JP6457395B2 - ポリロタキサン含有組成物 - Google Patents

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Description

本発明は、ポリロタキサン含有組成物に関する。
環状分子と、該環状分子の開口部を串刺し状に貫通する直鎖状分子と、該直鎖状分子の両端を封鎖する封鎖基とからなるポリロタキサンは、特徴的な粘弾特性等を有することから、様々な分野への応用が期待されている。ポリロタキサンの特徴的な粘弾特性を材料に反映させるため、ポリロタキサンを架橋剤として用いることが検討されている。
ポリロタキサンを架橋剤として用いた材料として、例えば、特許文献１には、永久歪み、応力緩和性、及び、ヒステリシスロスが小さいといった特徴を有するウレタン系エラストマーが開示されている。
また、特許文献２には、水酸基を有する（メタ）アクリル酸エステル共重合体とポリロタキサンとを架橋させることによって、高応力緩和性と高保持力を両立した粘着剤が開示されている。
特開２０１１−２４１４０１号公報 特開２０１０−１３８２５８号公報
特許文献１に開示された材料は、熱硬化型のウレタン系エラストマーであり、透明性や耐候性に課題があり、用途に制限があった。また、特許文献２に開示された粘着剤は、（メタ）アクリル酸エステル共重合体とポリロタキサンと架橋剤とを混合する際に溶媒を使用する必要があり、製膜後に溶媒を除去するための乾燥工程等が必要となるという問題があった。
また、透明性に優れる材料として、長鎖のアルキル（メタ）アクリレートが透明粘着剤等の用途に好適に用いられているが、長鎖のアルキル（メタ）アクリレートとポリロタキサンとを混合した場合、組成物に濁りが生じることがあるという問題があった。
本発明は、透明性に優れるポリロタキサン含有組成物を提供することを目的とする。
本発明は、環状分子と、該環状分子の開口部を串刺し状に貫通する直鎖状分子と、該直鎖状分子の両端を封鎖する封鎖基とからなるポリロタキサン、及び、炭素数４〜１８のアルキル基を有するアルキル（メタ）アクリレートを含有し、前記ポリロタキサンは、炭素数４〜１８のアルキル基を有する環状分子を少なくとも１個有し、前記炭素数４〜１８のアルキル基は、前記環状分子に直接導入、又は、溶解性付与基を介して前記環状分子に導入されており、前記溶解性付与基は、アセチル基、トリチル基、トリメチルシリル基、フェニル基、ポリエステル鎖、オキシエチレン鎖、及び、ポリアクリル酸エステル鎖からなる群より選ばれる少なくとも１種であるポリロタキサン含有組成物である。
以下に本発明を詳述する。
本発明者らは、長鎖のアルキル（メタ）アクリレートに対してポリロタキサンを架橋剤として用いた場合に、組成物に濁りが生じる原因が、ポリロタキサンが、疎水性の高い長鎖のアルキル（メタ）アクリレートとの相溶性に劣るために均一な溶液が得られていないことであると考えた。
そこで本発明者らは、ポリロタキサンの環状分子に炭素数４〜１８のアルキル基を導入することによって、長鎖のアルキル（メタ）アクリレートとの相溶性を向上させ、その結果、透明性に優れる組成物を得ることができることを見出し、本発明を完成させるに至った。
本発明のポリロタキサン含有組成物は、環状分子と、該環状分子の開口部を串刺し状に貫通する直鎖状分子と、該直鎖状分子の両端を封鎖する封鎖基とからなるポリロタキサンを含有する。
前記ポリロタキサンは、炭素数４〜１８のアルキル基を有する環状分子を少なくとも１個有する。
前記環状分子は、開口部に直鎖状分子が串刺し状に貫通するように包接可能であり、かつ、前記直鎖状分子上で移動可能であれば特に限定されない。
前記環状分子を前記直鎖状分子に包接する方法としては、従来公知の方法（例えば、特開２００５−１５４６７５号公報記載の方法等）を用いることができる。
なお、本明細書において、前記環状分子の「環状」とは、実質的に環状であることを意味し、前記直鎖状分子上で移動可能であれば、完全な閉環構造体でなくてもよく、例えば、螺旋構造体であってもよい。
前記環状分子としては、例えば、環状ポリエーテル、環状ポリエステル、環状ポリエーテルアミン等の環状ポリマー、シクロデキストリン等が挙げられる。
前記環状ポリマーとしては、例えば、クラウンエーテル及びその誘導体、カリックスアレーン及びその誘導体、シクロファン及びその誘導体、クリプタンド及びその誘導体等が挙げられる。
前記環状分子としては、用いる直鎖状分子の種類によって適宜選択されるが、入手の容易さ、及び、封鎖基の種類を多数選択できることから、α−シクロデキストリン、β−シクロデキストリン、γ−シクロデキストリン等のシクロデキストリンが好ましい。例えば、後述するように、直鎖状分子としてポリエチレングリコールを選択した場合には、得られる包接体の安定性の観点から、α−シクロデキストリンが好ましい。
前記ポリロタキサンは、少なくとも１個の環状分子が炭素数４〜１８のアルキル基を有していればよいが、前記環状分子としてシクロデキストリンを使用する場合、該シクロデキストリンの水酸基の一部が、ポリロタキサンの各種溶媒に対する溶解性を付与できる置換基（以下、「溶解性付与基」ともいう）によって置換されていてもよい。前記溶解性付与基としては、例えば、アセチル基、トリチル基、トリメチルシリル基、フェニル基、ポリエステル鎖、オキシエチレン鎖、ポリアクリル酸エステル鎖等が挙げられる。これらの溶解性付与基は単独で導入されていてもよいし、２種以上が導入されていてもよい。２種以上の溶解性付与基を導入する場合、例えば、オキシエチレン鎖とポリエステル鎖とを導入する場合、まず、シクロデキストリンの水酸基をオキシエチレン鎖で置換し、導入されたオキシエチレン鎖末端の水酸基を起点として、ポリエステル鎖を導入する方法等を用いることができる。シクロデキストリン自体に存在する水酸基にヒドロキシプロピル基を付加した後、該ヒドロキシプロピル基の水酸基を介してε−カプロラクトンの開環重合を行い、ポリカプロラクトン（ポリエステル）鎖を導入することもできる。
これらの溶解性付与基の導入率（置換度）は、シクロデキストリンの水酸基に対して、１０〜９０％であることが好ましく、３０〜７０％であることがより好ましい。
本発明においては、前記環状分子に炭素数４〜１８のアルキル基を導入することによって、前記ポリロタキサンが、前記炭素数４〜１８のアルキル基を有するアルキル（メタ）アクリレートとの相溶性に優れるものとなる。
前記少なくとも１個の環状分子の有する炭素数４〜１８のアルキル基は、環状分子の反応点、例えば、シクロデキストリンの水酸基に直接導入されてもよいし、前記溶解性付与基の末端反応点、例えば、シクロデキストリンの水酸基にヒドロキシプロピル基を付加した後、該ヒドロキシプロピル基の水酸基を介してε−カプロラクトンの開環重合を行ってポリカプロラクトン（ポリエステル）鎖を導入し、形成されたポリカプロラクトン鎖の末端の水酸基に導入されてもよい。なかでも、炭素数４〜１８のアルキル基を有するアルキル（メタ）アクリレートとの相溶性の観点から、後者の方法が好ましい。
前記少なくとも１個の環状分子が有する炭素数４〜１８のアルキル基は、直鎖状であってもよいし、分岐鎖状であってもよいが、直鎖状であることが好ましい。
前記少なくとも１個の環状分子が有する炭素数４〜１８のアルキル基としては、例えば、ｎ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ヘキシル基、シクロヘキシル基、ｎ−オクチル基、オクタデシル基等が挙げられる。なかでも、炭素数４〜１０のアルキル基が好ましく、原料の入手性の観点から、ｎ−ブチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−オクチル基がより好ましい。
前記ポリロタキサンにおける炭素数４〜１８のアルキル基の導入率の好ましい下限は１０％である。前記炭素数４〜１８のアルキル基の導入率が１０％以上であることにより、炭素数４〜１８のアルキル基を有するアルキル（メタ）アクリレートとの相溶性が充分に確保できる。前記炭素数４〜１８のアルキル基の導入率のより好ましい下限は２０％、更に好ましい下限は３０％である。また、前記炭素数４〜１８のアルキル基の導入率は高ければ高いほどよいが、実質的な上限は９０％である。
なお、本明細書における炭素数４〜１８のアルキル基の導入率は、特に断りがない限り以下の方法によって算出された値を示す。以下、環状分子がシクロデキストリンである場合を例に説明する。
（炭素数４〜１８のアルキル基をシクロデキストリンの水酸基に直接導入する場合、又は、予めシクロデキストリンに導入した溶解性付与基が水酸基を有する場合）
「ＪＩＳ Ｋ ００７０」に準拠して、アルキル基導入前のポリロタキサンの水酸基価から求められるポリロタキサン１モル中の水酸基の物質量Ａ１（モル）、及び、アルキル基導入後のポリロタキサンの水酸基価から求められるポリロタキサン１モル中の水酸基の物質量Ａ２（モル）を用い、以下の式により求めることができる。
アルキル基の導入率（％）＝｛（Ａ１−Ａ２）／Ａ１｝×１００
（予めシクロデキストリンに導入した溶解性付与基が水酸基を有さない場合）
「ＪＩＳ Ｋ ００７０」に準拠して、溶解性付与基導入前のポリロタキサンの水酸基価から求められるポリロタキサン１モル中の水酸基の物質量Ａ３（モル）、及び、溶解性付与基導入後のポリロタキサンの水酸基価から求められるポリロタキサン１モル中の水酸基の物質量Ａ４（モル）、及び、アルキル基導入後のポリロタキサンの水酸基価から求められるポリロタキサン１モル中の水酸基の物質量Ａ５（モル）を用い、以下の式により求めることができる。
アルキル基の導入率（％）＝｛（Ａ４−Ａ５）／Ａ３｝×１００
なお、環状分子がシクロデキストリンでない場合等、置換基を導入する反応点が水酸基でない場合には、前記「ＪＩＳ Ｋ ００７０」に代えて該反応点（反応基）数を測定できる手法によってポリロタキサン１モル中の反応基の物質量を求め、前記算出方法と同様にしてアルキル基の導入率を算出することができる。
前記環状分子に炭素数４〜１８のアルキル基を導入する方法としては、例えば、該アルキル基を導入する前の環状分子の有する水酸基等の反応性基と、該反応性基と反応可能な官能基及び炭素数４〜１８のアルキル基を有する化合物とを反応させる方法等が挙げられる。
前記反応性基と反応可能な官能基及び炭素数４〜１８のアルキル基を有する化合物としては、例えば、ｎ−ブチルイソシアネート、ｔ−ブチルイソシアネート、ｎ−ヘキシルイソシアネート、シクロヘキシルイソシアネート、ｎ−オクチルイソシアネート、オクタデシルイソシアネート等のアルキルイソシアネート等が挙げられる。
また、前記ポリロタキサンは、ラジカル重合性基を有することが好ましく、前記環状分子は、炭素数４〜１８のアルキル基とは別に、ラジカル重合性基を有していてもよい。前記ポリロタキサンがラジカル重合性基を有することにより、本発明のポリロタキサン含有組成物の重合後の成形物がより透明性に優れるものとなる。
前記環状分子にラジカル重合性基を導入する場合、その導入率は，前記炭素数４〜１８のアルキル基の導入率との和が１００％となる範囲内で適宜選択できる。
前記ラジカル重合性基としては、例えば、（メタ）アクリロイル基、ビニル基、マレイミド基等が挙げられる。なかでも、ラジカル重合性に優れることから、（メタ）アクリロイル基及び／又はビニル基を含むことが好ましく、（メタ）アクリロイル基を含むことがより好ましい。
なお、本明細書において、前記「（メタ）アクリロイル基」は、「アクリロイル基」及び「メタクリロイル基」を意味する。
前記ラジカル重合性基は、該ラジカル重合性基を導入する前の環状分子の有する水酸基等の反応性基と、該反応性基と反応可能な官能基及びラジカル重合性基を有する化合物とを反応させることによって導入することができる。
前記反応性基と反応可能な官能基及びラジカル重合性基を有する化合物としては、ラジカル重合性基として（メタ）アクリロイル基を導入する場合は、例えば、（メタ）アクリロイルクロリド、（メタ）アクリル酸無水物、２−（メタ）アクリロイルオキシエチルイソシアネート、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、グリシジル（メタ）アクリレート、α−メタクリロイルオキシ−γ−ブチロラクトン、β−メタクリロイルオキシ−γ−ブチロラクトン等が挙げられる。
ラジカル重合性基としてビニル基を導入する場合は、例えば、ｐ−ビニル安息香酸、ｐ−ｔ−ブチルスチレン、イソシアン酸３−イソプロペニル−α，α−ジメチルベンジル、クロロ酢酸ビニル等が挙げられる。
ラジカル重合性基としてマレイミド基を導入する場合は、例えば、３−マレイミドプロピオン酸、３−マレイミドプロピオン酸Ｎ−スクシンイミジル、４−マレイミド酪酸Ｎ−スクシンイミジル、６−マレイミドヘキサン酸Ｎ−スクシンイミジル等が挙げられる。
なかでも、入手のしやすさ及び反応の簡便さの観点から、（メタ）アクリロイルクロリド、２−（メタ）アクリロイルオキシエチルイソシアネート、グリシジル（メタ）アクリレート、イソシアン酸３−イソプロペニル−α，α−ジメチルベンジル、クロロ酢酸ビニルが好ましい。
なお、本明細書において、前記「（メタ）アクリル」は、「アクリル」及び「メタクリル」を意味し、前記「（メタ）アクリレート」は、「アクリレート」及び「メタクリレート」を意味する。
前記環状分子が前記直鎖状分子を包接する際に最大限に包接できる量（最大包接量）に対する前記環状分子の包接量を百分率で示したものを包接率とするとき、包接率の好ましい下限は０．１％、好ましい上限は６０％であり、より好ましい下限は１％、より好ましい上限は５０％であり、更に好ましい下限は５％、更に好ましい上限は４０％である。
なお、前記最大包接量は、直鎖状分子の長さ、及び、環状分子の厚さによって決定することができる。例えば、直鎖状分子がポリエチレングリコールであり、環状分子がα−シクロデキストリンである場合の最大包接量は実験的に求められている（Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ １９９３，２６，５６９８−５７０３参照）。
前記直鎖状分子は、環状分子の開口部に串刺し状に包接され得るものであれば特に限定されず、例えば、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリ（メタ）アクリル酸、セルロース系樹脂（カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース等）、ポリアクリルアミド、ポリエチレンオキサイド、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリビニルアセタール系樹脂、ポリビニルメチルエーテル、ポリアミン、ポリエチレンイミン、カゼイン、ゼラチン、でんぷん等及び／又はこれらの共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン、及びその他オレフィン系単量体との共重合樹脂等のポリオレフィン系樹脂、ポリエステル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリスチレンやアクリロニトリル−スチレン共重合等のポリスチレン系樹脂、ポリメチルメタクリレートや（メタ）アクリル酸エステル共重合体、アクリロニトリル−メチルアクリレート共重合樹脂等のアクリル系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリウレタン樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合樹脂、ポリビニルブチラール樹脂等；及びこれらの誘導体又は変性体、ポリイソブチレン、ポリテトラヒドロフラン、ポリアニリン、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）、ナイロン等のポリアミド類、ポリイミド類、ポリイソプレン、ポリブタジエン等のポリジエン類、ポリジメチルシロキサン等のポリシロキサン類、ポリスルホン類、ポリイミン類、ポリ無水酢酸類、ポリ尿素類、ポリスルフィド類、ポリフォスファゼン類、ポリケトン類、ポリフェニレン類、ポリハロオレフィン類、並びに、これらの誘導体等が挙げられる。なかでも、ポリエチレングリコール、ポリイソプレン、ポリイソブチレン、ポリブタジエン、ポリプロピレングリコール、ポリテトラヒドロフラン、ポリジメチルシロキサン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビニルアルコール、ポリビニルメチルエーテルが好ましく、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラヒドロフラン、ポリジメチルシロキサン、ポリエチレン、ポリプロピレンがより好ましく、ポリエチレングリコールが更に好ましい。
前記直鎖状分子の質量平均分子量の好ましい下限は３０００、好ましい上限は３０万である。直鎖状分子の質量平均分子量が３０００以上であることにより、環状分子の直鎖状分子上での移動量が大きくなり、得られるポリロタキサン含有組成物の硬化物が応力緩和性に優れるものとなる。直鎖状分子の質量平均分子量が３０万以下であることにより、ポリロタキサンが炭素数４〜１８のアルキル基を有するアルキル（メタ）アクリレートに対して更に高い相溶性を示すものとなる。前記直鎖状分子の質量平均分子量のより好ましい下限は５０００、より好ましい上限は１０万であり、更に好ましい下限は１万、更に好ましい上限は５万である。
前記直鎖状分子の質量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）で測定を行い、ポリエチレングリコール換算により求められる値である。ＧＰＣによってポリエチレングリコール換算による質量平均分子量を測定する際のカラムとしては、例えば、ＴＳＫｇｅｌ ＳｕｐｅｒＡＷＭ−Ｈ（東ソー社製）等が挙げられる。
また、前記直鎖状分子以外の質量平均分子量は、特に断りがない限り、ＧＰＣで測定を行い、ポリスチレン換算により求められる値である。ＧＰＣによってポリスチレン換算による質量平均分子量を測定する際のカラムとしては、例えば、ＴＳＫｇｅｌ ＳｕｐｅｒＨＭ−Ｍ（東ソー社製）等が挙げられる。
本発明のポリロタキサン含有組成物において用いるポリロタキサンは、直鎖状分子がポリエチレングリコールであり、環状分子がα−シクロデキストリン由来の分子であることが好ましい。
前記封鎖基は、環状分子が包接された直鎖状分子の両末端に配置され、環状分子が脱離しないように作用する役割を有する。直鎖状分子の両端を封鎖基で封鎖する方法としては、従来公知の方法（例えば、特開２００５−１５４６７５号公報記載の方法等）を用いることができる。
前記封鎖基としては、例えば、ジニトロフェニル基類、シクロデキストリン類、アダマンタン基類、トリチル基類、フルオレセイン類、シルセスキオキサン類、ピレン類、アントラセン類等や、質量平均分子量１０００〜１００万の高分子の主鎖又は側鎖等が挙げられる。
なかでも、ジニトロフェニル基類、シクロデキストリン類、アダマンタン基類、トリチル基類、フルオレセイン類、シルセスキオキサン類、ピレン類が好ましく、アダマンタン基類、トリチル基類がより好ましい。
前記質量平均分子量１０００〜１００万の高分子としては、例えば、ポリアミド、ポリイミド、ポリウレタン、ポリジメチルシロキサン、ポリアクリル酸エステル等が挙げられる。
これらの封鎖基は、ポリロタキサン中で２種以上混在していてもよい。
本発明のポリロタキサン含有組成物全体に対する前記ポリロタキサンの含有量の好ましい下限は０．２質量％、好ましい上限は３０質量％である。前記ポリロタキサンの含有量が０．２質量％以上であることにより、本発明のポリロタキサン含有組成物の硬化物が強度に優れるものとなる。前記ポリロタキサンの含有量が３０質量％以下であることにより、本発明のポリロタキサン含有組成物の硬化物が柔軟性や破断伸度に優れるものとなる。本発明のポリロタキサン含有組成物全体に対する前記ポリロタキサンの含有量のより好ましい下限は０．５質量％、より好ましい上限は２０質量％である。
本発明のポリロタキサン含有組成物は、炭素数４〜１８のアルキル基を有するアルキル（メタ）アクリレートを含有する。本発明のポリロタキサン含有組成物は、炭素数４〜１８のアルキル基を有するアルキル（メタ）アクリレートを含有することにより、透明性や耐候性に優れ、更に、透明粘着剤等の用途に用いた場合に良好な粘着性を発揮するものとなる。
前記アルキル（メタ）アクリレートが有する炭素数４〜１８のアルキル基としては、例えば、ｎ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ヘキシル基、シクロヘキシル基、ｎ−オクチル基、オクタデシル基等が挙げられる。なかでも、原料の入手性の観点から、ｎ−ブチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−オクチル基が好ましい。
前記炭素数４〜１８のアルキル基を有するアルキル（メタ）アクリレートとしては、例えば、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、ｓｅｃ−ブチル（メタ）アクリレート、ｔｅｒｔ−ブチル（メタ）アクリレート、２−メチルブチル（メタ）アクリレート、２−エチルブチル（メタ）アクリレート、３−メチルブチル（メタ）アクリレート、１，３−ジメチルブチル（メタ）アクリレート、ｎ−ペンチル（メタ）アクリレート、ｎ−ヘキシル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ｎ−ヘプチル（メタ）アクリレート、ｎ−オクチル（メタ）アクリレート、ドデシル（メタ）アクリレート、オクタデシル（メタ）アクリレート等が挙げられる。なかでも、透明性、入手のしやすさ、及び、経済性の観点から、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ドデシル（メタ）アクリレート、オクタデシル（メタ）アクリレートが好ましい。
これらの炭素数４〜１８のアルキル基を有するアルキル（メタ）アクリレートは単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明のポリロタキサン含有組成物全体に対する前記炭素数４〜１８のアルキル基を有するアルキル（メタ）アクリレートの含有量の好ましい下限は５０質量％である。前記炭素数４〜１８のアルキル基を有するアルキル（メタ）アクリレートの含有量が５０質量％以上であることにより、得られる組成物が透明性に優れるものとなる。前記炭素数４〜１８のアルキル基を有するアルキル（メタ）アクリレートの含有量のより好ましい下限は６０質量％である。
また、硬化物の強度等の観点から、本発明のポリロタキサン含有組成物全体に対する前記炭素数４〜１８のアルキル基を有するアルキル（メタ）アクリレートの含有量の好ましい上限は９９質量％、より好ましい上限は９５質量％である。
本発明のポリロタキサン含有組成物は、ラジカル重合開始剤を含有することが好ましい。
また、本発明のポリロタキサン含有組成物は、本発明の目的を阻害しない範囲において、硬化剤、硬化触媒、架橋剤、カップリング剤、レベリング剤、潤滑剤、帯電防止剤、酸化防止剤、光安定剤、熱安定剤、着色防止剤、金属不活性剤、難燃剤、フィラー、着色剤、光触媒材料、防錆剤、撥水剤、導電性材料、アンチブロッキング剤、軟化剤、離型剤、消泡剤、蛍光増白剤、ブルーイング剤、溶媒等を含有してもよい。
本発明のポリロタキサン含有組成物を製造する方法としては、例えば、撹拌可能な容器に、前記ポリロタキサンと、前記炭素数４〜１８のアルキル基を有するアルキル（メタ）アクリレートと、必要に応じて用いられる添加剤とを加え、撹拌し、溶解させる方法等が挙げられる。
本発明のポリロタキサン含有組成物は、透明性に優れることから、例えば、透明粘着剤等の原料として好適である。更に透明性が要求されない用途においても、ポリロタキサンの機能を充分に発揮させる点で優位と考えられる。
本発明によれば、透明性に優れるポリロタキサン含有組成物を提供することができる。
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されない。以下、製造例に用いたポリロタキサンは、特許文献１に記載された方法を参考にして調製した。
（製造例１）
直鎖状分子として、ポリエチレングリコール（質量平均分子量３５０００）、環状分子として、ヒドロキシプロピル基を導入した後、ε−カプロラクトンをグラフト重合したα−シクロデキストリン（ヒドロキシプロピル基の置換度５１％）、封鎖基としてアダマンタンアミン基を有するポリロタキサン（環状分子の包接率２５％、質量平均分子量４７００００、水酸基価７４ｍｇＫＯＨ／ｇ）の３５質量％キシレン溶液３００ｇに、ｎ−ブチルイソシアネート４．１７ｇを添加し、２５℃で３０分間撹拌した後、６０℃まで昇温し、そのまま４時間反応させた。得られた反応液を２５℃まで冷却した後、大量のメタノール中に添加、撹拌し、遠心分離法により沈殿物を取り出した。得られた沈殿物を大量のアセトンに溶解させ、大量のメタノール中に添加、撹拌して再沈殿させ、遠心分離法により沈殿物を取り出した。得られた沈殿物を乾燥させ、環状分子にｎ−ブチル基を導入したポリロタキサン（ＰＲ−１）１０４．７ｇを得た。得られたポリロタキサン（ＰＲ−１）におけるｎ−ブチル基の導入率は２９％であった。
（製造例２）
ｎ−ブチルイソシアネートの添加量を６．９４ｇとしたこと以外は製造例１と同様にして、環状分子にｎ−ブチル基を導入したポリロタキサン（ＰＲ−２）１０７．５ｇを得た。得られたポリロタキサン（ＰＲ−２）におけるｎ−ブチル基の導入率は４８％であった。
（製造例３）
ｎ−ブチルイソシアネートの添加量を９．７２ｇとしたこと以外は製造例１と同様にして、環状分子にｎ−ブチル基を導入したポリロタキサン（ＰＲ−３）１１２．３ｇを得た。得られたポリロタキサン（ＰＲ−３）におけるｎ−ブチル基の導入率は７０％であった。
（製造例４）
ｎ−ブチルイソシアネート４．１７ｇをｎ−ヘキシルイソシアネート８．９０ｇに代えたこと以外は製造例１と同様にして、環状分子にｎ−ヘキシル基を導入したポリロタキサン（ＰＲ−４）１１１．５ｇを得た。得られたポリロタキサン（ＰＲ−４）におけるｎ−ヘキシル基の導入率は４９％であった。
（製造例５）
ｎ−ブチルイソシアネート４．１７ｇをｎ−オクチルイソシアネート１０．９ｇに代えたこと以外は製造例１と同様にして、環状分子にｎ−オクチル基を導入したポリロタキサン（ＰＲ−５）１１２．２ｇを得た。得られたポリロタキサン（ＰＲ−５）におけるｎ−オクチル基の導入率は４７％であった。
（製造例６）
製造例２において得られた反応液の一部を取り出し、製造例２と同様にメタノール、アセトンで精製後、乾燥し、得られたポリロタキサンにおけるｎ−ブチル基の導入率が４８％であることを確認した。残りの反応液にジブチルヒドロキシトルエン５０ｍｇを加え、２５℃で１５分間攪拌し、溶解させた。その後、２−メタクリロイルオキシエチルイソシアネート１０．５ｇを添加し、２５℃で３０分間攪拌後、６０℃まで昇温し、そのまま４時間反応させた。得られた反応液を２５℃まで冷却した後、大量のメタノール中に添加、撹拌し、遠心分離法により沈殿物を取り出した。得られた沈殿物を大量のアセトンに溶解させ、大量のメタノール中に添加、撹拌して再沈殿させ、遠心分離法により沈殿物を取り出した。得られた沈殿物を乾燥させ、環状分子にｎ−ブチル基とメタクリロイル基とを導入したポリロタキサン（ＰＲ−６）１１５．３ｇを得た。得られたポリロタキサン（ＰＲ−６）におけるｎ−ブチル基の導入率は前記のとおり４８％であり、メタクリロイル基の導入率は５１％であった。
（製造例７）
製造例２において得られた反応液の一部に代えて、製造例４において得られた反応液の一部を用いたこと以外は製造例６と同様にして、環状分子にｎ−ヘキシル基とメタクリロイル基とを導入したポリロタキサン（ＰＲ−７）１１５．７ｇを得た。得られたポリロタキサン（ＰＲ−７）におけるｎ−ヘキシル基の導入率は４９％であり、メタクリロイル基の導入率は４９％であった。
（製造例８）
製造例２において得られた反応液の一部に代えて、製造例５において得られた反応液の一部を用い、２−メタクリロイルオキシエチルイソシアネート１０．５ｇを２−アクリロイルオキシエチルイソシアネート９．８７ｇに代えたこと以外は製造例６と同様にして、環状分子にｎ−オクチル基とアクリロイル基とを導入したポリロタキサン（ＰＲ−８）１１９．５ｇを得た。得られたポリロタキサン（ＰＲ−８）におけるｎ−オクチル基の導入率は４７％であり、アクリロイル基の導入率は４８％であった。
（製造例９）
直鎖状分子として、ポリエチレングリコール（質量平均分子量３５０００）、環状分子として、ヒドロキシプロピル基を導入した後、ε−カプロラクトンをグラフト重合したα−シクロデキストリン（ヒドロキシプロピル基の置換度５１％）、封鎖基としてアダマンタンアミン基を有するポリロタキサン（環状分子の包接率２５％、質量平均分子量４７００００、水酸基価７４ｍｇＫＯＨ／ｇ）の３５質量％キシレン溶液３００ｇを、大量のメタノール中に添加、撹拌し、遠心分離法により沈殿物を取り出した。得られた沈殿物を大量のアセトンに溶解させ、大量のメタノール中に添加、撹拌して再沈殿させ、遠心分離法により沈殿物を取り出した。得られた沈殿物を乾燥させ、環状分子に炭素数４〜１８のアルキル基を導入していないポリロタキサン（ＰＲ−９）９９．８ｇを得た。
（製造例１０）
直鎖状分子として、ポリエチレングリコール（質量平均分子量３５０００）、環状分子として、ヒドロキシプロピル基を導入した後、ε−カプロラクトンをグラフト重合したα−シクロデキストリン（ヒドロキシプロピル基の置換度５１％）、封鎖基としてアダマンタンアミン基を有するポリロタキサン（環状分子の包接率２５％、質量平均分子量４７００００、水酸基価７４ｍｇＫＯＨ／ｇ）の３５質量％キシレン溶液３００ｇに、ジブチルヒドロキシトルエン５０ｍｇを添加し、２５℃で１５分間攪拌し、溶解させた。その後、２−メタクリロイルオキシエチルイソシアネート１０．５ｇを添加し、２５℃で３０分間攪拌後、６０℃まで昇温し、そのまま４時間反応させた。得られた反応液を２５℃まで冷却した後、大量のメタノール中に添加、撹拌し、遠心分離法により沈殿物を取り出した。得られた沈殿物を大量のアセトンに溶解させ、大量のメタノール中に添加、撹拌して再沈殿させ、遠心分離法により沈殿物を取り出した。得られた沈殿物を乾燥させ、環状分子に炭素数４〜１８のアルキル基を導入せず、メタクリロイル基を導入したポリロタキサン（ＰＲ−１０）１１３．４ｇを得た。得られたポリロタキサン（ＰＲ−１０）におけるメタクリロイル基の導入率は５０％であった。
（製造例１１）
２−メタクリロイルオキシエチルイソシアネートの添加量を１５．２ｇとしたこと以外は製造例１０と同様にして、環状分子に炭素数４〜１８のアルキル基を導入せず、メタクリロイル基を有するポリロタキサン（ＰＲ−１１）１１６．５ｇを得た。得られたポリロタキサン（ＰＲ−１１）におけるメタクリロイル基の導入率は７１％であった。
（実施例１〜１５、比較例１〜５）
撹拌子を備えた３０ｍＬ容のサンプル瓶に、表１に示した添加量で各材料を添加し、２５℃で１時間撹拌した。
なお、表１において、「２−ＥＨＡ」は２−エチルヘキシルアクリレート（東京化成工業社製）、「ＢＡ」はｎ−ブチルアクリレート（東京化成工業社製）、「ＬＡ」はドデシルアクリレート（東京化成工業社製）を示す。
＜評価＞
実施例及び比較例で得られた各ポリロタキサン含有組成物について、以下の評価を行った。結果を表１に示した。
（透明性）
実施例及び比較例で得られた各ポリロタキサン含有組成物を２５℃及び４０℃において目視にて観察した。２５℃及び４０℃において全く濁りがなかったものを「◎」、２５℃において若干の濁りがあるが、４０℃においては全く濁りがなかったものを「○」、２５℃及び４０℃のいずれにおいても濁りや分離状態が確認されたものを「×」として透明性を評価した。
Figure 0006457395
比較例１〜５で用いた、環状分子に炭素数４〜１８のアルキル基を有さないポリロタキサンの場合、炭素数４〜１８のアルキル基を有するアルキル（メタ）アクリレートとの相溶性が低く、組成物が濁りや分離状態を示したのに対し、実施例１〜１５で用いた、環状分子に炭素数４〜１８のアルキル基を有するポリロタキサンでは炭素数４〜１８のアルキル基を有するアルキル（メタ）アクリレートに対する良好な相溶性を示し、透明な組成物が得られた。
本発明によれば、透明性に優れるポリロタキサン含有組成物を提供することができる。

Claims (2)

  1. 環状分子と、該環状分子の開口部を串刺し状に貫通する直鎖状分子と、該直鎖状分子の両端を封鎖する封鎖基とからなるポリロタキサン、及び、炭素数４〜１８のアルキル基を有するアルキル（メタ）アクリレートを含有し、
    前記ポリロタキサンは、炭素数４〜１８のアルキル基を有する環状分子を少なくとも１個有し、
    前記炭素数４〜１８のアルキル基は、前記環状分子に直接導入、又は、溶解性付与基を介して前記環状分子に導入されており、
    前記溶解性付与基は、アセチル基、トリチル基、トリメチルシリル基、フェニル基、ポリエステル鎖、オキシエチレン鎖、及び、ポリアクリル酸エステル鎖からなる群より選ばれる少なくとも１種である
    ことを特徴とするポリロタキサン含有組成物。
  2. 炭素数４〜１８のアルキル基を有するアルキル（メタ）アクリレートの含有量が５０質量％以上であることを特徴とする請求項１記載のポリロタキサン含有組成物。
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