JPS6151017A - 含水性エラストマ−及びその製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、イモゴライトアクリルアミドを主成分とする
親水性布Ｉａ高分子とからなる含水性エラストマーに関
する。

（○）従来技術と問題点 含水性ポリマーとしては、ポリアクリルアミド。

ポリアクリル酸、ポリビニルアルコール、ポリ２−ヒド
ロキシエチルアクリレート、ポリビニルピロリド′ン等
の合成高分子、寒天、ゼラチン等の天然高分子があり、
増粘剤、保水剤１表面処理剤。

分１１１１１Ａ等として、医薬、農薬、化粧品１食品等
の分野に使用されている。しかなながら、これまで保水
率が高く、且つ形態安定性及び強度のすぐれたエラスト
マーは得られていない。

（ハ）問題点を解決するための手段 本発明者らは、イモゴライトが水分散性のよい剛直な無
義高分子であることに着目して、形態安定性や強度及び
成型性のすぐれた含水エラストマーを得ることに関し鋭
意研究を行なった結果、アクリルアミドを主成分とする
モノマーにイモゴライトを均一に分散させたのら、重合
することによって、保水性が高く、且つ形態安定性や強
度及び成型性のすぐれたエラストマーが工業的に容易に
得られることを知見し、本発明に到達した。

即ち、本発明は、イモゴライトとアクリルアミドを主成
分とする親水性有１１高分子とからなる含水性工）ス１
−マーである。

イモゴライトは、天然には火山灰土や風化軽石層中に見
出される外径が約２０人、内径が約７Ａの中空繊維□状
のアルミノケイ酸塩重合体であり、その化学組成はほぼ
３ｉ０ｚ　・Ａ旦２０３　　・２〜３Ｈ２０で表わされ
るものである。かかるイモゴライトは、公知の方法、例
えば、イモゴライトを含む土壌を水に分散させ、イモゴ
ライトを主とする浮遊物を集め、この浮遊物を粘土ハン
ドブック（日本粘土学会編）の方法に準じた方法で精製
して得られる。即ち、Ｊ　ａｃｋｓＯｎ法（クエン酸ナ
トリウム−ハイドロサルファイドナトリウム−重炭酸ナ
トリウム抽出法）により鉄分を除き、Ｈ２０□水で加熱
して不純物として含まれる有機物を分解除去し、２％Ｎ
８２　ＣＯ３で煮沸して遊離のアルミニウム、ケイ酸を
除去してゲル状のイモゴライトの精製物が得られる。

あるいはまた、このイモゴライトを塩酸等の酸性の水溶
液に分散させ、その後アルカリや食塩筈で沈澱ゲル化さ
せて、より精製されたゲル状のイモゴライトとしてもよ
い。

本発明において用いられるイモゴライトは、合成された
ものであってもよい。合成法としては、水酸化アルミニ
ウム、ケイ酸塩錯体を酸性水溶液中で加熱還流下にイモ
ゴライトを合成する方法（特開昭５３−１２４１９９号
）と、アルミニウムアルコキシドとテトラアルキルケイ
酸を酸中で加水分解した水酸化アルミニウムケイ醒塩を
、酸性水溶液中で加熱還流してイモゴライトを合成する
方法（特開昭５３−１０４９８号）が知られている。、
、この様に精製して得られた天然イモゴライト又は合成
イモゴライトは、種々のｍ合度のものの混合物であって
、その分散液粘！　（７７Ｓ１１／Ｃ）　ハ、ｐＨ＝３
．５の酢酸水溶液を分散溶媒とし、３０℃でかつ０．２
重量％ｆＪ度で測定した場合に５．０未満である。　゛
本発明に使用するイモゴライトは上記のものを用いても
良いが、品質の良いエラストマーを得るためには分散液
粘度（ηｓｐ／ｃ）は５．０以上のも゛のが好ましい。

かかるイモゴライト分散液は特開昭５８−４５１０８号
記載の方法を用いて製造することができる。分散媒とし
ては水やホルムアミド、Ｎ−メチルホルムアミド、ジメ
チルスルホキシド等の極性有機溶媒を用いることができ
るが、好ましいのは酸性゛の特にｐＨが３〜５の水であ
る。

本発明におけるアクリルアミドを主成分とする親水性有
様高分子とは、ポリアクリルアミド又はアクリルアミド
と他のごニルモノマーとの親水性共重合体を意味する。

これらは公知の方法で得られる。

本発明の含水性エラストマーは、前記イモゴライトの、
例えば分散液と、親水性有様高分子の、例えば水溶液を
適当な方法で十分に撹拌混合することによっても得られ
るが、好聾ましいのは、イモゴライトの存在下にアクリ
ルアミドを重合又はアクリルアミドと他のビニルモノマ
ーを共重合させる方法である。例えば、イモゴライト分
＠液を加えて充分分散させた後、開始剤を加えて重合さ
せることができる。重合は従来公知のラジカル重合。

光重合、放射線重合等により行うことができる。

アクリルアミドの濃度としては５〜３０％で、添・加す
るイモゴライトは０．０２〜５％の範囲が好ましい。ア
クリルアミドと共重合させるモノマーとしては、例えば
、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸２−とドロキ
シエチル、Ｎ−ビニル−２ピロリドン、アクロレインが
ある。得られる共重合体が親水性である限り、疎水性の
モノマーを用いてもよく、またメチレンビスアクリルア
ミド等の架橋剤を併用してもよい。重合量始剤として、
過１ｉＩ！ｔ′ＦＩｉアンモニウム、過［１ナトリウム
、リボフラビンなど、重合促進剤としてテトラメチレン
ジアミン、β−ジメチルアミノプロピオニトリルなどを
添加することもできる。イモゴライトとモノマーの混合
液を使用目的に応じてフィルム状、板状などの型枠に流
し込んだ後、熱、光または放射線の存在下に重合させる
こともできる。

に）発明の効果 本発明の、イモゴライトとアクリルアミドを主成分とす
る親水性有様高分子とからなる含水性エラストマーは、
従来のアクリルアミドゲルに比べてすぐれた強度、形態
安定性有しており、これを利用してフィルム状、微粒子
状などに成型され、固定化酵素膜、イオン電極膜、電解
膜、電気泳動分析用ゲル、液体クロマトグラフ用ゲル、
触媒支持体として利用され得る。

（→　実施例 以下実施例により本発明を詳述する。

なお、イモゴライトの分散液粘度（ηＳｐ／Ｃ）の測定
は、ｐＨ−３，５の酢酸水溶液を分散溶媒と　、し、３
０℃でかつ約０，２ｆＪｆｆ１％濃度で、ウベローデ形
粘度計を使用して行なった。なお、分散液は、プランソ
ニック超音波洗浄器２２０型で３０分間超音波処理した
後測定に供した。ま１ζ精確な測定濃度は１５戒の磁性
坩堝に分散液を採取し、５０℃で水分を蒸発させた後、
電気炉で５００℃で２時間焼いた残留物１ｆｆｉより求
め、測定粘度を０．２ｍ岱％濃度のηｓｐ／　ｃに換算
した。

実施例中の％はすべてｍｆｆ１％である。

実施例１゜ 採集したイモゴライトの多い風化した軽石層に、水を加
えて充分撹拌した後、水浮遊物をフルイ（１０〜２０１
１１ｅＳｈ　）で分離した。木の葉等の夾雑物を除いた
後、ｗｅｔベースで７％のイモゴテイトゲルが得られた
。分離したイモゴライトゲルは従来公知の１７１１法、
即ちイモゴライトゲル４００部にクエン酸ナトリウム８
０部、Ｎａ　ＨＣＯ３２部及びイオン交換水５００部を
加えて８０℃の温浴中で加熱溶解し、ＮａｚＣＯｚ粉末
５部を加えて撹拌し、１５分間保った後吸引濾過して鉄
分を除き、次に２％ＮａｚＣＯａを加えて５分間煮沸し
て脱Ａ４１．ケイ酸処理し、次いで３０％Ｈ２０２で加
熱して不純物として含まれる有機物を除き精製した。

かくして得られた精製イモゴライトゲルを、酢酸酸性水
溶液（１）８３．５）で１００時間ソックスレー抽出し
た。抽出液には少量の鉄分を含んだ微粉末の析出物（重
合度の比較的小さいイモゴライト）が認められた。ソッ
クスレー抽出残渣のイモゴライトゲルを久保田製超音波
分散装置２００Ｍ型（発掘周波数９ＫＨ２）を使用して
、酢酸酸性水溶液（１）Ｈ３，５）中で出力４０Ｗで６
分間分散させた。

未分散物を高速遠心分離ｍ　（１４，０００ｒｐｍ　、
　３０分）で沈降分離し、上澄液を〇−タリーエバポレ
ーターで濃縮し、濃度が０．８３％の分散液を得た。

ｐ）（−３，５の酢酸酸性水溶液での分散液粘度（ηｓ
ｐ／ｃ　）は６．４であった（０．２％、３０℃）。

かくして得られたイモゴライト分散液５０部とアクリル
アミド調製液（アクリルアミド１６．７％ＩＮＩＮ′−
メチレンビスアクリルアミド０．４５％を含む水溶液）
５０部を撹拌して充分混合したの、Ｎ、Ｎ、Ｎ’　、Ｎ
’　−テトラメチレンジアミン０．２５部及び０．７５
％過硫酸アンモニウム水溶液５部を加えて混合した。減
圧下に撹拌しながら脱気したの、混合液を０．５層巾の
空隙を持つ２枚のガラス板間に気泡が入らないように注
入し、空温で５時間放置して架橋重合させた。得られた
エラストマーの物性は厚さ０．４２ｍ、強度６０グ／−
１伸度９７％であった。また、屈折率は２０℃において
１．３５５であった。

比較のためにイモゴライト分散液の代りに水５０部を加
えて同様に実験した結果、得られたフィルムは脆く、容
易に破断するために、強度の測定を　。

行うことが出来なかった。また、ゲル型の合成マイカで
あるラポナイトＸＬＧの２％。水溶液を、イモゴライト
分散液の代りに加えて、同様の実験を行った結果、水の
場合に比べて成形物の弾性は幾分向上したが、脆く、強
度の向上は認められなかった。

実施例２゜ 実施例１のイモゴライト分散液を１０日間放置すると２
層に分離し、上層はわずかに乳濁しているのに対して、
下層は無色透明であった。分散液下層のイモゴライトの
濃度に０．８８％で、分散液粘度（ηＳＯ／Ｃ）は９．
５であった。

このイモゴライト分散液下層液５０部と７クリルア一ミ
ド調製液５０部を撹拌して充分混合したの、−Ｎ、Ｎ、
Ｎ’　・Ｎ′−テトラメチレンジアミン０．１３部及び
０．７５％過硫酸アンモニウム水溶液５部を加えて混合
した。減圧下に撹拌しながら脱気したのち、混合液を１
．０ｆｆｉ巾の空隙を持つ２枚のガラス板間に気泡が入
らないように注入し、空温で１晩放置して架橋重合させ
た。得られたエラストマー厚さ１．０５ａ＋ｍ、強度６
４９／ｍｔｆｒ、伸度１３３％であった。

実施例３゜ アクリルアミド調製液５０部に、紫外線開始剤ベンジル
ジメチルケタール０．１部及びＮ、Ｎ、Ｎ’　。

Ｎ′−テトラメチレンジアミン０．２５部部を溶解した
Ｎ−メチルホルムアミド溶液２０部を加えてよく混合し
た後、実施例２で使用したイモゴライト分散液下層液５
０部を加えて混合した。減圧下に撹拌しながら脱気した
のち、混合液を０．５部巾の空隙をもつ２枚のガラス板
間に気泡が入らないように注意して注入した。そして、
紫外線照射下に３時ＰｊＡ重合させた。

得られたエラストマーの物性は厚さ０．５０１ＭＩ。

強度４９ｇ／ＩＩＩＩｉ、伸度２２５％であった。

比較のためにイモゴライト分散液の代りに水を加えて同
様に実賎した結果、得られた成型物は弱く、破断するた
めに、強度測定を行うことが出来なかった。

実験例４゜ アクリルアミド調製液５０部にメタアクリル酸２−ヒド
ロキシエチル５部を加えてよく混合したのち、実施例１
で使用したイモゴライト分散液３０部を加えて撹拌しな
がら、Ｎ、Ｎ、Ｎ’　、Ｎ’　−テトラメチレンジアミ
ン０．１３部と０，７５％過硫酸アンモニウム水溶液５
部を加えてよく混合した。

減圧下に脱気した後、Ｖ温で１晩放置して架橋重合させ
た。成型物は弾力性があり、引張りに強いエラストマー
が得られた。また、メタアクリル酸２−ヒドロキシエチ
ルの代りにアクリル酸２−ヒドロキシエチル又はＮ−ビ
ニル−２−ピロリドンを用いた場合にも同様なエラスト
マーが得られた。

比較のためにイモゴライト分散液の代りに水を用いて同
球に実験した結果、成型物は脆（、押しつぶすと容易に
破砕した。

実験例５ 実験例２に使用したイモゴライト分散液下層液５０部と
アクリルアミド調製液５０を撹拌して充分混合したのら
、Ｎ、Ｎ、Ｎ’　、Ｎ’　−テトラメチレンジアミン０
．１３部及びリボフラビン溶液（０，１ｍ９／ｉｔ＞　
５部を加えて混合した。減圧下に１党拝しながら脱気し
たのち、混合液を０．３部巾の空隙をもつ２枚のガラス
板間に気泡が入らないように注入し、紫外線＠射により
架橋重合した。得られたフィルム状エラストマーはすぐ
れた形態安定性を示した。一方、イモゴライト分散液の
代りに水を用いて同様に重合した反応生成物は、形態安
定性が悪く、注意して取扱わないと容易に破断した。

以　　上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、イモゴライトとアクリルアミドを主成分とする親水
   性有機高分子とからなる含水性エラストマー。 ２、イモゴライトの存在下に、アクリルアミドを主成分
   とするモノマーを重合させることからなる、含水性エラ
   ストマーの製造法。