JP4989884B2 - 粘着性ハイドロゲル及び粘着性ハイドロゲル製造用組成物 - Google Patents
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前記非イオン性重合性単量体が、(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチル(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピルアクリルアミド、ビニルピロリドン、ビニルアセトアミド、ビニルホルムアミドから選択され、
前記架橋性単量体が、N,N’−メチレンビス(メタ)アクリルアミド、N,N’−エチレンビス(メタ)アクリルアミド、(ポリ)エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、グリセリントリ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリグリセリンジ(メタ)アクリレートから選択され、
前記多価アルコールが、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、グリセリン、ペンタエリスリトール、ソルビトール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリグリセリンから選択されることを特徴とする粘着性ハイドロゲルが提供される。
前記非イオン性重合性単量体が、(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチル(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピルアクリルアミド、ビニルピロリドン、ビニルアセトアミド、ビニルホルムアミドから選択され、
前記架橋性単量体が、N,N’−メチレンビス(メタ)アクリルアミド、N,N’−エチレンビス(メタ)アクリルアミド、(ポリ)エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、グリセリントリ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリグリセリンジ(メタ)アクリレートから選択され、
前記多価アルコールが、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、グリセリン、ペンタエリスリトール、ソルビトール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリグリセリンから選択されることを特徴とする粘着性ハイドロゲル製造用組成物が提供される。
本発明の粘着性ハイドロゲルは、非イオン性重合性単量体と架橋性単量体との共重合体からなる高分子マトリックス、水、多価アルコール及びアクリル酸とメタクリル酸との共重合体とを含む。
なお、本明細書において、(メタ)アクリルは、アクリル又はメタクリルを意味する。
なお、本明細書において、(メタ)アクリレートは、アクリレート又はメタクリレートを意味する。
アクリル酸とメタクリル酸との共重合体の含有量は、非イオン性重合性単量体100重量部に対して0.15〜15重量部であることが好ましい。含有量が0.15重量部未満の場合は、目的とする粘着力が得られ難く、逆に15重量部を超える場合はゲルが硬くなりすぎ結果的に粘着力の低下を引き起こすことになるため好ましくない。より好ましい含有量は、1〜10重量部である。
本発明で添加されるアクリル酸とメタクリル酸との共重合体は、例えばラジカル重合、レドックス反応、光照射等の方法により製造できる。また、共重合体としては、日本純薬社製ジュリマーAC−20H、AC−20Lや、日本触媒社製FL−200等の市販品が使用できる。
上記組成物は、非イオン性重合性単量体、架橋性単量体、水、多価アルコール、アクリル酸とメタクリル酸との共重合体とを含んでいる。特に、この組成物は、アクリル酸とメタクリル酸との共重合体を、前記非イオン性重合性単量体100重量部に対して、0.15〜15重量部含んでいる。
なお、上記共重合体は、高分子マトリックスと架橋していてもいなくてもよい。
重合開始剤の種類は特に限定されないが、加熱により重合・架橋させる場合は、アゾビスシアノ吉草酸やアゾビスアミジノプロパン2塩酸塩等のアゾ重合開始剤、硫酸第1鉄やピロ亜硫酸塩等の還元剤と過酸化水素やペルオキソ2硫酸塩等の過酸化物からなるレドックス開始剤を用いることができる。また、光の照射によって重合させる場合は、アゾ系、アセトフェノン系をはじめとする公知の光重合開始剤を用いることができる。また、これらの重合開始剤の複数を混合し、光の照射と加熱を同時に行なうことで重合・架橋させてもよい。レドックス開始剤を用いる場合、加熱をしなくても反応を行なうことが可能であるが、残存モノマーの低減化や、反応時間の短縮のため、加熱を行なうことが好ましい。
上記種々の重合法の内、製造工程が簡素であり、非常に経済的であると同時に、安定した物性のゲル体を得ることが可能であることから光照射による重合が好ましい。
更に、上記他の添加剤を粘着性ハイドロゲル製造用組成物に含ませてもよい。
例えば、樹脂フィルム等のベースフィルムの上に前記組成物を滴下し、その上面に樹脂フィルム等のトップフィルムを被せて組成物を押し広げ、一定の厚みに制御する。この状態で光(紫外線)照射及び/又は加熱により重合・架橋させて一定の厚みの粘着性ハイドロゲルを得ることができる。
(90°粘着力測定)
サンプルを20mm×100mmの短冊状に切り出し、この試験片をベークライト板に貼り付け、サン科学社製レオメーターにセットする。この後、JIS−Z0237に準じて、300mm/分の速度で90°方向に剥離する際の力を粘着力とする。
サンプルを20mm×200mmの角型に切り出し、この試験片の両面にステンレス板を貼り合せ、ステンレス板間に1kHz、10Vp−pの電流を流した時のインピーダンスを測定する。得られたインピーダンス(I)と、試験片の面積(S)及び厚み(d)から以下の式により、比抵抗を算出する。
比抵抗(Ω・cm)=I(Ω)÷d(cm)×S(cm2)
非イオン性重合性単量体としてアクリルアミドを100重量部、架橋性単量体としてN,N’−メチレンビスアクリルアミドを0.15重量部、多価アルコールとしてグリセリン293.5重量部、電解質として塩化ナトリウムを12.5重量部、粘着付与剤として共重合比7:3のアクリル酸とメタクリル酸との共重合体(日本純薬社製ジュリマーAC−20H)を3.5重量部と、溶媒として水を90重量部混合し、溶解攪拌して粘着性ハイドロゲル製造用組成物を得た。
得られたサンプルの90°粘着力と比抵抗を測定し、結果を表1に示す。
アクリル酸とメタクリル酸との共重合体を非イオン性重合性単量体100重量部に対して1.5重量部添加したこと以外は実施例1と同様にサンプルを作製した。得られたサンプルの90°粘着力と比抵抗を測定し、結果を表1に示す。
アクリル酸とメタクリル酸との共重合体を非イオン性重合性単量体100重量部に対して7.5重量部添加したこと以外は実施例1と同様にサンプルを作製した。得られたサンプルの90°粘着力と比抵抗を測定し、結果を表1に示す。
アクリル酸とメタクリル酸との共重合体を日本純薬社製ジュリマーAC−20Lとし、この共重合体を非イオン性重合性単量体100重量部に対して3.5重量部添加したこと以外は実施例1と同様にサンプルを作製した。得られたサンプルの90°粘着力と比抵抗を測定し、結果を表1に示す。
アクリル酸とメタクリル酸との共重合体を日本純薬社製ジュリマーAC−20Lとし、この共重合体を非イオン性重合性単量体100重量部に対して1.5重量部添加したこと以外は実施例1と同様にサンプルを作製した。得られたサンプルの90°粘着力と比抵抗を測定し、結果を表1に示す。
共重合比8:2のアクリル酸とメタクリル酸との共重合体を使用したこと以外は実施例1と同様にサンプルを作製した。得られたサンプルの90°粘着力と比抵抗を測定し、結果を表1に示す。
上記共重合体は、以下のようにして作製した。すなわち、アクリル酸モノマーとして三菱化学社製「アクリル酸」と、メタクリル酸モノマーとして共栄社化学社製「ライトエステルA」を使用した。共重合体を得るために、上記アクリル酸モノマー4gとメタクリル酸モノマー16gを秤量し、イオン交換水を加えて全量を95gとした。次に、その液を冷却管を取り付けた三つ口丸底フラスコに入れ攪拌した。続いて、4%の過硫酸カリウム水溶液2gと、2%のピロ亜硫酸ナトリウム水溶液3gを三つ口丸底フラスコに添加し、ウォーターバスで60℃に加温しながら3時間反応させて、共重合比8:2の共重合体を得た。なお、液温は三つ口丸底フラスコに取り付けたアルコール温度計で測定した。
共重合比2:8のアクリル酸とメタクリル酸との共重合体を使用したこと以外は実施例1と同様にサンプルを作製した。得られたサンプルの90°粘着力と比抵抗を測定し、結果を表1に示す。
上記共重合体は、以下のようにして作製した。すなわち、アクリル酸モノマーとして三菱化学社製「アクリル酸」と、メタクリル酸モノマーとして共栄社化学社製「ライトエステルA」を使用した。共重合体を得るために、上記アクリル酸モノマー16gとメタクリル酸モノマー4gを秤量し、イオン交換水を加えて全量を95gとした。次に、その液を冷却管を取り付けた三つ口丸底フラスコに入れ攪拌した。続いて、4%の過硫酸カリウム水溶液2gと、2%のピロ亜硫酸ナトリウム水溶液3gを三つ口丸底フラスコに添加し、ウォーターバスで60℃に加温しながら3時間反応させて、共重合比2:8の共重合体を得た。なお、液温は三つ口丸底フラスコに取り付けたアルコール温度計で測定した。
アクリル酸とメタクリル酸との共重合体を非イオン性重合性単量体100重量部に対して5.0重量部添加し、電解質を添加しなかったこと以外は実施例1と同様にサンプルを作製した。得られたサンプルの90°粘着力と比抵抗を測定し、結果を表1に示す。
アクリル酸とメタクリル酸との共重合体を添加しなかったこと以外は実施例1と同様にサンプルを作製した。得られたサンプルの90°粘着力と比抵抗を測定し、結果を表1に示す。
共重合比7:3のアクリル酸とメタクリル酸との共重合体を非イオン性重合性単量体100重量部に対して17.5重量部添加したこと以外は実施例1と同様にサンプルを作製した。得られたサンプルの90°粘着力と比抵抗を測定し、結果を表1に示す。
共重合体の代わりに、ポリアクリル酸(日本純薬社製ジュリマーAC−10H)を非イオン性重合性単量体100重量部に対して1.5重量部添加したこと以外は実施例1と同様にサンプルを作製した。得られたサンプルの90°粘着力と比抵抗を測定し、結果を表1に示す。
共重合体の代わりに、比較例3のポリアクリル酸を非イオン性重合性単量体100重量部に対して3.5重量部添加したこと以外は実施例1と同様にサンプルを作製した。得られたサンプルの90°粘着力と比抵抗を測定し、結果を表1に示す。
共重合体の代わりに、比較例3のポリアクリル酸を非イオン性重合性単量体100重量部に対して7.5重量部添加したこと以外は実施例1と同様にサンプルを作製した。得られたサンプルの90°粘着力と比抵抗を測定し、結果を表1に示す。
共重合体の代わりに、ポリアクリル酸(日本純薬社製ジュリマーAC−10L)を非イオン性重合性単量体100重量部に対して1.5重量部添加したこと以外は実施例1と同様にサンプルを作製した。得られたサンプルの90°粘着力と比抵抗を測定し、結果を表1に示す。
共重合体の代わりに、比較例6のポリアクリル酸を非イオン性重合性単量体100重量部に対して3.5重量部添加したこと以外は実施例1と同様にサンプルを作製した。得られたサンプルの90°粘着力と比抵抗を測定し、結果を表1に示す。
共重合体の代わりに、比較例6のポリアクリル酸を非イオン性重合性単量体100重量部に対して7.5重量部添加したこと以外は実施例1と同様にサンプルを作製した。得られたサンプルの90°粘着力と比抵抗を測定し、結果を表1に示す。
共重合体の代わりに、ポリメタクリル酸(日本純薬社製ジュリマーAC−30H)を非イオン性重合性単量体100重量部に対して3.5重量部添加したこと以外は実施例1と同様にサンプルを作製した。得られたサンプルの90°粘着力と比抵抗を測定し、結果を表1に示す。
共重合体の代わりに、比較例9のポリメタクリル酸を非イオン性重合性単量体100重量部に対して7.5重量部添加したこと以外は実施例1と同様にサンプルを作製した。得られたサンプルの90°粘着力と比抵抗を測定し、結果を表1に示す。
共重合体の代わりに、ポリビニルピロリドン(BASF社製Colloidon K−90)を非イオン性重合性単量体100重量部に対して3.5重量部添加したこと以外は実施例1と同様にサンプルを作製した。得られたサンプルの90°粘着力と比抵抗を測定し、結果を表1に示す。
また、ポリアクリル酸のみまたはポリメタクリル酸のみを添加した比較例3〜10では550g〜600gまでと実施例に比べ低くなった。
これらの結果より、ポリアクリル酸・ポリメタクリル酸共重合体を適量添加することで、従来の水溶性高分子の添加により向上した粘着力の1.5〜2倍程度向上させることができる。
なお、実施例及び比較例で使用した原料の使用量を表2にまとめて示す。
Claims (3)
- 非イオン性重合性単量体と架橋性単量体との共重合体からなる高分子マトリックス、水、多価アルコール及びアクリル酸とメタクリル酸との共重合体を含むハイドロゲルであって、前記非イオン性重合性単量体と、前記架橋性単量体と、前記水と、前記多価アルコールと、前記アクリル酸とメタクリル酸との共重合体とを含む前記ハイドロゲルの製造用の組成物中、前記アクリル酸とメタクリル酸との共重合体が、前記非イオン性重合性単量体100重量部に対して、0.15〜15重量部含まれ、
前記非イオン性重合性単量体が、(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチル(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピルアクリルアミド、ビニルピロリドン、ビニルアセトアミド、ビニルホルムアミドから選択され、
前記架橋性単量体が、N,N’−メチレンビス(メタ)アクリルアミド、N,N’−エチレンビス(メタ)アクリルアミド、(ポリ)エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、グリセリントリ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリグリセリンジ(メタ)アクリレートから選択され、
前記多価アルコールが、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、グリセリン、ペンタエリスリトール、ソルビトール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリグリセリンから選択されることを特徴とする粘着性ハイドロゲル。 - 前記高分子マトリックス中に電解質を更に含み、電解質が、水、多価アルコール及び高分子マトリックスの合計100重量部に対して、0.05〜10重量部含まれる請求項1に記載の粘着性ハイドロゲル。
- 非イオン性重合性単量体、架橋性単量体、水、多価アルコール、アクリル酸とメタクリル酸との共重合体とを含み、該アクリル酸とメタクリル酸との共重合体を、前記非イオン性重合性単量体100重量部に対して、0.15〜15重量部含み、
前記非イオン性重合性単量体が、(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチル(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピルアクリルアミド、ビニルピロリドン、ビニルアセトアミド、ビニルホルムアミドから選択され、
前記架橋性単量体が、N,N’−メチレンビス(メタ)アクリルアミド、N,N’−エチレンビス(メタ)アクリルアミド、(ポリ)エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、グリセリントリ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリグリセリンジ(メタ)アクリレートから選択され、
前記多価アルコールが、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、グリセリン、ペンタエリスリトール、ソルビトール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリグリセリンから選択されることを特徴とする粘着性ハイドロゲル製造用組成物。
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