KR20040039296A

KR20040039296A - 고분자 하이드로겔

Info

Publication number: KR20040039296A
Application number: KR10-2004-7002382A
Authority: KR
Inventors: 사사하라슈이치; 요시카와카즈히로; 와카마츠신이치; 후지타타카히코
Original assignee: 세키스이가세이힝코교가부시키가이샤
Priority date: 2001-09-18
Filing date: 2002-09-17
Publication date: 2004-05-10
Also published as: DK1437380T3; EP1437380A4; CN1555400A; CN1245450C; US20040191316A1; WO2003025062A1; TWI243838B; JPWO2003025062A1; KR100595746B1; EP1437380B1; DE60236188D1; EP1437380A1; JP3907625B2; US8541020B2

Abstract

수세에 보다 강한 고분자 하이드로겔을 제공하는 것을 과제로 한다.

비이온성 중합성 단량체에 가교성 단량체를 공중합시켜 형성한 고분자 매트릭스에 습윤제와 물을 포함하고, 습윤제가 50 중량% 이상을 3가 이상의 다가 알콜 단량체를 포함하는 다가 알콜 단량체를 중합시킨 중합체로 구성되며, 중합체가 평균 분자량 150 내지 4000이고 수용성이며 {(중합체중에 존재하는 에테르기의 수＋중합체중에 존재하는 하이드록실기의 수)/중합체중에 존재하는 탄소원자의 수}≥1/3인 성질을 가짐을 특징으로 하는 고분자 하이드로겔에 의해 상기한 과제를 해결한다.

Description

고분자 하이드로겔{Polymeric hydrogel}

가교중합한 폴리머로 구성된 고분자 매트릭스에 습윤제와 물을 함유시킨 고분자 하이드로겔은 다양한 분야에서 이용되고 있다. 예를 들면, 생체용 전극으로는 종래부터 폴리아크릴산 등의 전해질 폴리머를 가교중합한 고분자 매트릭스에 습윤제와 물을 함유시킨 도전성 고분자 하이드로겔이 사용되어 왔다. 고분자 하이드로겔은 고분자 매트릭스가 친수성이고 수분 침투성이 있음과 동시에, 물을 함유하기 때문에 전해질의 첨가가 용이하고, 게다가 저 임피던스화가 가능하다. 따라서, 심전도 모니터링 등과 같은 고정밀도 측정용 전극으로서도 충분한 성능을 발휘한다.

상기 도전성 고분자 하이드로겔은, 일단 생체표면에 부착하여 사용하면 피부표면의 피지나 각질이 겔 표면에 부착하여 점착력이 저하되기 때문에, 한번 쓰고 버리는 것이 보통이었다. 그러나, 한번만 사용하고 버리는 것은 비경제적이기 때문에 재사용가능한 생체용 전극이 요망되었고, 일본국 특허공개 평8-182659호 공보에는 이와 같은 전극이 보고되어 있다. 그러나, 이 공보의 전극도 사용시 점착력이 저하되는 것을 방지하는 할 수 없어서, 만족할만한 재사용성은 얻을 수 없었다. 또한, 고분자 하이드로겔은 고분자 매트릭스가 친수성이고 동시에 겔 내포성분도 친수성이기 때문에, 내수성이 거의 없어 수세하기 어렵다는 결점이 있었다.

재사용의 문제를 해결하는 방법으로는 종래부터 존재하는 친유성 겔, 실리콘 겔, 폴리우레탄 등을 사용하는 방법이 고려되었다. 이들 친유성 겔, 실리콘 겔, 폴리우레탄 등은 친수성이 낮아 수세에 견뎌내는 물리화학적 성질을 가지고 있다. 그러나, 이들은 생체에 사용한 경우, 수분 침투성이 극히 작기 때문에 증기에 의한 피부병이 발생하고, 겔에 첨가할 수 있는 전해질의 양이 극히 적기 때문에 도전성을 요하는 용도, 특히 심전도 모니터링 등과 같은 고정밀도의 전기측정에는 부적합하였다.

이런 문제를 해결하기 위해, 수세가 가능한 도전성 고분자 겔이 일본국 특허공개 2001-406호 공보에 보고되어 있다. 이 도전성 고분자 겔은 물과 다가 알콜을 포함하는 하이드로겔임과 동시에 도전성 고분자 겔 표면을 수세하여 오염물을 제거함으로써 초기의 점착력을 회복할 수 있음을 특징으로 한다.

그러나, 상기 공보의 도전성 고분자 겔도 수세회수를 거듭할 때마다 겔중에 포함되어 있는 다가 알콜이 서서히 용출되어, 그로 인해 겔의 보수력(保水力)이 저하됨과 동시에, 유연성이나 점착력도 저하되는 것이 실정이다.

본 발명은 고분자 하이드로겔에 관한 것이다. 본 발명의 고분자 하이드로겔은 생체용 전극, 의료용 점착제, 초음파용 커플링재, 화장품, 의약부외품, 공업계측용 전극, 공업용 점착제 등의 원로료서 특히 적합하게 사용할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 고분자 하이드로겔의 보유방법의 일례를 나타내는 개략도이다.

도 2는 실시예 3과 4 및 비교예 1과 2의 겔에 대한 수세 회수와 수세후 중량변화와의 관계를 나타낸 그래프이다.

도 3은 실시예 3과 4 및 비교예 1과 2의 겔에 대한 수세 회수와 수세후 및 건조후의 중량변화와의 관계를 나타낸 그래프이다.

[발명의 실시형태]

본 발명에 사용할 수 있는 비이온성 중합성 단량체는 비이온성을 가진 것이라면 특별히 한정되지 않는다. 여기서, 비이온성 중합성 단량체는 단량체의 1 중량% 수용액이 4 내지 9의 pH를 나타내는 것을 사용하는 것이 바람직하고, 6 내지 8의 pH를 나타내는 것을 사용하는 것이 더욱 바람직하다. 구체적으로는, (폴리)에틸렌글리콜 (메트)아크릴레이트, (폴리)프로필렌글리콜 (메트)아크릴레이트, (폴리)글리세린 (메트)아크릴레이트 등의 아크릴산 에스테르, (메트)아크릴아미드, 및 N-메틸 (메트)아크릴아미드, N-에틸 (메트)아크릴아미드, N-프로필 (메트)아크릴아미드, N-부틸 (메트)아크릴아미드, N,N-디메틸 (메트)아크릴아미드, 다이아세톤 아크릴아미드 등의 N-치환 (메트)아크릴아미드, N-비닐피롤리돈, N-비닐포름아미드, N-비닐아세톤아미드 등의 N-비닐아미드 유도체 등을 들 수 있고, 이들은 1종 또는 2종 이상 조합하여 사용할 수 있다. 또한, 상기 및 하기의 예시에서, (메트)아크릴은 아크릴 및 메타크릴을 의미한다.

여기서, 이온성 중합성 단량체를 사용하여 제조한 고분자 매트릭스는 고분자 하이드로겔중에서 측쇄 이온기가 전리되어 있고, 고분자 매트릭스는 플러스나 마이너스중 어느 것으로 대전된 상태에 있다. 이 때문에, 고분자 매트릭스의 직쇄끼리는 항상 반발하는 성질을 가지고 있으며, 여기에 대량의 물이 접촉하면 단시간에 고분자 매트릭스 망이 벌어져, 더욱 큰 흡수력(吸水力)을 발휘하게 된다. 이것은 겔의 변화가 큰 것을 의미하고, 그 결과 겔의 안정성이 저하된다.

이에 반해, 본 발명에서는 비이온성 중합성 단량체를 사용하기 때문에, 그와 같은 변화가 적다. 또한, 고분자 매트릭스내에 이온기가 존재하지 않으면, 전기적인 측정이나 치료를 행할 때, 고분자 매트릭스가 전기에 의한 영향을 받지 않는다. 즉, 전극소자 등과 고분자 하이드로겔 계면에서의 전기적인 반발이 일어나기 어렵게 됨과 동시에, 도전성 부여를 위한 전해질 첨가에 의한 겔 수축이 발생하기 어렵기 때문에, 더욱 고성능 도전성 고분자 하이드로겔이 될 수 있다. 또, 약효성분이나 각종 첨가제를 포함하는 고분자 하이드로겔을 제조할 경우, 예를 들면 약효성분 등이 전해질인 경우에도 중합성 단량체중의 이온기와 약제 등의 상호작용이 일어나지 않아 첨가가 용이하다는 이점이 있다.

한편, 가교성 단량체로는 분자내에 중합성을 가진 이중결합을 2 개 이상 가진 단량체를 사용하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 메틸렌비스(메트)아크릴아미드, 에틸렌비스(메트)아크릴아미드, (폴리)에틸렌글리콜 디(메트)아크릴레이트, (폴리)프로필렌글리콜 (메트)아크릴레이트, 글리세린 디(메트)아크릴레이트, 글리세린 트리(메트)아크릴레이트 등의 다관능 (메트)아크릴아미드 또는 (메트)아크릴레이트, 테트라아릴옥시 에탄, 또는 디아릴 암모늄 클로라이드 등을 들 수 있고, 이들은 1종 또는 2종 이상 조합하여 사용할 수 있다. 또한, 가교성 단량체는 비이온성 중합성 단량체에 대하여 소량일 수 있으므로, 이온성 및 비이온성 단량체중 어느 것이라도 사용할 수 있지만, 비이온성 단량체가 더욱 바람직하다.

또한, 상기 분자내에 중합성을 가진 이중 결합을 2 개 이상 갖는 가교성 단량체로서 일본국 특허 제 2803886호 공보에 기재된, 2 개 이상의 (메트)아크릴로일기 또는 비닐기를 가지며 분자량이 400 이상인 다관능 화합물인 폴리글리세린 유도체도 사용할 수 있다.

흡수(吸水)에 의한 중량증가는 고분자 하이드로겔을 물에 침지하는 시간이 길수록 많아지고, 통상 수 시간 내지 24 시간 정도, 늦어도 48 시간 정도에서 평형에 다다른다. 이와 같이 친수성을 가진 겔은 일반적으로 적지 않게 물을 흡수하여 중량이 증가함과 동시에 체적이 팽창한다. 이 때문에, 겔 자체의 재료 파괴가 발생할 우려가 있음과 동시에, 지지기재 등과 복합한 제품형태인 경우에는 지지기재와의 박리, 탈락 등의 문제를 일으킬 우려가 있다. 또한, 체적팽창한 겔은 고분자 매트릭스 망이 넓어진 상태여서 겔의 내포성분을 보유하는 능력이 현저히 저하되어, 최종적으로는 내포성분이 겔 밖으로 용출할 우려가 있다.

그러나, 현실적으로는 예를 들면 면적이 50 ㎠ 정도인 겔이라면 수 초간의 수세로 표면의 오염물을 제거하는 것이 가능하며, 상기와 같이 장시간 침지할 필요는 없다. 발명자들은 이와 같이 수초간의 수세를 반복실시하여 겔의 물성이 손상되지 않도록 하기 위해서는, 고분자 하이드로겔이 5분간 수침지했을 때의 중량증가가 침지전 자체중량에 대해 50 중량%이하이고, 5분간 수침지하고 이어 건조했을 때의 중량감소가 침지전 자체중량에 대해 10 중량% 이하인 것이 바람직하다는 것을 밝혀냈다.

고분자 하이드로겔을 5분간 수침지했을 때의 중량증가가 침지전 자체중량에 대해 50 중량% 이하라는 것은, 이온교환수에 고분자 하이드로겔을 5분간 침지하고 흡수시켰을 때에 증가하는 겔의 중량이 침지전 자체중량의 50% 이하인 것을 나타내고, 하기 식으로 나타낼 수 있다. 침지전의 고분자 하이드로겔은 함유되는 수분량이 평형인 것을 의미한다.

또한, 겔은 흡수에 의해 중량이 증가함과 동시에 고분자 매트릭스의 망이 넓어져 겔의 내포성분중 일부가 용출한다. 고분자 하이드로겔을 5분간 수침지하고 건조했을 때의 중량감소가 침지전 자체중량에 대해 10 중량% 이하라는 것은, 5분간 수침지에 의해 체적이 팽창하여 고분자 매트릭스 망이 넓여진 겔로부터 내포성분의 일부인 습윤제 등이 겔을 침지하고 있는 수중으로 확산 또는 용출하는 양이, 침지전의 겔 중량의 10 중량% 이하인 것을 가리킨다.

본 발명에 사용가능한 다가 알콜 단량체를 중합하여 이루어지는 중합체로는 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 부탄디올, 펜탄디올, 글리세린, 펜타에리트리톨, 솔비톨, 솔비탄, 또는 당류와 같은 1 종 또는 2 종 이상의 수용성(수용성이란 물 100g에 10g 이상 용해하는 것을 의미한다) 중합체를 들 수 있다.

다가 알콜 단량체를 중합하여 이루어지는 중합체는 상온(약 25 ℃)에서 액상인 것이 겔의 점탄성 특성 및 제조시 취급성 측면에서 바람직하다. 또한, 분자내또는 반복 단위 말단에 에스테르 결합, 알데하이드기, 카복실기 등의 관능기를 가질 수도 있다.

또, 다가 알콜 단량체를 중합하여 이루어지는 중합체로서, 3가 이상의 다가 알콜 단량체를 포함하는 다가 알콜 단량체를 중합시킨 중합체로 구성되고, 중합체가 {(중합체중에 존재하는 에테르기의 수＋중합체중에 존재하는 하이드록실기의 수)/중합체중에 존재하는 탄소원자의 수}≥1/3인 성질을 가진 중합체를 사용할 수 있다. 또한, 이 중합체를 사용하면, 5분간 수침지했을 때의 중량증가가 침지전 자체중량에 대해 50 중량% 보다 크고, 및/또는 고분자 하이드로겔을 5분간 수침지하고 건조했을 때의 중량감소가 침지전 자체중량에 대해 10 중량% 보다 크더라도, 용도에 따라서는 실용에 견뎌내는 고분자 하이드로겔을 제공할 수 있는 경우가 있다.

또한, 중합체의 반복 단위내에 3가 이상의 다가 알콜 단량체로부터 유래된 단위를 배치함으로써, 습윤제로서의 습윤기능이 향상함과 동시에, 고분자 매트릭스나 용매와의 정전기적 상호작용이 높아져, 겔내부로부터의 습윤제의 용출을 더욱 낮출 수 있다. 이들 단량체로부터 유래된 단위를 중합체중 일부에만 배치한 경우에도 중합체의 결정성을 저하시킬 수 있으므로, 중합체 분자량이 높더라도 액상으로 만드는 것이 가능하다. 또한, 3가 이상의 다가 알콜 단량체 유니트에는 중합되지 않은 하이드록실기가 잔류할 수도 있다. 3가 이상의 다가 알콜 단량체로부터 유래된 단위가 존재하는 경우, 중합체에 미반응 하이드록실기가 잔류할 수 있으므로, 습윤성능을 향상시킬 수 있다.

다가 알콜 중합체에 함유되는 하이드록실기의 수는 특별히 한정되지 않지만, 양호한 보습성을 얻기 위해서는, 중합체 분자내에 6 개 이상의 하이드록실기를 가지는 것이 바람직하다. 또, 이들 하이드록실기가 12 개를 초과하면, 중합체끼리의 회합이 일어나고 점도가 현저히 상승하여, 취급성이 저하되므로 바람직하지 않다. 또한, 여기서 말하는 하이드록실기의 수는 중합체의 평균 분자량을 기초로 산출한 중합도로부터 산출되는 것이다. 예를 들면, 3가 이상의 다가 알콜로서의 글리세린을 중합하여 수득되는 폴리글리세린의 경우, 4 량체일 때에 분자내에 하이드록실기의 수가 6 개가 되고, 10 량체에서 하이드록실기의 수가 12개가 된다.

상기 3가 이상의 다가 알콜 단량체를 포함하는 다가 알콜 단량체를 중합시킨 중합체로는 글리세린, 펜타에리트리톨, 솔비톨, 솔비탄, 당류(예를 들어, 포도당이나 과당과 같은 단당류, 자당이나 유당과 같은 이당류)와 같이 분자내에 3가 이상의 알콜 단량체를 적어도 포함하는 단량체를 중합시킨 중합체를 들 수 있다.

이들 분자내에 3가 이상의 다가 알콜 단량체를 중합하여 이루어지는 중합체도, 상온에서 액상인 것이 바람직하다. 예를 들면, 상온에서 액상인 글리세린을 단독 중합하여 수득되는 폴리글리세린은 상온에서 액상이기 때문에 취급성도 우수하다. 또한, 솔비톨이나 당류와 같은 상온에서 고체인 단량체는, 상이한 종류의 단량체를 조합하여 공중합하거나, 폴리글리세린 등의 액상 중합체를 그래프트하거하 함으로써 액상으로 만들 수 있다.

3가 이상의 다가 알콜 단량체를 포함하는 다가 알콜 단량체를 중합시킨 중합체의 평균 분자량은 중합체를 구성하는 단량체의 종류에 따라서도 다르지만, 150내지 4000인 것이 바람직하고, 300 내지 4000인 것이 더욱 바람직하다. 본 명세서중, 평균 분자량은 GPC(겔 투과 크로마토그래피)로 측정한 수평균 분자량을 의미한다.

저분자량의 다가 알콜 단량체, 또는 다가 알콜 단량체를 중합하여 수득되는 중합체라도, 평균 분자량이 150 보다 적은 경우에는 겔흡수시에 고분자 매트릭스망이 벌어졌을 때, 이것이 망의 구속으로부터 떨어져 용출되기 쉽다. 그 이유는, 이들은 입체장해가 적은 저분자량이기 때문에 겔 평형시에는 고분자 매트릭스와 수소결합하여 안정화되지만, 반면 입체장애가 작기 때문에 흡수시에는 이 수소결합에 물이 끼여들어가 수화되기 쉽고, 그 결과로부터 망의 구속으로부터 떨어지기 쉬워진다.

반대로, 평균 분자량이 4000을 초과하는 경우에는, 예를 들어 이들 중합체가 액상인 경우라도 점도가 너무 높아, 설령 물이나 액상의 중합성 단량체를 이용하여 희석했다고 해도 겔의 원료가 되는 배합액의 점도가 충분히 저하되지 않아 취급성이 나빠짐과 동시에 겔로 성형할 때에 기포가 혼합하고 또한 탈포작업이 어려워지는 경우가 있다. 또한, 이들이 고형인 경우는, 용해에 시간이 걸림과 동시에, 수득되는 배합액의 점도가 상당히 높아 상기와 같은 폐해가 발행할 우려가 있다.

다가 알콜 단량체라도 분자량이 150 이상인 것이 존재한다. 예를 들면, 포도당이나 자당과 같은 단당, 이당, 솔비톨 등이 여기에 상응한다. 이들 다가 알콜은 단량체인 경우라도 어느 정도의 고분자량을 가지지만, 예를 들어 자당(분자량 342)의 경우 보수성이 부족하여 경시적으로 안정한 겔을 얻기 어렵다.

하이드로겔은 고분자 매트릭스에 습윤제나 물과 같은 가소성분을 포함함으로써 양호한 점탄성 특성을 가진다. 그러나, 가소성분중, 습윤제가 상온에서 고체인 경우는, 습윤제 자체는 가소성분으로서 기능하지 않기 때문에, 겔 내의 수분이 유일한 가소성분의 기능을 가진다. 상기와 같은 고분자량의 다가 알콜 단량체는 상온에서 고형이고, 가소제로서의 기능을 갖지 않는다. 이와 같은 단량체를 사용하는 경우, 배합액 작성시에도, 용해를 위해 대량의 물을 사용할 필요가 있고, 또한 결정성이 높고 융점도 높기 때문에(예를 들어, 솔비톨에서도 융점이 90 내지 140 ℃), 단량체의 가열용해도 어렵고 겔의 제조가 어렵다.

또한, 습윤제의 일부에 다가 알콜 단량체를 사용할 수도 있지만, 흡수시, 습윤제 용출의 영향을 감소시키기 위해서는 다가 알콜 단량체의 사용량을 습윤제 총량에 대하여 50 중량% 미만으로 억제하는 것이 바람직하다. 다가 알콜 단량체의 사용량이 50 중량% 이상인 경우, 습윤제 총량에 대하여 저분자량의 다가 알콜 단량체의 비율이 커져, 흡수시 용출량이 많아진다. 또, 상기 범위를 초과하지 않는 범위에서 다가 알콜 단량체와 폴리에틸렌글리콜 등의 단순한 중합체를 병용할 수도 있다.

본 발명의 고분자 하이드로겔에 포함되는 고분자 매트릭스의 농도는 5 내지 50 중량%인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 5 내지 40 중량%로 설정하는 것이 바람직하다. 이것은 5 중량% 미만인 경우 수득되는 겔의 매트릭스 농도가 너무 낮기 때문에, 용매를 충분히 보유할 수 없고 브리드하기 쉽고, 따라서 강도가 양한 겔이 될 우려가 있기 때문이다. 한편, 50 중량%를 초과하여 제조한 고분자 하이드로겔은 중합시의 발열이 너무 커지기 때문에, 용매의 비점을 초과하여 비등할 우려가 있다. 또한, 비등한 경우 기포가 혼힙하기 때문에 양호한 겔을 얻기가 어렵다.

가교성 단량체의 첨가량은 고분자 매트릭스 총량에 대하여 0.05 중량% 내지 10 중량%인 것이 바람직하다. 0.05 중량% 미만인 경우, 가교밀도가 낮아 형상안정성이 떨어짐과 동시에, 망 가교의 간격이 커져 흡수시 망의 팽창이 커지고, 흡수배율이 증가할 가능성이 있다. 또한, 10 중량%를 초과하여 가교성 단량체를 사용한 경우는, 생성된 겔은 단단하여 깨질 가능성이 있다. 또한, 여기서 말하는 고분자 매트릭스란 중합성 단량체와 가교성 단량체를 가교중합한 매트릭스를 가리킨다.

고분자 하이드로겔중의 습윤제 농도는 10 내지 80 중량%가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 20 내지 70 중량%로 설정하는 것이 좋다. 농도가 10 중량% 미만인 경우, 겔의 습윤력이 떨어지고 수분의 증산이 현저해지며 겔의 경시안정성 및 유연성이 충분치않아, 점착성이 필요한 경우라도 점착성을 부여하는 것이 곤란한 경우가 많으므로 바람직하지 않다. 또한, 80 중량%를 초과하는 경우는, 상대적으로 고분자 매트릭스나 물의 농도가 작아질 우려가 있기 때문에 바람직하지 않다. 또, 중합성 단량체와 가교성 단량체, 습윤제 및 물을 포함하는 모노머 배합을 제조하는 경우, 점도가 너무 높아져 폴리머의 취급성이 악화됨과 동시에, 겔로 성형할 경우 기포가 혼입하여 탈포작업이 어려워지기 때문에 바람직하지 않다.

본 발명의 고분자 하이드로겔을 얻기 위해서는, 고분자 매트릭스 총량에 대하여 0.05 내지 10 중량%의 가교성 단량체를 사용하는 것이 바람직하고, 고분자 매트릭스는 겔중의 5 내지 50 중량%의 범위가 적당하다. 따라서, 가교성 단량체의 총량은 많아야 겔 전체의 5 중량%인 것이 바람직하다. 습윤제는 그 효과를 발휘하기 위해서는 겔 전체의 10 중량% 이상 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 습윤제중 50 중량% 이상, 즉 겔중에 5 중량% 이상의 다가 알콜 단량체를 중합하여 이루어지는 중합체를 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 (메트)아크릴로일기 또는 비닐기를 가지며 분자량이 400 이상인 다관능 화합물로서의 폴리글리세린 유도체는 고분자 하이드로겔을 얻는데 충분한 양을 사용하는 것이 곤란하기 때문에 바람직하지 않다.

하이드로겔에 포함되는 물은 5 내지 50 중량%인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 5 내지 40 중량%이다. 5 중량% 미만인 경우, 겔의 평형 수분량에 대한 함수량이 적어지기 때문에 흡습성이 강해져, 수세 등을 행하는 경우에는 흡수하는 경향이 강해질 가능성이 있다. 또한, 50 중량%를 초과하면 고분자 하이드로겔의 평형 수분량과의 차이가 커지기 때문에 건조에 의한 겔의 수축이나 물성의 변화가 커질 가능성이 있다.

고분자 하이드로겔에는 염으로 이루어진 전해질을 포함시킬 수 있다. 전해질의 양은 하이드로겔에 함유되는 물에 대하여 13 중량% 이하인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 10 중량% 이하이다. 13 중량%를 초과하는 경우에는 염의 용해가 어려워지기 때문에 겔 내부에서 결정의 석출이 발생하거나, 다른 성분의 용해를 저해하거나 하는 경우가 있다. 또한, 도전성능을 필요로 하는 경우에는 비교적다량의 염을 첨가할 경우가 있는데, 실질적으로 13 중량%를 초과하는 염을 첨가하더라도 전리한계, 바꾸어 말하면 도전성능은 한계에 달하게 되므로, 비용면에서 바람직하지 않다.

염의 첨가는 겔의 도전성능을 향상시키기 위해 사용하는 경우가 대부분이지만, 그 외에 pH 조정에 산성염이나 염기성염, 다관능염을 첨가하는 경우가 있다 또, 겔에 약효를 부여하는 경우, 하이드로겔에는 염을 형성한 약효성분을 첨가하는 경우가 있다. 그리고, 습윤성능의 향상이나 항균성을 부여할 목적으로 첨가하는 경우가 있다.

본 발명에 사용할 수 있는 염으로는, 할로겐화 나트륨, 할로겐화 칼륨, 할로겐화 마그네슘, 할로겐화 칼슘 등과 같은 할로겐화 알칼리 금속이나, 할로겐화 알칼리 토금속, 그 밖의 금속 할로겐화물이나, 각종 금속의 차아염소산염, 아염소산염, 염소산염, 과염소산염, 황산염, 질산염, 인산염, 암모늄염이나, 각종 착염 등과 같은 무기염류, 아세트산, 벤조산, 락트산, 주석산 등과 같은 1가의 유기 카복시산염, 프탈산, 숙신산, 아디프산 및 시트르산 등과 같은 다가 카복시산의 일가 또는 이가 이상의 염, 설폰산, 아미노산 등과 같은 유기산의 금속염, 및 유기 암모늄염, 폴리(메트)아크릴산, 폴리비닐설폰산, 폴리 tert-부틸아크릴아미도설폰산, 폴리알릴아민, 폴리에틸렌 이민 등과 같은 고분자 전해질의 염도 사용가능하다. 또한, 염이 물에 대하여 불용성이고 수중에 분산된 형태이더라도, 시간에 따라 겔중에 분산시키는 것도 가능하다. 이 경우, 규산염, 알루민산염, 금속의 산화물이나 수산화물을 사용할 수 있다.

또, 본 발명의 고분자 하이드로겔에 함유되는 수분량은 특별히 한정되지 않는다. 구체적으로는, 고분자 하이드로겔의 제조직후, 수분량은 평형 수분량보다 많을수도 있고 적을수도 있으며 동량일 수 있다. 또한, 고분자 하이드로겔은 공기중에 방치하면 공기중의 수분을 흡수 또는 공기중에 수분을 방출하여 그 수분량은 서서히 평형에 이른다. 따라서, 평형 수분량 이외의 수분량으로 설정하는 경우, 고분자 하이드로겔은 수분이 투과하지 않는 용기중에 보존하여 두는 것이 바람직하다.

용기의 구성은 특별히 한정되지 않으며, 해당 분양에 공지된 구성을 어느 것이나 채용할 수 있다. 예를 들면, 수분 배리어성을 가진 필름으로 이루어진 백(bag)을 들 수 있다. 필름의 구성은 외측부터 폴리에스테르/폴리에틸렌/알루미늄박/폴리에틸렌, 폴리에스테르/알루미늄 증착막/폴리에틸렌, 폴리에스테르/실리카 증착막/폴리에틸렌 등의 구성을 들 수 있다. 상기 구성 가운데, 알루미늄박을 포함하는 구성이 수분 배리어성이 더 높기 때문에 바람직하다.

백에 고분자 하이드로겔을 보유하는 방법의 일례를 도 1을 사용하여 설명한다. 먼저, 도 1(a)에 나타낸 단면 구성을 가진 장방형의 필름(폴리에스테르(1)/폴리에틸렌(2)/알루미늄박(3)/폴리에틸렌(4))을 2장 준비한다. 이어, 2장의 필름을 폴리에틸렌(4)과 대향시키고, 고분자 하이드로겔 삽입용 개구부(5) 이외의 단부(6)를 가열밀봉함으로써 백을 형성한다. 수득된 백에 개구부(5)로부터 고분자 하이드로겔(7)을 삽입한다(도 1(b)). 이어, 개구부(5)를 가열밀봉함으로써 백에 고분자 하이드로겔을 보유시킬 수 있다(도 1(c)).

본 발명의 고분자 하이드로겔을 제조하는 방법으로는 특별히 한정되지 않지만, 공지된 방법을 어느 것이나 사용할 수 있다. 예를 들면, 고분자 매트릭스를 제조하기 위한 비이온성 중합성 단량체와 가교성 단량체를 수성 매질(물, 물과 알콜의 혼합 매질 등)에 분산시키고, 분산액에 습윤제, 용매 및 기타 첨가제를 혼합한 다음, 추가로 공지의 중합개시제를 첨가하고, 가열 또는 자외선 조사 등을 실시하여 가교중합함으로써 고분자 하이드로겔을 얻을 수 있다. 중합개시제는 열중합개시제일 수도 광중합 개시제일 수도 있다. 또한, 미리 중합반응에 의해 형성된 고분자 매트릭스에 습윤제나 용매 등을 함침시키는 것도 가능하다.

또, 예를 들면 일본국 특허공개 평 11-349786호 공보에 개시된 자기 가교성 고분자 공중합체 용액을 사용하는 방법도 사용할 수 있다. 여기서, 자기 가교성 고분자 공중합체 용액은 고분자 하이드로겔 생성시에 래디칼 중합반응을 수반하지 않고 약효성분의 첨가가 용이하다라는 이점이 있다. 반면, 가교반응은 이미 중합한 직쇄상 고분자의 일부 측쇄에 존재하는 이탈기에 의한 것이고, 가교점이 특정의 확률로 생성되며, 모든 관능기가 반드시 가교점을 생성하는 것은 아니다.

본 발명의 고분자 하이드로겔은 흡수배율을 제어하는 것이 바람직하다. 고분자 하이드로겔의 흡수배율을 제어하는 인자로서 가교밀도를 들 수 있고, 이를 제어하기 위해서는 미리 가교점을 형성하는 가교성 단량체의 첨가량을 제어하고, 반응후 첨가한 가교성 단량체가 확실히 가교점을 형성하는 것이 바람직하다. 따라서, 적합한 예로서 상기한 바와 같이 분자내 중합성을 가진 이중결합을 2개 이상 가지는 가교성 단량체를 사용하고, 한 단계의 반응으로 공가교중합하는 것이 바람직하다.

본 발명의 고분자 하이드로겔은 필요에 따라 방부제, 살균제, 방미제, 방청제, 산화방지제, 안정제, 향료, 계면활성제, 착색제 등이나, 항염증제, 비타민제, 미백제, 그 외의 약효성분을 적절히 첨가할 수도 있다. 약효성분을 첨가하는 방법으로는, 미리 배합액에 용해 또는 분산시켜 고분자 매트릭스를 형성하는 방법과, 일단 생성한 고분자 하이드로겔에 나중에 첨가하는 방법을 들 수 있다. 이들 방법 가운데, 래디칼 중합반응를 수반하여 겔을 형성하는 단계에서 약효성분이 래디칼에 공격에 의해 약효를 잃을 경우가 있기 때문에, 후자의 방법에 의해 약효성분을 첨가하는 것이 더욱 바람직하다.

본 발명의 고분자 하이드로겔은 생체용 전극, 의료용 점착제, 초음파용 커플링제, 화장품, 의약부외품, 공업계측용 전극, 공업용 점착제 등의 원료로서 특별히 바람직하게 이용할 수 있다. 이 가운데, 생체용 전극 및 의료용 점착제로서 사용하는 것이 가장 바람직하다.

본 발명의 발명자들은 반복적으로 수세하더라도 점착력으로 대표되는 물성의 저하가 극히 적은 고분자 하이드로겔의 개발을 목표로 하여 예의 연구한 결과, 본 발명에 이르렀다.

따라서, 본 발명에 따르면, 비이온성 중합성 단량체에 가교성 단량체를 공중합시켜 형성한 고분자 매트릭스에 습윤제와 물을 포함하고, 습윤제가 50 중량% 이상을 3가 이상의 다가 알콜 단량체를 포함하는 다가 알콜 단량체를 중합시킨 중합체로 구성되며, 중합체가 평균분자량 150 내지 4000이고 수용성이며 {(중합체중에 존재하는 에테르기의 수＋중합체중에 존재하는 하이드록실기의 수)/중합체중에 존재하는 탄소원자의 수}≥1/3인 성질을 가짐을 특징으로 하는 고분자 하이드로겔이 제공된다.

또한, 본 발명에 따르면, 비이온성 중합성 단량체에 가교성 단량체를 공중합시켜 형성한 고분자 매트릭스에, 다가 알콜 단량체를 중합시킨 중합체를 적어도 50 중량% 포함하는 습윤제와 물을 포함하는 고분자 하이드로겔로 이루어지고, 이 고분자 하이드로겔은 5분간 수침지했을 때의 중량증가가 침지전 자체중량에 대해 50 중량% 이하이고, 5분간 수침지하고 이어 건조했을 때의 중량증가가 침지전 자체중량에 대해 10 중량% 이하인 것을 특징으로 하는 고분자 하이드로겔이 제공된다.

이하, 본 발명을 실시예에 의해 더욱 상세히 설명하지만, 본 발명은 이들 실시에에 의해 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

먼저, 비이온성 중합성 단량체로서 아크릴아미드(M1)와 폴리에틸렌글리콜 메타크릴레이트(M3), 가교성 단량체로서 N,N-메틸렌비스아크릴아미드(C1), 전해질염으로서 염화나트륨(N), 습윤제로서 폴리글리세린(6량체)(G1)과 폴리에틸렌글리콜(G3)을 표 1에 나타낸 배합량(중량%)으로 배합하고, 용매로서 이온교환수를 가하여 100 중량%로 만든 혼합물을 용해교반하여 모노머 배합액을 수득하였다.

폴리에틸렌 글리콜 메타크릴레이트(M3)는 이를 구성하는 폴리에틸렌 글리콜중 -(CH₂CH₂O)_n-단위에서(n은 반복단위의 수) n≒2인 것을 사용하였다.

이어, 모노머 배합액 100 중량부에 대하여 광중합개시재로서 1-하이드록시-사이클로헥실페닐케톤(상품명 IGACURE 184, Ciba Speciality Chemicals K.K.사제)을 0.3 중량부 가하고, 교반하여 용해시켰다. 표 1에 모노머 배합액을 구성하는 각 성분의 배합량을 나타내었다. 단, 표 1의 수치는 이온교환수를 가한 배합액 총량에 대한 중량%이다. 수득된 모노머 배합액은 온도를 4℃로 조정한 후, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름상에 얇게 전개하였다. 이어, 이 모노머 배합액에 강도 50 ㎽/㎠의 자외선을 60초간 조사하고, 가교중합반응을 실시하여 두께 1.0㎜의 시트상으로 점착성 고분자 하이드로겔을 수득하였다.

수득된 겔의 일면에, 침지측정을 실시하기 위해 지지부재로서 카본코팅된 폴리에스테르 필름(중량: W1[g])을 붙이고, 50㎜×50㎜으로 재단하여 시험편을 작성하였다. 또한, 시험편은 침지측정전에 겔면을 위로 하여 온도 23±5℃, 습도 55±10%의 환경하에 24시간 방치한 평형 수분량에 다다른 것을 사용하였다.

① 5분간 침지시의 중량증가

세로×가로×폭=100㎜×100㎜×20㎜의 박스형 플라스틱 페트리 디쉬에 이온교환수 50g을 칭량하여 취했다. 여기에, 미리 중량(W2[g])을 측정한 시험편을 침지한 다음, 5분 경과후 페트리 디쉬로부터 꺼내고 페트리 디쉬의 가장자리에서 조용히 배수하여, 겔 표면 및 지지부재 표면의 물방울을 제거한 후, 시험편의 중량(W3[g])을 측정하였다. 또한, 남은 물을 용출액으로 하여 용출량 평가에 사용하였다. 겔의 침지시 중량증가는 수학식 2에 따라 산출하였다. 결과를 표 3에 나타내었다.

② 용출량 평가

5분간 침지시 중량증가평가에서 수득된 용출액을, 미리 중량(W4[g])을 측정한 유리 용기로 옮기고, 패트리 디쉬의 내부를 이온교환수로 2회 세정하고, 세정액은 유리 용기의 용출액에 추가하였다. 이어, 유기용기를 105℃ 오븐에서 16시간건조하여 수분을 증발건조시킨 후, 실라카겔이 든 데시케이터내에서 30분 실온으로 냉각시키고 중량(W5[g])을 측정하였다. 용출량은 수학식 3에 따라 산출하였다. 결과를 표 3에 나타내었다.

실시예 2

비이온성 중합성 단량체로서 아크릴아미드(M1)와 N,N-디메틸아크릴아미드(M2), 가교성 단량체로서 N,N-메틸렌비스아크릴아미드(C1)과 폴리에틸렌글리콜디메타크릴레이트(C2), 전해질염으로서 염화나트륨(N), 습윤제로서 폴리글리세린(6량체)(G1)과 폴리글리세린(10량체)(G2)과 폴리에틸렌글리콜(G3)을 표 1에 나타낸 배합량(중량%)으로 배합한 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 고분자 하이드로겔을 수득하였다. 수득한 고분자 하이드로겔의 침지측정을 실시예 1과 동일하게 수행하고, 결과를 표 3에 나타내었다. 또한, 폴리에틸렌글리콜디메타크릴레이트(C2)는 이를 구성하는 폴리에틸렌 글리콜중 -(CH₂CH₂O)_n-단위에서(n은 반복단위의 수) n≒4인 것을 사용하였다.

실시예 3

비이온성 중합성 단량체로서 아크릴아미드(M1), 가교성 단량체로서 N,N-메틸렌비스아크릴아미드(C1), 전해질염으로서 염화나트륨(N), 습윤제로서 폴리글리세린 (6량체)(G1)과 폴리글리세린(10량체)(G2)과 글리세린(G6)을 표 1에 나타낸 배합량(중량%)으로 배합한 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 고분자 하이드로겔을 수득하였다. 수득한 고분자 하이드로겔의 침지측정을 실시예 1과 동일하게 수행하고, 결과를 표 3에 나타내었다.

추가로, 이하의 방법으로 겔을 5분간 침지했을 때의 증량증가, 용출량과 실제 사용과의 상관관계를 확인하기 위해 사이클 평가를 실시하였다.

③ 사이클 평가

3ℓ 비이커에 채운 약 2ℓ 수도물에, 미리 중량(W2) 측정한 시험편을 10초간 침지한 후 물 잘 배수하고, 지지부재면을 아래쪽으로 하여 페이퍼 타올(paper towel) 위에 두고, 남은 물방울을 제거한 다음 중량(W6_n)을 측정하였다. 다음으로, 이 시험편을 60℃ 오븐중에 겔면이 위쪽이 되도록 정치하고, 10분 경과후 오븐으로부터 꺼내고, 온도 23±5℃, 습도 55±10%의 환경하에서 마찬가지로 겔 면이 위쪽이 되도록 하여 24시간 방치한 후, 중량(W7_n)을 측정하였다. 이것을 20회 반복하여 (W6₁)∼(W6₂₀) 및 (W7₁)∼(W7₂₀)을 측정하였다. 추가로, 수세후 중량변화(중량%)와 건조후 중량변화(중량%)를 수학식 4 및 수학식 5에 따라 산출하였다. 결과, 수세후 중량변화를 표 4 및 도 2에, 건조후 중량변화를 표 5 및 도 3에 나타내었다.

실시예 4

비이온성 중합성 단량체로서 아크릴아미드(M1)와 N,N-디메틸아크릴아미드 (M2), 가교성 단량체로서 N,N-메틸렌비스아크릴아미드(C1), 전해질염으로서 염화나트륨(N), 습윤제로서 폴리글리세린(6량체)(G1)과 폴리글리세린(10량체)(G2)를 표 1에 나타낸 배합량(중량%)으로 배합한 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 고분자 하이드로겔을 수득하였다. 수득한 고분자 하이드로겔의 침지측정을 실시예 1과 동일하게 수행하고, 결과를 표 3에 나타내었다. 추가로, 실시예 3과 동일하게 ③ 사이클 평가를 실시하고, 결과를 표 4 및 도 2, 표 5 및 도 3에 나타내었다.

실시예 5

비이온성 중합성 단량체로서 N,N-디메틸아크릴아미드(M2), 가교성 단량체로서 N,N-메틸렌비스아크릴아미드(C1), 전해질염으로서 염화나트륨(N), 습윤제로서 폴리글리세린(6량체)(G1)을 표 1에 나타낸 배합량(중량%)으로 배합한 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 고분자 하이드로겔을 수득하였다. 수득한 고분자 하이드로겔의 침지측정을 실시예 1과 동일하게 수행하고, 결과를 표 3에 나타내었다.

실시예 6

비이온성 중합성 단량체로서 폴리프로필렌글리콜 아크릴레이트(M4), 가교성 단량체로서 폴리에틸렌글리콜(n≒4) 디메타크릴레이트(C2), 습윤제로서 폴리옥시에틸렌디글리세린(평균 분자량 948)(G4)를 표 1에 나타낸 배합량(중량%)으로 배합한 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 고분자 하이드로겔을 수득하였다. 수득한 고분자 하이드로겔의 침지측정을 실시예 1과 동일하게 수행하고, 결과를 표 3에 나타내었다. 또한, 폴리프로필렌글리콜 아크릴레이트(M4)는 이를 구성하는 폴리프로필렌글리콜중 -(CH₂CH₂(CH₃)O)_n-단위에서(n은 반복단위의 수) n≒6인 것을 사용하였다.

실시예 7

비이온성 중합성 단량체로서 폴리프로필렌글리콜(n≒4) 아크릴레이트(M4), 가교성 단량체로서 폴리에틸렌글리콜(n≒4) 디메타크릴레이트(C2), 습윤제로서 폴리옥시에틸렌솔비트(평균 분자량 2563)(G5)를 표 1에 나타낸 배합량(중량%)으로 배합한 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 고분자 하이드로겔을 수득하였다. 수득한 고분자 하이드로겔의 침지측정을 실시예 1과 동일하게 수행하고, 결과를 표 3에 나타내었다.

비교예 1

중합성 단량체로서 아크릴아미드(M1), 가교성 단량체로서 N,N-메틸렌비스아크릴아미드(C1), 전해질염으로서 염화나트륨(N), 습윤제로서 글리세린(G6)을 표 1에 나타낸 배합량(중량%)으로 배합하고, 용매로서 이온교환수를 가하여 100 중량%로 만든 혼합물을 용해교반하여 모노머 배합액을 수득하였다.

이어, 모노머 배합액 100 중량부에 대하여 광중합개시재로서 1-하이드록시-사이클로헥실페닐케톤(상품명 IGACURE 184, Ciba Speciality Chemicals K.K.사제)을 0.3 중량부 가하고, 교반하여 용해시켰다. 표 1에 모노머 배합액을 구성하는각 성분의 배합량을 나타내었다. 단, 표 1의 수치는 이온교환수를 가한 배합액 총량에 대한 중량%이다. 수득된 모노머 배합액은 온도를 4℃로 조정한 후, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름상에 얇게 전개하였다. 이어, 이 모노머 배합액에 강도 50 ㎽/㎠의 자외선을 60초간 조사하여 가교중합반응을 실시하였다.

수득된 샘플을 실시예 1과 동일한 조건에서 시험편으로 만들고, ① 5분간 침지시의 중량증가와 ② 용출량 평가를 실시하였다. 결과를 표 3에 나타내었다.

또한, 실시예 3과 동일하게 ③ 사이클 평가를 실시하였다. 결과를 표 4 및 도 2, 표 5 및 도 3에 나타내었다.

비교예 2

중합성 단량체로서 아크릴아미드(M1), 가교성 단량체로서 N,N-메틸렌비스아크릴아미드(C1), 전해질염으로서 염화나트륨(N), 습윤제로서 폴리에틸렌글리콜(G3) 및 글리세린(G6)을 표 1에 나타낸 배합량(중량%)으로 배합한 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 고분자 하이드로겔을 수득하였다. 수득된 고분자 하이드로겔의 침지 측정을 실시예 1과 동일하게 수행하고, 결과를 표 3에 나타내었다.

비교예 3

중합성 단량체로서 아크릴아미드(M1), 가교성 단량체로서 N,N-메틸렌비스아크릴아미드(C1), 전해질염으로서 염화나트륨(N), 습윤제로서 폴리에틸렌글리콜(G3)을 표 1에 나타낸 배합량(중량%)으로 배합한 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 고분자 하이드로겔을 수득하였다. 수득된 고분자 하이드로겔의 침지 측정을 실시예 1과 동일하게 수행하고, 결과를 표 3에 나타내었다.

비교예 4

폴리아크릴산나트륨(분자량 500만)(M5)과 폴리아크릴산(분자량 약 30만) (M6), 글리세린(G6)과 1,3-부탄디올(G7)을 표 1에 나타낸 배합량(중량%)으로 배합하고, 추가로 이온교환수를 첨가하여 50℃에서 약 30분간 혼련하여 균일하게 하였다. 또한, 이온교환수는, M5, M6, G6, G7 및 이후 첨가하는 합성규산알루미늄(C)과 이온교환수의 합계가 100 중량%가 되도록 배합하였다.

이어, 가교성 인자로서 합성규산 알루미늄(C)을 표 1의 배합량으로 가하고, 추가로 60℃에서 10분간 혼련하여 균일하게 하였다. 이렇게 하여 수득된 배합액을 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름상에 닥터 블레이드(doctor blade)를 사용하여 도포한 후, 실온에서 약 2시간 방치함으로써 두께 1.0㎜의 시트상 겔을 수득하였다. 또한, 샘플의 조성을 표 1에 나타내었다.

비교예 4에 대해 사이클 시험을 시험하였는데, 지지부재와 겔의 접착력이 약해 이온교환수와의 접촉시 박리하였기 때문에, 사이클 시험에 견딜 수 없을 것으로판단하였다.

표 3에 따르면, 실시예 1 내지 7은 모두 5분간 침지시 중량증가가 50 중량%이하이었고, 용출량이 10 중량% 이하이었다. 이에 반해, 비교예 2는 5분간 침지시 중량증가는 50 중량%를 초과함과 동시에 용출량도 10 중량%를 초과하였다. 또한, 비교예 1은 5분간 침지시 중량증가는 50 중량% 이하이었지만, 용출량이 10 중량%를 초과하였다. 비교예 3 및 4는, 용출량이 10 중량% 이하이었지만, 5분간 침지시 증량증가가 50 중량%를 초과하였다.

표 4와 도 2에 따르면, 20회 세정직후의 겔 중량은 비교예가 초기중량의 67%, 77%로 현저히 감소한 것에 비해, 실시예는 10% 이내의 중량감소에 그쳤다. 또한, 겔 두께도 비교예 1 이외에는 초기에 비해 크게 감소하지 않았다.

표 5와 도 3으로부터 알 수 있는 바와 같이, 세정후 건조를 실시하였더니, 실시예는 80 내지 90%의 중량을 유지하였지만, 비교예는 55%, 67%로 대폭 중량이 감소하였다. 수세직후의 중량은, 겔이 물을 보유함으로써 겉보기상 중량감소가 적어졌지만, 실제로는 표 3에 나타낸 바와 같이 겔중 습윤제 등이 용출되어 있어, 겔의 평형상태에서의 중량이 감소한 것을 나타내고 있다.

또한, 표 5와 도 3에 따르면, 5분간 침수시 증가량이 실시예 3 및 실시예 4보다 비교예 1 및 2이 낮음에도 불구하고, 사이클 시험 5회후, 10회후 등의 수세후에는 중량이 역전하였다. 이는, 건조후 중량과 비교하면 원인은 명백해진다. 5회 사이클에서, 비교예의 겔은 이미 10 중량%에 가까운 용출에 의한 중량감소가 발생했고, 이 시점에서의 실질적인 겔 중량에 대한 흡수량은 비교예가 많아졌다.

본 발명의 고분자 하이드로겔은 내수성이 우수하다. 그 때문에, 본 발명의 고분자 하이드로겔을 특히 겔 패드나 생체용 전극으로 이용한 경우, 반복수세가 가능함과 동시에, 수초 정도의 수세라면 수세회수를 거듭하더라도 겔중의 습윤제가 용출하기 어려워, 장수명화가 가능하다. 또한, 생체에 사용한 경우, 발한이 심한 경우라도 땀과의 접촉에 의한 악화가 적은 양호한 생체 점착재료가 된다. 또, 옥외에 사용하는 공업용 계측 등에 사용하더라도 환경내성이 강하여 종래에 비해 장수명화가 가능해졌다.

Claims

비이온성 중합성 단량체에 가교성 단량체를 공중합시켜 형성한 고분자 매트릭스에 습윤제와 물을 포함하고, 습윤제가 50 중량% 이상을 3가 이상의 다가 알콜 단량체를 포함하는 다가 알콜 단량체를 중합시킨 중합체로 구성되며, 중합체가 평균 분자량 150 내지 4000이고 수용성이며 {(중합체중에 존재하는 에테르기의 수＋중합체중에 존재하는 하이드록실기의 수)/중합체중에 존재하는 탄소원자의 수}≥1/3인 성질을 가짐을 특징으로 하는 고분자 하이드로겔.
비이온성 중합성 단량체에 가교성 단량체를 공중합시켜 형성한 고분자 매트릭스에, 다가 알콜 단량체를 중합시킨 중합체를 적어도 50 중량% 포함하는 습윤제와 물을 포함하는 고분자 하이드로겔로 이루어지고, 이 고분자 하이드로겔은 5분간 수침지했을 때의 중량증가가 침지전 자체중량에 대해 50 중량% 이하이고, 5분간 수침지하고 이어 건조했을 때의 중량증가가 침지전 자체중량에 대해 10 중량% 이하인 것을 특징으로 하는 고분자 하이드로겔.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 습윤제가 3가 이상의 다가 알콜 단량체를 중합시킨 중합체인 고분자 하이드로겔.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 3가 이상의 다가 알콜 단량체를 포함하는다가 알콜 단량체를 중합시킨 중합체가 중합체중에 6 내지 12 개의 하이드록실기를 갖는 고분자 하이드로겔.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 3가 이상의 다가 알콜 단량체를 포함하는 다가 알콜 단량체를 중합시킨 중합체가 상온에서 액체인 고분자 하이드로겔.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 3가 이상의 다가 알콜 단량체가 글리세린, 펜타에리트리톨, 솔비톨, 솔비탄 및 당류로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 고분자 하이드로겔.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 습윤제가 고분자 하이드로겔중에 10 내지 80 중량%의 비율로 포함되는 고분자 하이드로겔.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 물이 고분자 매트릭스에 5 내지 50 중량% 포함되는 고분자 하이드로겔.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 물이 13 중량% 이하의 전해질염을 용해시킨 상태로 고분자 매트릭스에 포함되는 고분자 하이드로겔.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 생체용 전극 또는 의료용 점착재로서 사용되는 고분자 하이드로겔.