JPS6161147A - 光応答性材料 - Google Patents

光応答性材料

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JPS6161147A
JPS6161147A JP18335884A JP18335884A JPS6161147A JP S6161147 A JPS6161147 A JP S6161147A JP 18335884 A JP18335884 A JP 18335884A JP 18335884 A JP18335884 A JP 18335884A JP S6161147 A JPS6161147 A JP S6161147A
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Masahiro Irie
正浩 入江
Shiro Osada
長田 司郎
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Kuraray Co Ltd
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/24Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/26Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of record carriers
    • G11B7/261Preparing a master, e.g. exposing photoresist, electroforming

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Silver Salt Photography Or Processing Solution Therefor (AREA)
  • Non-Silver Salt Photosensitive Materials And Non-Silver Salt Photography (AREA)
  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、水又は親水性媒体の存在下において光照射に
よ多色調、体積、電気伝導度等が変化する光応答性材料
に関する。
〔従来の技術〕
光エネルギーを用いることによシ合成高分子の形態が変
化する場合があることは知られている。
例えば現代化学1981年7月号第18頁以下にスピロ
ピラン型とメロシアニン型との間で可逆的に光異性化反
応をするスピロベンゾピランあるいはシス型とトランス
型との間で同様な異性化反応をするアゾベンゼン(スチ
ルベン)を含む高分子を合成し、その溶液に光を照射す
ると粘度が変化することが紹介されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかるに従来提案されている例ではその溶液での粘性変
化は極限粘度で高々2倍程度と小さく、これを種々の分
野で利用するためにはその変化量を増大させることが要
求される。また、この光に応答する変化を粘度変化以外
の他の特性に利用することか強く望壕れている。
しかして本発明の目的は、光に応答して可逆的に変化し
得る新規な光応答性材料を提供することである。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明者らの研究によれば、吸水性架橋型樹脂を製造す
る際に下記の一般式(I)で示される構成単位を主鎖に
導入することにより、水又は親水性媒体の存在下におい
て光を照射させた場合、ゲルの体積、色調、畝気伝導度
、p■等が著しく変化し、しかも該変化が光可逆的であ
る材料が得られることを認め本発明に至った。
−(−CH2−C−)− 即ち、本発明は親水性付与単量体と架橋性単量体゛体よ
り公知のビニル重合により吸水性架橋型樹脂を製造する
際に前記一般式(I)に対応するビニル単量体を添加し
、共重合することにより得られるランダム共重合体から
なる光応答性材料である。
用いられる親水性付与単量体は該一般式(I)に対応す
るビニル単量体(以下単に官能性単量体ということがあ
る)と共電合し、親水mt共重合体を与えるものであれ
ば伺でもよく5例えば(メタ)アクリルアミド、(メタ
)アクリル酸、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート
、マレイン酸、ビニルピロリドン、ビニルピリジン等の
ようにそれ自身で親水性の高い共重合体を与えるものの
他、酢酸ビニル等のように得られた共重合体を処理する
ことにより、例えばビニルアルコール単位に変性するこ
とにより親水性の高い共重合体を与えるビニル系単蓄体
を包含する。
本発明において架橋性単量体の導入は重要である。本発
明において、前記一般式〇)で示される官能性単量体の
緒特性を最大限に発揮させるためには架橋基の導入が本
質的に必要であり、用いる架橋性単量体の量は一般に0
.01〜10モルチ、好ましくは0.3〜5モルチの範
囲内である。架橋基が導入されていない場合、本発明に
おける最も有用な効果である体積変化の可逆性が望めな
い。一方架橋性単一址体の導入誹が必要以上に高くなる
とゲルの体積変化が抑制される。該架橋性単量体の導入
には通常の吸水ゲルの製造方法をそのまま採用すること
ができ、反応性の異なる多官能性単量体あるいはN−ヒ
ドロキシメチルアクリルアミド、N−アルコキンメチル
アクリルアミド等の架橋前駆単量体を用いて一度可溶性
共重合体を合成し、その後に熱、光、放射線により架橋
重合体とする方法を用いることもできるが、好ましくは
N、N′−メチレンビス(メタ)アクリルアミド1ビス
ヒトロキシエチル(メタ)アクリレート、ジビニルベン
ゼン、多価アルコールから誘導される多官能オレフィン
等ビニル基を一分子中2個以上有する単量体を共重合す
ることにより導入するのがよい。
本発明において用いられる官能性単量体は共重合体中の
前記一般式(I)の構造単位を与える単量体、すなわち
次式(旧 CH2=CY 人 (式中X%Yおよび2は前記の定義のとおり。)で示さ
れる単量体であり、それは例えばPolymeriza
tionsf′l!Lhige Malachitgr
iinderivate Jahrg。
93、P1899(I960)に開示される方法に準じ
て容易に合成される。
Yが水素でXが水酸基、Zがフェニレン基である場合を
例示すると以下の単量体が挙げられる。
また2が炭素原子、酸素原子、窒素原子を介してビニル
残基と結合されるフェニレン残基でありXが水酸基 R
1、R2がジメチルアミノ基である場合を例示すると以
下の単量体が挙げられる。
=7− CH2−Cf(CHI =CH 式(旧においてR1、R2がアAキルアミノ基である単
量体が好ましく用いられる。また例示ではXが水酸基で
ある場合を示lまたが、後述する実施例より明らかとな
るようにXがシアノ基である方が水膨潤比において高倍
率の光応答性が得られるので好ましい。なお、Yはメチ
ルでもよいが例示   4のように水素原子であるのが
好ましい。
本発明において、共重合樹脂中における上記−8一 般式(I)で辰わされる構成単位の含有量は特に限定さ
れないが、例えば光応答ゲルとしての体積膨張または色
調変化を期待するならば0.1〜10モルチ、好ましく
は0,3〜5モルチ程度で十分でめるd高い電気伝導度
の変化を期待する場合にはその含有量を増大させること
もできるが、あまシ高い含有量にすると得られた樹脂の
親水性が低下した如、或は樹脂の機械的強度の低下があ
るので、一般には40モルφ以下好ましくは20モルチ
以下にとどめるべきである。
本発明の光応答性材料を構成する吸水性架橋型樹脂は基
本的には上記の3成分の学量体よりの共重合体で構成さ
れるが公知の吸水性架橋型樹脂と同様に本発明の効果を
損わ人い範囲で少割合の他の構成成分、例えばメタクリ
ル酸メチル、スチレン、ビニルエーテル或はそれらの類
似単量体を共重合していてもよい。
本発明の光応答性材料を構成する4ヤi脂の製造方法は
特に限定されず、公知の吸水ゲルを構成する共重合体の
合成時に前記官能性単量体を共存させ=9− ることにより得られる。一般に生成共重合体に対[2て
親和性の高い溶媒を用いたラジカル重合やイオン重合後
必要により架槁処理することにより製造するのがよく、
該観和件の高いポ媒C〜)例としてはジメチルスルホキ
シド、ジメチルホルムアミド、N−メチルピロリドン、
テトラヒドロフラン、スルホラン等が好適である。これ
らの極性溶媒系で重合したものは該重合反応が均一に進
行し前記一般式(I)で示される構造単位が共重合体G
Pへ平均的に導入さ・dるのみならずその導入率も高い
ためか、結束として各種光応答性挙動において格段に優
れたものとなる。
本発明により提供される吸水性架橋型樹脂は紫外〜可視
領域にわたり特有の強い吸収スペクトルを示し、水銀ラ
ンプ、キセノンランプ等による光照射により可逆的に光
化学反応過稈を経て、構造変化及びそれに伴う光吸収ス
ペクトル変化、即ち色v4変化を起こす光応答性材料で
ある。本発明の架橋型吸水性樹脂は特に実質的に遊離塩
の存在しない水系媒体存在下に光を照射することにより
、=10− ゲルのpHや電気伝導度の変化を伴いながら通常10〜
600倍(乾燥重量比)ものゲル膨潤体に変換し得、し
かも通常条件下では光遮断により該ゲルは収縮し、両状
態間が繰り返し変換可能という可逆的に大きく形状・や
種々の物性が変換し得るという特異的な挙動を示す。こ
れらの諸物性、特に膨潤度は親水性媒体中種類をはじめ
として共重合組成比や架橋密度を制御することにより自
由に選択可能である。
本発明の架橋型吸水性樹脂が特に顕著な作用を示す機構
は全てが必らずしも明確ではないが、光照射により、構
造単位(I)が光化学反応により構造変化を来たし、電
荷分布状態の変化等に帰因して高分子鎖形態の変化を誘
導するものと思われる。
本発明の光応答性材料である上述の架橋型吸水性樹脂は
単独でも使用できるが、他の樹脂やゴムと混合し、必要
に応じ各種増感剤、充填剤、顔料、安定剤、強化材等を
添加し複合化t7て使用することもできる。
そして本発明の光応答性材料の特長が最大限に発揮され
るのけ前述のように遊離塩の実質的に存在しない水系媒
体存在下でのゲル状態においてであるが、該樹脂が膨潤
するならば水以外のアルコール等の親水性媒体中で用い
てもよい。系中に遊離塩が多量に存在すると光応答挙動
としてのゲルの膨潤特性が低下するのでこの場合には系
に溶解している該遊離塩は10 モル/1争以下好まし
くは10 モル/−e程度以下とすることがよい。
本発明の光応答性材料は上述の該材料の特性をそのまま
利用し、或は例えばフォトメカニカルな特性に変換する
ことにより、単に光に対して応答し体積変化し得る高吸
光性ゲルとしてのみならず、光スィッチ、光記録材料、
形状記憶材料等の用途、或はバルブ、シール材等高倍率
の形状変化を利用した分野に使用することができる。
〔実施例〕
以下実施例によυ本発明の実例を具体的に説明する。
実施例1 アクリルアミド500mg、ビスアクリルアミド22m
g、p−ビニル−α、α−ビス〔p−(ジメチルアミン
)フェニル〕−フェニルアセトニトリルインブチロニト
リル20m、iilを3mlのジメチルスルフオキシド
に溶解し、窒素置換後60”Cにて1時間重合すること
により水中において膨潤性の架橋重合体の塊状物が得ら
れた。該架橋重合体を厚さ約111mに切シ出し水中で
3日間膨潤させ溶媒及び未反応岸量体を除去後該共重合
体中の組成比をC,H及びNの元素分析によシ求めたと
ころ仕込み組成比にほぼ対応したVCNが導入されたビ
スアクリルアミドで架橋された共重合体であることが確
認された。
該共重合体の厚さ約1鴎の切片を良く乾燥し試料とし、
水中での膨潤比の経時変化を測定し結果を図1に示した
。光(I′Igの水釧ランプ、λ〉270nm)を2時
間照射した場合、該ゲルは直ちに着色(λmax=62
0nm)すると同時に膨潤を開始し自重の400倍にも
膨潤することが認められたのに対し、光を照射しない場
合は着色はほとんど認められずゲルの膨潤比も高々20
倍であった。
実施例2 実施例1においてビスアクリルアミド(BAAmと略す
)の配合量を変化させた以外は同様にして共重合体を得
て実施例1と同様に処理後2時間光を照射した場合の水
膨潤比を測定し、結果を表1に示した。なおりAAmを
添加しない例では得られた共重合体が水溶性となレ一定
の形状を示さなかった。またB AAmの含有量が低い
場合、膨潤後の形状が不安定になる傾向があった。
表  1 実施例3 実施例1においてVCNの配合量を種々変化させた以外
は同様にして架橋重合体を得て、実施例1と同様に処理
後2時rIj1光を照射した場合の水膨潤比を測定し、
結果を表1に示した。
表 1 実施例4 実施例1のVCNに代えてp−ビニル−α、α−ビス〔
p−(ジメチルアミノ)フェニル〕−ベン同様にして水
膨潤性架橋重合体を得た。該架橋重合体を充分に水中で
膨潤後実施例1と同じ条件で光を照射したところ実施例
1と同様に直ちに緑色て該光膨潤ゲルを一昼夜放置する
と該ゲルの重量は光照射前のM量まで減少していた。こ
れらの挙動は数回繰返しが可能であった。また該ゲルは
メタノール中においても同様の挙動を示した。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例に従がう光応答性材料の光膨潤
挙動を示すグラフである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 下記一般式( I )で示される構成単位を主鎖に有する
    架橋型吸水性樹脂からなる光応答性材料。 ▲数式、化学式、表等があります▼( I ) (ここでXはOHまたはCN;Yは水素又はメチル基;
    R^1及びR^2は水素、低級アルキル基、アミノ基、
    低級アルキルアミノ基及び低級アルコキシ基、から選択
    される同一又は異なる置換基であり、Zは直接又は▲数
    式、化学式、表等があります▼、−O−、−NH−およ
    び−CH_2−の1またはそれ以上の基を介してビニル
    残基又はビニリデン残基に結合しているフェニレン残基
    である。)
JP18335884A 1984-08-31 1984-08-31 光応答性材料 Granted JPS6161147A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006008975A (ja) * 2004-05-26 2006-01-12 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 温度・光応答性組成物及びこれから製造された細胞培養基材
JP2012210408A (ja) * 2011-03-30 2012-11-01 New Concept Developments Group Ltd ゲルマットおよびその紫外線硬化製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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