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JP5682447B2 - Slurry organic-inorganic composite gel and method for producing organic-inorganic composite gel coating film - Google Patents

Slurry organic-inorganic composite gel and method for producing organic-inorganic composite gel coating film Download PDF

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JP5682447B2
JP5682447B2 JP2011111320A JP2011111320A JP5682447B2 JP 5682447 B2 JP5682447 B2 JP 5682447B2 JP 2011111320 A JP2011111320 A JP 2011111320A JP 2011111320 A JP2011111320 A JP 2011111320A JP 5682447 B2 JP5682447 B2 JP 5682447B2
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和敏 原口
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Description

本発明は表面平滑性に優れ、薄層ゲル塗膜の製造に有用な、スラリー状有機無機複合ゲルおよび有機無機複合ゲル塗膜の製造方法に関するものであり、電解質ゲルなどとして電池やコンデンサー分野で利用できる。   TECHNICAL FIELD The present invention relates to a slurry-like organic-inorganic composite gel and a method for producing an organic-inorganic composite gel coating film, which are excellent in surface smoothness and useful for the production of a thin-layer gel coating film. Available.

高分子ゲルは有機高分子の三次元ネットワーク構造内に水や有機溶媒を含み膨潤したソフトマテリアルで、医療、食品、土木、スポーツ関連、或いは電子・電気などの分野で利用されている。ゲルを基材上に薄く形成させて使用する要求があり、医療用のシップやバップ剤などは薬物を入れたゲルや粘着剤を基材に薄く塗布して使用している。これらにおいてゲルの厚みは一般に百ミクロン以上のもので、平滑性などの表面状態もさほど高い精度は求められていない。一方、リチウムイオン電池などの電池材料やコンデンサーなどでは電解質層にゲルを用いる試みが行われている。この場合、基材上に薄層ゲルを形成させる必要があり、また、ゲル厚みのブレが特性のブレにつながることから、平滑性な表面を有するものが求められており、更に、ゲルの強度、特に圧縮に対する強度も強いものが求められている。   A polymer gel is a soft material swollen with water or an organic solvent in a three-dimensional network structure of an organic polymer, and is used in the medical, food, civil engineering, sports related, or electronic / electrical fields. There is a demand to form a gel thinly on a base material, and medical ships and poultices are used by thinly applying a gel or adhesive containing a drug to the base material. In these, the thickness of the gel is generally one hundred microns or more, and the surface state such as smoothness is not required to have a very high accuracy. On the other hand, attempts have been made to use gel in the electrolyte layer in battery materials such as lithium ion batteries and capacitors. In this case, it is necessary to form a thin-layer gel on the base material, and since blurring of the gel leads to blurring of the characteristics, those having a smooth surface are required, and further, the strength of the gel In particular, a material having a high strength against compression is required.

近年、有機高分子と粘土鉱物の三次元ネットワーク内に水媒体を含有するナノコンポジット型ゲル(以後、「NCゲル」と称する)は高い水膨潤性と優れた力学的特性を有することから注目されている(非特許文献1、2参照)。特許文献1では、フィルム状のNCゲルシートを加熱プレスなどの方法で薄膜化する方法が開示されている。しかし、この方法で得られる膜厚には限界があることや工程が複雑であるという問題があった。また、基材上に貼り付けて使用する場合、接着させる必要があった。特許文献2では、微粒子状のNCゲル分散液について開示されている。しかし、この方法は炭化水素系溶媒の中で乳化重合させる方法であり、コスト高となり、また使用した炭化水素を除去する必要があった。更に、粒径が比較的大きいことから、得られる塗膜表面が粗いという問題もあった。一方、特許文献3では、NCゲルを乾燥させ粉末状に粉砕させたものを再膨潤させることで力学強度に優れたゲルが得られること、更に、任意の形に成形可能であることが示されている。しかし、この方法で得られたゲル塗膜は力学強度に比較的優れるものの表面平滑性に乏しく、表面凸凹のある塗膜しか得られないという問題や、粉砕したゲルを再結合させるために特定の添加剤を必要とするという問題があった。また、特許文献4では、NCゲルと同じ組成のクレイとポリマーの水分散液とその塗膜について開示されているが、得られた塗膜の水膨潤能が極めて低く、水と接触させてもゲルとなることは無い。以上のように、従来知られているいずれの方法でも、高い表面平滑性と優れた力学物性に有し、特定の媒体を含ことのできる薄層のゲル塗膜を得ることは困難であった。   In recent years, nanocomposite gels (hereinafter referred to as “NC gels”) containing an aqueous medium in a three-dimensional network of organic polymers and clay minerals have attracted attention because of their high water swellability and excellent mechanical properties. (See Non-Patent Documents 1 and 2). Patent Document 1 discloses a method of thinning a film-like NC gel sheet by a method such as heating press. However, there are problems that the film thickness obtained by this method is limited and the process is complicated. Moreover, when pasting and using on a base material, it was necessary to make it adhere | attach. Patent Document 2 discloses a particulate NC gel dispersion. However, this method is a method in which emulsion polymerization is carried out in a hydrocarbon solvent, which increases the cost and necessitates removal of the used hydrocarbon. Further, since the particle size is relatively large, there is a problem that the surface of the obtained coating film is rough. On the other hand, Patent Document 3 shows that a gel excellent in mechanical strength can be obtained by re-swelling an NC gel that has been dried and pulverized into a powder, and can be formed into an arbitrary shape. ing. However, although the gel coating film obtained by this method is relatively excellent in mechanical strength, the surface smoothness is poor, and only a coating film with surface irregularities can be obtained. There was a problem of requiring an additive. Patent Document 4 discloses an aqueous dispersion of clay and polymer having the same composition as NC gel and its coating film. However, the obtained coating film has extremely low water swelling ability and can be contacted with water. There is no gel. As described above, it is difficult to obtain a thin gel coating film having high surface smoothness and excellent mechanical properties and capable of containing a specific medium by any conventionally known method. .

特開2010−95586号広報JP 2010-95586 PR 特開2011−012107号広報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-012107 特開2011−1482号広報JP2011-1482 PR 特許第4430124号広報Patent No. 4430124

K.Haraguchi、T.Takehisa、Advanced Material 2002年, 第14巻, 1120-1124頁.K. Haraguchi, T. Takehisa, Advanced Material 2002, Vol. 14, pp. 1120-1124. 原口和敏、化学と工業、2005年、第58巻、第4号、457−460頁Haraguchi Kazutoshi, Chemistry and Industry, 2005, Vol. 58, No. 4, 457-460

本発明は、平滑な表面を有し、特定媒体および溶質を含むことのできる力学物性に優れた薄層ゲル塗膜の製造法を提供することである。   This invention is providing the manufacturing method of the thin layer gel coating film which has the smooth surface and was excellent in the mechanical physical property which can contain a specific medium and a solute.

水溶性のラジカル重合性モノマーを水膨潤性粘土鉱物の共存下に所定の水分量で重合させて有機無機複合ゲルを合成した後、該有機無機複合ゲルを特定範囲の水媒体量となるよう膨潤させてから、もしくは、膨潤後、更に水媒体を加えてから、有機無機複合ゲルを粉砕させることによりスラリー状有機無機複合ゲルを調製する。それを用いて塗膜を形成した後、媒体または溶質を含む媒体を含浸させることにより、力学特性に優れ、平滑な薄膜状で、且つ、目的とする媒体および溶質を含む有機無機複合ゲル塗膜が得られることを見いだし本発明に至った。   After synthesizing an organic-inorganic composite gel by polymerizing a water-soluble radical polymerizable monomer in the presence of a water-swellable clay mineral with a predetermined amount of water, the organic-inorganic composite gel is swollen so that the amount of aqueous medium falls within a specific range. After swelling, or after swelling, an aqueous medium is further added, and then the organic-inorganic composite gel is pulverized to prepare a slurry-like organic-inorganic composite gel. An organic-inorganic composite gel coating film that is excellent in mechanical properties, smooth, thin, and contains the target medium and solute by impregnating the medium or medium containing a solute after forming a coating film using the same. The present invention was found out.

即ち、本発明は、分子内に1個の(メタ)アクリルアミド基又は(メタ)アクリロイルオキシ基を有する水溶性ラジカル重合性モノマー(A)及び水膨潤性粘土鉱物(B)を水媒体(C)中に溶解又は分散させ、且つ、下記式(1)で表される水媒体(C)の質量比(K)が3〜15である水溶液を製造し、この際、前記水溶性ラジカル重合性モノマー(A)に対する水膨潤性粘土鉱物(B)の質量の割合(W /W )が0.03〜2.0であり、
該水溶液中で前記水溶性ラジカル重合性モノマー(A)を重合させることにより有機無機複合ゲルを得る工程1、
該有機無機複合ゲルを水中で(K)が40〜200となるように膨潤させる工程2、
膨潤した有機無機複合ゲルを粉砕させる工程3、
により得られるスラリー状有機無機複合ゲルの製造方法を提供する。
式(1) (K)=W/(W+W
(式中、Wは水媒体(C)の質量、Wは水溶性ラジカル重合性モノマー(A)の質量、Wは水膨潤性粘土鉱物(B)の質量を表す。)
That is, in the present invention, the water-soluble radically polymerizable monomer (A) having one (meth) acrylamide group or (meth) acryloyloxy group in the molecule and the water-swellable clay mineral (B) are added to the aqueous medium (C). An aqueous solution in which the mass ratio (K) of the aqueous medium (C) represented by the following formula (1) is 3 to 15 is dissolved or dispersed therein, and the water-soluble radical polymerizable monomer is prepared at this time. The ratio (W B / W A ) of the mass of the water-swellable clay mineral (B) to ( A ) is 0.03 to 2.0,
Step 1 of obtaining an organic-inorganic composite gel by polymerizing the water-soluble radical polymerizable monomer (A) in the aqueous solution,
Step 2 of swelling the organic-inorganic composite gel in water so that (K) is 40 to 200,
Step 3 of pulverizing the swollen organic-inorganic composite gel,
The manufacturing method of the slurry-like organic inorganic composite gel obtained by this is provided.
Formula (1) (K) = W C / (W A + W B )
(W C represents the mass of the aqueous medium (C), W A represents the mass of the water-soluble radical polymerizable monomer (A), and W B represents the mass of the water-swellable clay mineral (B).)

また、本発明は、分子内に1個の(メタ)アクリルアミド基若しくは(メタ)アクリロイルオキシ基を有する水溶性ラジカル重合性モノマー(A)及び水膨潤性粘土鉱物(B)を水媒体(C)中に溶解又は分散させ、且つ、下記式(1)で表される水媒体(C)の質量比(K)が3〜15である水溶液を製造し、この際、前記水溶性ラジカル重合性モノマー(A)に対する水膨潤性粘土鉱物(B)の質量の割合(W /W )が0.03〜2.0であり、
式(1) (K)=W/(W+W
(式中、Wは水媒体(C)の質量、Wは水溶性ラジカル重合性モノマー(A)の質量、Wは水膨潤性粘土鉱物(B)の質量を表す。)
該水溶液中で前記水溶性ラジカル重合性モノマー(A)を重合させることにより有機無機複合ゲルを得る工程1、
該有機無機複合ゲルを水中で(K)が25〜100となるように膨潤させる工程2、
更に、膨潤した有機無機複合ゲルに水(D)を、{(W+D)/(W+W)}が40〜200となるように添加して粉砕させる工程3、
により得られるスラリー状有機無機複合ゲルの製造方法を提供する。
The present invention also provides a water-soluble radically polymerizable monomer (A) having one (meth) acrylamide group or (meth) acryloyloxy group in the molecule and a water-swellable clay mineral (B) in an aqueous medium (C). An aqueous solution in which the mass ratio (K) of the aqueous medium (C) represented by the following formula (1) is 3 to 15 is dissolved or dispersed therein, and the water-soluble radical polymerizable monomer is prepared at this time. The ratio (W B / W A ) of the mass of the water-swellable clay mineral (B) to ( A ) is 0.03 to 2.0,
Formula (1) (K) = W C / (W A + W B )
(W C represents the mass of the aqueous medium (C), W A represents the mass of the water-soluble radical polymerizable monomer (A), and W B represents the mass of the water-swellable clay mineral (B).)
Step 1 of obtaining an organic-inorganic composite gel by polymerizing the water-soluble radical polymerizable monomer (A) in the aqueous solution,
Step 2 of swelling the organic-inorganic composite gel in water so that (K) is 25 to 100,
Furthermore, Step 3 is performed by adding water (D) to the swollen organic-inorganic composite gel so that {(W C + D) / (W A + W B )} is 40 to 200, and crushing.
The manufacturing method of the slurry-like organic inorganic composite gel obtained by this is provided.

本発明の製造法で得られるスラリー状有機無機複合ゲルは様々な基材に塗工可能であり、薄層で、且つ、力学物性や平滑性にも優れ、特定の媒体や溶質を含む有機無機複合ゲル塗膜を形成させることができるため、電子・電気分野などで必要とされるゲル塗膜および電解質ゲルとして有効に用いられる。   The slurry-like organic-inorganic composite gel obtained by the production method of the present invention can be applied to various substrates, is a thin layer, excellent in mechanical properties and smoothness, and contains a specific medium or solute. Since a composite gel coating can be formed, it is effectively used as a gel coating and an electrolyte gel required in the electronic / electric field.

実施例1で得た乾燥塗膜の表面観察写真。The surface observation photograph of the dry coating film obtained in Example 1. FIG. 実施例1で得たゲル塗膜の表面観察写真。The surface observation photograph of the gel coating film obtained in Example 1. 比較例1で得た乾燥塗膜の表面観察写真。The surface observation photograph of the dried coating film obtained in Comparative Example 1.

本発明における水溶性ラジカル重合性モノマー(A)は、分子内に一個の(メタ)アクリルアミド基もしくは(メタ)アクリロイルオキシ基を有するラジカル重合性モノマーで、且つ、水に溶解する性質を有するものである。なお、本発明で言う水媒体には、水単独以外に、水と混和する有機溶媒との混合溶媒で水を主成分とするものが含まれる。   The water-soluble radically polymerizable monomer (A) in the present invention is a radically polymerizable monomer having one (meth) acrylamide group or (meth) acryloyloxy group in the molecule, and has a property of being dissolved in water. is there. The aqueous medium referred to in the present invention includes, in addition to water alone, a mixed solvent with an organic solvent miscible with water and containing water as a main component.

(メタ)アクリルアミド基を有するラジカル重合性モノマーとしては、アクリルアミド、アクリルアミド誘導体モノマー、メタクリルアミド、メタアクリルアミド誘導体モノマーがあげられ、特にアクリルアミドまたはその誘導体モノマーなどのアクリルアミド基を有するものが好ましく用いられる。具体的には、アクリルアミド誘導体モノマーとしては、N−アルキルアクリルアミド、N,N−ジアルキルアクリルアミドが、一方、メタアクリルアミド誘導体モノマーとしては、N−アルキルメタクリルアミド、N,N−ジアルキルメタクリルアミドが挙げられる。ここでアルキル基としては炭素数が1〜4のものが特に好ましく選択される。一方、(メタ)アクリロイルオキシ基を有するラジカル重合性モノマーとしては、メトキシエチルアクリレート、エトキシエチルアクリレート、メトキシエチルメタクリレート、エトキシエチルメタクリレート、ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート、(ポリ)エチレングリコールアクリレート、(ポリ)エチレングリコールメタアクリレート、ジプロピレングリコールアクリレートなどが挙げられる。   Examples of the radical polymerizable monomer having a (meth) acrylamide group include acrylamide, an acrylamide derivative monomer, methacrylamide, and a methacrylamide derivative monomer, and those having an acrylamide group such as acrylamide or a derivative monomer thereof are particularly preferably used. Specifically, the acrylamide derivative monomer includes N-alkyl acrylamide and N, N-dialkyl acrylamide, and the methacrylamide derivative monomer includes N-alkyl methacrylamide and N, N-dialkyl methacrylamide. Here, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms is particularly preferably selected. On the other hand, as a radical polymerizable monomer having a (meth) acryloyloxy group, methoxyethyl acrylate, ethoxyethyl acrylate, methoxyethyl methacrylate, ethoxyethyl methacrylate, hydroxyethyl acrylate, hydroxypropyl acrylate, hydroxyethyl methacrylate, hydroxypropyl methacrylate, ( Examples include poly) ethylene glycol acrylate, (poly) ethylene glycol methacrylate, and dipropylene glycol acrylate.

水溶性ラジカル重合性モノマー(A)としては、以上に示した単一のラジカル重合性モノマーの他、これらから選ばれる複数の異なるラジカル重合性モノマーを併用することも有効である。特に(メタ)アクリルアミド基を有するラジカル重合性モノマーと(メタ)アクリロイルオキシ基を有するラジカル重合性モノマーを併用することは好ましい。例えば、ポリ(N,N−ジメチルアクリルアミド)とポリ(メトキシエチルアクリレート)の共重合体があげられる。ここで、アクリルアミド基を有する水溶性ラジカル重合性モノマーの重合体は、水膨潤性粘土鉱物との相互作用が強いため有機無機複合ゲル中で架橋点として働く効果があり、力学強度の高いゲルが得られる。一方、(メタ)アクリロイルオキシ基を有する水溶性ラジカル重合性モノマーの重合体は、媒体を安定して含ませる効果がある。更に、その重合体のガラス転移温度が室温以下である(メタ)アクリロイルオキシ基を有する水溶性ラジカル重合性モノマーを、(メタ)アクリルアミド基を有するラジカル重合性モノマーと併用した場合は、有機無機複合ミクロゲルの塗膜としての一体化を促進する効果がある。   As the water-soluble radical polymerizable monomer (A), it is also effective to use a plurality of different radical polymerizable monomers selected from these in addition to the single radical polymerizable monomer shown above. In particular, it is preferable to use a radical polymerizable monomer having a (meth) acrylamide group and a radical polymerizable monomer having a (meth) acryloyloxy group in combination. An example is a copolymer of poly (N, N-dimethylacrylamide) and poly (methoxyethyl acrylate). Here, a polymer of a water-soluble radically polymerizable monomer having an acrylamide group has an effect of acting as a crosslinking point in an organic-inorganic composite gel because it has a strong interaction with a water-swellable clay mineral. can get. On the other hand, a polymer of a water-soluble radically polymerizable monomer having a (meth) acryloyloxy group has an effect of stably containing a medium. Furthermore, when a water-soluble radical polymerizable monomer having a (meth) acryloyloxy group whose glass transition temperature is not more than room temperature is used in combination with a radical polymerizable monomer having a (meth) acrylamide group, an organic-inorganic composite There is an effect of promoting the integration of the microgel as a coating film.

本発明における水膨潤性粘土鉱物(B)としては、水に膨潤性を有するものであり、好ましくは水によって層間が膨潤する性質を有するものが用いられる。より好ましくは少なくとも一部が水中で層状に剥離して分散できるものであり、特に好ましくは水中で1ないし10層以内の厚みの層状に剥離して均一分散できる層状粘土鉱物である。例えば、水膨潤性スメクタイトや水膨潤性雲母などが用いられ、より具体的には、ナトリウムを層間イオンとして含む水膨潤性ヘクトライト、水膨潤性モンモリロナイト、水膨潤性サポナイト、水膨潤性合成雲母などが挙げられる。   As the water-swellable clay mineral (B) in the present invention, water-swellable clay minerals, preferably those having the property of swelling between layers by water, are used. More preferably, it is a layered clay mineral that can be at least partially exfoliated and dispersed in layers in water, and particularly preferably a lamellar clay mineral that can be exfoliated and dispersed uniformly in water with a thickness of 1 to 10 layers. For example, water-swellable smectite or water-swellable mica is used. More specifically, water-swellable hectorite containing sodium as an interlayer ion, water-swellable montmorillonite, water-swellable saponite, water-swellable synthetic mica, etc. Is mentioned.

本発明における水溶性ラジカル重合性モノマー(A)に対する水膨潤性粘土鉱物(B)の質量比(W/W)は、0.03〜2.0であることが好ましく、より好ましくは、0.05〜1.5、特に好ましくは、0.1〜0.7である。0.03より小さい場合、ゲルの力学特性が損なわれる場合があり、2.0を越えるとゲルの塗膜形成能が小さくなる。 The mass ratio (W B / W A ) of the water-swellable clay mineral (B) to the water-soluble radical polymerizable monomer (A) in the present invention is preferably 0.03 to 2.0, more preferably 0.05 to 1.5, particularly preferably 0.1 to 0.7. If it is less than 0.03, the mechanical properties of the gel may be impaired, and if it exceeds 2.0, the gel film-forming ability is reduced.

本発明では最終的に得られるゲル塗膜の力学物性(特に、耐クリープ性や強度)を更に向上させることなどを目的として、少量の有機架橋剤を併用することができる。有機架橋剤としては、分子内に2個またはそれ以上の2重結合を有する水溶性ラジカル重合性モノマー(F)が用いられ、特に2個の(メタ)アクリルアミド基や2個の(メタ)アクリロイルオキシ基を有するラジカル重合性モノマーが好ましく用いられる。具体的には、N,N’−メチレンビスアクリルアミドなどのアクリルアミド誘導体や、ジエチレングリコール(メタ)アクリレートやジポリエチレングリコール(メタ)アクリレートなどの(メタ)アクリレート類などが挙げられる。これら有機架橋剤は、通常、ラジカル重合性有機モノマー(A)と一緒に添加され、使用される。   In the present invention, a small amount of an organic crosslinking agent can be used in combination for the purpose of further improving the mechanical properties (particularly creep resistance and strength) of the gel coating finally obtained. As the organic crosslinking agent, a water-soluble radically polymerizable monomer (F) having two or more double bonds in the molecule is used, and in particular, two (meth) acrylamide groups and two (meth) acryloyl groups. A radical polymerizable monomer having an oxy group is preferably used. Specific examples include acrylamide derivatives such as N, N′-methylenebisacrylamide, and (meth) acrylates such as diethylene glycol (meth) acrylate and dipolyethylene glycol (meth) acrylate. These organic crosslinking agents are usually added and used together with the radical polymerizable organic monomer (A).

有機架橋剤の使用量は、水溶液ラジカル重合性モノマー(A)1モルに対して、分子内に2個以上の2重結合を有する水溶液ラジカル重合性モノマー(F)は0.001〜1モル%が好ましく、より好ましくは0.01〜0.2モル%、特に好ましくは0.01〜0.1モル%である。1モル%を越えるとゲルが脆くなる場合があり、0.001モル%未満では目的とする効果が大きくない。   The amount of the organic crosslinking agent used is 0.001 to 1 mol% of the aqueous solution radical polymerizable monomer (F) having two or more double bonds in the molecule with respect to 1 mol of the aqueous solution radical polymerizable monomer (A). Is preferable, more preferably 0.01 to 0.2 mol%, particularly preferably 0.01 to 0.1 mol%. If it exceeds 1 mol%, the gel may become brittle, and if it is less than 0.001 mol%, the intended effect is not great.

本発明におけるスラリー状有機無機複合ゲルは層状剥離した水膨潤性粘土鉱物(B)の存在下、特定量の水媒体(C)中で水溶性ラジカル重合性モノマー(A)を重合して有機無機複合ゲルを調製した後、該ゲルを水中で膨潤させ、さらにその時の膨潤率に応じて水(D)を加えた後、粉砕する方法で得られる。なお、本明細書においては、有機無機複合ゲルの製造時に使用し、ほぼ全量がゲル中に取り込まれる水、及び有機無機複合ゲル中に取り込まれた水を「水媒体(C)」と表記する。   In the present invention, the slurry-like organic-inorganic composite gel is obtained by polymerizing the water-soluble radical polymerizable monomer (A) in a specific amount of the aqueous medium (C) in the presence of the layer-peeled water-swellable clay mineral (B). After preparing the composite gel, the gel is swollen in water, and further, water (D) is added according to the swelling rate at that time, followed by pulverization. In addition, in this specification, it uses at the time of manufacture of an organic inorganic composite gel, and the water by which almost the whole quantity was taken in in a gel and the water taken in in an organic inorganic composite gel are described as "aqueous medium (C)." .

良好なスラリー状有機無機複合ゲルを得るためには、Wを水媒体(C)の質量、Wを水溶性ラジカル重合性モノマーの質量、Wを水分散性粘土鉱物の質量とした場合、(K)=W/(W+W)で表される水媒体の質量比.)を3〜15の範囲で用いて有機無機複合ゲルを得ること(工程1)が必要である。Kが3未満および15を超えた範囲では、次工程で用いる有機無機複合ゲルとして、不均一となったり、力学物性が小さくなるなど不適切となる場合が多い。 Good in order to obtain a slurry-like organic-inorganic composite gel, when the W C mass of the aqueous medium (C), the mass of the W A water-soluble radical-polymerizable monomer, a W B and the mass of the water dispersible clay mineral It is necessary to obtain an organic-inorganic composite gel using (K) = W C / (W A + W B ) in an aqueous medium mass ratio in the range of 3 to 15 (step 1). In the range where K is less than 3 and exceeds 15, the organic-inorganic composite gel used in the next step is often unsuitable, such as non-uniformity or reduced mechanical properties.

本発明においては、上記工程1で得られた有機無機複合ゲルを、ゲルに最終的に含まれる水媒体(C)のKが40〜200となるように水中で膨潤させる工程2、次いで得られた膨潤有機無機複合ゲルを粉砕させる工程3により、スラリー状有機無機複合ゲルが製造される。ここで、工程2で得られるゲルのKが40未満では、工程3で良好なスラリー状有機無機複合ゲルとすることが困難となり、また、Kが200を超えるとスラリー状有機無機複合ゲルの塗工性が低下したり、ゲル塗膜の力学物性が低下する場合が多い。   In the present invention, the organic-inorganic composite gel obtained in the above step 1 is swollen in water so that the K of the aqueous medium (C) finally contained in the gel is 40 to 200, and then obtained. A slurry-like organic-inorganic composite gel is produced by the step 3 of pulverizing the swollen organic-inorganic composite gel. Here, when the K of the gel obtained in Step 2 is less than 40, it is difficult to obtain a good slurry-like organic-inorganic composite gel in Step 3, and when K exceeds 200, the slurry-like organic-inorganic composite gel is applied. In many cases, the workability is lowered or the mechanical properties of the gel coating film are lowered.

また、本発明のスラリー状有機無機複合ゲルの製造においては、工程1で得られた有機無機複合ゲルを、ゲルに最終的に含まれる水媒体(C)のKが20〜100となるように水中で膨潤させる工程2,次いで得られた膨潤有機無機複合ゲルに水(D)を、ゲルの中に含まれている水媒体(C)と水(D)の和のKが40〜200となるように加えてから粉砕させる工程3によっても製造することができる。ここで、工程2におけるKが20未満では、工程3でのスラリー化が均一に進まず、Kが100を超えると工程3でのスラリー化で塗工性に優れたスラリー状有機無機複合ゲルが得られない場合がある。また、工程3でのKが40〜200の範囲外になると、前節で述べたのと同じ問題が生じる。   Moreover, in manufacture of the slurry-like organic inorganic composite gel of this invention, K of the aqueous medium (C) finally contained in the gel becomes 20-100 for the organic inorganic composite gel obtained at the process 1. Step 2 of swelling in water, water (D) is then added to the obtained swollen organic-inorganic composite gel, and the sum K of the aqueous medium (C) and water (D) contained in the gel is 40 to 200 It can also be manufactured by the step 3 of adding and crushing. Here, if K in Step 2 is less than 20, slurrying in Step 3 does not proceed uniformly, and if K exceeds 100, a slurry-like organic-inorganic composite gel excellent in coatability due to slurrying in Step 3 is obtained. It may not be obtained. Further, if K in Step 3 is outside the range of 40 to 200, the same problem as described in the previous section occurs.

本発明における水媒体(C)としては、イオン交換水、超純水、蒸留水などが使用可能である。また、本発明における水媒体(C)としては、水単独以外に、ラジカル重合性モノマー(A)、水膨潤性粘土鉱物(B)、重合開始剤などとの良好な均質溶液を調製することを目的として、水と均一混合する有機溶媒を水と混合して使用することも可能である。水に均一混合する有機溶媒としては、メタノール、エタノール、2−プロパノールなどのアルコール類、アセトンなどのケトン系溶媒、テトラヒドロフランなどのエーテル類、ジメチルホルムアミドやジメチルアセトアミドなどのアミド系溶媒などが挙げられる。溶媒の量は、重合に使用する水溶液中の50質量%以下、好ましくは30質量%以下、より好ましくは10質量%以下である。有機溶媒の混合量が大きいと、逆に水膨潤性粘土鉱物(B)の分散性を損なう場合がある。なお、重合において使用する水又は水溶液は真空脱気処理及び/または窒素やアルゴンなどのバブリングにより溶存酸素を除去したものが好ましく用いられる。   As the aqueous medium (C) in the present invention, ion-exchanged water, ultrapure water, distilled water or the like can be used. In addition, as the aqueous medium (C) in the present invention, in addition to water alone, a good homogeneous solution with a radical polymerizable monomer (A), a water-swellable clay mineral (B), a polymerization initiator and the like is prepared. For the purpose, it is also possible to use an organic solvent which is uniformly mixed with water and mixed with water. Examples of the organic solvent uniformly mixed with water include alcohols such as methanol, ethanol and 2-propanol, ketone solvents such as acetone, ethers such as tetrahydrofuran, amide solvents such as dimethylformamide and dimethylacetamide, and the like. The amount of the solvent is 50% by mass or less, preferably 30% by mass or less, more preferably 10% by mass or less in the aqueous solution used for the polymerization. If the amount of the organic solvent mixed is large, the dispersibility of the water-swellable clay mineral (B) may be impaired. In addition, the water or aqueous solution used in the polymerization is preferably one obtained by removing dissolved oxygen by vacuum degassing and / or bubbling such as nitrogen or argon.

本発明における水溶性ラジカル重合性モノマー(A)の重合反応としては、水溶性ラジカル重合性モノマー(A)と水膨潤性粘土鉱物(B)と水媒体(C)からなる均質な水溶液に過酸化物などの熱重合開始剤や光重合開始剤または更にそれらの重合促進剤を添加して、室温保持、または、加熱や紫外線照射などにより重合させる方法が用いられる。   The polymerization reaction of the water-soluble radically polymerizable monomer (A) in the present invention includes peroxidation to a homogeneous aqueous solution comprising the water-soluble radically polymerizable monomer (A), the water-swellable clay mineral (B), and the aqueous medium (C). A method of polymerizing by adding a thermal polymerization initiator such as a product, a photopolymerization initiator or further a polymerization accelerator thereof and maintaining the temperature at room temperature or heating or ultraviolet irradiation is used.

本発明で用いる熱重合開始剤及び触媒としては、親水性の熱重合開始剤及び触媒のうちから適宜選択して用いることができる。具体的には、熱重合開始剤としては、ペルオキソ二硫化カリウムやペルオキソ二硫化アンモニウムなどの過酸化物、VA−044、V−50、V−501、VA−057(和光純薬工業株式会社製)などのアゾ化合物が好ましく用いられる。その他、ポリエチレンオキシド鎖を有するラジカル開始剤なども用いられる。触媒として、3級アミン化合物であるN,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミンやβ−ジメチルアミノプロピオニトリルなどが好ましく用いられる。
本発明で用いる紫外線重合の開始剤としては、親水性および非水溶性の開始剤をいずれも用いることができ、特に好ましくは非水溶性のものである。アセトフェノン、ジメトキシベンジル、ベンゾインフェニルカルビノール、ヒドロキシメチルフェニルプロパノン、ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンなどのベンゾイン誘導体などを用いることができる。これらの非水溶性重合開始剤は、クレイ水分散液中に極めて少量で分散させられるほか、水溶性ラジカル重合性モノマー(A)または少量の水と均一に混合する有機溶媒にあらかじめ溶解させておいた後、クレイ水分散液中に分散させることができる。紫外線照射は公知の紫外線照射装置、例えば、高圧水銀、低圧水銀、メタルハライド、キセノンなどの紫外線光源とした市販の紫外線照射装置を使用することができる。照射時間は使用する紫外線強度や開始剤量及び反応液量などにより異なり、通常、数秒〜1時間の範囲で選択される。
The thermal polymerization initiator and catalyst used in the present invention can be appropriately selected from hydrophilic thermal polymerization initiators and catalysts. Specifically, as the thermal polymerization initiator, peroxides such as potassium peroxodisulfide and ammonium peroxodisulfide, VA-044, V-50, V-501, VA-057 (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) An azo compound such as) is preferably used. In addition, a radical initiator having a polyethylene oxide chain is also used. As the catalyst, tertiary amine compounds such as N, N, N ′, N′-tetramethylethylenediamine and β-dimethylaminopropionitrile are preferably used.
As the ultraviolet polymerization initiator used in the present invention, both hydrophilic and water-insoluble initiators can be used, and water-insoluble initiators are particularly preferable. Benzoin derivatives such as acetophenone, dimethoxybenzyl, benzoinphenylcarbinol, hydroxymethylphenylpropanone, hydroxycyclohexylphenylketone, and the like can be used. These water-insoluble polymerization initiators can be dispersed in a very small amount in a clay water dispersion, or dissolved in advance in a water-soluble radical polymerizable monomer (A) or an organic solvent uniformly mixed with a small amount of water. After that, it can be dispersed in a clay water dispersion. For the ultraviolet irradiation, a known ultraviolet irradiation apparatus, for example, a commercially available ultraviolet irradiation apparatus using an ultraviolet light source such as high pressure mercury, low pressure mercury, metal halide, or xenon can be used. The irradiation time varies depending on the intensity of ultraviolet rays used, the amount of the initiator, the amount of the reaction solution, and the like, and is usually selected in the range of several seconds to 1 hour.

熱重合開始剤、及び光重合開始剤の使用量は、モノマーと粘土鉱物の合計質量(W+W)の0.01〜2質量%、特に0.02〜1質量%が好ましい。2質量%を越えても効果は変わらなく、不必要な成分が増加することとなり、0.01質量%未満では重合収率等が不十分な場合がある。尚、本発明の目的を阻害しない範囲内で、有機無機複合ミクロゲル分散液に公知の増粘剤、レベリング剤、脱泡剤、充填材を併用することは可能である。 The amount of the thermal polymerization initiator and the photopolymerization initiator used is preferably 0.01 to 2% by mass, particularly 0.02 to 1% by mass, based on the total mass (W A + W B ) of the monomer and the clay mineral. Even if it exceeds 2% by mass, the effect is not changed, and unnecessary components increase. If it is less than 0.01% by mass, the polymerization yield and the like may be insufficient. In addition, it is possible to use together a well-known thickener, a leveling agent, a defoaming agent, and a filler in the organic-inorganic composite microgel dispersion within a range that does not impair the object of the present invention.

本発明で用いる重合温度は、ラジカル重合性モノマー、重合触媒及び開始剤の種類などに合わせて設定される。通常、熱重合は0〜100℃の範囲、好ましくは10〜90℃、より好ましくは50〜80℃の範囲で行われ、紫外線重合は0〜50℃の範囲、好ましくは0〜30℃の範囲で行われる。重合時間も触媒、開始剤、重合温度、水溶液量などの条件により異なり特に限定されないが、一般に数十秒〜数十時間の間で行う。また、重合の雰囲気は、熱重合、紫外線重合共に窒素やアルゴンなどの不活性ガス雰囲気で行うことが好ましく用いられる。   The polymerization temperature used in the present invention is set in accordance with the types of radical polymerizable monomer, polymerization catalyst, initiator, and the like. Usually, the thermal polymerization is performed in the range of 0 to 100 ° C, preferably 10 to 90 ° C, more preferably 50 to 80 ° C, and the ultraviolet polymerization is performed in the range of 0 to 50 ° C, preferably in the range of 0 to 30 ° C. Done in The polymerization time varies depending on conditions such as the catalyst, initiator, polymerization temperature, and amount of aqueous solution, and is not particularly limited, but it is generally performed for several tens of seconds to several tens of hours. The polymerization atmosphere is preferably used in an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon for both thermal polymerization and ultraviolet polymerization.

本発明における有機無機複合ゲル塗膜の製造法としては、スラリー状有機無機複合ゲルをそのまま、もしくは、水分率等を調製して粘性を調整した後、基材上にダイコーター、ロールコーターなどのコーター、または刷毛などを用いて塗工し、その後、一端、無含水または低含水率となるまで乾燥させ、次いで、水や特定の媒体(E)を含浸させて、有機無機複合ゲル塗膜を得る方法が必須である。乾燥塗膜に媒体(E)を含浸させる方法としては、例えば、媒体に浸漬させる方法、媒体を接触させる方法、媒体を塗布する方法などを挙げることができる。   As a manufacturing method of the organic-inorganic composite gel coating film in the present invention, the slurry-like organic-inorganic composite gel is used as it is, or after adjusting the viscosity by adjusting the moisture content, etc., a die coater, a roll coater, etc. Apply using a coater or brush, and then dry until one end is water-free or low water content, then impregnate with water or a specific medium (E) to form an organic-inorganic composite gel coating film. How to get is essential. Examples of the method of impregnating the dry coating film with the medium (E) include a method of immersing in the medium, a method of contacting the medium, and a method of applying the medium.

本発明における媒体(E)としては、均一に含有されるものの中から目的に応じて選択して用いられ、例えば、水、有機溶媒、或いはイオン液体などが用いられる。有機溶媒としては、メタノール、エタノールなどのアルコール類、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリンなどの多価アルコール、或いは、ポリエチレングリコールやポリプロピレングリコールなどの液状の多価アルコール重合物、アセトンやメチルエチルケトンなどのケトン系溶媒、ジエチルエーテルやメチルセロソルブなどの鎖状エーテル類、テトラヒドロフランやジオキサンなどの環状エーテル類、酢酸エチルなどのエステル系溶媒、ε-カプロラクトン、γ-ブチロラクトン、δ-バレロラクトンなどの環状エステル類、炭酸ジエチル、炭酸ジメチル、エチルメチルカーボネート、炭酸エチレン、炭酸プロピレン、炭酸ブチレン、ビニレンカーボネート、ビニルエチレンカーボネートなどの鎖状および環状のカーボネート系溶媒、アセトニトリル、プロピオニトリル、ブチロニトリルなどのニトリル系溶媒、トルエンやキシレンなどの芳香族炭化水素類、クロロルムや塩化メチレンなどのハロゲン系溶媒などが用いられる。上記の中でも本発明で用いる媒体(E)としては、カーボネート系溶媒、ラクトン系溶媒、ニトリル系溶媒を用いることは好ましい。これら有機溶媒は単独で用いても構わないし、水を含む複数の溶媒を併用し混合溶媒としても構わない。イオン液体としては、室温で液状の常温溶融塩が用いられ、イミダゾリウム塩誘導体、ビリジニウム塩誘導体、アルキルアンモニウム塩誘導体、ホスホニウム塩誘導体が用いられる。   The medium (E) in the present invention is selected from those uniformly contained according to the purpose and used, for example, water, an organic solvent, or an ionic liquid. Organic solvents include alcohols such as methanol and ethanol, polyhydric alcohols such as ethylene glycol, propylene glycol and glycerin, liquid polyhydric alcohol polymers such as polyethylene glycol and polypropylene glycol, and ketones such as acetone and methyl ethyl ketone. Solvents, chain ethers such as diethyl ether and methyl cellosolve, cyclic ethers such as tetrahydrofuran and dioxane, ester solvents such as ethyl acetate, cyclic esters such as ε-caprolactone, γ-butyrolactone and δ-valerolactone, carbonic acid Chain and cyclic carbonates such as diethyl, dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, vinylene carbonate, vinyl ethylene carbonate Solvent, acetonitrile, propionitrile, nitrile solvents such as butyronitrile, aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene, halogenated solvents such as Kurororumu or methylene chloride. Among these, as the medium (E) used in the present invention, it is preferable to use a carbonate solvent, a lactone solvent, or a nitrile solvent. These organic solvents may be used alone or in combination with a plurality of solvents including water. As the ionic liquid, a room temperature molten salt that is liquid at room temperature is used, and an imidazolium salt derivative, a biridinium salt derivative, an alkylammonium salt derivative, or a phosphonium salt derivative is used.

本発明においては、上記媒体(E)中に、無機塩、電解質、或いは、有機分子などの溶質(F)を含ませることが好ましく用いられる。媒体(E)に添加可能な溶質(F)としては、媒体(E)に均一に分散または溶解しうる化合物、例えば、電解質や塩の中から目的に応じて選択して用いられる。具体的には、電解質としては、水酸化カリウム、水酸化ナトリウムなどの水酸化物、或いは、炭酸ナトリウムや炭酸リチウムなどの炭酸塩、塩化リチウムや塩化カルシウムなどの塩化物、塩素酸ナトリウム、過塩素酸リチウム、過塩素酸カルシウム、過塩素酸マグネシウムなどの(過)塩素酸塩、四フッ化ほう酸リチウム、四フッ化ほう酸ナトリウム、四フッ化ほう酸カリウムなどのフッ化ホウ酸塩、六フッ化りん酸リチウム、六フッ化りん酸ナトリウム、六フッ化りん酸カリウムなどのフッ化リン酸塩、リチウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、リチウムビス(トリフルオロエタンスルホニル)イミド、トリフルオロメタンスルホン酸リチウムなどのフッ化イミド塩やフッ化スルホン酸塩が挙げられる。更には、アジピン酸、マレイン酸、安息香酸、フタル酸、サリチル酸などのカルボン酸類、トリエチルアミン、水酸化テトラメチルアンモニウムなどのアミン類、アンモニウム塩、コラーゲン、ビタミンなどが挙げられる。   In the present invention, it is preferable to include a solute (F) such as an inorganic salt, an electrolyte, or an organic molecule in the medium (E). The solute (F) that can be added to the medium (E) is selected from compounds that can be uniformly dispersed or dissolved in the medium (E), for example, electrolytes and salts according to the purpose. Specifically, examples of the electrolyte include hydroxides such as potassium hydroxide and sodium hydroxide, carbonates such as sodium carbonate and lithium carbonate, chlorides such as lithium chloride and calcium chloride, sodium chlorate, and perchlorine. (Per) chlorates such as lithium acid, calcium perchlorate and magnesium perchlorate, fluorinated borates such as lithium tetrafluoroborate, sodium tetrafluoroborate and potassium tetrafluoroborate, phosphorus hexafluoride Fluorophosphates such as lithium phosphate, sodium hexafluorophosphate, potassium hexafluorophosphate, lithium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide, lithium bis (trifluoroethanesulfonyl) imide, lithium trifluoromethanesulfonate, etc. Examples thereof include fluorinated imide salts and fluorinated sulfonates. Furthermore, carboxylic acids such as adipic acid, maleic acid, benzoic acid, phthalic acid and salicylic acid, amines such as triethylamine and tetramethylammonium hydroxide, ammonium salts, collagen, vitamins and the like can be mentioned.

これら媒体(E)または溶質(F)を含む媒体(E)を含浸させて得られる有機無機複合ゲル塗膜は、表面平滑性を有する均一なゲルであり、多くの場合、一体化している。本発明による製造法を用いると、100ミクロン以下の膜厚の薄層の表面平滑なゲル塗膜を得ることができ、また、ゲルを基材から隔離し、単独の有機無機複合ゲル膜として用いることも出来る。有機無機複合ゲル膜は、小さな屈曲率で曲げたり、大きく延伸することができる。また、本発明の製造法によると、使用する水溶性ラジカル重合性モノマーの重合体のガラス転移温度が100℃を越えるものの場合でも、均一で柔軟且つ平滑な表面を有する薄層ゲル塗膜を得ることができる。これに対して、水膨潤性粘土鉱物(B)を用いずに、公知の有機架橋剤のみを用いたゲルでは、スラリー状ゲルから均質な薄層塗膜は得られない。   The organic-inorganic composite gel coating film obtained by impregnating the medium (E) or the medium (E) containing the solute (F) is a uniform gel having surface smoothness and is often integrated. When the production method according to the present invention is used, a thin surface smooth gel coating film having a thickness of 100 microns or less can be obtained, and the gel is isolated from the substrate and used as a single organic-inorganic composite gel film. You can also The organic-inorganic composite gel film can be bent or stretched greatly with a small bending rate. Moreover, according to the production method of the present invention, a thin gel coating film having a uniform, flexible and smooth surface can be obtained even when the glass transition temperature of the polymer of the water-soluble radical polymerizable monomer used exceeds 100 ° C. be able to. In contrast, a gel using only a known organic cross-linking agent without using the water-swellable clay mineral (B) cannot provide a homogeneous thin layer coating film from the slurry gel.

以下で、本発明について、実施例を用いて具体的に説明する。しかし、本発明は下記実施例だけに限られるものでは無い。   Hereinafter, the present invention will be specifically described using examples. However, the present invention is not limited to the following examples.

(実施例1)
水溶性ラジカル重合性モノマーとして、N,N−ジメチルアクリルアミド(DMAA、興人株式会社製)を5g、水膨潤性粘土鉱物として、合成ヘクトライト(商標ラポナイトXLG)を2g(粘土鉱物/DMAA=0.4)、超純水(18MΩ)を47.5g、これらを100mLのフラスコに入れ、窒素雰囲気下で撹拌し均質溶液とした(K=6.8)。尚、超純水は窒素をバブリングし、窒素置換したもの用いた。この溶液を氷浴に入れ、10分間ゆっくりと撹拌した後、予め調製した純水10gとペルオキソ二硫化カリウム(KPS:関東化学株式会社製)0.2gからなる重合開始剤の水溶液2.5mLを撹拌下で加えた。重合液1を50mLのボトルに移し、内部を窒素雰囲気とし、50℃で20時間反応させた。重合後の溶液は無色透明で液全体がゲル化していた。(工程1)
ゲルを厚み5mmほどのフィルム状にカットし、純水に浸漬させて、50℃で5時間保持した。ゲルは膨潤し、K=42となった。(工程2)
得られた膨潤ゲルに更に、ゲル中の水媒体(Wc)と添加する水(D)の合計が{(Wc+D)/(W+W)}=80となるように、純水を加えてから、調理用ミキサー(ミルサー IFM−700G、岩谷産業株式会社製)でゲルを粉砕した。粉砕したゲルは脱泡機(AR−250、シンキー株式会社製)で脱泡処理を施した。(工程3)
得られたスラリー1は流動性があり塗工可能であった。スラリー1をガラス板に約0.7mmの厚さで塗布し、80℃で乾燥させた。約5ミクロンの乾燥塗膜が得られた。乾燥塗膜は平滑なものであった。
(Example 1)
As a water-soluble radical polymerizable monomer, 5 g of N, N-dimethylacrylamide (DMAA, manufactured by Kojin Co., Ltd.) and 2 g of synthetic hectorite (trademark Laponite XLG) as a water-swellable clay mineral (clay mineral / DMAA = 0) .4) 47.5 g of ultrapure water (18 MΩ) and these were put into a 100 mL flask and stirred under a nitrogen atmosphere to obtain a homogeneous solution (K = 6.8 ). In addition, the ultrapure water used what bubbled nitrogen and substituted nitrogen. This solution was placed in an ice bath and stirred slowly for 10 minutes, and then 2.5 mL of a polymerization initiator aqueous solution consisting of 10 g of pure water prepared in advance and 0.2 g of potassium peroxodisulfide (KPS: manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.) was added. Added under stirring. The polymerization liquid 1 was transferred to a 50 mL bottle, the inside was made into a nitrogen atmosphere, and the reaction was performed at 50 ° C. for 20 hours. The solution after polymerization was colorless and transparent, and the entire solution was gelled. (Process 1)
The gel was cut into a film having a thickness of about 5 mm, immersed in pure water, and held at 50 ° C. for 5 hours. The gel swelled and K = 42. (Process 2)
Further, pure water was added to the obtained swollen gel so that the total of the aqueous medium (Wc) in the gel and the water (D) to be added was {(Wc + D) / (W A + W B )} = 80. Then, the gel was pulverized with a mixer for cooking (Milcer IFM-700G, manufactured by Iwatani Corporation). The crushed gel was subjected to a defoaming process using a defoaming machine (AR-250, manufactured by Shinky Corporation). (Process 3)
The obtained slurry 1 was fluid and could be applied. Slurry 1 was applied to a glass plate with a thickness of about 0.7 mm and dried at 80 ° C. A dry coating of about 5 microns was obtained. The dried coating film was smooth.

ゲルを塗布したガラス板を純水に10分間浸漬させた。乾燥塗膜が水を含水してゲル化した。ゲルは平滑であった。膜厚は約55ミクロンであった。乾燥塗膜およびゲル塗膜表面をマイクロスコープ(デジタルマイクロスコープVHX−900(キーエンス株式会社製))で観察したところ、写真1(図1)および写真2(図2)に示すように、表面はいずれも平滑であった。ゲルの上に3×3cmの金属板(厚さ1mm)を載せ、5kgの重りを載せた。重りを取り除き、加圧したところを観察したが、加圧していない場所と差異は見られなかった。圧縮試験にて、ゲルが流動したり、大きく塑性変形したり、破壊したりしたいずれかの現象が生じた場合を「×」、明らかな変形が見られた場合を「△」、変形が非常に小さい場合を「○」、加圧していない場所と差異が殆ど見られない場合を「◎」とした。結果を表1にまとめて示す。ゲルをガラス板から剥離したところ、一体化したゲル薄膜が得られた。ゲルは強く500%まで引張っても破壊されなかった。ゲルの強度を、500%以上延伸しても破断しない場合を「○」、500%以下で破断した場合を「△」、100%以下の延伸で破断した場合を「×」で示す。 The glass plate coated with the gel was immersed in pure water for 10 minutes. The dried coating film contained water and gelled. The gel was smooth. The film thickness was about 55 microns. When the dried coating film and the gel coating surface were observed with a microscope (Digital Microscope VHX-900 (manufactured by Keyence Corporation)), the surface was as shown in Photo 1 (FIG. 1) and Photo 2 (FIG. 2). All were smooth. A 3 × 3 cm 2 metal plate (thickness 1 mm) was placed on the gel, and a 5 kg weight was placed thereon. The weight was removed and the place where pressure was applied was observed, but no difference was observed from the place where pressure was not applied. In the compression test, when the phenomenon of gel flow, large plastic deformation, or destruction occurs, “x” indicates that the phenomenon is obvious, “△” indicates that a clear deformation is observed, and the deformation is very The case where the difference is small is indicated by “◯”, and the case where there is almost no difference from the unpressurized place is indicated by “◎”. The results are summarized in Table 1. When the gel was peeled from the glass plate, an integrated gel thin film was obtained. The gel was not broken even when pulled strongly to 500%. When the strength of the gel is 500% or more, the case where it does not break is indicated by “◯”, the case where it breaks at 500% or less is indicated by “Δ”, and the case where it is broken at 100% or less is indicated by “X”.

ガラス板に塗布した乾燥塗膜を水酸化カリウム(1モル/L)の電解質水溶液に5分間浸漬させて再含液させた。含液後のゲル塗膜は平滑であった。圧縮試験を行った結果は「○」であった。また、γ−ブチロラクトンにヘキサフルオロリン酸リチウムを0.5モル/Lの濃度で溶解した電解質溶液、及びエチレングリコール(EG)にアジピン酸を1モル/L溶解させた電解液に、ガラス板に塗布した乾燥ゲルを5分間浸漬させて、再膨潤ゲルを得た。再膨潤ゲルの塗膜はいずれも平滑なものであった。圧縮試験を行った。ブチロラクトンが「○」、EGが「◎」であった。ゲルをガラス板から剥離したところ、いずれも一体化したゲル薄膜が得られた。ゲルはいずれも強く500%まで引張っても破壊されなかった。   The dried coating film applied to the glass plate was immersed in an aqueous electrolyte solution of potassium hydroxide (1 mol / L) for 5 minutes to be re-contained. The gel coating after the liquid inclusion was smooth. The result of the compression test was “◯”. In addition, an electrolyte solution prepared by dissolving lithium hexafluorophosphate in γ-butyrolactone at a concentration of 0.5 mol / L and an electrolyte solution obtained by dissolving 1 mol / L adipic acid in ethylene glycol (EG) The applied dry gel was immersed for 5 minutes to obtain a re-swelled gel. All the re-swelled gel films were smooth. A compression test was performed. Butyrolactone was “◯” and EG was “◎”. When the gel was peeled from the glass plate, an integrated gel thin film was obtained. None of the gels were broken even when strongly pulled to 500%.

イオン液体である1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムメチルサルフェート(bmiMS)(フルカ株式会社製)とメタノールとの1/1(質量比)の溶液に、ガラス板に塗布した乾燥ゲルを5分間浸漬させて、再膨潤ゲルを得た。再膨潤ゲルを80℃で乾燥しイオン液体を含有するゲルを得た。塗膜は平滑なものであった。圧縮試験を行った。「◎」であった。ゲルをガラス板から剥離したところ、いずれも一体化したゲル薄膜が得られた。ゲルはいずれも強く500%まで引張っても破壊されなかった。   Immerse the dried gel applied to the glass plate for 5 minutes in a 1/1 (mass ratio) solution of 1-butyl-3-methylimidazolium methyl sulfate (bmiMS) (manufactured by Fluka Co., Ltd.), which is an ionic liquid, and methanol. To obtain a re-swelled gel. The re-swelled gel was dried at 80 ° C. to obtain a gel containing an ionic liquid. The coating film was smooth. A compression test was performed. It was “◎”. When the gel was peeled from the glass plate, an integrated gel thin film was obtained. None of the gels were broken even when strongly pulled to 500%.

(実施例2)
水膨潤性粘土鉱物として、合成ヘクトライトの代わりにモンモリロナイト(クニピアF、クニミネ工業株式会社製)を用いた以外は実施例1と同じ方法でスラリー2を製造した。但し、工程2でのKは37、添加する純水(D)の量はD/(W+W)=43であった。実施例1と同じようにガラス板に塗布し、乾燥塗膜とし、純水に膨潤させた。膜厚は約45ミクロンであった。結果を表1にまとめて示す。
(Example 2)
A slurry 2 was produced in the same manner as in Example 1 except that montmorillonite (Kunipia F, manufactured by Kunimine Kogyo Co., Ltd.) was used as the water-swellable clay mineral instead of synthetic hectorite. However, K in step 2 was 37, and the amount of pure water (D) to be added was D / (W A + W B ) = 43. It applied to the glass plate like Example 1, it was set as the dry coating film, and was swollen with the pure water. The film thickness was about 45 microns. The results are summarized in Table 1.

(実施例3)
水溶性ラジカル重合性モノマーとして、DMAAの代わりに、N,N−イソプロピルアクリルアミド(NIPA:興人株式会社製)を5.7g、触媒としてテトラメチルエチレンジアミン(TEMED)40μLを用いた以外は実施例1と同じ方法で重合溶液を調製した。重合溶液を20℃で20時間保持して有機無機複合ヒドロゲルを合成した(K=6.2)。重合後の溶液は無色透明で液全体がゲル化していた。(工程1)
ヒドロゲルを5mm程の厚みにカットし、フィルム状とした。カットしたゲルを純水に浸漬させて、20℃で一晩保持し、膨潤ゲルを得た(K=30)。(工程2)
更に、純水(D)をD/(W+W)=30となるように加え、調理用ミキサーでゲルを粉砕した。粉砕したゲルは、脱泡機で脱泡処理を施した。(工程3)
実施例1と同じ方法でガラス板に塗布し、乾燥塗膜とし、純水に膨潤させ、再膨潤ゲルを得た。ゲルの厚みは約40ミクロンであった。表面は平滑性に優れていた。圧縮試験を行ったが加圧していない場所と差異は見られなく良好なものであった。また、ゲルをガラス板から剥離し延伸させたところ、破断することなく500%以上まで延伸させることができた。
Example 3
Example 1 except that 5.7 g of N, N-isopropylacrylamide (NIPA: manufactured by Kojin Co., Ltd.) was used as the water-soluble radical polymerizable monomer instead of DMAA, and 40 μL of tetramethylethylenediamine (TEMED) was used as the catalyst. A polymerization solution was prepared by the same method. The polymerization solution was kept at 20 ° C. for 20 hours to synthesize an organic-inorganic composite hydrogel (K = 6.2 ). The solution after polymerization was colorless and transparent, and the entire solution was gelled. (Process 1)
The hydrogel was cut to a thickness of about 5 mm to form a film. The cut gel was immersed in pure water and kept at 20 ° C. overnight to obtain a swollen gel (K = 30). (Process 2)
Further, pure water (D) was added so that D / (W A + W B ) = 30, and the gel was pulverized with a cooking mixer. The crushed gel was defoamed with a defoamer. (Process 3)
It apply | coated to the glass plate by the same method as Example 1, it was set as the dry coating film, and it was swollen with the pure water, and the re-swelling gel was obtained. The gel thickness was about 40 microns. The surface was excellent in smoothness. A compression test was performed, but the difference from the place where no pressure was applied was not seen, and it was good. Further, when the gel was peeled off from the glass plate and stretched, it could be stretched to 500% or more without breaking.

(実施例4)
水溶性ラジカル重合性モノマーとして、DMAAの代わりに、2−メトキシエチルアクリレート(MEA:興亜合成株式会社製)4.6gとDMAA1.5g、合成ヘクトライトを2.0g用いた以外は実施例3と同じ方法で有機無機複合ヒドロゲルを製造した。
Example 4
Example 3 except that instead of DMAA, 4.6 g of 2-methoxyethyl acrylate (MEA: manufactured by Koa Gosei Co., Ltd.), 1.5 g of DMAA, and 2.0 g of synthetic hectorite were used as water-soluble radical polymerizable monomers. An organic-inorganic composite hydrogel was prepared by the same method.

ヒドロゲルを5mm程の厚みにカットし、フィルム状とした。カットしたゲルを3Lの純水に浸漬させて、20℃で一晩保持し、膨潤ゲルを得た(K=45)。(工程2)
更に、純水(D)をD/(W+W)=115となるように加え、調理用ミキサーでゲルを粉砕した。粉砕したゲルは、脱泡機で脱泡処理を施した。(工程3)
実施例1と同じ方法でガラス板に塗布し、乾燥塗膜とし、純水に膨潤させ、再膨潤ゲルを得た。ゲルの厚みは約20ミクロンであった。表面は平滑性に優れていた。圧縮試験を行ったが加圧していない場所と差異は見られなく良好なものであった。ゲルをガラス板から剥離し延伸させたところ、破断することなく500%以上まで延伸させることができた。また、実施例1と同じように水酸化カリウム水溶液を再含液させた。再膨潤ゲルは平滑であり、圧縮試験も「◎」であった。
The hydrogel was cut to a thickness of about 5 mm to form a film. The cut gel was immersed in 3 L of pure water and kept at 20 ° C. overnight to obtain a swollen gel (K = 45). (Process 2)
Furthermore, pure water (D) was added so that D / (W A + W B ) = 115, and the gel was pulverized with a cooking mixer. The crushed gel was defoamed with a defoamer. (Process 3)
It apply | coated to the glass plate by the same method as Example 1, it was set as the dry coating film, and it was swollen with the pure water, and the re-swelling gel was obtained. The gel thickness was about 20 microns. The surface was excellent in smoothness. A compression test was performed, but the difference from the place where no pressure was applied was not seen, and it was good. When the gel was peeled from the glass plate and stretched, it could be stretched to 500% or more without breaking. Further, in the same manner as in Example 1, a potassium hydroxide aqueous solution was again contained. The re-swelled gel was smooth and the compression test was “「 ”.

また、炭酸ジメチルと炭酸エチレンの重量比1:1混合溶媒にヘキサフルオロリン酸リチウムを1モル/Lの濃度で溶解した電解質の非水系溶液に、ガラス板に塗布した乾燥ゲルを10分間浸漬させて、再膨潤ゲルを得た。再膨潤ゲルの塗膜は平滑であった。ゲルを圧縮した結果も「◎」であった。   In addition, the dry gel applied to the glass plate was immersed for 10 minutes in a non-aqueous electrolyte solution in which lithium hexafluorophosphate was dissolved at a concentration of 1 mol / L in a 1: 1 mixed solvent of dimethyl carbonate and ethylene carbonate in a weight ratio of 1: 1. Thus, a re-swelled gel was obtained. The re-swelled gel coating was smooth. The result of compressing the gel was also “◎”.

イオン液体である1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスフェート(bmiPF6)(フルカ株式会社製)とテトラヒドロフランとの1/1(質量比)の溶液に、ガラス板に塗布した乾燥ゲルを5分間浸漬させて、再膨潤ゲルを得た。再膨潤ゲルを80℃で乾燥しイオン液体を含有するゲルを得た。塗膜は平滑なものであった。ゲルを圧縮結果は「◎」であった。ゲルをガラス板から剥離し延伸させたところ、破断することなく500%以上まで延伸させることができた。   A dry gel applied on a glass plate in a 1/1 (mass ratio) solution of 1-butyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate (bmiPF6) (manufactured by Fluka Co., Ltd.) and tetrahydrofuran as an ionic liquid for 5 minutes. A re-swelled gel was obtained by soaking. The re-swelled gel was dried at 80 ° C. to obtain a gel containing an ionic liquid. The coating film was smooth. The result of compressing the gel was “◎”. When the gel was peeled from the glass plate and stretched, it could be stretched to 500% or more without breaking.

Figure 0005682447
Figure 0005682447

(比較例1)
水膨潤性粘土鉱物の代わりに、有機架橋剤として、N,N’−メチレンビス(アクリルアミド)(BIS)(特級、和光純薬工業株式会社製)0.039gを使用した以外は、実施例1と同じ方法でスラリー2を製造した。尚、工程1で得られた有機架橋型のヒドロゲルは有機無機複合ゲルに比べ非常に脆いものであった。但し、ここで使用した有機架橋剤(BIS)の量はゲルとしての強度を有する最適量であり、これ以上ではドロドロのものとなり、これ以上ではより脆いものとなった。実施例1と同じ方法でガラス板に塗布し、乾燥塗膜としたが、実施例1と同様にして測定した乾燥塗膜の表面観察結果写真3(図3)に示すように、非常に多くの深い亀裂が見られ、平滑な塗膜は得られなかった。また、実施例1と同じようにして水に浸漬させたが、一体化した均質なゲルは得られなかった。また、得られた不均質なゲルも圧縮すると容易に押しつぶれ、圧縮試験の評価は「×」であった。通常の有機架橋のゲルではゲルを微粉砕し、スラリー状とした後、塗工しても一体化したゲル塗膜とならないことが確認された。
(Comparative Example 1)
Example 1 except that 0.039 g of N, N′-methylenebis (acrylamide) (BIS) (special grade, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was used as the organic crosslinking agent instead of the water-swellable clay mineral. Slurry 2 was produced in the same manner. The organic cross-linked hydrogel obtained in step 1 was very brittle compared to the organic-inorganic composite gel. However, the amount of the organic cross-linking agent (BIS) used here is an optimum amount having strength as a gel. Although it applied to the glass plate by the same method as Example 1 and it was set as the dry coating film, as shown in the surface observation result photograph 3 (FIG. 3) of the dry coating film measured like Example 1, very much Deep cracks were observed, and a smooth coating film was not obtained. Moreover, although it was made to immerse in water like Example 1, the integrated homogeneous gel was not obtained. Further, the obtained heterogeneous gel was easily crushed when compressed, and the evaluation of the compression test was “x”. It was confirmed that in an ordinary organic cross-linked gel, the gel was finely pulverized to form a slurry and then an integrated gel coating film was not obtained even when applied.

(比較例2)
実施例1において、工程2を行わないで、工程1の後に、工程3で純水(D)をD/(W+W)=73となるように加え、実施例1と同じようにスラリー化を行った。スラリーの粒径が大きいものであった。このスラリーを実施例1と同様な方法で塗工すると表面にブツの多い不均一な乾燥塗膜が得られた。一方、スラリーを1晩放置すると、粒子が含水により良好に膨潤し均質なスラリーが得られた。このスラリーを実施例1と同様な方法でガラス板に塗工し乾燥させると平滑な乾燥ゲルが得られた。この乾燥ゲルを実施例1と同じ方法で水を再含水させたところ、再含水ゲルの表面は凸凹したものであった。ゲルを剥離したが不均質であった。また、延伸試験では約200%で破断した。
(Comparative Example 2)
In Example 1, without performing Step 2, after Step 1, pure water (D) was added in Step 3 so that D / (W A + W B ) = 73, and the slurry was the same as in Example 1. Made. The particle size of the slurry was large. When this slurry was applied in the same manner as in Example 1, a non-uniform dry coating film with many spots on the surface was obtained. On the other hand, when the slurry was allowed to stand overnight, the particles swelled well due to water content, and a homogeneous slurry was obtained. When this slurry was applied to a glass plate in the same manner as in Example 1 and dried, a smooth dry gel was obtained. When the dried gel was rehydrated with water in the same manner as in Example 1, the surface of the rehydrated gel was uneven. The gel was peeled off but was not homogeneous. In the stretching test, it broke at about 200%.

(実施例5、比較例3)
実施例4において、MEAを5.4gとDMAAを0.5g、合成ヘクトライトを0.8g使用した以外は、実施例4と同じ手順で有機無機複合ヒドロゲルを製造した。
(Example 5, Comparative Example 3)
In Example 4, an organic-inorganic composite hydrogel was produced in the same procedure as in Example 4 except that 5.4 g of MEA, 0.5 g of DMAA, and 0.8 g of synthetic hectorite were used.

ヒドロゲルを5mm程の厚みにカットし、フィルム状とした。   The hydrogel was cut to a thickness of about 5 mm to form a film.

実施例5として、カットしたゲルを3Lの水とエタノールの1/1(質量比)に浸漬させて、20℃で一晩保持した。ゲルは膨潤し、Kは25となった。一方、比較例3として、カットしたゲルを3Lの純水に浸漬させて、15℃で1日保持した。膨潤ゲルのKは15であった。(工程2)
実施例5と比較例3において、更に、純水(D)を各々、D/(W+W)が15と25となるように(なお、(W+D)/(W+W)}は共に40)と純水を加え、調理用ミキサーでゲルを粉砕した。粉砕したゲルは、脱泡機で脱泡処理を施した。(工程3)
実施例1と同じ方法でガラス板に塗布し、乾燥塗膜とし、純水に膨潤させ、白濁した再膨潤ゲルを得た。ゲルの厚みは約15ミクロンであった。
As Example 5, the cut gel was immersed in 1/1 (mass ratio) of 3 L of water and ethanol, and kept at 20 ° C. overnight. The gel swelled and K was 25. On the other hand, as Comparative Example 3, the cut gel was immersed in 3 L of pure water and held at 15 ° C. for 1 day. The K of the swollen gel was 15. (Process 2)
In Example 5 and Comparative Example 3, the pure water (D) is further adjusted so that D / (W A + W B ) becomes 15 and 25, respectively ( Wc + D) / (W A + W B ) } Were added 40) and pure water, and the gel was crushed with a mixer for cooking. The crushed gel was defoamed with a defoamer. (Process 3)
The same method as in Example 1 was applied to a glass plate to obtain a dry coating film, which was swollen in pure water to obtain a white turbid re-swelled gel. The gel thickness was about 15 microns.

実施例5のゲルは平滑性に優れていたが、比較例3のゲルは不均質で所々にブツが見られる不均一なものであった。圧縮試験を行ったが加圧していない場所と差異は見られなく良好なものであった。ゲルをガラス板から剥離して引張ったところ、実施例5のゲルは500%以上まで引き伸ばすことが可能であったが、比較例3のゲルは約200%延伸で破断した。   The gel of Example 5 was excellent in smoothness, but the gel of Comparative Example 3 was heterogeneous and non-uniform with spots appearing in some places. A compression test was performed, but the difference from the place where no pressure was applied was not seen, and it was good. When the gel was peeled from the glass plate and pulled, it was possible to stretch the gel of Example 5 to 500% or more, but the gel of Comparative Example 3 was broken by about 200% stretching.

また、実施例5を実施例1と同じように水酸化カリウム水溶液を再含液させた。再膨潤ゲルは平滑であり、圧縮試験も「◎」であった。   In addition, Example 5 was re-impregnated with an aqueous potassium hydroxide solution in the same manner as Example 1. The re-swelled gel was smooth and the compression test was “「 ”.

また、実施例5の乾燥塗膜を炭酸ジメチルと炭酸エチレンの重量比1:1混合溶媒に、ヘキサフルオロリン酸リチウムを1モル/Lの濃度で溶解した電解質の非水系溶液に、ガラス板に塗布した乾燥ゲルを10分間浸漬させて、再膨潤ゲルを得た。再膨潤ゲルの塗膜は平滑なものであった。また、ゲルを圧縮した結果は「◎」であった。   In addition, the dry coating film of Example 5 was mixed with a non-aqueous electrolyte solution in which lithium hexafluorophosphate was dissolved at a concentration of 1 mol / L in a 1: 1 mixed solvent of dimethyl carbonate and ethylene carbonate, and applied to a glass plate. The applied dry gel was immersed for 10 minutes to obtain a re-swelled gel. The coating film of the re-swelled gel was smooth. The result of compressing the gel was “ゲ ル”.

Figure 0005682447
Figure 0005682447

(実施例6)
実施例1と同じ組成と方法で有機無機複合ゲル1を調製した。得られたゲルを純水(D1)に浸漬し、50℃で3日間保持した。ゲルは膨潤し、Kは80となった。
(Example 6)
An organic-inorganic composite gel 1 was prepared by the same composition and method as in Example 1. The obtained gel was immersed in pure water (D1) and kept at 50 ° C. for 3 days. The gel swelled and K was 80.

工程2で得られたK=80の膨潤ゲルをそのまま粉砕し、脱泡機で脱泡した。粘性の高いスラリーが得られた。実施例1と同じ方法でゲル塗膜を調製した。塗膜は平滑であった。圧縮試験を行ったが、「◎」であった。ガラス板より塗膜を剥離したが、500%以上まで延伸することができた。   The swollen gel with K = 80 obtained in step 2 was pulverized as it was and defoamed with a defoaming machine. A highly viscous slurry was obtained. A gel coating was prepared in the same manner as in Example 1. The coating film was smooth. A compression test was conducted and the result was “◎”. Although the coating film was peeled off from the glass plate, it could be stretched to 500% or more.

(比較例4)
実施例1において、重合時の純水を175gとして実施例1と同じ手順で有機無機複合ゲルの合成を行った(K=25)。非常に弱いゲルが得られた。実施例1と同じように純水(D1)に浸漬した結果、膨潤し、K=67となった。更に、純水(D)をD/(W+W)=13となるように加え(なお、(W+D)/(W+W)}は80)、ゲルを粉砕した。得られたスラリーは流動性があり、塗工可能であった。実施例1と同じ手法で乾燥塗膜とゲル塗膜を調製し、膜厚約55ミクロンのゲルを得た。ゲルは平滑であった。圧縮試験を行ったところ、小さな変形が見られた「○」。ガラス板からゲルを剥離した、ゲルは弱く300%の延伸までで破断した。実施例1と同じように水酸化カリウムを含浸させた。圧縮試験を行うと、明らかな変形が見られた「△」。ゲル合成時時の水量を多くすると(K=25)、力学的性質が劣るのが確認された。
(Comparative Example 4)
In Example 1, an organic-inorganic composite gel was synthesized by the same procedure as in Example 1 with 175 g of pure water at the time of polymerization (K = 25). A very weak gel was obtained. As a result of being immersed in pure water (D1) in the same manner as in Example 1, it swelled and K = 67. Further, pure water (D) was added so that D / (W A + W B ) = 13 (where (W c + D) / (W A + W B )} was 80), and the gel was pulverized. The obtained slurry was fluid and could be applied. A dry coating film and a gel coating film were prepared in the same manner as in Example 1 to obtain a gel having a film thickness of about 55 microns. The gel was smooth. When the compression test was performed, a small deformation was observed “◯”. The gel was peeled from the glass plate. The gel was weak and broke up to 300% stretching. In the same manner as in Example 1, it was impregnated with potassium hydroxide. When the compression test was performed, a clear deformation was observed “Δ”. When the amount of water at the time of gel synthesis was increased (K = 25), it was confirmed that the mechanical properties were inferior.

(比較例5)
実施例2において、工程2後にK=37のゲルを用いて、工程3で水(D2)を添加しないで、K=37のゲルのみを粉砕した。ゲルは小さく粉砕されたが、粉砕されたゲルは塊となり、塗工することは出来なかった。
(Comparative Example 5)
In Example 2, the gel of K = 37 was used after Step 2, and only the gel of K = 37 was pulverized without adding water (D2) in Step 3. The gel was pulverized small, but the crushed gel became a lump and could not be applied.

Figure 0005682447
Figure 0005682447

Claims (5)

分子内に1個の(メタ)アクリルアミド基又は(メタ)アクリロイルオキシ基を有する水溶性ラジカル重合性モノマー(A)及び水膨潤性粘土鉱物(B)を水媒体(C)中に溶解又は分散させ、且つ、下記式(1)で表される水媒体(C)の質量比(K)が3〜15である水溶液を製造し、この際、前記水溶性ラジカル重合性モノマー(A)に対する水膨潤性粘土鉱物(B)の質量の割合(W /W )が0.03〜2.0であり、
該水溶液中で前記水溶性ラジカル重合性モノマー(A)を重合させることにより有機無機複合ゲルを得る工程1、
該有機無機複合ゲルを水中で(K)が40〜200となるように膨潤させる工程2、
膨潤した有機無機複合ゲルを粉砕させる工程3、
により得られるスラリー状有機無機複合ゲルの製造方法。
式(1) (K)=W/(W+W
(式中、Wは水媒体(C)の質量、Wは水溶性ラジカル重合性モノマー(A)の質量、Wは水膨潤性粘土鉱物(B)の質量を表す。)
Dissolve or disperse the water-soluble radically polymerizable monomer (A) having one (meth) acrylamide group or (meth) acryloyloxy group in the molecule and the water-swellable clay mineral (B) in the aqueous medium (C). And the aqueous solution whose mass ratio (K) of the aqueous medium (C) represented by following formula (1) is 3-15 is manufactured, In this case, the water swelling with respect to the said water-soluble radically polymerizable monomer (A) The ratio (W B / W A ) of the mass of the porous clay mineral (B ) is 0.03 to 2.0,
Step 1 of obtaining an organic-inorganic composite gel by polymerizing the water-soluble radical polymerizable monomer (A) in the aqueous solution,
Step 2 of swelling the organic-inorganic composite gel in water so that (K) is 40 to 200,
Step 3 of pulverizing the swollen organic-inorganic composite gel,
The manufacturing method of the slurry-like organic inorganic composite gel obtained by this.
Formula (1) (K) = W C / (W A + W B )
(W C represents the mass of the aqueous medium (C), W A represents the mass of the water-soluble radical polymerizable monomer (A), and W B represents the mass of the water-swellable clay mineral (B).)
分子内に1個の(メタ)アクリルアミド基若しくは(メタ)アクリロイルオキシ基を有する水溶性ラジカル重合性モノマー(A)及び水膨潤性粘土鉱物(B)を水媒体(C)中に溶解又は分散させ、且つ、下記式(1)で表される水媒体(C)の質量比(K)が3〜15である水溶液を製造し、この際、前記水溶性ラジカル重合性モノマー(A)に対する水膨潤性粘土鉱物(B)の質量の割合(W /W )が0.03〜2.0であり、
式(1) (K)=W/(W+W
(式中、Wは水媒体(C)の質量、Wは水溶性ラジカル重合性モノマー(A)の質量、Wは水膨潤性粘土鉱物(B)の質量を表す。)
該水溶液中で前記水溶性ラジカル重合性モノマー(A)を重合させることにより有機無機複合ゲルを得る工程1、
該有機無機複合ゲルを水中で(K)が25〜100となるように膨潤させる工程2、
更に、膨潤した有機無機複合ゲルに水(D)を、{(W+D)/(W+W)}が40〜200となるように添加して粉砕させる工程3、
により得られるスラリー状有機無機複合ゲルの製造方法。
Dissolve or disperse the water-soluble radically polymerizable monomer (A) having one (meth) acrylamide group or (meth) acryloyloxy group in the molecule and the water-swellable clay mineral (B) in the aqueous medium (C). And the aqueous solution whose mass ratio (K) of the aqueous medium (C) represented by following formula (1) is 3-15 is manufactured, In this case, the water swelling with respect to the said water-soluble radically polymerizable monomer (A) The ratio (W B / W A ) of the mass of the porous clay mineral (B ) is 0.03 to 2.0,
Formula (1) (K) = W C / (W A + W B )
(W C represents the mass of the aqueous medium (C), W A represents the mass of the water-soluble radical polymerizable monomer (A), and W B represents the mass of the water-swellable clay mineral (B).)
Step 1 of obtaining an organic-inorganic composite gel by polymerizing the water-soluble radical polymerizable monomer (A) in the aqueous solution,
Step 2 of swelling the organic-inorganic composite gel in water so that (K) is 25 to 100,
Furthermore, Step 3 is performed by adding water (D) to the swollen organic-inorganic composite gel so that {(W C + D) / (W A + W B )} is 40 to 200, and crushing.
The manufacturing method of the slurry-like organic inorganic composite gel obtained by this.
請求項1または2に記載のスラリー状有機無機複合ゲルを基材に塗布し乾燥させ、次いで、媒体(E)を含浸させることにより得られる有機無機複合ゲル塗膜の製造方法。   The manufacturing method of the organic inorganic composite gel coating film obtained by apply | coating the slurry-like organic inorganic composite gel of Claim 1 or 2 to a base material, making it dry, and then impregnating a medium (E). 媒体(E)中に溶質(F)を含むことを特徴とする請求項3記載の有機無機複合ゲル塗膜の製造方法。   The method for producing an organic-inorganic composite gel coating film according to claim 3, wherein the medium (E) contains a solute (F). 溶質(F)が電解質または塩であることを特徴とする請求項4記載の有機無機複合ゲル塗膜の製造方法。   The method for producing an organic-inorganic composite gel coating film according to claim 4, wherein the solute (F) is an electrolyte or a salt.
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