (or less than Tc). By heating to Tg (or Tm) or more and less than Td, the memorized second shape (f: open state) is obtained. Even if the pin cannot be opened from the opposite side such as a closed container or wall as shown in the figure, it is convenient because the pin automatically opens only by heating the pin. Furthermore, if it is heated to Td or more and less than Tdec, it returns to the first state (b: stretched state), so it can be easily disassembled, and the memory of the second shape is lost by this operation. As recyclable. Moreover, if this resin is produced from a biodegradable resin such as a plant-derived resin, the environmental compatibility is further improved.

架橋部位に用いる熱可逆反応の結合の開裂温度(Td)は、50℃以上300℃以下の範囲とする。実用温度域では固定相および可逆相は硬化状態でなければ、電子機器用部材に使用可能な力学特性は得られない。従って、Tdが50℃未満であると、耐熱性の問題から電子機器用部材への適用は困難である。またTdが300℃を超えると、樹脂の熱分解や、作業上に問題が生じるため適切ではない。   The cleavage temperature (Td) of the thermoreversible reaction bond used for the cross-linked site is in the range of 50 ° C to 300 ° C. In the practical temperature range, the stationary phase and the reversible phase are not in a cured state, so that the mechanical properties usable for the electronic device member cannot be obtained. Therefore, when Td is less than 50 ° C., it is difficult to apply to electronic device members due to the problem of heat resistance. On the other hand, if Td exceeds 300 ° C., there is a problem in thermal decomposition of the resin and work, which is not appropriate.

次に、Tdは樹脂のTg(またはTm)+10℃以上とする。形状記憶時にはTg(またはTm)以上の温度で加熱し可逆相を軟化させて樹脂を変形させるが、この温度で固定相が架橋していなければ、樹脂の流動性を防止することができないため、形状を記憶できない。変形可能な温度範囲を広くするために、TdはTg(またはTm)+20℃以上が望ましい。さらに好ましくは、TdはTg(またはTm)+30℃以上が望ましい。   Next, Td is Tg (or Tm) of the resin + 10 ° C. or more. At the time of shape memory, the resin is deformed by heating at a temperature equal to or higher than Tg (or Tm) to soften the reversible phase, but if the stationary phase is not crosslinked at this temperature, the fluidity of the resin cannot be prevented. I can't remember the shape. In order to widen the deformable temperature range, Td is desirably Tg (or Tm) + 20 ° C. or more. More preferably, Td is desirably Tg (or Tm) + 30 ° C. or higher.

第二形状の記憶時および第一形状の回復時の温度は、Td以上とする。Td未満では樹脂の熱可逆架橋の解離が起こらないため、第二形状記憶および第一形状回復することができない。   The temperature during storage of the second shape and recovery of the first shape is Td or higher. If it is less than Td, dissociation of the thermoreversible crosslinking of the resin does not occur, so that the second shape memory and the first shape cannot be recovered.

以上をまとめると、以下の式になる。
40℃≦Tg(またはTm)≦200℃ (1)
50℃≦Td≦300℃ (2)
Tg(またはTm)+10℃≦Td (3)
40℃≦Tg(またはTm)≦Tt3<Td≦Tt2<Tdec (4)
(上記(4)式において、Tt2,Tt3はそれぞれ第二形状及び第三形状への変形温度、Tdecは樹脂の分解温度を示す。)
In summary, the following formula is obtained.
40 ° C. ≦ Tg (or Tm) ≦ 200 ° C. (1)
50 ° C. ≦ Td ≦ 300 ° C. (2)
Tg (or Tm) + 10 ° C. ≦ Td (3)
40 ° C. ≦ Tg (or Tm) ≦ Tt3 <Td ≦ Tt2 <Tdec (4)
(In the above equation (4), Tt2 and Tt3 are the deformation temperatures to the second shape and the third shape, respectively, and Tdec is the decomposition temperature of the resin.)

前記熱可逆性反応は、1種の反応形式を含んでいれば優れた形状記憶性及びリサイクル性を実現することができるが、2種以上の反応形式を含んでいても良い。2種以上の反応形式を含み、それぞれのTdが異なる場合、最も高い温度のTdをTd1,最も低い温度のTdをTd2とすると、上記(3)及び(4)式は、以下の通りとなる。
Tg(またはTm)+10℃≦Td2 (3’)
Tg(またはTm)≦Tt3<Td2<Td1≦Tt2<Tdec (4’)
又、隣接する2つのTd間(Tda、Tdb)に10℃以上の温度差がある場合、すなわち、
Tda+10℃≦Tdb (5)
であれば、上記Tt2,Tt3での形状記憶に加えて、別の形状を記憶することも可能である。別の形状記憶を行う際の変形温度をTt2’とすると、以下の関係が成立する。
Tt3<Tda≦Tt2’<Tdb (6)
The thermoreversible reaction can realize excellent shape memory property and recyclability as long as it includes one reaction type, but may include two or more reaction types. When two or more reaction types are included and each Td is different, assuming that the highest temperature Td is Td1 and the lowest temperature Td is Td2, the above equations (3) and (4) are as follows: .
Tg (or Tm) + 10 ° C. ≦ Td 2 (3 ′)
Tg (or Tm) ≦ Tt3 <Td2 <Td1 ≦ Tt2 <Tdec (4 ′)
Also, when there is a temperature difference of 10 ° C. or more between two adjacent Td (Tda, Tdb), that is,
Tda + 10 ° C. ≦ Tdb (5)
If so, in addition to the shape memory at Tt2 and Tt3, it is possible to store another shape. When the deformation temperature when performing another shape memory is Tt2 ′, the following relationship is established.
Tt3 <Tda ≦ Tt2 ′ <Tdb (6)

また、Tm(及びTc)を明確に示す結晶性の樹脂材料を使用すると、Tm(及びTc)とTgとの間に10℃以上の温度差が存在する場合にも、別の形状記憶を行うことができる。この場合、Tm(及びTc)が40℃以上であれば、Tgは40℃未満であっても良い。例えば、Tgが10℃以下の樹脂を使用すると常温で柔らかい成形体が得られ、医療用途などに好適に使用できる。一方、Tgが40℃以上であれば、常温で硬い成形体が得られ、常温で材料の硬さが要求される用途に適している。   Further, when a crystalline resin material clearly showing Tm (and Tc) is used, another shape memory is performed even when a temperature difference of 10 ° C. or more exists between Tm (and Tc) and Tg. be able to. In this case, if Tm (and Tc) is 40 ° C. or higher, Tg may be less than 40 ° C. For example, when a resin having a Tg of 10 ° C. or lower is used, a soft molded body can be obtained at room temperature, and can be suitably used for medical purposes. On the other hand, if Tg is 40 ° C. or higher, a molded article that is hard at room temperature can be obtained, which is suitable for applications where the hardness of the material is required at room temperature.

又、ポリマーブレンドによって、それぞれの成分が異なる架橋構造を形成し、いわゆる相互貫入高分子網目構造等を形成する場合にも、複数の形状の記憶が可能となることがある。   In addition, when a polymer blend forms different cross-linked structures to form a so-called interpenetrating polymer network or the like, a plurality of shapes may be stored.

本発明において、非可逆性共有結合と熱可逆性共有結合の導入方法としては、非可逆性共有結合に必要な官能基および熱可逆性共有結合に必要な官能基をもつ樹脂前駆体(A型)を用いる方法の他に、非可逆性共有結合に必要な官能基を有する樹脂前駆体(B型)と熱可逆性共有結合に必要な官能基を有する樹脂前駆体(C型)を混合して用いる手法がある。また、A型にB型または、およびC型を組み合わせる手法でもよい。   In the present invention, as a method for introducing an irreversible covalent bond and a thermoreversible covalent bond, a resin precursor having a functional group necessary for the irreversible covalent bond and a functional group necessary for the thermoreversible covalent bond (type A) ), A resin precursor having a functional group necessary for irreversible covalent bond (B type) and a resin precursor having a functional group necessary for thermoreversible covalent bond (C type) are mixed. There is a technique to use. Further, a method of combining A type with B type or C type may be used.

熱可逆的架橋反応は、ディールス−アルダー型、ニトロソ2量体型、酸無水物エステル型、ウレタン型、アズラクトン−ヒドロキシアリール型およびカルボキシル−アルケニルオキシ型からなる群より選ばれる1種以上の形式である。   The thermoreversible crosslinking reaction is one or more types selected from the group consisting of Diels-Alder type, nitroso dimer type, acid anhydride ester type, urethane type, azlactone-hydroxyaryl type and carboxyl-alkenyloxy type. .

非可逆的架橋反応は、解離反応の温度が300℃以上で現実的に非可逆であるところの上記の反応形式のもの、オレフィンのビニル重合、アニオン重合、カチオン重合、光重合、放射線重合などの付加型、エーテル、スルフィド、アミン、シラン、アミド、エステル、カーボネートなどを生成する縮合型、イソシアネート、イソチオシアネート、マレイミド、エポキシなどによる重付加型からなる群より選ばれる1種類以上の形式である(参考:高分子の合成・反応(3)p.13〜 共立出版株式会社)。   The irreversible cross-linking reaction includes those of the above reaction types where the temperature of the dissociation reaction is practically irreversible at 300 ° C. or higher, vinyl polymerization of an olefin, anionic polymerization, cationic polymerization, photopolymerization, radiation polymerization, etc. One or more types selected from the group consisting of addition types, condensation types that generate ethers, sulfides, amines, silanes, amides, esters, carbonates, and polyaddition types such as isocyanates, isothiocyanates, maleimides, and epoxies ( Reference: Synthesis and reaction of polymer (3) p.13- Kyoritsu Shuppan Co., Ltd.).

樹脂の架橋部位のうち、共有結合性熱可逆反応による架橋部位が占める割合は、10%以上50%以下であることが好ましい。10%未満では、第二形状の記憶回復力が不十分となる場合があり、50%を超えると第一形状の記憶回復力が不十分となる場合がある。   It is preferable that the ratio of the cross-linked site by the covalent thermoreversible reaction in the cross-linked site of the resin is 10% or more and 50% or less. If it is less than 10%, the memory recovery power of the second shape may be insufficient, and if it exceeds 50%, the memory recovery power of the first shape may be insufficient.

(樹脂の官能基導入)
共有結合性熱可逆反応および共有結合性非可逆反応に必要な官能基は、樹脂材料(前駆体)の分子鎖末端に導入してもよいし、分子鎖中に導入してもよい。ただし、分子中の官能基数が少ない場合は、分子鎖の末端にも官能基が存在する方が、より多くの分子鎖を架橋構造に組み込むことが出来るので好ましい。また、導入の方法としては、付加反応、縮合反応、共重合反応などを用いることができる。
(Introduction of resin functional groups)
Functional groups necessary for the covalent thermoreversible reaction and the covalent irreversible reaction may be introduced at the molecular chain terminal of the resin material (precursor) or may be introduced into the molecular chain. However, when the number of functional groups in the molecule is small, the presence of a functional group at the end of the molecular chain is preferred because more molecular chains can be incorporated into the crosslinked structure. Moreover, as an introduction method, an addition reaction, a condensation reaction, a copolymerization reaction, or the like can be used.

例えば、分子鎖中に官能基を導入する方法としては、ポリスチレンのカルボン酸化、ニトロ化等様々な官能基の導入方法が知られている。また、ポリスチレンのハロゲン化も知られており、アミン基への変換等、ハロゲン基の様々な化学反応を利用して、必要な官能基を導入することも可能である。   For example, as a method for introducing a functional group into a molecular chain, various methods for introducing a functional group such as carboxylation or nitration of polystyrene are known. In addition, halogenation of polystyrene is also known, and necessary functional groups can be introduced by utilizing various chemical reactions of halogen groups such as conversion to amine groups.

主鎖に官能基を有する樹脂も利用可能である。たとえば、ポリビニルアルコール等、水酸基を有するポリマーはエステル化、エーテル化等、官能基の導入方法が知られている。また、ポリメタクリル酸等のカルボン酸基を有する樹脂は、エステル化等の様々なカルボキシル基の化学反応が可能である。また、これらの樹脂と官能基を持たない樹脂を共重合することも可能である。   Resins having a functional group in the main chain can also be used. For example, a polymer having a hydroxyl group, such as polyvinyl alcohol, has been known to introduce a functional group such as esterification or etherification. In addition, a resin having a carboxylic acid group such as polymethacrylic acid can undergo various chemical reactions of carboxyl groups such as esterification. It is also possible to copolymerize these resins and resins having no functional group.

分子鎖末端に官能基を導入する方法としては、たとえば、重合時に末端封止剤を用いて、官能基を導入することができる。たとえば、スチレンなどのリビングポリマーの末端は反応性の高いカルボアニオンであるため、炭酸ガス、エチレンオキシド、保護基で保護した官能基を有するハロゲン化アルキル誘導体などとほぼ定量的に反応し、樹脂鎖末端にカルボン酸基、水酸基、アミノ基、ビニルエーテル基などを導入することが可能である。また、官能基を有する重合開始剤を用いて、樹脂鎖末端に官能基を導入することも可能である。   As a method for introducing a functional group into the molecular chain terminal, for example, a functional group can be introduced using a terminal blocking agent during polymerization. For example, because the end of a living polymer such as styrene is a highly reactive carbanion, it reacts almost quantitatively with carbon dioxide, ethylene oxide, halogenated alkyl derivatives with functional groups protected by protecting groups, etc. It is possible to introduce a carboxylic acid group, a hydroxyl group, an amino group, a vinyl ether group, or the like. It is also possible to introduce a functional group at the end of the resin chain using a polymerization initiator having a functional group.

また、ポリアルカノエート等のポリエステル系樹脂には、エステル化反応による官能基の導入が可能である。酸やアルカリの他にカルボジイミド類などの試薬を用いてエステル化反応をすることができる。また、カルボキシル基を塩化チオニルやアリルクロライドなどを用いて酸塩化物に誘導した後、ヒドロキシル基と反応する事によりエステル化することも可能である。また、ジカルボン酸およびジオールを原料として合成されているポリエステル類については、使用する原料のジオール/ジカルボン酸のモル比率を1より多くすることにより、分子鎖の末端基をすべてヒドロキシル基にすることが可能である。   In addition, functional groups can be introduced into polyester resins such as polyalkanoates by esterification reaction. In addition to acid and alkali, esterification can be carried out using a reagent such as carbodiimide. It is also possible to esterify by reacting with a hydroxyl group after derivatizing the carboxyl group into an acid chloride using thionyl chloride or allyl chloride. In addition, for polyesters synthesized using dicarboxylic acid and diol as raw materials, all the terminal groups of the molecular chain can be converted to hydroxyl groups by increasing the molar ratio of diol / dicarboxylic acid of the raw material used to more than 1. Is possible.

また、エステル交換反応により、末端をヒドロキシル基にすることが可能である。即ち、ポリエステル樹脂に対し、2つ以上のヒドロキシル基を有する化合物を用いてエステル交換することにより、末端がヒドロキシル基を有するポリエステル樹脂が得られる。   Moreover, it is possible to make a terminal into a hydroxyl group by transesterification. That is, the polyester resin having a terminal hydroxyl group is obtained by transesterifying the polyester resin with a compound having two or more hydroxyl groups.

ヒドロキシル基を持つ化合物として、3つ以上ヒドロキシル基をもつ化合物を用いれば、3次元架橋構造の架橋点を形成する事が出来るので特に望ましい。例えば、ポリヒドロキシブチロラクトンやポリヒドロキシバリレートなどのヒドロキシアルカノエート類のエステル結合をペンタエリスリトールでエステル交換することにより、分子鎖の末端にヒドロキシル基が合計で4つ存在するポリエステルが得られる。   If a compound having three or more hydroxyl groups is used as the compound having a hydroxyl group, it is particularly desirable because a crosslinking point having a three-dimensional crosslinked structure can be formed. For example, by transesterifying the ester bond of hydroxyalkanoates such as polyhydroxybutyrolactone and polyhydroxyvalylate with pentaerythritol, a polyester having a total of four hydroxyl groups at the molecular chain ends can be obtained.

2つ以上のヒドロキシル基を有する化合物として、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、1,3−および1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオールなどの2価アルコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、ヘキサントリオールなどの3価アルコール、ペンタエリスリトール、メチルグリコシド、ジグリセリンなどの4価アルコール、トリグリセリン、テトラグリセリンなどのポリグリセリン、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトールなどのポリペンタエリスリトール、テトラキス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサノールなどのシクロアルカンポリオール、ポリビニルアルコールが挙げられる。また、アドニトール、アラビトール、キシリトール、ソルビトール、マンニトール、イジトール、タリトール、ズルシトールなどの糖アルコール、グルコース、マンノースグルコース、マンノース、フラクトース、ソルボース、スクロース、ラクトース、ラフィノース、セルロースなどの糖類が挙げられる。多価フェノールとしてはピロガロール,ハイドロキノン,フロログルシンなどの単環多価フェノール、ビスフェノールA、ビスフェノールスルフォンなどのビスフェノール類、フェノールとホルムアルデヒドの縮合物(ノボラック)などが挙げられる。   Examples of the compound having two or more hydroxyl groups include dihydric alcohols such as ethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, 1,3- and 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, glycerin, triglyceride, and the like. Trivalent alcohols such as methylolpropane, trimethylolethane and hexanetriol, tetrahydric alcohols such as pentaerythritol, methylglycoside and diglycerin, polyglycerin such as triglycerin and tetraglycerin, and polypenta such as dipentaerythritol and tripentaerythritol Examples include erythritol, cycloalkane polyols such as tetrakis (hydroxymethyl) cyclohexanol, and polyvinyl alcohol. Examples thereof include sugar alcohols such as adonitol, arabitol, xylitol, sorbitol, mannitol, iditol, tallitol, dulcitol, and sugars such as glucose, mannose glucose, mannose, fructose, sorbose, sucrose, lactose, raffinose, and cellulose. Examples of the polyhydric phenol include monocyclic polyhydric phenols such as pyrogallol, hydroquinone and phloroglucin, bisphenols such as bisphenol A and bisphenol sulfone, and phenol / formaldehyde condensates (novolaks).

なお、末端部にカルボン酸を有する樹脂や未反応のヒドロキシル基を有する化合物は容易に精製除去可能である。   Incidentally, a resin having a carboxylic acid at a terminal part or a compound having an unreacted hydroxyl group can be easily purified and removed.

前駆体およびヒドロキシル基で修飾された前駆体にヒドロキシベンゾイックアシッドでエステル反応を行えば、ヒドロキシル基をフェノール性水酸基に変性することが可能である。   By performing an ester reaction with a hydroxybenzoic acid on the precursor and a precursor modified with a hydroxyl group, the hydroxyl group can be modified to a phenolic hydroxyl group.

カルボキシル基が必要な場合は、ヒドロキシル基に対し、2官能以上カルボン酸を有する化合物を上述のエステル化反応により結合させれば、カルボキシル基に変性する事が可能である。特に酸無水物を用いれば、容易にカルボキシル基を有する前駆体を調製する事が可能である。酸無水物としては、無水ピロメリット酸、無水トリメリット酸、無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、無水マレイン酸やこれらの誘導体を利用することが可能である。   When a carboxyl group is required, it can be modified to a carboxyl group by bonding a compound having a bifunctional or higher carboxylic acid to the hydroxyl group by the above esterification reaction. In particular, when an acid anhydride is used, a precursor having a carboxyl group can be easily prepared. As the acid anhydride, pyromellitic anhydride, trimellitic anhydride, phthalic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, maleic anhydride, and derivatives thereof can be used.

(熱可逆性架橋部位の化学構造)
熱可逆性架橋部位は、加熱により開裂し、冷却により共有結合する2つの第1官能基および第2官能基より構成される。溶融加工温度より低温で固化している際には、第1官能基および第2官能基は共有結合により架橋を形成しており、溶融加工温度などの所定の温度以上では、熱可逆架橋部位は第1官能基および第2官能基に開裂する。架橋部位の結合反応および開裂反応は温度変化により可逆的に進行する。なお、第1官能基および第2官能基は、異なる官能基でも良いし同じ官能基でも良い。同一の2つの官能基が対称的に結合して架橋を形成する場合、同一の官能基を第1官能基および第2官能基として使用できる。
(Chemical structure of thermoreversible crosslinking site)
The thermoreversible crosslinking site is composed of two first functional groups and second functional groups that are cleaved by heating and covalently bonded by cooling. When solidifying at a temperature lower than the melt processing temperature, the first functional group and the second functional group form a crosslink by a covalent bond. Above a predetermined temperature such as the melt processing temperature, the thermoreversible cross-linking site is Cleavage into a first functional group and a second functional group. The binding reaction and cleavage reaction at the cross-linked site proceed reversibly with temperature changes. The first functional group and the second functional group may be different functional groups or the same functional group. When the same two functional groups are bonded symmetrically to form a crosslink, the same functional group can be used as the first functional group and the second functional group.

(1)ディールス−アルダー型反応
ディールス−アルダー[4+2]環化反応を利用する。共役ジエン及びジエノフィルを官能基として導入することにより、熱可逆反応で架橋した形状記憶性樹脂を得る。共役ジエンとしては、例えば、フラン環、チオフェン環、ピロール環、シクロペンタジエン環、1,3−ブタジエン、チオフェエン−1−オキサイド環、チオフェエン−1,1−ジオキサイド環、シクロペンタ−2,4−ジエノン環、2Hピラン環、シクロヘキサ−1,3−ジエン環、2Hピラン1−オキサイド環、1,2−ジヒドロピリジン環、2Hチオピラン−1,1−ジオキサイド環、シクロヘキサ−2,4−ジエノン環、ピラン−2−オン環およびこれらの置換体などを官能基として用いる。ジエノフィルとしては、共役ジエンと付加的に反応して環式化合物を与える不飽和化合物を用いる。例えば、ビニル基、アセチレン基、アリル基、ジアゾ基、ニトロ基およびこれらの置換体などを官能基として用いる。また、上記共役ジエンもジエノフィルとして作用する場合がある。
(1) Diels-Alder type reaction Diels-Alder [4 + 2] cyclization reaction is utilized. By introducing conjugated diene and dienophile as functional groups, a shape memory resin crosslinked by a thermoreversible reaction is obtained. Examples of the conjugated diene include a furan ring, a thiophene ring, a pyrrole ring, a cyclopentadiene ring, 1,3-butadiene, a thiophene-1-oxide ring, a thiophene-1,1-dioxide ring, and a cyclopenta-2,4-dienone. Ring, 2H pyran ring, cyclohexa-1,3-diene ring, 2H pyran 1-oxide ring, 1,2-dihydropyridine ring, 2H thiopyran-1,1-dioxide ring, cyclohexa-2,4-dienone ring, pyran A 2-one ring and a substituted product thereof are used as a functional group. As the dienophile, an unsaturated compound that additionally reacts with a conjugated diene to give a cyclic compound is used. For example, a vinyl group, an acetylene group, an allyl group, a diazo group, a nitro group, or a substituted product thereof is used as a functional group. The conjugated diene may also act as a dienophile.

これらの中でも、例えば、シクロペンタジエンを架橋反応に用いることができ、Tdは150℃以上250℃以下である。ジシクロペンタジエンは共役ジエン及びジエノフィルの両作用を有する。シクロペンタジエンカルボン酸の2量体であるジシクロペンタジエンジカルボン酸は、市販のシクロペンタジエニルナトリウムから容易に得ることができる(参考:E.Rukcensteinら、J.Polym.Sci.Part A:Polym.Chem.、第38巻、第818〜825頁、2000年刊)。このジシクロペンタジエンジカルボン酸は、ヒドロキシル基を有する前駆体、ヒドロキシル基で修飾された前駆体などに、エステル化反応によりヒドロキシル基の存在している部位に架橋部位として導入される。   Among these, for example, cyclopentadiene can be used for the crosslinking reaction, and Td is 150 ° C. or higher and 250 ° C. or lower. Dicyclopentadiene has both conjugated diene and dienophile effects. Dicyclopentadiene dicarboxylic acid, which is a dimer of cyclopentadiene carboxylic acid, can be easily obtained from commercially available sodium cyclopentadienyl (reference: E. Ruksenstein et al., J. Polym. Sci. Part A: Polym. Chem., 38, 818-825, 2000). This dicyclopentadiene dicarboxylic acid is introduced into a site having a hydroxyl group by a esterification reaction into a precursor having a hydroxyl group, a precursor modified with a hydroxyl group, or the like.

また、例えば、3−マレイミドプロピオン酸および3−フリルプロピオン酸を用いれば、Tdが80℃の熱可逆反応となる。ヒドロキシル基を有する前駆体、ヒドロキシル基で修飾された前駆体などに、エステル化反応によりヒドロキシル基の存在している部位に容易に架橋部位を導入できる。   For example, when 3-maleimidopropionic acid and 3-furylpropionic acid are used, a thermoreversible reaction with Td of 80 ° C. is obtained. A crosslinking site can be easily introduced into a site where a hydroxyl group exists in a precursor having a hydroxyl group, a precursor modified with a hydroxyl group, or the like by an esterification reaction.

架橋部位の導入に利用する上記のエステル化反応については、酸およびアルカリ等の他にカルボジイミド類などの触媒を用いることも可能である。また、カルボキシル基を塩化チオニル又はアリルクロライド等を用いて酸塩化物に誘導した後、ヒドロキシル基と反応する事によりエステル化することも可能である。酸塩化物を用いれば、アミノ基とも容易に反応するためアミノ酸類およびその誘導体のアミノ基側にも導入できる。   For the esterification reaction used for the introduction of the crosslinking site, a catalyst such as carbodiimide can be used in addition to the acid and alkali. It is also possible to esterify by reacting with a hydroxyl group after derivatizing a carboxyl group into an acid chloride using thionyl chloride or allyl chloride. If an acid chloride is used, it easily reacts with an amino group, so that it can be introduced into the amino group side of amino acids and derivatives thereof.

ジエノフィルであるマレイミド誘導体は、一分子中に少なくとも2個以上のアミノ基を有するポリアミンから合成することができる。例えば、トリメチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、キシリレンジアミン、3,9−ビス(3−アミノプロピル)−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカン、ビス(4−アミノシクロヘキシル)メタン、トリス(2−アミノエチル)アミン等の脂肪族アミン、m−フェニレンジアミン、p−フェニレンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノジフェニルスルフイド、3,3’−ジアミノジフェニルスルフォン、2,2−ビス−(4−アミノフェニル)プロパン、ビス−(4−アミノフェニル)ジフェニルシラン、ビス−(4−アミノフェニル)メチルホスフィンオキサイド、ビス−(3−アミノフェニル)メチルホスフィンオキサイド、ビス−(4−アミノフェニル)−フェニルホスフィンオキサイド、ビス−(4−アミノフェニル)フェニラミン、1,5−ジアミノナフタレン、2,4−ジアミノトルエン、2,6−ジアミノトルエン、3,3’−ジメチル−4,4’−ジアミノフェニルメタン、2,2’−ジメチル−4,4’−ジアミノフェニルメタン、3,3’・5,5’−テトラメチル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、3,3’−ジエチル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、3,3’・5,5’−テトラエチル−4,4’−ジアミノフェニルメタン、3,3’−ジ−n−ブチル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、3,3’−ジ−tert−ブチル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス(3−クロロ−4−アミノフェニル)メタン、トリアミノベンゼン、トリアミノトルエン、トリアミノナフタレン、トリアミノジフェニル、トリアミノピリジン、トリアミノフェニルエーテル、トリアミノジフェニルメタン、トリアミノジフェニルスルホン、トリアミノベンゾフェノン、トリアミノフェニルオルソホスフェート、トリ(アミノフェニル)ホスフィンオキサイド、テトラアミノベンゾフェノン、テトラアミノベンゼン、テトラアミノナフタレン、ジアミノベンジジン、テトラアミノフェニルエーテル、テトラアミノフェニルメタン、テトラアミノフェニルスルホン、ビス(ジアミノフェニル)ピリジン、メラミン、等の芳香族アミン、アニリンとホルムアルデヒドとの縮合反応により得られる芳香族ポリアミン、芳香族ジアルデヒドと芳香族アミンとの反応生成物である4官能の芳香族ポリアミン、芳香族ジアルデヒドとホルムアルデヒドの混合物と芳香族アミンとから得られる芳香族ポリアミン、ビニルアニリン類の重合体、ポリアリルアミン、ポリリジン、ポリオルチニン、ポリエチレンイミン、ポリビニルアミン等の脂肪族ポリアミン、キチン、キトサン等の天然アミノ多糖類が挙げられる。天然由来のアミノ化合物は環境問題の点から樹脂材料として好ましい。   A maleimide derivative which is a dienophile can be synthesized from a polyamine having at least two amino groups in one molecule. For example, trimethylenediamine, tetramethylenediamine, hexamethylenediamine, xylylenediamine, 3,9-bis (3-aminopropyl) -2,4,8,10-tetraoxaspiro [5.5] undecane, bis ( Aliphatic amines such as 4-aminocyclohexyl) methane and tris (2-aminoethyl) amine, m-phenylenediamine, p-phenylenediamine, 4,4′-diaminodiphenylmethane, 4,4′-diaminodiphenylsulfone, 4, 4'-diaminodiphenyl ether, 4,4'-diaminodiphenyl sulfide, 3,3'-diaminodiphenyl sulfone, 2,2-bis- (4-aminophenyl) propane, bis- (4-aminophenyl) diphenylsilane Bis- (4-aminophenyl) methylphosphine oxide Bis- (3-aminophenyl) methylphosphine oxide, bis- (4-aminophenyl) -phenylphosphine oxide, bis- (4-aminophenyl) pheniramine, 1,5-diaminonaphthalene, 2,4-diaminotoluene, 2,6-diaminotoluene, 3,3′-dimethyl-4,4′-diaminophenylmethane, 2,2′-dimethyl-4,4′-diaminophenylmethane, 3,3 ′ · 5,5′-tetra Methyl-4,4′-diaminodiphenylmethane, 3,3′-diethyl-4,4′-diaminodiphenylmethane, 3,3 ′ · 5,5′-tetraethyl-4,4′-diaminophenylmethane, 3,3 ′ -Di-n-butyl-4,4'-diaminodiphenylmethane, 3,3'-di-tert-butyl-4,4'-diaminodiphenyl Tan, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] sulfone, bis (3-chloro-4-aminophenyl) methane, triaminobenzene , Triaminotoluene, triaminonaphthalene, triaminodiphenyl, triaminopyridine, triaminophenyl ether, triaminodiphenylmethane, triaminodiphenyl sulfone, triaminobenzophenone, triaminophenyl orthophosphate, tri (aminophenyl) phosphine oxide, tetra Aminobenzophenone, tetraaminobenzene, tetraaminonaphthalene, diaminobenzidine, tetraaminophenyl ether, tetraaminophenylmethane, tetraaminophenylsulfone, bis (diaminophen Nil) aromatic amines such as pyridine and melamine, aromatic polyamines obtained by condensation reaction of aniline and formaldehyde, tetrafunctional aromatic polyamines which are reaction products of aromatic dialdehydes and aromatic amines, aromatic Aromatic polyamines obtained from mixtures of dialdehyde and formaldehyde and aromatic amines, polymers of vinylanilines, aliphatic polyamines such as polyallylamine, polylysine, polyortinin, polyethyleneimine, polyvinylamine, chitin, chitosan, etc. Aminopolysaccharides are mentioned. Naturally derived amino compounds are preferred as resin materials from the viewpoint of environmental problems.

これらの官能基、例えば、シクロペンタジエニル基同士のディールス−アルダー型反応は、以下の一般反応式(I)で示す様に、熱可逆性の架橋構造を形成する。   The Diels-Alder type reaction between these functional groups, for example, cyclopentadienyl groups, forms a thermoreversible crosslinked structure as shown in the following general reaction formula (I).

Figure 0004752339
Figure 0004752339

(2)ニトロソ2量体型反応
一般反応式(II)においては、冷却により2つのニトロソ基がニトロソ二量体を形成して架橋となる。この架橋のTdは110℃から150℃である。
(2) Nitroso dimer type reaction In the general reaction formula (II), two nitroso groups form a nitroso dimer upon cooling to form a bridge. The Td of this cross-linking is 110 ° C. to 150 ° C.

例えば、4−ニトロソ−3,5−ベンジル酸の2量体(参考:米国特許第3,872,057号公報に、4−ニトロソ−3,5−ジクロロベンゾイルクロライドの2量体の合成方法が記載されている。)を用い、ヒドロキシル基を有する前駆体のヒドロキシル基、ヒドロキシル基で修飾された前駆体のヒドロキシル基などと反応する事により、ヒドロキシル基の存在している部位に容易に熱可逆的架橋部位を導入できる。また、酸塩化物を用いれば、アミノ基とも容易に反応するためアミノ酸類およびその誘導体のアミノ基側にも導入できる。   For example, a dimer of 4-nitroso-3,5-benzylic acid (Reference: US Pat. No. 3,872,057 discloses a method for synthesizing a dimer of 4-nitroso-3,5-dichlorobenzoyl chloride. Can be easily thermoreversible at the site where the hydroxyl group is present by reacting with the hydroxyl group of the precursor having a hydroxyl group, the hydroxyl group of a precursor modified with a hydroxyl group, etc. Cross-linking sites can be introduced. In addition, when acid chlorides are used, they can be easily introduced into the amino group side of amino acids and derivatives thereof because they easily react with amino groups.

ニトロソ基の二量体化反応は、以下の一般反応式(II)で示す様に、熱可逆性の架橋構造を形成する。   The dimerization reaction of the nitroso group forms a thermoreversible crosslinked structure as shown in the following general reaction formula (II).

Figure 0004752339
Figure 0004752339

(3)酸無水物エステル型反応(酸無水物基と水酸基の反応)
酸無水物およびヒドロキシル基を架橋反応に用いることができる。酸無水物としては、脂肪族無水カルボン酸および芳香族無水カルボン酸などを用いる。また、環状酸無水物基および非環状無水物基のいずれも用いることができるが、環状酸無水物基が好適に用いられる。環状酸無水物基は、例えば、無水マレイン酸基、無水フタル酸基、無水コハク酸基、無水グルタル酸基が挙げられ、非環状酸無水物基は、例えば、無水酢酸基、無水プロピオン酸基、無水安息香酸基が挙げられる。中でも、無水マレイン酸基、無水フタル酸基、無水コハク酸基、無水グルタル酸基、無水ピロメリット酸基、無水トリメリット酸基、ヘキサヒドロ無水フタル酸基、無水酢酸基、無水プロピオン酸基、無水安息香酸基およびこれらの置換体などが、ヒドロキシル基と反応して架橋構造を形成する酸無水物として好ましい。
(3) Acid anhydride ester type reaction (reaction of acid anhydride group and hydroxyl group)
Acid anhydrides and hydroxyl groups can be used for the crosslinking reaction. As the acid anhydride, aliphatic carboxylic anhydride and aromatic carboxylic anhydride are used. Moreover, although both a cyclic acid anhydride group and a non-cyclic anhydride group can be used, a cyclic acid anhydride group is used suitably. Examples of the cyclic acid anhydride group include a maleic anhydride group, a phthalic anhydride group, a succinic anhydride group, and a glutaric anhydride group. Examples of the acyclic acid anhydride group include an acetic anhydride group and a propionic anhydride group. And benzoic anhydride groups. Among them, maleic anhydride group, phthalic anhydride group, succinic anhydride group, glutaric anhydride group, pyromellitic anhydride group, trimellitic anhydride group, hexahydrophthalic anhydride group, acetic anhydride group, propionic anhydride group, anhydrous A benzoic acid group and a substituted product thereof are preferable as an acid anhydride that reacts with a hydroxyl group to form a crosslinked structure.

ヒドロキシル基は、ヒドロキシル基を有する前駆体のヒドロキシル基、各種の反応によりヒドロキシル基が導入された前駆体などのヒドロキシル基を使用する。また、ジオール及びポリオール等のヒドロキシ化合物を架橋剤として用いても良い。更に、ジアミン及びポリアミンを架橋剤として用いることもできる。酸無水物として、例えば、無水ピロメリット酸のような酸無水物を2つ以上有するものを用いれば、ヒドロキシル基を有する前駆体、ヒドロキシル基で修飾された前駆体などに対し架橋剤として使用できる。   As the hydroxyl group, a hydroxyl group such as a hydroxyl group of a precursor having a hydroxyl group or a precursor into which a hydroxyl group has been introduced by various reactions is used. Moreover, you may use hydroxy compounds, such as diol and a polyol, as a crosslinking agent. Furthermore, diamines and polyamines can also be used as crosslinking agents. For example, if an acid anhydride having two or more acid anhydrides such as pyromellitic anhydride is used, it can be used as a crosslinking agent for a precursor having a hydroxyl group, a precursor modified with a hydroxyl group, etc. .

また、無水マレイン酸をビニル重合により不飽和化合物と共重合することにより2つ以上の無水マレイン酸を有する化合物が容易に得られる(参考:特開平11−106578号公報(特許文献8)、特開2000−34376号公報)。これも、ヒドロキシル基を有する前駆体、ヒドロキシル基で修飾された前駆体などに対する架橋剤として使用できる。   Further, a compound having two or more maleic anhydrides can be easily obtained by copolymerizing maleic anhydride with an unsaturated compound by vinyl polymerization (reference: JP-A-11-106578 (Patent Document 8), No. 2000-34376). This can also be used as a crosslinking agent for precursors having hydroxyl groups, precursors modified with hydroxyl groups, and the like.

以上の様な酸無水物とヒドロキシル基とは、以下の一般反応式(III)で示す様に、熱可逆性の架橋構造を形成する。一般反応式(III)においては、冷却により酸無水物基と水酸基とがエステルを形成して架橋となる。この架橋のTdは260℃である。   The acid anhydride and hydroxyl group as described above form a thermoreversible cross-linked structure as shown in the following general reaction formula (III). In the general reaction formula (III), an acid anhydride group and a hydroxyl group form an ester upon cooling to form a crosslink. The Td of this crosslinking is 260 ° C.

Figure 0004752339
Figure 0004752339

(4)ウレタン型反応(イソシアネート基と活性水素の反応)
イソシアネートと活性水素とから熱可逆的な架橋部位を形成できる。例えば、多価イソシアネートを架橋剤として用い、前駆体およびその誘導体のヒドロキシル基、アミノ基、フェノール性水酸基と反応する。また、ヒドロキシル基、アミノ基およびフェノール性水酸基から選ばれた2つ以上の官能基を有する分子を架橋剤として加えることもできる。更に、開裂温度を所望の範囲とするために、触媒を添加することもできる。また、ジヒドロキシベンゼン、ジヒドロキシビフェニル、フェノール樹脂などを架橋剤として加えることもできる。
(4) Urethane type reaction (reaction of isocyanate group and active hydrogen)
A thermoreversible crosslinking site can be formed from isocyanate and active hydrogen. For example, polyisocyanate is used as a crosslinking agent and reacts with the hydroxyl group, amino group, and phenolic hydroxyl group of the precursor and its derivatives. In addition, a molecule having two or more functional groups selected from a hydroxyl group, an amino group and a phenolic hydroxyl group can be added as a crosslinking agent. Further, a catalyst can be added to bring the cleavage temperature into a desired range. Moreover, dihydroxybenzene, dihydroxybiphenyl, a phenol resin, etc. can also be added as a crosslinking agent.

また、多価イソシアネートを架橋剤として用い、前駆体およびその誘導体のヒドロキシル基、アミノ基、フェノール性水酸基と反応させる。ジヒドロキシベンゼン、ジヒドロキシビフェニル、フェノール樹脂などを架橋剤として加えることもできる。多価イソシアネートとしては、トリレンジイソシアネート(TDI)およびその重合体、4,4’−ジフェニルメタンシイソシアネート(MDI)、ヘキサメチレンジイソシアネート(HMDI)、1,4−フェニレンジイソシアネート(DPDI)、1,3−フェニレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、1−メチルベンゼン−2,4,6−トリイソシアネート、ナフタリン−1,3,7−トリイソシアネート、ビフェニル−2,4,4‘−トリイソシアネート、トリフェニルメタン−4,4’,4“−トリイソシアネート、トリレンジイソシアネート、リジントリイソシアネート等を用いることができる。   In addition, polyisocyanate is used as a crosslinking agent and reacted with the hydroxyl group, amino group, and phenolic hydroxyl group of the precursor and its derivative. Dihydroxybenzene, dihydroxybiphenyl, phenol resin and the like can be added as a crosslinking agent. Examples of the polyvalent isocyanate include tolylene diisocyanate (TDI) and a polymer thereof, 4,4′-diphenylmethane isocyanate (MDI), hexamethylene diisocyanate (HMDI), 1,4-phenylene diisocyanate (DPDI), 1,3- Phenylene diisocyanate, xylylene diisocyanate, lysine diisocyanate, 1-methylbenzene-2,4,6-triisocyanate, naphthalene-1,3,7-triisocyanate, biphenyl-2,4,4'-triisocyanate, triphenylmethane -4,4 ', 4 "-triisocyanate, tolylene diisocyanate, lysine triisocyanate and the like can be used.

また、開裂温度を調整するために、1、3−ジアセトキシテトラブチルジスタノキサン等の有機化合物、アミン類、金属石鹸などを開裂触媒として用いても良い。   In order to adjust the cleavage temperature, organic compounds such as 1,3-diacetoxytetrabutyl distanoxane, amines, metal soaps and the like may be used as the cleavage catalyst.

以上の官能基によるウレタン化反応は、以下の一般反応式(IV)で示す様に、熱可逆性の架橋構造を形成する。一般反応式(IV)においては、冷却によりフェノール性水酸基とイソシアネート基とがウレタンを形成して架橋となる。この架橋のTdは120℃以上250℃以下であり、触媒により調整可能である。   The urethanization reaction with the above functional group forms a thermoreversible crosslinked structure as shown in the following general reaction formula (IV). In the general reaction formula (IV), the phenolic hydroxyl group and the isocyanate group form urethane by cooling to be crosslinked. Td of this crosslinking is 120 ° C. or more and 250 ° C. or less, and can be adjusted by a catalyst.

Figure 0004752339
Figure 0004752339

(5)アズラクトン−ヒドロキシアリール型反応(アズラクトン基とフェノール性水酸基の反応)   (5) Azlactone-hydroxyaryl type reaction (reaction of azlactone group and phenolic hydroxyl group)

アリール基としては、フェニル基、トリル基、キシリル基、ビフェニル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基およびこれらの基より誘導される基が挙げられ、これらの基に結合するフェノール性のヒドロキシル基が、架橋構造を形成する基に含まれるアズラクトン構造と反応する。フェノール性のヒドロキシル基を有するものとしては、フェノール性のヒドロキシル基を有する前駆体、ヒドロキシルフェノール類で修飾された前駆体などを使用する。   Examples of the aryl group include a phenyl group, a tolyl group, a xylyl group, a biphenyl group, a naphthyl group, an anthryl group, a phenanthryl group, and a group derived from these groups, and a phenolic hydroxyl group bonded to these groups. Reacts with the azlactone structure contained in the group forming the crosslinked structure. As the compound having a phenolic hydroxyl group, a precursor having a phenolic hydroxyl group, a precursor modified with hydroxylphenols, or the like is used.

アズラクトン構造としては、1,4−(4,4’−ジメチルアズラクチル)ブタン、ポリ(2−ビニル−4,4’−ジメチルアザラクトン)、ビスアズラクトンベンゼン、ビスアズラクトンヘキサン等の多価アズラクトンが好ましい。   As the azlactone structure, 1,4- (4,4′-dimethylazulactyl) butane, poly (2-vinyl-4,4′-dimethylazalactone), bisazulactone benzene, bisazlactone hexane and the like Azlactone is preferred.

また、アズラクトン−フェノール反応架橋のビスアズラクチルブタン等も使用でき、これらは、例えば、前記非特許文献1に記載されている。   Moreover, bisazulactyl butane etc. of azlactone-phenol reaction bridge | crosslinking can also be used, These are described in the said nonpatent literature 1, for example.

これらの官能基は、以下の一般反応式(V)で示す様に、熱可逆性の架橋構造を形成する。一般反応式(V)においては、冷却によりアズラクトン基とフェノール性水酸基とが共有結合を形成して架橋となる。この架橋のTdは100℃以上200℃以下である。   These functional groups form a thermoreversible crosslinked structure as shown in the following general reaction formula (V). In the general reaction formula (V), the azlactone group and the phenolic hydroxyl group form a covalent bond by cooling to form a crosslink. Td of this crosslinking is 100 ° C. or more and 200 ° C. or less.

Figure 0004752339
Figure 0004752339

(6)カルボキシル−アルケニルオキシ型反応
カルボキシル基を有するものとしては、カルボキシル基を有する前駆体、カルボキシル基で修飾された前駆体などを使用する。また、アルケニルオキシ構造としては、ビニルエーテル、アリルエーテル及びこれらの構造より誘導される構造が挙げられ、2以上のアルケニルオキシ構造を有するものも使用できる。
(6) Carboxyl-alkenyloxy reaction As those having a carboxyl group, a precursor having a carboxyl group, a precursor modified with a carboxyl group, and the like are used. Examples of the alkenyloxy structure include vinyl ethers, allyl ethers, and structures derived from these structures, and those having two or more alkenyloxy structures can also be used.

また、ビス[4−(ビニロキシ)ブチル]アジペート及びビス[4−(ビニロキシ)ブチル]サクシネート等のアルケニルエーテル誘導体を架橋剤として用いることもできる。   Alkenyl ether derivatives such as bis [4- (vinyloxy) butyl] adipate and bis [4- (vinyloxy) butyl] succinate can also be used as a crosslinking agent.

これらの官能基は、以下の一般反応式(VI)で示す様に、熱可逆性の架橋構造を形成する。一般反応式(VI)においては、冷却によりカルボキシル基とビニルエーテル基とがヘミアセタールエステルを形成して架橋となる(参考:特開平11−35675号公報(特許文献7)、特開昭60−179479号公報)。この架橋のTdは100℃以上250℃以下であり、架橋構造により調整可能である。   These functional groups form a thermoreversible crosslinked structure as shown in the following general reaction formula (VI). In the general reaction formula (VI), a carboxyl group and a vinyl ether group form a hemiacetal ester by cooling to form a crosslink (reference: JP-A-11-35675 (Patent Document 7), JP-A-60-179479). Issue gazette). The Td of this crosslinking is 100 ° C. or more and 250 ° C. or less, and can be adjusted by the crosslinked structure.

Figure 0004752339
Figure 0004752339

(架橋剤)
以上で説明した様に、熱可逆的な架橋部位を形成し得る官能基を2つ以上分子中に有する化合物は架橋剤となり得る。
(Crosslinking agent)
As explained above, a compound having in the molecule two or more functional groups capable of forming a thermoreversible crosslinking site can serve as a crosslinking agent.

酸無水物基を有する架橋剤としては、例えば、ビス無水フタル酸化合物、ビス無水コハク酸化合物、ビス無水グルタル酸化合物、ビス無水マレイン酸化合物およびこれらの置換体が挙げられる。   Examples of the crosslinking agent having an acid anhydride group include a bisphthalic anhydride compound, a bissuccinic anhydride compound, a bisglutaric anhydride compound, a bismaleic anhydride compound, and substituted products thereof.

水酸基を有する架橋剤としては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、1,3−および1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオールなどの2価アルコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、ヘキサントリオールなどの3価アルコール、ペンタエリスリトール、メチルグリコシド、ジグリセリンなどの4価アルコール、トリグリセリン、テトラグリセリンなどのポリグリセリン、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトールなどのポリペンタエリスリトール、テトラキス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサノールなどのシクロアルカンポリオール、ポリビニルアルコールが挙げられる。また、アドニトール、アラビトール、キシリトール、ソルビトール、マンニトール、イジトール、タリトール、ズルシトールなどの糖アルコール、グルコース、マンノースグルコース、マンノース、フラクトース、ソルボース、スクロース、ラクトース、ラフィノース、セルロースなどの糖類が挙げられる。   Examples of the crosslinking agent having a hydroxyl group include dihydric alcohols such as ethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, 1,3- and 1,4-butanediol, and 1,6-hexanediol, glycerin, trimethylolpropane, Trivalent alcohols such as trimethylolethane and hexanetriol, tetrahydric alcohols such as pentaerythritol, methylglycoside and diglycerin, polyglycerins such as triglycerin and tetraglycerin, polypentaerythritol such as dipentaerythritol and tripentaerythritol, tetrakis Examples include cycloalkane polyols such as (hydroxymethyl) cyclohexanol, and polyvinyl alcohol. Examples thereof include sugar alcohols such as adonitol, arabitol, xylitol, sorbitol, mannitol, iditol, tallitol, dulcitol, and sugars such as glucose, mannose glucose, mannose, fructose, sorbose, sucrose, lactose, raffinose, and cellulose.

カルボキシル基を有する架橋剤としては、例えば、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、フタル酸、マレイン酸、フマル酸が挙げられる。   Examples of the crosslinking agent having a carboxyl group include oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, phthalic acid, maleic acid, and fumaric acid.

ビニルエーテル基を有する架橋剤としては、例えば、ビス[4−(ビニロキシ)ブチル]アジペート、ビス[4−(ビニロキシ)ブチル]サクシネート、エチレングリコールジビニルエーテル、ブタンジオールジビニルエーテル、2,2−ビス〔p−(2−ビニロキシエトキシ)フェニル〕プロパン、トリス[4−(ビニロキシ)ブチル]トリメリテートが挙げられる。   Examples of the crosslinking agent having a vinyl ether group include bis [4- (vinyloxy) butyl] adipate, bis [4- (vinyloxy) butyl] succinate, ethylene glycol divinyl ether, butanediol divinyl ether, 2,2-bis [p -(2-vinyloxyethoxy) phenyl] propane, tris [4- (vinyloxy) butyl] trimellitate.

フェノール性水酸基を有する架橋剤としては、例えば、ジヒドロキシベンゼン、ピロガロール,フロログルシンなどの単環多価フェノール、ジヒドロキシビフェニル、ビスフェノールA、ビスフェノールスルフォンなどのビスフェノール類、レゾール型フェノール樹脂、ノボラック型フェノール樹脂が挙げられる。   Examples of the crosslinking agent having a phenolic hydroxyl group include monocyclic polyphenols such as dihydroxybenzene, pyrogallol, and phloroglucin, bisphenols such as dihydroxybiphenyl, bisphenol A, and bisphenol sulfone, resol type phenol resins, and novolac type phenol resins. It is done.

イソシアネート基を有する架橋剤としては、2官能イソシアネートの例としては、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、p−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、ヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート等の脂肪族ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等の脂環式ジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート等のアリール脂肪族ジイソシアネート等が挙げられる。また、3官能イソシアネートの例としては、1−メチルベンゼン−2,4,6−トリイソシアネート、ナフタリン−1,3,7−トリイソシアネート、ビフェニル−2,4,4‘−トリイソシアネート、トリフェニルメタン−4,4’,4“−トリイソシアネート、トリレンジイソシアネートの3量体、リジントリイソシアネート等が挙げられる。   Examples of the cross-linking agent having an isocyanate group include 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, 4,4′-diphenylmethane diisocyanate, 2,4′-diphenylmethane diisocyanate, p. -Aromatic diisocyanates such as phenylene diisocyanate, aliphatic diisocyanates such as hexamethylene diisocyanate and lysine diisocyanate, alicyclic diisocyanates such as isophorone diisocyanate, and aryl aliphatic diisocyanates such as xylylene diisocyanate. Examples of trifunctional isocyanates include 1-methylbenzene-2,4,6-triisocyanate, naphthalene-1,3,7-triisocyanate, biphenyl-2,4,4′-triisocyanate, triphenylmethane. -4,4 ', 4 "-triisocyanate, trimer of tolylene diisocyanate, lysine triisocyanate and the like.

アズラクトン基を有する架橋剤としては、例えば、ビスアズラクトンブタン、ビスアズラクトンベンゼン、ビスアズラクトンヘキサンが挙げられる。   Examples of the crosslinking agent having an azlactone group include bisazulactone butane, bisazulactone benzene, and bisazulactone hexane.

ニトロソ基を有する架橋剤としては、例えば、ジニトロソプロパン、ジニトロソヘキサン、ジニトロソベンゼン、ジニトロソトルエンが挙げられる。   Examples of the crosslinking agent having a nitroso group include dinitrosopropane, dinitrosohexane, dinitrosobenzene, and dinitrosotoluene.

(架橋構造の選択)
冷却により結合して架橋部位を形成し、加熱により開裂する可逆的な反応の形式としては上述のように、ディールス−アルダー型、ニトロソ2量体型、酸無水物エステル型、ウレタン型、アズラクトン−ヒドロキシアリール型およびカルボキシル−アルケニルオキシ型などを利用できる。
(Selection of cross-linked structure)
As described above, the reversible reaction forms by bonding by cooling to form a crosslinking site and cleavage by heating, as described above, Diels-Alder type, nitroso dimer type, acid anhydride ester type, urethane type, azlactone-hydroxy Aryl and carboxyl-alkenyloxy types can be used.

しかし、熱分解および加水分解樹脂などによる主鎖の劣化や、副反応により架橋部位が失活する化学反応は避けた方がよい場合がある。たとえば、ポリ乳酸やポリカーボネート等のポリエステル樹脂は、カルボン酸により加水分解が起こるため、酸無水物エステル型架橋は適さない。ポリビニルアルコールなど水酸基を多数有する樹脂は、ウレタン型、アズラクトン−ヒドロキシアリール型およびカルボキシル−アルケニルオキシ型と硬化反応を起こすため適さない。一方、ディールス−アルダー型は疎水性であるため加水分解しやすい樹脂にも適用でき、水分等による反応基の失活も起こらないため、様々な樹脂に適用できる。エステル結合を多く有する植物由来樹脂にも好適に使用できる。   However, there are cases where it is better to avoid deterioration of the main chain due to thermal decomposition or hydrolysis resin, or chemical reaction in which the crosslinking site is deactivated by side reaction. For example, polyester resins such as polylactic acid and polycarbonate are not suitable for acid anhydride ester type crosslinking because hydrolysis occurs by carboxylic acid. A resin having a large number of hydroxyl groups such as polyvinyl alcohol is not suitable because it causes a curing reaction with urethane type, azlactone-hydroxyaryl type and carboxyl-alkenyloxy type. On the other hand, since the Diels-Alder type is hydrophobic, it can be applied to a resin that is easily hydrolyzed, and the reactive group is not deactivated by moisture or the like, so that it can be applied to various resins. It can also be suitably used for plant-derived resins having many ester bonds.

(樹脂)
(植物由来樹脂材料)
上記架橋物の樹脂として、植物由来原料となる樹脂材料を利用すれば、環境調和性が高い樹脂となる。
(resin)
(Plant-derived resin material)
If a resin material that is a plant-derived material is used as the resin of the cross-linked product, the resin has high environmental harmony.

この様な植物由来樹脂材料としては、バイオマス原料から人工的に合成可能なモノマー、オリゴマー及びポリマー;バイオマス原料から合成可能なモノマーの誘導体、オリゴマーの変性体およびポリマーの変性体;主に天然で合成され入手できるモノマー、オリゴマー及びポリマー;主に天然で合成され入手できるモノマーの誘導体、オリゴマーの変性体およびポリマーの変性体などを使用する。   Such plant-derived resin materials include monomers, oligomers and polymers that can be artificially synthesized from biomass raw materials; monomer derivatives that can be synthesized from biomass raw materials, modified oligomers and modified polymers; Monomers, oligomers and polymers that are available and available; derivatives of monomers that are synthesized and available mainly in nature, modified oligomers, modified polymers, etc. are mainly used.

人工合成オリゴマー及びポリマーとしては、例えば、ポリ乳酸(島津製作所製、商品名:「ラクティ」等)、ポリグリコール酸、ポリイプシロンカプロラクトン(ダイセル社製、商品名:「プラクセル」等)などのポリヒドロキシアルカノエート、ブチレンサクシネートの重合体であるポリアルキレンアルカノエート、ポリブチレンサクシネート等のポリエステル類、ポリ−γ−グルタメート(味の素社製、商品名:「ポリグルタミン酸」など)等のポリアミノ酸類などを挙げることができる。   Examples of the artificially synthesized oligomer and polymer include polyhydroxy such as polylactic acid (manufactured by Shimadzu Corporation, trade name: “Lacty”, etc.), polyglycolic acid, polyepsilon caprolactone (manufactured by Daicel Corporation, trade name: “Placcel”, etc.) Polyaminoalkanoates, polyalkylene alkanoates which are polymers of butylene succinate, polyesters such as polybutylene succinate, polyamino acids such as poly-γ-glutamate (manufactured by Ajinomoto Co., Inc., trade name: “polyglutamic acid”, etc.), etc. Can be mentioned.

なお、これらの人工合成オリゴマー及びポリマーの変性体も好適に使用できる。   In addition, modified products of these artificially synthesized oligomers and polymers can be suitably used.

また、天然合成オリゴマー及びポリマーとしては、澱粉、アミロース、セルロース、セルロースエステル、キチン、キトサン、ゲランガム、カルボキシル基含有セルロース、カルボキシル基含有デンプン、ペクチン酸、アルギン酸などの多糖類;微生物により合成されるヒドロキシブチレート及び/又はヒドロキシバリレートの重合体であるポリベータヒドロキシアルカノエート(ゼネカ社製、商品名:「バイオポール」等)などを挙げることができ、中でも、澱粉、アミロース、セルロース、セルロースエステル、キチン、キトサン、微生物により合成されるヒドロキシブチレート及び/又はヒドロキシバリレートの重合体であるポリベータヒドロキシアルカノエート等が好ましい。   Naturally synthesized oligomers and polymers include starch, amylose, cellulose, cellulose ester, chitin, chitosan, gellan gum, carboxyl group-containing cellulose, carboxyl group-containing starch, pectic acid, alginic acid and other polysaccharides; hydroxy synthesized by microorganisms Examples include polybetahydroxyalkanoate which is a polymer of butyrate and / or hydroxyvalerate (manufactured by Zeneca, trade name: “Biopol”, etc.), among which starch, amylose, cellulose, cellulose ester, Preferred are chitin, chitosan, polybetahydroxyalkanoate which is a polymer of hydroxybutyrate and / or hydroxyvalerate synthesized by microorganisms.

なお、天然合成オリゴマー及びポリマーの変性体も好適に使用できる。   Naturally modified oligomers and modified polymers can also be suitably used.

更に、天然合成オリゴマー及びポリマーの変性体としては、リグニン等を使用できる。リグニンは、木材中に20〜30%含有されるコニフェリルアルコール及びシナピルアルコールの脱水素重合体で、生分解される。   Furthermore, lignin etc. can be used as a modified body of natural synthetic oligomer and polymer. Lignin is a biodegradable dehydrogenated polymer of coniferyl alcohol and sinapyr alcohol contained in wood by 20-30%.

以上の様な生分解性樹脂材料の中でも、人工合成生分解性オリゴマー及びポリマー、人工合成生分解性オリゴマー及びポリマーの変性体、天然合成生分解性オリゴマー及びポリマーの変性体が、分子間の結合力が適度であるため熱可塑性に優れ、溶融時の粘度が著しく上昇することは無く、良好な成形加工性を有するため好ましい。   Among the biodegradable resin materials as described above, artificial synthetic biodegradable oligomers and polymers, modified artificial biodegradable oligomers and polymers, natural synthetic biodegradable oligomers and modified polymers are intermolecular bonds. Since the force is moderate, it is excellent in thermoplasticity, the viscosity at the time of melting does not increase remarkably, and it is preferable because it has good moldability.

なかでも、ポリエステル類およびポリエステル類の変性体が好ましく、脂肪族ポリエステル類および脂肪族ポリエステル類の変性体が更に好ましい。また、ポリアミノ酸類およびポリアミノ酸類の変性体が好ましく、脂肪族ポリアミノ酸類および脂肪族ポリアミノ酸類の変性体が更に好ましい。また、ポリオール類およびポリオール類の変性体が好ましく、脂肪族ポリオール類および脂肪族ポリオール類の変性体が更に好ましい。   Of these, polyesters and modified products of polyesters are preferable, and aliphatic polyesters and modified products of aliphatic polyesters are more preferable. Polyamino acids and modified products of polyamino acids are preferable, and aliphatic polyamino acids and modified products of aliphatic polyamino acids are more preferable. Also, polyols and modified products of polyols are preferable, and aliphatic polyols and modified products of aliphatic polyols are more preferable.

以上の植物由来樹脂材料のうちこれを利用した樹脂組成物のTg(またはTm)が40℃≦Tg(またはTm)≦200℃の範囲にあるものを用いることができる。例えば、ポリ乳酸はTgが50から60℃付近にあるため、好適に用いることが可能である。また、最終的な樹脂組成物のTg(またはTm)が上述の温度範囲に入っていればよいので、上述の植物由来樹脂から選ばれる2種類以上の樹脂をもとに、アロイや共重合体を形成してこれを用いることも可能である。例えば、ポリ乳酸にその他のポリヒドロキシアルカノエートやポリブチレンサクシネートなどをブレンドすることが可能である。   Among the above plant-derived resin materials, those having a Tg (or Tm) of a resin composition using this in the range of 40 ° C. ≦ Tg (or Tm) ≦ 200 ° C. can be used. For example, polylactic acid has a Tg of around 50 to 60 ° C., and therefore can be suitably used. Moreover, since Tg (or Tm) of the final resin composition should just be in the above-mentioned temperature range, an alloy and a copolymer are based on two or more kinds of resins selected from the above-mentioned plant-derived resins. It is also possible to form and use this. For example, it is possible to blend polylactic acid with other polyhydroxyalkanoates or polybutylene succinates.

また、単独でのTgが40℃未満の樹脂であっても、高いTgを有する樹脂との共重合やブレンドによりTgの調節が可能である。またTgの高い樹脂であっても可塑剤の添加によりTgの調節が可能である。   Even if the Tg alone is less than 40 ° C., the Tg can be adjusted by copolymerization or blending with a resin having a high Tg. Even if the resin has a high Tg, the Tg can be adjusted by adding a plasticizer.

また、樹脂の架橋構造によりTgの調節が可能である。例えば、前駆体の分子量を下げたり、前駆体の官能基の数を増やしたりすることで、架橋密度が上がり樹脂のTgを上げることができる。前駆体の分子量を上げたり、前駆体の官能基の数を減らしたりすることにより、架橋密度が下がり樹脂のTgを下げることができる。以上の方法で架橋物のTgを40℃以上200℃以下に調節することが可能である。   Moreover, Tg can be adjusted by the crosslinked structure of the resin. For example, by decreasing the molecular weight of the precursor or increasing the number of functional groups of the precursor, the crosslink density can be increased and the Tg of the resin can be increased. By increasing the molecular weight of the precursor or reducing the number of functional groups of the precursor, the crosslinking density can be lowered and the Tg of the resin can be lowered. The Tg of the crosslinked product can be adjusted to 40 ° C. or higher and 200 ° C. or lower by the above method.

上記前駆体の数平均分子量(以下分子量と略す)は100〜1,000,000の範囲で用いる。好ましくは、1,000〜100,000で、さらに好ましくは2,000〜50,000である。前駆体の分子量が100未満であると、樹脂の機械的特性や加工性が劣る場合がある。また、1,000,000を超えると、架橋密度が低くなるため、形状記憶性に劣る場合がある。   The precursor has a number average molecular weight (hereinafter abbreviated as molecular weight) in the range of 100 to 1,000,000. Preferably, it is 1,000-100,000, More preferably, it is 2,000-50,000. If the molecular weight of the precursor is less than 100, the mechanical properties and processability of the resin may be inferior. On the other hand, if it exceeds 1,000,000, the cross-linking density is lowered, so that the shape memory property may be inferior.

また、形状記憶性や耐熱性の観点から、架橋構造としては、3次元架橋構造が好ましい。3次元架橋構造の架橋密度は、樹脂材料の官能基の数、各部材の混合比などを所定の値とすることで、所望の値とされる。3次元架橋構造の架橋密度は樹脂物100g当たりに含まれる3次元構造の架橋点のモル数で表される。すなわち原料1分子中の(官能基数−2)をその分子の架橋点モル数とした。   From the viewpoint of shape memory properties and heat resistance, a three-dimensional crosslinked structure is preferable as the crosslinked structure. The crosslinking density of the three-dimensional crosslinked structure is set to a desired value by setting the number of functional groups of the resin material, the mixing ratio of each member, and the like to predetermined values. The crosslinking density of the three-dimensional crosslinked structure is represented by the number of moles of crosslinking points of the three-dimensional structure contained per 100 g of the resin material. That is, (number of functional groups−2) in one molecule of the raw material was defined as the number of moles of crosslinking points of the molecule.

十分な形状記憶性を実現するために架橋密度は0.0001以上が好ましく、0.001以上がさらに好ましい。一方、架橋密度は1以下が好ましく、0.3以下が特に好ましい。架橋密度が0.0001未満であると網目構造を形成しなくなり、形状回復しにくくなる場合があるためである。また、1より大きいとTg以上で十分なゴム的性質を示さなくなり、変形できなくなるため、形状記憶性樹脂として機能しなくなる場合がある。   In order to achieve sufficient shape memory properties, the crosslink density is preferably 0.0001 or more, and more preferably 0.001 or more. On the other hand, the crosslinking density is preferably 1 or less, particularly preferably 0.3 or less. This is because if the crosslink density is less than 0.0001, a network structure is not formed, and it may be difficult to recover the shape. On the other hand, if it is greater than 1, it will not exhibit sufficient rubber-like properties at Tg or higher and cannot be deformed, so that it may not function as a shape memory resin.

また、Td上下の温度における貯蔵剛性率G’(Pa)の比率(G’{Td}/G’{Td+20℃}およびTg(またはTm)上下の温度における貯蔵剛性率G’(Pa)の比率(G’{Tg(またはTm)}/G’{Tg(またはTm)+20℃})が1.0×101以上、好ましくは2.0×101以上であり、かつ(G’{Tg(またはTm)}/G’{Td+20℃})が1.0×107以下の範囲、好ましくは1.0×105以下の範囲にある架橋物を用いる。G’は、Tg以上の温度ではミクロブラウン運動に基づくエントロピー弾性のために低くなり、Td以上では架橋による分子の拘束が少なくなるため、更に低下する。TgおよびTd(または、上下の温度におけるG’の比率が変形しやすさの指標となる。この(G’{Tg}/G’{Tg+20℃})が1.0×101未満ではTg以上の温度域でも十分なゴム性を示さなくなり変形しにくくなり、(G’{Tg(またはTm)}/G’{Td+20℃})が1.0×107より大きいと網目構造を形成しなくなり、形状記憶性が失われる。 Further, the ratio of storage rigidity G ′ (Pa) at temperatures above and below Td (G ′ {Td} / G ′ {Td + 20 ° C.} and the ratio of storage rigidity G ′ (Pa) at temperatures above and below Tg (or Tm). (G ′ {Tg (or Tm)} / G ′ {Tg (or Tm) + 20 ° C.}) is 1.0 × 10 1 or more, preferably 2.0 × 10 1 or more, and (G ′ {Tg (Or Tm)} / G ′ {Td + 20 ° C.}) is used in the range of 1.0 × 10 7 or less, preferably 1.0 × 10 5 or less, where G ′ is a temperature of Tg or more. Is lower due to the entropy elasticity based on the micro Brownian motion, and further lowers at Td and above because the molecular restraint due to crosslinking is reduced, and the ratio of Tg and Td (or the ratio of G ′ at the upper and lower temperatures is easily deformed). This (G ′ {Tg} / G ′ {Tg + 2 ° C.}) is also less likely to be deformed not exhibit sufficient rubber in a temperature range of Tg or more is less than 1.0 × 10 1, the (G '{Tg (or Tm)} / G' {Td + 20 ℃}) 1 If it is larger than 0.0 × 10 7 , the network structure is not formed and the shape memory property is lost.

また、本発明の形状記憶性樹脂を得るに際して、所望の特性を損なわない範囲で、無機フィラー、有機フィラー、補強材、着色剤、安定剤(ラジカル捕捉剤、酸化防止剤など)、抗菌剤、防かび材、難燃剤などを、必要に応じて併用できる。無機フィラーとしては、シリカ、アルミナ、タルク、砂、粘土、鉱滓などを使用できる。有機フィラーとしては、ポリアミド繊維や植物繊維などの有機繊維を使用できる。補強材としては、ガラス繊維、炭素繊維、ポリアミド繊維、ポリアリレート繊維、針状無機物、繊維状フッ素樹脂などを使用できる。抗菌剤としては、銀イオン、銅イオン、これらを含有するゼオライトなどを使用できる。難燃剤としては、シリコーン系難燃剤、臭素系難燃剤、燐系難燃剤、無機系難燃剤などを使用できる。   In obtaining the shape memory resin of the present invention, an inorganic filler, an organic filler, a reinforcing material, a colorant, a stabilizer (such as a radical scavenger and an antioxidant), an antibacterial agent, and the like, as long as desired properties are not impaired. An antifungal material, a flame retardant, etc. can be used together as needed. As the inorganic filler, silica, alumina, talc, sand, clay, slag and the like can be used. As the organic filler, organic fibers such as polyamide fibers and plant fibers can be used. As the reinforcing material, glass fiber, carbon fiber, polyamide fiber, polyarylate fiber, acicular inorganic material, fibrous fluororesin, or the like can be used. As the antibacterial agent, silver ions, copper ions, zeolites containing these, and the like can be used. As the flame retardant, silicone flame retardant, bromine flame retardant, phosphorus flame retardant, inorganic flame retardant and the like can be used.

以上のような樹脂および樹脂組成物は、圧縮成形、トランスファー成形、鋳型鋳造、RIM成形などの一般的な熱硬化性樹脂の成形方法により、電化製品の筐体などの電気・電子機器用途等様々な成形体に加工できる。   The resin and resin composition as described above can be used in various electrical and electronic equipment applications such as housings for electrical appliances, depending on general thermosetting resin molding methods such as compression molding, transfer molding, mold casting, and RIM molding. Can be processed into a compact.

以下に実施例によって本発明を更に詳細に説明するが、これらは、本発明を何ら限定するものではない。なお、以下特に明記しない限り、試薬等は市販の高純度品を用いた。なお、数平均分子量はゲルパーミエーションクロマトグラフ法により測定し、標準ポリスチレンを用いて換算した。また、以下の方法で性能を評価した。   The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but these examples do not limit the present invention. Unless otherwise specified, commercially available high-purity products were used as reagents. The number average molecular weight was measured by gel permeation chromatography and converted using standard polystyrene. The performance was evaluated by the following method.

ガラス転移温度(Tg)、開裂温度(Td):セイコーインスツルメント社製DSC測定装置(商品名:DSC6000)をもちいて、昇温速度10℃/分で測定を行い、ガラス転移温度(Tg)を決定した。また、吸熱ピークを開裂温度(Td)とした。     Glass transition temperature (Tg), cleavage temperature (Td): measured using a DSC measuring device (trade name: DSC6000) manufactured by Seiko Instruments Inc., at a heating rate of 10 ° C./min, and glass transition temperature (Tg) It was determined. The endothermic peak was taken as the cleavage temperature (Td).

貯蔵剛性率:厚さ1.8mmの試験片を用いて、東洋精機社製粘弾性測定装置(商品名:「レオログラフ・ソリッドS-1」、10Hz,昇温速度2℃/分)により測定した。     Storage rigidity: measured with a viscoelasticity measuring device (trade name: “Rheograph Solid S-1”, 10 Hz, heating rate 2 ° C./min) manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd., using a test piece having a thickness of 1.8 mm. .

形状記憶性:2cm×5cm×1.0mmの成型体(第一形状)を作成し、Td+20℃(たとえば実施例1では170℃)で加熱し、成型体の中央を30°に折り曲げて5秒間変形後、その形状のままで100℃において1時間保持し、第二形状を得た。この温度における成型体の角度(A1)で評価した。20°≦A1≦30°を○、10°≦A1<20°を△、0°≦A1<10°を×とした。次にTg+20℃(たとえば実施例1では65℃)で成型体を逆方向に折り曲げて(−30°)5秒間変形後Tg以下の温度に冷却することにより第三形状を得た。この時の成型体の変形性を角度(A2)で評価した。−20°≦A2≦−30°を○、−10°≦A2<−20°を△、0°≦A2<−10°を×とした。再びTg+20℃(たとえば実施例1では65℃)に加熱し、回復性を角度(A3)で評価した。0°<A3≦10°を×、10°<A3≦20°を△、20°≦A3≦30°を○とした。更に成型体をTd+20℃で60秒間加熱し、回復性を角度(A4)で評価した。20°<A4≦30°を×、10°<A4≦20°を△、0°≦A4≦10°を○とした。     Shape memory property: A molded body (first shape) of 2 cm × 5 cm × 1.0 mm is prepared, heated at Td + 20 ° C. (for example, 170 ° C. in Example 1), the center of the molded body is bent at 30 ° for 5 seconds. After the deformation, the shape was kept at 100 ° C. for 1 hour to obtain a second shape. Evaluation was made based on the angle (A1) of the molded body at this temperature. 20 ° ≦ A1 ≦ 30 ° was evaluated as “◯”, 10 ° ≦ A1 <20 ° as “Δ”, and 0 ° ≦ A1 <10 ° as “×”. Next, the molded body was bent in the reverse direction at Tg + 20 ° C. (for example, 65 ° C. in Example 1) (−30 °), deformed for 5 seconds, and then cooled to a temperature equal to or lower than Tg to obtain a third shape. The deformability of the molded body at this time was evaluated by the angle (A2). −20 ° ≦ A2 ≦ −30 ° was evaluated as “◯”, −10 ° ≦ A2 <−20 ° as Δ, and 0 ° ≦ A2 <−10 ° as “×”. It was again heated to Tg + 20 ° C. (for example, 65 ° C. in Example 1), and the recoverability was evaluated by the angle (A3). 0 ° <A3 ≦ 10 ° was taken as x, 10 ° <A3 ≦ 20 ° was taken as Δ, and 20 ° ≦ A3 ≦ 30 ° was taken as ○. Further, the molded body was heated at Td + 20 ° C. for 60 seconds, and the recoverability was evaluated by the angle (A4). 20 ° <A4 ≦ 30 ° was evaluated as x, 10 ° <A4 ≦ 20 ° as Δ, and 0 ° ≦ A4 ≦ 10 ° as ○.

前駆体としてポリ乳酸を利用した実施例を以下に示す。ポリ乳酸は生分解性を有し、植物由来材料であるため、環境問題の面から好ましい材料である。ポリ乳酸に2段階形状記憶性付与するため、以下の材料設計を行った。まず、200℃以上でポリ乳酸の熱分解が起こるため、解離温度(Td)が50℃以上200℃以下の可逆架橋部位を選択した。この可逆反応としては、ディールス−アルダー型、カルボキシル−アルケニルオキシ型、ウレタン型等を利用できる。まず、共有結合性非可逆反応が可能なヒドロキシル基を導入したポリ乳酸に、共有結合性熱可逆反応が可能な多官能フランおよび多官能マレイミドを混合し、続いて多官能イソシアネートを加える。これにより、非可逆および可逆の3次元架橋をもつ樹脂を得た。この架橋樹脂の2段階形状記憶性と生分解性について検証した。   Examples using polylactic acid as a precursor are shown below. Since polylactic acid is biodegradable and is a plant-derived material, it is a preferable material from the viewpoint of environmental problems. In order to impart two-stage shape memory to polylactic acid, the following material design was performed. First, since polylactic acid was thermally decomposed at 200 ° C. or higher, a reversible crosslinking site having a dissociation temperature (Td) of 50 ° C. or higher and 200 ° C. or lower was selected. As this reversible reaction, Diels-Alder type, carboxyl-alkenyloxy type, urethane type and the like can be used. First, polyfunctional furan and polyfunctional maleimide capable of covalent thermoreversible reaction are mixed with polylactic acid into which a hydroxyl group capable of covalent irreversible reaction is introduced, and then polyfunctional isocyanate is added. As a result, a resin having irreversible and reversible three-dimensional crosslinking was obtained. The two-stage shape memory property and biodegradability of this crosslinked resin were verified.

以下、ディールス−アルダー型であるフランーマレイミド結合をポリ乳酸に導入した実施例を示す。フランーマレイミド結合の解離温度は文献(非特許文献2)において80℃あるいは140℃と記載されているが、下記の実施例で示すように、解離温度は150℃であり、ポリ乳酸ベースの樹脂に対し好適な架橋部位となる。   Examples in which a Diels-Alder type furan-maleimide bond is introduced into polylactic acid are shown below. The dissociation temperature of the furan-maleimide bond is described as 80 ° C. or 140 ° C. in the literature (Non-patent Document 2). As shown in the following examples, the dissociation temperature is 150 ° C. It becomes a suitable cross-linking site.

[実施例1]
市販のポリ乳酸(「ラクティ」(商品名)、島津製作所製)2500g(0.0243モル)とペンタエリスリトール191g(1.41モル)を200℃で4.5時間溶融混合によりエステル交換反応した。これをクロロホルムに溶解させ、過剰のメタノールに注ぎ再沈殿することで、末端ヒドロキシポリ乳酸[R1]を得た。(H-NMRによる分子量は、約3、200)
[Example 1]
2500 g (0.0243 mol) of commercially available polylactic acid (“Lacty” (trade name), manufactured by Shimadzu Corporation) and 191 g (1.41 mol) of pentaerythritol were transesterified by melt mixing at 200 ° C. for 4.5 hours. This was dissolved in chloroform, poured into excess methanol, and reprecipitated to obtain terminal hydroxypolylactic acid [R1]. (The molecular weight by H-NMR is about 3,200)

次に、2−フルフリルアルコール44.1g(0.45モル)とリジントリイソシアネート40.1g(0.15モル)を混合し80℃で7時間撹拌し3官能フラン化合物[R2]を得た。   Next, 44.1 g (0.45 mol) of 2-furfuryl alcohol and 40.1 g (0.15 mol) of lysine triisocyanate were mixed and stirred at 80 ° C. for 7 hours to obtain a trifunctional furan compound [R2]. .

ジメチルホルムアミド(DMF)100mlに溶解したトリス(2−アミノエチル)アミン25mlを75℃に加熱後、DMF250mlに溶解したexo-3,6−エポキシ−1,2,3,6−テトラヒドロフタル酸無水物100gを1時間かけて滴下し、2時間撹拌した。さらに無水酢酸200ml、トリエチルアミン10ml、酢酸ニッケル1gを添加し、3時間撹拌した。撹拌後、水1000mlを加え、溶媒を60℃で減圧加熱後、クロロホルムに溶解し、水洗した。クロロホルムを減圧留去後、シリカゲルクロマトグラフィーで精製した。さらに窒素下トルエンで24時間還流後、再結晶により3官能マレイミド[R3](収率52%)を得た。   Exo-3,6-epoxy-1,2,3,6-tetrahydrophthalic anhydride dissolved in 250 ml of DMF after heating 25 ml of tris (2-aminoethyl) amine dissolved in 100 ml of dimethylformamide (DMF) to 75 ° C. 100 g was added dropwise over 1 hour and stirred for 2 hours. Further, 200 ml of acetic anhydride, 10 ml of triethylamine and 1 g of nickel acetate were added and stirred for 3 hours. After stirring, 1000 ml of water was added, the solvent was heated under reduced pressure at 60 ° C., dissolved in chloroform, and washed with water. Chloroform was distilled off under reduced pressure and purified by silica gel chromatography. Further, the mixture was refluxed with toluene under nitrogen for 24 hours and then recrystallized to obtain trifunctional maleimide [R3] (yield 52%).

Figure 0004752339
Figure 0004752339

共有結合性非可逆架橋部分の原料として[R1](0.0027モル)およびリジントリイソシアネート(協和発酵ケミカル(株))(0.0036モル)(合計9.5g)および共有結合性熱可逆架橋部分の原料として[R2](0.0005モル)および[R3](モル0.0005)(合計 0.5g)を量りとった。これらを160℃における溶融混合物を金型内で2時間加熱したのち、室温まで冷却することにより架橋物を得た。   [R1] (0.0027 mol) and lysine triisocyanate (Kyowa Hakko Chemical Co., Ltd.) (0.0036 mol) (total 9.5 g) and a covalent thermoreversible crosslinking as raw materials for the covalently irreversible crosslinking moiety [R2] (0.0005 mol) and [R3] (mol 0.0005) (0.5 g in total) were weighed as part raw materials. These were heated at 160 ° C. for 2 hours in a mold and then cooled to room temperature to obtain a crosslinked product.

[実施例2]
共有結合性非可逆架橋部分の原料として[R1](0.0025モル)およびリジントリイソシアネート(協和発酵ケミカル(株))(0.0034モル)(合計9g)および共有結合性熱可逆架橋部分の原料として[R2](0.0011モル)および[R3](モル0.0011)(合計 1g)を量りとった。これらを160℃における溶融混合物を金型内で2時間加熱したのち、室温まで冷却することにより架橋物を得た。
[Example 2]
[R1] (0.0025 mol) and lysine triisocyanate (Kyowa Hakko Chemical Co., Ltd.) (0.0034 mol) (9 g in total) as a raw material for the covalent irreversible crosslinking moiety and the covalent thermoreversible crosslinking moiety [R2] (0.0011 mol) and [R3] (mol 0.0011) (1 g in total) were weighed as raw materials. These were heated at 160 ° C. for 2 hours in a mold and then cooled to room temperature to obtain a crosslinked product.

[実施例3]
共有結合性非可逆架橋部分の原料として[R1](0.0022モル)およびリジントリイソシアネート(協和発酵ケミカル(株))(0.0030モル)(合計8g)および共有結合性熱可逆架橋部分の原料として[R2](0.0021モル)および[R3](0.0021モル)(合計 2g)を量りとった。これらを160℃における溶融混合物を金型内で2時間加熱したのち、室温まで冷却することにより架橋物を得た。
[Example 3]
[R1] (0.0022 mol) and lysine triisocyanate (Kyowa Hakko Chemical Co., Ltd.) (0.0030 mol) (total 8 g) as a raw material for the covalent irreversible crosslinking moiety and the covalent thermoreversible crosslinking moiety [R2] (0.0021 mol) and [R3] (0.0021 mol) (total 2 g) were weighed as raw materials. These were heated at 160 ° C. for 2 hours in a mold and then cooled to room temperature to obtain a crosslinked product.

[実施例4]
共有結合性非可逆架橋部分の原料として[R1](0.0017モル)およびリジントリイソシアネート(協和発酵ケミカル(株))(0.0022モル)(合計6g)および共有結合性熱可逆架橋部分の原料として[R2](0.0042モル)および[R3](0.0042モル)(合計 4g)を量りとった。これらを160℃における溶融混合物を金型内で2時間加熱したのち、室温まで冷却することにより架橋物を得た。
[Example 4]
[R1] (0.0017 mol) and lysine triisocyanate (Kyowa Hakko Chemical Co., Ltd.) (0.0022 mol) (total 6 g) and a covalent thermoreversible crosslinking moiety as raw materials for the covalent irreversible crosslinking moiety [R2] (0.0042 mol) and [R3] (0.0042 mol) (4 g in total) were weighed as raw materials. These were heated at 160 ° C. for 2 hours in a mold and then cooled to room temperature to obtain a crosslinked product.

[実施例5]
共有結合性非可逆架橋部分の原料として[R1](0.0014モル)およびリジントリイソシアネート(協和発酵ケミカル(株))(0.0019モル)(合計5g)および共有結合性熱可逆架橋部分の原料として[R2](0.0053モル)および[R3](0.0053モル)(合計 5g)を量りとった。これらを160℃における溶融混合物を金型内で2時間加熱したのち、室温まで冷却することにより架橋物を得た。
[Example 5]
[R1] (0.0014 mol) and lysine triisocyanate (Kyowa Hakko Chemical Co., Ltd.) (0.0019 mol) (total 5 g) as a raw material for the covalent irreversible crosslinking moiety and the covalent thermoreversible crosslinking moiety [R2] (0.0053 mol) and [R3] (0.0053 mol) (total 5 g) were weighed as raw materials. These were heated at 160 ° C. for 2 hours in a mold and then cooled to room temperature to obtain a crosslinked product.

[実施例6]
共有結合性非可逆架橋部分の原料として[R1](0.0011モル)およびリジントリイソシアネート(協和発酵ケミカル(株))(0.0015モル)(合計4g)および共有結合性熱可逆架橋部分の原料として[R2](0.0063モル)および[R3](0.0063モル)(合計 6g)を量りとった。これらを160℃における溶融混合物を金型内で2時間加熱したのち、室温まで冷却することにより架橋物を得た。
[Example 6]
[R1] (0.0011 mol) and lysine triisocyanate (Kyowa Hakko Chemical Co., Ltd.) (0.0015 mol) (4 g in total) as a raw material for the covalent irreversible crosslinking moiety and the covalent thermoreversible crosslinking moiety [R2] (0.0063 mol) and [R3] (0.0063 mol) (6 g in total) were weighed as raw materials. These were heated at 160 ° C. for 2 hours in a mold and then cooled to room temperature to obtain a crosslinked product.

[比較例1]
共有結合性非可逆架橋部分の原料として[R1](0.0028モル)およびリジントリイソシアネート(協和発酵ケミカル(株))(モル)(合計10g)を量りとった。これらを160℃における溶融混合物を金型内で2時間加熱したのち、室温まで冷却することにより架橋物を得た。
[Comparative Example 1]
[R1] (0.0028 mol) and lysine triisocyanate (Kyowa Hakko Chemical Co., Ltd.) (mol) (total 10 g) were weighed as raw materials for the covalently irreversible cross-linking moiety. These were heated at 160 ° C. for 2 hours in a mold and then cooled to room temperature to obtain a crosslinked product.

[比較例2]
共有結合性熱可逆架橋部分の原料として[R2](0.011モル)および[R3](0.011モル)(合計 10g)を量りとった。これらを160℃における溶融混合物を金型内で2時間加熱したのち、室温まで冷却することにより架橋物を得た。
[Comparative Example 2]
[R2] (0.011 mol) and [R3] (0.011 mol) (total 10 g) were weighed as raw materials for the covalently bondable thermoreversible cross-linking moiety. These were heated at 160 ° C. for 2 hours in a mold and then cooled to room temperature to obtain a crosslinked product.

[比較例3]
市販の熱可塑型形状記憶性樹脂(「ディアプレックス」(商品名)、三菱重工業(株)製)を金型内で250℃に加熱溶融・冷却固化して、評価用の成形物を製造した。
[Comparative Example 3]
A commercially available thermoplastic shape memory resin ("Diaplex" (trade name), manufactured by Mitsubishi Heavy Industries, Ltd.) was heated and melted and solidified at 250 ° C in a mold to produce a molded product for evaluation. .

[比較例4]
4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(0.1モル)とポリ(オキシテトラメチレン)グリコール(平均分子量650)(0.05モル)を65℃で3時間加熱混合した。これに、1,4−ブタンジオールを(0.05モル)加え、これらを160℃において溶融混合物し、2時間加熱することにより重合物を得た(R4)。R4(10g)を230℃の金型を用い圧縮成形し、室温まで冷却することにより架橋物を得た。
[Comparative Example 4]
4,4′-Diphenylmethane diisocyanate (0.1 mol) and poly (oxytetramethylene) glycol (average molecular weight 650) (0.05 mol) were heated and mixed at 65 ° C. for 3 hours. 1,4-butanediol (0.05 mol) was added thereto, and these were melt-mixed at 160 ° C. and heated for 2 hours to obtain a polymer (R4). R4 (10 g) was compression-molded using a 230 ° C. mold and cooled to room temperature to obtain a crosslinked product.

[比較例5]
4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(0.6モル)とポリ(オキシテトラメチレン)グリコール(平均分子量650)(0.05モル)を65℃で3時間加熱混合した。これに、1,4−ブタンジオールを(0.55モル)加え、これらを160℃において溶融混合物し、2時間加熱することにより重合物を得た(R5)。R5(10g)を230℃の金型を用い圧縮成形し、室温まで冷却することにより架橋物を得た。
[Comparative Example 5]
4,4′-Diphenylmethane diisocyanate (0.6 mol) and poly (oxytetramethylene) glycol (average molecular weight 650) (0.05 mol) were heated and mixed at 65 ° C. for 3 hours. 1,4-butanediol (0.55 mol) was added thereto, and these were melt-mixed at 160 ° C. and heated for 2 hours to obtain a polymer (R5). R5 (10 g) was compression molded using a 230 ° C. mold and cooled to room temperature to obtain a crosslinked product.

[比較例6]
R4(5g)およびR5(5g)秤取し、230℃の金型を用い圧縮成形し、室温まで冷却することにより架橋物を得た。
[Comparative Example 6]
R4 (5 g) and R5 (5 g) were weighed, compression molded using a 230 ° C. mold, and cooled to room temperature to obtain a crosslinked product.

[形状記憶性]
上記、11例について形状記憶性、形状回復性、再成形性を評価した。(表1)
[Shape memory]
The above 11 examples were evaluated for shape memory property, shape recovery property, and remoldability. (Table 1)

Figure 0004752339
Figure 0004752339

Figure 0004752339
Figure 0004752339

表1より明らかに、比較例1および3はTdが存在せず、比較例2はTg前後の弾性率の差が小さい。   As apparent from Table 1, Td does not exist in Comparative Examples 1 and 3, and Comparative Example 2 has a small difference in elastic modulus before and after Tg.

表2の形状記憶性の評価結果をみると、実施例1〜6に示した材料は、何れも2段階の形状記憶性をしめした。実施例2〜4は、TgおよびTd前後での弾性率の差が充分大きいため第三形状の固定や第一形状の回復にも優れる結果となった。比較例1、3,4および5は、可逆架橋していないことから、第二形状を保持することは不可能であった。また、比較例2は非可逆架橋が存在しないため、Td以上での加熱により溶解した(このため、A2〜A4の評価はできなかった。)。比較例6はTgの異なるウレタン系形状記憶樹脂を混合したものであるが、低温側のTg1では第三形状を保持できたが、高温側のTg2では、第二形状を保持できなかった。したがって、非共有結合架橋のみによる形状記憶樹脂の場合、形状を固定する能力が異なる形状記憶温度を有する樹脂を単に混合しても、2段階の形状記憶を行うことはできない。   Looking at the evaluation results of the shape memory properties in Table 2, all of the materials shown in Examples 1 to 6 exhibited two-stage shape memory properties. In Examples 2 to 4, the difference between the elastic moduli before and after Tg and Td was sufficiently large, so that the third shape was fixed and the first shape was excellently recovered. Since Comparative Examples 1, 3, 4 and 5 were not reversibly crosslinked, it was impossible to maintain the second shape. Further, since Comparative Example 2 did not have irreversible crosslinking, it was dissolved by heating at Td or higher (for this reason, A2 to A4 could not be evaluated). Comparative Example 6 was a mixture of urethane-based shape memory resins having different Tg, but the third shape could be retained at the low temperature side Tg1, but the second shape could not be retained at the high temperature side Tg2. Therefore, in the case of a shape memory resin based only on non-covalent cross-linking, a two-stage shape memory cannot be performed even by simply mixing resins having shape memory temperatures with different shapes fixing ability.

以上の実施例では、第三形状の固定にTgを用いているが、Tmを用いることもできる。例えば、ポリブチレンサクシネートはTmが約110℃であり、Tgが−30℃付近にある樹脂であり、ポリ乳酸に代えてポリブチレンサクシネートを使用すればTmでの第三形状の固定が可能となる。   In the above embodiment, Tg is used for fixing the third shape, but Tm can also be used. For example, polybutylene succinate is a resin with a Tm of about 110 ° C and a Tg of around -30 ° C. If polybutylene succinate is used instead of polylactic acid, the third shape can be fixed at Tm. It becomes.

このように優れた形状記憶性を備えた本発明品は、電子機器用部材等様々な成形体に使用することが出来る。例えば電子機器(パソコンや携帯電話等)の外装材、ねじ、締め付けピン、スイッチ、センサー、情報記録装置、OA機器等のローラー、ベルト等の部品、ソケット、パレット等の梱包材、冷暖房空調機の開閉弁、熱収縮チューブ等に使用することができる。他にも、バンパー、ハンドル、バックミラー等の自動車用部材、ギブス、おもちゃ、めがねフレーム、歯科矯正用ワイヤー、床ずれ防止寝具等の家庭用部材等として、各種分野に応用することが出来る。   The product of the present invention having such excellent shape memory property can be used for various molded products such as electronic device members. For example, exterior materials for electronic devices (such as personal computers and mobile phones), screws, fastening pins, switches, sensors, information recording devices, rollers for OA equipment, parts such as belts, packing materials for sockets, pallets, etc. It can be used for on-off valves, heat-shrinkable tubes, etc. In addition, it can be applied in various fields as automobile members such as bumpers, handles, rearview mirrors, household members such as casts, toys, glasses frames, orthodontic wires, bed slip prevention bedding, and the like.

従来の形状記憶性樹脂における形状記憶の原理を説明する概念図である。It is a conceptual diagram explaining the principle of the shape memory in the conventional shape memory resin. 従来の熱可逆的架橋構造を導入した形状記憶性樹脂における形状記憶と再成形の原理を説明する概念図である。It is a conceptual diagram explaining the principle of shape memory and remolding in a shape memory resin into which a conventional thermoreversible crosslinking structure is introduced. 本発明の形状記憶性樹脂における形状記憶と再成形の原理を説明する概念図である。It is a conceptual diagram explaining the principle of shape memory and remolding in the shape memory resin of this invention. 本発明の形状記憶樹脂の応用例を説明する概念図である。It is a conceptual diagram explaining the application example of the shape memory resin of this invention.

Claims (10)

冷却により共有結合し、加熱により開裂する共有結合性熱可逆性反応により架橋される部位、および共有結合性非可逆反応により架橋される部位をもつ樹脂であって、ガラス転移温度(Tg)または結晶溶融温度(Tm)が40℃以上200℃以下の範囲にあり、前記熱可逆性反応の開裂温度(Td)が50℃以上300℃以下、Tg(またはTm)+10℃≦Tdの範囲にあり、樹脂の架橋部位のうち、共有結合性熱可逆反応による架橋部位が占める割合は、10%以上50%以下であることを特徴とする形状記憶性樹脂。 A resin having a site crosslinked by a covalent thermoreversible reaction that is covalently bonded by cooling and cleaved by heating, and a site crosslinked by a covalent irreversible reaction, and having a glass transition temperature (Tg) or crystal melting temperature (Tm) is in the range of 200 ° C. 40 ° C. or higher, the heat cleavage temperature reversible reaction (Td) is 50 ° C. or higher 300 ° C. or less, Tg (or Tm) + 10 Ri range near the ° C. ≦ Td of the crosslinking sites of the resin, the proportion of the cross-linked sites by covalent thermal reversible reaction, the shape memory resin to the der Rukoto wherein 10% or more 50% or less. 前記熱可逆性反応は、ディールス−アルダー型、ニトロソ2量体型、酸無水物エステル型、ウレタン型、アズラクトン−ヒドロキシアリール型およびカルボキシル−アルケニルオキシ型からなる群より選ばれる1種以上の形式であることを特徴とする請求項1に記載の形状記憶性樹脂。   The thermoreversible reaction is one or more types selected from the group consisting of Diels-Alder type, nitroso dimer type, acid anhydride ester type, urethane type, azlactone-hydroxyaryl type and carboxyl-alkenyloxy type. The shape memory resin according to claim 1. 前記樹脂は、生分解性を有することを特徴とする請求項1または2に記載の形状記憶性樹脂。 The resin, a shape memory resin of claim 1 or 2 characterized by having a biodegradability. 前記樹脂は、植物由来の樹脂を原料とする樹脂である請求項に記載の形状記憶性樹脂。 The shape memory resin according to claim 3 , wherein the resin is a resin derived from a plant-derived resin. 前記樹脂は、ポリブチレンサクシネートまたはポリヒドロキシアルカノエートを原料とする樹脂である請求項に記載の形状記憶性樹脂。 The shape memory resin according to claim 4 , wherein the resin is a resin using polybutylene succinate or polyhydroxyalkanoate as a raw material. 前記樹脂は、ポリブチレンサクシネートまたはポリヒドロキシアルカノエートを原料とし、前記熱可逆性反応がディールスアルダー型である請求項に記載の形状記憶性樹脂。 6. The shape memory resin according to claim 5 , wherein the resin is made of polybutylene succinate or polyhydroxyalkanoate as a raw material, and the thermoreversible reaction is a Diels-Alder type. 請求項1ないしのいずれか一項に記載の形状記憶性樹脂の架橋物からなることを特徴とする形状記憶性樹脂成形体。 A shape memory resin molded article comprising a cross-linked product of the shape memory resin according to any one of claims 1 to 6 . 請求項1ないしのいずれか一項に記載の形状記憶性樹脂の前駆体を、共有結合性非可逆反応により架橋部位を形成するように架橋硬化して記憶すべき所定の第一形状に成形し、次に、得られた成形体に、Td以上の温度で変形を与え、可逆架橋形成温度(Ta)以下の温度に冷却して変形形状を固定することにより第二形状を記憶させたことを特徴とする形状記憶性樹脂成型体。 The shape memory resin precursor according to any one of claims 1 to 6 is molded into a predetermined first shape to be memorized by crosslinking and curing so as to form a crosslinked site by a covalent irreversible reaction. Then, the obtained molded body was deformed at a temperature equal to or higher than Td, and the second shape was memorized by fixing the deformed shape by cooling to a temperature equal to or lower than the reversible crosslinking temperature (Ta). A shape memory resin molded product characterized by 請求項に記載の成形体に、Tg(またはTm)以上、Td未満の温度で変形を与え、Tg未満(または結晶化温度(Tc)以下)の温度において固定することにより第三形状を付与した形状記憶性樹脂成形体。 The molded body according to claim 8 is deformed at a temperature of Tg (or Tm) or more and less than Td and fixed at a temperature of less than Tg (or crystallization temperature (Tc) or less) to give a third shape. Shaped memory resin molded body. 請求項に記載の第三形状を付与した成形体を、Tg(またはTm)以上、Td未満の温度に加熱することにより、記憶させた元の第二形状に回復させ、Td以上、樹脂の熱分解温度未満の温度に加熱することにより第一形状に回復させることを特徴とする形状記憶性樹脂成形体の使用方法。 The molded body imparted with the third shape according to claim 9 is heated to a temperature of Tg (or Tm) or higher and lower than Td to recover the original second shape stored therein, and Td or higher of the resin is recovered. A method for using a shape memory resin molded article, wherein the first shape is recovered by heating to a temperature lower than the thermal decomposition temperature.
JP2005170907A 2005-06-10 2005-06-10 Shape memory resin having excellent shape recovery ability in two stages and molded article comprising cross-linked product of the resin Expired - Fee Related JP4752339B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005170907A JP4752339B2 (en) 2005-06-10 2005-06-10 Shape memory resin having excellent shape recovery ability in two stages and molded article comprising cross-linked product of the resin

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005170907A JP4752339B2 (en) 2005-06-10 2005-06-10 Shape memory resin having excellent shape recovery ability in two stages and molded article comprising cross-linked product of the resin

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2006342298A JP2006342298A (en) 2006-12-21
JP4752339B2 true JP4752339B2 (en) 2011-08-17

Family

ID=37639489

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005170907A Expired - Fee Related JP4752339B2 (en) 2005-06-10 2005-06-10 Shape memory resin having excellent shape recovery ability in two stages and molded article comprising cross-linked product of the resin

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4752339B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102949223A (en) * 2011-08-26 2013-03-06 上海理工大学 Shape memory spring coil and manufacture method and application method thereof

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4888095B2 (en) * 2005-12-14 2012-02-29 日本電気株式会社 Strengthening of shape memory resin that can be remolded and has excellent shape recovery ability
JP5142184B2 (en) * 2007-06-05 2013-02-13 国立大学法人 東京大学 A polymer compound obtained by crosslinking a polyester compound having a furan ring in the main chain with polyvalent maleimide
CN101889039A (en) * 2007-11-16 2010-11-17 日本电气株式会社 Shape memory resin, shaped article using the same and method of using the shaped article
CN113321785B (en) * 2021-05-27 2023-10-17 五邑大学 Shape memory material and preparation method and application thereof

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02258818A (en) * 1988-12-28 1990-10-19 Nippon Zeon Co Ltd Crosslinked shape memorizing block copolymer, usage thereof and shape memorizing molded body
JP4608725B2 (en) * 2000-04-10 2011-01-12 横浜ゴム株式会社 Thermoplastic elastomer and composition thereof
CN100567373C (en) * 2002-06-17 2009-12-09 日本电气株式会社 Biodegradable resin and composition thereof, forming composition and production method

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102949223A (en) * 2011-08-26 2013-03-06 上海理工大学 Shape memory spring coil and manufacture method and application method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
JP2006342298A (en) 2006-12-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5040112B2 (en) Shaped memory resin that is remoldable and has excellent shape recovery ability, and a molded article comprising a cross-linked product of the resin
JP5651952B2 (en) Shape memory resin, molded body using the same, and method of using the molded body
JP4120832B2 (en) Biodegradable resin, biodegradable resin composition, biodegradable molded article, and method for producing biodegradable resin
JP4888095B2 (en) Strengthening of shape memory resin that can be remolded and has excellent shape recovery ability
JP4760149B2 (en) Shape memory resin having shape recovery ability and excellent shape recovery ability in two steps, and molded article comprising cross-linked product of the resin
Chen et al. Malleable and sustainable poly (ester amide) networks synthesized via melt condensation polymerization
JP4752339B2 (en) Shape memory resin having excellent shape recovery ability in two stages and molded article comprising cross-linked product of the resin
KR100583215B1 (en) Polyesterurethane elastomers and process for their production
JP5114864B2 (en) Method for producing polyfunctional maleimide compound
Liu et al. Biobased, high-performance covalent adaptable networks from levulinic acid and amino acids
JP5298495B2 (en) Shape memory resin and molded body using the same
Tao et al. Polyurethane vitrimers: Chemistry, properties and applications
JP5504559B2 (en) Shape memory resin and molded body using the same
CA1226987A (en) Coating powder
JP2004018680A (en) Biodegradable resin, biodegradable resin composition, biodegradable molded article, and method for manufacturing biodegradable resin composition
JPH04300955A (en) Polyester resin composition
Toendepi et al. Synthesis and structure-property relationship of epoxy vitrimers containing different acetal structures
JP5522513B2 (en) Shape memory resin composition, shape memory resin molded body, and method of manufacturing shape memory resin molded body
KR102124367B1 (en) Mamufacturing method of precursor for thermoset shape memory elastomer, mamufacturing method of thermoset shape memory elastomer using the precursor, and thermoset shape memory elastomer
JP2001106895A (en) Ester elastomer
JP2001122939A (en) Ester-based elastomer
Gu Effects of Polybenzoxazine on Properties of Shape-Memory Polyurethanes with Glassy and Crystalline Soft Segments
Inoue et al. Thermo-reversibly cross-linked biomass-plastic acting rewritable shape memory
JP2001213931A (en) Ester-based elastomer and its manufacturing method
JPS6067525A (en) Elastic resin for molding

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080514

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110203

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110208

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110411

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20110426

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110509

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140603

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4752339

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees