WO2003093327A1 - Gel ayant une structure multiple en réseau et procédé de production - Google Patents

Gel ayant une structure multiple en réseau et procédé de production Download PDF

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Description

明 細 書
多重網目構造を有するゲル及びその製造方法 技術分野
本発明は、 多重網目構造を有する高分子ゲル及びその製造方法に関する。 背景技術
高分子ゲルは、 低摩擦特性や物質透過性、 外的刺激に対する能動的な生物様運 動特性など、 固体や液体が単独では持ち得ない興味深い性質を数多く持つ。 しか し、 これらの特性を生かして日常生活や医療、 工業の分野でゲルを用いようとす る場合、 ポリビニルアルコール (P VA) ゲルやポリ一 2—ヒドロキシェチルメ タクリレート (PHEMA) ゲルのような一部のゲルを除き、 殆どが機械的強度 に乏しく脆いというのが現状である。 もし高い強度を持つゲルができれば、 また その原理を理解し自由に機械的強度を調整できるようになれば、 生活品や工業的 な利用は勿論の事、 ゲルの持つ物質透過性を生かした人工血管や低摩擦表面を有 するゲルの人工関節軟骨への応用など、 実用レベルの高機能性バイオマテリアル の開発が可能となり、 高分子ゲルの利用価値が飛躍的に高まることが期待される。 そこで、 本発明は、 溶媒を多く含み、 形状を維持できるゲルの特徴を生かしつ つ、 機械的強度に優れたゲルを提供することを目的とする。 発明の開示
本発明 (1) は、 圧縮破断応力が 1〜10 OMP aであり、 溶媒含有量が 10%以上である多重網目構造型ゲルである。
本発明 (2) は、 引張破断応力が 0. l〜100MP aである、 前記発明 (1) のゲルである。
本発明 (3) は、 溶媒が、 水、 水可溶性有機溶媒又はこれらの混合溶媒あるい は水不溶性有機溶媒である、 前記発明 (1) 又は (2) のゲルである。
本発明 (4) は、 該多重網目構造がダブルネットワーク構造である、 前記発明 (1) 〜 (3) のいずれか一つのゲルである。 本発明 (5) は、 一種以上のモノマーを重合し架橋することにより形成された 第一の網目構造と、 第一の網目構造内で一種以上のモノマーを重合し架橋するこ とにより、 第一の網目構造に絡みつくように形成された第二の網目構造とを有す る、 前記発明 (1) 〜 (4) のいずれか一つのゲルである。
本発明 (6) は、 第一の網目構造の架橋度が、 第二の網目構造の架橋度よりも 大きい、 前記発明 (5) のゲルである。
本発明 (7) は、 一種以上のモノマーを重合し架橋することにより形成された 第一の網目構造と、 第一の網目構造内で一種以上のモノマーを重合することによ り、 第一の網目構造に絡みつくように形成されたポリマーとを有する、 前記発明 (1;) 〜 (4) のいずれか一つのゲルである。
本発明 (8) は、 該ゲル中における、 第一の網目構造を構成する該一種以上の モノマ一量と、 第二の網目構造を構成する該一種以上のモノマ一量又は第一の網 目構造に絡みつくように形成されたポリマーを構成する該一種以上のモノマ一量 の比が、 モル比で 1 : 2~1 : 100である、 前記発明 (5) 〜 (7) のいずれ か一つのゲルである。
本発明 (9) は、 明細書に記載の方法に従って測定された収縮度が、 20〜 95%である、 前記発明 (1) 〜 (8) のいずれか一つのゲルである。
本発明 (10) は、 第一の網目構造を構成する該一種以上のモノマー及び第二 の網目構造を構成する該一種以上のモノマ一又は第一の網目構造に絡みつくよう に形成されたポリマーを構成する該一種以上のモノマ一が、 水不溶性モノマ一及 び水溶性モノマーからなる、 前記発明 (5) 〜 (8) のいずれか一つのゲルであ る。
本発明 ( 1 1) は、 水不溶性モノマーと水溶性モノマーの比が、 9. 9 : 0. 1〜0. 1 : 9. 9である、 前記発明 (10) のゲルである。
本発明 (12) は、 水不溶性モノマーがフッ素含有モノマーを含む、 前記発明
(10) 又は (12) のゲルである。
本発明 (13) は、 金属イオンを含み、 かつ、 第一の網目構造を構成する一種 以上のモノマ一及び第二の網目構造を構成する一種以上のモノマーの少なくとも 一つのモノマ一が、 該金属イオンと錯体を形成しうる基を有するモノマーである、 前記発明 (5)、 (6) 及び (8) のいずれか一つのゲルである。
本発明 (14) は、 金属イオンを含み、 かつ、 第一の網目構造を構成する一種 以上のモノマ一及び第一の網目構造に絡みつくように形成されたポリマ一を構成 する一種以上のモノマーの少なくとも一つのモノマーが、 該金属イオンと錯体を 形成しうる基を有するモノマーである、 前記発明 (7) 又は (8) のゲルである。 本発明 (15) は、 前記発明 (1) 〜 (14) のいずれか一つのゲルを用いた 物品である。
本発明 (16) は、 おむつ、 衛生用品、 除放剤、 土木材料、 建築材料、 通信材 料、 土壌改質剤、 コンタクトレンズ、 眼内レンズ、 ホロ一ファイバー、 人工軟骨、 人工臓器、 燃料電池用材料、 バッテリー隔膜、 対衝撃材料及びクッションから選 択される、 前記発明 (15) の物品である。
本発明 (17) は、 一種以上のモノマーを重合し架橋することにより形成され た第一の網目構造と、,第一の網目構造内で一種以上のモノマーを重合し架橋する ことにより、 第一の網目構造に絡みつくように形成された第二の網目構造とを有 し、 かつ、 第一の網目構造の架橋度が、 第二の網目構造の架橋度よりも大きい多 重網目構造型ゲルである。
本発明 (18) は、 第一の網目構造の架橋度が 0. 1〜5 Oinol%であり、 第 二の網目構造の架橋度が 0. 001〜2 Oniol%である、 前記発明 (17) のゲ ルである。
本発明 (1 9) は、 圧縮破断応力が 1〜10 OMP aであり、 溶媒含有量が
10%以上である、 前記発明 (17) 又は (18) のゲルである。
本発明 (20) は、 引張破断応力が 0. l〜100MP aである、 前記発明 (17) 〜 (19) のいずれか一つのゲルである。
本発明 (21) は、 溶媒が、 水、 水可溶性有機溶媒又はこれらの混合溶媒ある いは水不溶性有機溶媒である、 前記発明 (17) 〜 (20) のいずれか一つのゲ ルである。
本発明 (22) は、 該多重網目構造がダブルネットワーク構造である、 前記発 明 (17) 〜 (21) のいずれか一つのゲルである。
本発明 (23) は、 該ゲル中における、 第一の網目構造を構成する該一種以上 のモノマー量と、 第二の網目構造を構成する該一種以上のモノマー量の比が、 モ ル比で 1 : 2〜1 : 100である、 前記発明 (17) 〜 (22) のいずれか一つ のゲルである。
本発明 (24) は、 明細書に記載の方法に従って測定された収縮度が、 20〜 95 %である、 前記発明 (17) 〜 (23) のいずれか一つのゲルである。
本発明 (25) は、 第一の網目構造を構成する一種以上のモノマー及び第二の 網目構造を構成する一種以上のモノマーが、 水不溶性モノマー及び水溶性モノ マーからなる、 前記発明 (17) 〜 (24) のいずれか一つのゲルである。
本発明 (26) は、 水不溶性モノマーと水溶性モノマーの比が、 9. 9 : 0. 1〜0. 1 : 9. 9である、 前記発明 (25) のゲルである。
本発明 (27) は、 水不溶性モノマーがフッ素含有モノマーを含む、 前記発明 (25) 又は (26) のゲルである。
本発明 (28) は、 金属イオンを含み、 かつ、 第一の網目構造を構成する一種 以上のモノマー及び第二の網目構造を構成する一種以上のモノマーの少なくとも 一つのモノマーが、 該金属イオンと錯体を形成しうる基を有するモノマーである、 前記発明 (17) 〜 (27) のいずれか一つのゲルである。
本発明 (29) は、 前記発明 (17) 〜 (28) のいずれか一つのゲルを用い た物品である。
本発明 (30) は、 おむつ、 衛生用品、 除放剤、 土木材料、 建築材料、 通信材 料、 土壌改質剤、 コンタクトレンズ、 眼内レンズ、 ホロ一ファイバー、 人工軟骨、 人工臓器、 燃料電池用材料、 バッテリー隔膜、 対衝撃材料及びクッションから選 択される、 前記発明 (29) の物品である。
本発明 (3 1) は、 一種以上のモノマーを重合し架橋することにより形成され た第一の網目構造と、 第一の網目構造内で一種以上のモノマーを重合し架橋する ことにより、 第一の網目構造に絡みつくように形成された第二の網目構造か、 第 一の網目構造内で一種以上のモノマ一を重合することにより、 第一の網目構造に 絡みつくように形成されたポリマーとを有し、 かつ、 該ゲル中における、 第一の 網目構造を構成する該一種以上のモノマー量と、 第二の網目構造を構成する該ー 種以上のモノマ一量又は該ポリマーを構成するモノマー量の比が、 モル比で 1 : 2〜1 : 100である多重網目構造型ゲルである。
本発明 (32) は、 圧縮破断応力が 1〜10 OMP aであり、 溶媒含有量が 10%以上である、 前記発明 (31) のゲルである。
本発明 (33) は、 引張破断応力が 0. l〜 100MP aである、 前記発明 (31) 又は (32) のゲルである。 '
本発明 (34) は、 溶媒が、 水、 水可溶性有機溶媒又はこれらの混合溶媒ある いは水不溶性有機溶媒である、 前記発明 (31) 〜 (33) のいずれか一つのゲ ルである。
本発明 (35) は、 該多重網目構造がダブルネットワーク構造である、 前記発 明 (31) 〜 (34) のいずれか一つのゲルである。
本発明 (36) は、 明細書に記載の方法に従って測定された収縮度が、 20〜 95%である、 前記発明 (31) 〜 (35) のいずれか一つのゲルである。
本発明 (37) は、 第一の網目構造を構成する一種以上のモノマ一及び第二の 網目構造を構成する一種以上のモノマー又は該ポリマーを構成する一種以上のモ ノマーが、 水不溶性モノマー及び水溶性モノマーからなる、 前記発明 (31) 〜
(36) のいずれか一つのゲルである。
本発明 (38) は、 水不溶性モノマーと水溶性モノマーの比が、 9. 9 : 0. 1〜0. 1 : 9. 9である、 前記発明 (37) のゲルである。
本発明 (39) は、 水不溶性モノマーがフッ素含有モノマーを含む、 前記発明 ( 37) 又は (38) のゲルである。
本発明 (40) は、 金属イオンを含み、 かつ、 第一の網目構造を構成する一種 以上のモノマー及び第二の網目構造を構成する一種以上のモノマー又は該ポリ マ一を構成する一種以上のモノマーの少なくとも一つのモノマーが、 該金属ィォ ンと錯体を形成しうる基を有するモノマーである、 前記発明 (31) 〜 (39) のいずれか一つのゲルである。
本発明 (41) は、 前記発明 (31) 〜 (40) のいずれか一つのゲルを用い た物品である。
本発明 (42) は、 おむつ、 衛生用品、 除放剤、 土木材料、 建築材料、 通信材 料、 土壌改質剤、 コンタクトレンズ、 眼内レンズ、 ホロ一ファイバ一、 人工軟骨、 人工臓器、 燃料電池用材料、 バッテリー隔膜、 対衝撃材料及びクッションから選 択される、 前記発明 (41) のゲルである。
本発明 (43) は、 明細書に記載の方法に従って測定された収縮度が、 20〜 95 %である多重網目構造型ゲルである。
本発明 (44) は、 圧縮破断応力が 1〜10 OMP aであり、 溶媒含有量が
10%以上である、 前記発明 (43) のゲルである。
本発明 (45) は、 引張破断応力が 0. l〜 100MP aである、 前記発明 (43) 又は (44) のゲルである。
本発明 (46) は、 溶媒が、 水、 水可溶性有機溶媒又はこれらの混合溶媒ある いは水不溶性有機溶媒である、 前記発明 (43) 〜 (45) のいずれか一つのゲ ルである。
本発明 (47) は、 該多重網目構造がダブルネットワーク構造である、 前記発 明 (43) 〜 (46) のいずれか一つのゲルである。
本発明 (48) は、 一種以上のモノマーを重合し架橋することにより形成され た第一の網目構造と、 第一の網目構造内で一種以上のモノマーを重合し架橋する ことにより、 第一の網目構造に絡みつくように形成された第二の網目構造とを有 する、 前記発明 (43) 〜 (47) のいずれか一つのゲルである。
本発明 (49) は、 第一の網目構造の架橋度が、 第二の網目構造の架橋度より も大きい、 前記発明 (48) のゲルである。
本発明 (50) は、 一種以上のモノマーを重合し架橋することにより形成され た第一の網目構造と、 第一の網目構造内で一種以上のモノマーを重合することに より、 第一の網目構造に絡みつくように形成されたポリマーとを有する、 前記発 明 (43) 〜 (47) のいずれか一つのゲルである。
本発明 (51) は、 該ゲル中における、 第一の網目構造を構成する該一種以上 のモノマー量と、 第二の網目構造を構成する該一種以上のモノマー量又は第一の 網目構造に絡みつくように形成されたポリマーを構成する該一種以上のモノマー 量の比が、 モル比で 1 : 2〜1 : 100である、 前記発明 (48) 〜 (50) の いずれか一つのゲルである。
本発明 (52) は、 第一の網目構造を構成する一種以上のモノマー及び第二の 網目構造を構成する一種以上のモノマー又は第一の網目構造に絡みつくように形 成されたポリマ一を構成する一種以上のモノマーが、 水不溶性モノマ一及び水溶 性モノマ一からなる、 前記発明 (48) 〜 (51) のいずれか一つのゲルである。 本発明 (5 3) は、 水不溶性モノマーと水溶性モノマ一の比が、 9. 9 : 0. 1〜0. 1 : 9. 9である、 前記発明 (52) のゲルである。
本発明 (54) は、 水不溶性モノマーがフッ素含有モノマーを含む、 前記発明 (52) 又は (53) のゲルである。
本発明 (55) は、 金属イオンを含み、 かつ、 第一の網目構造を構成する一種 以上のモノマー及び第二の網目構造を構成する一種以上のモノマー又は第一の網 目構造に絡みつくように形成されたポリマーを構成する一種以上のモノマーの少 なくとも一つのモノマーが、 該金属イオンと錯体を形成しうる基を有するモノ マーである、 前記発明 (48) 〜 (54) のいずれか一つのゲルである。
本発明 (56) は、 前記発明 (43) 〜 (55) のいずれか一つのゲルを用い た物品である。
本発明 (57) は、 おむつ、 衛生用品、 除放剤、 土木材料、 建築材料、 通信材 料、 土壌改質剤、 コンタクトレンズ、 眼内レンズ、 ホロ一ファイバ一、 人工軟骨、 人工臓器、 燃料電池用材料、 バッテリー隔膜、 対衝撃材料及びクッションから選 択される、 前記発明 (56) である。
本発明 (58) は、 一種以上のモノマ一を重合し架橋することにより形成され た第一の網目構造と、 第一の網目構造内で一種以上のモノマーを重合し架橋する ことにより、 第一の網目構造に絡みつくように形成された第二の網目構造とを有 し、 かつ、 第一の網目構造を構成する一種以上のモノマー及び第二の網目構造を 構成する一種以上のモノマーが、 水不溶性モノマー及び水溶性モノマーからなる 多重網目構造型ゲルである。
本発明 (59) は、 第一の網目構造の架橋度が、 第二の網目構造の架橋度より も大きい、 前記発明 (58) のゲルである。
本発明 (60) は、 一種以上のモノマーを重合し架橋することにより形成され た第一の網目構造と、 第一の網目構造内で一種以上のモノマーを重合することに より、 第一の網目構造に絡みつくように形成されたポリマーとを有し、 かつ、 第 一の網目構造を構成する一種以上のモノマー及び第一の網目構造に絡みつくよう に形成されたポリマーが、 水不溶性モノマー及び水溶性モノマーからなる多重網 目構造型ゲルである。
本発明 (6 1) は、 水不溶性モノマーと水溶性モノマーの比が、 9. 9 : 0. 1~0. 1 : 9. 9である、 前記発明 (58) 〜 (60) のいずれか一つの ゲルである。
本発明 (62) は、 水不溶性モノマーがフッ素含有モノマーを含む、 前記発明 (58) 〜 (61) のいずれか一つのゲルである。
本発明 (63) は、 圧縮破断応力が 1〜10 OMP aであり、 溶媒含有量が 10%以上である、 前記発明 (58) 〜 (62) のいずれか一つのゲルである。 本発明 (64) は、 引張破断応力が 0. l〜 100MP aである、 前記発明 (58) 〜 (63) のいずれか一つのゲルである。
本発明 (65) は、 溶媒が、 水、 水可溶性有機溶媒又はこれらの混合溶媒ある いは水不溶性有機溶媒である、 前記発明 (58) ~ (64) のいずれか一つのゲ ルである。
本発明 (66) は、 該多重網目構造がダブルネットワーク構造である、 前記発 明 (58) ~ (65) のいずれか一つのゲルである。
本発明 (67) は、 該ゲル中における、 第一の網目構造を構成する該一種以上 のモノマー量と、 第二の網目構造を構成する該一種以上のモノマー量又は第一の 網目構造に絡みつくように形成されたポリマーを構成する該一種以上のモノマー 量の比が、 モル比で 1 : 2〜1 : 100である、 前記発明 (58) 〜 (66) の いずれか一つのゲルである。
本発明 (68) は、 明細書に記載の方法に従って測定された収縮度が、 20〜 95%である、 前記発明 (58) 〜 (67) のいずれか一つのゲルである。 本発明 (69) は、 金属イオンを含み、 かつ、 第一の網目構造を構成する一種 以上のモノマー及び第二の網目構造を構成する一種以上のモノマー又は第一の網 目構造に絡みつくように形成されたポリマーを構成する一種以上のモノマ一の少 なくとも一つのモノマ一が、 該金属イオンと錯体を形成しうる基を有するモノ マーである、 前記発明 (58) 〜 (68) のいずれか一つのゲルである。 本発明 (70) は、 前記発明 (58) 〜 (69) のいずれか一つのゲルを用い た物品である。
本発明 (71) は、 おむつ、 衛生用品、 除放剤、 土木材料、 建築材料、 通信材 料、 土壌改質剤、 コンタクトレンズ、 眼内レンズ、 ホロ一ファイバー、 人工軟骨、 人工臓器、 燃料電池用材料、 バッテリー隔膜、 対衝撃材料及びクッションから選 択される、 前記発明 (70) の物品である。
本発明 (72) は、 一種以上のモノマーを重合し架橋することにより形成され た第一の網目構造と、 第一の網目構造内で一種以上のモノマーを重合し架橋する ことにより、 第一の網目構造に絡みつくように形成された第二の網目構造とを有 する多重網目構造型ゲルであって、 金属イオンを含み、 かつ、 第一の網目構造を 構成する一種以上のモノマー及び第二の網目構造を構成する一種以上のモノマー の少なくとも一つのモノマーが、 該金属イオンと錯体を形成しうる基を有するモ ノマーであるゲルである。
本発明 (73) は、 第一の網目構造の架橋度が、 第二の網目構造の架橋度より も大きい、 前記発明 (72) のゲルである。
本発明 (74) は、 一種以上のモノマーを重合し架橋することにより形成され た第一の網目構造と、 第一の網目構造内で一種以上のモノマーを重合することに より、 第一の網目構造に絡みつくように形成されたポリマーとを有する多重網目 構造型ゲルであって、 金属イオンを含み、 かつ、 第一の網目構造を構成する一種 以上のモノマー及び第二の網目構造を構成する一種以上のモノマーの少なくとも 一つのモノマーが、 該金属イオンと錯体を形成しうる基を有するモノマ一である ゲルである。
本発明 (7 5) は、 圧縮破断応力が 1〜10 OMP aであり、 溶媒含有量が 10%以上である、 前記発明 (72) 〜 (74) のいずれか一つのゲルである。 本発明 (76) は、 引張破断応力が 0. 1〜: L O OMP aである、 前記発明
(72) ~ (75) のいずれか一つのゲルである。
本発明 (77) は、 溶媒が、 水、 水可溶性有機溶媒又はこれらの混合溶媒ある いは水不溶性有機溶媒である、 前記発明 (72) 〜 (76) のいずれか一つのゲ ルである。 本発明 (78) は、 該多重網目構造がダブルネットワーク構造である、 前記発 明 (72) 〜 (77) のいずれか一つのゲルである。
本発明 (79) は、 該ゲル中における、 第一の網目構造を構成する該一種以上 のモノマー量と、 第二の網目構造を構成する該一種以上のモノマー量又は第一の 網目構造に絡みつくように形成されたポリマーを構成する該一種以上のモノマー 量の比が、 モル比で 1 : 2〜1 : 100である、 前記発明 (72) 〜 (78) の いずれか一つのゲルである。
本発明 (80) は、 明細書に記載の方法に従って測定された収縮度が、 20〜 95%である、 前記発明 (72) 〜 (79) のいずれか一つのゲルである。
本発明 (81) は、 第一の網目構造を構成する一種以上のモノマー及び第二の 網目構造を構成する一種以上のモノマー又は第一の網目構造に絡みつくように形 成されたポリマーを構成する一種以上のモノマーが、 水不溶性モノマ一及び水溶 性モノマーからなる、 前記発明 (72) ~ (80) のいずれか一つのゲルである。 本発明 (8 2) は、 水不溶性モノマーと水溶性モノマーの比が、 9. 9 : 0. 1〜0. 1 : 9. 9である、 前記発明 (81) のゲルである。
本発明 (83) は、 水不溶性モノマーがフッ素含有モノマ一を含む、 前記発明
(81) 又は (82) のゲルである。
本発明 (84) は、 前記発明 (72) 〜 (83) のいずれか一つのゲルを用い た物品である。
本発明 (85) は、 おむつ、 衛生用品、 除放剤、 土木材料、 建築材料、 通信材 料、 土壌改質剤、 コンタクトレンズ、 眼内レンズ、 ホロ一ファイバー、 人工軟骨、 人工臓器、 燃料電池用材料、 バッテリー隔膜、 対衝撃材料及びクッションから選 択される、 前記発明 (84) の物品である。 図面の簡単な説明
図 1は、 第一の網目構造と第二の網目構造が互いに網目を介して物理的に絡み 合ったダブルネットワーク型ゲルである。 図 2は、 第一の網目構造と直鎖状ポリ マーが互いに網目を介して物理的に絡み合ったダブルネットワーク型ゲルである。 図 3は、 1PAMPS4— XMAmO. 1 DNゲルにおける圧縮破断応力及び破断歪に 関する、 第二の網目構造を構成するモノマーの濃度依存性を示したものである。 図 4は、 1 PAMPS 4— l PAAmX DNゲルにおける圧縮破断応力に関する、 第二の 網目構造における架橋度依存性を示したものである。 図 5は、 第一の網目構造を 構成するモノマー及び第二の網目構造を構成するモノマーが同一である (P AM P S同士) ゲルにつき、 これらのモノマー比を変え、 機械強度を測定した結果を 示したものである。 図 6は、 第一の網目構造を構成するモノマー及び第二の網目 構造を構成するモノマ一が同一である (P AAm同士) ゲルにつき、 これらのモ ノマー比を変え、 機械強度を測定した結果を示したものである。 図 7は、 第二の 網目構造の架橋度を変化させたときの、 1 PAMPS 4— 2 . 2 PAMPSXダブルネット ワークゲルの SS- curve を示したものである。 図 8は、 第二の網目構造の架橋度 を変化させたときの、 1 PAAm 1— 3 PAAmXダブルネットワークゲルの SS- curve を示したものである。 図 9は、 1 PAMPS 4— 2 . 2 PAMPSX ダブルネットワークゲ ルの破断応力及び破断歪の架橋度依存性 (圧縮試験) を示したものである。 図 1 0は、 1 PAAm 1 - 3 PAAmX ダブルネットワークゲルの破新応力及び破断歪の 架橋度依存性 (圧縮試験) を示したものである。 発明を実施するための最良の形態
まず、 本明細書に記載された用語の定義につき説明する。
「圧縮破断応力」 とは、 (圧縮破断時の力/元の断面積) の式で算出され、 ま た、 「圧縮破断歪」 とは、 (元の長さ一圧縮破断時の長さ) /元の長さ X I 0 0 % の式で算出される。 これらは、 以下の方法 Aで測定可能である。
測定方法 A:ゲルを直径 9匪、 厚さ 5 腿 の円盤状に切り出し、 前記ゲルを 2枚の平板プレート間に挟み、 TENS ILON (商標) 引張試験機 (0RIENTEC社 製型式: RK- 1310A) を用いて圧縮させる圧縮破断応力。 圧縮速度は 1 0 %ノ分とする。
「引張破断応力」 とは、 (引張破断時の力/元の断面積) の式で算出され、 ま た、 「引張破断歪」 とは、 (引張破断時の長さ—元の長さ) ノ元の長さ X I 0 0 % の式で算出される。 これらは、 以下の方法 Bで測定可能である。
測定方法 B :ゲルを長さ 5 cm、 幅 5匪、 厚さ 3卿 の短冊状に切り出し、 専 用冶具 (チャック) を使用し、 ゲルの両末端を挟み、 TENSILON (商標) 弓 I張 試験機 (0RIENTEC社製型式: 1 3 1 O A) で試験を行い、 破断した時点で の応力を引張破断応力 σとする。 引張速度は 1 0 % 分とする。
「溶媒含有量」 とは、 以下の式で求められる値をいう :
溶媒含有量 =溶媒の重さ/ (溶媒の重さ +乾燥ゲルの重さ) X I 0 0 ( ) 尚、 本明細書にいう 「溶媒」 とは、 網目構造中に含まれている、 網目構造を膨 潤させる液体の意である。 したがって、 単に 「液体」 とも読み替え得る。
「膨潤度」 とは、 以下の式で求められる値をいう :
膨潤度 =膨潤させたゲルの重量 (Ww) ノ乾燥ゲルの重量 (WD)
「多重網目構造型ゲル」 とは、 ベースとなる網目構造に、 一種以上の直鎖状ポ リマー及び Z又は他の網目構造が、 ゲル全体において均一に絡みついており、 結 果としてゲル内に複数の網目構造を形成しているようなゲルを指す。 例えば、 第 一の網目構造とそれに絡みついている第二の網目構造とを有するダブルネット ワーク型ゲルや、 第一の網目構造とそれに絡みついている直鎖状ポリマーとを有 するダブルネットワーク型ゲルが挙げられる。 前者のゲルは、 図 1に示すように、 複数の架橋点 1を有する第一の網目構造 Aと、 複数の架橋点 2を有する第二の網 目構造 Bとから構成され、 これら第一の網目構造 Aと第二の網目構造 Bが、 互い に網目を介して物理的に絡まり合っている。 また、 後者のゲルは、 図 2に示すよ うに、 複数の架橋点 3を有する第一の網目構造 Cと、 直鎖状ポリマー Dとから構 成され、 これら第一の網目構造 Cと直鎖状ポリマ一 Dが、 互いに網目を介して物 理的に絡まり合っている。 なお、 図 1及び図 2において、 第一の網目構造 A及び Cを、 第二の網目構造 B及び直鎖状ポリマー Dより太く描いたが、 これは、 便宜 的に太さを変えて描いたものである。 また、 多重網目構造型ゲルは、 ダブルネッ トヮーク型のみでなく、 三重や四重以上の網目構造を有するゲルをも含む概念で ある。
「架橋度」 とは、 モノマーの仕込みモル濃度に対する架橋剤のモル濃度の比を パーセントで表した値をいう。 なお、 実際には、 重合に関与しなかったモノマー や架橋に関与しなかった架橋剤も僅かにある場合があるが、 この際も、 本明細書 におけるゲルの架橋度は、 前記の通りとする。 「収縮度」 とは、 純水中で平衡膨潤したゲルの重量に対する塩水中で平衡膨潤 したゲルの重量の比をパーセントで表した値を指し、 以下の方法 Cで測定された 値をいう。
測定方法 C :ゲルを大きさ 2 X 2X 2cm3に切り出し、 20°C下で、 500ml の蒸留水に入れ、 1日間平衡膨潤させる。 平衡膨潤後、 水から取り出し、 重さ を天枰で量る。 そのゲルを、 更に、 20で下で 0. lmol/1 の塩化ナトリウ ム水溶液 500ml に入れ、 1日浸漬し、 平衡膨潤させてから取り出し、 その 重さを量る。
「水不溶性モソマー J とは、 常温常圧下で、 水 100ml に l g投入したとき の溶解量が 0. 1 g以下であるようなモノマーを指す。 また、 「水溶性モノ マ一」 とは、 常温常圧下で、 前記値を超えるようなモノマーを指す。
次に、 本発明 (1) 〜 (14) に係る、 圧縮破断応力が 1〜10 OMP aであ り、 溶媒含有量が 10%以上である多重網目構造型ゲルにつき説明する。
まず、 このゲルの圧縮破断応力は、 1〜 10 OMP aであり、 好適には 5〜 50 MP aであり、 最も好適には 10〜40 MP aである。 更に、 このゲルの引 張破断応力は、 好適には 0. 1〜10 OMP aであり、 更に好適には 0. 1〜 5 OMP aであり、 最も好適には 0. 5〜5MP aである。
そして、 本発明 (1) 〜 (14) のゲルは、 上記のような機械強度を備えている というだけでなく、 溶媒含有量が 10%以上であること (好適には 50%以上、 より好適には 85%以上) が重要である。 このように、 ゲルに多量の溶媒 (例え ば水) が存在することにより、 しなやか性、 物質の透過性が向上するので、 DD Sや徐放性が要求される用途に有用である。
なお、 溶媒含有量の上限値は特に限定されないが、 ゲルの機械強度維持等の理 由から、 通常は 99. 9%以下、 好適には 99%以下、 より好適には 95%以下 である。
本発明 (1) 〜 (14) のゲル中に含まれる溶媒としては、 例えば、 水、 水可 溶性有機溶媒、 例えば、 アルコール、 これらの混合溶媒、 例えば、 水とアルコー ルとの混合溶媒、 水不溶性有機溶媒、 例えば、 トルエン、 シリコンオイル、 炭化 水素、 潤滑油のような各種の有機溶剤を挙げることができる。 好適には、 水、 水 可溶性有機溶媒又はこれらの混合溶媒を、 特に好適には水を挙げることができる。 本発明 (1 ) 〜 (1 4 ) に係るゲルは、 多重網目構造を有しており、 好適には、 ダブルネットワーク構造である。 この多重網目構造は、 例えば、 一種以上のモノ マーを重合し架橋することにより形成された第一の網目構造と、 第一の網目構造 内で一種以上のモノマーを重合し架橋することにより、 第一の網目構造に絡みつ くように形成された第二の網目構造とを有する態様 (以下、 第一の態様という) や、 一種以上のモノマーを重合し架橋することにより形成された第一の網目構造 と、 第一の網目構造内で一種以上のモノマーを重合することにより、 第一の網目 構造に絡みつくように形成された直鎖状ポリマーとを有する態様 (以下、 第二の 態様という) を挙げることができる。 また、 ここで、 第一の網目構造、 第二の網 目構造及び直鎖状ポリマーの各原料モノマーは、 一種でもそれ以上でもよい。 更に、 本発明 ( 1 ) 〜 (1 4 ) に係るゲルは、 好適には、 収縮度が 2 0〜 9 5 % (更に好適には 6 0〜9 5 %、 最も好適には 7 0〜9 5 %) である。
次に、 本発明 (1 ) 〜 (1 4 ) に係るゲルの製造方法を説明する。 まず、 有機 モノマー及び重合開始剤 (第一の態様の場合には架橋剤も) を含有する溶液を調 製する。 続いて、 第一の網目構造を有するゲル (シングルネットワークゲル) を この溶液に浸漬し、 充分な時間をおいて、 前記有機モノマー及び重合開始剤 (第 一の態様の場合には架橋剤も) を前記ゲル内に拡散させる。 次いで、 前記溶液か ら前記ゲルを取り出し、 このゲル中の有機モノマーを重合 ·架橋することにより、 第一の網目構造の網目に絡まる第二の網目構造が形成される結果、 二重網目構造 を有するゲルを製造することができ (第一の態様)、 また、 このゲル中の有機モ ノマーを重合させることにより、 第一の網目構造に絡まる直鎖状ポリマーが形成 される結果、 二重網目構造を有するゲルを製造することができる (第二の態様)。 また、 第二の態様については、 直鎖状ポリマ一を、 有機モノマ一、 重合開始剤及 び架橋剤を含有する溶液に溶解又は懸濁させた後、 前記有機モノマーを重合 -架 橋することによつても製造することができる。
更に、 上記手順と同様の手法で、 但し、 浸漬させるゲルとして、 上記のシング ルネットワーク型ゲルではなく、 多重網目構造を有するゲルを用いることにより、 三重以上の多重網目構造ゲルも製造可能である。 ところで、 溶媒含有量を 10%以上に保ちつつ、 本発明 (1) 〜 (14) に係 るゲルの機械強度を達成するためには、 例えば、 以下のような手段を講じること が好適である。 .
まず、 第一の態様のゲルに関しては、 第一の網目構造の架橋度を、 第二の網目 構造の架橋度よりも大きくなるように設定する。 具体的には、 第一の網目構造を 形成させるために使用する架橋剤の量と、 第二の網目構造を形成させるために使 用する架橋剤の量を、 各々の網目構造の原料モノマーと関連づけて適宜調整する。 好適には、 第一の網目構造の架橋度が 0. l〜50mol%であり、 第二の網目構 造の架橋度が 0. 001 ~2 Omol%となるように、 より好適には、 第一の網目 構造の架橋度が 1〜2 Omol%であり、 第二の網目構造の架橋度が 0. 0 1〜
5mol%となるように、 最も好適には、 第一の網目構造の架橋度が 2〜1 Omol% であり、 第二の網目構造の架橋度が 0. 05〜lmol%となるようにする。 特に、 ゲルの溶媒含有量を小さくしたり (即ち、 膨潤度を小さくする)、 硬くする (即 ち、 弾性率を大きくする) には、 両方の架橋度を上げるようにすればよい。
また、 別の手段としては、 ゲル中における、 第一の網目構造を構成するモノ マー量と、 第二の網目構造を構成するモノマー量 (第一の態様) 又は直鎖状ポリ マ一を構成するモノマー量 (第二の態様) との比が、 モル比で 1 : 2〜1 : 100となるようにすることを挙げることができる。 尚、 好適には 1 : 3〜1 : 50、 より好適には 1 : 3〜1 : 30である。 ここで、 ゲル中におけるモノマー 量は、 各々の網目構造が 1種類のモノマーより構成されている場合には、 元素分 析により決定する。 また、 2種以上の場合は、 元素分析では複雑になり決定でき ない場合がある。 このような場合は、 例えば、 製造の際に使用したモノマー量か ら、 重合しなかったモノマー量を引くことにより求める。 尚、 第三以上の網目構 造に関しても同様の方法で算出する。
更に、 別の手段としては、 原料である有機モノマーとして、 水不溶性モノマー と水溶性モノマーの両方を用いることが好適である。 この際、 水不溶性モノマー を、 第一の網目構造のためにのみ用いても、 第二の網目構造 (第一の態様) 又は 直鎖状ポリマ一 (第二の態様) のためにのみ用いても、 両方のために用いてもよ レ 。 また、 水不溶性モノマーと水溶性モノマ一の比が、 9. 9 : 0. 1〜 0. 1 : 9. 9とすることが好適である。 特に、 第一の網目構造において、 水溶 性モノマー:水不溶性モノマー =0 : 100〜1 : 99、 また、 第二の網目構造 において、 水溶性モノマー:水不溶性モノマー =0 : 100〜10 : 90がより 好適である。 更に、 第一の網目構造において、 水溶性モノマー:水不溶性モノ マー = 0 : 1 0 0〜1 : 9 9、 また、 第二の網目構造において、 水溶性モノ マー:水不溶性モノマー =0 : 100〜5 : 95が更に好適である。 尚、 ゲルの 溶媒含有量を減少させるためには、 疎水性モノマーの含有量を増加させればよい。 水不溶性モノマーとしては、 例えば、 フッ素含有モノマー、 例えば、 2, 2, 2—トリフルォロェチルメチルァクリレート、 2, 2, 3, 3, 3—ぺ ン夕フルォロプロピルメタクリレ一ト、 3— (ペルフルォロブチル) 一2—ヒド ロキシプロピルメタクリレート、 1H, 1H, 9 H—へキサデカフルォロノニメ タク リ レー ト、 2 , 2, 2 — ト リ フルォロェチルァク リ レー ト、 2, 3, 4, 5, 6—ペンタフルォロスチレン、 フッ化ビニリデン等を挙げるこ とができる。
また、 別の手段としては、 原料である有機モノマーとして、 金属イオンと錯体 を形成しうる基を有するモノマ一を用い、 かつ、 その金属イオンをゲル中に導入 することにより、 ゲル中に錯体を形成させることを挙げることができる。 一般に、 ゲル中の錯形成の割合、 即ち金属導入率を高くすると、 溶媒含有量を小さくし、 かつ、 機械強度を大きくすることができる。 この際、 金属イオンと錯体を形成し うる基を有するモノマーを、 第一の網目構造のためにのみ用いても、 第二の網目 構造 (第一の態様) 又は直鎖状ポリマ一 (第二の態様) のためにのみ用いても、 両方のために用いてもよい。 好適な態様は、 第一の網目構造において、 金属ィォ ンと錯体を形成させたものである。 また、 金属含有量は、 0. 0 3mol/l〜 lmol/1が好適であり、 0. 01mol/l~0. 3mol/lがより好適である。 また、 好適には、 錯体を形成しうる基を有するモノマーの含有量は、 第一の網目構造を 構成する全モノマ一量に対して、 1 0~ 1 0 0mol%、 更に好適には 30〜 100mol%である。 更に、 金属イオンと錯体を形成しうる基を有するモノマー の比は、 好適には 1 : 1〜1 : 1000であり、 更に好適には 1 : 10〜1 : 100である。 金属イオンとしては、 錯体を形成しうる金属イオンであれば特に 限定されず、 例えば、 亜鉛イオン、 鉄イオン、 ニッケルイオン、 コバルトイオン、 クロムイオン等を挙げることができる。 また、 金属イオンと錯体を形成しうる基 とは、 選択した金属イオンと錯体を形成しうる基を指し、 例えば、 金属イオンと して、 亜鉛、 鉄、 ニッケル、 コバルト、 クロム等の多価金属を選択した場合、 力 ルポキシル基、 スルホン酸基、 リン酸基を挙げることができる。 また、 金属ィォ ンと錯体を形成しうる基を含有するモノマーとしては、 例えば、 アクリル酸、 メ タクリル酸、 ィタコン酸、 スチレンスルホン酸、 ビニルリン酸を挙げることがで きる。
その他の原料、 重合 ·架橋条件等は、 一般のゲルの製法と変わらない。 まず、 原料につき説明すると、 第一の網目構造や第二の網目構造 (第一の態様) の原料 となる有機モノマーは、 架橋重合可能なものであれば特に限定されず、 また、 直 鎖状ポリマ一 (第二の態様) の原料となる有機モノマーは、 重合可能なものであ れば特に限定されない。 このような有機モノマ一としては、 例えば、 2—ァクリ ルアミドー 2—メチルプロパンスルホン酸 (AM P S )、 アクリルアミド (A A m)、 アクリル酸 (AA)、 メタクリル酸、 N—イソプロピルアクリルアミド、 ビ ニルピリジン、 ヒドロキシェチルァクリレート、 酢酸ビニル、 ジメチルシロキサ. ン、 スチレン ( S t )、 メチルメタクリレート (MMA) , トリフルォロェチルァ クリレート (T F E ) 等を挙げることができる。 更には、 ジエラン、 ヒアルロン 酸、 カラギ一ナン、 キチン、 アルギン酸などの多糖類やゼラチン、 コラーゲンな どのタンパク質でもよい。 尚、 使用する有機モノマ一は、 第一の網目構造、 第二 の網目構造 (第一の態様) 及び直鎖状ポリマー (第二の態様) 間で、 同一であつ ても異なっていてもよい。 但し、 互いに異なる原料を使用すれば、 より高い力学 特性を持つ多重網目構造を有するゲルが得られる。
次に、 第一の網目構造、 第二の網目構造 (第一の態様) 及び直鎖状ポリマー (第二の態様) を形成させる際に使用する重合開始剤も特に限定されず、 重合す べき有機モノマーに対応して種々のものが選択される。 例えば、 有機モノマーと して AM P S、 AAm、 A Aを熱重合する場合には、 過硫酸カリウムなどの水溶 性熱触媒、 過硫酸力リゥムーチォ硫酸ナトリウムなどのレドックス開始剤を用い ることができ、 光重合する場合には、 光増感剤として 2—ォキソダルタル酸を用 いることができる。 また、 有機モノマーとして S tを熱重合する場合には、 ァゾ ビスイソプチロニトリル (A I B N;)、 過酸化ベンゾィル (B P O) などの有機 溶媒に溶解性の熱触媒を用いることができ、 光重合する場合には、 光増感剤とし てべンゾフエノンを使用することができる。
また、 第一の網目構造や第二の網目構造 (第一の態様) を形成させる際に使用 する架橋剤も特に限定されず、 架橋重合すべき有機モノマーに対応して種々のも のが選択される。 例えば、 有機モノマーとして AM P S、 AAm、 AAを用いた 場合には、 N , N ' ーメチレンビスアクリルアミドを、 有機モノマーとして S t を用いた場合には、 エチレングリコ一ルジメタクリレートを夫々使用することが できる。
次に、 第一の網目構造を有するゲルを浸漬する溶液の溶媒に関しては、 前記溶 液に浸漬されるゲルへの悪影響を防止し、 かつ、 二重網目構造 (第一の態様) や 直鎖状ポリマー (第二の態様) を、 第一の網目構造の網目に良好に絡みつける観 点から、 この溶液の溶媒が、 第一の網目構造を有するゲル中の溶媒と同じである ことが好適である。
次に、 重合 ·架橋条件等につき説明すると、 まず、 第一の網目構造を有するゲ ルに拡散した有機モノマーの重合反応は、 加熱するか、 または紫外線のような光 を照射するか、 いずれかにより行うことができる。 この重合反応は、 前記ゲルの 第一の網目構造を壊さない条件下でなされる。 また、 架橋反応は、 所定濃度の架 橋剤、 反応開始剤を有機モノマーと一緒に溶媒中に混合し、 第一の網目構造を有 するゲルに拡散させる。 具体的には、 第一の網目構造を有するゲルを、 架橋剤を 含有する第二のモノマー溶液に浸漬し、 2 4時間低温下で拡散させる。 なお、 拡 散途中で架橋してしまうことを避けるために、 室温以下、 4 °C付近が好ましい。 次に、 本発明 (1 ) 〜 (1 4 ) に係るゲルの用途につき説明する。 このゲルは、 強い圧縮 ·引張破断応力でかつ耐薬品性を示し、 ゲルとしての柔軟性、 物質透過 性、 耐衝撃性を備えているので、 用途は、 吸水材料、 保水材料、 工業材料、 生体 代替材料と多岐にわたる。 具体的には、 おむつ、 衛生用品、 除放剤、 土木材料、 建築材料、 逋信材料 (例えば、 軸受、 ケーブル、 その継手)、 土壌改質剤、 コン タクトレンズ、 眼内レンズ、 ホロ一ファイバー、 人工軟骨、 人工関節、 人工臓器 (例えば、 人工血管、 人工皮膚)、 燃料電池用材料、 バッテリー隔膜、 対衝撃材 料及びクッションを挙げることができる。 特に、 吸収材料 (例えば、 おむつや土 木材料) は、 IMP a以上、 コンタクトレンズや眼内レンズは、 5MP a以上、 人工腎臓 (ホロ一ファイバ一) は、 1 OMP a以上の強度が要求されるところ、 これまで、 溶媒含有量が 10 %以上でかかる強度を有するゲルが存在していな かったため、 本発明 (1) 〜 (14) に係るゲルの有用性は大きい。
次に、 本発明 (17) 〜 (28) に係る、 一種以上のモノマーを重合し架橋す ることにより形成された第一の網目構造と、 第一の網目構造内で一種以上のモノ マーを重合し架橋することにより、 第一の網目構造に絡みつくように形成された 第二の網目構造とを有し、 かつ、 第一の網目構造の架橋度が、 第二の網目構造の 架橋度よりも大きい多重網目構造型ゲルにつき説明する。
本発明 (17) 〜 (28) の特徴は、 第一の網目構造の架橋度が、 第二の網目 構造の架橋度よりも大きくするという点にあり、 このような構成を採ることによ り、 ゲルに、 これまでにない機械強度等の特性を付与することができる。 従来は、 第一の網目構造の架橋度が第二の網目構造の架橋度よりも小さいものは存在して いたが、 このようなゲルは機械強度に問題があった。 本発明 (17) 〜 (28) は、 第一の網目構造の架橋度と第二の網目構造の架橋度の関係を逆にしただけで、 機械強度を大幅に改善した点で画期的である。
まず、 特徴部分を説明すると、 第一の網目構造の架橋度は、 第二の網目構造の 架橋度よりも大きい。 そして、 夫々の架橋度に関しては、 好適には、 第一の網目 構造の架橋度が 0. 1〜5 Omol%、 第二の網目構造の架橋度が 0. 001〜 20mol%であり、 より好適には、 第一の網目構造の架橋度が 1〜2 Omol%、 第 二の網目構造の架橋度が 0. 0 l〜5mol%であり、 最も好適には、 第一の網目 構造の架橋度が 2 : L Omol%、 第二の網目構造の架橋度が 0. 05〜lmol%で ある。
次に、 本発明 (17) 〜 (28) に係るゲルは、 多重網目構造を有している。 好適には、 ダブルネットワーク構造である。 ここで、 第一の網目構造及び第二の 網目構造の各原料モノマーは、 一種でもそれ以上でもよい。
また、 原料モノマーに関しては、 架橋重合可能なものであれば特に限定されず、 本発明 (1 ) 〜 (1 4 ) で記載した事項と同一である。 但し、 以下に記載する好 適な物性を達成するためには、 まず、 原料である有機モノマーとして、 水不溶性 モノマーと水溶性モノマーの両方を用いることが好適である。 この際、 水不溶性 モノマーを、 第一の網目構造のためにのみ用いても、 第二の網目構造のためにの み用いても、 両方のために用いてもよい。 また、 ゲル中の水不溶性モノマーと水 溶性モノマ一の比を、 9 . 9 : 0 . 1〜0 . 1 : 9 . 9とすることが好適である。 水不溶性モノマーとしては、 例えば、 フッ素含有モノマー、 例えば、 2 , 2 , 2 —トリフルォロェチルメチルァクリレート、 2 , 2 , 3 , 3 , 3—ぺ ン夕フルォロプロピルメタクリレート、 3― (ペルフルォロブチル) —2—ヒド ロキシプロピルメタクリレート、 1 H, 1 H, 9 H—へキサデ力フルォロノニメ タク リ レ一 ト、 2, 2 , 2 - ト リ フルォロェチルァク リ レー ト、 2, 3 , 4 , 5, 6 —ペンタフルォロスチレン、 フッ化ビニリデン等を挙げるこ とができる。
或いは、 原料である有機モノマ一として、 金属イオンと錯体を形成しうる基を 有するモノマ一を用い、 かつ、 その金属イオンをゲル中に導入することにより、 ゲル中に錯体を形成させることを挙げることができる。 一般に、 ゲル中の錯形成 の割合、 即ち金属導入率を高くすると、 溶媒含有量を小さくし、 かつ、 機械強度 を大きくすることができる。 この際、 '金属イオンと錯体を形成しうる基を有する モノマ一を、 第一の網目構造のためにのみ用いても、 第二の網目構造のためにの み用いても、 両方のために用いてもよい。 金属イオンとしては、 錯体を形成しう る金属イオンであれば特に限定されず、 例えば、 亜鉛イオン、 鉄イオン、 ニッケ ルイオン、 コバルトイオン、 クロムイオン等を挙げることができる。 また、 金属 イオンと錯体を形成しうる基とは、 選択した金属イオンと錯体を形成しうる基を 指し、 例えば、 金属イオンとして、 亜鉛、 鉄、 ニッケル、 コバルト、 クロム等の 多価金属を選択した場合、 カルボキシル基、 スルホン酸基、 リン酸基を挙げるこ とができる。 また、 金属イオンと錯体を形成しうる基を含有するモノマ一として は、 例えば、 アクリル酸、 メタクリル酸、 ィタコン酸、 スチレンスルホン酸、 ビ 二ルリン酸を挙げることができる。
更に、 以下に記載する好適な物性を達成するためには、 ゲル中における、 第一 の網目構造を構成するモノマ一量と、 第二の網目構造を構成するモノマー量との 比が、 モル比で 1 : 2〜1 : 100であることを挙げることができる。 尚、 好適 には 1 : 3〜 1 : 50、 より好適には 1 : 3〜1 : 30である。
本発明 ( 1 7) ~ (2 8) のゲルの好適な物性は、 圧縮破断応力が 1〜 l O OMP a (より好適には 5〜 5 OMP a、 最も好適には 10〜 40 MP a)、 溶媒含有量が 10%以上 (より好適には 50%以上、 最も好適には 85%以上、 また、 上限値については、 通常は 99. 9%以下、 好適には 99%以下、 より好 適には 95%以下) である。 このように、 ゲルに多量の溶媒 (例えば水) が存在 することにより、 しなやか性、 物質の透過性が向上するので、 DDSゃ徐放性が 要求される用途に有用である。 また、 別の好適な物性は、 引張破断応力が 0. 1〜; L 0 0 MP a (更に好適には 0. 1〜 5 0 M P a、 最も好適には 0. 5~5MP a) である。 更なる別の好適な物性は、 収縮度が、 20〜95% (更に好適には 60〜95 %、 最も好適には 70〜95 %) である。
次に、 本発明 (1 7) 〜 (28) のゲルの製造方法につき説明する。 基本的に は一般のゲルの製造方法と変わらないので、 第一の網目構造の架橋度を第二の網 目構造の架橋度よりも大きくするために特に留意すべき事項につき述べる。 第一 の網目構造を有するゲルを、 架橋剤、 反応開始剤及び有機モノマーを含有する溶 液に含浸する際、 その温度を低温、 例えば 4 付近に設定すべきである。 このよ うに低温に設定すると、 第一の網目構造内に架橋剤等が拡散する途中での架橋反 応が防止できるからである。
次に、 本発明 (17) 〜 (28) に係るゲルの用途につき説明する。 このゲル の用途は、 吸水材料、 保水材料、 工業材料、 生体代替材料と多岐にわたる。 具体 的には、 おむつ、 衛生用品、 除放剤、 土木材料、 建築材料、 通信材料 (例えば、 軸受、 ケーブル、 その継手)、 土壌改質剤、 コンタクトレンズ、 眼内レンズ、 ホ ローファイバー、 人工軟骨、 人工関節、 人工臓器 (例えば、 人工血管、 人工皮 膚)、 燃料電池用材料、 バッテリー隔膜、 対衝撃材料及びクッションを挙げるこ とができる。
次に、 本発明 (31) 〜 (40) に係る、 一種以上のモノマーを重合し架橋す ることにより形成された第一の網目構造と、 第一の網目構造内で一種以上のモノ マ一を重合し架橋することにより、 第一の網目構造に絡みつくように形成された 第二の網目構造か、 第一の網目構造内で一種以上のモノマーを重合することによ り、 第一の網目構造に絡みつくように形成された直鎖状ポリマーとを有し、 かつ、 該ゲル中における、 第一の網目構造を構成する該一種以上のモノマー量と、 第二 の網目構造を構成する該一種以上のモノマー量又は直鎖状ポリマーを構成する該 一種以上のモノマー量の比が、 モル比で 1 : 2〜1 : 1 0 0である多重網目構造 型ゲルにつき説明する。
本発明 (3 1 ) 〜 (4 0 ) の特徴は、 多重網目構造型ゲル中における、 第一の 網目構造を構成する該一種以上のモノマ一量と、 第二の網目構造を構成する該ー 種以上のモノマ一量又は直鎖状ポリマ一を構成する該一種以上のモノマー量の比 が、 モル比で 1 : 2〜1 : 1 0 0である点にあり、 このような構成を採ることに より、 ゲルに、 これまでにない機械強度等の特性を付与することができる。
まず、 特徴部分を説明すると、 該ゲル中における、 第一の網目構造を構成する 該一種以上のモノマー量と、 第二の網目構造を構成する該一種以上のモノマ一量 又は該ポリマーを構成する該一種以上のモノマー量の比は、 モル比で 1 : 2〜 1 : 1 0 0であり、 好適には 1 : 3〜 1 : 5 0、 より好適には 1 : 3〜: L : 3 0である。 ,
また、 本発明 (3 1 ) 〜 (4 0 ) に係るゲルは、 多重網目構造を有しており、 好適には、 ダブルネットワーク構造である。 この多重網目構造は、 特に、 一種以 上のモノマーを重合し架橋することにより形成された第一の網目構造と、 第一の 網目構造内で一種以上のモノマーを重合し架橋することにより、 第一の網目構造 に絡みつくように形成された第二の網目構造とを有する態様 (以下、 第三の態様 という) や、 一種以上のモノマーを重合し架橋することにより形成された第一の 網目構造と、 第一の網目構造内で一種以上のモノマ一を重合することにより、 第 一の網目構造に絡みつくように形成された直鎖状ポリマーとを有する態様 (以下、 第四の態様という) を挙げることができる。 また、 ここで、 第一の網目構造、 第 二の網目構造及び直鎖状ポリマーの各原料モノマーは、 一種でもそれ以上でもよ い。
また、 原料モノマーに関しては、 架橋重合可能なものであれば特に限定されず、 本発明 (1 ) 〜 (1 4 ) で記載した事項と同一である。 但し、 以下に記載する好 適な物性を達成するためには、 まず、 原料である有機モノマーとして、 水不溶性 モノマーと水溶性モノマーの両方を用いることが好適である。 この際、 水不溶性 モノマーを、 第一の網目構造のためにのみ用いても、 第二の網目構造 (第三の態 様) 又は直鎖状ポリマー (第四の態様) のためにのみ用いても、 両方のために用 いてもよい。 また、 水不溶性モノマーと水溶性モノマ一の比が、 9 . 9 : 0 . 1〜0 . 1 : 9 . 9とすることが好適である。 水不溶性モノマーとしては、 例えば、 フッ素含有モノマ一、 例えば、 2 , 2 , 2—トリフルォロェチルメチル ァクリレート、 2, 2 , 3, 3 , 3 —ペン夕フルォロプロピルメタクリレート、 3— (ペルフルォロブチル) — 2 —ヒドロキシプロピルメタクリレート、
1 H, 1 H, 9 H—へキサデカフルォロノ二メタクリレート、 2 , 2 , 2 —トリ フルォロェチルァクリレート、 2, 3, 4 , 5, 6 —ペンタフルォロスチレン、 フッ化ビニリデン等を挙げることができる。
或いは、 原料である有機モノマ一として、 金属イオンと錯体を形成しうる基を 有するモノマ一を用い、 かつ、 その金属イオンをゲル中に導入することにより、 ゲル中に錯体を形成させることを挙げることができる。 一般に、 ゲル中の錯形成 の割合、 即ち金属導入率を高くすると、 溶媒含有量を小さくし、 かつ、 機械強度 を大きくすることができる。 この際、 金属イオンと錯体を形成しうる基を有する モノマ一を、 第一の網目構造のためにのみ用いても、 第二の網目構造 (第三の態 様) 又は直鎖状ポリマー (第四の態様) のためにのみ用いても、 両方のために用 いてもよい。 金属イオンとしては、 錯体を形成しうる金属イオンであれば特に限 定されず、 例えば、 亜鉛イオン、 鉄イオン、 ニッケルイオン、 コバルトイオン、 クロムイオン等を挙げることができる。 また、 金属イオンと錯体を形成しうる基 とは、 選択した金属イオンと錯体を形成しうる基を指し、 例えば、 金属イオンと して、 亜鉛、 鉄、 ニッケル、 コバルト、 クロム等の多価金属を選択した場合、 力 ルポキシル基、 スルホン酸基、 リン酸基を挙げることができる。 また、 金属ィォ ンと錯体を形成しうる基を含有するモノマーとしては、 例えば、 アクリル酸、 メ タクリル酸、 ィタコン酸、 スチレンスルホン酸、 ビニルリン酸を挙げることがで きる。 本発明 (3 1) 〜 (40) のゲルの好適な物性は、 圧縮破断応力が 1〜 10 OMP a (より好適には 5〜5 OMP a、 最も好適には: L 0 ~ 40 MP a)、 溶媒含有量が 10%以上 (より好適には 50%以上、 最も好適には 85%以上、 また、 上限値については、 通常は 99. 9%'以下、 好適には 99%以下、 より好 適には 95%以下) である。 また、 別の好適な物性は、 引張破断応力が 0. 1〜
10 OMP a (更に好適には 0. 1〜 5 OMP a、 最も好適には 0. 5〜5MP a) である。 更なる別の好適な物性は、 収縮度が、 20〜95% (更に好適には 60〜95%、 最も好適には 70〜95%) である。
次に、 本発明 (31) 〜 (40) のゲルの製造方法につき説明する。 基本的に は一般のゲルの製造方法と変わらず、 特に本発明 (1) 〜 (14) のゲルについ て記載した方法が参照されるべきである。 尚、 好適には、 第三の態様のゲルに関 しては、 第一の網目構造の架橋度を、 第二の網目構造の架橋度よりも大きくなる ように設定する。 具体的には、 第一の網目構造を形成させるために使用する架橋 剤の量と、 第二の網目構造を形成させるために使用する架橋剤の量を、 各々の網 目構造の原料モノマーと関連づけて適宜調整する。 好適には、 第一の網目構造の 架橋度が 0. 1〜5 Omol%であり、 第二の網目構造の架橋度が 0. 00 1〜 2 Omol'%となるように、 より好適には、 第一の網目構造の架橋度が 1〜 20mol%であり、 第二の網目構造の架橋度が 0. 0 l〜5mol%となるように、 最も好適には、 第一の網目構造の架橋度が 2〜 1 Omol%であり、 第二の網目構 造の架橋度が 0. 05〜 lmol%となるようにする。 特に、 ゲルの溶媒含有量を 小さくしたり (即ち、 膨潤度を小さくする)、 硬くする (即ち、 弾性率を大きく する) には、 両方の架橋度を上げるようにすればよい。
次に、 本発明 (31) 〜 (40) に係るゲルの用途につき説明する。 このゲル の用途は、 吸水材料、 保水材料、 工業材料、 生体代替材料と多岐にわたる。 具体 的には、 おむつ、 衛生用品、 除放剤、 土木材料、 建築材料、 通信材料 (例えば、 軸受、 ケーブル、 その継手)、 土壌改質剤、 コンタクトレンズ、 眼内レンズ、 ホ ローファイバー、 人工軟骨、 人工関節、 人工臓器 (例えば、 人工血管、 人工皮 膚)、 燃料電池用材料、 バッテリー隔膜、 対衝撃材料及びクッションを挙げるこ とができる。 次に、 本発明 (43) 〜 (55) に係る、 明細書に記載の方法に従って測定さ れた収縮度が、 20〜 95%である多重網目構造型ゲルにつき説明する。
本発明 (43) 〜 (5 5) の特徴は、 塩水に漬けた際の収縮度が、 20〜
95%であるという点である。 従来のゲルは、 塩水に漬けると収縮が激しいため、 特に、 生体材料としての用途が閉ざされていた。 本発明 (43) 〜 (55) は、 かかる用途の可能性を提供した点で、 非常に有意義である。
まず、 特徴部分を説明すると、 本発明 (43) 〜 (55) の特徴は、 収縮度が、 20〜95%、 好適には 60〜95%、 より好適には 70〜 90 %である。 この ように収縮度が小さいと、 例えば、 おむつに応用するときに、 吸収能力が落ちな いという利点がある。 また、 海水中でゲルを応用する際にも有効である。
本発明 (43) 〜 (55) に係るゲルは、 多重網目構造を有しており、 好適に は、 ダブルネットワーク構造である。 この多重網目構造は、 例えば、 一種以上の モノマーを重合し架橋することにより形成された第一の網目構造と、 第一の網目 構造内で一種以上のモノマーを重合し架橋することにより、 第一の網目構造に絡 みつくように形成された第二の網目構造とを有する態様 (以下、 第五の態様とい う) や、 一種以上のモノマーを重合し架橋することにより形成された第一の網目 構造と、 第一の網目構造内で一種以上のモノマーを重合することにより、 第一の 網目構造に絡みつくように形成された直鎖状ポリマーとを有する態様 (以下、 第 六の態様という) を挙げることができる。 また、 ここで、 第一の網目構造、 第二 の網目構造及び直鎖状ポリマ一の各原料モノマーは、 一種でもそれ以上でもよい。 なお、 原料モノマーに関する本発明 (1) 〜 (14) で記載した事項は、 本発明 (43) 〜 (55) でもそのまま引用する。
本発明 (43) 〜 ( 5 5) のゲルの好適な物性は、 圧縮破断応力が 1〜
10 OMP a (より好適には 5〜5 OMP a、 最も好適には 10〜 40 M P a )、 溶媒含有量が 10%以上 (より好適には 50%以上、 最も好適には 85%以上、 また、 上限値については、 通常は 99. 9%以下、 好適には 99%以下、 より好 適には 95%以下) である。 また、 別の好適な物性は、 引張破断応力が 0. 1〜 l O OMP a (更に好適には 0. 1〜5 OMP a、 最も好適には 0. 5〜5MP a) である。 次に、 本発明 (43) 〜 (55) に係るゲルの製造方法を説明する。 但し、 基 本的には従来のゲルの製造法と同様であり、 また、 本発明 (1) 〜 (14) に関 する記載が参照されるべきである。 なお、 収縮度を 20〜95%にするためには、 例えば、 以下のような手段を講じることが好適である。
まず、 第五の態様のゲルに関しては、 第一の網目構造の架橋度を、 第二の網目 構造の架橋度よりも大きくなるように設定する。 具体的には、 第一の網目構造を 形成させるために使用する架橋剤の量と、 第二の網目構造を形成させるために使 用する架橋剤の量を、 各々の網目構造の原料モノマ一と関連づけて適宜調整する。 好適には、 第一の網目構造の架橋度が 0. l〜50mol%であり、 第二の網目構 造の架橋度が 0. 001〜2 Omol%となるように、 より好適には、 第一の網目 構造の架橋度が 1〜2ひ mol%であり、 第二の網目構造の架橋度が 0. 01 ~ 5mol%となるように、 最も好適には、 第一の網目構造の架橋度が 2〜1 Omol% であり、 第二の網目構造の架橋度が 0. 05〜lmol%となるようにする。
また、 別の手段としては、 ゲル中における、 第一の網目構造を構成するモノ マー量と、 第二の網目構造を構成するモノマー量 (第五の態様) 又は直鎖状ポリ マーを構成するモノマー量 (第六の態様) との比が、 モル比で 1 : 2~1 : 100となるようにすることを挙げることができる。 尚、 好適には 1 : 3〜1 : 50、 より好適には 1 : 3〜1 : 30である。
更に、 別の手段としては、 原料である有機モノマーとして、 水不溶性モノマー と水溶性モノマ一の両方を用いることが好適である。 この際、 水不溶性モノマ一 を、 第一の網目構造のためにのみ用いても、 第二の網目構造 (第五の態様) 又は 直鎖状ポリマー (第六の態様) のためにのみ用いても、 両方のために用いてもよ い。 また、 水不溶性モノマーと水溶性モノマーの比が、 9. 9 : 0. :!〜 0. 1 : 9. 9とすることが好適である。
水不溶性モノマーとしては、 例えば、 フッ素含有モノマ一、 例えば、
2, 2, 2—トリフルォロェチルメチルァクリレート、 2, 2, 3, 3, 3—ぺ ンタフルォロプロピルメタクリレ一卜、 3一 (ペルフルォロブチル) — 2 -ヒド ロキシプロピルメタクリレート、 1H, 1 H, 9 H—へキサデ力フルォロノニメ タク リ レー ト、 2 , 2 , 2 — ト リ フルォロェチルアタ リ レート、 2, 3, 4 , 5 , 6 _ペン夕フルォロスチレン、 フッ化ビニリデン等を挙げるこ とができる。
また、 別の手段としては、 原料である有機モノマ一として、 金属イオンと錯体 を形成しうる基を有するモノマ一を用い、 かつ、 その金属イオンをゲル中に導入 することにより、 ゲル中に錯体を形成させることを挙げることができる。 一般に、 ゲル中の錯形成の割合、 即ち金属導入率を高くすると、 溶媒含有量を小さくし、 かつ、 機械強度を大きくすることができる。 この際、 金属イオンと錯体を形成し うる基を有するモノマーを、 第一の網目構造のためにのみ用いても、 第二の網目 構造 (第五の態様) 又は直鎖状ポリマー (第六の態様) のためにのみ用いても、 両方のために用いてもよい。
金属イオンとしては、 錯体を形成しうる金属イオンであれば特に限定されず、 例えば、 亜鉛イオン、 鉄イオン、 ニッケルイオン、 コバルトイオン、 クロムィォ ン等を挙げることができる。 また、 金属イオンと錯体を形成しうる基とは、 選択 した金属イオンと錯体を形成しうる基を指し、 例えば、 金属イオンとして、 亜鉛、 鉄、 ニッケル、 コバルト、 クロム等の多価金属を選択した場合、 力ルポキシル基、 スルホン酸基、 リン酸基を挙げることができる。 また、 金属イオンと錯体を形成 しうる基を含有するモノマーとしては、 例えば、 アクリル酸、 メ夕クリル酸、 ィ タコン酸、 スチレンスルホン酸、 ビニルリン酸を挙げることができる。
次に、 本発明 (4 3 ) 〜 (5 5 ) に係るゲルの用途につき説明する。 このゲル の用途は、 吸水材料、 保水材料、 工業材料、 生体代替材料と多岐にわたる。 具体 的には、 おむつ、 衛生用品、 除放剤、 土木材料、 建築材料、 通信材料 (例えば、 軸受、 ケーブル、 その継手)、 土壌改質剤、 コンタクトレンズ、 眼内レンズ、 ホ ローファイバ一、 人工軟骨、 人工関節、 人工臓器 (例えば、 人工血管、 人工皮 膚)、 燃料電池用材料、 バッテリー隔膜、 対衝撃材料及びクッションを挙げるこ とができる。
次に、 本発明 (5 8 ) 〜 (6 9 ) に係る、 一種以上のモノマーを重合し架橋す ることにより形成された第一の網目構造と、 第一の網目構造内で一種以上のモノ マ一を重合し架橋することにより、 第一の網目構造に絡みつくように形成された 第二の網目構造とを有し、 かつ、 第一の網目構造を構成する一種以上のモノマー 及び第二の網目構造を構成する一種以上のモノマーが、 水不溶性モノマー及び水 溶性モノマーからなる多重網目構造型ゲル (以下、 第七の態様という)、 並びに、 一種以上のモノマーを重合し架橋することにより形成された第一の網目構造と、 第一の網目構造内で一種以上のモノマ一を重合することにより、 第一の網目構造 に絡みつくように形成された直鎖状ポリマ一とを有し、 かつ、 第一の網目構造を 構成する一種以上のモノマー及び直鎖状ポリマーが、 水不溶性モノマ一及び水溶 性モノマーからなる多重網目構造型ゲル (以下、 第八の態様という) にっき説明 する。
本発明 (5 8 ) 〜 (6 9 ) の特徴は、 多重網目構造型ゲルの一原料として水不 溶性モノマーを用いた点にある。 このような構成を採ることにより、 ゲルに、 こ れまでにない機械強度等の特性を付与することができる。 従来の多重網目構造型 ゲルは、 すべて水溶性モノマーを原料であり機械強度に問題があつたところ、 本 発明者は、 原料の水に対する親和性に着目し、 水不溶性モノマーを一部に使用し た際に、 優れた機械強度を奏することを見出したものである。
まず、 特徴部分を説明すると、 第一の網目構造を構成する一種以上のモノマー 及び第二の網目構造を構成する一種以上のモノマー (第七の態様) 又は直鎖状モ ノマ一を構成する一種以上のモノマー (第八の態様) が、 水不溶性モノマー及び 水溶性モノマーからなる。 この際、 水不溶性モノマーを、 第一の網目構造のため にのみ用いても、 第二の網目構造 (第七の態様) 又は直鎖状ポリマー (第八の態 様) のためにのみ用いても、 両方のために用いてもよい。
また、 ゲル中の水不溶性モノマ一と水溶性モノマ一の比を、 9 . 9 : 0 . 1〜 0 . 1 : 9 . 9とすることが好適である。 特に、 第一の網目構造において、 水溶 性モノマ一:水不溶性モノマー = 0 : 1 0 0〜 1 : 9 9、 また、 第二の網目構造 において、 水溶性モノマー:水不溶性モノマ一 = 0 : 1 0 0〜 1 0 : 9 0がより 好適である。 更に、 第一の網目構造において、 水溶性モノマー:水不溶性モノ マ一 = 0 : 1 0 0〜 1 : 9 9、 また、 第二の網目構造において、 水溶性モノ マー:水不溶性モノマ一 = 0 : 1 0 0〜5 : 9 5が更に好適である。 尚、 ゲルの 溶媒含有量を減少させるためには、 疎水性モノマーの含有量を増加させればよい 水不溶性モノマーとしては、 例えば、 フッ素含有モノマー、 例えば、 2 , 2 , 2—トリフルォロェチルメチルァクリレート、 2 , 2, 3 , 3, 3—ぺ ンタフルォロプロピルメタクリレート、 3― (ペルフルォロブチル) — 2—ヒド ロキシプロピルメタクリレート、 1 H, 1 H, 9 H—へキサデカフルォロノニメ タク リ レー ト、 2 , 2 , 2 — ト リ フルォロェチルァク リ レー ト、 2 , 3, 4 , 5 , 6—ペン夕フルォロスチレン、 フッ化ビニリデン等を挙げるこ とができる。
その他の原料モノマーとしては、 なお、 原料モノマーに関する本発明 (1 ) 〜 ( 1 4 ) で記載した事項は、 本発明 (5 8 ) 〜 (6 9 ) でもそのまま引用する。 尚、 原料である有機モノマーとして、 金属イオンと錯体を形成しうる基を有する モノマ一を用い、 かつ、 その金属イオンをゲル中に導入することにより、 ゲル中 に錯体を形成させることを挙げることができる。 一般に、 ゲル中の錯形成の割合、 即ち金属導入率を高くすると、 溶媒含有量を小さくし、 かつ、 機械強度を大きく することができる。 この際、 金属イオンと錯体を形成しうる基を有するモノマー を、 第一の網目構造のためにのみ用いても、 第二の網目構造 (第七の態様) 又は 直鎖状ポリマ一 (第八の態様) のためにのみ用いても、 両方のために用いてもよ レ^ 金属イオンとしては、 錯体を形成しうる金属イオンであれば特に限定されず、 例えば、 亜鉛イオン、 鉄イオン、 ニッケルイオン、 コバルトイオン、 クロムィォ ン等を挙げることができる。 また、 金属イオンと錯体を形成しうる基とは、 選択 した金属イオンと錯体を形成しうる基を指し、 例えば、 金属イオンとして、 亜鉛、 鉄、 ニッケル、 コバルト、 クロム等の多価金属を選択した場合、 力ルポキシル基、 スルホン酸基、 リン酸基を挙げることができる。 また、 金属イオンと錯体を形成 しうる基を含有するモノマーとしては、 例えば、 アクリル酸、 メタクリル酸、 ィ タコン酸、 スチレンスルホン酸、 ビニルリン酸を挙げることができる。
また、 本発明 (5 9 ) 〜 (6 9 ) に係るゲルは、 多重網目構造を有しており、 好適には、 ダブルネットヮ一ク構造である。
更に、 以下に記載する好適な物性を達成するためには、 まず、 ゲル中における、 第一の網目構造を構成するモノマー量と、 第二の網目構造又は直鎖状ポリマーを 構成するモノマー量との比が、 モル比で 1 : 2〜1 : 1 0 0であることを挙げる ことができる。 尚、 好適には 1 : 3〜 1 : 5 0、 より好適には 1 : 3〜 1 : 30である。
加えて、 第七の態様のゲルに関しては、 第一の網目構造の架橋度を、 第二の網 目構造の架橋度よりも大きくなるように設定する。 具体的には、 第一の網目構造 を形成させるために使用する架橋剤の量と、 第二の網目構造を形成させるために 使用する架橋剤の量を、 各々の網目構造の原料モノマーと関連づけて適宜調整す る。 好適には、 第一の網目構造の架橋度が 0. 1〜5 Omol%であり、 第二の網 目構造の架橋度が 0. 001〜2 Omol%となるように、 より好適には、 第一の 網目構造の架橋度が 1〜 2 0 mol %であり、 第二の網目構造の架橋度が 0. 0 l〜5mol%となるように、 最も好適には、 第一の網目構造の架橋度が 2〜1 Omol%であり、 第二の網目構造の架橋度が 0. 05〜 1 mol %となるよう にする。
本発明 (5 8) 〜 (6 9) のゲルの好適な物性は、 圧縮破断応力が 1〜 10 OMP a (より好適には 5〜5 OMP a、 最も好適には 10〜4 OMP a)、 溶媒含有量が 10%以上 (より好適には 50%以上、 最も好適には 85%以上、 また、 上限値については、 通常は 99. 9%以下、 好適には 99%以下、 より好 適には 95%以下) である。 また、 別の好適な物性は、 引張破断応力が 0. 1〜 10 OMP a (更に好適には 0. 1〜5 OMP a、 最も好適には 0. 5〜5MP a) である。 更なる別の好適な物性は、 収縮度が、 20〜95% (更に好適には 60〜95%、 最も好適には 70〜95%) である。
次に、 本発明 (58) 〜 (69) に係るゲルの製造方法を説明する。 基本的に は従来のゲルの製造法と同様であり、 また、 本発明 (1) 〜 (14) に関する記 載が参照されるべきである。
次に、 本発明 (58) 〜 (69) に係るゲルの用途につき説明する。 このゲル の用途は、 吸水材料、 保水材料、 工業材料、 生体代替材料と多岐にわたる。 具体 的には、 おむつ、 衛生用品、 除放剤、 土木材料、 建築材料、 通信材料 (例えば、 軸受、 ケーブル、 その継手)、 土壌改質剤、 コンタクトレンズ、 眼内レンズ、 ホ 口一ファイバー、 人工軟骨、 人工関節、 人工臓器 (例えば、 人工血管、 人工皮 膚)、 燃料電池用材料、 バッテリー隔膜、 対衝撃材料及びクッションを挙げるこ とができる。 次に、 本発明 (7 2 ) 〜 (8 3 ) に係る、 一種以上のモノマーを重合し架橋す ることにより形成された第一の網目構造と、 第一の網目構造内で一種以上のモノ マーを重合し架橋することにより、 第一の網目構造に絡みつくように形成された 第二の網目構造とを有する多重網目構造型ゲルであって、 金属イオンを含み、 か つ、 第一の網目構造を構成する一種以上のモノマー及び第二の網目構造を構成す る一種以上のモノマーの少なくとも一つのモノマーが、 該金属イオンと錯体を形 成しうる基を有するモノマーであるゲル (第九の態様) と、 一種以上のモノマー を重合し架橋することにより形成された第一の網目構造と、 第一の網目構造内で 一種以上のモノマーを重合することにより、 第一の網目構造に絡みつくように形 成された直鎖状ポリマーとを有する多重網目構造型ゲルであって、 金属イオンを 含み、 かつ、 第一の網目構造を構成する一種以上のモノマー及び直鎖状モノマ一 の少なくとも一つのモノマーが、 該金属イオンと錯体を形成しうる基を有するモ ノマ一であるゲル (第十の態様) にっき説明する。
本発明 (7 2 ) 〜 (8 3 ) の特徴は、 原料である有機モノマ一として、 金属ィ オンと錯体を形成しうる基を有するモノマーを用い、 かつ、 その金属イオンをゲ ル中に導入することにより、 ゲル中に錯体を形成させた点にある。 一般に、 ゲル 中の錯形成の割合、 即ち金属導入率を高くすると、 溶媒含有量を小さくし、 かつ、 機械強度を大きくすることができる。
まず、 特徴部分を説明すると、 金属イオンと錯体を形成しうる基を有するモノ マーを、 第一の網目構造のためにのみ用いても、 第二の網目構造 (第九の態様) 又は直鎖状ポリマー (第十の態様) のためにのみ用いても、 両方のために用いて もよい。 金属イオンとしては、 錯体を形成しうる金属イオンであれば特に限定さ れず、 例えば、 亜鉛イオン、 鉄イオン、 ニッケルイオン、 コバルトイオン、 クロ ムイオン等を挙げることができる。 また、 金属イオンと錯体を形成しうる基とは、 選択した金属イオンと錯体を形成しうる基を指し、 例えば、 金属イオンとして、 亜鉛、 鉄、 ニッケル、 コバルト、 クロム等の多価金属を選択した場合、 カルポキ シル基、 スルホン酸基、 リン酸基を挙げることができる。 また、' 金属イオンと錯 体を形成しうる基を含有するモノマーとしては、 例えば、 アクリル酸、 メタクリ ル酸、 ィタコン酸、 スチレンスルホン酸、 ビニルリン酸を挙げることができる。 その他の原料モノマーとしては、 なお、 原料モノマーに関する本発明 (1) ~ (14) で記載した事項は、 本発明 (72) 〜 (83) でもそのまま引用する。 尚、 機械強度を更に改善するためには、 水溶性モノマーに加えて、 水不溶性モノ マ一を用いることが好適である。 この際、 水不溶性モノマーを、 第一の網目構造 のためにのみ用いても、 第二の網目構造 (第九の態様) 又は直鎖状ポリマ一 (第 十の態様) のためにのみ用いても、 両方のために用いてもよい。 また、 ゲル中の 水不溶性モノマーと水溶性モノマーの比を、 9. 9 : 0. 1〜0. 1 : 9. 9と することが好適である。 水不溶性モノマーとしては、 例えば、 フッ素含有モノ マ一が好適である。 フッ素含有モノマーを重合して得られるポリマーは、 耐熱性 が高く、 耐薬品性に優れ、 摩擦係数が小さく、 耐久性が高く、 燃焼しにくいと いった性質を有しているためである。 例えば、 フッ素含有モノマーとしては、 2, 2, 2—トリフルォロェチルメチルァクリレート、 2, 2, 3, 3, 3—ぺ ン夕フルォロプロピルメタク ύレート、 3— (ペルフルォロブチル) —2—ヒド ロキシプロピルメタクリレート、 1 Η, 1 Η, 9 Η—へキサデカフルォロノニメ タク リ レー ト、 2 , 2, 2 — ト リ フルォロェチルァク リ レー ト、
2, 3, 4, 5, 6—ペン夕フルォロスチレン、 フッ化ビニリデン等を挙げるこ とができる。
また、 本発明 (72) 〜 (83) に係るゲルは、 多重網目構造を有しており、 好適には、 ダブルネットワーク構造である。
更に、 以下に記載する好適な物性を達成するためには、 まず、 ゲル中における、 第一の網目構造を構成するモノマー量と、 第二の網目構造又は直鎖状ポリマーを 構成するモノマー量との比が、 モル比で 1 : 2〜1 : 100であることを挙げる ことができる。 尚、 好適には 1 : 3〜1 : 50、 より好適には 1 : 3〜1 : 30である。
加えて、 第九の態様のゲルに関しては、 第一の網目構造の架橋度を、 第二の網 目構造の架橋度よりも大きくなるように設定する。 具体的には、 第一の網目構造 を形成させるために使用する架橋剤の量と、 第二の網目構造を形成させるために 使用する架橋剤の量を、 各々の網目構造の原料モノマーと関連づけて適宜調整す る。 好適には、 第一の網目構造の架橋度が 0. l〜50mol%であり、 第二の網 目構造の架橋度が 0. 001〜2 Omol%となるように、 より好適には、 第一の 網目構造の架橋度が 1〜 2 Omol%であり、 第二の網目構造の架橋度が 0. 0 l〜5mol%となるように、 最も好適には、 第一の網目構造の架橋度が 2〜 1 Omol%であり、 第二の網目構造の架橋度が 0. 05〜 lmol%となるよう にする。
本発明 (7 2) 〜 (8 3) のゲルの好適な物性は、 圧縮破断応力が 1〜 l O OMPa (より好適には 5〜5 OMP a、 最も好適には 10〜 40 MP a)、 溶媒含有量が 10%以上 (より好適には 50%以上、 最も好適には 85%以上、 また、 上限値については、 通常は 99. 9%以下、 好適には 99%以下、 より好 適には 95%以下) である。 また、 別の好適な物性は、 引張破断応力が 0. 1〜 10 OMP a (更に好適には 0. 1〜5 OMP a、 最も好適には 0. 5〜5MP a) である。 更なる別の好適な物性は、 収縮度が、 20〜95% (更に好適には 60〜95%、 最も好適には 70〜95%) である。
次に、 本発明 (72) 〜 (83) に係るゲルの製造方法を説明する。 基本的に は従来のゲルの製造法と同様であり、 また、 本発明 (1) 〜 (14) に関する記 載が参照されるべきである。 尚、 ゲル中に金属イオンを導入する際には、 得られ た多重網目構造型ゲルを真空乾燥させた後にこの金属塩溶液に浸漬することによ り行う。 この操作によれば、 ネットワーク間の距離を極力近づけることにより、 効率よく金属イオンと錯体を形成することができる。
次に、 本発明 (72) 〜 (83) に係るゲルの用途につき説明する。 このゲル の用途は、 吸水材料、 保水材料、 工業材料、 生体代替材料と多岐にわたる。 具体 的には、 おむつ、 衛生用品、 除放剤、 土木材料、 建築材料、 通信材料 (例えば、 軸受、 ケーブル、 その継手)、 土壌改質剤、 コンタクトレンズ、 眼内レンズ、 ホ ローファイバー、 人工軟骨、 人工関節、 人工臓器 (例えば、 人工血管、 人工皮 膚)、 燃料電池用材料、 バッテリー隔膜、 対衝撃材料及びクッションを挙げるこ とができる。 実施例
以下、 実施例を用いて本発明を具体的に説明する。 実施例 1
<シングルネットワーク型ゲルの作製 >
面積 1 0 OmmX 1 0 0mm、 厚さ 2删 のシリコン板から力ッターで外辺長 80腿 X 8 Omm、 幅 5匪 の枠を切りだし、 枠の 1箇所 3廳 の溝を空けた。 この シリコン枠を 2枚の 100匪 X 100匪、 厚さ 3 mm のガラス板に挟み、 重合容 器を組み立てた。
モノマーである 2 mo 1/L の 2—アクリルアミドー 2—メチルプロパンスルホン 酸 (AMPS) 水溶液 25mlと、 架橋剤である 2mol/Lの Ν, Ν' —メチレンビ スアクリルアミド (ΜΒΑΑ) 水溶液 lmlと、 開始剤である 0. lmol/Lの 2— ォキソダルタル酸水溶液 lml とを合わせ、 水で調整して水溶液 50ml を得た。 この水溶液を窒素ガスを用いて脱酸素した。 つづいて、 この脱酸素水溶液を前記 重合容器の一方のガラス板に置かれたシリコン板の開口部に流し込み、 シリコン 板上に他方のガラス板を重ねて前記開口部周辺をシールした後、 波長 365nm の UVランプ (22W, 0. 34A) を用いて紫外線を常温で 6時間照射して重 合させることにより、 架橋度が 4mol%の AMP Sゲル (第一の網目構造) を作 製した。 尚、 架橋度の計算は以下の通りである:
{ (MB A A水溶液濃度 X量) / (モノマー濃度 X量)} X I 00 =
{(2mol/LX lml) / (2mol/LX 25ml)} X 100 = 4mol%
<ダブルネットワーク型ゲルの製造 >
モノマーである 5mol/Lのアクリルアミド (AAm) 水溶液 40ml と、 架橋剤 である 0. 2mol/L の N, Ν' —メチレンビスアクリルアミド (ΜΒΑΑ) 水溶 液 lml と、 開始剤である 0. lmol/L の 2—ォキソダルタル酸水溶液 lml とを 合わせ、 水で調整して水溶液 (浸漬溶液) 200ml を得た。 この浸漬溶液を窒 素ガスを用いて脱酸素した。
次いで、 前記浸漬溶液と前記シングルネットワーク型ゲル 4 gをそのゲルより 十分に大きな容量のシール容器に入れた。 この容器を 4°Cの冷蔵庫に 24時間設 置し、 前記浸漬溶液中のモノマ一、 架橋剤および開始剤を前記ゲルに拡散 '浸透 させた。 この工程において、 浸漬液の濃度を一様にする目的で時々容器を静かに 振盪した。 次いで、 前記浸漬液からゲルを取り出し、 適当な大きさに裁断した後、 このゲ ルを幅 10 Ommx長さ 10 OmmX厚さ 3IMI の 2枚のガラス板の間に気泡が混入 しないように挾持した。 この 2枚のガラス板の周囲 4辺をシールした後、 波長 365nm の UVランプ (22W, 0. 34 A) を用いて紫外線を常温で 6時間 照射した。 このとき、 前記ゲル中に拡散した AAmモノマーが重合してダブル ネットヮ一ク型ゲル ¾得た。 このダブルネットワーク型ゲルの第二の網目構造の 架橋度は、 0. lmol%であった。 尚、 架橋度の計算は以下の通りである:
{(0. 2mol/LX 1ml) / (5moI/LX4 Oml)} X 100 = 0. linol% 実施例 2
モノマ一である 5mol/L の 2—アクリルアミドー 2—メチルプロパンスルホン 酸 (AMPS) 水溶液 40mlと、 開始剤である 0. 1 mol/Lの 2—ォキソダル夕 ル酸水溶液 lml とを合わせ、 水で調整して 100ml の水溶液 (浸漬溶液) を得 た。 この浸漬溶液を窒素ガスを用いて脱酸素した。
得られた浸漬溶液 100ml に、 実施例 1で作製したシングルネットワーク型 ゲル (AMPSゲル) 4 gを浸漬し、 実施例 1と同様な手順で処理することによ り、 前記ゲル中に拡散した AMP Sを重合してダブルネットヮ一ク型ゲルを製造 した。 なお、 このダブルネットワーク型ゲル中の AMP Sポリマーは、 直鎖状 (架橋度が 0モル%) であった。 実施例 3
モノマーである 5mol/Lのアクリル酸 (AA) 水溶液 20mlと、 架橋剤である 0. Iraol/L の N, N' —メチレンビスアクリルアミド (MBAA) 水溶液 lml と、 開始剤である 0. lmol/Lの 2—ォキソダルタル酸水溶液 lmiとを合わせ、 水で調整して 200ml の水溶液 (浸漬溶液) を得た。 この浸漬溶液を窒素ガス を用いて脱酸素した。
得られた浸漬溶液 200ml に、 実施例 1で作製したシングルネットワーク型 ゲル (AMP ゲル) 4 gを浸漬し、 実施例 1と同様な手順で処理することによ り、 前記ゲル中に拡散した AAを重合してダブルネットワーク型ゲルを製造した。 このダブルネットワーク型ゲルの第二の網目構造の架橋度は、 0. 1モル%で あった。 実施例 4
<シングルネットワーク型ゲルの作製 >
モノマーである 4mo Lのアクリルアミド (AAm) 水溶液 10mlと、 架橋剤 である 0. 4mol/L の N, N' —メチレンビスアクリルアミド (MBAA) 水溶 '液 2inl と、 開始剤である 0. lmol/Lの 2—ォキソダルタル酸水溶液 0.5 ml と を合わせ、 水で調整して水溶液 40ml を調製した。 この水溶液を窒素ガスを用 いて脱酸素した。 つづいて、 この脱酸素水溶液を、 実施例 1と同様な重合容器の 一方のガラス板に置かれたシリコン板の開口部に流し込み、 シリコン板上に他方 のガラス板を重ねて前記開口部周辺をシールした後、 波長 365nm の UVラン プ (22W, 0. 34 A) を用いて紫外線を常温で 6時間照射して重合させるこ とにより、 架橋度が 2 mo 1 %の A Amゲルを作製した。
<ダブルネットワーク型ゲルの製造 >
モノマ一である 5mol/Lのアクリル酸 (AA) 水溶液 40 mlと、 架橋剤である 0. lmol/L の N, N' —メチレンビスアクリルアミド (MBAA) 水溶液 2ml と、 開始剤である 0. lmol/Lの 2—ォキソダルタル酸水溶液 lmlとを合わせ、 水で調整して 200ml の水溶液 (浸漬溶液) を得た。 この浸漬溶液を窒素ガス を用いて脱酸素した。
次いで、 前記浸漬溶液と前記シングルネットワーク型ゲル 4 gとを、 そのゲル より十分に大きな容量のシール容器に入れた。 この容器を 4°Cの冷蔵庫に 24時 間設置し、 前記浸漬溶液中のモノマー、 架橋剤および開始剤を前記ゲルに拡散 - 浸透させた。 この工程において、 浸漬液の濃度を一様にする目的で時々容器を静 かに振盪した。
次いで、 前記浸漬液からゲルを取り出し、 適当の大きさに裁断した後、 このゲ ルを幅 1 0 OmmX長さ 10 OmmX厚さ 3mm の 2枚のガラス板の間に気泡が混入 しないように挟持した。 この 2枚のガラス板の周囲 4辺をシールした後、 波長 365nm の UVランプ (22W, 0. 34 A) を用いて紫外線を常温で 6時間 4358
37 射した。 このとき、 前記ゲル中に拡散した AAモノマーが重合してダブルネッ トワーク型ゲルが得られた。 このダブルネットワーク型ゲル中の第二の網目構造 の架橋度は、 0. 1 mo 1%であった。 実施例 5
<シングルネットワーク型ゲルの作製 >
モノマ一である 2mol/Lのアクリル酸 (AA) 水溶液 40mlと、 架橋剤てある 0. 2mol/L の N, N' —メチレンビスアクリルアミド (MBAA) 水溶液 4ml と、 開始剤である 0. lmol/Lの 2—ォキソダルタル酸水溶液 lmlとを合わせ、 水で調整して 8 Oml の水溶液を得た。 この水溶液を窒素ガスを用いて脱酸素し た。 つづいて、 この脱酸素水溶液を、 実施例 1と同様な重合容器の一方のガラス 板に置かれたシリコン板の開口部に流し込み、 シリコン板上に他方のガラス板を 重ねて前記開口部周辺をシールした後、 波長 3 6 5 nm の UVランプ (22W, 0. 34A) を用いて紫外線を常温で 6時間照射して重合させること により、 架橋度が111101%の八八ゲルを作製した。
<ダブルネッ卜ワーク型ゲルの製造 >
モノマーである 5 m0i/Lのアクリルアミド (AAm) 水溶液 20mlと、 架橋剤 である 0. lmol/L の Ν, Ν' ーメチレンビスアクリルアミド (ΜΒΑΑ) 水溶 液 lml と、 開始剤である 0. lmol/L の 2—ォキソグルタル酸水溶液 lml とを 合わせ、 水で調整して 20 0ml の水溶液 (浸漬溶液) を得た。 この浸漬溶液を 窒素ガスを用いて脱酸素した。 .
次いで、 前記浸漬溶液と前記シングルネットワーク型ゲル 4 gを、 そのゲルよ り十分に大きな容量のシール容器に入れた。 この容器を 4°Cの冷蔵庫に 24時間 設置し、 前記浸漬溶液中のモノマー、 架橋剤および開始剤を前記ゲルに拡散 ·浸 透させた。 この工程において、 浸漬液の濃度を一様にする目的で時々容器を静か に振盪した。
次いで、 前記浸漬液からゲルを取り出し、 適当の大きさに裁断した後、 このゲ ルを幅 100腿 X長さ 10 OmmX厚さ 3iM の 2枚のガラス板の間に気泡が混入 しないように挟持した。 この 2枚のガラス板の周囲 4辺をシールした後、 波長 365nmの UVランプ (22W, 0. 34 A) を用いて紫外線を常温で 6時間 照射した。 このとき、 前記ゲル中に拡散した AAmモノマーが重合してダブル ネットワーク型ゲルが得られた。 このダブルネッ卜ワーク型ゲルの第二の網目構 造の架橋度は、 0. 1モル%であった。 得られた実施例 1の AMP S— AAmのダブルネットワーク型ゲルを純水中で 平衡膨潤させた。 このゲルについて元素分析を行った。 その結果を下記表 1に示 す。
Figure imgf000039_0001
前記表 1から明らかなように、 AMP Sおよび AAmの両モノマーの総量に対 して窒素が 9. 49 %の値を示すことから、 2回目の重合に用いた AAmモノ マーは、 平衡膨潤によってゲルの外部に出ることなくダブルネットワーク型ゲル 中で架橋されていることが確認された。
また、 得られた実施例 1〜5のダブルネットワーク型ゲルについて、 また、 比 較のために、 実施例 1、 4及び 5で作成したシングルネットワーク型ゲルについ ても、 膨潤度、 圧縮破断応力および圧縮破断歪を測定した。 結果を、 表 2 (シン ダルネットワーク型ゲル) 及び表 3 (ダブルネットワーク型ゲル) に示す。 表 2
甲合用モノ AMPS AAm AA
括弧内は架橋度 (1 5mol¾) (2mol%) (2mol%)
膨潤度 12 15 90 圧縮破断応力 (MPa) 0.9 0.3 0.1
圧縮破断歪 (¾) 30 55 63 表 3
Figure imgf000040_0001
前記表 2および表 3から明らかなように、 実施例 1〜3の AMP S— AAm、 AMP S—直鎖状 AMP Sおよび AMP S—AAのダブルネットヮ一ク型ゲルは、 AMPSシングルネットワーク型ゲルに比べて圧縮破断応力が高いことがわかる。 特に、 第一の網目構造を構成するモノマ一と第二の網目構造を構成するモノマー とが異なる、 実施例 1及び 3の A M P S _ A Amおよび A M P S— A Aのダブル ネットワーク型ゲルは、 圧縮破断応力がより一層高く、 優れた力学特性を有する ことが分かる。
また、 実施例 4の AA— AAmダブルネットワーク型ゲルは、 AAシングル ネットワーク型ゲルに比べて著しく高い圧縮破断応力を有することがわかる。 さらに、 実施例 5の AAm— AAダブルネットワーク型ゲルは、 AAmシング ルネットワーク型ゲルに比べて著しく高い圧縮破断応力を有することがわかる。 実施例 6
<シングルネットワーク型ゲルの作製 >
モノマーである 2mol/Lのスチレン (s t) のトルエン溶液 40mlと、 架橋剤 である 4mol/L のエチレングリコ一ルジメタクリレート (EGDMA) のトルェ ン溶液 lmlと、 開始剤である 0. lmol/Lのべンゾフエノンのトルエン溶液 lml とを合わせ、 トルエンで調整して 80ml のトルエン溶液を得た。 このトルエン 溶液を窒素ガスを用いて脱酸素した。 つづいて、 この脱酸素トルエン溶液を、 実 施例 1と同様な重合容器の一方のガラス板に置かれたシリコン板 ( 開口部に流し 込み、 シリコン板上に他方のガラス板を重ねて前記開口部周辺をシールした後、 波長 36 5nm の UVランプ (22W, 0. 34 A) を用いて紫外線を常温で 6時間照射して重合させることにより、 架橋度が 5mol%の S tゲル (第一の網 目構造) を作製した。
<ダブルネットワーク型ゲルの製造 >
モノマ一である 2mol/L のメチルメタクリレート (MMA) のトルエン溶液 5 Oml と、 架橋剤である 0. lmol/L のエチレングリコ一ルジメ夕クリレート
(EGDMA) のトルエン溶液 lmlと、 開始剤である 0. lmol/Lのべンゾフエ ノンのトルエン溶液 lml とを合わせ、 トルエンで調整して 100ml のトルエン 溶液 (浸漬溶液) を得た。 この浸漬溶液を窒素ガスを用いて脱酸素した。
次いで、 前記浸漬溶液と前記シングルネットワークゲル 4 gを、 そのゲルより 十分に大きな容量のシール容器に入れた。 この容器を 4°Cの冷蔵庫に 24時間設 置し、 前記浸漬溶液中のモノマー、 架橋剤および開始剤を、 前記ゲルに拡散 -浸 透させた。 この工程において、 浸漬液の濃度を一様にする目的で時々容器を静か に振盪した。
次いで、 前記浸漬液からゲルを取り出し、 適当の大きさに裁断した後、 このゲ ルを幅 10 OmmX長さ 100匪 X厚さ 3mm の 2枚のガラス板の間に気泡が混入 しないように挟持した。 この 2枚のガラス板の周囲 4辺をシールした後、 波長/ 365nm の UVランプ (22W, 0. 3. 4 A) を用いて紫外線を常温で 6時 間照射した。 このとき、 前記ゲル中に拡散した MMAモノマーが重合してダブル ネットワーク型ゲルが得られた。 このダブルネットワーク型ゲル中の第二の網目 構造の架橋度は、 0. 1モル%であった。
得られた実施例 6の S t—MMAのダブルネットワーク型ゲルを、 トルエン中 で平衡膨潤させた。 このゲルについて元素分析を行った。 その結果を表 4に示す。 表 4
C (%) H ( ) N (%)
理論値 76. 37 7. 83 1 5. 67
ダブルネッ卜
ワークゲル
実験値 74. 84 8. 60 1 6. 1 4 表 4から明らかなように、 ゲルがダブルネットワークを形成していることが確 認された。
得られた実施例 6のダブルネヅトワーク型ゲルについて、 また、 比較のために、 比較のために S tシングルネットワーク型ゲルについても、 実施例 1 5と同様 な方法により、 膨潤度、 圧縮破断応力および圧縮破断歪を測定した。 その結果を 表 5に示す。 表 5
Figure imgf000042_0001
表 5から明らかなように、 実施例 6の S t—MM Aダブルネットワーク型ゲル は、 膨潤度が大きいにも拘わらず、 圧縮破断応力が高いことがわかる。 実施例 7
2. 5重量%のァガロースゲルを調製し、 このゲルを 2. 5Mの HEMA水溶 液 (架橋剤 TE GDMA O . lmoI%、 重合開始剤 2—ォキソダルタル酸 0. 5mol%) に 1日浸漬させた後、 12時間 UVを照射して HEMAを重合し た。 このようにして得られたゲルの物性を表 6.に示す。 なお、 第一の網目構造の ァガロースゲルは物理架橋されたものであり、 架橋密度の算出ができないため、 代わりに膨潤度を記した。 表 6
Figure imgf000042_0002
実施例 8
キトサン 2. 5重量%溶液(溶媒: 3%酢酸 . 50%メタノール一水の混合溶 媒)を調製し、 架橋剤 2. 5重量%ダルタルアルデヒド (Glut,単糖当たりに 3 Omol%) を加えて室温で 12時間かけてゲル化させた。 更に、 モノマー DM A A ( 1 M)、 架橋剤 MB AA ( 0. 1 mol %) 重合開始剤 K2S 208
(0. lmol%) の仕込みの浸漬液にゲルを 48時間かけてゲルを浸漬させた。 その後、 60°Cで 12時間かけて重合し、 2日間水で膨潤させた。 このようにし て得られたゲルの物性を表 7に示す。 なお、 表中の第一の網目構造の架橋度は、 キトサン単糖当たりに対して加えた架橋剤ダルタルアルデヒドの量である。 表 7
Figure imgf000043_0001
実施例 9
実施例 1と同様の方法により、 但し、 第一の網目構造を構成するモノマー及 び第二の網目構造を構成するモノマーの比を変え、 また、 第一の網目構造と第二 の網目構造の架橋度を変えたものにつき、 機械強度を測定した。 なお、 以下では、 各ダブルネットワーク型ゲルの名称につき、 1st Monomer Cone. (M) · Monomer Name · Degree of Crossl inking (mol ¾)- 2nd Monomer Cone. (M) · Monomer Name · Degree of Crosslinking (mo i%)の順で簡略化して表記する。 例えば、 第一の網 目構造が、 モノマ一濃度 1M、 架橋度 4mol%の?AMPSであり、 第二の網目構造が、 モノマー濃度 1M、 架橋度 0. 1 mol %の PAAmであるダブルネットワーク型ゲル は、 1 PAMP S 4— 1 PAAmO. 1と表現する。 結果を表 8、 図 3及び図 4に示す。 表 8及び図 3より、 P AMP S— P AAm系のダブルネットワーク型 ゲルに関し、 第一の網目構造におけるモノマーと第二の網目構造のモノマ一の組 成比を変えると、 第一の網目構造 (PAMPS) におけるモノマー:第二の網目 構造 (PAAm) のモノマー =1 : 20のときが最も破断強度が高いことが分か る。 また、 図 4より、 第二の網目構造 (PAAm) の架橋度によっても強度が大 きく変わり、 架橋度が 0. lmol%の時に最も高い強度を示すこと-が分かる。 表 8
Figure imgf000044_0001
実施例 10
実施例 9と同様の方法により、 但し、 第一の網目構造を構成するモノマー及 び第二の網目構造を同一として (PAMP S同士、 PAAm同士)、 機械強度を 測定した。
まず、 第二の網目構造を構成するモノマー濃度 (モノマー組成比) を変化させ たときの、 1 P AMP S 4— XP AMP S 0. 1 (ここで、 X=0. 5、 1、 2) 及び 1 PAAml— XP AAmO. 1 (X=0. 5、 1、 3、 6) のダブル ネットワーク型ゲルにつき、 実施例 9と同様にして圧縮試験を行った。 その結果 の応力歪曲線 (SS-curve) を図 5及び図 6に示す。
この結果より、 P AMP S同士のダブルネットワーク型ゲルでは、 X=2 (第 一の網目構造のモノマー:第二の網目構造のモノマ一 = 1 : 5) のとき、 また、 PAAm同士のダブルネットワーク型ゲルでは、 X==3 (第一の網目構造のモノ マー:第二の網目構造のモノマー =1 : 3) のとき、 最も圧縮破断応力が高いこ とが判明した。 実施例 1 1
次に、 実施例 10において最も効果のあったモノマー組成比において、 第二の 網目構造の架橋度を変化させたときの圧縮破断応力について調べた。 PAMPS 同士、 PAAm同士のダブルネットワーク型ゲルにつき、 SS- curve を図 7及び 図 8に、 また、 その架橋度に対する破断応力および破断歪をプロットした結果を 図 9及び図 10に夫々示す。 図 8に、 また、 その架橋度に対する破断応力および破断歪をプロットした結果を 図 9及び図 10に夫々示す。
この結果から、 第二の網目構造の架橋度に関しても、 PAMPS— PAAmダ ブるネットワーク型ゲルと同様の結果が得られ、 第二の網目構造がゆるく架橋さ れている方が、 より高強度になる傾向が見られた。 実施例 12
第一網目: AMPSと TFEAを 1 : 5の割合で DM SO中 3. Oml/1 の濃 度となるように混合し、 架橋剤 MB AAを lmol%、 重合開始剤ひーケトグル夕 ル酸を 0. 2mol%を加えて、 UV重合にて合成した。
第二網目:上記ゲル 10mlを、 DMSO中の TFEA溶液 (濃度 3. Oml/K MBAAO. lmol%、 α—ケトグルタル酸 0. 2mol%) 200mlに浸漬して、 約 2日間静置し、 UV重合にて合成した。 このようにして得られたゲルの物性を 表 9に示す。 表 9
Figure imgf000045_0001
実施例 13
実施例 9で得られた 1 PAMPS 4— 1 PAAmO. 1のダブルネットワーク 型ゲル中に各種金属イオンを導入し、 機械強度を測定した。 なお、 金属イオンの 導入に際しては、 まず、 純粋で平衡膨潤させたダブルネットワーク型ゲルを適当 な大きさに切り出し、 それを一度真空乾燥させた。 そして、 平衡膨潤時のゲル体 積に対して 20倍量の各種金属塩水溶液を調整し、 ゲルを約 1週間浸漬した。 な お、 水溶液の濃度は、 ZnS〇4に関しては、 0. 01M、 0. 1M、 1Mの三 種、 F e C l 3に関しては、 0. 01M、 0. 1M、 0. 3 Mの三種を準備した。 結果を表 10に示す。 1 0
膨潤度 初期弾性率 破断応力 破断歪 含水量 収縮率
(MPa) (MPa) (%) (%) リファレンス
1 2 0. 35 0. 7 1 00 92 78
Z n 2 +
9 0. 25 1. 0 1 00 89 75 (0. 0 1 H)
Z n 2 +
7 0. 3 1 1 4. 8 89 86 58 (0. 1 M)
Z n 2 +
3 0. 30 1 7. 6 88 67 25 (1 M)
F e 3 +
4 0. 2 1 4 1 . 2 95 75 33 (0. 0 1 )
F e 3 +
6 0. 1 4 1 5. 8 88 83 50 (0. 1 M)
F e 3 +
6 0. 1 3 1 4. 2 88 83 50 (0. 3M)

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 圧縮破断応力が 1〜 1 0 O M P aであり、 溶媒含有量が 1 0 %以上である多 重網目構造型ゲル。
2 . 引張破断応力が 0 . 1〜1 0 O M P aである、 請求の範囲第 1項記載のゲル。
3 . 溶媒が、 水、 水可溶性有機溶媒又はこれらの混合溶媒あるいは水不溶性有機 溶媒である、 請求の範囲第 1項又は第 2項記載のゲル。
4 . 該多重網目構造がダブルネットヮ一ク構造である、 請求の範囲第 1項〜第 3項のいずれか一項記載のゲル。
5 . 一種以上のモノマ一を重合し架橋することにより形成された第一の網目構造 と、 第一の網目構造内で一種以上のモノマ一を重合し架橋することにより、 第一 の網目構造に絡みつくように形成された第二の網目構造とを有する、 請求の範囲 第 1項〜第 4項のいずれか一項記載のゲル。
6 . 第一の網目構造の架橋度が、 第二の網目構造の架橋度よりも大きい、 請求の 範囲第 5項記載のゲル。
7 . 一種以上のモノマ一を重合し架橋することにより形成された第一の網目構造 と、 第一の網目構造内で一種以上のモノマーを重合することにより、 第一の網目 構造に絡みつくように形成されたポリマーとを有する、 請求の範囲第 1項〜第 4項のいずれか一項記載のゲル。
8 . 該ゲル中における、 第一の網目構造を構成する該一種以上のモノマー量と、 第二の網目構造を構成する該一種以上のモノマ一量又は第一の網目構造に絡みつ くように形成されたポリマ一を構成する該一種以上のモノマー量の比が、 モル比 で 1 : 2〜 1 : 1 0 0である、 請求の範囲第 5項〜第 7項のいずれか一項記載の ゲル。
9 . 明細書に記載の方法に従って測定された収縮度が、 2 0〜9 5 %である、 請 求の範囲第 1項〜第 8項のいずれか一項記載のゲル。
1 0 . 第一の網目構造を構成する該一種以上のモノマー及び第二の網目構造を構 成する該一種以上のモノマー又は第一の網目構造に絡みつくように形成されたポ リマ一を構成する該一種以上のモノマーが、 水不溶性モノマー及び水溶性モノ マーからなる、 請求の範囲第 5項〜第 8項のいずれか一項記載のゲル。
1 1. 水不溶性モノマーと水溶性モノマーの比が、 9. 9 : 0. 1〜0. 1 : 9. 9である、 請求の範囲第 10項記載のゲル。
12. 水不溶性モノマーがフッ素含有モノマーを含む、 請求の範囲第 10項又は 第 1 1項記載のゲル。
13. 金属イオンを含み、 かつ、 第一の網目構造を構成する一種以上のモノマー ' 及び第二の網目構造を構成する一種以上のモノマーの少なくとも一つのモノマー が、 該金属イオンと錯体を形成しうる基を有するモノマーである、 請求の範囲第 5項、 第 6項及び第 8項のいずれか一項記載のゲル。
14. 金属イオンを含み、 かつ、 第一の網目構造を構成する一種以上のモノマ一 及び第一の網目構造に絡みつくように形成されたポリマーを構成する一種以上の モノマーの少なくとも一つのモノマーが、 該金属イオンと錯体を形成しうる基を 有するモノマ一である、 請求の範囲第 7項又は第 8項記載のゲル。
15. 請求の範囲第 1項〜第 14項のいずれか一項記載のゲルを用いた物品。
16. おむつ、 衛生用品、 除放剤、 土木材料、 建築材料、 通信材料、 土壌改質剤、 コンタクトレンズ、 眼内レンズ、 ホロ一ファイバー、 人工軟骨、 人工臓器、 燃料 電池用材料、 バッテリー隔膜、 対衝撃材料及びクッションから選択される、 請求 の範囲第 1 5項記載の物品。
17. 一種以上のモノマーを重合し架橋することにより形成された第一の網目構 造と、 第一の網目構造内で一種以上のモノマーを重合し架橋することにより、 第 一の網目構造に絡みつくように形成された第二の網目構造とを有し、 かつ、 第一 の網目構造の架橋度が、 第二の網目構造の架橋度よりも大きい多重網目構造型ゲ ル。
18. 第一の網目構造の架橋度が 0. l〜50moi%であり、 第二の網目構造の 架橋度が 0. 001〜2 Omol%である、 請求の範囲第 17項記載の多重網目構 造型ゲル。
19. 圧縮破断応力が 1〜10 OMP aであり、 溶媒含有量が 10 %以上である、 請求の範囲第 1 7項又は第 18項記載のゲル。
20. 引張破断応力が 0. 1〜10 OMP aである、 請求の範囲第 1 7項〜第 1 9項のいずれか一項記載のゲル。
2 1 . 溶媒が、 水、 水可溶性有機溶媒又はこれらの混合溶媒あるいは水不溶性有 機溶媒である、 請求の範囲第 1 7項〜第 2 0項のいずれか一項記載のゲル。
2 2 . 該多重網目構造がダブルネットワーク構造である、 請求の範囲第 1 7項〜 第 2 1項のいずれか一項記載のゲル。
2 3 . 該ゲル中における、 第一の網目構造を構成する該一種以上のモノマー量と、 第二の網目構造を構成する該一種以上のモノマー量の比が、 モル比で 1 : 2〜
1 : 1 0 0である、 請求の範囲第 1 7項〜第 2 2項のいずれか一項記載のゲル。
2 4 . 明細書に記載の方法に従って測定された収縮度が、 2 0〜9 5 %である、 請求の範囲第 1 7項〜第 2 3項のいずれか一項記載のゲル。
2 5 . 第一の網目構造を構成する一種以上のモノマ一及び第二の網目構造を構成 する一種以上のモノマーが、 水不溶性モノマー及び水溶性モノマーからなる、 請 求の範囲第 1 7項〜第 2 4項のいずれか一項記載のゲル。
2 6 . 水不溶性モノマーと水溶性モノマーの比が、 9 . 9 : 0 . 1〜0 . 1 : 9 . 9である、 請求の範囲第 2 5項記載のゲル。
2 7 . 水不溶性モノマーがフッ素含有モノマ一を含む、 請求の範囲第 2 5項又は 第 2 6項記載のゲル。
2 8 . 金属イオンを含み、 かつ、 第一の網目構造を構成する一種以上のモノマー 及び第二の網目構造を構成する一種以上のモノマーの少なくとも一つのモノマー が、 該金属イオンと錯体を形成しうる基を有するモノマーである、 請求の範囲第
1 7項〜第 2 7項のいずれか一項記載のゲル。
2 9 . 請求の範囲第 1 7項〜第 2 8項のいずれか一項記載のゲルを用いた物品。
3 0 . おむつ、 衛生用品、 除放剤、 土木材料、 建築材料、 通信材料、 土壌改質剤、 コンタクトレンズ、 眼内レンズ、 ホロ一ファイバ一、 人工軟骨、 人工臓器、 燃料 電池用材料、 バッテリー隔膜、 対衝撃材料及びクッションから選択される、 請求 の範囲第 2 9項記載の物品。
3 1 . 一種以上のモノマーを重合し架橋することにより形成された第一の網目構 造と、 第一の網目構造内で一種以上のモノマ一を重合し架橋することにより、 第 一の網目構造に絡みつくように形成された第二の網目構造か、 第一の網目構造内 で一種以上のモノマーを重合することにより、 第一の網目構造に絡みつくように 形成されたポリマーとを有し、 かつ、 該ゲル中における、 第一の網目構造を構成 する該一種以上のモノマー量と、 第二の網目構造を構成する該一種以上のモノ マー量又は該ポリマーを構成するモノマー量の比が、 モル比で 1 : 2〜 1 : 5 100である多重網目構造型ゲル。
32. 圧縮破断応力が 1〜 10 OMP aであり、 溶媒含有量が 10 %以上である、 請求の範囲第 31項記載のゲル。
33. 引張破断応力が 0. l〜100MP aである、 請求の範囲第 31項又は第 32項記載のゲル。
10 34. 溶媒が、 水、 水可溶性有機溶媒又はこれらの混合溶媒あるいは水不溶性有 機溶媒である、 請求の範囲第 31項〜第 33項のいずれか一項記載のゲル。
35. 該多重網目構造がダブルネットワーク構造である、 請求の範囲第 31項〜 第 34項のいずれか一項記載のゲル。
36. 明細書に記載の方法に従って測定された収縮度が、 20〜95%である、 15 請求の範囲第 31項〜第 35項のいずれか一項記載のゲル。
37. 第一の網目構造を構成する一種以上のモノマー及び第二の網目構造を構成 する一種以上のモノマー又は該ポリマーを構成する一種以上のモノマーが、 水不 溶性モノマ一及び水溶性モノマーからなる、 請求の範囲第 31項〜第 36項のい ずれか一項記載のゲル。
20 38. 水不溶性モノマーと水溶性モノマーの比が、 9. 9 : 0. 1〜0. 1 :
9. 9である、 請求の範囲第 37項記載のゲル。
39. 水不溶性モノマーがフッ素含有モノマーを含む、 請求の範囲第 37項又は 第 38項記載のゲル。
40. 金属イオンを含み、 かつ、 第一の網目構造を構成する一種以上のモノマー 25 及び第二の網目構造を構成する一種以上のモノマ一又は該ポリマーを構成する一
種以上のモノマーの少なくとも一つのモノマーが、 該金属イオンと錯体を形成し うる基を有するモノマーである、 請求の範囲第 31項〜第 39項のいずれか一項 記載のゲル。
'
41. 請求の範囲第 31項〜第 40項のいずれか一項記載のゲルを用いた物品。
4 2 . おむつ、 衛生用品、 除放剤、 土木材料、 建築材料、 通信材料、 土壌改質剤、 コンタクトレンズ、 眼内レンズ、 ホロ一ファイバ一、 人工軟骨、 人工臓器、 燃料 電池用材料、 バッテリー隔膜、 対衝撃材料及びクッションから選択される、 請求 の範囲第 4 1項記載の物品。
4 3 . 明細書に記載の方法に従って測定された収縮度が、 2 0〜9 5 %である多 重網目構造型ゲル。
4 4 . 圧縮破断応力が 1〜1 0 O M P aであり、 溶媒含有量が 1 0 %以上である、 請求の範囲第 4 3項記載のゲル。
4 5 . 引張破断応力が 0 . 1〜1 0 O M P aである、 請求の範囲第 4 3項又は第 4 4項記載のゲル。
4 6 . 溶媒が、 水、 水可溶性有機溶媒又はこれらの混合溶媒あるいは水不溶性有 機溶媒である、 請求の範囲第 4 3項〜第 4 5項のいずれか一項記載のゲル。
4 7 . 該多重網目構造がダブルネットワーク構造である、 請求の範囲第 4 3項〜 第 4 6項のいずれか一項記載のゲル。
4 8 . 一種以上のモノマーを重合し架橋することにより形成された第一の網目構 造と、 第一の網目構造内で一種以上のモノマーを重合し架橋することにより、 第 一の網目構造に絡みつくように形成された第二の網目構造とを有する、 請求の範 囲第 4 3項〜第 4 7項のいずれか一項記載のゲル。
4 9 . 第一の網目構造の架橋度が、 第二の網目構造の架橋度よりも大きい、 請求 の範囲第 4 8項記載のゲル。
5 0 . 一種以上のモノマーを重合し架橋することにより形成された第一の網目構 造と、 第一の網目構造内で一種以上のモノマーを重合することにより、 第一の網 目構造に絡みつくように形成されたポリマーとを有する、 請求の範囲 4 3項〜第 4 7項のいずれか一項記載のゲル。
5 1 . 該ゲル中における、 第一の網目構造を構成する該一種以上のモノマ一量と、 第二の網目構造を構成する該一種以上のモノマー量又は第一の網目構造に絡みつ くように形成されたポリマーを構成する該一種以上のモノマー量の比が、 モル比 で 1 : 2 ~ 1 : 1 0 0である、 請求の範囲第 4 8項〜第 5 0項のいずれか一項記 載のゲル。
5 2 . 第一の網目構造を構成する一種以上のモノマー及び第二の網目構造を構成 する一種以上のモノマー又は第一の網目構造に絡みつくように形成されたポリ マ一を構成する一種以上のモノマーが、 水不溶性モノマー及び水溶性モノマーか らなる、 請求の範囲第 4 8項〜第 5 1項のいずれか一項記載のゲル。
5 3 . 水不溶性モノマーと水溶性モノマーの比が、 9 . 9 : 0 . 1〜0 . 1 :
9 . 9である、 請求の範囲第 5 2項記載のゲル。
5 4 . 水不溶性モノマーがフッ素含有モノマ一を含む、 請求の範囲第 5 2項又は 第 5 3項記載のゲル。
5 5 . 金属イオンを含み、 かつ、 第一の網目構造を構成する一種以上のモノマー 及び第二の網目構造を構成する一種以上のモノマ一又は第一の網目構造に絡みつ くように形成されたポリマーを構成する一種以上のモノマーの少なくとも一つの モノマ一が、 該金属イオンと錯体を形成しうる基を有するモノマーである、 請求 の範囲第 4 8項〜第 5 4項のいずれか一項記載のゲル。
5 6 . 請求の範囲第 4 3項〜第 5 5項のいずれか一項記載のゲルを用いた物品。
5 7 . おむつ、 衛生用品、 除放剤、 土木材料、 建築材料、 通信材料、 土壌改質剤、 コンタクトレンズ、 眼内レンズ、 ホロ一ファイバー、 人工軟骨、 人工臓器、 燃料 電池用材料、 バッテリー隔膜、 対衝撃材料及びクッションから選択される、 請求 の範囲第 5 6項記載の物品。
5 8 . 一種以上のモノマーを重合し架橋することにより形成された第一の網目構 造と、 第一の網目構造内で一種以上のモノマーを重合し架橋することにより、 第 一の網目構造に絡みつくように形成された第二の網目構造とを有し、 かつ、 第一 の網目構造を構成する一種以上のモノマー及び第二の網目構造を構成する一種以 上のモノマ一が、 水不溶性モノマ一及び水溶性モノマ一からなる多重網目構造型 ゲル。 '
5 9 . 第一の網目構造の架橋度が、 第二の網目構造の架橋度よりも大きい、 請求 の範囲第 5 8項記載のゲル。
6 0 . 一種以上のモノマーを重合し架橋することにより形成された第一の網目構 造と、 第一の網目構造内で一種以上のモノマーを重合することにより、 第一の網 目構造に絡みつくように形成されたポリマーとを有し、 かつ、 第一の網目構造を 構成する一種以上のモノマー及び第一の網目構造に絡みつくように形成されたポ リマーが、 水不溶性モノマー及び水溶性モノマーからなる多重網目構造型ゲル。
61. 水不溶性モノマーと水溶性モノマーの比が、 9. 9 : 0. 1〜0. 1 : 9. 9である、 請求の範囲第 58項〜第 60項のいずれか一項記載のゲル。
62. 水不溶性モノマーがフッ素含有モノマ一を含む、 請求の範囲第 58項〜第
61項のいずれか一項記載のゲル。
63. 圧縮破断応力が 1〜10 OMP aであり、 溶媒含有量が 10 %以上である、 請求の範囲第 58項〜第 62項のいずれか一項記載のゲル。
64. 引張破断応力が 0. l〜100MP aである、 請求の範囲第 58項〜第 63項のいずれか一項記載のゲル。
65. 溶媒が、 水、 水可溶性有機溶媒又はこれらの混合溶媒あるいは水不溶性有 機溶媒である、 請求の範囲第 58項〜第 64項のいずれか一項記載のゲル。
66. 該多重網目構造がダブルネットワーク構造である、 請求の範囲第 58項〜 第 65項のいずれか一項記載のゲル。
67. 該ゲル中における、 第〜の網目構造を構成する該一種以上のモノマー量と、 第二の網目構造を構成する該一種以上のモノマ一量又は第一の網目構造に絡みつ くように形成されたポリマーを構成する該一種以上のモノマー量の比が、 モル比 で 1 : 2〜1 : 100である、 請求の範囲第 58項〜第 66項のいずれか一項記 載のゲル。
68. 明細書に記載の方法に従って測定された収縮度が、 20〜95%である、 請求の範囲第 58項〜第 67項のいずれか一項記載のゲル。
69. 金属イオンを含み、 かつ、 第一の網目構造を構成する一種以上のモノマー 及び第二の網目構造を構成する一種以上のモノマー又は第一の網目構造に絡みつ くように形成されたポリマ一を構成する一種以上のモノマ一の少なくとも一つの モノマーが、 該金属イオンと錯体を形成しうる基を有するモノマーである、 請求 の範囲第 58項〜第 68項のいずれか一項記載のゲル。
70. 請求の範囲第 58項〜第 69項のいずれか一項記載のゲルを用いた物品。
71. おむつ、 衛生用品、 除放剤、 土木材料、 建築材料、 通信材料、 土壌改質剤、 コンタクトレンズ、 眼内レンズ、 ホロ一ファイバー、 人工軟骨、 人工臓器、 燃料 電池用材料、 バッテリー隔膜、 対衝撃材料及びクッションから選択される、 請求 の範囲第 7 0項記載の物品。
7 2 . 一種以上のモノマ一を重合し架橋することにより形成された第一の網目構 造と、 第一の網目構造内で一種以上のモノマーを重合し架橋することにより、 第 一の網目構造に絡みつくように形成された第二の網目構造とを有する多重網目構 造型ゲルであって、 金属イオンを含み、 かつ、 第一の網目構造を構成する一種以 上のモノマ一及び第二の網目構造を構成する一種以上のモノマーの少なくとも一 つのモノマーが、 該金属イオンと錯体を形成しうる基を有するモノマーであるゲ ル。
7 3 . 第一の網目構造の架橋度が、 第二の網目構造の架橋度よりも大きい、 請求 の範囲第 7 2項記載のゲル。
7 4 . 一種以上のモノマーを重合し架橋することにより形成された第一の網目構 造と、 第一の網目構造内で一種以上のモノマーを重合することにより、 第一の網 目構造に絡みつくように形成されたポリマーとを有する多重網目構造型ゲルで あって、 金属イオンを含み、 かつ、 第一の網目構造を構成する一種以上のモノ マー及び第二の網目構造を構成する一種以上のモノマーの少なくとも一つのモノ マーが、 該金属イオンと錯体を形成しうる基を有するモノマーであるゲル。
7 5 . 圧縮破断応力が 1〜1 0 O M P aであり、 溶媒含有量が 1 0 %以上である、 請求の範囲第 7 2項〜第 7 4項のいずれか一項記載のゲル。
7 6 . 引張破断応力が 0 . 1〜 1 0 O M P aである、 請求の範囲第 7 2項〜第
7 5項のいずれか一項記載のゲル。
7 7 . 溶媒が、 水、 水可溶性有機溶媒又はこれらの混合溶媒あるいは水不溶性有 機溶媒である、 請求の範囲第 7 2項〜第 7 6項のいずれか一項記載のゲル。
7 8 . 該多重網目構造がダブルネットワーク構造である、 請求の範囲第 7 2項〜 第 7 7項のいずれか一項記載のゲル。
7 9 . 該ゲル中における、 第一の網目構造を構成する該一種以上のモノマー量と、 第二の網目構造を構成する該一種以上のモノマー量又は第一の網目構造に絡みつ くように形成されたポリマーを構成する該一種以上のモノマ一量の比が、 モル比 で 1 : 2〜1 : 1 0 0である、 請求の範囲第 7 2項〜第 7 8項のいずれか一項記 載のゲル。
80. 明細書に記載の方法に従って測定された収縮度が、 20〜95%である、 請求の範囲第 72項〜第 79項のいずれか一項記載のゲル。
81. 第一の網目構造を構成する一種以上のモノマ一及び第二の網目構造を構成 する一種以上のモノマ一又は第一の網目構造に絡みつくように形成されたポリ マーを構成する一種以上のモノマーが、 水不溶性モノマー及び水溶性モノマーか らなる、 請求の範囲第 72項〜第 80項のいずれか一項記載のゲル。
82. 水不溶性モノマーと水溶性モノマ一の比が、 9. 9 : 0. 1〜0. 1 : 9. 9である、 請求の範囲第 81項記載のゲル。
83. 水不溶性モノマーがフッ素含有モノマーを含む、 請求の範囲第 81項又は 第 82項記載のゲル。
84. 請求の範囲第 72項〜第 83項のいずれか一項記載のゲルを用いた物品。
85. おむつ、 衛生用品、 除放剤、 土木材料、 建築材料、 通信材料、 土壌改質剤、 コンタクトレンズ、 眼内レンズ、 ホロ一ファイバー、 人工軟骨、 人工臓器、 燃料 電池用材料、 バッテリー隔膜、 対衝撃材料及びクッションから選択される、 請求 の範囲第 84項記載の物品。
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