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METHOD FOR PRODUCING MULTI-PHASE POLYMER MATERIAL AND THE MULTI-PHASE POLYMER MATERIAL

Patent code P120008263
Posted date Nov 19, 2012
Application number P2006-013172
Publication number P2007-191648A
Patent number P5114703
Date of filing Jan 20, 2006
Date of publication of application Aug 2, 2007
Date of registration Oct 26, 2012
Inventor
  • (In Japanese)宮田 貴章
  • (In Japanese)中西 英行
  • (In Japanese)佐藤 雅浩
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人京都工芸繊維大学
Title METHOD FOR PRODUCING MULTI-PHASE POLYMER MATERIAL AND THE MULTI-PHASE POLYMER MATERIAL
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a multi-phase polymer material having a hierarchical structure by controlling independently reaction and phase separation using light and the multi-phase polymer material having the hierarchical structure.
SOLUTION: The production method comprises a 1st step for obtaining a first phase separation material, which involves exposing two or more types of compounds selected from the group consisting of monomers and/or polymers to light to cause reaction and phase separation of the above compounds, a 2nd step for obtaining a second phase separation material, which involves shielding the light to stop the reaction so as to cause further advancement of the phase separation of the first phase separation material, and a 3rd step for obtaining a multi-phase polymer material, which involves exposing the second phase separation material to light, so as to cause reaction and phase separation of the second phase separation material. Thus, the multi-phase polymer material having a hierarchical structure can be obtained.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

相互侵入高分子網目(Interpenetrating Polymer Network;以下「IPN」という)とは、2個以上の網目(高度に分岐し、多数の閉じた経路(ループ)を持つ高分子)が少なくとも分子スケールで部分的に織り混ざっており、互いに共有結合でつながっているわけではないが、化学結合を切ることなしに分けることのできないポリマーをいう。IPNは、通常、熱反応によるモノマーの重合・架橋によって合成され、反応の途中で反応系の相分離が引き起こされる。その後、誘発された相分離は反応とともに進行し、最終的なIPNのモルフォロジーは反応と相分離との競合によって決定される。

反応系の相分離が起こると、通常、熱反応の進行とともにIPNの構造は粗大化していくが、まれに相分離が不均一に起こり、階層構造が形成されることがある(非特許文献1)。階層構造とは、相分離によって形成された相の中にさらに別の相が形成された構造をいう。例えば、生物の軟骨はコラーゲンやプロテオグリカンなどの高分子物質の三次元の階層構造から成っており、複数の物質が複雑に相互作用することによって、多面性のある生物らしい仕組みや構造を形作っていることが知られている。
【非特許文献1】
Xiaolin Tang, Linxia Zhang, Tao Wang, Yingfeng Yu, Wenjun Gan, Shanjun Li., Macromolecular rapid communications, 25, 1419-1424、2004

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、高分子多相系材料の製造方法および高分子多相系材料に関するものであり、特に、光を用いて反応と相分離とを独立に制御することにより、階層構造を有する高分子多相系材料を製造する方法および階層構造を有する高分子多相系材料に関するものである。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
モノマーおよび/またはポリマーからなる群から選ばれる二種類以上の化合物に対して光を照射して、上記化合物を重合および/または架橋させ、かつ、上記重合および/または架橋した化合物を相分離させることにより、第一の相分離材料を得る第一工程と、
昇降温によって反応系の温度を変化させることなく、上記光を遮断して、上記重合および架橋を停止させ、かつ、第一の相分離材料の相分離をさらに進行させることにより、第二の相分離材料を得る第二工程と、
昇降温によって反応系の温度を変化させることなく、上記第二の相分離材料に対して光を照射して、上記第二の相分離材料を重合および/または架橋させ、かつ、上記重合および/または架橋した第二の相分離材料をさらに相分離させることにより、高分子多相系材料を得る第三工程と、を備えることにより、階層構造を有する高分子多相系材料を得ることを特徴とする、階層構造を有する高分子多相系材料の製造方法。

【請求項2】
 
上記二種類以上の化合物が、スチレンおよびメチルメタクリレートもしくはポリメチルメタクリレート、または、ポリスチレンおよびメチルメタクリレートもしくはポリメチルメタクリレートであることを特徴とする請求項1に記載の階層構造を有する高分子多相系材料の製造方法。

【請求項3】
 
上記第一工程における光の強度と、上記第三工程における光の強度とが等しいことを特徴とする請求項1または2に記載の階層構造を有する高分子多相系材料の製造方法。

【請求項4】
 
上記光の強度が0.01mW/cm2以上0.5mW/cm2以下であることを特徴とする請求項3に記載の階層構造を有する高分子多相系材料の製造方法。

【請求項5】
 
上記第三工程における光の強度が、上記第一工程における光の強度より強いことを特徴とする請求項1または2に記載の階層構造を有する高分子多相系材料の製造方法。

【請求項6】
 
上記第一工程における光の強度が0.01mW/cm2以上0.5mW/cm2以下であり、上記第三工程における光の強度が0.5mW/cm2より大きく10mW/cm2以下であることを特徴とする請求項5に記載の階層構造を有する高分子多相系材料の製造方法。

【請求項7】
 
上記第二工程における光の遮断時間が、上記重合および/または架橋した化合物の相分離が開始した時から、第一の相分離材料の相分離速度が減少し始めた時までの時間であることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の階層構造を有する高分子多相系材料の製造方法。

【請求項8】
 
モノマーおよび/またはポリマーからなる群から選ばれる二種類以上の化合物を、光を用いて重合および/または架橋させてなり、かつ、上記重合および/または架橋した化合物が相分離した構造を備え、
上記相分離した構造が、さらに階層構造を備えていることを特徴とする高分子多相系材料。

【請求項9】
 
上記二種類以上の化合物が、スチレンおよびメチルメタクリレートもしくはポリメチルメタクリレート、または、ポリスチレンおよびメチルメタクリレートもしくはポリメチルメタクリレートであることを特徴とする請求項8に記載の高分子多相系材料。

【請求項10】
 
さらに共連続構造を備えることを特徴とする請求項8または9に記載の高分子多相系材料。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2006013172thum.jpg
State of application right Registered
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