TW201431933A - 水凝膠形成性組成物及藉此所製作之水凝膠 - Google Patents

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Abstract

本發明係提供一種僅需在室溫下混合便可製作的具有自我支撐性之水凝膠，以及一種使用工業上容易取得的原料來製造該水凝膠的方法。本發明之水凝膠形成性組成物，其係可形成具有自我支撐性之水凝膠的水凝膠形成性組成物，其特徵為含有具有機酸鹽構造或有機酸陰離子構造之水溶性有機高分子(A)、矽酸鹽(B)、及重量平均分子量為200~2萬且具有耐水解性之該矽酸鹽的分散劑(C)。

Description

水凝膠形成性組成物及藉此所製作之水凝膠
本發明係有關一種水凝膠，更詳言之，係有關一種水凝膠形成性組成物及藉此所製作的具有自我支撐性之水凝膠。
水凝膠由於以水為主成分，就活體適合性高、對環境之負荷低的軟性材質原料而言，近年來備受注目。
具有自我支撐性之高強度水凝膠，有報告藉由在均勻分散於水中之層狀黏土礦物共存下，進行(甲基)丙烯醯胺衍生物之聚合反應而得的有機無機複合水凝膠(專利文獻1)。此外，已知的類似報告例如由在聚(甲基)丙烯醯胺中含有一部分的羧酸鹽或羧基陰離子構造之基的高分子與黏土礦物所形成的有機無機複合水凝膠(專利文獻2)。
此等之報告例，係藉由在層狀黏土礦物之水分散液中使單體聚合，所生成的高分子與該黏土礦物形成三次元網目構造，而成為有機無機複合水凝膠。
已知藉由使末端具有聚陽離子性之官能基的樹枝狀聚合物與層狀黏土礦物混合而得的水凝膠作為可藉由在室溫下混合製得的具有自我支撐性之有機無機複合水凝膠(專利文獻3及非專利文獻1)。
另外，已知由聚丙烯酸鹽與黏土礦物所形成的自撐性(自我支撐性)之乾燥黏土膜，有被檢討作為表面保護材(專利文獻4)。
此外，已知研究有關層狀黏土礦物(矽酸鹽)與聚丙烯酸鈉之水分散液的黏度變化(非專利文獻2)。此處不為研究有關自我支撐性之有機無機複合水凝膠，而是研究有關水分散液之流動性變化。
最近亦報告有僅混合電解質高分子、黏土粒子及分散劑而可製作的有機無機複合水凝膠(非專利文獻3及4)。
[習知技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2002-053629號公報
[專利文獻2]日本特開2009-270048號公報
[專利文獻3]國際公開第2011/001657號公報
[專利文獻4]日本特開2009-274924號公報
[非專利文獻]
[非專利文獻1]T. Aida, et al., Nature, 463 339(2010)
[非專利文獻2]Colloids and Surfaces, A Physicochemical and Engineering Aspects(2007), 301(1-3), 8-15
[非專利文獻3]第61回高分子學會年次大會預稿集， Vol. 61, No.1, p. 683(2012)
[非專利文獻4]第61回高分子討論會預稿集，1S11(2012)
然而，專利文獻1及專利文獻2中揭示的有機無機複合水凝膠，會有恐具毒性的未反應單體、或聚合引發劑等之試藥殘留於凝膠中的可能性。而且，非化學製造業者不易製造有機無機複合水凝膠，此外，於化學反應後，由於形成水凝膠，亦不易使凝膠成型成任意的形狀。
另外，專利文獻3及非專利文獻1揭示的水凝膠，由於該水凝膠中所含的樹枝狀聚合物係藉由多段式之合成反應所製造，故有製造成本變高的課題。
此外，專利文獻4係製作凝膠狀糊料作為中間物，惟該凝膠狀糊料不具自撐性。而是將該凝膠狀糊料塗佈於薄片上，乾燥後之膜才具有自撐性。
而且，依照非專利文獻3之學會發表及非專利文獻4係使用作為分散劑之二磷酸鈉(別名：焦磷酸鈉)，惟由於該化合物不安定，視分散液之用途而定的添加劑之添加狀態或長期保存狀態，會慢慢地水解而失去作為分散劑之功能，導致凝膠之製作作業變得困難。
有鑑於上述之點，企求使用工業上容易取得的原料，僅需在室溫下混合便可製作之安全且具有自我支撐性之有機無機複合水凝膠。
因此，本發明係有鑑於上述情形者，以提供僅需在室溫下混合便可製作之具有自我支撐性之水凝膠為目的。此外，以提供可使用工業上容易取得的原料，製造該水凝膠的方法為目的。
本發明人等為解決上述課題時，再三深入研究檢討的結果，發現藉由將具有有機酸鹽構造或有機酸陰離子構造之水溶性有機高分子、矽酸鹽與重量平均分子量為200至2萬且具有耐水解性之該矽酸鹽的分散劑混合，能夠製得具有自我支撐性之水凝膠，遂而完成本發明。
換言之，本發明之第1觀點係有關一種水凝膠形成性組成物，其係可形成具有自我支撐性之水凝膠的水凝膠形成性組成物，其特徵為含有具有機酸鹽構造或有機酸陰離子構造之水溶性有機高分子(A)、矽酸鹽(B)及重量平均分子量為200~2萬且具有耐水解性之該矽酸鹽的分散劑(C)。
第2觀點係有關第1觀點記載的水凝膠形成性組成物，其中前述分散劑(C)為聚羧酸鹽系分散劑。
第3觀點係有關第2觀點記載之水凝膠形成性組成物，其中前述分散劑(C)為聚丙烯酸鈉或聚丙烯酸銨。
第4觀點係有關第1觀點記載之水凝膠形成性組成物，其中前述分散劑(C)為聚烷二醇系分散劑。
第5觀點係有關第4觀點記載之水凝膠形成性組成物，其中前述分散劑(C)為聚乙二醇或聚丙二醇。
第6觀點係有關第1至5觀點中任一觀點記載之水凝 膠形成性組成物，其中前述水溶性有機高分子(A)為具有羧酸鹽構造或羧基陰離子構造之水溶性有機高分子。
第7觀點係有關第6觀點記載之水凝膠形成性組成物，其中前述水溶性有機高分子(A)為完全中和或部分中和聚丙烯酸鹽。
第8觀點係有關第7觀點記載之水凝膠形成性組成物，其中前述水溶性有機高分子(A)為重量平均分子量100萬至1000萬之完全中和或部分中和聚丙烯酸鹽。
第9觀點係有關第1至8觀點中任一觀點記載之水凝膠形成性組成物，其中前述矽酸鹽(B)為水膨脹性矽酸鹽粒子。
第10觀點係有關第9觀點記載之水凝膠形成性組成物，其中前述矽酸鹽(B)為選自由膨潤石、皂土、蛭石及雲母所成群中之水膨脹性矽酸鹽粒子。
第11觀點係有關第1至10觀點中任一觀點記載之水凝膠形成性組成物，其係含有醇。
第12觀點係有關一種具有自我支撐性之水凝膠，其係具有由第1至11觀點中任一觀點記載之水凝膠形成性組成物所製作者。
第13觀點係有關一種具有自我支撐性之水凝膠的製造方法，其特徵為混合第1至10觀點中任一觀點特定的水溶性有機高分子(A)、矽酸鹽(B)及分散劑(C)以及水或含水溶劑予以凝膠化。
第14觀點係有關一種具有自我支撐性之水凝膠的製 造方法，其特徵為將第1、9或10觀點中任一觀點記載之矽酸鹽(B)及第1至5觀點中任一觀點記載之分散劑(C)的混合物或其水分散液，與第1及6至8觀點中任一觀點記載之水溶性有機高分子(A)或其水溶液予以混合而使其凝膠化。
第15觀點係有關一種具有自我支撐性之水凝膠的製造方法，其特徵為將第1及6至8觀點中任一觀點記載之水溶性有機高分子(A)及第1至5觀點中任一觀點記載之分散劑(C)之混合物或其水溶液，與第1、9或10觀點中任一觀點記載之矽酸鹽(B)或其水分散液予以混合而使其凝膠化。
第16觀點係有關一種具有自我支撐性之水凝膠的製造方法，其特徵為將第1及6至8觀點中任一觀點記載之水溶性有機高分子(A)及第1、9或10觀點中任一觀點記載之矽酸鹽(B)之混合物或其水分散液，與第1至5觀點中任一觀點記載之分散劑(C)或其水溶液予以混合而使其凝膠化。
如上述說明，藉由本發明，只需藉由使用在工業上容易取得且利用作為化妝品或醫藥部外用品之安全性高的原料，將其混合便可製得具有自我支撐性之水凝膠。藉由於凝膠化前流入模具，並同時押出成型，可製作任意形狀之凝膠。由於凝膠化時不需進行聚合反應等之共價鍵結形成 反應，即使在室溫下仍可予以凝膠化，就製造步驟而言具有高安全性的效果。可藉由調整各成分之含量，製作具有透明性之水凝膠。
而且，本發明之製造方法係使用混合有矽酸鹽與該矽酸鹽之分散劑的分散液，惟該分散液與藉由使用磷酸鹽系分散劑之分散液相比，雖為極安定的溶膠，但仍可藉由添加水溶性有機高分子，製作高強度的水凝膠。
此外，本發明之製造方法，於前述溶膠中添加pH值調整劑或保存劑、視其用途所需之添加劑時，亦可藉由添加水溶性有機高分子而製作高強度的水凝膠。
[第1圖]第1圖係以實施例1所得的水凝膠之照片。
[第2圖]第2圖係表示實施例2之切變應力之測定結果圖。
[第3圖]第3圖係以實施例3所得的水凝膠之照片。
[第4圖]第4圖係以比較例1所得的黏性物之照片。
[第5圖]第5圖係以比較製造例1所得的半固體狀(糊料狀)之分散液的照片。
[第6圖]第6圖係以比較例2所得的黏性物之照片。
[第7圖]第7圖係參考例3之保存安定性試驗前的分散液之照片(右為參考例1，左為參考例2)。
[第8圖]第8圖係參考例3之保存安定性試驗後的分散液之照片(右為參考例1，左為參考例2)。
[為實施發明之形態]
本發明係有關一種水凝膠形成性組成物，其係可形成具有自我支撐性之水凝膠的水凝膠形成性組成物，其特徵為含有具有機酸鹽構造或有機酸陰離子構造之水溶性有機高分子(A)、矽酸鹽(B)及重量平均分子量為200~2萬且具有耐水解性之該矽酸鹽的分散劑(C)。
本發明之水凝膠形成性組成物及藉此所製作的水凝膠，除上述成分(A)至成分(C)外，在不會損及本發明所企求的效果範圍內，視其所需亦可任意摻合其他的成分。
[水凝膠形成性組成物] <成分(A)：水溶性有機高分子>
本發明之成分(A)，係具有有機酸鹽構造或有機酸陰離子構造之水溶性有機高分子。
具有有機酸鹽構造或有機酸陰離子構造之水溶性有機高分子(A)，具有羧基者例如聚(甲基)丙烯酸鹽、羧基乙烯基聚合物之鹽、羧基甲基纖維素之鹽；具有磺醯基者例如聚苯乙烯磺酸鹽；具有膦醯基者例如聚乙烯基膦酸鹽等。前述鹽例如鈉鹽、銨鹽、鉀鹽、鋰鹽等。而且，本發明中之(甲基)丙烯酸，係指丙烯酸與甲基丙烯酸等兩者。
此外，水溶性高分子(A)可被交聯或共聚合，亦可使用完全中和物或部分中和物。
前述水溶性有機高分子(A)之重量平均分子量，藉由凝膠滲透色層分析法(GPC)、以聚乙二醇換算時，較佳者為100萬至1000萬，更佳者為200萬至700萬。
另外，可取自市售品之水溶性有機高分子，以市售品記載的重量平均分子量為100萬至1000萬較佳，更佳的重量平均分子量為200萬至700萬。
本發明之水溶性高分子(A)，係以具有羧酸鹽構造或羧基陰離子構造之水溶性有機高分子化合物較佳，特別是以完全中和或部分中和聚丙烯酸鹽更佳。具體而言，以完全中和或部分中和聚丙烯酸鈉較佳，特別是以重量平均分子量200萬至700萬之完全中和或部分中和的非交聯型高聚合聚丙烯酸鈉更佳。
前述水溶性有機高分子(A)之含有量，在水凝膠100質量%中為0.01質量%至20質量%，較佳者為0.1質量%至10質量%。
<成分(B)：矽酸鹽>
本發明之成分(B)為矽酸鹽，較佳者為水膨脹性矽酸鹽粒子。
矽酸鹽(B)例如膨潤石、皂土、蛭石及雲母，形成以水或含水溶劑作為分散劑之膠體者較佳。而且，膨潤石係蒙脫石、鋁蒙脫石、鐵膨潤石、鎂膨潤石、鋰膨潤石、滑美皂石等之群名稱。矽酸鹽粒子之一次粒子的形狀，例如為圓盤狀、板狀、球狀、粒狀、立方體狀、針狀、棒狀、 不定形等，以直徑為5nm至1000nm之圓盤狀或板狀較佳。
矽酸鹽(B)之較佳的具體例，如層狀矽酸鹽，可容易取得的市售品之例，如Rockwood Additives公司製之LAPONITE(LAPONITE、Rockwood Additives公司註冊商標)XLG(合成鋰膨潤石)、XLS(合成鋰膨潤石、含有作為分散劑之焦磷酸鈉)、XL21(鈉．鎂．氟矽酸鹽)、RD(合成鋰膨潤石)、RDS(合成鋰膨潤石、含有作為分散劑之無機聚磷酸鹽)及S482(合成鋰膨潤石、含有分散劑)；Co-op Chemical股份有限公司製之LUCENTITE(Co-op Chemical股份有限公司註冊商標)SWN(合成膨潤石)及SWF(合成膨潤石)、微雲母(合成雲母)及SOMASHIF(Co-op Chemical股份有限公司註冊商標、合成雲母)；Kunimine工業股份有限公司製之KUNIPIA(Kunimine工業股份有限公司註冊商標、蒙脫石)、SUMECTON(Kunimine工業股份有限公司註冊商標)SA(合成鎂膨潤石)；Hojun股份有限公司製之BENGEL(Hojun股份有限公司註冊商標、天然皂石精製品)等。
前述矽酸鹽(B)之含有量，係在水凝膠100質量%中為0.01質量%至20質量%，較佳者為0.1質量%至15質量%。
<成分(C)：矽酸鹽之分散劑>
本發明之成分(C)，係重量平均分子量為200至2萬 且具有耐水解性之前述矽酸鹽之分散劑(C)，可使用以提高矽酸鹽之分散性、或進行層狀矽酸鹽之層剝離為目的時所使用的分散劑或解膠劑。
分散劑(C)例如作為聚羧酸鹽系分散劑之聚(甲基)丙烯酸鈉、聚(甲基)丙烯酸銨、丙烯酸鈉/馬來酸鈉共聚物、丙烯酸銨/馬來酸銨共聚物等；作為聚烷二醇系分散劑之聚乙二醇(PEG900等)及聚丙二醇等。
較佳者為聚羧酸鹽系分散劑及聚烷二醇系分散劑，聚羧酸鹽系分散劑以重量平均分子量1000至2萬更佳。
具體而言，聚羧酸鹽系分散劑以重量平均分子量1000至2萬之聚丙烯酸鈉或聚丙烯酸銨較佳。此外，聚烷二醇系分散劑以重量平均分子量200至2萬之聚乙二醇(PEG900等)較佳。
已知藉由重量平均分子量1000至2萬之低聚合聚丙烯酸鹽與矽酸鹽粒子相互作用，在粒子表面上產生來自羧基陰離子之負電荷，憑藉電荷之抗拒作用使矽酸鹽分散等之構成，而作為分散劑發揮效用。
前述分散劑(C)之含有量，係在水凝膠100質量%中為0.001質量%至20質量%，較佳者為0.01質量%至10質量%。
而且，本發明使用含有分散劑之矽酸鹽作為上述成分(B)時，可進一步添加成分(C)之分散劑，亦可沒有添加。
上述水溶性有機高分子(A)、矽酸鹽(B)及分散劑(C)之較佳組合，係在水凝膠100質量%中，作為成分(A)之重量 平均分子量200萬至700萬之經完全中和或部分中和的非交聯型高聚合聚丙烯酸鈉0.1質量%至10質量%、作為成分(B)之水膨脹性膨潤石或鎂膨潤石0.1質量%至15質量%及作為成分(C)之重量平均分子量1000至2萬之聚丙烯酸鹽或重量平均分子量200至2萬之聚乙二醇0.01質量%至10質量%。
此外，於本發明之水凝膠形成性組成物中，可添加嵌入層狀矽酸鹽之層間且促進剝離者之甲醇、乙醇、乙二醇等之一元或多元醇、甲醯胺、聯胺、二甲基亞碸、尿素，乙醯胺、醋酸鉀等。
<成分(D)：醇>
本發明之水凝膠形成性組成物中，亦可含有醇作為成分(D)，前述醇可為一元醇，亦可為多元醇。
前述一元醇，以可自由地溶解於水中之水溶性醇較佳，更佳者為碳原子數1至8之醇，具體而言，例如甲醇、乙醇、2-丙醇、異丁醇、戊醇、己醇、1-辛醇、異辛醇等。
前述多元醇為二元以上之醇，例如丙三醇、聚丙三醇(二丙三醇、三丙三醇、四丙三醇等)、乙二醇、丙二醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、二丙二醇、1,5-戊二醇(五甲二醇)、1,2,6-己三醇、辛二醇(ethohexadiol)、丁二醇(1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、2,3-丁二醇等)、己二醇、1,3-丙二醇(三甲二醇)、1,6-己二醇(六甲二醇)等，以丙三 醇、二丙三醇、乙二醇、丙二醇較佳。
前述醇之含有量，係在水凝膠100質量%中為0質量%至99質量%，較佳者為0質量%至60質量%。
[水凝膠及其製造方法]
本發明之水凝膠，係藉由使上述水凝膠形成性組成物予以凝膠化而得者。
使用水凝膠形成性組成物之凝膠化，可藉由使水凝膠形成性組成物之2種成分之混合物或其水溶液或水分散液、與殘餘的1種成分或其水溶液或水分散液混合而使其凝膠化。另外，亦可藉由對各成分之混合物而言添加水予以凝膠化。
將水凝膠形成性組成物中之各成分混合的方法，除藉由機械式或手動進行攪拌外，可使用超音波處理，惟以機械式攪拌較佳。機械式攪拌例如可使用磁力啟動器、葉片式攪拌機、自轉/公轉式混合機、浸漬機、均混機、振動機、漩渦式混和器、球磨機、混練機、超音波發振器、流動混合器等。其中，以藉由自轉/公轉式混合器予以混合較佳。
混合時之溫度為水溶液或水分散液之凝固點至沸點，較佳者為-5℃至100℃，更佳者為0℃至50℃。
於混合後，強度減弱而成溶膠狀，惟藉由靜置予以凝膠化。靜置時間以2小時至100小時較佳。靜置溫度為-5℃至100℃，較佳者為0℃至50℃。而且，可於混合後之凝膠化前，流入模具且同時藉由押出成型，製作任意 形狀之凝膠。
水凝膠之「自我支撐性」的用語，雖以通常例來說於學術論文或專利文獻中沒有定義，但於本說明書係藉由具有充分的強度，不需使用容器等之支撐物而可保持凝膠形狀的意思。
所得的水凝膠之強度，例如可穿刺且藉由破裂強度測定機進行測定。例如，製作直徑28mm、高度16mm之圓柱狀水凝膠，且以山電股份有限公司製CREEP METER RE2-33005B測定。測定方法係將直徑3mm之圓柱狀軸(山電股份有限公司製PLUNGER、形狀：圓柱、編號：No.4S、形式：P-4S)自凝膠上方、以1mm/秒之速度押下，測定直至破裂的應力。穿刺本發明所得的水凝膠，藉由破裂強度測定機測定之破裂應力為5kPa至10000kPa，有關要求高強度之用途例如下限值為25kPa、300kPa、600kPa，上限值例如1300kPa、2000kPa、5000kPa。其一例為300kPa至1300kPa、600kPa至1300kPa。
[實施例]
其次，以實施例具體地說明本發明之內容，惟本發明不受此等所限制。
[實施例1：藉由聚丙烯酸鈉分散液製造3%之LAPONITE XLG水凝膠]
混合LAPONITE XLG(Rockwood Additives公司製)3 份、低聚合聚丙烯酸鈉(重量平均分子量8000：Sigma-Aldrich公司製)3份、水44份，且以磁力啟動器、25℃進行攪拌至均勻的水分散液。另外，混合高聚合聚丙烯酸鈉(Aronvis MX：東亞合成股份有限公司製、重量平均分子量200萬至300萬)1份、水49份，且以磁力啟動器、25℃進行攪拌至均勻的水溶液。
混合此等2溶液，且以自轉/公轉式混合器(Thinky股份有限公司製ARE-310)、25℃、以2000旋轉進行攪拌10分鐘後，靜置24小時，製得第1圖所示之透明性高的水凝膠。
[實施例2：穿刺水凝膠且進行強度試驗]
以實施例1之條件製作直徑28mm、高度16mm之圓柱狀水凝膠，且以山電股份有限公司製CREEP Meter RE2-33005B穿刺且進行強度測定。測定係以直徑3mm之圓柱狀軸(山電股份有限公司製PLUNGER、形狀圓柱、編號No.3S、形式P-3S)以1mm/秒之速度、自凝膠上方押下，測定直至破裂的變形率及應力。測定結果如第2圖及表1所示。
[實施例3：藉由聚丙烯酸鈉分散液製造添加1%氯化鈉之 水凝膠]
混合LAPONITE XLG(Rockwood Additives公司製)3份、低聚合聚丙烯酸鈉(重量平均分子量8000：Sigma-Aldrich公司製)1份、氯化鈉1份(關東化學股份有限公司製)、水45份，且以磁力啟動器、25℃進行攪拌至均勻的水分散液。另外，混合重量平均分子量200萬至300萬之聚丙烯酸鈉(Aronvis MX：東亞合成股份有限公司製)1份、水49份，且以磁力啟動器、25℃進行攪拌至均勻的水溶液。
混合此等之2溶液，且以自轉/公轉式混合器(Thinky股份有限公司製ARE-310)、25℃、以2000旋轉進行攪拌5分鐘後，靜置24小時，製得第3圖所示之水凝膠。
[比較例1：藉由焦磷酸鈉分散液製造添加1%氯化鈉之水凝膠]
混合LAPONITE XLG(Rockwood Additives公司製)3份、焦磷酸鈉10水合物(純正化學股份有限公司製)1份、氯化鈉1份(關東化學股份有限公司製)、水45份，且以磁力啟動器、25℃進行攪拌至均勻的水分散液。另外，混合重量平均分子量200萬至300萬之聚丙烯酸鈉(ARONVIS MX：東亞合成股份有限公司製)1份、水49份，且以磁力啟動器、25℃進行攪拌至均勻的水溶液。
混合此等2溶液，且以自轉/公轉式混合器(Thinky股份有限公司製ARE-310)、25℃、以2000旋轉進行攪拌5 分鐘後，靜置24小時，形成第4圖所示之黏性物，無法製得水凝膠。
[比較製造例1：6% LAPONITE XLG-高聚合聚丙烯酸鈉分散液之製造]
混合LAPONITE XLG(Rockwood Additives公司製)6份、重量平均分子量200萬至300萬之聚丙烯酸鈉(ARONVIS MX：東亞合成股份有限公司製)1份、尿素6份(和光純藥工業股份有限公司製)、水81.8份，且以磁力啟動器、80℃進行攪拌至均勻的水分散液。追加檸檬酸(純正化學股份有限公司製)0.2份、苯氧基乙醇(I．T．O股份有限公司製)1份，且以磁力啟動器、80℃下進行攪拌後，冷卻至25℃後，製得第5圖所示之半固體狀(糊料狀)的分散液。
[比較例2：由6% LAPONITE XLG-高聚合聚丙烯酸鈉分散液製造3% LAPONITE XLG水凝膠]
混合低聚合聚丙烯酸鈉(重量平均分子量8000：Sigma-Aldrich公司製)1份、水49份，且以磁力啟動器、25℃進行攪拌至均勻的水分散液。加入比較製造例1所得的分散液50份，且以自轉/公轉式混合器(Thinky股份有限公司製ARE-310)、25℃、以2000旋轉進行攪拌10分鐘後，靜置24小時，形成第6圖所示之黏性物，無法製得水凝膠。
[參考例1：6% LAPONITE XLG-聚丙烯酸鈉分散液之製造]
混合LAPONITE XLG(Rockwood Additives公司製)6份、低聚合聚丙烯酸鈉(重量平均分子量8000；Sigma-Aldrich公司製)1份、尿素6份(和光純藥工業股份有限公司製)、水85.8份，且以磁力啟動器、25℃進行攪拌至均勻的水分散液。追加檸檬酸(純正化學股份有限公司製)0.2份、苯氧基乙醇(I．T．O股份有限公司製)1份，且以磁力啟動器、25℃進行攪拌至均勻之水分散液，製得均勻的分散液。該分散液之pH值為7。
[參考例2：6% LAPONITE XLG-焦磷酸鈉分散液之製造]
混合LAPONITE XLG(Rockwood Additives公司製)6份、焦磷酸鈉10水合物(純正化學股份有限公司製)1份、尿素(和光純藥工業股份有限公司製)6份、水85.8份，且以磁力啟動器、25℃進行攪拌至均勻的水分散液。追加檸檬酸(純正化學股份有限公司製)0.2份、苯氧基乙醇(I．T．O股份有限公司製)1份，且以磁力啟動器、25℃進行攪拌至均勻之水分散液，製得均勻的分散液。該分散液之pH值為7。
[參考例3：6% LAPONITE XLG分散液之保存安定性試驗]
將參考例1及參考例2所得的分散液在40℃下靜置3日。試驗前之照片如第7圖(照片右為參考例1、左為參考 例2)所示，試驗後之照片如第8圖(照片右為參考例1、左為參考例2)所示。參考例1之分散液完全沒有變化，參考例2之分散液因焦磷酸鈉水解，導致失去分散性而固化，且pH值變化成8。
[產業上之利用價值]
本發明之具有自我支撐性之水凝膠，可藉由原料組成來調整破裂強度或變形率等之水凝膠的黏彈性，或即使超過95%之高含水率，仍可保持自我支撐性。此外，可在室溫下凝膠化，且可自由地成形。可活用該特性，將其應用於各種製品上。
例如，創傷被覆材、溫布貼劑、止血材等之外用藥基材、外科用封閉材料、再生醫療用足部材料、人工角膜、人工水晶體、人工玻璃體、人工皮、人工關節、人工軟骨、豐胸用材料等之侵入性材料、以及軟性隱形眼鏡用材料等之醫療材料、組織培養或微生物培養等之培養基材、化妝水、乳液、乳霜、美容液、防曬油、粉底、重點式彩妝品、洗臉清潔液、皮膚清潔液、洗髮乳、潤髮乳、整髮劑、染髮劑、清潔霜、或敷臉用片等之化妝品原料、小孩用/成人用尿布或衛生棉等之衛生用材料、芳香劑或消臭劑用凝膠原料、餅乾或犬用乳膠材料、色層分析載體用材料、生物反應器載體用材料、分離功能膜材料、建築用不燃性材料、耐火被覆材、調濕材、耐震緩衝材、防止土石流用材、或砂包等之建築/土木材料、土壤保水劑、育苗 用培養基材、或農園藝用之水耕栽培用支撐體等之綠化材料、小孩用玩具或模型等之玩具材料、文具用材料、運動鞋、保護用品等之運動用品之衝擊吸收材料、鞋底用護墊材、防彈衣用緩衝材、汽車等之緩衝材、輸送用緩衝材、填充用材料、緩衝/保護用護墊材料、電子機器內部之衝擊緩衝材料、光學機器、半導體相關零件等之精密零件的搬運台車用緩衝材、產業機器用防振/制振材料、使用馬達機器或壓縮機等之產業機器的靜音化材料、輪胎用或橡皮圈用之橡膠取代材料、以及塑膠取代材料等之環境調和材料裝置之摩擦部份的塗佈材、塗料添加物、廢泥之凝膠化劑或防止泥漿漏失劑等之廢棄物處理、黏接材、密封用密封材、1次性電池、蓄電池、電容器用凝膠電解質材料、以及色素增感型太陽能電池用凝膠電解質材料或燃料電池用材料等之電子材料、照相底片用材料等。

Claims (16)

  1. 一種水凝膠形成性組成物，其係可形成具有自我支撐性之水凝膠的水凝膠形成性組成物，其特徵為含有具有機酸鹽構造或有機酸陰離子構造之水溶性有機高分子(A)、矽酸鹽(B)及重量平均分子量為200~2萬且具有耐水解性之該矽酸鹽的分散劑(C)。
  2. 如請求項第1項之水凝膠形成性組成物，其中前述分散劑(C)為聚羧酸鹽系分散劑。
  3. 如請求項第2項之水凝膠形成性組成物，其中前述分散劑(C)為聚丙烯酸鈉或聚丙烯酸銨。
  4. 如請求項第1項之水凝膠形成性組成物，其中前述分散劑(C)為聚烷二醇系分散劑。
  5. 如請求項第4項之水凝膠形成性組成物，其中前述分散劑(C)為聚乙二醇或聚丙二醇。
  6. 如請求項第1~5項中任一項之水凝膠形成性組成物，其中前述水溶性有機高分子(A)為具有羧酸鹽構造或羧基陰離子構造之水溶性有機高分子。
  7. 如請求項第6項之水凝膠形成性組成物，其中前述水溶性有機高分子(A)為完全中和或部分中和聚丙烯酸鹽。
  8. 如請求項第7項之水凝膠形成性組成物，其中前述水溶性有機高分子(A)為重量平均分子量100萬至1000萬之完全中和或部分中和聚丙烯酸鹽。
  9. 如請求項第1~8項中任一項之水凝膠形成性組成 物，其中前述矽酸鹽(B)為水膨脹性矽酸鹽粒子。
  10. 如請求項第9項之水凝膠形成性組成物，其中前述矽酸鹽(B)為選自由膨潤石、皂土、蛭石及雲母所成群中之水膨脹性矽酸鹽粒子。
  11. 如請求項第1~10項中任一項之水凝膠形成性組成物，其係含有醇。
  12. 一種具有自我支撐性之水凝膠，其係具有由如請求項第1~11項中任一項之水凝膠形成性組成物所製作者。
  13. 一種具有自我支撐性之水凝膠的製造方法，其特徵為混合如各請求項第1~10項中任一項特定的水溶性有機高分子(A)、矽酸鹽(B)及分散劑(C)以及水或含水溶劑予以凝膠化。
  14. 一種具有自我支撐性之水凝膠的製造方法，其特徵為將如請求項第1、9或10項中任一項之矽酸鹽(B)及如請求項第1~5項中任一項之分散劑(C)的混合物或其水分散液，與如請求項第1及6~8項中任一項之水溶性有機高分子(A)或其水溶液予以混合而使其凝膠化。
  15. 一種具有自我支撐性之水凝膠的製造方法，其特徵為將如請求項第1及6~8項中任一項之水溶性有機高分子(A)及如請求項第1~5項中任一項之分散劑(C)之混合物或其水溶液，與如請求項第1、9或10項中任一項之矽酸鹽(B)或其水分散液予以混合而使其凝膠化。
  16. 一種具有自我支撐性之水凝膠的製造方法，其特 徵為將如請求項第1及6~8項中任一項之水溶性有機高分子(A)及如請求項第1、9或10項中任一項之矽酸鹽(B)之混合物或其水分散液，與如請求項第1~5項中任一項之分散劑(C)或其水溶液予以混合而使其凝膠化。
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