TWI243838B

TWI243838B - Polymer hydrogel

Info

Publication number: TWI243838B
Application number: TW091121204A
Authority: TW
Inventors: Shuichi Sasahara; Kazuhiro Yosikawa; Shinichi Wakamatsu; Takahiko Fujita
Original assignee: Sekisui Plastics
Priority date: 2001-09-18
Filing date: 2002-09-17
Publication date: 2005-11-21
Also published as: DK1437380T3; EP1437380A4; CN1555400A; CN1245450C; US20040191316A1; WO2003025062A1; KR20040039296A; JPWO2003025062A1; KR100595746B1; EP1437380B1; DE60236188D1; EP1437380A1; JP3907625B2; US8541020B2

Description

1243838 五、發明說明（1) [發明之技術領域] 本發明係有關高分子水凝膠。本發明之高分子水凝膠係特別適用於生理用電極、醫療用黏著劑、超音波用偶合劑材，化粧品、醫藥部外用品，工業計測用電極、工業用黏著劑等之原料。 [先前技術] 由交聯聚合之聚合物所構成的高分子基材中，含有濕潤劑與水之高分子水凝膠，係被利用在各種領域中，例如在生理用電極中，一向在交聯聚合之聚丙烯酸等電解質聚合物的高分子基材中，可以使用含有濕潤劑與水之導電性高分子水凝膠。高分子水凝膠係親水性高分子基材，在有水分浸透性之同時，因含有水之故很容易添加電解質，加上可以低阻抗化，為此，可以充分發揮做為心電圖監視器等高精密測定用電極之性能。上述導電性高分子水凝膠一旦貼付在生理表面使用時，由於凝膠表面付著著皮膚表面之皮脂或角質會使黏著力下降，因此通常是使用後就丟棄。然而，只使用1次就丟棄非常不符合經濟，所以期望有能再度使用之生理用電極，特開平8— 1 8 2 6 5 9號公報中就有如此電極之報導。然而，即使上述公報之電極也不能防止再度使用之黏著力下降，不能滿足再使用性，再者，高分子水凝膠係親水性高分子基材，同時凝膠中因内包成分也是親水性，完全無财水性，故很不便於水洗，此為其缺點。做為解決再使用問題之方法者，一向係考慮使用現存

314019.ptd 第6頁 1243838 五、發明說明（2) 之親油性凝膠、矽膠、聚胺酯等之方法，此等親油性凝膠、矽膠、聚胺酯等，係有親水性低、耐水洗之物理化學性質，然而，在生物體上使用之情形，因水分浸透性極小，由蒸著會產生發疹，又，在凝膠中因能添加之電解質量極少，所以不適用有導電性之用途，尤其，像心電圖監視器等之南精密電氣測定。為了解決此等問題，可水洗之導電性高分子凝膠，在特開2 0 0 1— 4 0 6號公報曾報導過，其特徵係此導電性高分子凝膠，係含有水及多價醇之水凝膠，同時，藉由水洗導電性高分子凝膠之表面，除去污垢可以回復到初期之黏著力。然而，即使上述公報之導電性高分子凝膠中，實際上，每次水洗，凝膠中所含之多價醇會徐徐溶出，逐漸地凝膠之保水力會下降，同時，可以也會降低柔軟性或黏著力。 [發明所欲解決之課題] 本發明之發明人，以即使再三重覆水洗也使代表物性之黏著力下降極少之高分子水凝膠做為開發目標，經深入研究結果，而完成本發明。並且，依本發明的話，係提供在非離子性聚合性單體上與交聯性單體共聚合，使所形成之高分子基材中含有濕潤劑與水，該濕潤劑，係5 0重量％以上由聚合含有3價以上多價醇之多價醇單體的聚合物所構成，該聚合物之平均分子量為1 5 0至4 0 0 0，為水溶性，且有{(聚合物中存在之醚

314019.ptd 第7頁 1243838 五、發明說明（3) 基數+聚合物中存在之羥基數）/聚合物中存在之碳原子數} - 1/ 3之性質為特徵之高分子水凝膠。再者，依本發明的話，係提供具有如下特徵之高分子水凝膠，在非離子性聚合性單體與交聯性單體共聚合所形成之高分子基材上，含有多價醇單體聚合之聚合物至少含有5 0重量％之濕潤劑與水之高分子水凝膠所構成，該高分子水凝膠，浸潰5分鐘時之重量相對於浸潰前本身重量增加在5 0重量％以下，浸潰5分鐘後接著乾燥時，相對於浸潰前的本身重量減少在1 0重量％以下。 [發明之實施形態] 在本發明中可以使用之非離子性聚合性單體，只要有非離子性的話就無特別之限制，在此，非離子性聚合性單體，係使用其單體1重量％之水溶液顯示為pH4至9者為宜，使用pH6至8者更佳。具體而言，可以列舉如（聚）乙二醇 (曱基）丙烯酸酯、（聚）丙二醇（甲基）丙烯酸酯、（聚）甘油 (甲基）丙烯酸酯等丙烯酸酯、（甲基）丙烯醯胺、及N—甲基（甲基）丙烯醯胺、N—乙基（曱基）丙烯醯胺、N—丙基 (甲基）丙烯醯胺、N—丁基（甲基）丙烯醯胺、N， N—二甲基（甲基）丙烯醯胺、二丙酮丙烯醯胺等之N取代（甲基）丙烯醯胺、N—乙烯基吡咯烷酮、N—乙烯基甲醯胺、N—乙烯基乙醯胺等之N—乙烯基醯胺衍生物等，可以使用此等之1種或2種以上之組合。同時，在上述及下述例中，（甲基）丙烯基係指丙烯基或曱基丙烯基之意思。在此，使用離子性聚合性單體製造之高分子基材，係

314019.ptd 第8頁 1243838 五、發明說明（4) 在高分子水凝膠中側鏈之離子基為電離狀，高分子基材為帶正或帶負之任一種帶電狀態。因此，高分子基材之直鏈間常會有相斥之性質，在此，與大量之水接觸時，短時間内高分子基材之網眼會打開，而發揮更大之吸水力。此等，係表示凝膠之變化大的意思，其結果凝膠之安定性變低。相對於此，在本發明中，因為使用非離子性聚合性單體之故，如此之變化較少，又，在高分子基材内不存有離子基時，進行電的測定或治療時，高分子基材不受電氣之影響，即，在電極元件等及高分子水凝膠的界面不易產生電相斥，同時，藉由添加賦與導電性之電解質，因不易產生凝膠收縮，所以可以得到更高性能之導電性高分子水凝膠。又，在製造含有藥效成分或各種添加劑之高分子水凝膠之場合，例如即使藥效成分等為電解質之場合，聚合性單體中之離子基與藥劑等不會相互產生作用，有容易添加之優點。另一方面，交聯性單體是以使用分子内有2個以上聚合性二價結合之單體為宜，具體而言，可列舉亞甲基雙 (曱基）丙烯醯胺、亞乙基雙（甲基）丙烯醯胺、（聚）乙二醇二（甲基）丙烯酸酯、（聚）丙二醇二（甲基）丙烯酸酯、甘油二（甲基）丙烯酸酯、甘油三（甲基）丙烯酸酯等之多官能基 (甲基）丙烯醯胺、或（甲基）丙烯酸酯、四烯丙氧基乙烷、二烯丙基銨氣化物等，可以使用其中之1種或2種以上之組合。同時，交聯性單體相對於非離子性之聚合性單體，因

314019.ptd 第9頁 1243838 五、發明說明 (5) 量少 1 所以可使用離子性及非離子性單體中之任一種，但以使用非離子性單體較佳〇同時做為上述分子内有2個以上聚合性二價結合之交聯性單體者在專利第 2 8 0 3 8 8 6號公報中有揭示，也可以使用有 2個以上之（ :曱基 )丙烯醯基或乙烯基且分子量在 4 0 0以上之聚甘油衍生物多官能基化合物。因吸水增加之重量 9 是高分子水凝膠在水中浸潰時間越長變得越多通常是數小時到24小時，再長在48小時内也可以達到平衡〇如此有親水性之凝膠，一般吸水並不少 j 重量增加時體積同時會膨脹。為此，凝膠本身之材料恐怕會破壞同時 J 在與支持基材等複合之製品形態中恐怕會產生與支持基材剝離、脫洛等之問題’再者’ 體積膨脹之凝膠，係南分子基材之網眼在擴大之狀態，保持凝膠之内包成分能力會顯著下降，最終，内包成分恐怕會溶出到凝膠之外〇而實際上例如有5 0 c m轾度面積之凝膠的話，經數秒鐘之水洗可能除去表面之污垢，不必要如上述般長時間之浸潰發明人如此進行重覆之數秒鐘的水洗，為了不損傷凝膠之物性，發現高分子水凝膠之5分鐘水浸潰時對浸潰前之本身重量增加以在本身之50重量％以下，5分鐘水浸潰後乾燥時對浸潰前之本身重量減少在1 0重量％以下者為宜〇將南分子水凝膠經 5分鐘水浸潰時對浸潰前本身重量之重量增加在 50重量 %者， 1係表示在離子交換水中，浸潰

314019.ptd 第 10 頁 1243838 五、發明說明（6) 高分子水凝膠5分鐘使吸收水分時，凝膠增加之重量為浸潰前本身重量之50重量％以下之意思，用以下之式子來表示，同時，浸潰前之高分子水凝膠係含水分量達平衡狀態之意思。 5分鐘水浸潰時之重量增加=(浸潰後之凝膠重量一浸潰前之凝膠重量）/浸潰前之凝膠重量 S 0. 5 式1 又，凝膠在吸收水分增加重量之同時，高分子基材之網眼變寬廣，凝膠之内包成分之一部分會溶出，浸潰高分子水凝膠5分鐘後，乾燥時對浸潰前之本身重量減少在1 0 重量％以下者，係指因浸潰5分鐘體積膨脹，高分子基材之網眼變廣，由凝膠内包成分中一部分濕潤劑等在凝膠浸潰之水中擴散或溶出之量，為浸潰前之凝膠重量之1 0重量％以下的意思。做為在本發明中可使用之多價醇單體聚合所成之聚合物者，可列舉如乙二醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇、甘油、季戊四醇、山梨糖醇、山梨糖醇酐、或糖類等之1種或2種以上之水溶性（水溶性者係水1 0 0 g中溶解1 0 g以上之意思）之聚合物。聚合多價醇單體所製成之聚合物，在常溫（2 5°C )中為液狀，是期望得其凝膠之黏彈性特性，與製造時之操作性。又，在分子内或重覆單位之末端，也可有酯結合、醛基、魏基等官能基。再者，聚合多價醇單體所成之聚合物者，係由含有3 價以上之多價醇單體聚合所成之聚合物來構成，該聚合物

314019.ptd 第11頁 1243838 五、發明說明（7) 可以使用具有{(聚合物中存在之醚基數+聚合物中存在之羥基數）/聚合物中存在之碳原子數1/ 3性質的聚合物。同時，使用此聚合物的話，即使5分鐘水浸潰時對浸潰前本身重量之重量增加為比本身重量之5 0重量％更大，及/或5分鐘水浸潰高分子水凝膠後，乾燥時對浸潰前之本身重量之重量減少也比1 0重量％大，依用途，可提供實質上耐用之高分子水凝膠之場合亦有可能。又，藉由聚合物之重覆單位内配合有由3價以上之多價醇單體所做成之單位，能提高做為濕潤劑之濕潤機能，同時，高分子基材或與溶劑之靜電相互作用變高，可以更降低由凝膠内部溶出之濕潤劑量。即使聚合物中只有一部分以此等單體所做成之單位配入之場合，因可以降低聚合物之結晶性之故，聚合物之分子量即使變高也可能成為液狀。同時，3價以上之多價醇單體單位中，也可以殘留沒聚合之羥基。3價以上多價醇單體所做成之單位存在的場合，在聚合物中未反應之羥基因會殘留，可以提高濕潤性能。在多價醇聚合物中所含之羥基數並無特別限定，但為了得到良好之保濕性，在聚合物分子内有6個以上之羥基者為宜，又，此等之羥基超過1 2個以上之羥基時，聚合物間會互相繼續會合，黏度會顯著上昇，操作性會降低因而並不佳，同時，在此所謂之羥基數者，係由以聚合物之平均分子量為基本算出之聚合度再算出來者，例如，在做為 3價以上多價醇的甘油經聚合所得之聚甘油的場合，在4量

314019.ptd 第12頁 1243838 五、發明說明（8) 體之時，分子内之羥基數變成6個，1 0量體中羥基之數變成1 2個。做為含有上述3價以上之多價醇單體經聚合成聚合物者，可以列舉如甘油、季戊四醇、山梨糖醇、山梨糖醇酐、糖類（例如，葡萄糖、果糖等之單糖類、蔗糖或乳糖等之二糖類）等，分子内至少含有3價以上之多價醇單體經聚合之聚合物。此等聚合分子内3價以上多價醇單體所成之聚合物，在常溫中也是液狀所以甚佳，例如常溫中為液狀之甘油經單獨聚合所得聚甘油，因在常溫中是液狀之故，操作性優，又，山梨糖醇或糖類在常溫為固態單體，或是藉由不同種類單體經組合共聚合，或是藉由聚甘油等液狀聚合物之接枝聚合，也可以成為液狀。聚合含有3價以上多價醇單體之多價醇單體所成的聚合物，其平均分子量依構成聚合物單體種類不同而異，以 1 5 0至4 0 0 0為宜，以3 0 0至4 0 0 0為更佳，在本說明書中，平均分子量是使用 GPC(Gel Permeation Chromatography，凝膠透析層析儀）測定之數平均分子量。聚合低分子量之多價醇單體或多價醇單體所得的聚合物，平均分子量不足1 5 0時，在凝膠吸水時高分子基材之網眼打開之際，彳艮容易自此等網眼之拘束中溶出，其理由係因低分子之此等立體障礙小，凝膠平衡時高分子基材與氫結合而安定，相反的因立體障礙小，吸水時此氫結合被水切入，而容易水合，結果使自網眼之拘束離開變得容

314019.ptd 第13頁 1243838 五、發明說明（9) 易。相反的，平均分子量超過4 0 0 0 0之場合，例如，此等之聚合物即使是液狀的場合，因黏度太高，即使使用水或液狀之聚合性單體稀釋，做為凝膠原料之配合液之黏度無法充分地降低，於操作性變差之同時，凝膠成型時會混入氣泡，又，脫泡作業有可能變得很困難。又，此等為固態之場合，溶解需費時間，同時，所得之配合液之黏度畢竟仍居高不下，與上述相同之弊害恐怕會產生。即使在多價醇單體中，分子量在1 5 0以上者亦可能存在。例如，葡萄糖或蔗糖等之單糖、二糖類，再者，山梨糖醇等都為此類。此等多價醇，做為單體也有某種程度之高分子量，但蔗糖（分子量3 4 2 )之場合，保水性差，很難製得經時安定之凝膠。水凝膠係在高分子基材中因含有濕潤劑或水等之可塑成分而有良好之黏彈性特性，然而，可塑成分之中，濕潤劑在常溫中為固體時，濕潤劑本身因不能發揮其可塑成分之機能，凝膠内之水分成為唯一有機能之可塑成分。如上述之高分子量多價醇單體，在常溫為固態，無可塑之機能，使用如此之單體，在作成配合時，為了溶解，必需使要大量之水，又，因結晶性高，熔點也高（例如，山梨糖醇之熔點為9 0至1 4 0°C )，單體之加熱溶解也困難，凝膠製造困難。又，濕潤劑之一部分也可能使用多價醇單體，但吸水時，為了降低對濕潤劑溶出之影響，抑制多價醇單體之使

314019.ptd 第14頁 1243838 五、發明說明（ίο) 用量使不滿於濕潤劑總量之5 0重量％為宜。多價醇單體之使用量在5 0重量％以上時，相對於濕潤劑總量，低分子量多價醇單體之比率變大，吸水時之溶出量變多，又，在不超過上述範圍之内，可以併用多價醇單體，與聚乙二醇等之單純聚合物。在本發明中含有高分子水凝膠之高分子基材濃度，以在5至5 0重量％為宜，更好是設定在5至40重量％。此等不滿 5重量％，由於所得凝膠之高分子基材濃度過低，無法充分保持溶劑而容易滲出，恐怕會變成韌度不夠之水凝膠。另一方面，超過5 0重量％製造出之高分子水凝膠，聚合時因發熱過度，恐怕會超過溶劑之沸點而沸騰。又，在沸騰之場合因會混入氣泡很難得到良好之凝膠。交聯性單體之添加量，相對於高分子基材之總量，以有0. 0 5重量％至1 0重量％為宜，不滿0 . 0 5重量％之場合，交聯密度變低，缺乏形狀安定性，同時網眼間之交聯間隔變大，吸水時網眼膨脹變大，吸水倍率有可能增加，又，使用超過1 0重量％之交聯性單體之場合，有可能成為硬又脆之膠，同時，在此所謂之高分子基材係指聚合性單體與交聯性單體交聯聚合之基材。高分子水凝膠中之濕潤劑濃度以1 0至8 0重量°/◦為宜，更佳是設定在2 0至7 0重量％，不滿1 0重量％，凝膠缺乏濕潤力，水分之蒸散變得顯著，凝膠之經時安定性欠佳，同時，欠柔軟性，有必要黏著性之場合常無法有效地賦與黏著性所以並不佳。又，超過8 0重量％之場合，相對於高分

314019.ptd 第丨5頁 1243838 五、發明說明 (11) 子基材或水之濃度恐怕會變小並不佳。又，做成含有聚合性單體 Λ 交聯性單體、濕潤劑、及水之單體配合時，黏度變得過操作性變差，同時，因凝膠成型之際會混入氣泡脫泡作業變得困難，所以並不佳。為了得到本發明之高分子水凝膠，以使用相當於高分子基材總量之 0· 0 5至 1 0重量％之交聯性單體為宜，高分子基材是在凝膠之 5至5 0重量°/◦範圍為適量，為此，交聯性單體之總量最大也以有凝膠之5重量％為宜。為了發揮效果，濕潤劑以使用凝膠全部之1 0重量 %以上為宜。再者；，濕潤劑中 5( )重量 %以上即，使用凝膠5重量％以上之多價醇單體所成之聚合物為宜。同時做為有上述（甲基）丙烯基或乙稀基，並且分子量在 4 0 0以」匕之多官能基化合物的聚甘油衍生物， •為得南分子水凝膠而須使用充分的量此為困難之故，所以並不佳〇又 5 在水凝膠中以含水在5至50重量％者為宜，更佳為 5至4 0重量％，不滿5重量％因相對於平衡水分量之含水量少之故 5 吸濕性變強，進行水洗時吸水傾向可能變強，又，超過 50重量 %時與高分子水凝膠之平衡水分量的差變大之故，乾燥凝膠之收縮或物性之變化可能變大。在高分子水凝膠中，也可以含有由鹽所成之電解質，電解質之量相對於在水凝膠中所含之水以在1 3重量％以下為宜更佳是在 10重量％以下。超過1 3重量％之場合，因鹽之溶解變困難 1 會有凝膠内部析出結晶，或是阻害其他成

314019.ptd 第16頁 1243838 五、發明說明（12) 分溶解之情形。又，在有必要導電性能之場合，於添加較多量鹽時，實質會添加超過1 3重量％鹽之電離界限，換言之，導電性已達到最高點，在成本觀點上並不佳。鹽之添加係，幾乎都是為提高凝膠導電性能而使用，其他也有添加酸性鹽或鹼性鹽、多官能基鹽來調整p Η之情形，又，在凝膠中擁有藥效之情形，水凝膠中有添加形成鹽類之藥效成分之情形，再者為了提高濕潤性能或抗菌性而添加之情形。在本發明中可能使用之鹽，可列舉ii化鈉、ii化鉀、鹵化鎮、iS化約等iS化驗金屬或ώ化驗土金屬、其他之金屬鹵化物、及各種金屬之次亞氯酸鹽、亞氣酸鹽、氣酸鹽、過氣酸鹽、硫酸鹽、硝酸鹽、磷酸鹽、銨鹽、或各種錯鹽等之無機鹽類、醋酸、苯甲酸、乳酸、酒石酸等之一價有機羧酸鹽、鄰苯二甲酸、琥珀酸、己二酸、檸檬酸等之多價羧酸之一價或二價以上之鹽、磺酸、胺基酸等之有機酸之金屬鹽、及有機銨鹽之外、也可以使用聚（甲基）丙烯酸、聚乙烯基磺酸、聚第三丁基丙烯醯胺磺酸、聚丙烯醯胺、聚亞乙基亞胺等之高分子電解質鹽。再者，即使鹽對水為不溶性，在水中為分散之形態，也可能隨時間在凝膠中分散。此時，可以使用矽酸鹽、鋁酸鹽、金屬之氧化物或氫氧化物。又，在本發明高分子水凝膠中所含之水分量，並無特別限定，具體地說，在高分子水凝膠剛製造後，水分量可比平衡水分量更多，變少，再者也可以同量。同時，高分

314019.ptd 第17頁 1243838 五、發明說明（13) 子水凝膠在空氣中放置時，吸收空氣中之水分或放出水分到空氣中，此水分量是慢慢會達成平衡。為此，在平衡水分量以外之水分量設定場合^南分子水凝膠係保持在水分不透過容器較佳。容器之構成並無特別之限定，可以採用該領域周知之任一種構造，例如，可列舉如有水分阻隔性薄膜所製成之袋。薄膜之構造係，由外側起，聚酯/聚乙烯/鋁箔/聚乙烯、聚酯/鋁蒸著膜/聚乙烯、聚酯/矽蒸著膜/聚乙烯等之構造。上述構造之内，含鋁猪構造因水分阻隔性高所以較佳。置入袋中高分子水凝膠的保持方法之一個例子，可用第1圖來說明。首先，準備2張如第1圖（a )所示剖面構造之長方形薄膜（聚酯1/聚乙烯2/鋁箔3/聚乙烯4)。其次，2張之薄膜以聚乙烯4面相對向，將高分子水凝膠之插入開口部5以外之末端6，藉由熱封形成袋子，在所得袋子中自開口部5插入高分子水凝膠7 (第1圖（b ))，接著將開口部5熱封可以保持袋之高分子水凝膠（第1圖（c ))。做為在本發明中製造高分子水凝膠之方法，並無特別之限制，可以使用任何一種周知之方法。例如，為了製造高分子基材以非離子性聚合性單體與交聯性單體在水性媒體（水、水與醇之混合溶劑等）中分散，在分散液中混合濕潤劑、溶劑及其他添加劑，再者藉由添加周知之聚合起始劑，進行加熱或紫外線照射等交聯聚合，可以得到高分子水凝膠。聚合起始劑，可為熱聚合起始劑，也可為光聚合

314019.ptd 第 18 頁 1243838 五、發明說明（14) 起始劑，又，在預先之浸含濕潤劑或溶劑又，例如，在特用本身交聯性高分子聯性高分子共聚合物同時產生自由基聚合反之，交聯反應為以側鏈，藉由脫離基，全部官能基能生成交本發明之高分子高分子水凝膠吸水倍上述之因子，而控制量，在反應後，添加佳。因而，做為如上個以上聚合性雙鍵結聯聚合者為較佳。在本發明中之高添加防腐劑、殺菌劑定劑、香料、界面活美白劑及其他的藥效可列舉如，預先在配之方法，與由在一旦等方法内，在隨著自會被自由基攻擊，因聚合反應等亦為可開平11一共聚合物溶液，係反應，有現有聚合以一定之聯點。水凝膠宜率之因子預先形成之交聯性述般適當合之交聯所形成之高分子基材中，使行之方式。 3 4 9 7 8 6公報中所述，可以使溶液之方法。在此，本身交在高分子水凝膠生成時不會容易添加藥效成分之優點。之直鏈狀高分子之一部分之比率產生交聯點，並非限定控制其吸水倍率。做為控制可列舉交聯密度，為了控制交聯點之交聯性單體添加單體能確實形成交聯點者為之例子，使用在分子内有二性單體，以一步驟反應共交分子水凝膠因應需求，也可以適當地、防黴劑、防銹劑、氧化防止劑、安性劑、著色劑等或抗炎劑、維生素，成分。做為藥效成分添加之方法者，合液中溶解或分散，形成高分子基材生成高分子水凝膠後添加之方法，此由基聚合反應生成凝膠時，藥效成分而會有失去藥效之情形，若藉由後者

314019.ptd 第19頁 1243838 五、發明說明 (15) 之方法添加藥效成分則較佳。本發明之高分子水凝膠係可以適用於做生理用電極、醫療用黏著劑超音波用偶合材、化粧品、醫藥外用品、工業計測用電極工業用黏著劑等之原料，其中，以做為生理用電極及醫療用黏著劑用黏著劑使用最為適當。 [實施例] 以下藉由實施例更詳細說明本發明，但本發明範圍並不只限於此等實施例〇實 Μ 例 1 首先將做為非離子性聚合性單體之丙稀醯胺（Μ 1) 與聚曱基丙稀酸乙二醇酯 (Μ 3 )、做為交聯性單體之 Ν，Ν— 亞甲基雙丙稀醢胺 (C1： )、做為電解質鹽之氯化納 (Ν )、做為濕潤劑之聚甘油 (6量體 )(G 1)與聚乙二醇（G 3 )以表1所示西己合量 (重量％)配合， 1加入做為溶劑的離子交換水，做成 1 0 0重量％之混合物 5 經溶解攪拌後，得到單體配合液。聚曱基丙稀酸乙二醇酯（M3 )，係使用構成此聚乙— 醇中之 — (CH2CH20)n- 單 *位 :中（η是重覆之單 -位數），η与2 者〇其次 1 相田於單體配合液1 0 0重量部中，加入0 . 3重量部之做為光聚合起始劑的 1 一經基一環己基苯基嗣（商品名 Er uca curel84，，基巴特化化學公司製），再攪拌溶解。在表 1顯示構成單體配合液之各成分配合量。但是，表1之數值係相田於加入離子交換水配合液總量之重量％。所得單體配合液 5 調整、、田 /JDL 度至後，在聚對苯二二甲酸乙酯薄膜

314019.pid 第 20 頁 1243838 五、發明說明（16) __ 上涛涛展開。接菩，1 之紫外線照射60秒後，、^此^體配合液以5〇mW/cm^度 -之薄片狀黏著性高分聚合反應，可得厚度u 在所得凝膠之單面，貼二持構材的碳塗膜聚酿薄膜；"付旦做為為了進行浸潰測定之支 5〇襲作成試驗片，同护、重里· W1[g])，觅裁成50mm χ 凝膠面向上，溫度在23+’ 〇驗片是使用在浸潰測定前’將 24小時達到平衡水分量者、濕度55± 10%之環境下靜置 (1)/文潰5分鐘時之重量增加在縱X橫X深度二型玻璃圓皿内放入秤量〇〇mmx 100mmx 20錢之塑膠角測定重量U2[g])之i驗，=二換水5〇g，在此，將預先玻璃圓皿邊緣沈穩地切離1叹=，經過5分鐘後取出，在面之水滴後，測定試驗片之香=去凝膠表面及支持構材表留水做為溶出液來評估溶出旦里（W3[g])’同時，使用殘由式2算出，結果如表3所^置，凝膠浸潰時之重量增加係 π潰5分鐘時之重量增加（ (2>、容7，W2)/(W2—W1)xl;0"式2 “入奋出量評估作旦將秤得浸潰5分鐘時之重量增加所得溶出液，改移『里，（W4[g])之玻璃容器内，玻璃圓皿内以離子交換水^ 入’洗淨液追加到玻璃容器的溶出液中，接著，破 · 乾無為内冷部到至/皿，測定重量（W 5 [ g ])。

1243838 五、發明說明（17) 溶出量根據式3來算出，結果表示於表3。溶出量（重量％)= (W5— W4)/ (W2— Wl) X 100 式 3 實施例2 除了將做為非離子性聚合性單體之丙烯醯胺（Μ 1 )與N， Ν—二曱基丙烯醯胺（Μ 2 )、做為交聯性單體之Ν，Ν—亞甲基雙丙烯醯胺（C 1 )、與聚二甲基丙烯酸乙二醇酯（C 2 )、做為電解質鹽之氯化鈉（Ν )、做為濕潤劑之聚甘油（6量體）（G 1 ) 與聚甘油（1 0量體）（G 2 )與聚乙二醇（G 3 )以表1所示配合量 (重量％)配合之外，其餘與實施例1相同，可得高分子水凝膠。所得高分子水凝膠之浸潰測定與實施例1相同進行，結果如表3所示。同時，聚二甲基丙烯酸乙二醇酯（C 2 )，係使用構成此之聚乙二醇中之一（C H 2C Η 2〇 ) η—單位中（η係重覆單位數），η与4者。實施羞i 除了做為非離子性聚合性單體之丙烯醯胺（Μ 1 )、做為交聯性單體之Ν，Ν—亞甲基雙丙烯醯胺（C 1 )、做為電解質鹽之氣化鈉（Ν )、做為濕潤劑之聚甘油（6量體）（G 1 )與聚甘油（10量體）（G2)及甘油（G6)以表1所示配合量（重量％)配合之外，其餘與實施例1相同，可得高分子水凝膠。所得高分子水凝膠之浸潰測定與實施例1相同進行，結果如表3所示。再者，為了確認凝膠浸潰5分鐘時之重量增加、溶出量與實際使用之相互關係，用以下之方法，進行循環評估0

314019.ptd 第22頁 1243838 五、發明說明（18) (3 )循環評估在3公升燒杯中裝約2公升之自來水，預先測定重量 (W 2 )之試驗片浸潰1 0秒鐘後，除水，將支持材作為下側放置在紙巾上，除去殘留水滴，進行測定重量（W6 n)，其次，此試驗片在6 0°C爐中，凝膠面向上靜置，經過1 0分鐘後自爐中取出，在溫度2 3± 5°C，濕度5 5± 1 0 %環境下，同樣將凝膠面向上靜置2 4小時後，測定重量（W 7 n)，如此重覆2 0次測定（W6〇至（W62G)及（W7!)至（W72G)，再者，水洗後重量變化（重量％)與乾燥後重量變化（重量％)以式4及式5算出，結果’ 水洗後重量變化在表4及第 2圖，乾燥後重量變化在表 5及第3圖表示〇水洗後重量變化 (重量 °/〇) = (We ；n- WO/ (W 2- X 100 式4 乾燥後重量變化 (重量 %) (W, (W 2- X 100 式5 實施例4 除了做為非離子性聚合性單體之丙烯醯胺（Μ 1 )與N，N —二甲基丙烯醯胺（Μ 2 )、做為交聯性單體之Ν，Ν—亞甲基雙丙烯醯胺（C 1 )、做為電解質鹽之氯化鈉（Ν)、做為濕潤劑之聚甘油（6量體）（G 1 )與聚甘油（1 0量體）（G 2 )以表1所示配合量（重量％)配合之外，其餘與實施例1相同，可得高分子水凝膠。所得高分子水凝膠之浸潰測定與實施例1同樣進行，結果如表3所示。再者，與實施例3相同進行（3 )循環評估，結果如表4及第2圖、表5及第3圖所示。

314019.ptd 第23頁 1243838 五、發明說明（19) 實施例5 除了改變做為非離子性聚合性單體為N，N—二甲基丙烯醯胺（Μ 2 )、做為交聯性單體之N，N—亞甲基雙丙烯醯胺 (C 1 )、做為電解質鹽之氣化鈉（Ν )、做為濕潤劑之聚甘油 (6量體）（G 1 )以表1所示配合量（重量％ )配合之外，其餘與實施例1相同，可得高分子水凝膠。所得高分子水凝膠之浸潰測定與實施例1同樣進行，結果如表3所示。實施例6 除了改變做為非離子性聚合性單體為聚丙二醇丙烯酸酯（Μ 4 )、做為交聯性單體為聚二甲基丙烯酸乙二醇酯（η与 4 )( C 2 )、做為濕潤劑者為聚環氧乙烷二甘油（平均分子量 9 4 8 )( G 4 )以表1所示配合量（重量％ )配合之外，其餘與實施例1相同，可得高分子水凝膠。所得高分子水凝膠之浸潰測定與實施例1相同進行，結果如表3所示。同時聚丙烯酸丙二醇酯（Μ4)係使用構成此之聚丙二醇中之一（CH2CH(CH3) 〇 ) η—單位中（η是重覆之單位數），η— 6者。實盡倒7 除了改變做為非離子性聚合性單體為聚丙二醇（η与6 ) 丙烯酸酯（Μ 4 )、做為交聯性單體為聚乙二醇（η与4 )二甲基丙烯酸酯（C 2 )、做為濕潤劑者為聚環氧乙烷山梨糖醇 (平均分子量2 5 6 3 ) (G5)以表1所示配合量（重量％)配合之外，其餘與實施例1相同，可得高分子水凝膠。所得高分子水凝膠之浸潰測定與實施例1相同進行，結果如表3所示0

314019.ptd 第24頁 1243838 五、發明說明（20) 也較例1 做為聚合性單體之丙烯醯胺（Μ 1 )、做為交聯性單體之 Ν，Ν—亞甲基雙丙烯醯胺（C 1 )、做為電解質鹽之氯化鈉 (Ν )、做為濕潤劑為甘油（G 6 )以表1所示配合量（重量％ )配合，加入做為溶劑的離子交換水1 0 0重量％做為混合物經溶解攪拌，製得單體配合液。其次，相當於單體配合液1 0 0重量部中，加入0. 3重量部之做為光聚合起始劑的1一羥基一環己基苯基酮（商品名 Eruca curel84，基巴特化化學公司製），再授拌溶解。在表1顯示構成單體配合液之各成分配合量。但是，表1之數值係相當於加入離子交換水配合液總量之重量％。所得單體配合液，係調整溫度至4°C後，在聚對苯二甲酸乙酯薄膜上薄薄展開。接著，對此單體配合液以50mW/ cm強度之紫外線照射6 0秒後，進行交聯聚合反應。所得試樣以與實施例1相同條件做成試驗片，進行（1 ) 浸潰5分鐘時之重量增加，與（2 )溶出量評估，結果如表3 所示。又，與實施例3相同，進行（3)循環評估，結果如表4 及第2圖、表5及第3圖所示。比較例2 除了做為聚合性單體以丙烯醯胺（Μ 1 )、做為交聯性單體之Ν，Ν—亞甲基雙丙烯醯胺（C 1 )、做為電解質鹽之氯化鈉（Ν )、做為濕潤劑為聚乙二醇（G 3 )及甘油（G 6 )以表1所示配合量（重量％)配合之外，其餘與實施例1相同，可得高

314019.ptd 第25頁 1243838 五、發明說明（21) 分子水凝膠。所得高分子水凝膠之浸潰測定與實施例1相同進行，結果如表3所示。又，與實施例3相同，進行（3)循環評估，結果如表4 及第2圖、表5及第3圖所示。比較例3 除了做為聚合性單體以丙烯醯胺（Μ 1 )、做為交聯性單體之Ν，Ν—亞甲基雙丙烯醯胺（C 1 )、做為電解質鹽之氯化鈉（Ν )、做為濕潤劑為聚乙二醇（G 3 )以表1所示配合量（重量％)配合之外，其餘與實施例1相同，可得高分子水凝膠。所得高分子水凝膠之浸潰測定與實施例1相同進行，結果如表3所示。比較例4 聚丙稀酸納（分子量約5 0 0萬）（Μ 5 )與聚丙稀酸（分子量約3 0萬）（Μ 6 )、甘油（G 6 )與1，3— 丁二醇（G 7 )以表1所示配合量（重量％)配合，再加入離子交換水在5 0°C均勻混練3 0 分鐘，同時，離子交換水、Μ 5、Μ 6、G 6、G 7及之後添加之合成秒酸銘C，與離子交換水合計配合成100重量％。其次做為交聯性因子之合成矽酸鋁（C )以表1所示配合量加入，再於6 0°C均勻混練1 0分鐘，如此所得配合液在聚對苯二曱酸乙酯薄膜上使用刮刀展延後，在室溫中放置約 2小時，可得厚度1. 0mm之薄片狀凝膠，同時試樣之組合如表1所示，所得試樣以與實施例1相同條件做成試驗片，進行（1 ) 浸潰5分鐘時之重量增加，與（2 )溶出量評估，結果如表3

314019.ptd 第26頁 1243838 五、發明說明（22) 所示。在比較例4中雖試行循環試驗，但支持構材與凝膠之接著力弱，與離子交換水接觸時因會剝離，認為不耐循環試驗。表1 聚合性單體交聯性單體電解質鹽濕潤劑水 Ml M2 M3 M4 M5 M6 C1 C2 C N G1 G2 G3 G4 G5 G6 G7 實施例 1 18 一 2 — — 一 0,06 — — 2 50 — 10 一 — — 17.94 2 15 5 — — — — 0.05 0.05 — 2 40 10 10 — — 一 17.9 3 20 — — — — 一 0.1 一 — 2 40 10 — 一 — 10 — 17.9 4 10 10 — — — — 0.08 一 — 3 30 30 16.92 5 — 20 — — — — 0.1 — — 5 55 — — — — — — 19.9 6 — — — 30 — 一 — 0.3 — — — — — 55 — — — 14.7 7 — — — 30 — — — 0.3 一 — — — — — 55 — — 14.7 比較例 1 20 一 — — — — 0.05 — — 2 — — — — — 60 一 17.95 2 20 一 — — — — 0.06 — — 2 一 — 18 — — 42 — 17,94 3 20 — — — — — 0.06 — — 2 — — 60 — — — — 17.94 4 — — — — 2 8 — — 1.5 — — — — — — 5 10 73.5 表2

G1 G2 G3 G4 G5 G6 G7 聚合體單體平均分子量 500 750 400 948 2563 92 90 醚基數+羥基數/ 碳原子數約 13/18 = 2/3 約 21/30 = 2/3 約 10/18 =1.7/3 約 19/48 = 1.2/3 約 47/129 =1.1/3 1 1/2 分子内之羥基數 8 12 2 4 6 3 2 314019.ptd 第27頁 1243838 五、發明說明（23) 表3 浸潰5分鐘時之重量增加溶出量實施例1 30 5.9 實施例2 36 5.7 實施例3 30 6.7 實施例4 38 5.5 實施例5 27 6.2 實施例6 8 4.2 實施例7 5 1.2 比較例1 47 13 比較例2 65 12 比較例3 72 9.7 比較例4 460 3.7 由表3，實施例1至7之任一個浸潰5分鐘時之重量增加在5 0重量％以下，並且，溶出量在1 0重量％以下，相對於此，比較例2之浸潰5分鐘時之重量增加超過5 0重量％，同時，溶出量也超過1 0重量％，又比較例1雖然浸潰5分鐘時之重量增加在50重量％以下，但溶出量超過10重量％。再者，比較例3及4雖然溶出量在1 0重量％以下，但浸潰5分鐘時之重量增加超過5 0重量％。

314019.ptd 第28頁 1243838 五、發明說明（24) 表4 測定前 5次後 1 0次後 1 5次後 20次後實施例3 100 106 103 98 92 實施例4 100 109 107 99 98 比較例1 100 102 91 79 67 比較例2 100 104 94 85 77 表5 測定前 5次後 1 0次後 1 5次後 20次後實施例3 100 97 93 88 81 實施例4 100 100 97 91 89 比較例1 100 91 79 67 55 比較例2 100 93 83 75 67 由表4及第2圖，洗淨2 0次之後之凝膠重量相對於比較例初期重量之67%、7 7%時，有顯著之減少，實施例是重量減少在1 0 %以内。又，凝膠厚度，比較例1以外相對於初期並無大幅減少。由表5及第3圖，洗淨之後進行乾燥後，實施例維持在 8 0至90%之重量，但比較例則大幅地減少至55%、67%重量。水洗之後之重量，由於凝膠之保水，外觀上重量之減少變少，但實際上，如表3所示般，凝膠中之濕潤劑等有溶出，凝膠之平衡狀態中顯示重量減少。又，由表5及第3圖，與實施例3及4相比，比較例1及2 之浸潰5分鐘時之重量增加儘管為低，循環試驗5次後、1 0 次後等之水洗後重量則逆轉。此與乾燥後重量相比的話，

314019.ptd 第29頁 1243838 五、發明說明（25) 原因就變得很清楚，在5次之循環中，比較例之凝膠是已經相近於1 0重量％之溶出而產生重量減少，相對於此時之實質凝膠重量，吸水量在比較例方面為較多。 [發明之效果] 本發明之高分子水凝膠的耐水性優異，因此本發明之高分子水凝膠特別在凝膠墊或生理用電極中使用之情形，可以重覆水洗，同時，若數秒左右之水洗的話，即使重覆水洗數次，濕潤劑也不易溶出，使用壽命變長，再者，使用在生理之場合，激烈發汗之情形，即使與汗接觸因劣化之程度較小，而成為良好之生理貼付材料。又，即使在屋外使用之工業用計測等，因耐環境性強可以比以往者使用壽命更長。

314019.ptd 第30頁 1243838 圖式簡單說明 [圖式說明（元件符號說明）] 第1圖（a )至（c )表示1個本發明高分子水凝膠之保持方法例子概略圖。第2圖表示實施例3與4、比較例1與2之凝膠水洗次數與水洗後之重量變化關係圖。第3圖表示實施例3與4、比較例1與2之凝膠水洗次數與水洗後及乾燥後之重量變化關係圖。

314019.ptd 第31頁

Claims

1243838 _案號 91121204 修正_____ 六、申請專利範圍 1 . 一種高分子水凝膠，其特徵係在非離子性聚合性單體與交聯性單體共聚合所形成之高分子基材中含有濕潤劑與水；該濕潤劑，為5 0重量％以上由含3價以上多價醇單體之多價醇單體的聚合物所構成，該聚合物在常溫中為液體且其平均分子量為1 5 0至4 0 0 0，為水溶性，且具有{(聚合物中存在之醚基數+聚合物中存在之羥基數）/聚合物中存在之碳原子數丨-1/ 3之性質。 2. —種高分子水凝膠，其特徵係在非離子性聚合性單體與交聯性單體共聚合所形成之高分子基材中含有濕潤劑及水，該濕潤劑含有至少5 0重量％之多價醇單體之聚合物；該高分子水凝膠，浸潰5分鐘時相對於浸潰前本身重量增加在5 0重量％以下，浸潰5分鐘後接著乾燥時，相對於浸潰前的本身重量減少在1 0重量％以下；其中，該濕潤劑，為5 0重量％以上由含3價以上多價醇單體之多價醇單體的聚合物所構成，該聚合物在常溫中為液體且其平均分子量為1 5 0至4 0 0 0，為水溶性，且具有{(聚合物中存在之醚基數+聚合物中存在之羥基數） /聚合物中存在之碳原子數1/ 3之性質。 3. 如申請專利範圍第1或2項之高分子水凝膠，其中之濕潤劑係3價以上之多價醇單體的聚合物。 4. 如申請專利範圍第1或2項之高分子水凝膠，其中含有3 價以上多價醇單體之多價醇單體的聚合物，具有6至1 2 個羥基者。 5. 如申請專利範圍第1或2項之高分子水凝膠，其中3價以

314019.ptc 第32頁 1243838 _案號 91121204 9手年+月β曰修正_ 六、申請專利範圍上多價醇單體，係選自由甘油、季戍四醇、山梨糖醇、山梨糖醇酐及糖類所組成之族群者。 6. 如申請專利範圍第1或2項之高分子水凝膠，其中濕潤劑係佔高分子水凝膠之1 0至8 0重量％比率者。 7. 如申請專利範圍第1或2項之高分子水凝膠，其中水係佔高分子基材之5至5 0重量％者。 8. 如申請專利範圍第1或2項之高分子水凝膠，其中水係以溶解有1 3重量％以下之電解質鹽之狀態含於高分子基材中者。 9. 如申請專利範圍第1或2項之高分子水凝膠，其係做為生理用電極或醫療用黏著材使用者。

314019.pic 第33頁