JP2010070735A - Hydrophilic composition, hydrophilic member, fin material, heat exchanger, and air conditioner - Google Patents
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Abstract
【課題】充分な親水性、耐磨耗性、防汚性及び密着性を有するとともに、優れた潤滑性を長期に維持可能な親水性部材を提供可能な親水性組成物、並びに、これを用いた親水性部材、フィン材、熱交換器、及びエアコンを提供する。
【解決手段】側鎖に親水性基とシランカップリング基を有する特定構造の親水性ポリマー(I)及び側鎖に親水性基とポリマー鎖の末端にシランカップリング基を有する特定構造の親水性ポリマー(II)の少なくとも1つと、(C)ポリアルキレンオキシドとを含有する親水性組成物であって、前記親水性組成物により形成された被膜の動摩擦係数が0.3以下であること特徴とする親水性組成物。
【選択図】なし[PROBLEMS] To provide a hydrophilic composition capable of providing a hydrophilic member having sufficient hydrophilicity, abrasion resistance, antifouling property and adhesion, and capable of maintaining excellent lubricity for a long period of time, and use thereof Provided hydrophilic member, fin material, heat exchanger, and air conditioner.
A hydrophilic polymer (I) having a specific structure having a hydrophilic group and a silane coupling group in the side chain, and a hydrophilic structure having a specific structure having a hydrophilic group in the side chain and a silane coupling group at the end of the polymer chain. A hydrophilic composition containing at least one of the polymers (II) and (C) a polyalkylene oxide, wherein a dynamic friction coefficient of a film formed by the hydrophilic composition is 0.3 or less; A hydrophilic composition.
[Selection figure] None
Description
本発明は、充分な親水性、耐磨耗性、防汚性及び密着性を有するとともに、優れた潤滑性を長期に維持可能な親水性部材を提供可能な親水性組成物、並びに、これを用いた親水性部材、フィン材、熱交換器、及びエアコンに関する。 The present invention provides a hydrophilic composition capable of providing a hydrophilic member having sufficient hydrophilicity, abrasion resistance, antifouling property and adhesion, and capable of maintaining excellent lubricity for a long period of time. The present invention relates to the used hydrophilic member, fin material, heat exchanger, and air conditioner.
部材表面への油性汚れの付着を防止する技術は、種々提案されている。特に、反射防止膜、光学フィルター、光学レンズ、眼鏡レンズ、鏡等の光学部材は、人が使用することによって、指紋、皮脂、汗、化粧品等の汚れが付着し、その機能を低下させると共に、汚れの除去が煩雑であるため、効果的な汚れ防止処理を施すことが望まれている。
また、近年、モバイルの普及に伴い、ディスプレイが屋外で使用されることが多くなってきたが、外光が入射されるような環境下で使用されると、この入射光はディスプレイ表面において正反射され、反射光が表示光と混合して表示画像が見にくくなるなどの問題を引き起こす。このため、ディスプレイ表面に反射防止光学部材を配置することがよく行われている。
このような反射防止光学部材としては、例えば、透明基板の表面に金属酸化物などからなる高屈折率層と低屈折率層を積層したもの、透明基板の表面に無機や有機フッ化化合物などの低屈折率層を単層で形成したもの、或いは、透明プラスチックフィルム基板の表面に透明な微粒子を含むコーティング層を形成し、凹凸状の表面により外光を乱反射させるものなどが知られている。これら反射防止光学部材表面も、前述の光学部材と同様に、人が使用することによって、指紋や皮脂などの汚れが付着しやすいが、汚れが付着した部分だけ高反射となり、汚れがより目立つという問題に加え、反射防止膜の表面には通常、微細な凹凸があり、汚れの除去が困難であるという問題もあった。
Various techniques for preventing oily dirt from adhering to the member surface have been proposed. In particular, optical members such as antireflection films, optical filters, optical lenses, spectacle lenses, mirrors, etc., when used by humans, are contaminated with fingerprints, sebum, sweat, cosmetics, etc. Since removal of dirt is complicated, it is desired to perform effective dirt prevention treatment.
In recent years, with the spread of mobile devices, displays are often used outdoors, but when used in an environment where external light is incident, the incident light is regularly reflected on the display surface. As a result, the reflected light is mixed with the display light, causing problems such as difficulty in viewing the display image. For this reason, an antireflection optical member is often disposed on the display surface.
As such an antireflection optical member, for example, a transparent substrate with a high refractive index layer and a low refractive index layer made of a metal oxide or the like laminated thereon, an inorganic or organic fluoride compound or the like on the transparent substrate surface. Known are those in which a low refractive index layer is formed as a single layer, or those in which a coating layer containing transparent fine particles is formed on the surface of a transparent plastic film substrate and external light is irregularly reflected by the uneven surface. These anti-reflective optical member surfaces, like the above-mentioned optical members, are susceptible to dirt such as fingerprints and sebum when used by humans, but only the part where the dirt is attached becomes highly reflective and the dirt is more noticeable. In addition to the problem, the surface of the antireflection film usually has fine irregularities, and there is a problem that it is difficult to remove dirt.
固体部材の表面に汚れを着き難くしたり、付着した汚れを取りやすくした性能を持つ汚れ防止機能を表面に形成する技術が種々提案されている。特に反射防止部材と防汚性部材との組み合わせとしては、例えば、主として二酸化ケイ素からなる反射防止膜と、有機ケイ素置換基を含む化合物で処理してなる防汚性、耐摩耗性材料(例えば、特許文献1参照。)、基板表面に末端シラノール有機ポリシロキサンで被覆した防汚性、耐摩耗性のCRTフィルター(例えば、特許文献2参照。)が提案されている。また、ポリフルオロアルキル基を含むシラン化合物をはじめとするシラン化合物を含有する反射防止膜(例えば、特許文献3参照。)や、二酸化ケイ素を主とする光学薄膜とパーフルオロアルキルアクリレートとアルコキシシラン基を有する単量体との共重合体との組合せ(例えば、特許文献4参照。)が、それぞれ提案されている。
しかしながら、従来の方法で形成された防汚層は、防汚性が不十分であり、特に、指紋、皮脂、汗、化粧品等の汚れが拭き取りにくく、また、フッ素やケイ素などの表面エネルギーの低い材料による表面処理は経時的な防汚性能の低下が懸念され、このため、防汚性の優れた防汚性部材の開発が望まれている。
Various techniques have been proposed for forming on the surface a dirt prevention function that makes it difficult to get dirt on the surface of a solid member or that makes it easy to remove the attached dirt. In particular, as a combination of an antireflection member and an antifouling member, for example, an antireflection film composed mainly of silicon dioxide and an antifouling and wear resistant material treated with a compound containing an organosilicon substituent (for example, Patent Document 1), and antifouling and wear-resistant CRT filters (for example, see Patent Document 2) in which the substrate surface is coated with terminal silanol organopolysiloxane have been proposed. Further, an antireflection film containing a silane compound including a silane compound containing a polyfluoroalkyl group (see, for example, Patent Document 3), an optical thin film mainly composed of silicon dioxide, a perfluoroalkyl acrylate, and an alkoxysilane group. A combination with a copolymer with a monomer having a salt (for example, see Patent Document 4) has been proposed.
However, the antifouling layer formed by the conventional method has insufficient antifouling property, and in particular, it is difficult to wipe off dirt such as fingerprints, sebum, sweat, cosmetics, etc., and the surface energy such as fluorine and silicon is low. The surface treatment with a material is concerned about a decrease in antifouling performance over time, and therefore, development of an antifouling member having excellent antifouling properties is desired.
光学部材などの表面に汎用される樹脂フィルム、或いは、ガラスや金属等の無機材料は、その表面は疎水性であるか、弱い親水性を示すものが一般的である。樹脂フィルム、無機材料などを用いた基板の表面が親水化されると、付着水滴が基板表面に一様に拡がり均一な水膜を形成するようになるので、ガラス、レンズ、鏡の曇りを有効に防止でき、湿分による失透防止、雨天時の視界性確保等に役立つ。さらに、都市媒塵、自動車等の排気ガスに含有されるカーボンブラック等の燃焼生成物、油脂、シーラント溶出成分等の疎水性汚染物質が付着しにくく、付着しても降雨や水洗により簡単に落せるようになるので、種々の用途に有用である。 In general, a resin film generally used for the surface of an optical member or the like or an inorganic material such as glass or metal has a hydrophobic surface or a weak hydrophilic surface. When the surface of a substrate using a resin film or inorganic material is made hydrophilic, the attached water droplets spread uniformly on the surface of the substrate and form a uniform water film. It is useful for preventing devitrification due to moisture and ensuring visibility in rainy weather. In addition, combustion products such as carbon black contained in exhaust gas from automobile dust, automobiles, etc., and hydrophobic pollutants such as oil and fat and sealant elution components are difficult to adhere. Therefore, it is useful for various applications.
従来提案されている親水化するための表面処理方法、例えば、エッチング処理、プラズマ処理等によれば、高度に親水化されるものの、その効果は一時的であり、親水化状態を長期間維持することができない。また、親水性樹脂の一つとして親水性グラフトポリマーを使用した表面親水性塗膜も提案されている(例えば、非特許文献1参照。)が、この塗膜はある程度の親水性を有するものの、基板との親和性が充分とはいえず、基板に対する充分な密着性が求められている。 Conventionally proposed surface treatment methods for hydrophilization, such as etching treatment and plasma treatment, are highly hydrophilized, but their effects are temporary and maintain the hydrophilized state for a long time. I can't. Further, a surface hydrophilic coating film using a hydrophilic graft polymer as one of hydrophilic resins has also been proposed (see, for example, Non-Patent Document 1), although this coating film has a certain degree of hydrophilicity, It cannot be said that the affinity with the substrate is sufficient, and sufficient adhesion to the substrate is required.
また、表面親水性に優れたフィルムとしては従来から酸化チタンを使用したフィルムが知られており、例えば、基板表面に光触媒含有層形成し、光触媒の光励起に応じて表面を高度に親水化する技術が開示されており、この技術をガラス、レンズ、鏡、外装材、水回り部材等の種々の複合材に適用すれば、これら複合材に優れた防汚性を付与できることが報告されている(例えば、特許文献5参照。)。しかしながら酸化チタンを用いた親水性フィルムは充分な膜強度を有さず、さらに光励起されないと親水化効果が発現されないことから使用部位に制限があるという問題があるため、持続性があり、且つ、良好な耐摩耗性を有する防汚性部材が求められている。 In addition, as a film having excellent surface hydrophilicity, a film using titanium oxide has been conventionally known. For example, a technique of forming a photocatalyst-containing layer on a substrate surface and making the surface highly hydrophilic according to photoexcitation of the photocatalyst. It is reported that if this technology is applied to various composite materials such as glass, lenses, mirrors, exterior materials, water-circulating members, etc., excellent antifouling properties can be imparted to these composite materials ( For example, see Patent Document 5.) However, the hydrophilic film using titanium oxide does not have sufficient film strength, and since there is a problem that the use site is limited because the hydrophilization effect is not expressed unless photoexcited, and is durable, and There is a demand for antifouling members having good wear resistance.
本発明の目的は、充分な親水性、耐磨耗性、防汚性及び密着性を有するとともに、優れた潤滑性を長期に維持可能な親水性部材を提供可能な親水性組成物、並びに、これに用いた親水性部材、フィン材、熱交換器、及びエアコンを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a hydrophilic composition capable of providing a hydrophilic member having sufficient hydrophilicity, abrasion resistance, antifouling property and adhesion, and capable of maintaining excellent lubricity for a long time, and It is providing the hydrophilic member used for this, a fin material, a heat exchanger, and an air conditioner.
本発明者らは、親水性組成物にシランカップリング基を有する親水性ポリマーとポリアルキレンオキシドとを含有させることによって、親水性組成物において、優れた防汚性が付与されるとともに、シランカップリング基が加水分解したシラノール基とポリアルキレンオキシドに含有される水酸基とが結合されることによって、優れた潤滑性が長期に維持されることを見出した。
即ち、本発明は以下のとおりである。
By adding a hydrophilic polymer having a silane coupling group and a polyalkylene oxide to the hydrophilic composition, the present inventors can impart excellent antifouling properties to the hydrophilic composition, and It has been found that excellent lubricity can be maintained for a long time by combining a silanol group hydrolyzed by a ring group and a hydroxyl group contained in polyalkylene oxide.
That is, the present invention is as follows.
〔1〕
(A)下記一般式(I−1)で表される構造単位と下記一般式(I−2)で表される構造単位とを有する親水性ポリマー(I)、及び、(B)下記一般式(II−2)で表される構造単位を有し、且つポリマー鎖の末端に下記一般式(II−1)で表される部分構造を有する親水性ポリマー(II)の少なくとも1つと、
(C)ポリアルキレンオキシドと
を含有する親水性組成物であって、
前記親水性組成物により形成された被膜の動摩擦係数が0.3以下であること特徴とする親水性組成物。
[1]
(A) hydrophilic polymer (I) having a structural unit represented by the following general formula (I-1) and a structural unit represented by the following general formula (I-2), and (B) the following general formula At least one hydrophilic polymer (II) having a structural unit represented by (II-2) and having a partial structure represented by the following general formula (II-1) at the end of the polymer chain;
(C) a hydrophilic composition containing polyalkylene oxide,
A hydrophilic composition, wherein the coating formed of the hydrophilic composition has a coefficient of dynamic friction of 0.3 or less.
(一般式(I−1)および(I−2)中、R101〜R108はそれぞれ独立に水素原子又は炭化水素基を表す。pは1〜3の整数を表し、L101およびL102は、それぞれ独立に単結合又は多価の有機連結基を表す。x及びyは組成比を表し、xは0<x<100、yは0<y<100となる数を表す。A101は−OH、−ORa、−CORa、−CO2Re、−CON(Ra)(Rb)、−N(Ra)(Rb)、−NHCORd、−NHCO2Ra、−OCON(Ra)(Rb)、−NHCON(Ra)(Rb)、−SO3Re、−OSO3Re、−SO2Rd、−NHSO2Rd、−SO2N(Ra)(Rb)、−N(Ra)(Rb)(Rc)、−N(Ra)(Rb)(Rc)(Rg)、−PO3(Re)(Rf)、−OPO3(Re)(Rf)、または−PO3(Rd)(Re)を表す。ここで、Ra、Rb及びRcは、それぞれ独立に水素原子または直鎖、分岐または環状のアルキル基を表し、Rdは、直鎖、分岐または環状のアルキル基を表し、Re及びRfは、それぞれ独立に水素原子または直鎖、分岐または環状のアルキル基、アルカリ金属、アルカリ土類金属、またはオニウムを表し、Rgはハロゲンイオン、無機アニオン、または有機アニオンを表す。) (In General Formulas (I-1) and (I-2), R 101 to R 108 each independently represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group. P represents an integer of 1 to 3, and L 101 and L 102 represent Each independently represents a single bond or a polyvalent organic linking group, x and y represent a composition ratio, x represents a number such that 0 <x <100, y represents 0 <y <100, and A 101 represents −. OH, —OR a , —COR a , —CO 2 R e , —CON (R a ) (R b ), —N (R a ) (R b ), —NHCOR d , —NHCO 2 R a , —OCON (R a ) (R b ), —NHCON (R a ) (R b ), —SO 3 R e , —OSO 3 R e , —SO 2 R d , —NHSO 2 R d , —SO 2 N (R a) (R b), - N (R a) (R b) (R c), - N (R a) (R b) (R c) R g), - PO 3 ( R e) (R f), -. OPO 3 (R e) (R f), or -PO 3 represents an (R d) (R e) where, R a, R b and R c each independently represents a hydrogen atom or a linear, branched or cyclic alkyl group; R d represents a linear, branched or cyclic alkyl group ; and R e and R f each independently Represents a hydrogen atom or a linear, branched or cyclic alkyl group, an alkali metal, an alkaline earth metal, or onium, and R g represents a halogen ion, an inorganic anion, or an organic anion.)
(一般式(II−1)および(II−2)中、R201〜R205はそれぞれ独立に水素原子又は炭化水素基を表す。qは1〜3の整数を表し、L201およびL202は、それぞれ独立に単結合又は多価の有機連結基を表す。A201は−OH、−ORa、−CORa、−CO2Re、−CON(Ra)(Rb)、−N(Ra)(Rb)、−NHCORd、−NHCO2Ra、−OCON(Ra)(Rb)、−NHCON(Ra)(Rb)、−SO3Re、−OSO3Re、−SO2Rd、−NHSO2Rd、−SO2N(Ra)(Rb)、−N(Ra)(Rb)(Rc)、−N(Ra)(Rb)(Rc)(Rg)、−PO3(Re)(Rf)、−OPO3(Re)(Rf)、または−PO3(Rd)(Re)を表す。ここで、Ra、Rb及びRcは、それぞれ独立に水素原子または直鎖、分岐または環状のアルキル基を表し、Rdは、直鎖、分岐または環状のアルキル基を表し、Re及びRfは、それぞれ独立に水素原子または直鎖、分岐または環状のアルキル基、アルカリ金属、アルカリ土類金属、またはオニウムを表し、Rgはハロゲンイオン、無機アニオン、または有機アニオンを表す。)
〔2〕
前記(C)ポリアルキレンオキシドを、前記親水性組成物の不揮発性成分に対して、5質量%以上含有することを特徴とする〔1〕に記載の親水性組成物。
〔3〕
前記(C)ポリアルキレンオキシドの質量平均分子量が200以上であることを特徴とする〔1〕または〔2〕に記載の親水性組成物。
〔4〕
前記親水性組成物が、前記(A)親水性ポリマー(I)と前記(B)親水性ポリマー(II)とを含み、該(A)親水性ポリマー(I)と該(B)親水性ポリマー(II)との質量比((A)親水性ポリマー/(B)親水性ポリマー)が95/5〜50/50の範囲であることを特徴とする〔1〕〜〔3〕のいずれかに記載の親水性組成物。
〔5〕
前記親水性組成物が更に(D)触媒を含有することを特徴とする〔1〕〜〔4〕のいずれかに記載の親水性組成物。
〔6〕
前記(D)触媒が不揮発性の触媒であることを特徴とする〔5〕に記載の親水性組成物。
〔7〕
前記親水性組成物が更に(E)Si、Ti、Zr、Alから選択される元素のアルコキシド化合物を含有することを特徴とする〔1〕〜〔6〕のいずれかに記載の親水性組成物。
〔8〕
基板上に、〔1〕〜〔7〕のいずれかに記載の親水性組成物により形成される親水性層を有することを特徴とする親水性部材。
〔9〕
基板と親水性層との間に、下塗層を有することを特徴とする〔8〕に記載の親水性部材。
〔10〕
前記下塗層が、(D)触媒を含有する下塗層用組成物により形成されたものであることを特徴とする〔9〕に記載の親水性部材。
〔11〕
前記下塗層に含有される(D)触媒が不揮発性の触媒であることを特徴とする〔10〕に記載の親水性部材。
〔12〕
前記下塗層が、さらに(E)Si、Ti、Zr、Alから選択される元素のアルコキシド化合物を含有する組成物を塗布することにより形成されたものであることを特徴とする〔9〕〜〔11〕のいずれかに記載の親水性部材。
〔13〕
基板上に、下塗り層用組成物を塗布し、加熱、乾燥することで下塗り層が形成され、該下塗り層上に前記親水性組成物を塗布し、加熱、乾燥することで上塗り層が形成されてなることを特徴とする〔9〕〜〔12〕のいずれかに記載の親水性部材。
〔14〕
フィン本体と、
該フィン本体の表面の少なくとも一部に設けられた親水層と
を具備するフィン材であって、前記親水層は、〔1〕〜〔7〕のいずれかに記載の親水性組成物が塗設されてなることを特徴とするフィン材。
〔15〕
前記フィン本体がアルミニウム製である〔14〕に記載のフィン材。
〔16〕
〔15〕に記載のフィン材を用いた熱交換器。
〔17〕
〔16〕に記載の熱交換器を用いたエアコン。
(In the general formula (II-1) and (II-2), .q representing each is R 201 to R 205 independently represent a hydrogen atom or a hydrocarbon group represents an integer of 1 to 3, L 201 and L 202 are Each independently represents a single bond or a polyvalent organic linking group, A 201 represents —OH, —OR a , —COR a , —CO 2 R e , —CON (R a ) (R b ), —N ( R a ) (R b ), —NHCOR d , —NHCO 2 R a , —OCON (R a ) (R b ), —NHCON (R a ) (R b ), —SO 3 R e , —OSO 3 R e , —SO 2 R d , —NHSO 2 R d , —SO 2 N (R a ) (R b ), —N (R a ) (R b ) (R c ), —N (R a ) (R b ) (R c ) (R g ), -PO 3 (R e ) (R f ), -OPO 3 (R e ) (R f ), Or —PO 3 (R d ) (R e ), wherein R a , R b and R c each independently represent a hydrogen atom or a linear, branched or cyclic alkyl group, and R d represents Represents a linear, branched or cyclic alkyl group, and R e and R f each independently represent a hydrogen atom or a linear, branched or cyclic alkyl group, an alkali metal, an alkaline earth metal, or onium, and R g represents a halogen ion, an inorganic anion, or an organic anion.)
[2]
[5] The hydrophilic composition as described in [1], wherein the polyalkylene oxide (C) is contained in an amount of 5% by mass or more based on a nonvolatile component of the hydrophilic composition.
[3]
The hydrophilic composition as described in [1] or [2], wherein the (C) polyalkylene oxide has a mass average molecular weight of 200 or more.
[4]
The hydrophilic composition comprises (A) the hydrophilic polymer (I) and (B) the hydrophilic polymer (II), and the (A) hydrophilic polymer (I) and the (B) hydrophilic polymer. Any one of [1] to [3], wherein the mass ratio to (II) ((A) hydrophilic polymer / (B) hydrophilic polymer) is in the range of 95/5 to 50/50 The hydrophilic composition as described.
[5]
The hydrophilic composition according to any one of [1] to [4], wherein the hydrophilic composition further contains (D) a catalyst.
[6]
The hydrophilic composition as described in [5], wherein the catalyst (D) is a non-volatile catalyst.
[7]
The hydrophilic composition according to any one of [1] to [6], wherein the hydrophilic composition further contains (E) an alkoxide compound of an element selected from Si, Ti, Zr, and Al. .
[8]
A hydrophilic member comprising a hydrophilic layer formed of the hydrophilic composition according to any one of [1] to [7] on a substrate.
[9]
The hydrophilic member according to [8], wherein an undercoat layer is provided between the substrate and the hydrophilic layer.
[10]
The hydrophilic member according to [9], wherein the undercoat layer is formed of a composition for undercoat layer containing (D) a catalyst.
[11]
The hydrophilic member according to [10], wherein the catalyst (D) contained in the undercoat layer is a non-volatile catalyst.
[12]
The undercoat layer is formed by further applying (E) a composition containing an alkoxide compound of an element selected from Si, Ti, Zr, and Al [9] to [11] The hydrophilic member according to any one of [11].
[13]
An undercoat layer composition is applied on a substrate, heated and dried to form an undercoat layer. The hydrophilic composition is applied onto the undercoat layer, and heated and dried to form an overcoat layer. The hydrophilic member according to any one of [9] to [12], wherein
[14]
The fin body;
And a hydrophilic layer provided on at least a part of the surface of the fin body, wherein the hydrophilic layer is coated with the hydrophilic composition according to any one of [1] to [7]. The fin material characterized by being made.
[15]
The fin material according to [14], wherein the fin body is made of aluminum.
[16]
[15] A heat exchanger using the fin material according to [15].
[17]
[16] An air conditioner using the heat exchanger according to [16].
本発明によれば、充分な親水性、耐磨耗性、防汚性及び密着性を有するとともに、優れた潤滑性を長期に維持可能な親水性部材を提供可能な親水性組成物、並びに、これを用いた親水性部材、フィン材、熱交換器、及びエアコンを提供することができる。 According to the present invention, a hydrophilic composition capable of providing a hydrophilic member having sufficient hydrophilicity, abrasion resistance, antifouling property and adhesion, and capable of maintaining excellent lubricity for a long time, and A hydrophilic member, a fin material, a heat exchanger, and an air conditioner using the same can be provided.
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の親水性組成物は、
(A)下記一般式(I−1)で表される構造単位と下記一般式(I−2)で表される構造単位とを有する親水性ポリマー(I)、及び、(B)下記一般式(II−2)で表される構造単位を有し、且つポリマー鎖の末端に下記一般式(II−1)で表される部分構造を有する親水性ポリマー(II)の少なくとも1つと、
(C)ポリアルキレンオキシドと
を含有する親水性組成物であって、
前記親水性組成物により形成された被膜の動摩擦係数が0.3以下であること特徴とする。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The hydrophilic composition of the present invention is
(A) hydrophilic polymer (I) having a structural unit represented by the following general formula (I-1) and a structural unit represented by the following general formula (I-2), and (B) the following general formula At least one hydrophilic polymer (II) having a structural unit represented by (II-2) and having a partial structure represented by the following general formula (II-1) at the end of the polymer chain;
(C) a hydrophilic composition containing polyalkylene oxide,
The dynamic friction coefficient of the film formed of the hydrophilic composition is 0.3 or less.
(一般式(I−1)および(I−2)中、R101〜R108はそれぞれ独立に水素原子又は炭化水素基を表す。pは1〜3の整数を表し、L101およびL102は、それぞれ独立に単結合又は多価の有機連結基を表す。x及びyは組成比を表し、xは0<x<100、yは0<y<100となる数を表す。A101は−OH、−ORa、−CORa、−CO2Re、−CON(Ra)(Rb)、−N(Ra)(Rb)、−NHCORd、−NHCO2Ra、−OCON(Ra)(Rb)、−NHCON(Ra)(Rb)、−SO3Re、−OSO3Re、−SO2Rd、−NHSO2Rd、−SO2N(Ra)(Rb)、−N(Ra)(Rb)(Rc)、−N(Ra)(Rb)(Rc)(Rg)、−PO3(Re)(Rf)、−OPO3(Re)(Rf)、または−PO3(Rd)(Re)を表す。ここで、Ra、Rb及びRcは、それぞれ独立に水素原子または直鎖、分岐または環状のアルキル基を表し、Rdは、直鎖、分岐または環状のアルキル基を表し、Re及びRfは、それぞれ独立に水素原子または直鎖、分岐または環状のアルキル基、アルカリ金属、アルカリ土類金属、またはオニウムを表し、Rgはハロゲンイオン、無機アニオン、または有機アニオンを表す。) (In General Formulas (I-1) and (I-2), R 101 to R 108 each independently represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group. P represents an integer of 1 to 3, and L 101 and L 102 represent Each independently represents a single bond or a polyvalent organic linking group, x and y represent a composition ratio, x represents a number such that 0 <x <100, y represents 0 <y <100, and A 101 represents −. OH, —OR a , —COR a , —CO 2 R e , —CON (R a ) (R b ), —N (R a ) (R b ), —NHCOR d , —NHCO 2 R a , —OCON (R a ) (R b ), —NHCON (R a ) (R b ), —SO 3 R e , —OSO 3 R e , —SO 2 R d , —NHSO 2 R d , —SO 2 N (R a) (R b), - N (R a) (R b) (R c), - N (R a) (R b) (R c) R g), - PO 3 ( R e) (R f), -. OPO 3 (R e) (R f), or -PO 3 represents an (R d) (R e) where, R a, R b and R c each independently represents a hydrogen atom or a linear, branched or cyclic alkyl group; R d represents a linear, branched or cyclic alkyl group ; and R e and R f each independently Represents a hydrogen atom or a linear, branched or cyclic alkyl group, an alkali metal, an alkaline earth metal, or onium, and R g represents a halogen ion, an inorganic anion, or an organic anion.)
(一般式(II−1)および(II−2)中、R201〜R205はそれぞれ独立に水素原子又は炭化水素基を表す。qは1〜3の整数を表し、L201およびL202は、それぞれ独立に単結合又は多価の有機連結基を表す。A201は−OH、−ORa、−CORa、−CO2Re、−CON(Ra)(Rb)、−N(Ra)(Rb)、−NHCORd、−NHCO2Ra、−OCON(Ra)(Rb)、−NHCON(Ra)(Rb)、−SO3Re、−OSO3Re、−SO2Rd、−NHSO2Rd、−SO2N(Ra)(Rb)、−N(Ra)(Rb)(Rc)、−N(Ra)(Rb)(Rc)(Rg)、−PO3(Re)(Rf)、−OPO3(Re)(Rf)、または−PO3(Rd)(Re)を表す。ここで、Ra、Rb及びRcは、それぞれ独立に水素原子または直鎖、分岐または環状のアルキル基を表し、Rdは、直鎖、分岐または環状のアルキル基を表し、Re及びRfは、それぞれ独立に水素原子または直鎖、分岐または環状のアルキル基、アルカリ金属、アルカリ土類金属、またはオニウムを表し、Rgはハロゲンイオン、無機アニオン、または有機アニオンを表す。) (In the general formula (II-1) and (II-2), .q representing each is R 201 to R 205 independently represent a hydrogen atom or a hydrocarbon group represents an integer of 1 to 3, L 201 and L 202 are Each independently represents a single bond or a polyvalent organic linking group, A 201 represents —OH, —OR a , —COR a , —CO 2 R e , —CON (R a ) (R b ), —N ( R a ) (R b ), —NHCOR d , —NHCO 2 R a , —OCON (R a ) (R b ), —NHCON (R a ) (R b ), —SO 3 R e , —OSO 3 R e , —SO 2 R d , —NHSO 2 R d , —SO 2 N (R a ) (R b ), —N (R a ) (R b ) (R c ), —N (R a ) (R b ) (R c ) (R g ), -PO 3 (R e ) (R f ), -OPO 3 (R e ) (R f ), Or —PO 3 (R d ) (R e ), wherein R a , R b and R c each independently represent a hydrogen atom or a linear, branched or cyclic alkyl group, and R d represents Represents a linear, branched or cyclic alkyl group, and R e and R f each independently represent a hydrogen atom or a linear, branched or cyclic alkyl group, an alkali metal, an alkaline earth metal, or onium, and R g represents a halogen ion, an inorganic anion, or an organic anion.)
ポリアルキレンオキシドの存在下、側鎖に親水性基とシランカップリング基とを有する親水性ポリマー(I)、及び、側鎖に親水性基とポリマー鎖の末端にシランカップリング基とを有する親水性ポリマー(II)の少なくとも1つの加水分解、縮重合により形成された架橋構造を有する親水性層の表面は、充分な親水性、耐磨耗性、防汚性及び密着性を有するとともに、優れた潤滑性を長期に維持可能である。具体的には、親水性ポリマー(I)及び親水性ポリマー(II)の少なくとも1つとポリアルキレンオキシドとを適当な溶媒に溶解させ、攪拌することで、系中で加水分解・重縮合が進行し、ゾル状の親水性組成物が得られ、それを基板上に被膜し、乾燥することにより基板表面上に親水性の官能基を有し、親水性ポリマー(I)及び親水性ポリマー(II)の少なくとも1つに含まれるシランカップリング基同士が反応して形成される架橋構造を有する有機皮膜が形成される。ここでポリアルキレンオキシドはТgが低いため、これに起因して、被膜の表面は非常にすべりやすくなり、潤滑性に優れた被膜を得ることができるものと考えられる。さらに、ポリアルキレンオキシドに含まれる水酸基が、シランカップリング基が加水分解したシラノール基と反応することによって、通常であれば水等によって溶出しやすいポリアルキレンオキシドを親水性ポリマーに固定化することができるせいか、被膜の潤滑性が長期で維持される。 Hydrophilic polymer (I) having a hydrophilic group and a silane coupling group in the side chain in the presence of polyalkylene oxide, and a hydrophilic polymer having a hydrophilic group in the side chain and a silane coupling group at the end of the polymer chain The surface of the hydrophilic layer having a crosslinked structure formed by at least one hydrolysis and condensation polymerization of the conductive polymer (II) has sufficient hydrophilicity, abrasion resistance, antifouling property and adhesion, and is excellent The lubricity can be maintained for a long time. Specifically, at least one of the hydrophilic polymer (I) and the hydrophilic polymer (II) and the polyalkylene oxide are dissolved in a suitable solvent and stirred, whereby hydrolysis and polycondensation proceed in the system. A sol-like hydrophilic composition is obtained, which is coated on a substrate and dried to have a hydrophilic functional group on the substrate surface. The hydrophilic polymer (I) and the hydrophilic polymer (II) An organic film having a crosslinked structure formed by reaction of silane coupling groups contained in at least one of the above is formed. Here, since polyalkylene oxide has a low Тg, it is considered that due to this, the surface of the coating becomes very slippery and a coating excellent in lubricity can be obtained. Furthermore, when the hydroxyl group contained in the polyalkylene oxide reacts with a silanol group in which the silane coupling group is hydrolyzed, the polyalkylene oxide that is usually easily eluted with water or the like may be immobilized on the hydrophilic polymer. Probably, the lubricity of the coating is maintained for a long time.
以下に、本発明の親水性組成物に含まれる各成分について説明する。 Below, each component contained in the hydrophilic composition of this invention is demonstrated.
〔(A)一般式(I−1)で表される構造単位と一般式(I−2)で表される構造単位とを有する親水性ポリマー(I)(以下、「(A)特定親水性ポリマー」とも称する)〕 [(A) Hydrophilic polymer (I) having a structural unit represented by general formula (I-1) and a structural unit represented by general formula (I-2) (hereinafter referred to as “(A) specific hydrophilicity Also called “polymer”))]
一般式(I−1)及び(I−2)中、R101〜R108はそれぞれ独立に水素原子又は炭化水素基を表す。pは1〜3の整数を表し、L101及びL102は、それぞれ単結合又は多価の有機連結基を表す。x及びyは組成比を表し、xは0<x<100、yは0<y<100となる数を表す。A101は−OH、−ORa、−CORa、−CO2Re、−CON(Ra)(Rb)、−N(Ra)(Rb)、−NHCORd、−NHCO2Ra、−OCON(Ra)(Rb)、−NHCON(Ra)(Rb)、−SO3Re、−OSO3Re、−SO2Rd、−NHSO2Rd、−SO2N(Ra)(Rb)、−N(Ra)(Rb)(Rc)、−N(Ra)(Rb)(Rc)(Rg)、−PO3(Re)(Rf)、−OPO3(Re)(Rf)、または−PO3(Rd)(Re)を表す。ここで、Ra、Rb及びRcは、それぞれ独立に水素原子または直鎖、分岐または環状のアルキル基を表し、Rdは、直鎖、分岐または環状のアルキル基を表し、Re及びRfは、それぞれ独立に水素原子または直鎖、分岐または環状のアルキル基、アルカリ金属、アルカリ土類金属、またはオニウムを表し、Rgはハロゲンイオン、無機アニオン、または有機アニオンを表す。 In general formulas (I-1) and (I-2), R 101 to R 108 each independently represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group. p represents an integer of 1 to 3, and L 101 and L 102 each represents a single bond or a polyvalent organic linking group. x and y represent a composition ratio, x represents a number satisfying 0 <x <100 and y represents 0 <y <100. A 101 represents —OH, —OR a , —COR a , —CO 2 R e , —CON (R a ) (R b ), —N (R a ) (R b ), —NHCOR d , —NHCO 2 R a , —OCON (R a ) (R b ), —NHCON (R a ) (R b ), —SO 3 R e , —OSO 3 R e , —SO 2 R d , —NHSO 2 R d , —SO 2 N (R a ) (R b ), —N (R a ) (R b ) (R c ), —N (R a ) (R b ) (R c ) (R g ), —PO 3 (R e ) (R f ), —OPO 3 (R e ) (R f ), or —PO 3 (R d ) (R e ). Here, R a , R b and R c each independently represent a hydrogen atom or a linear, branched or cyclic alkyl group, R d represents a linear, branched or cyclic alkyl group, R e and R f each independently represents a hydrogen atom or a linear, branched or cyclic alkyl group, an alkali metal, an alkaline earth metal, or onium, and R g represents a halogen ion, an inorganic anion, or an organic anion.
上記一般式(I−1)及び(I−2)において、R101〜R108はそれぞれ独立に、水素原子または炭化水素基を表す。炭化水素基としては、アルキル基、アリール基などが挙げられ、炭素原子数1〜8の直鎖、分岐または環状のアルキル基が好ましい。具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、イソプロピル基、イソブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、1−メチルブチル基、イソヘキシル基、2−エチルヘキシル基、2−メチルヘキシル基、シクロペンチル基等が挙げられる。R101〜R108は、効果及び入手容易性の観点から、好ましくは水素原子、メチル基またはエチル基である。 In the formula (I-1) and (I-2), R 101 ~R 108 each independently represent a hydrogen atom or a hydrocarbon group. Examples of the hydrocarbon group include an alkyl group and an aryl group, and a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 8 carbon atoms is preferable. Specifically, methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, isopropyl group, isobutyl group, s-butyl group, t-butyl group, isopentyl group, neopentyl group 1-methylbutyl group, isohexyl group, 2-ethylhexyl group, 2-methylhexyl group, cyclopentyl group and the like. R 101 to R 108 are preferably a hydrogen atom, a methyl group or an ethyl group from the viewpoints of effects and availability.
これらの炭化水素基は更に置換基を有していてもよい。アルキル基が置換基を有するとき、置換アルキル基は置換基とアルキレン基との結合により構成され、ここで、置換基としては、水素を除く一価の非金属原子団が用いられる。好ましい例としては、ハロゲン原子(−F、−Br、−Cl、−I)、ヒドロキシル基、アルコキシ基、アリーロキシ基、メルカプト基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アルキルジチオ基、アリールジチオ基、アミノ基、N−アルキルアミノ基、N,N−ジアリールアミノ基、N−アルキル−N−アリールアミノ基、アシルオキシ基、カルバモイルオキシ基、Ν−アルキルカルバモイルオキシ基、N−アリールカルバモイルオキシ基、N,N−ジアルキルカルバモイルオキシ基、N,N−ジアリールカルバモイルオキシ基、N−アルキル−N−リールカルバモイルオキシ基、アルキルスルホキシ基、アリールスルホキシ基、アシルチオ基、アシルアミノ基、N−アルキルアシルアミノ基、N−アリールアシルアミノ基、ウレイド基、N’−アルキルウレイド基、N’,N’−ジアルキルウレイド基、N’−アリールウレイド基、N’,N’−ジアリールウレイド基、N’−アルキル−N’−アリールウレイド基、N−アルキルウレイド基、N−アリールウレイド基、N’−アルキル−N−アルキルウレイド基、N’−アルキル−N−アリールウレイド基、N’,N’−ジアルキル−N−アルキルウレイト基、N’,N’−ジアルキル−N−アリールウレイド基、N’−アリール−Ν−アルキルウレイド基、N’−アリール−N−アリールウレイド基、N’,N’−ジアリール−N−アルキルウレイド基、N’,N’−ジアリール−N−アリールウレイド基、N’−アルキル−N’−アリール−N−アルキルウレイド基、N’−アルキル−N’−アリール−N−アリールウレイド基、アルコキシカルボニルアミノ基、アリーロキシカルボニルアミノ基、N−アルキル−N−アルコキシカルボニルアミノ基、N−アルキル−N−アリーロキシカルボニルアミノ基、N−アリール−N−アルコキシカルボニルアミノ基、N−アリール−N−アリーロキシカルボニルアミノ基、ホルミル基、アシル基、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基、 These hydrocarbon groups may further have a substituent. When the alkyl group has a substituent, the substituted alkyl group is constituted by a bond between a substituent and an alkylene group, and a monovalent nonmetallic atomic group excluding hydrogen is used as the substituent. Preferred examples include halogen atoms (-F, -Br, -Cl, -I), hydroxyl groups, alkoxy groups, aryloxy groups, mercapto groups, alkylthio groups, arylthio groups, alkyldithio groups, aryldithio groups, amino groups, N-alkylamino group, N, N-diarylamino group, N-alkyl-N-arylamino group, acyloxy group, carbamoyloxy group, ア ル キ ル -alkylcarbamoyloxy group, N-arylcarbamoyloxy group, N, N-dialkyl Carbamoyloxy group, N, N-diarylcarbamoyloxy group, N-alkyl-N-reelcarbamoyloxy group, alkylsulfoxy group, arylsulfoxy group, acylthio group, acylamino group, N-alkylacylamino group, N-aryl Acylamino group, ureido group, N ′ Alkylureido group, N ′, N′-dialkylureido group, N′-arylureido group, N ′, N′-diarylureido group, N′-alkyl-N′-arylureido group, N-alkylureido group, N -Arylureido group, N'-alkyl-N-alkylureido group, N'-alkyl-N-arylureido group, N ', N'-dialkyl-N-alkylureate group, N', N'-dialkyl- N-arylureido group, N′-aryl-Ν-alkylureido group, N′-aryl-N-arylureido group, N ′, N′-diaryl-N-alkylureido group, N ′, N′-diaryl- N-arylureido group, N′-alkyl-N′-aryl-N-alkylureido group, N′-alkyl-N′-aryl-N-arylureido group Alkoxycarbonylamino group, aryloxycarbonylamino group, N-alkyl-N-alkoxycarbonylamino group, N-alkyl-N-aryloxycarbonylamino group, N-aryl-N-alkoxycarbonylamino group, N-aryl-N -Aryloxycarbonylamino group, formyl group, acyl group, carboxyl group, alkoxycarbonyl group,
アリーロキシカルボニル基、カルバモイル基、N−アルキルカルバモイル基、N,N−ジアルキルカルバモイル基、N−アリールカルバモイル基、N,N−ジアリールカルバモイル基、N−アルキル−N−アリールカルバモイル基、アルキルスルフィニル基、アリールスルフィニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、スルホ基(−SO3H)およびその共役塩基基(以下、スルホナト基と称す)、アルコキシスルホニル基、アリーロキシスルホニル基、スルフィナモイル基、N−アルキルスルフィナモイル基、N,N−ジアルキルスルフィナモイル基、N−アリールスルフィナモイル基、N,N−ジアリールスルフィナモイル基、N−アルキル−N−アリールスルフィナモイル基、スルファモイル基、N−アルキルスルファモイル基、N,N−ジアルキルスルファモイル基、N−アリールスルファモイル基、N,N−ジアリールスルファモイル基、N−アルキル−N−アリールスルファモイル基ホスフォノ基(−PO3H2)およびその共役塩基基(以下、ホスフォナト基と称す)、ジアルキルホスフォノ基(−PO3(alkyl)2)、ジアリールホスフォノ基(−PO3(aryl)2)、アルキルアリールホスフォノ基(−PO3(alkyl)(aryl))、モノアルキルホスフォノ基(−PO3H(alkyl))およびその共役塩基基(以後、アルキルホスフォナト基と称す)、モノアリールホスフォノ基(−PO3H(aryl))およびその共役塩基基(以後、アリールホスフォナト基と称す)、ホスフォノオキシ基(−OPO3H2)およびその共役塩基基(以後、ホスフォナトオキシ基と称す)、ジアルキルホスフォノオキシ基(−OPO3(alkyl)2)、ジアリールホスフォノオキシ基(−OPO3(aryl)2)、アルキルアリールホスフォノオキシ基(−OPO(alkyl)(aryl))、モノアルキルホスフォノオキシ基(−OPO3H(alkyl))およびその共役塩基基(以後、アルキルホスフォナトオキシ基と称す)、モノアリールホスフォノオキシ基(−OPO3H(aryl))およびその共役塩基基(以後、アリールフォスホナトオキシ基と称す)、モルホルノ基、シアノ基、ニトロ基、アリール基、アルケニル基、アルキニル基が挙げられる。 Aryloxycarbonyl group, carbamoyl group, N-alkylcarbamoyl group, N, N-dialkylcarbamoyl group, N-arylcarbamoyl group, N, N-diarylcarbamoyl group, N-alkyl-N-arylcarbamoyl group, alkylsulfinyl group, Arylsulfinyl group, alkylsulfonyl group, arylsulfonyl group, sulfo group (—SO 3 H) and its conjugate base group (hereinafter referred to as sulfonate group), alkoxysulfonyl group, aryloxysulfonyl group, sulfinamoyl group, N-alkyls Rufinamoyl group, N, N-dialkylsulfinamoyl group, N-arylsulfinamoyl group, N, N-diarylsulfinamoyl group, N-alkyl-N-arylsulfinamoyl group, sulfamoyl group, N-alkylsulfur group Sulfamoyl group, N, N- dialkylsulfamoyl group, N- aryl sulfamoyl group, N, N- diaryl sulfamoyl group, N- alkyl -N- arylsulfamoyl group phosphono group (-PO 3 H 2 ) And conjugated base groups thereof (hereinafter referred to as phosphonate groups), dialkyl phosphono groups (—PO 3 (alkyl) 2 ), diaryl phosphono groups (—PO 3 (aryl) 2 ), alkylaryl phosphono groups (— PO 3 (alkyl) (aryl)), monoalkylphosphono group (—PO 3 H (alkyl)) and its conjugate base group (hereinafter referred to as alkylphosphonate group), monoarylphosphono group (—PO 3 H) (Aryl)) and its conjugate base group (hereinafter referred to as aryl phosphonate group), phosphonooxy group (-OPO 3 H 2) and its conjugated base group (hereinafter referred to as phosphonophenyl group), dialkyl phosphonooxy group (-OPO 3 (alkyl) 2), diaryl phosphonooxy group (-OPO 3 (aryl) 2), An alkylarylphosphonooxy group (—OPO (alkyl) (aryl)), a monoalkylphosphonooxy group (—OPO 3 H (alkyl)) and a conjugated base group thereof (hereinafter referred to as an alkylphosphonatooxy group), mono Arylphosphonooxy group (—OPO 3 H (aryl)) and its conjugate base group (hereinafter referred to as arylphosphonateoxy group), morpholino group, cyano group, nitro group, aryl group, alkenyl group, alkynyl group It is done.
これらの置換基における、アルキル基の具体例としては、R1〜R8において挙げたアルキル基が同様に挙げられ、アリール基の具体例としては、フェニル基、ビフェニル基、ナフチル基、トリル基、キシリル基、メシチル基、クメニル基、クロロフェニル基、ブロモフェニル基、クロロメチルフェニル基、ヒドロキシフェニル基、メトキシフェニル基、エトキシフェニル基、フェノキシフェニル基、アセトキシフェニル基、ベンゾイロキシフェニル基、メチルチオフェニル基、フェニルチオフェニル基、メチルアミノフェニル基、ジメチルアミノフェニル基、アセチルアミノフェニル基、カルボキシフェニル基、メトキシカルボニルフェニル基、エトキシフェニルカルボニル基、フェノキシカルボニルフェニル基、N−フェニルカルバモイルフェニル基、フェニル基、シアノフェニル基、スルホフェニル基、スルホナトフェニル基、ホスフォノフェニル基、ホスフォナトフェニル基等を挙げることができる。また、アルケニル基の例としては、ビニル基、1−プロペニル基、1−ブテニル基、シンナミル基、2−クロロ−1−エテニル基等が挙げられ、アルキニル基の例としては、エチニル基、1−プロピニル基、1−ブチニル基、トリメチルシリルエチニル基等が挙げられる。アシル基(G1CO−)におけるG1としては、水素、ならびに上記のアルキル基、アリール基を挙げることができる。 In these substituents, specific examples of the alkyl group include those alkyl groups similarly mentioned in R 1 to R 8, specific examples of the aryl group include a phenyl group, a biphenyl group, a naphthyl group, a tolyl group, Xylyl, mesityl, cumenyl, chlorophenyl, bromophenyl, chloromethylphenyl, hydroxyphenyl, methoxyphenyl, ethoxyphenyl, phenoxyphenyl, acetoxyphenyl, benzoyloxyphenyl, methylthiophenyl , Phenylthiophenyl group, methylaminophenyl group, dimethylaminophenyl group, acetylaminophenyl group, carboxyphenyl group, methoxycarbonylphenyl group, ethoxyphenylcarbonyl group, phenoxycarbonylphenyl group, N-phenylcarbamo Butylphenyl group include a phenyl group, cyanophenyl group, sulfophenyl group, sulfonatophenyl group, phosphonophenyl phenyl group, a phosphonophenyl phenyl group. Examples of alkenyl groups include vinyl, 1-propenyl, 1-butenyl, cinnamyl, 2-chloro-1-ethenyl, etc. Examples of alkynyl include ethynyl, 1-butenyl, A propynyl group, a 1-butynyl group, a trimethylsilylethynyl group, etc. are mentioned. Examples of G 1 in the acyl group (G 1 CO—) include hydrogen and the above alkyl groups and aryl groups.
これら置換基のうち、より好ましいものとしてはハロゲン原子(−F、−Br、−Cl、−I)、アルコキシ基、アリーロキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、N−アルキルアミノ基、N,N−ジアルキルアミノ基、アシルオキシ基、N−アルキルカルバモイルオキシ基、N−アリールカバモイルオキシ基、アシルアミノ基、ホルミル基、アシル基、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基、アリーロキシカルボニル基、カルバモイル基、N−アルキルカルバモイル基、N,N−ジアルキルカルバモイル基、N−アリールカルバモイル基、N−アルキル−N−アリールカルバモイル基、スルホ基、スルホナト基、スルファモイル基、N−アルキルスルファモイル基、N,N−ジアルキルスルファモイル基、N−アリールスルファモイル基、N−アルキル−N−アリールスルファモイル基、ホスフォノ基、ホスフォナト基、ジアルキルホスフォノ基、ジアリールホスフォノ基、モノアルキルホスフォノ基、アルキルホスフォナト基、モノアリールホスフォノ基、アリールホスフォナト基、ホスフォノオキシ基、ホスフォナトオキシ基、アリール基、アルケニル基が挙げられる。 Among these substituents, more preferred are halogen atoms (—F, —Br, —Cl, —I), alkoxy groups, aryloxy groups, alkylthio groups, arylthio groups, N-alkylamino groups, N, N-dialkyls. Amino group, acyloxy group, N-alkylcarbamoyloxy group, N-arylcarbamoyloxy group, acylamino group, formyl group, acyl group, carboxyl group, alkoxycarbonyl group, aryloxycarbonyl group, carbamoyl group, N-alkylcarbamoyl group N, N-dialkylcarbamoyl group, N-arylcarbamoyl group, N-alkyl-N-arylcarbamoyl group, sulfo group, sulfonate group, sulfamoyl group, N-alkylsulfamoyl group, N, N-dialkylsulfamoyl group Group, N-arylsulfamoy Group, N-alkyl-N-arylsulfamoyl group, phosphono group, phosphonate group, dialkyl phosphono group, diaryl phosphono group, monoalkyl phosphono group, alkyl phosphonate group, monoaryl phosphono group, aryl phosphonate group Group, phosphonooxy group, phosphonatooxy group, aryl group, and alkenyl group.
一方、置換アルキル基におけるアルキレン基としては好ましくは炭素数1から20までのアルキル基上の水素原子のいずれか1つを除し、2価の有機残基としたものを挙げることができ、より好ましくは炭素原子数1から12まで、更に好ましくは炭素原子数1から8の直鎖状、より好ましくは炭素原子数3から12までの、更に好ましくは炭素原子数3から8までの分岐状ならびにより好ましくは炭素原子数5から10まで、更に好ましくは炭素原子数5から8までの環状のアルキレン基を挙げることができる。該置換基とアルキレン基を組み合わせる事により得られる置換アルキル基の、好ましい具体例としては、クロロメチル基、ブロモメチル基、2−クロロエチル基、トリフルオロメチル基、ヒドロキシメチル基、メトキシメチル基、メトキシエトキシエチル基、アリルオキシメチル基、フェノキシメチル基、メチルチオメチル基、トリルチオメチル基、エチルアミノエチル基、ジエチルアミノプロピル基、モルホリノプロピル基、アセチルオキシメチル基、ベンゾイルオキシメチル基、N−シクロヘキシルカルバモイルオキシエチル基、N−フェニルカルバモイルオキシエチル基、アセチルアミノエチル基、N−メチルベンゾイルアミノプロピル基、2−オキシエチル基、2−オキシプロピル基、カルボキシプロピル基、メトキシカルボニルエチル基、アリルオキシカルボニルブチル基、 On the other hand, the alkylene group in the substituted alkyl group is preferably a divalent organic residue obtained by removing any one of the hydrogen atoms on the alkyl group having 1 to 20 carbon atoms. Preferably, it is a straight chain having 1 to 12 carbon atoms, more preferably a straight chain having 1 to 8 carbon atoms, more preferably a branched structure having 3 to 12 carbon atoms, still more preferably 3 to 8 carbon atoms, and More preferable examples include cyclic alkylene groups having 5 to 10 carbon atoms, and further preferably 5 to 8 carbon atoms. Preferable specific examples of the substituted alkyl group obtained by combining the substituent and the alkylene group include a chloromethyl group, a bromomethyl group, a 2-chloroethyl group, a trifluoromethyl group, a hydroxymethyl group, a methoxymethyl group, and a methoxyethoxy group. Ethyl group, allyloxymethyl group, phenoxymethyl group, methylthiomethyl group, tolylthiomethyl group, ethylaminoethyl group, diethylaminopropyl group, morpholinopropyl group, acetyloxymethyl group, benzoyloxymethyl group, N-cyclohexylcarbamoyloxyethyl Group, N-phenylcarbamoyloxyethyl group, acetylaminoethyl group, N-methylbenzoylaminopropyl group, 2-oxyethyl group, 2-oxypropyl group, carboxypropyl group, methoxycarbonyl group Group, allyloxycarbonyl butyl group,
クロロフェノキシカルボニルメチル基、カルバモイルメチル基、N−メチルカルバモイルエチル基、N,N−ジプロピルカルバモイルメチル基、N−(メトキシフェニル)カルバモイルエチル基、N−メチル−N−(スルホフェニル)カルアバモイルメチル基、スルホブチル基、スルホナトブチル基、スルファモイルブチル基、N−エチルスルファモイルメチル基、N,N−ジプロピルスルファモイルプロピル基、N−トリルスルファモイルプロピル基、N−メチル−N−(ホスフォノフェニル)スルファモイルオクチル基、ホスフォノブチル基、ホスフォナトヘキシル基、ジエチルホスフォノブチル基、ジフェニルホスフォノプロピル基、メチルホスフォノブチル基、メチルホスフォナトブチル基、トリルホスフォノへキシル基、トリルホスフォナトヘキシル基、ホスフォノオキシプロピル基、ホスフォナトオキシブチル基、ベンジル基、フェネチル基、α−メチルベンジル基、1−メチル−1−フェニルエチル基、p−メチルベンジル基、シンナミル基、アリル基、1−プロペニルメチル基、2−ブテニル基、2−メチルアリル基、2−メチルプロペニルメチル基、2−プロピニル基、2−ブチニル基、3−ブチニル基等を挙げることができる。 Chlorophenoxycarbonylmethyl group, carbamoylmethyl group, N-methylcarbamoylethyl group, N, N-dipropylcarbamoylmethyl group, N- (methoxyphenyl) carbamoylethyl group, N-methyl-N- (sulfophenyl) carbamoyl Methyl group, sulfobutyl group, sulfonatobutyl group, sulfamoylbutyl group, N-ethylsulfamoylmethyl group, N, N-dipropylsulfamoylpropyl group, N-tolylsulfamoylpropyl group, N-methyl-N- (Phosphonophenyl) sulfamoyloctyl group, phosphonobutyl group, phosphonatohexyl group, diethylphosphonobutyl group, diphenylphosphonopropyl group, methylphosphonobutyl group, methylphosphonatobutyl group, tolylphosphonohexyl group, Torilho Phonatohexyl group, phosphonooxypropyl group, phosphonatoxybutyl group, benzyl group, phenethyl group, α-methylbenzyl group, 1-methyl-1-phenylethyl group, p-methylbenzyl group, cinnamyl group, allyl group 1-propenylmethyl group, 2-butenyl group, 2-methylallyl group, 2-methylpropenylmethyl group, 2-propynyl group, 2-butynyl group, 3-butynyl group and the like.
親水性の観点から上記のなかでもヒドロキシメチル基が好ましい。 Of these, a hydroxymethyl group is preferred from the viewpoint of hydrophilicity.
L101〜L102は単結合または有機連結基を表す。ここで単結合とはポリマーの主鎖とXが連結鎖なしに直接結合していることを表す。
L101〜L102が有機連結基を表す場合、L101〜L102は非金属原子からなる多価の連結基を表し、0個から60個までの炭素原子、0個から10個までの窒素原子、0個から50個までの酸素原子、0個から100個までの水素原子、及び0個から20個までの硫黄原子から成り立つものである。具体的には、−N<、脂肪族基、芳香族基、複素環基、及びそれらの組合せから選ばれることが好ましく、−O−、−S−、−CO−、−NH−、あるいは、−O−または−S−または−CO−または−NH−を含む組合せで、2価の連結基であることが好ましい。
より具体的な連結基としては下記の構造単位またはこれらが組合わされて構成されるものを挙げることができる。
L 101 to L 102 represent a single bond or an organic linking group. Here, the single bond means that the polymer main chain and X are directly bonded without a linking chain.
When L 101 to L 102 represent an organic linking group, L 101 to L 102 represent a polyvalent linking group composed of a nonmetallic atom, 0 to 60 carbon atoms, and 0 to 10 nitrogen atoms. It consists of atoms, 0 to 50 oxygen atoms, 0 to 100 hydrogen atoms, and 0 to 20 sulfur atoms. Specifically, it is preferably selected from -N <, an aliphatic group, an aromatic group, a heterocyclic group, and combinations thereof, -O-, -S-, -CO-, -NH-, or A combination containing -O- or -S- or -CO- or -NH- is preferably a divalent linking group.
More specific examples of the linking group include the following structural units or those formed by combining them.
一般式(I−1)において、L101は単結合、または、−CONH−、−NHCONH−、−OCONH−、−SO2NH−及び−SO3−からなる群より選択される構造を1つ以上有する連結基であることが好ましい。
L102は−CH2CH2CH2S−、−CH2S−、−CONHCH(CH3)CH2−、−CONH−、−CO−、−CO2−及び−CH2−からなる群より選択される構造を1つ以上有する連結基であることが好ましい。
In General Formula (I-1), L 101 represents a single bond or one structure selected from the group consisting of —CONH—, —NHCONH—, —OCONH—, —SO 2 NH—, and —SO 3 —. A linking group having the above is preferable.
L 102 is selected from the group consisting of —CH 2 CH 2 CH 2 S—, —CH 2 S—, —CONHCH (CH 3 ) CH 2 —, —CONH—, —CO—, —CO 2 — and —CH 2 —. A linking group having one or more selected structures is preferred.
一般式(I−2)中、A101は−OH、−ORa、−CORa、−CO2Re、−CON(Ra)(Rb)、−N(Ra)(Rb)、−NHCORd、−NHCO2Ra、−OCON(Ra)(Rb)、−NHCON(Ra)(Rb)、−SO3Re、−OSO3Re、−SO2Rd、−NHSO2Rd、−SO2N(Ra)(Rb)、−N(Ra)(Rb)(Rc)、−N(Ra)(Rb)(Rc)(Rg)、−PO3(Re)(Rf)、−OPO3(Re)(Rf)、または−PO3(Rd)(Re)を表す。ここで、Ra、Rb及びRcは、それぞれ独立に水素原子または直鎖、分岐または環状のアルキル基(好ましくは炭素数1〜8)を表し、Rdは、直鎖、分岐または環状のアルキル基(好ましくは炭素数1〜8)を表し、Re及びRfは、それぞれ独立に水素原子または直鎖、分岐または環状のアルキル基(好ましくは炭素数1〜8)、アルカリ金属、アルカリ土類金属、またはオニウムを表し、Rgはハロゲンイオン、無機アニオン、または有機アニオンを表す。また、−CON(Ra)(Rb)、−N(Ra)(Rb)、−OCON(Ra)(Rb)、−NHCON(Ra)(Rb)、−SO2N(Ra)(Rb)、−N(Ra)(Rb)(Rc)、−N(Ra)(Rb)(Rc)(Rg)、−PO3(Re)(Rf)、−OPO3(Re)(Rf)、または−PO3(Rd)(Re)についてRa〜Rfがお互い結合して環を形成していてもよく、また、形成された環は酸素原子、硫黄原子、窒素原子などのヘテロ原子を含むヘテロ環であってもよい。Ra〜Rfはさらに置換基を有していてもよく、ここで導入可能な置換基としては、前記R101〜R108がアルキル基の場合に導入可能な置換基として挙げたものを同様に挙げることができる。 In the general formula (I-2), A 101 represents —OH, —OR a , —COR a , —CO 2 R e , —CON (R a ) (R b ), —N (R a ) (R b ). , —NHCOR d , —NHCO 2 R a , —OCON (R a ) (R b ), —NHCON (R a ) (R b ), —SO 3 R e , —OSO 3 R e , —SO 2 R d , -NHSO 2 R d , -SO 2 N (R a ) (R b ), -N (R a ) (R b ) (R c ), -N (R a ) (R b ) (R c ) ( R g), - PO 3 ( R e) (R f), - OPO 3 (R e) (R f), or -PO 3 represents an (R d) (R e) . Here, R a , R b and R c each independently represent a hydrogen atom or a linear, branched or cyclic alkyl group (preferably having 1 to 8 carbon atoms), and R d is a linear, branched or cyclic group. R e and R f each independently represents a hydrogen atom or a linear, branched or cyclic alkyl group (preferably having a carbon number of 1 to 8), an alkali metal, R 1 represents an alkaline earth metal or onium, and R g represents a halogen ion, an inorganic anion, or an organic anion. Further, -CON (R a) (R b), - N (R a) (R b), - OCON (R a) (R b), - NHCON (R a) (R b), - SO 2 N (R a ) (R b ), -N (R a ) (R b ) (R c ), -N (R a ) (R b ) (R c ) (R g ), -PO 3 (R e ) R a to R f may be bonded to each other to form a ring for (R f ), —OPO 3 (R e ) (R f ), or —PO 3 (R d ) (R e ), The formed ring may be a heterocycle containing a heteroatom such as an oxygen atom, a sulfur atom, or a nitrogen atom. R a to R f may further have a substituent, and the substituents that can be introduced here are the same as those exemplified as the substituents that can be introduced when R 101 to R 108 are alkyl groups. Can be listed.
Ra〜Rfにおいて、直鎖、分岐または環状のアルキル基としては、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、イソプロピル基、イソブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、1−メチルブチル基、イソヘキシル基、2−エチルヘキシル基、2−メチルヘキシル基、シクロペンチル基等が好適に挙げられる。
また、Ra〜Rgにおいて、アルカリ金属としては、リチウム、ナトリウムまたはカリウム等、アルカリ土類金属としてしはバリウム等、オニウムとしてはアンモニウム、ヨードニウムまたはスルホニウム等が好適に挙げられる。
また、ハロゲンイオンとしてはフッ素イオン、塩素イオン、臭素イオンが、無機アニオンとしては硝酸アニオン、硫酸アニオン、テトラフルオロホウ酸アニオン、ヘキサフルオロリン酸アニオン等が、有機アニオンとしてはメタンスルホン酸アニオン、トリフルオロメタンスルホン酸アニオン、ノナフルオロブタンスルホン酸アニオン、p−トルエンスルホン酸アニオン等が好適に挙げられる。
Specific examples of the linear, branched or cyclic alkyl group in R a to R f include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a heptyl group, an octyl group, and an isopropyl group. , Isobutyl group, s-butyl group, t-butyl group, isopentyl group, neopentyl group, 1-methylbutyl group, isohexyl group, 2-ethylhexyl group, 2-methylhexyl group, cyclopentyl group and the like.
In addition, in R a to R g , preferable examples of the alkali metal include lithium, sodium, and potassium, the alkaline earth metal includes barium, and the onium includes ammonium, iodonium, sulfonium, and the like.
In addition, fluorine ions, chlorine ions, bromine ions are used as halogen ions, nitrate anions, sulfate anions, tetrafluoroborate anions, hexafluorophosphate anions are used as inorganic anions, and methanesulfonate anions and trifluoro ions are used as organic anions. Preferred examples include lomethane sulfonate anion, nonafluorobutane sulfonate anion, p-toluene sulfonate anion and the like.
A101としては、具体的には、−NHCOCH3、−CONH2、−CON(CH3)2、−COOH、−SO3 -NMe4 +、−SO3 -K+、−(CH2CH2O)nH、モルホリル基等が好ましい。より好ましくは、−NHCOCH3、−CONH2、−CON(CH3)2、−SO3 -K+、−(CH2CH2O)nH、である。尚、上記において、nは1〜100の整数を表すことが好ましい。 The A 101, specifically, -NHCOCH 3, -CONH 2, -CON (CH 3) 2, -COOH, -SO 3 - NMe 4 +, -SO 3 - K +, - (CH 2 CH 2 O) n H, morpholyl group and the like are preferable. More preferably, -NHCOCH 3, -CONH 2, -CON (CH 3) 2, -SO 3 - K +, - (CH 2 CH 2 O) n H, is. In the above, n preferably represents an integer of 1 to 100.
pは1〜3の整数を表し、好ましくは2〜3、より好ましくは3である。 p represents an integer of 1 to 3, preferably 2 to 3, and more preferably 3.
一般式(I−1)及び(I−2)で表される構造を含む親水性ポリマーにおいて、x及びyは(A)特定親水性ポリマーにおける、一般式(I−a)で表される構造単位と一般式(I−b)で表される構造単位の組成比を表す。xは0<x<100、yは0<y<100である。xは1<x<90の範囲であることが好ましく、1<x<50の範囲であることがさらに好ましい。yは10<y<99の範囲であることが好ましく、50<y<99の範囲であることがさらに好ましい。 In the hydrophilic polymer including the structures represented by the general formulas (I-1) and (I-2), x and y are the structures represented by the general formula (Ia) in the (A) specific hydrophilic polymer. The composition ratio of the unit and the structural unit represented by the general formula (Ib) is represented. x is 0 <x <100, and y is 0 <y <100. x is preferably in the range of 1 <x <90, and more preferably in the range of 1 <x <50. y is preferably in the range of 10 <y <99, and more preferably in the range of 50 <y <99.
一般式(I−1)及び(I−2)で表される構造を含む親水性ポリマー(I)の共重合比率は、親水性基を有する一般式(I−2)の量が上記範囲内になるように任意に設定することができる。好ましくは、一般式(I−2)の構造単位のモル比(y)と加水分解性シリル基量を有する一般式(I−1)の構造単位のモル比(x)が、y/x=30/70〜99/1の範囲が好ましく、y/x=40/60〜98/2がより好ましく、y/x=50/50〜97/3が最も好ましい。y/xが30/70以上であれば親水性が不足することなく、一方、y/x=99/1以下であれば、加水分解性シリル基量が十分量となり、十分な硬化が得られ、膜強度も十分なものとなる。 The copolymerization ratio of the hydrophilic polymer (I) including the structures represented by the general formulas (I-1) and (I-2) is such that the amount of the general formula (I-2) having a hydrophilic group is within the above range. Can be set arbitrarily. Preferably, the molar ratio (y) of the structural unit of the general formula (I-2) and the molar ratio (x) of the structural unit of the general formula (I-1) having a hydrolyzable silyl group amount are y / x = The range of 30/70 to 99/1 is preferable, y / x = 40/60 to 98/2 is more preferable, and y / x = 50/50 to 97/3 is most preferable. If y / x is 30/70 or more, the hydrophilicity is not insufficient. On the other hand, if y / x = 99/1 or less, the hydrolyzable silyl group amount is sufficient and sufficient curing is obtained. The film strength is also sufficient.
一般式(I−1)及び(I−2)で表される構造を含むポリマーの質量平均分子量は、1,000〜1,000,000が好ましく、1,000〜500,000がさらに好ましく、1,000〜200,000が最も好ましい。 The mass average molecular weight of the polymer containing the structures represented by the general formulas (I-1) and (I-2) is preferably 1,000 to 1,000,000, more preferably 1,000 to 500,000, 1,000 to 200,000 is most preferred.
以下に、一般式(I−1)及び(I−2)で表される構造を含む親水性ポリマーの具体例をその質量平均分子量(M.W.)とともに以下に示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、以下に示す具体例のポリマーは記載される各構造単位が記載のモル比で含まれるランダム共重合体またはブロック共重合体であることを意味する。 Specific examples of the hydrophilic polymer including the structures represented by the general formulas (I-1) and (I-2) are shown below together with their mass average molecular weights (MW). It is not limited to. In addition, the polymer of the specific example shown below means that each structural unit described is a random copolymer or a block copolymer contained in the described molar ratio.
一般式(I−1)及び(I−2)で表される構造を含む親水性ポリマーを合成するための各化合物は、市販されており、また容易に合成することもできる。
一般式(I−1)及び(I−2)で表される構造を含む親水性ポリマーを合成するためのラジカル重合法としては、従来公知の方法の何れをも使用することができる。
具体的には、一般的なラジカル重合法は、例えば、新高分子実験学3(1996年、共立出版)、高分子の合成と反応1(高分子学会編、1992年、共立出版)、新実験化学講座19(1978年、丸善)、高分子化学(I)(日本化学会編、1996年、丸善)、高分子合成化学(物質工学講座、1995年、東京電気大学出版局) 等に記載されており、これらを適用することができる。
Each compound for synthesizing the hydrophilic polymer including the structures represented by the general formulas (I-1) and (I-2) is commercially available, and can be easily synthesized.
Any conventionally known method can be used as the radical polymerization method for synthesizing the hydrophilic polymer containing the structures represented by the general formulas (I-1) and (I-2).
Specifically, general radical polymerization methods include, for example, New Polymer Experiments 3 (1996, Kyoritsu Shuppan), Polymer Synthesis and Reaction 1 (Polymer Society of Japan, 1992, Kyoritsu Shuppan), New Experiment Chemistry Lecture 19 (1978, Maruzen), Polymer Chemistry (I) (Edited by The Chemical Society of Japan, 1996, Maruzen), Synthetic Polymer Chemistry (Materials Engineering Lecture, 1995, Tokyo Denki University Press) These can be applied.
〔下記一般式(II−2)で表される構造単位を有し、且つポリマー鎖の末端に下記一般式(II−1)で表される部分構造を有する親水性ポリマー(II)(以下、「(B)特定親水性ポリマー」とも称する)〕 [Hydrophilic polymer (II) having a structural unit represented by the following general formula (II-2) and having a partial structure represented by the following general formula (II-1) at the end of the polymer chain (hereinafter, “(B) Specific hydrophilic polymer”))]
一般式(II−1)及び(II−2)中、R201〜R205はそれぞれ独立に水素原子又は炭化水素基を表す。qは1〜3の整数を表し、L201及びL202は、それぞれ単結合又は多価の有機連結基を表す。A201は−OH、−ORa、−CORa、−CO2Re、−CON(Ra)(Rb)、−N(Ra)(Rb)、−NHCORd、−NHCO2Ra、−OCON(Ra)(Rb)、−NHCON(Ra)(Rb)、−SO3Re、−OSO3Re、−SO2Rd、−NHSO2Rd、−SO2N(Ra)(Rb)、−N(Ra)(Rb)(Rc)、−N(Ra)(Rb)(Rc)(Rg)、−PO3(Re)(Rf)、−OPO3(Re)(Rf)、または−PO3(Rd)(Re)を表す。ここで、Ra、Rb及びRcは、それぞれ独立に水素原子または直鎖、分岐または環状のアルキル基を表し、Rdは、直鎖、分岐または環状のアルキル基を表し、Re及びRfは、それぞれ独立に水素原子または直鎖、分岐または環状のアルキル基、アルカリ金属、アルカリ土類金属、またはオニウムを表し、Rgはハロゲンイオン、無機アニオン、または有機アニオンを表す。 In general formulas (II-1) and (II-2), R 201 to R 205 each independently represent a hydrogen atom or a hydrocarbon group. q represents an integer of 1 to 3, L 201 and L 202 each represents a single bond or a polyvalent organic linking group. A 201 is -OH, -OR a, -COR a, -CO 2 R e, -CON (R a) (R b), - N (R a) (R b), - NHCOR d, -NHCO 2 R a , —OCON (R a ) (R b ), —NHCON (R a ) (R b ), —SO 3 R e , —OSO 3 R e , —SO 2 R d , —NHSO 2 R d , —SO 2 N (R a ) (R b ), —N (R a ) (R b ) (R c ), —N (R a ) (R b ) (R c ) (R g ), —PO 3 (R e ) (R f ), —OPO 3 (R e ) (R f ), or —PO 3 (R d ) (R e ). Here, R a , R b and R c each independently represent a hydrogen atom or a linear, branched or cyclic alkyl group, R d represents a linear, branched or cyclic alkyl group, R e and R f each independently represents a hydrogen atom or a linear, branched or cyclic alkyl group, an alkali metal, an alkaline earth metal, or onium, and R g represents a halogen ion, an inorganic anion, or an organic anion.
一般式(II−1)及び(II−2)で表される構造を含む親水性ポリマー(II)は、下記一般式(II−2)で表される構造単位を有し、且つ、ポリマー鎖の末端に下記一般式(II−1)で表される部分構造を有することが好ましい。 The hydrophilic polymer (II) including the structures represented by the general formulas (II-1) and (II-2) has a structural unit represented by the following general formula (II-2) and has a polymer chain. It preferably has a partial structure represented by the following general formula (II-1) at the end of
前記一般式(II−1)及び(II−2)において、R201〜R205は、それぞれ独立に水素原子または炭化水素基を表し、R201〜R205が炭化水素基を表す場合の炭化水素基としては、アルキル基、アリール基などが挙げられ、炭素数1〜8の直鎖、分岐または環状のアルキル基が好ましい。具体的には、前記一般式(I−1)及び(I−2)のR101〜R108で挙げたものと同様のものを挙げることができる。
L201、L202は、それぞれ独立に単結合又は多価の有機連結基を表す。ここで単結合とはポリマーの主鎖とA201及びSi原子が連結鎖なしに直接結合していることを表す。L201、L202が多価の有機連結基を表す場合、具体的な例及び好ましい例は、前記一般式(I−1)のL101で挙げたものと同様のものを挙げることができる。
A201は−OH、−ORa、−CORa、−CO2Re、−CON(Ra)(Rb)、−N(Ra)(Rb)、−NHCORd、−NHCO2Ra、−OCON(Ra)(Rb)、−NHCON(Ra)(Rb)、−SO3Re、−OSO3Re、−SO2Rd、−NHSO2Rd、−SO2N(Ra)(Rb)、−N(Ra)(Rb)(Rc)、−N(Ra)(Rb)(Rc)(Rg)、−PO3(Re)(Rf)、−OPO3(Re)(Rf)、または−PO3(Rd)(Re)を表す。A201の具体的な例及び好ましい例は一般式(I−2)のA101で挙げられたものと同様のものを挙げることができる。
qは1〜3の整数を表す。好ましくは2〜3、より好ましくは3である。
In the general formulas (II-1) and (II-2), R 201 to R 205 each independently represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group, and hydrocarbons in the case where R 201 to R 205 represent a hydrocarbon group. Examples of the group include an alkyl group and an aryl group, and a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 8 carbon atoms is preferable. Specifically, there may be mentioned the same ones as mentioned in R 101 to R 108 in the general formula (I-1) and (I-2).
L 201 and L 202 each independently represents a single bond or a polyvalent organic linking group. Here, the single bond means that the main chain of the polymer is directly bonded to the A 201 and Si atoms without a connecting chain. When L 201 and L 202 represent a polyvalent organic linking group, specific examples and preferred examples thereof may be the same as those described for L 101 in the general formula (I-1).
A 201 represents —OH, —OR a , —COR a , —CO 2 R e , —CON (R a ) (R b ), —N (R a ) (R b ), —NHCOR d , —NHCO 2 R a , —OCON (R a ) (R b ), —NHCON (R a ) (R b ), —SO 3 R e , —OSO 3 R e , —SO 2 R d , —NHSO 2 R d , —SO 2 N (R a ) (R b ), —N (R a ) (R b ) (R c ), —N (R a ) (R b ) (R c ) (R g ), —PO 3 (R e ) (R f ), —OPO 3 (R e ) (R f ), or —PO 3 (R d ) (R e ). Specific examples and preferred examples of A 201 include the same examples as those described for A 101 in formula (I-2).
q represents an integer of 1 to 3. Preferably it is 2-3, More preferably, it is 3.
L201及びL202は−CH2CH2CH2S−、−CH2S−、−CONHCH(CH3)CH2−、−CONH−、−CO−、−CO2−及び−CH2−からなる群より選択される構造を1つ以上有する連結基であることが好ましい。 L 201 and L 202 are —CH 2 CH 2 CH 2 S—, —CH 2 S—, —CONHCH (CH 3 ) CH 2 —, —CONH—, —CO—, —CO 2 — and —CH 2 —. A linking group having at least one structure selected from the group consisting of
一般式(II−1)及び(II−2)で表される構造を含む親水性ポリマーは、例えば、連鎖移動剤(ラジカル重合ハンドブック(エヌ・ティー・エス、蒲池幹治、遠藤剛)に記載)やIniferter(Macromolecules1986,19,p287−(Otsu)に記載)の存在下に、親水性モノマー(例、アクリルアミド、アクリル酸、メタクリル酸3−スルホプロピルのカリウム塩)をラジカル重合させることにより合成できる。連鎖移動剤の例は、3−メルカプトプロピオン酸、2−アミノエタンチオール塩酸塩、3−メルカプトプロパノール、2−ヒドロキシエチルジスルフィド、3−メルカプトプロピルトリメトキシシランを含む。また、連鎖移動剤を使用せず、反応性基を有するラジカル重合開始剤を用いて、親水性モノマー(例、アクリルアミド)をラジカル重合させてもよい。 The hydrophilic polymer containing the structure represented by the general formulas (II-1) and (II-2) is, for example, a chain transfer agent (described in the radical polymerization handbook (NTS, Mikiji Tsunoike, Go Endo)). And Iniferter (described in Macromolecules 1986, 19, p287- (Otsu)) can be synthesized by radical polymerization of a hydrophilic monomer (eg, potassium salt of acrylamide, acrylic acid, 3-sulfopropyl methacrylate). Examples of chain transfer agents include 3-mercaptopropionic acid, 2-aminoethanethiol hydrochloride, 3-mercaptopropanol, 2-hydroxyethyl disulfide, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane. Alternatively, a hydrophilic monomer (eg, acrylamide) may be radically polymerized using a radical polymerization initiator having a reactive group without using a chain transfer agent.
一般式(II−1)及び(II−2)で表される構造を含む親水性ポリマーは、下記一般式(i)で表されるラジカル重合可能なモノマーと、下記一般式(ii)で表されるラジカル重合において連鎖移動能を有するシランカップリング剤を用いてラジカル重合することにより合成することができる。シランカップリング剤(ii)が連鎖移動能を有するため、ラジカル重合においてポリマー主鎖末端にシランカップリング基が導入されたポリマーを合成することができる。 The hydrophilic polymer including the structures represented by the general formulas (II-1) and (II-2) is represented by the following general formula (i) and a radically polymerizable monomer represented by the following general formula (i). In the radical polymerization, it can be synthesized by radical polymerization using a silane coupling agent having chain transfer ability. Since the silane coupling agent (ii) has chain transfer ability, it is possible to synthesize a polymer in which a silane coupling group is introduced at the end of the polymer main chain in radical polymerization.
上記式(i)及び(ii)において、R201〜R205、L201、L202、A201、qは、上記一般式(II−1)中のものと同義である。また、これらの化合物は、市販されており、また容易に合成することもできる。一般式(i)で表されるラジカル重合可能なモノマーは親水性基A201を有しており、このモノマーが親水性ポリマーにおける一構造単位となる。 In the above formula (i) and (ii), R 201 ~R 205 , L 201, L 202, A 201, q is the same as defined in the general formula (II-1). These compounds are commercially available and can also be easily synthesized. The radically polymerizable monomer represented by the general formula (i) has a hydrophilic group A201 , and this monomer becomes one structural unit in the hydrophilic polymer.
一般式(II−1)及び(II−2)で表される構造を含む親水性ポリマー(II)において、加水分解性シリル基量を有する一般式(II−1)の構造単位のモル数に対して、一般式(II−2)の構造単位のモル数が、1000〜10倍の範囲が好ましく、500〜20倍のがより好ましく、200〜30倍のが最も好ましい。30倍以上であれば親水性が不足することなく、一方、200倍以下であれば、加水分解性シリル基量が十分量となり、十分な硬化が得られ、膜強度も十分なものとなる。 In the hydrophilic polymer (II) including the structures represented by the general formulas (II-1) and (II-2), the number of moles of the structural unit of the general formula (II-1) having a hydrolyzable silyl group amount. On the other hand, the number of moles of the structural unit of the general formula (II-2) is preferably in the range of 1000 to 10 times, more preferably 500 to 20 times, and most preferably 200 to 30 times. If it is 30 times or more, the hydrophilicity is not insufficient. On the other hand, if it is 200 times or less, the amount of hydrolyzable silyl groups is sufficient, sufficient curing is obtained, and the film strength is also sufficient.
一般式(II−1)及び(II−2)で表される構造を含む親水性ポリマー(II)の質量平均分子量は、1,000〜1,000,000が好ましく、1,000〜500,000がさらに好ましく、1,000〜200,000が最も好ましい。 The weight average molecular weight of the hydrophilic polymer (II) including the structures represented by the general formulas (II-1) and (II-2) is preferably 1,000 to 1,000,000, and 1,000 to 500,000. 000 is more preferable, and 1,000 to 200,000 is most preferable.
本発明に好適に用い得る親水性ポリマー(II)の具体例を以下に示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。 Specific examples of the hydrophilic polymer (II) that can be suitably used in the present invention are shown below, but the present invention is not limited thereto.
親水性ポリマー(I)または(II)は、他のモノマーとの共重合体であってもよい。用いられる他のモノマーとしては、例えば、アクリル酸エステル類、メタクリル酸エステル類、アクリルアミド類、メタクリルアミド類、ビニルエステル類、スチレン類、アクリル酸、メタクリル酸、アクリロニトリル、無水マレイン酸、マレイン酸イミド等の公知のモノマーも挙げられる。このようなモノマー類を共重合させることで、製膜性、膜強度、親水性、疎水性、溶解性、反応性、安定性等の諸物性を改善することができる。 The hydrophilic polymer (I) or (II) may be a copolymer with another monomer. Examples of other monomers used include acrylic esters, methacrylic esters, acrylamides, methacrylamides, vinyl esters, styrenes, acrylic acid, methacrylic acid, acrylonitrile, maleic anhydride, maleic imide, etc. These known monomers are also included. By copolymerizing such monomers, various physical properties such as film forming property, film strength, hydrophilicity, hydrophobicity, solubility, reactivity, and stability can be improved.
アクリル酸エステル類の具体例としては、メチルアクリレート、エチルアクリレート、(n−またはi−)プロピルアクリレート、(n−、i−、sec−またはt−)ブチルアクリレート、アミルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、ドデシルアクリレート、クロロエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、2−ヒドロキシペンチルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、アリルアクリレート、トリメチロールプロパンモノアクリレート、ペンタエリスリトールモノアクリレート、ベンジルアクリレート、メトキシベンジルアクリレート、クロロベンジルアクリレート、ヒドロキシベンジルアクリレート、ヒドロキシフェネチルアクリレート、ジヒドロキシフェネチルアクリレート、フルフリルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、フェニルアクリレート、ヒドロキシフェニルアクリレート、クロロフェニルアクリレート、スルファモイルフェニルアクリレート、2−(ヒドロキシフェニルカルボニルオキシ)エチルアクリレート等が挙げられる。 Specific examples of acrylic esters include methyl acrylate, ethyl acrylate, (n- or i-) propyl acrylate, (n-, i-, sec- or t-) butyl acrylate, amyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, Dodecyl acrylate, chloroethyl acrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, 2-hydroxypentyl acrylate, cyclohexyl acrylate, allyl acrylate, trimethylolpropane monoacrylate, pentaerythritol monoacrylate, benzyl acrylate, methoxybenzyl acrylate, chloro Benzyl acrylate, hydroxybenzyl acrylate, hydroxyphenethyl acrylate, dihydroxyphene Chill acrylate, furfuryl acrylate, tetrahydrofurfuryl acrylate, phenyl acrylate, hydroxyphenyl acrylate, chlorophenyl acrylate, sulfamoylphenyl acrylate, 2- (hydroxyphenyl carbonyloxy) ethyl acrylate.
メタクリル酸エステル類の具体例としては、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、(n−またはi−)プロピルメタクリレート、(n−、i−、sec−またはt−)ブチルメタクリレート、アミルメタクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、ドデシルメタクリレート、クロロエチルメタクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロキシプロピルメタクリレート、2−ヒドロキシペンチルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、アリルメタクリレート、トリメチロールプロパンモノメタクリレート、ペンタエリスリトールモノメタクリレート、ベンジルメタクリレート、メトキシベンジルメタクリレート、クロロベンジルメタクリレート、ヒドロキシベンジルメタクリレート、ヒドロキシフェネチルメタクリレート、ジヒドロキシフェネチルメタクリレート、フルフリルメタクリレート、テトラヒドロフルフリルメタクリレート、フェニルメタクリレート、ヒドロキシフェニルメタクリレート、クロロフェニルメタクリレート、スルファモイルフェニルメタクリレート、2−(ヒドロキシフェニルカルボニルオキシ)エチルメタクリレート等が挙げられる。 Specific examples of methacrylic acid esters include methyl methacrylate, ethyl methacrylate, (n- or i-) propyl methacrylate, (n-, i-, sec- or t-) butyl methacrylate, amyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, Dodecyl methacrylate, chloroethyl methacrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate, 2-hydroxypentyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, allyl methacrylate, trimethylolpropane monomethacrylate, pentaerythritol monomethacrylate, benzyl methacrylate, methoxybenzyl methacrylate, chloro Benzyl methacrylate, hydroxybenzyl methacrylate, hydroxy E phenethyl methacrylate, dihydroxyphenethyl methacrylate, furfuryl methacrylate, tetrahydrofurfuryl methacrylate, phenyl methacrylate, hydroxyphenyl methacrylate, chlorophenyl methacrylate, sulfamoylphenyl methacrylate, 2- (hydroxyphenyl carbonyloxy) ethyl methacrylate.
アクリルアミド類の具体例としては、アクリルアミド、N−メチルアクリルアミド、N−エチルアクリルアミド、N−プロピルアクリルアミド、N−ブチルアクリルアミド、N−ベンジルアクリルアミド、N−ヒドロキシエチルアクリルアミド、N−フェニルアクリルアミド、N−トリルアクリルアミド、N−(ヒドロキシフェニル)アクリルアミド、N−(スルファモイルフェニル)アクリルアミド、N−(フェニルスルホニル)アクリルアミド、N−(トリルスルホニル)アクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N−メチル−N−フェニルアクリルアミド、N−ヒドロキシエチル−N−メチルアクリルアミド等が挙げられる。 Specific examples of acrylamides include acrylamide, N-methylacrylamide, N-ethylacrylamide, N-propylacrylamide, N-butylacrylamide, N-benzylacrylamide, N-hydroxyethylacrylamide, N-phenylacrylamide, and N-tolylacrylamide. N- (hydroxyphenyl) acrylamide, N- (sulfamoylphenyl) acrylamide, N- (phenylsulfonyl) acrylamide, N- (tolylsulfonyl) acrylamide, N, N-dimethylacrylamide, N-methyl-N-phenylacrylamide , N-hydroxyethyl-N-methylacrylamide and the like.
メタクリルアミド類の具体例としては、メタクリルアミド、N−メチルメタクリルアミド、N−エチルメタクリルアミド、N−プロピルメタクリルアミド、N−ブチルメタクリルアミド、N−ベンジルメタクリルアミド、N−ヒドロキシエチルメタクリルアミド、N−フェニルメタクリルアミド、N−トリルメタクリルアミド、N−(ヒドロキシフェニル)メタクリルアミド、N−(スルファモイルフェニル)メタクリルアミド、N−(フェニルスルホニル)メタクリルアミド、N−(トリルスルホニル)メタクリルアミド、N,N−ジメチルメタクリルアミド、N−メチル−N−フェニルメタクリルアミド、N−ヒドロキシエチル−N−メチルメタクリルアミド等が挙げられる。 Specific examples of methacrylamides include methacrylamide, N-methylmethacrylamide, N-ethylmethacrylamide, N-propylmethacrylamide, N-butylmethacrylamide, N-benzylmethacrylamide, N-hydroxyethylmethacrylamide, N -Phenylmethacrylamide, N-tolylmethacrylamide, N- (hydroxyphenyl) methacrylamide, N- (sulfamoylphenyl) methacrylamide, N- (phenylsulfonyl) methacrylamide, N- (tolylsulfonyl) methacrylamide, N , N-dimethylmethacrylamide, N-methyl-N-phenylmethacrylamide, N-hydroxyethyl-N-methylmethacrylamide and the like.
ビニルエステル類の具体例としては、ビニルアセテート、ビニルブチレート、ビニルベンゾエート等が挙げられる。
スチレン類の具体例としては、スチレン、メチルスチレン、ジメチルスチレン、トリメチルスチレン、エチルスチレン、プロピルスチレン、シクロヘキシルスチレン、クロロメチルスチレン、トリフルオロメチルスチレン、エトキシメチルスチレン、アセトキシメチルスチレン、メトキシスチレン、ジメトキシスチレン、クロロスチレン、ジクロロスチレン、ブロモスチレン、ヨードスチレン、フルオロスチレン、カルボキシスチレン等が挙げられる。
Specific examples of vinyl esters include vinyl acetate, vinyl butyrate, vinyl benzoate and the like.
Specific examples of styrenes include styrene, methyl styrene, dimethyl styrene, trimethyl styrene, ethyl styrene, propyl styrene, cyclohexyl styrene, chloromethyl styrene, trifluoromethyl styrene, ethoxymethyl styrene, acetoxymethyl styrene, methoxy styrene, dimethoxy styrene. Chlorostyrene, dichlorostyrene, bromostyrene, iodostyrene, fluorostyrene, carboxystyrene and the like.
共重合体の合成に使用されるこれらの他のモノマーの割合は、諸物性の改良に十分な量である必要があるが、親水性膜としての機能が十分であり、(A)特定親水性ポリマー(I)及び(B)特定親水性ポリマー(II)の少なくとも1つを添加する利点を十分得るために、割合は大きすぎないほうが好ましい。従って、(A)特定親水性ポリマー(I)及び(B)特定親水性ポリマー(II)の少なくとも1つ中の他のモノマーの好ましい総割合は80質量%以下であることが好ましく、さらに好ましくは50質量%以下である。 The proportion of these other monomers used in the synthesis of the copolymer needs to be an amount sufficient to improve various physical properties, but the function as a hydrophilic film is sufficient. (A) Specific hydrophilicity In order to sufficiently obtain the advantage of adding at least one of the polymers (I) and (B) the specific hydrophilic polymer (II), the ratio is preferably not too large. Therefore, the preferred total proportion of other monomers in at least one of (A) the specific hydrophilic polymer (I) and (B) the specific hydrophilic polymer (II) is preferably 80% by mass or less, and more preferably It is 50 mass% or less.
特定親水性ポリマー(I)または(II)の共重合比の測定は、核磁気共鳴装置(NMR)や、標準物質で検量線を作成し、赤外分光光度計により測定することができる。 The copolymerization ratio of the specific hydrophilic polymer (I) or (II) can be measured with a nuclear magnetic resonance apparatus (NMR) or a calibration curve prepared with a standard substance and measured with an infrared spectrophotometer.
本発明における親水性組成物は特定親水性ポリマー(I)または(II)を単独あるいは2種以上混合しても良いが、親水性組成物が、特定親水性ポリマー(I)と特定親水性ポリマー(II)とを含む場合には、特定親水性ポリマー(I)と特定親水性ポリマー(II)との質量比は95/5〜50/50の範囲であるのが好ましく、この範囲であることによって、親水性、防汚性に優れた親水性部材となる。
特定親水性ポリマー(I)及び特定親水性ポリマー(II)の少なくとも1つは硬化性と親水性の観点から、親水性組成物の全固形分に対して20〜99.5質量%使用されることが好ましく、30〜99.5質量%使用されることがさらに好ましい。
The hydrophilic composition in the present invention may be the specific hydrophilic polymer (I) or (II) alone or in admixture of two or more, but the hydrophilic composition comprises the specific hydrophilic polymer (I) and the specific hydrophilic polymer. In the case of containing (II), the mass ratio of the specific hydrophilic polymer (I) and the specific hydrophilic polymer (II) is preferably in the range of 95/5 to 50/50, and is in this range. Thus, a hydrophilic member excellent in hydrophilicity and antifouling property is obtained.
At least one of the specific hydrophilic polymer (I) and the specific hydrophilic polymer (II) is used in an amount of 20 to 99.5% by mass based on the total solid content of the hydrophilic composition from the viewpoint of curability and hydrophilicity. It is preferable that 30 to 99.5% by mass is used.
有機成分である親水性ポリマーは、皮膜強度や皮膜柔軟性に対して関与しており、特に、親水性ポリマーの粘度が0.1〜100mPa・s(5%水溶液、20℃測定)、好ましくは0.5〜70mPa・s、さらに好ましくは1〜50mPa・sの範囲にあると、良好な膜物性を与える。 The hydrophilic polymer, which is an organic component, is involved in the film strength and film flexibility. In particular, the hydrophilic polymer has a viscosity of 0.1 to 100 mPa · s (5% aqueous solution, measured at 20 ° C.), preferably When it is in the range of 0.5 to 70 mPa · s, more preferably 1 to 50 mPa · s, good film properties are provided.
〔(C)ポリアルキレンオキシド〕
本発明に係る(C)ポリアルキレンオキシドは、アルキレン鎖がエーテル結合で連結され、繰り返し単位を有するものを言う。(C)ポリアルキレンオキシドを含む親水性組成物を用いて膜を形成した場合、乾燥過程において、表面へと偏在する。これは(C)ポリアルキレンオキシドが(A)親水性ポリマー及び/または(B)親水性ポリマーに比べて疎水的であるため、より安定な同様に疎水的な空気界面に偏在するものと考えられる。これにより優れた潤滑性を発現する。また、以下に、(C)ポリアルキレンオキシドの具体例を挙げるが、本発明はこれに限定されるものではない。例えばポリエチレンオキシド(PEO)、ポリプロピレンオキシド(PPO)、ポリブチレンオキシド(PBO)などが挙げられ、PEOユニットとPPOユニットとPEOユニットとがこの順序で結合されてなるブロック共重合体(PEO−PPO−PEO)を挙げることもできる。
また、ポリアルキレンオキシドの末端水酸基は、潤滑性を劣化させない程度に置換基により修飾されていてもよいが、防汚性を向上の観点から水酸基が少なくとも1つ以上有することが望ましい。末端置換基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、イソプロピル基、イソブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、1−メチルブチル基、イソヘキシル基、2−エチルヘキシル基、2−メチルヘキシル基、シクロペンチル基、アリル基等の炭化水素基が挙げられる。これらの炭化水素基は置換基を有していても良く、具体的には(A)特定親水性ポリマーのR1〜R8で挙げられたものと同様に挙げることができる。
さらに、(C)ポリアルキレンオキシドは、柔軟性を劣化させない程度で他のモノマー成分とのランダム共重合体、ブロック共重合体、グラフト共重合体でもよい。以下にその合成方法を述べるが、これに限定されるものではない。ランダム共重合体としては末端水酸基と反応する官能基を2つ以上有するモノマーとの共重合体である。例えば、ジカルボン酸(ハライド)、ジイソシアネート、テトラカルボン酸無水物、ジグリシジル化合物等が挙げられる。ブロック共重合体としては末端水酸基と反応する官能基を2つ以上有するポリマーとの共重合体である。具体的には上記化合物のポリマーが挙げられる。グラフト共重合体とは、ポリアルキレンオキシドを側鎖に有するモノマーを重合したものが挙げられる。例えば、メタクリロイルポリエチレンオキシド、メタクリロイルポリエチレンオキシドメチルエーテルの重合体が挙げられる。
本発明に係る(C)ポリアルキレンオキシドの質量平均分子量(以下、単に分子量とも言う)としては、製膜時の乾燥において揮発しにくい観点から200以上が好ましく、また、100,000以下が好ましく、200〜80,000がさらに好ましく、200〜50,000が最も好ましい。200以上であることにより、乾燥過程においても(C)ポリアルキレンオキシドが揮発する恐れがなくなる。50,000以下であることにより、乾燥過程において皮膜の表面に偏在しやすくなる。本発明に係る(C)ポリアルキレンオキシドのガラス転移温度(Tg)としては20℃以下が好ましく、10℃以下であることがより好ましい。
(C)ポリアルキレンオキシドは、本発明の親水性組成物、不揮発性成分に対して、潤滑性を確実に得るために、好ましくは5質量%以上であり、より好ましくは5〜45質量%、更に好ましくは10〜40質量%の範囲で使用される。
(C)ポリアルキレンオキシドは市販品が容易に入手できるし、公知の合成方法、たとえばアニオン重合によっても得られる。
[(C) polyalkylene oxide]
The (C) polyalkylene oxide according to the present invention refers to those in which alkylene chains are connected by an ether bond and have repeating units. (C) When a film is formed using a hydrophilic composition containing polyalkylene oxide, it is unevenly distributed on the surface in the drying process. This is because (C) polyalkylene oxide is more hydrophobic than (A) hydrophilic polymer and / or (B) hydrophilic polymer and is therefore more likely to be unevenly distributed at the hydrophobic air interface which is more stable. . Thereby, excellent lubricity is expressed. Moreover, although the specific example of (C) polyalkylene oxide is given to the following, this invention is not limited to this. Examples thereof include polyethylene oxide (PEO), polypropylene oxide (PPO), polybutylene oxide (PBO), and the like, and a block copolymer (PEO-PPO-) in which a PEO unit, a PPO unit, and a PEO unit are combined in this order. PEO) can also be mentioned.
Further, the terminal hydroxyl group of the polyalkylene oxide may be modified with a substituent to such an extent that the lubricity is not deteriorated, but it is desirable that at least one hydroxyl group has at least one from the viewpoint of improving the antifouling property. Examples of the terminal substituent include methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, isopropyl group, isobutyl group, s-butyl group, t-butyl group, isopentyl group. , Hydrocarbon groups such as neopentyl group, 1-methylbutyl group, isohexyl group, 2-ethylhexyl group, 2-methylhexyl group, cyclopentyl group and allyl group. These hydrocarbon groups may have a substituent, and specifically, (A) can be mentioned in the same manner as those mentioned for R 1 to R 8 of the specific hydrophilic polymer.
Furthermore, the (C) polyalkylene oxide may be a random copolymer, block copolymer, or graft copolymer with other monomer components to the extent that flexibility is not deteriorated. Although the synthesis method is described below, it is not limited to this. The random copolymer is a copolymer with a monomer having two or more functional groups that react with a terminal hydroxyl group. For example, dicarboxylic acid (halide), diisocyanate, tetracarboxylic anhydride, diglycidyl compound and the like can be mentioned. The block copolymer is a copolymer with a polymer having two or more functional groups that react with a terminal hydroxyl group. Specifically, the polymer of the said compound is mentioned. Examples of the graft copolymer include those obtained by polymerizing a monomer having a polyalkylene oxide in the side chain. Examples thereof include polymers of methacryloyl polyethylene oxide and methacryloyl polyethylene oxide methyl ether.
The mass average molecular weight of the (C) polyalkylene oxide according to the present invention (hereinafter also simply referred to as molecular weight) is preferably 200 or more, and preferably 100,000 or less from the viewpoint of being less likely to volatilize during drying during film formation. 200 to 80,000 is more preferable, and 200 to 50,000 is most preferable. By being 200 or more, there is no possibility that (C) polyalkylene oxide volatilizes even in the drying process. By being 50,000 or less, it tends to be unevenly distributed on the surface of the film in the drying process. The glass transition temperature (Tg) of the (C) polyalkylene oxide according to the present invention is preferably 20 ° C. or lower, and more preferably 10 ° C. or lower.
(C) The polyalkylene oxide is preferably 5% by mass or more, more preferably 5 to 45% by mass, in order to ensure lubricity with respect to the hydrophilic composition of the present invention and the non-volatile component. More preferably, it is used in the range of 10 to 40% by mass.
(C) The polyalkylene oxide can be easily obtained as a commercial product, and can also be obtained by a known synthesis method such as anionic polymerization.
本発明の親水性組成物は、上記したように、親水性組成物により形成された被膜の動摩擦係数が少なくとも0.3以下であるように構成されており、これにより、被膜に優れた潤滑性を付与することができる。ここで、被膜の動摩擦係数の下限値は特に限定されないが、低ければ低いほど良い。本発明の親水性組成物は、親水性組成物により形成された被膜の動摩擦係数が好ましくは0.30以下、より好ましくは0.25以下である。
親水性組成物により形成された被膜の動摩擦係数を0.3以下とする方法は、特に限定されないが、親水性組成物において、親水性ポリマー及びポリアルキレンオキシドの種類及び含有量を適宜選択することによって、親水性組成物により形成された被膜の動摩擦係数が0.3以下となるような親水性組成物を得ることができる。
動摩擦係数は、例えば、被膜(親水性部材)について、5mmφ鋼球で荷重50g、引き速度30cm/分の条件で「HEIDON−18型」新東科学(株)製の表面測定機にて測定可能である。
As described above, the hydrophilic composition of the present invention is configured such that the coefficient of dynamic friction of the coating formed from the hydrophilic composition is at least 0.3 or less, whereby excellent lubricity of the coating is achieved. Can be granted. Here, the lower limit value of the dynamic friction coefficient of the coating is not particularly limited, but the lower the better. In the hydrophilic composition of the present invention, the coefficient of dynamic friction of the film formed from the hydrophilic composition is preferably 0.30 or less, more preferably 0.25 or less.
The method of setting the dynamic friction coefficient of the film formed of the hydrophilic composition to 0.3 or less is not particularly limited, but in the hydrophilic composition, the type and content of the hydrophilic polymer and polyalkylene oxide are appropriately selected. Thus, it is possible to obtain a hydrophilic composition in which the dynamic friction coefficient of the film formed of the hydrophilic composition is 0.3 or less.
The dynamic friction coefficient can be measured, for example, with a surface measuring machine manufactured by “HEIDON-18 type” Shinto Kagaku Co., Ltd. under conditions of a load of 50 g with a 5 mmφ steel ball and a pulling speed of 30 cm / min. It is.
〔(D)触媒〕
本発明の親水性組成物および下塗層用組成物においては、(D)触媒を含有させることが好ましい。(D)触媒を含有させることにより(A)特定親水性ポリマー及び/又は(B)特定親水性ポリマーの反応を促進させる、あるいは、(C)ポリアルキレンオキシドの反応を促進させることができる。(D)触媒としては酸、あるいは塩基性化合物をそのまま用いるか、又は、酸、あるいは塩基性化合物を水またはアルコールなどの溶媒に溶解させた状態のもの(以下、これらを包括してそれぞれ酸性触媒、塩基性触媒とも称する)を用いる。酸、あるいは塩基性化合物を溶媒に溶解させる際の濃度については特に限定はなく、用いる酸、或いは塩基性化合物の特性、触媒の所望の含有量などに応じて適宜選択すればよい。ここで、触媒を構成する酸或いは塩基性化合物の濃度が高い場合は、加水分解、重縮合速度が速くなる傾向がある。但し、濃度の高い塩基性触媒を用いると、ゾル溶液中で沈殿物が生成する場合があるため、塩基性触媒を用いる場合、その濃度は水溶液での濃度換算で1N以下であることが望ましい。
[(D) Catalyst]
In the hydrophilic composition and the composition for undercoat layer of this invention, it is preferable to contain (D) a catalyst. (D) By containing a catalyst, the reaction of (A) the specific hydrophilic polymer and / or (B) the specific hydrophilic polymer can be promoted, or (C) the reaction of the polyalkylene oxide can be promoted. (D) As the catalyst, an acid or a basic compound is used as it is, or an acid or a basic compound dissolved in a solvent such as water or alcohol (hereinafter referred to as an acidic catalyst inclusive) , Also referred to as a basic catalyst). The concentration at which the acid or basic compound is dissolved in the solvent is not particularly limited, and may be appropriately selected depending on the characteristics of the acid or basic compound used, the desired content of the catalyst, and the like. Here, when the concentration of the acid or basic compound constituting the catalyst is high, the hydrolysis and polycondensation rates tend to increase. However, when a basic catalyst with a high concentration is used, a precipitate may be generated in the sol solution. Therefore, when a basic catalyst is used, the concentration is preferably 1 N or less in terms of concentration in an aqueous solution.
酸性触媒あるいは塩基性触媒の種類は特に限定されないが、濃度の濃い触媒を用いる必要がある場合には乾燥後に塗膜中にほとんど残留しないような元素から構成される触媒がよい。具体的には、酸性触媒としては、塩酸などのハロゲン化水素、硝酸、硫酸、亜硫酸、硫化水素、過塩素酸、過酸化水素、炭酸、蟻酸や酢酸などのカルボン酸、そのRCOOHで表される構造式のRを他元素または置換基によって置換した置換カルボン酸、ベンゼンスルホン酸などのスルホン酸などが挙げられ、塩基性触媒としては、アンモニア水などのアンモニア性塩基、エチルアミンやアニリンなどのアミン類などが挙げられる。 The type of the acidic catalyst or the basic catalyst is not particularly limited. However, when it is necessary to use a catalyst having a high concentration, a catalyst composed of an element that hardly remains in the coating film after drying is preferable. Specifically, the acid catalyst is represented by hydrogen halide such as hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, sulfurous acid, hydrogen sulfide, perchloric acid, hydrogen peroxide, carbonic acid, carboxylic acid such as formic acid or acetic acid, and its RCOOH. Examples thereof include substituted carboxylic acids in which R in the structural formula is substituted with other elements or substituents, sulfonic acids such as benzene sulfonic acid, etc., and basic catalysts include ammonia bases such as aqueous ammonia and amines such as ethylamine and aniline Etc.
また、(D)触媒は不揮発性の触媒であることが好ましい。不揮発性の触媒とは、沸点が125℃未満のもの以外のものであり、換言すれば、沸点が125℃以上のものや、そもそも沸点がないもの(熱分解など、相変化を起こさないものを含む)等である。
本発明に用いられる不揮発性の触媒としては、特に限定されないが、金属のキレート化合物やシランカップリング剤が挙げられる。
The catalyst (D) is preferably a non-volatile catalyst. Nonvolatile catalysts are those other than those having a boiling point of less than 125 ° C., in other words, those having a boiling point of 125 ° C. or higher, or those having no boiling point in the first place (one that does not cause phase change such as thermal decomposition). Including).
The nonvolatile catalyst used in the present invention is not particularly limited, and examples thereof include metal chelate compounds and silane coupling agents.
前記金属のキレート化合物(以下、金属錯体とも称する)としては、特に限定されないが、周期律表の2A,3B,4A及び5A族から選ばれる金属元素とβ−ジケトン、ケトエステル、ヒドロキシカルボン酸又はそのエステル、アミノアルコール、エノール性活性水素化合物の中から選ばれるオキソ又はヒドロキシ酸素含有化合物から構成される金属錯体がある。
構成金属元素の中では、Mg,Ca,Sr,Baなどの2A族元素、Al,Gaなどの3B族元素,Ti,Zrなどの4A族元素及びV,Nb及びTaなどの5A族元素が好ましく、それぞれ触媒効果の優れた錯体を形成する。その中でもZr、Al及びTiから得られる錯体が優れており、好ましい。
The metal chelate compound (hereinafter also referred to as a metal complex) is not particularly limited, but a metal element selected from groups 2A, 3B, 4A and 5A of the periodic table and β-diketone, ketoester, hydroxycarboxylic acid or the like There are metal complexes composed of oxo or hydroxy oxygen-containing compounds selected from esters, amino alcohols, and enolic active hydrogen compounds.
Among constituent metal elements, 2A group elements such as Mg, Ca, Sr and Ba, 3B group elements such as Al and Ga, 4A group elements such as Ti and Zr, and 5A group elements such as V, Nb and Ta are preferable. , Each forming a complex with excellent catalytic effect. Of these, complexes obtained from Zr, Al and Ti are excellent and preferred.
上記金属錯体の配位子を構成するオキソ又はヒドロキシ酸素含有化合物は、本発明においては、アセチルアセトン(2,4−ペンタンジオン)、2,4−ヘプタンジオンなどのβジケトン、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、アセト酢酸ブチルなどのケトエステル類、乳酸、乳酸メチル、サリチル酸、サリチル酸エチル、サリチル酸フェニル、リンゴ酸,酒石酸、酒石酸メチルなどのヒドロキシカルボン酸及びそのエステル、4−ヒドロキシー4−メチル−2−ペンタノン、4−ヒドロキシ−2−ペンタノン、4−ヒドロキシ−4−メチル−2−ヘプタノン、4−ヒドロキシ−2−ヘプタノンなどのケトアルコール類、モノエタノールアミン、N,N−ジメチルエタノールアミン、N−メチル−モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミンなどのアミノアルコール類、メチロールメラミン、メチロール尿素、メチロールアクリルアミド、マロン酸ジエチルエステルなどのエノール性活性化合物、アセチルアセトン(2,4−ペンタンジオン)のメチル基、メチレン基またはカルボニル炭素に置換基を有する化合物が挙げられる。 In the present invention, the oxo- or hydroxy-oxygen-containing compound constituting the ligand of the metal complex is a β-diketone such as acetylacetone (2,4-pentanedione) or 2,4-heptanedione, methyl acetoacetate, acetoacetic acid Ketoesters such as ethyl and butyl acetoacetate, lactic acid, methyl lactate, salicylic acid, ethyl salicylate, phenyl salicylate, malic acid, tartaric acid, methyl tartrate and other hydroxycarboxylic acids and esters thereof, 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone, Ketoalcohols such as 4-hydroxy-2-pentanone, 4-hydroxy-4-methyl-2-heptanone, 4-hydroxy-2-heptanone, monoethanolamine, N, N-dimethylethanolamine, N-methyl-mono Ethanolamine, diethanolamine , Amino alcohols such as triethanolamine, methylol melamine, methylol urea, methylol acrylamide, enol active compounds such as malonic acid diethyl ester, methyl group, methylene group or carbonyl carbon of acetylacetone (2,4-pentanedione) And compounds having a group.
好ましい配位子はアセチルアセトン又はアセチルアセトン誘導体であり、アセチルアセトン誘導体は、本発明においては、アセチルアセトンのメチル基、メチレン基またはカルボニル炭素に置換基を有する化合物を指す。アセチルアセトンのメチル基に置換する置換基としては、いずれも炭素数が1〜3の直鎖又は分岐のアルキル基、アシル基、ヒドロキシアルキル基、カルボキシアルキル基、アルコキシ基、アルコキシアルキル基であり、アセチルアセトンのメチレン基に置換する置換基としてはカルボキシル基、いずれも炭素数が1〜3の直鎖又は分岐のカルボキシアルキル基及びヒドロキシアルキル基であり、アセチルアセトンのカルボニル炭素に置換する置換基としては炭素数が1〜3のアルキル基であってこの場合はカルボニル酸素には水素原子が付加して水酸基となる。 A preferred ligand is acetylacetone or an acetylacetone derivative. In the present invention, the acetylacetone derivative refers to a compound having a substituent on the methyl group, methylene group or carbonyl carbon of acetylacetone. As the substituents substituted on the methyl group of acetylacetone, all are linear or branched alkyl groups having 1 to 3 carbon atoms, acyl groups, hydroxyalkyl groups, carboxyalkyl groups, alkoxy groups, alkoxyalkyl groups, and acetylacetone As a substituent for the methylene group, a carboxyl group, each of which is a linear or branched carboxyalkyl group and a hydroxyalkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and a substituent for the carbonyl carbon of acetylacetone is a carbon number. Is an alkyl group of 1 to 3, and in this case, a hydrogen atom is added to the carbonyl oxygen to form a hydroxyl group.
好ましいアセチルアセトン誘導体の具体例としては、エチルカルボニルアセトン、n−プロピルカルボニルアセトン、i−プロピルカルボニルアセトン、ジアセチルアセトン、1―アセチル−1−プロピオニル−アセチルアセトン、ヒドロキシエチルカルボニルアセトン、ヒドロキシプロピルカルボニルアセトン、アセト酢酸、アセトプロピオン酸、ジアセト酢酸、3,3−ジアセトプロピオン酸、4,4−ジアセト酪酸、カルボキシエチルカルボニルアセトン、カルボキシプロピルカルボニルアセトン、ジアセトンアルコールが挙げられる。中でも、アセチルアセトン及びジアセチルアセトンがとくに好ましい。上記のアセチルアセトン誘導体と上記金属元素の錯体は、金属元素1個当たりにアセチルアセトン誘導体が1〜4分子配位する単核錯体であり、金属元素の配位可能の手がアセチルアセトン誘導体の配位可能結合手の数の総和よりも多い場合には、水分子、ハロゲンイオン、ニトロ基、アンモニオ基など通常の錯体に汎用される配位子が配位してもよい。 Specific examples of preferable acetylacetone derivatives include ethylcarbonylacetone, n-propylcarbonylacetone, i-propylcarbonylacetone, diacetylacetone, 1-acetyl-1-propionyl-acetylacetone, hydroxyethylcarbonylacetone, hydroxypropylcarbonylacetone, acetoacetic acid. , Acetopropionic acid, diacetacetic acid, 3,3-diacetpropionic acid, 4,4-diacetbutyric acid, carboxyethylcarbonylacetone, carboxypropylcarbonylacetone, diacetone alcohol. Of these, acetylacetone and diacetylacetone are particularly preferred. The complex of the above acetylacetone derivative and the above metal element is a mononuclear complex in which one to four molecules of the acetylacetone derivative are coordinated per metal element, and the coordinateable bond of the acetylacetone derivative is a coordinateable bond of the acetylacetone derivative. When the number of hands is larger than the total number of hands, ligands commonly used for ordinary complexes such as water molecules, halogen ions, nitro groups, and ammonio groups may coordinate.
好ましい金属錯体の例としては、トリス(アセチルアセトナト)アルミニウム錯塩、ジ(アセチルアセトナト)アルミニウム・アコ錯塩、モノ(アセチルアセトナト)アルミニウム・クロロ錯塩、ジ(ジアセチルアセトナト)アルミニウム錯塩、エチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムトリス(エチルアセトアセテート)、環状アルミニウムオキサイドイソプロピレート、トリス(アセチルアセトナト)バリウム錯塩、ジ(アセチルアセトナト)チタニウム錯塩、トリス(アセチルアセトナト)チタニウム錯塩、ジ−i−プロポキシ・ビス(アセチルアセトナト)チタニウム錯塩、ジルコニウムトリス(エチルアセトアセテート)、ジルコニウムトリス(安息香酸)錯塩、等が挙げられる。これらは水系塗布液での安定性及び、加熱乾燥時のゾルゲル反応でのゲル化促進効果に優れているが、中でも、特にエチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムトリス(エチルアセトアセテート)、ジ(アセチルアセトナト)チタニウム錯塩、ジルコニウムトリス(エチルアセトアセテート)が好ましい。 Examples of preferred metal complexes include tris (acetylacetonato) aluminum complex, di (acetylacetonato) aluminum / aco complex, mono (acetylacetonato) aluminum / chloro complex, di (diacetylacetonato) aluminum complex, ethylacetate Acetate aluminum diisopropylate, aluminum tris (ethylacetoacetate), cyclic aluminum oxide isopropylate, tris (acetylacetonato) barium complex, di (acetylacetonato) titanium complex, tris (acetylacetonato) titanium complex, di-i -Propoxy bis (acetylacetonato) titanium complex salt, zirconium tris (ethyl acetoacetate), zirconium tris (benzoic acid) complex salt, etc. are mentioned. These are excellent in stability in aqueous coating solutions and in gelation promotion effect in sol-gel reaction during heat drying, and among them, ethyl acetoacetate aluminum diisopropylate, aluminum tris (ethyl acetoacetate), di ( Acetylacetonato) titanium complex and zirconium tris (ethylacetoacetate) are preferred.
上記した金属錯体の対塩の記載を本明細書においては省略しているが、対塩の種類は、錯体化合物としての電荷の中性を保つ水溶性塩である限り任意であり、例えば硝酸塩、ハロゲン酸塩、硫酸塩、燐酸塩などの化学量論的中性が確保される塩の形が用いられる。
金属錯体のシリカゾルゲル反応での挙動については、J.Sol−Gel.Sci.and Tec.16.209(1999)に詳細な記載がある。反応メカニズムとしては以下のスキームを推定している。すなわち、塗布液中では、金属錯体は、配位構造を取って安定であり、塗布後の加熱乾燥過程に始まる脱水縮合反応では、酸触媒に似た機構で架橋を促進させるものと考えられる。いずれにしても、この金属錯体を用いたことにより塗布液経時安定性及び皮膜面質の改善と、高親水性、高耐久性の、いずれも満足させるに至った。
Although the description of the counter salt of the metal complex described above is omitted in this specification, the type of the counter salt is arbitrary as long as it is a water-soluble salt that maintains the neutrality of the charge as the complex compound, such as nitrate, Salt forms such as halogenates, sulfates, phosphates, etc., that ensure stoichiometric neutrality are used.
For the behavior of the metal complex in the silica sol-gel reaction, see J.A. Sol-Gel. Sci. and Tec. There is a detailed description in 16.209 (1999). The following scheme is estimated as the reaction mechanism. That is, in the coating solution, the metal complex has a coordinated structure and is stable, and in the dehydration condensation reaction that starts in the heat drying process after coating, it is considered that crosslinking is promoted by a mechanism similar to an acid catalyst. In any case, the use of this metal complex has led to the improvement of coating solution aging stability and film surface quality, as well as high hydrophilicity and high durability.
上記の金属錯体触媒は、市販品として容易に入手でき、また公知の合成方法、例えば各金属塩化物とアルコールとの反応によっても得られる。 The above metal complex catalyst can be easily obtained as a commercial product, and can also be obtained by a known synthesis method, for example, reaction of each metal chloride with an alcohol.
本発明において、不揮発性の触媒として用いられるシランカップリング剤としては、特に限定されないが、酸性またはアルカリ性を示す官能基を有するものが挙げられ、さらに詳細には、ペルオキソ酸、カルボン酸、カルボヒドラゾン酸、カルボキシミド酸、スルホン酸、スルフィン酸、スルフェン酸、セレノン酸、セレニン酸、セレネン酸、テルロン酸、及び上記のアルカリ金属塩などといった酸性を示す官能基、或いは、アミノ基などといった塩基性を示す官能基を有するシランカップリング剤が挙げられる。 In the present invention, the silane coupling agent used as the non-volatile catalyst is not particularly limited, and examples thereof include those having a functional group exhibiting acidity or alkalinity, and more specifically, peroxo acids, carboxylic acids, carbohydrazones. Acid, carboxymido acid, sulfonic acid, sulfinic acid, sulfenic acid, selenonic acid, selenic acid, selenic acid, telluronic acid, and basic groups such as amino groups that show acidity such as the above alkali metal salts Examples thereof include silane coupling agents having the functional group shown.
本発明に係る(D)触媒は、本発明の親水性組成物中に、不揮発性成分に対して、好ましくは0〜50質量%、更に好ましくは5〜25質量%の範囲で使用される。また、(D)触媒は、単独で用いても2種以上併用してもよい。 The catalyst (D) according to the present invention is used in the hydrophilic composition of the present invention in an amount of preferably 0 to 50% by mass, more preferably 5 to 25% by mass with respect to the nonvolatile component. Moreover, (D) a catalyst may be used independently or may be used together 2 or more types.
〔(E)Si、Ti、Zi、Alから選択される元素のアルコキシド化合物〕
本発明においては、親水性組成物が、(E)Si、Ti、Zr、Alから選択される元素のアルコキシド化合物(以下、(E)特定アルコキシドともいう)を含有することが好ましい。
(E)特定アルコキシドを含むことで、系中における加水分解・重縮合において、(A)特定親水性ポリマー及び/又は(B)特定親水性ポリマーに含まれるシランカップリング基と(E)特定アルコキシドが加水分解した重合性の官能基によって、架橋を形成する反応サイトが増加し、より高密度で強固な架橋構造を有する有機無機複合体皮膜が形成されるため、得られる上塗り層の塗膜はさらに高強度となり、優れた耐摩耗性が発現し、高い表面親水性を長期間保持し得るものと考えられる。また、親水性が非常に高い表面は水が付着した場合、水が広がるために空気界面との表面積が増加し、水の乾燥速度が非常に速くなり、速乾性に優れた塗膜となる。
本発明で用いられる(E)特定アルコキシドであるSi、Ti、Zr、Alから選択される元素のアルコキシド化合物は、その構造中に重合性の官能基を有し、架橋剤としての機能を果たす加水分解重合性化合物であり、(A)特定親水性ポリマー及び/又は(B)特定親水性ポリマーと縮重合することで、架橋構造を有する強固な被膜を形成する。
(E)特定アルコキシドは、下記一般式(V)で表される化合物であることが好ましく、親水性膜を硬化させるために、架橋構造を形成するにあたっては、前記(A)特定親水性ポリマー及び/又は(B)特定親水性ポリマー、一般式(V)で表される(E)特定アルコキシドを混合して基板表面に被覆し、加熱、乾燥する。
[(E) Alkoxide Compound of Element Selected from Si, Ti, Zi, Al]
In the present invention, the hydrophilic composition preferably contains (E) an alkoxide compound of an element selected from Si, Ti, Zr, and Al (hereinafter also referred to as (E) a specific alkoxide).
(E) In the hydrolysis / polycondensation in the system by including the specific alkoxide, (A) the specific hydrophilic polymer and / or (B) the silane coupling group contained in the specific hydrophilic polymer and (E) the specific alkoxide Since the reactive functional sites that form crosslinks increase due to the hydrolyzed polymerizable functional group, an organic-inorganic composite film having a higher density and a strong crosslink structure is formed. Further, it is considered that the strength becomes high, excellent wear resistance is exhibited, and high surface hydrophilicity can be maintained for a long period of time. Further, when water adheres to the surface having a very high hydrophilicity, the surface area with the air interface increases because the water spreads, the drying speed of water becomes very fast, and a coating film having excellent quick drying properties is obtained.
(E) The alkoxide compound of an element selected from Si, Ti, Zr, and Al, which is a specific alkoxide used in the present invention, has a polymerizable functional group in its structure and serves as a crosslinking agent. It is a decomposition polymerizable compound, and forms a strong film having a crosslinked structure by condensation polymerization with (A) the specific hydrophilic polymer and / or (B) the specific hydrophilic polymer.
(E) The specific alkoxide is preferably a compound represented by the following general formula (V). In forming a crosslinked structure in order to cure the hydrophilic film, the (A) specific hydrophilic polymer and / B (B) The specific hydrophilic polymer and (E) the specific alkoxide represented by the general formula (V) are mixed, coated on the substrate surface, heated and dried.
一般式(V)中、R17は水素原子、アルキル基又はアリール基を表し、R18はアルキル基又はアリール基を表し、YはSi、Ti又はZrを表し、kは0〜2の整数を表す。R17及びR18がアルキル基を表す場合の炭素数は好ましくは1から4である。アルキル基又はアリール基は置換基を有していてもよく、導入可能な置換基としては、ハロゲン原子、アミノ基、メルカプト基などが挙げられる。なお、この化合物は低分子化合物であり、分子量1000以下であることが好ましい。 In the general formula (V), R 17 represents a hydrogen atom, an alkyl group or an aryl group, R 18 represents an alkyl group or an aryl group, Y represents Si, Ti or Zr, and k represents an integer of 0 to 2. To express. When R 17 and R 18 represent an alkyl group, the carbon number is preferably 1 to 4. The alkyl group or aryl group may have a substituent, and examples of the substituent that can be introduced include a halogen atom, an amino group, and a mercapto group. This compound is a low molecular compound and preferably has a molecular weight of 1000 or less.
以下に、一般式(V)で表される(E)特定アルコキシドの具体例を挙げるが、本発明はこれに限定されるものではない。YがSiの場合、即ち、特定アルコキシド中にケイ素を含むものとしては、例えば、トリメトキシシラン、トリエトキシシラン、トリプロポキシシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン、メチルトリメトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、プロピルトリエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、γ−クロロプリピルトリエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、フェニルトリプロポキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン等を挙げることができる。これらのうち特に好ましいものとしては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、メチルトルイメトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン等を挙げることができる。 Specific examples of the (E) specific alkoxide represented by the general formula (V) are shown below, but the present invention is not limited thereto. In the case where Y is Si, that is, those containing silicon in the specific alkoxide include, for example, trimethoxysilane, triethoxysilane, tripropoxysilane, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetrapropoxysilane, methyltrimethoxysilane, Ethyltrimethoxysilane, propyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, ethyltriethoxysilane, propyltriethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, diethyldiethoxysilane, γ-chloropropyltriethoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane Γ-mercaptopropyltriethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, phenyltripropoxysilane, diph Alkenyl dimethoxysilane, mention may be made of diphenyl diethoxy silane. Among these, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, methyltolumethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, ethyltriethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxy are particularly preferable. Examples include silane, diphenyldimethoxysilane, diphenyldiethoxysilane, and the like.
YがAlである場合、即ち、特定アルコキシド中にアルミニウムを含むものとしては、例えば、トリメトキシアルミネート、トリエトキシアルミネート、トリプロポキシアルミネート、テトラエトキシアルミネート等を挙げることができる。
YがTiである場合、即ち、チタンを含むものとしては、例えば、トリメトキシチタネート、テトラメトキシチタネート、トリエトキシチタネート、テトラエトキシチタネート、テトラプロポキシチタネート、クロロトリメトキシチタネート、クロロトリエトキシチタネート、エチルトリメトキシチタネート、メチルトリエトキシチタネート、エチルトリエトキシチタネート、ジエチルジエトキシチタネート、フェニルトリメトキシチタネート、フェニルトリエトキシチタネート等を挙げることができる。
YがZrである場合、即ち、ジルコニウムを含むものとしては、例えば、前記チタンを含むものとして例示した化合物に対応するジルコネートを挙げることができる。
これらの中でも、YがSiであるアルコキシドが被膜性の観点から好ましい。
In the case where Y is Al, that is, the specific alkoxide containing aluminum includes, for example, trimethoxy aluminate, triethoxy aluminate, tripropoxy aluminate, tetraethoxy aluminate and the like.
When Y is Ti, i.e., including titanium, for example, trimethoxy titanate, tetramethoxy titanate, triethoxy titanate, tetraethoxy titanate, tetrapropoxy titanate, chlorotrimethoxy titanate, chlorotriethoxy titanate, ethyl triethoxy titanate. Examples thereof include methoxy titanate, methyl triethoxy titanate, ethyl triethoxy titanate, diethyl diethoxy titanate, phenyl trimethoxy titanate, and phenyl triethoxy titanate.
In the case where Y is Zr, that is, those containing zirconium include, for example, zirconates corresponding to the compounds exemplified as those containing titanium.
Among these, an alkoxide in which Y is Si is preferable from the viewpoint of film properties.
本発明に係る(E)特定アルコキシドは、単独で用いても2種以上併用してもよい。
(E)特定アルコキシドは、本発明の親水性組成物中に、不揮発性成分に対して、好ましくは5〜80質量%、更に好ましくは10〜70質量%の範囲で使用される。
(E)特定アルコキシドは市販品が容易に入手できるし、公知の合成方法、たとえば各金属塩化物とアルコールとの反応によっても得られる。
The (E) specific alkoxide according to the present invention may be used alone or in combination of two or more.
(E) The specific alkoxide is preferably used in the range of 5 to 80% by mass, more preferably 10 to 70% by mass with respect to the nonvolatile component in the hydrophilic composition of the present invention.
(E) The specific alkoxide can be easily obtained as a commercial product, and can also be obtained by a known synthesis method, for example, reaction of each metal chloride with an alcohol.
本発明の親水性部材は、基板上に、親水性組成物が塗設されてなる親水性層を有しており、親水性組成物が上記に説明した本発明の親水性組成物であるため、充分な親水性、耐磨耗性、防汚性及び密着性を有するとともに、優れた潤滑性を長期に維持可能な親水性部材とすることができる。
本発明の親水性部材は、基板と親水性層との間の密着性を向上させるために、基板と親水性層との間に、さらに、下塗り層を有していても良い。
ここで、下塗り層は、上記した(D)触媒を含有する組成物を塗布することにより形成されたものであるのが好ましく、これによって、基板と親水性層との間の密着性をより向上させることができる。ここで、(D)触媒は、上記同様、不揮発性の触媒であることが好ましい。
(D)触媒は、下塗り層用組成物中に、不揮発性成分に対して、好ましくは0〜50質量%、更に好ましくは1〜25質量%の範囲で使用される。また、(D)触媒は、単独で用いても2種以上併用してもよい。
The hydrophilic member of the present invention has a hydrophilic layer formed by coating a hydrophilic composition on a substrate, and the hydrophilic composition is the hydrophilic composition of the present invention described above. Thus, a hydrophilic member having sufficient hydrophilicity, abrasion resistance, antifouling property and adhesion and capable of maintaining excellent lubricity for a long period of time can be obtained.
The hydrophilic member of the present invention may further have an undercoat layer between the substrate and the hydrophilic layer in order to improve the adhesion between the substrate and the hydrophilic layer.
Here, the undercoat layer is preferably formed by applying the above-described composition containing the catalyst (D), thereby further improving the adhesion between the substrate and the hydrophilic layer. Can be made. Here, the catalyst (D) is preferably a non-volatile catalyst as described above.
(D) The catalyst is preferably used in the composition for the undercoat layer in the range of 0 to 50% by mass, more preferably 1 to 25% by mass with respect to the nonvolatile component. Moreover, (D) a catalyst may be used independently or may be used together 2 or more types.
また、下塗り層は、さらに(E)Si、Ti、Zr、Alから選択される元素のアルコキシド化合物を含有する組成物を塗布することにより形成されたものであることが好ましく、これにより、さらに確実に、基板と親水性層との間の密着性を向上させることができる。
(E)特定アルコキシドは、下塗り層用組成物中に、不揮発性成分に対して、好ましくは5〜99質量%、更に好ましくは10〜95質量%の範囲で使用される。また、(E)特定アルコキシドは、単独で用いても2種以上併用してもよい。
In addition, the undercoat layer is preferably formed by applying a composition containing an alkoxide compound of an element selected from (E) Si, Ti, Zr, and Al. In addition, the adhesion between the substrate and the hydrophilic layer can be improved.
(E) The specific alkoxide is used in the composition for an undercoat layer in an amount of preferably 5 to 99% by mass, more preferably 10 to 95% by mass with respect to the nonvolatile component. Moreover, (E) specific alkoxide may be used independently or may be used together 2 or more types.
〔その他の成分〕
本発明の親水性組成物および下塗り層用組成物には、目的に応じて種々の化合物を、本発明の効果を損なわない限りにおいて併用することができる。以下、併用しうる成分について説明する。
[Other ingredients]
Various compounds can be used in combination with the hydrophilic composition and the composition for the undercoat layer according to the purpose as long as the effects of the present invention are not impaired. Hereinafter, components that can be used in combination will be described.
〔界面活性剤〕
本発明においては、親水性組成物および下塗り層用組成物の被膜面状を向上させるために界面活性剤を用いるのが好ましい。界面活性剤としては、ノニオン界面活性剤、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、両性界面活性剤、フッ素系界面活性剤等が挙げられる。
[Surfactant]
In the present invention, it is preferable to use a surfactant in order to improve the coating surface of the hydrophilic composition and the undercoat layer composition. Examples of the surfactant include nonionic surfactants, anionic surfactants, cationic surfactants, amphoteric surfactants, and fluorosurfactants.
本発明に用いられるノニオン界面活性剤は、特に限定されず、従来公知のものを用いることができる。例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル類、ポリオキシエチレンポリスチリルフェニルエーテル類、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル類、グリセリン脂肪酸部分エステル類、ソルビタン脂肪酸部分エステル類、ペンタエリスリトール脂肪酸部分エステル類、プロピレングリコールモノ脂肪酸エステル類、ショ糖脂肪酸部分エステル類、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸部分エステル類、ポリオキシエチレンソルビトール脂肪酸部分エステル類、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル類、ポリグリセリン脂肪酸部分エステル類、ポリオキシエチレン化ひまし油類、ポリオキシエチレングリセリン脂肪酸部分エステル類、脂肪酸ジエタノールアミド類、N,N−ビス−2−ヒドロキシアルキルアミン類、ポリオキシエチレンアルキルアミン、トリエタノールアミン脂肪酸エステル、トリアルキルアミンオキシド、ポリエチレングリコール、ポリエチレングリコールとポリプロピレングリコールの共重合体が挙げられる。 The nonionic surfactant used for this invention is not specifically limited, A conventionally well-known thing can be used. For example, polyoxyethylene alkyl ethers, polyoxyethylene alkyl phenyl ethers, polyoxyethylene polystyryl phenyl ethers, polyoxyethylene polyoxypropylene alkyl ethers, glycerin fatty acid partial esters, sorbitan fatty acid partial esters, pentaerythritol Fatty acid partial esters, propylene glycol mono fatty acid esters, sucrose fatty acid partial esters, polyoxyethylene sorbitan fatty acid partial esters, polyoxyethylene sorbitol fatty acid partial esters, polyethylene glycol fatty acid esters, polyglycerin fatty acid partial esters, Polyoxyethylenated castor oil, polyoxyethylene glycerin fatty acid partial esters, fatty acid diethanolamides, N N- bis-2-hydroxyalkylamines, polyoxyethylene alkylamines, triethanolamine fatty acid ester, trialkylamine oxide, polyethylene glycol, copolymers of polyethylene glycol and polypropylene glycol.
本発明に用いられるアニオン界面活性剤は、特に限定されず、従来公知のものを用いることができる。例えば、脂肪酸塩類、アビエチン酸塩類、ヒドロキシアルカンスルホン酸塩類、アルカンスルホン酸塩類、ジアルキルスルホ琥珀酸エステル塩類、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸塩類、分岐鎖アルキルベンゼンスルホン酸塩類、アルキルナフタレンスルホン酸塩類、アルキルフェノキシポリオキシエチレンプロピルスルホン酸塩類、ポリオキシエチレンアルキルスルホフェニルエーテル塩類、N−メチル−N−オレイルタウリンナトリウム塩、N−アルキルスルホコハク酸モノアミド二ナトリウム塩、石油スルホン酸塩類、硫酸化牛脂油、脂肪酸アルキルエステルの硫酸エステル塩類、アルキル硫酸エステル塩類、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル塩類、脂肪酸モノグリセリド硫酸エステル塩類、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸エステル塩類、ポリオキシエチレンスチリルフェニルエーテル硫酸エステル塩類、アルキルリン酸エステル塩類、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステル塩類、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルリン酸エステル塩類、スチレン/無水マレイン酸共重合物の部分けん化物類、オレフィン/無水マレイン酸共重合物の部分けん化物類、ナフタレンスルホン酸塩ホルマリン縮合物類が挙げられる。 The anionic surfactant used in the present invention is not particularly limited, and conventionally known anionic surfactants can be used. For example, fatty acid salts, abietic acid salts, hydroxyalkane sulfonates, alkane sulfonates, dialkyl sulfosuccinate esters, linear alkyl benzene sulfonates, branched alkyl benzene sulfonates, alkyl naphthalene sulfonates, alkyl phenoxy poly Oxyethylene propyl sulfonates, polyoxyethylene alkyl sulfophenyl ether salts, N-methyl-N-oleyl taurine sodium salt, N-alkyl sulfosuccinic acid monoamide disodium salt, petroleum sulfonates, sulfated beef oil, fatty acid alkyl esters Sulfates, alkyl sulfates, polyoxyethylene alkyl ether sulfates, fatty acid monoglyceride sulfates, polyoxyethylene alcohol Ruphenyl ether sulfates, polyoxyethylene styryl phenyl ether sulfates, alkyl phosphates, polyoxyethylene alkyl ether phosphates, polyoxyethylene alkyl phenyl ether phosphates, styrene / maleic anhydride Examples thereof include partial saponification products of polymers, partial saponification products of olefin / maleic anhydride copolymers, and naphthalene sulfonate formalin condensates.
本発明に用いられるカチオン界面活性剤は、特に限定されず、従来公知のものを用いることができる。例えば、アルキルアミン塩類、第四級アンモニウム塩類、ポリオキシエチレンアルキルアミン塩類、ポリエチレンポリアミン誘導体が挙げられる。
本発明に用いられる両性界面活性剤は、特に限定されず、従来公知のものを用いることができる。例えば、カルボキシベタイン類、アミノカルボン酸類、スルホベタイン類、アミノ硫酸エステル類、イミタゾリン類が挙げられる。
なお、上記界面活性剤の中で、「ポリオキシエチレン」とあるものは、ポリオキシメチレン、ポリオキシプロピレン、ポリオキシブチレン等の「ポリオキシアルキレン」に読み替えることもでき、本発明においては、それらの界面活性剤も用いることができる。
The cationic surfactant used in the present invention is not particularly limited, and conventionally known cationic surfactants can be used. Examples thereof include alkylamine salts, quaternary ammonium salts, polyoxyethylene alkylamine salts, and polyethylene polyamine derivatives.
The amphoteric surfactant used in the present invention is not particularly limited, and conventionally known amphoteric surfactants can be used. Examples thereof include carboxybetaines, aminocarboxylic acids, sulfobetaines, aminosulfuric acid esters, and imidazolines.
Of the above surfactants, the term “polyoxyethylene” can be read as “polyoxyalkylene” such as polyoxymethylene, polyoxypropylene, polyoxybutylene, etc. These surfactants can also be used.
更に好ましい界面活性剤としては、分子内にパーフルオロアルキル基を含有するフッ素系界面活性剤が挙げられる。このようなフッ素系界面活性剤としては、例えば、パーフルオロアルキルカルボン酸塩、パーフルオロアルキルスルホン酸塩、パーフルオロアルキルリン酸エステル等のアニオン型;パーフルオロアルキルベタイン等の両性型;パーフルオロアルキルトリメチルアンモニウム塩等のカチオン型;パーフルオロアルキルアミンオキサイド、パーフルオロアルキルエチレンオキシド付加物、パーフルオロアルキル基及び親水性基を含有するオリゴマー、パーフルオロアルキル基及び親油性基を含有するオリゴマー、パーフルオロアルキル基、親水性基及び親油性基を含有するオリゴマー、パーフルオロアルキル基及び親油性基を含有するウレタン等のノニオン型が挙げられる。また、特開昭62−170950号、同62−226143号及び同60−168144号の各公報に記載されているフッ素系界面活性剤も好適に挙げられる。
界面活性剤は、本発明の親水性組成物中に、不揮発性成分に対して、好ましくは0.001〜10質量%、更に好ましくは0.01〜5質量%の範囲で使用される。また、界面活性剤は、単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
More preferable surfactants include fluorine-based surfactants containing a perfluoroalkyl group in the molecule. Examples of such fluorosurfactants include anionic types such as perfluoroalkyl carboxylates, perfluoroalkyl sulfonates, and perfluoroalkyl phosphates; amphoteric types such as perfluoroalkyl betaines; Cation type such as trimethylammonium salt; perfluoroalkylamine oxide, perfluoroalkylethylene oxide adduct, oligomer containing perfluoroalkyl group and hydrophilic group, oligomer containing perfluoroalkyl group and lipophilic group, perfluoroalkyl Nonionic types such as an oligomer containing a group, a hydrophilic group and a lipophilic group, and a urethane containing a perfluoroalkyl group and a lipophilic group. Moreover, the fluorine-type surfactant described in each gazette of Unexamined-Japanese-Patent No. 62-170950, 62-226143, and 60-168144 is also mentioned suitably.
The surfactant is preferably used in the range of 0.001 to 10% by mass, more preferably 0.01 to 5% by mass with respect to the nonvolatile component in the hydrophilic composition of the present invention. Moreover, surfactant can be used individually or in combination of 2 or more types.
好ましい界面活性剤の具体例を以下に示すが、本発明はこれらに限定されない。 Although the specific example of a preferable surfactant is shown below, this invention is not limited to these.
〔抗菌剤〕
本発明の親水性部材に抗菌性、防カビ性、防藻性を付与するために、親水性組成物および下塗り層用組成物に抗菌剤を含有させることができる。親水性、水溶性抗菌剤を含有させることが好ましい。親水性、水溶性抗菌剤を含有させることにより、表面親水性を損なうことなく抗菌性、防カビ性、防藻性に優れた表面親水性部材が得られる。
抗菌剤としては、親水性部材の親水性を低下させない化合物を添加することが好ましく、そのような抗菌剤としては、無機系抗菌剤または、水溶性の有機系抗菌剤が挙げられる。抗菌剤としては、黄色ブドウ球菌や大腸菌に代表される細菌類や、かび,酵母などの真菌類など、身の回りに存在する菌類に対して殺菌効果を発揮するものが用いられる。
[Antimicrobial agent]
In order to impart antibacterial, antifungal and antialgal properties to the hydrophilic member of the present invention, an antibacterial agent can be contained in the hydrophilic composition and the undercoat layer composition. It is preferable to contain a hydrophilic or water-soluble antibacterial agent. By including a hydrophilic and water-soluble antibacterial agent, a surface hydrophilic member having excellent antibacterial, antifungal and antialgal properties can be obtained without impairing the surface hydrophilicity.
As the antibacterial agent, it is preferable to add a compound that does not lower the hydrophilicity of the hydrophilic member. Examples of such an antibacterial agent include inorganic antibacterial agents and water-soluble organic antibacterial agents. As the antibacterial agent, those exhibiting a bactericidal effect against fungi existing around us, such as bacteria represented by Staphylococcus aureus and Escherichia coli, and fungi such as fungi and yeast are used.
有機系の抗菌剤としては、フェノールエーテル誘導体,イミダゾール誘導体,スルホン誘導体,N・ハロアルキルチオ化合物,アニリド誘導体,ピロール誘導体,第4アンモニウム塩、ピリジン系、トリアジン系、ベンゾイソチアゾリン系、イソチアゾリン系などが挙げられる。
例えば1,2−ベンズイソチアゾリン−3−オン、N−フルオルジクロロメチルチオ−フタルイミド、2,3,5,6−テトラクロロイソフタロニトリル、N−トリクロロメチルチオ−4−シクロヘキセン−1,2−ジカルボキシイミド、8−キノリン酸銅、ビス(トリブチル錫)オキシド、2−(4−チアゾリル)ベンズイミダゾール〈以後、TBZと表示〉、2−ベンズイミダゾールカルバミン酸メチル〈以後、BCMと表示〉、10,10'−オキシビスフェノキシアルシン〈以後、OBPAと表示〉、2,3,5,6−テトラクロロ−4−(メチルスルフォン)ピリジン、ビス(2−ピリジルチオ−1−オキシド)亜鉛〈以後、ZPTと表示〉、N,N−ジメチル−N'−(フルオロジクロロメチルチオ)−N’−フェニルスルファミド〈ジクロルフルアニド〉、ポリ−(ヘキサメチレンビグアニド)ハイドロクロライド、ジチオ−2−2'−ビス(ベンズメチルアミド)、2−メチル−4,5−トリメチレン−4−イソチアゾリン−3−オン、2−ブロモ−2−ニトロ−1,3−プロパンジオール、ヘキサヒドロ−1,3−トリス−(2−ヒドロキシエチル)−S−トリアジン、p−クロロ−m−キシレノール、1,2−ベンズイソチアゾリン−3−オン等が挙げられるが、これらに制限されるものではない。
これら有機系の抗菌剤は、親水性、耐水性、昇華性、安全性等を考慮し、適宜選択して使用することができる。有機系抗菌剤中では、親水性、抗菌効果、コストの点から2−ブロモ−2−ニトロ−1,3−プロパンジオール、TBZ、BCM、OBPA、ZPTが好ましい。
Examples of organic antibacterial agents include phenol ether derivatives, imidazole derivatives, sulfone derivatives, N-haloalkylthio compounds, anilide derivatives, pyrrole derivatives, quaternary ammonium salts, pyridines, triazines, benzoisothiazolines, and isothiazolines. It is done.
For example, 1,2-benzisothiazolin-3-one, N-fluorodichloromethylthio-phthalimide, 2,3,5,6-tetrachloroisophthalonitrile, N-trichloromethylthio-4-cyclohexene-1,2-dicarboxyl Imido, copper 8-quinolinate, bis (tributyltin) oxide, 2- (4-thiazolyl) benzimidazole (hereinafter referred to as TBZ), methyl 2-benzimidazole carbamate (hereinafter referred to as BCM), 10,10 '-Oxybisphenoxyarsine (hereinafter referred to as OBPA) 2,3,5,6-tetrachloro-4- (methylsulfone) pyridine, bis (2-pyridylthio-1-oxide) zinc (hereinafter referred to as ZPT) >, N, N-dimethyl-N ′-(fluorodichloromethylthio) -N′-phenylsulfamide <dichloro Luanide>, poly- (hexamethylene biguanide) hydrochloride, dithio-2-2′-bis (benzmethylamide), 2-methyl-4,5-trimethylene-4-isothiazolin-3-one, 2-bromo-2 -Nitro-1,3-propanediol, hexahydro-1,3-tris- (2-hydroxyethyl) -S-triazine, p-chloro-m-xylenol, 1,2-benzisothiazolin-3-one, etc. However, it is not limited to these.
These organic antibacterial agents can be appropriately selected and used in consideration of hydrophilicity, water resistance, sublimation property, safety and the like. Among organic antibacterial agents, 2-bromo-2-nitro-1,3-propanediol, TBZ, BCM, OBPA, and ZPT are preferable from the viewpoint of hydrophilicity, antibacterial effect, and cost.
無機系の抗菌剤としては、殺菌作用の高い順に、水銀,銀,銅,亜鉛,鉄,鉛,ビスマスなどが挙げられる。例えば、銀、銅、亜鉛、ニッケル等の金属や金属イオンをケイ酸塩系担体、リン酸塩系担体、酸化物、ガラスやチタン酸カリウム、アミノ酸等に担持させたものが挙げられる。たとえばゼオライト系抗菌剤、ケイ酸カルシウム系抗菌剤、リン酸ジルコニウム系抗菌剤、リン酸カルシウム抗菌剤、酸化亜鉛系抗菌剤、溶解性ガラス系抗菌剤、シリカゲル系抗菌剤、活性炭系抗菌剤、酸化チタン系抗菌剤、チタニア系抗菌剤、有機金属系抗菌剤、イオン交換体セラミックス系抗菌剤、層状リン酸塩−四級アンモニウム塩系抗菌剤、抗菌ステンレス等が挙げられるが、これらに制限されるものではない。 Examples of inorganic antibacterial agents include mercury, silver, copper, zinc, iron, lead, bismuth and the like in descending order of bactericidal action. For example, the thing which carry | supported metals and metal ions, such as silver, copper, zinc, nickel, on the silicate type | system | group support | carrier, phosphate type | system | group support, an oxide, glass, potassium titanate, an amino acid, etc. is mentioned. For example, zeolite antibacterial, calcium silicate antibacterial, zirconium phosphate antibacterial, calcium phosphate antibacterial, zinc oxide antibacterial, soluble glass antibacterial, silica gel antibacterial, activated carbon antibacterial, titanium oxide Antibacterial agent, titania antibacterial agent, organometallic antibacterial agent, ion exchanger ceramic antibacterial agent, layered phosphate-quaternary ammonium salt antibacterial agent, antibacterial stainless steel, etc. Absent.
天然系抗菌剤としては、カニやエビの甲殻等に含まれるキチンを加水分解して得られる塩基性多糖類のキトサンがある。
本発明には、アミノ酸の両側に金属を複合させたアミノメタルから成る日鉱の「商品名ホロンキラービースセラ」が好ましい。
これらは蒸散性ではなく、また、親水層のポリマーや架橋剤成分と相互作用しやすく、安定に分子分散あるいは固体分散可能であり、上塗り層表面に抗菌剤が効果的に露出しやすく、かつ、水がかかっても溶出することなく、効果を長期間持続させることができ、人体に影響を及ぼすこともない。また、上塗り層や塗布液に対して安定に分散することができ、上塗り層や塗布液の劣化もおこらない。
上記抗菌剤の中では、抗菌効果が大きいことから、銀系無機抗菌剤と水溶性有機抗菌剤が最も好ましい。特にケイ酸塩系担体であるゼオライトに銀を担持させた銀ゼオライトやシリカゲルに銀を担持させた抗菌剤や2−ブロモ−2−ニトロ−1,3−プロパンジオール、TPN、TBZ、BCM、OBPA、ZPTが好ましい。特に好ましい市販の銀ゼオライト系抗菌剤としては、品川燃料の「ゼオミック」や富士シリシア化学の「シルウェル」や日本電子材料の「バクテノン」等がある。その他、銀を無機イオン交換体セラミックスに担持させた東亜合成の「ノバロン」や触媒化成工業の「アトミーボール」やトリアジン系抗菌剤の「サンアイバックP」も好ましい。
Natural antibacterial agents include chitosan, a basic polysaccharide obtained by hydrolyzing chitin contained in crabs and shrimp shells.
In the present invention, Nikko's “trade name Holon Killer Bees Sera” made of aminometal in which a metal is compounded on both sides of an amino acid is preferable.
These are not transpirationable, easily interact with the polymer and crosslinker component of the hydrophilic layer, can be stably molecularly dispersed or solid dispersed, the antibacterial agent is easily exposed to the surface of the topcoat layer, and Even if it is splashed with water, it does not elute, and the effect can be maintained for a long time without affecting the human body. Moreover, it can disperse | distribute stably with respect to a topcoat layer or a coating liquid, and deterioration of a topcoat layer or a coating liquid does not occur.
Among the antibacterial agents, silver-based inorganic antibacterial agents and water-soluble organic antibacterial agents are most preferable because of their great antibacterial effects. In particular, silver zeolite in which silver is supported on zeolite, which is a silicate carrier, antibacterial agent in which silver is supported on silica gel, 2-bromo-2-nitro-1,3-propanediol, TPN, TBZ, BCM, OBPA ZPT is preferred. Particularly preferred commercially available silver zeolite antibacterial agents include “Zeomic” from Shinagawa Fuel, “Sylwell” from Fuji Silysia Chemical, and “Bactenone” from JEOL. In addition, Toa Gosei's “Novalon” in which silver is supported on an inorganic ion exchanger ceramic, “Atomy Ball” from Catalytic Chemical Industry, and “Suneyeback P” as a triazine antibacterial agent are also preferred.
抗菌剤の含有量は、一般的には、親水性組成物および下塗り層用組成物中に、不揮発性成分に対して、0.001〜10質量%であるが、0.005〜5質量%が好ましく、0.01〜3質量%がより好ましく、0.02〜1.5質量%が特に好ましく、0.05〜1質量%が最も好ましい。含有量が0.001質量%以上であれば効果的な抗菌効果を得ることができる。また、含有量が10質量%以下であれば親水性も低下せず、かつ経時性も悪化せず、防汚性、防曇性に悪影響を及ぼさない。 The content of the antibacterial agent is generally 0.001 to 10% by mass with respect to the nonvolatile components in the hydrophilic composition and the composition for the undercoat layer, but is 0.005 to 5% by mass. Is preferable, 0.01-3 mass% is more preferable, 0.02-1.5 mass% is especially preferable, 0.05-1 mass% is the most preferable. If the content is 0.001% by mass or more, an effective antibacterial effect can be obtained. Further, if the content is 10% by mass or less, the hydrophilicity is not lowered, the aging is not deteriorated, and the antifouling property and the antifogging property are not adversely affected.
〔無機微粒子〕
本発明の親水性組成物および下塗り層用組成物には、形成される膜の硬化被膜強度向上及び親水性向上のために無機微粒子を含有してもよい。無機微粒子としては、例えば、シリカ、アルミナ、酸化マグネシウム、酸化チタン、炭酸マグネシウム、アルギン酸カルシウムまたはこれらの混合物が好適に挙げられる。
無機微粒子は、平均粒径が、好ましくは5nm〜10μm、より好ましくは0.5〜3μmであるのがよい。上記範囲であると、層中に安定に分散して、膜強度を十分に保持し、親水性に優れる膜を形成することができる。上述したような無機微粒子はコロイダルシリカ分散物等の市販品として容易に入手することができる。
[Inorganic fine particles]
The hydrophilic composition and the undercoat layer composition of the present invention may contain inorganic fine particles in order to improve the cured film strength and hydrophilicity of the film to be formed. As the inorganic fine particles, for example, silica, alumina, magnesium oxide, titanium oxide, magnesium carbonate, calcium alginate or a mixture thereof can be preferably mentioned.
The inorganic fine particles preferably have an average particle size of 5 nm to 10 μm, more preferably 0.5 to 3 μm. Within the above range, it is possible to form a film that is stably dispersed in the layer, sufficiently retains the film strength, and is excellent in hydrophilicity. The inorganic fine particles as described above can be easily obtained as a commercial product such as a colloidal silica dispersion.
本発明に係る無機微粒子は、本発明の親水性組成物および下塗り層用組成物中に、不揮発性成分に対して、好ましくは20質量%以下、より好ましくは10質量%以下の範囲で使用される。また、無機微粒子は、単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。 The inorganic fine particles according to the present invention are used in the hydrophilic composition and the undercoat layer composition of the present invention in an amount of preferably 20% by mass or less, more preferably 10% by mass or less, based on the nonvolatile components. The The inorganic fine particles can be used alone or in combination of two or more.
〔紫外線吸収剤〕
本発明においては、親水性部材の耐候性向上、耐久性向上の観点から、紫外線吸収剤を用いることができる。
紫外線吸収剤としては、例えば、特開昭58−185677号公報、同61−190537号公報、特開平2−782号公報、同5−197075号公報、同9−34057号公報等に記載されたベンゾトリアゾール系化合物、特開昭46−2784号公報、特開平5−194483号公報、米国特許第3214463号等に記載されたベンゾフェノン系化合物、特公昭48−30492号公報、同56−21141号公報、特開平10−88106号公報等に記載された桂皮酸系化合物、特開平4−298503号公報、同8−53427号公報、同8−239368号公報、同10−182621号公報、特表平8−501291号公報等に記載されたトリアジン系化合物、リサーチディスクロージャーNo.24239号に記載された化合物やスチルベン系、ベンズオキサゾール系化合物に代表される紫外線を吸収して蛍光を発する化合物、いわゆる蛍光増白剤、などが挙げられる。
添加量は目的に応じて適宜選択されるが、一般的には、固形分換算で0.5〜15質量%であることが好ましい。
[Ultraviolet absorber]
In the present invention, an ultraviolet absorber can be used from the viewpoint of improving the weather resistance and durability of the hydrophilic member.
Examples of the ultraviolet absorber are described in JP-A-58-185679, JP-A-61-190537, JP-A-2-782, JP-A-5-97075, JP-A-9-34057, and the like. Benzotriazole compounds, benzophenone compounds described in JP-A No. 46-2784, JP-A No. 5-194843, US Pat. No. 3,214,463, etc., JP-B Nos. 48-30492 and 56-21141 Cinnamic acid compounds described in JP-A-10-88106, JP-A-4-298503, JP-A-8-53427, JP-A-8-239368, JP-A-10-182621, JP The triazine compounds described in JP-A-8-501291, Research Disclosure No. Examples thereof include compounds described in No. 24239, compounds that emit ultraviolet light by absorbing ultraviolet rays typified by stilbene and benzoxazole compounds, so-called fluorescent brighteners, and the like.
The addition amount is appropriately selected according to the purpose, but generally it is preferably 0.5 to 15% by mass in terms of solid content.
〔酸化防止剤〕
本発明の親水性部材の安定性向上のため、親水性組成物および下塗り層用組成物に酸化防止剤を添加することができる。酸化防止剤としては、ヨーロッパ公開特許、同第223739号公報、同309401号公報、同第309402号公報、同第310551号公報、同第310552号公報、同第459416号公報、ドイツ公開特許第3435443号公報、特開昭54−48535号公報、同62−262047号公報、同63−113536号公報、同63−163351号公報、特開平2−262654号公報、特開平2−71262号公報、特開平3−121449号公報、特開平5−61166号公報、特開平5−119449号公報、米国特許第4814262号明細書、米国特許第4980275号明細書等に記載のものを挙げることができる。
添加量は目的に応じて適宜選択されるが、固形分換算で0.1〜8質量%であることが好ましい。
〔Antioxidant〕
In order to improve the stability of the hydrophilic member of the present invention, an antioxidant can be added to the hydrophilic composition and the composition for the undercoat layer. Examples of the antioxidant include European published patents, 223739, 309401, 309402, 310551, 310552, 359416, and 3435443. JP, 54-85535, 62-262417, 63-113536, 63-163351, JP-A-2-262654, JP-A-2-71262, Examples thereof include those described in Kaihei 3-121449, JP-A-5-61166, JP-A-5-119449, US Pat. No. 4,814,262, US Pat. No. 4,980,275, and the like.
Although the addition amount is appropriately selected according to the purpose, it is preferably 0.1 to 8% by mass in terms of solid content.
〔溶剤〕
本発明の親水性部材の下塗り層および上塗り層形成時に、基板に対する均一な塗膜の形成性を確保するために、親水性組成物および下塗り層用組成物に適度に有機溶剤を添加することも有効である。
溶剤としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン等のケトン系溶剤、メタノール、エタノール、2−プロパノール、1−プロパノール、1−ブタノール、tert−ブタノール等のアルコール系溶剤、クロロホルム、塩化メチレン等の塩素系溶剤、ベンゼン、トルエン等の芳香族系溶剤、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソプロピルなどのエステル系溶剤、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル系溶剤、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル等のグリコールエーテル系溶剤、などが挙げられる。
この場合、VOC(揮発性有機溶剤)の関連から問題が起こらない範囲での添加が有効であり、その量は親水性部材形成時の塗布液全体に対し0〜50質量%が好ましく、より好ましくは0〜30質量%の範囲である。
〔solvent〕
In forming the undercoat layer and the overcoat layer of the hydrophilic member of the present invention, an organic solvent may be appropriately added to the hydrophilic composition and the composition for the undercoat layer in order to ensure the formation of a uniform coating film on the substrate. It is valid.
Examples of the solvent include ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, and diethyl ketone, alcohol solvents such as methanol, ethanol, 2-propanol, 1-propanol, 1-butanol, and tert-butanol, and chlorine such as chloroform and methylene chloride. Solvents, aromatic solvents such as benzene and toluene, ester solvents such as ethyl acetate, butyl acetate and isopropyl acetate, ether solvents such as diethyl ether, tetrahydrofuran and dioxane, glycols such as ethylene glycol monomethyl ether and ethylene glycol dimethyl ether And ether solvents.
In this case, it is effective to add VOC (volatile organic solvent) in a range that does not cause a problem, and the amount thereof is preferably 0 to 50% by mass, more preferably based on the entire coating liquid when forming the hydrophilic member. Is in the range of 0-30% by weight.
〔高分子化合物〕
本発明の親水性組成物および下塗り層用組成物には、膜物性を調整するため、親水性を阻害しない範囲で各種高分子化合物を添加することができる。高分子化合物としては、アクリル系重合体、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリビニルホルマール樹脂、シェラック、ビニル系樹脂、アクリル系樹脂、ゴム系樹脂、ワックス類、その他の天然樹脂等が使用できる。また、これらは2種以上併用してもかまわない。これらのうち、アクリル系のモノマーの共重合によって得られるビニル系共重合が好ましい。更に、高分子結合材の共重合組成として、「カルボキシル基含有モノマー」、「メタクリル酸アルキルエステル」、又は「アクリル酸アルキルエステル」を構造単位として含む共重合体も好ましく用いられる。
[Polymer compound]
In order to adjust film physical properties, various polymer compounds can be added to the hydrophilic composition and the composition for the undercoat layer of the present invention as long as the hydrophilicity is not inhibited. High molecular compounds include acrylic polymer, polyvinyl alcohol resin, polyvinyl butyral resin, polyurethane resin, polyamide resin, polyester resin, epoxy resin, phenol resin, polycarbonate resin, polyvinyl formal resin, shellac, vinyl resin, acrylic resin. Rubber resins, waxes and other natural resins can be used. Two or more of these may be used in combination. Of these, vinyl copolymer obtained by copolymerization of acrylic monomers is preferred. Furthermore, a copolymer containing “carboxyl group-containing monomer”, “methacrylic acid alkyl ester”, or “acrylic acid alkyl ester” as a structural unit is also preferably used as the copolymer composition of the polymer binder.
〔その他の添加剤〕
さらにこの他にも、必要に応じて、例えば、レベリング添加剤、マット剤、膜物性を調整するためのワックス類、基板への密着性を改善するために、親水性を阻害しない範囲でタッキファイヤーなどを含有させることができる。 タッキファイヤーとしては、具体的には、特開2001−49200号公報の5〜6pに記載されている高分子量の粘着性ポリマー(例えば、(メタ)アクリル酸と炭素数1〜20のアルキル基を有するアルコールとのエステル、(メタ)アクリル酸と炭素数3〜14の脂環族アルコールとのエステル、(メタ)アクリル酸と炭素数6〜14の芳香族アルコールとのエステルからなる共重合物)や、重合性不飽和結合を有する低分子量粘着付与性樹脂などである。
[Other additives]
In addition to this, if necessary, for example, leveling additives, matting agents, waxes for adjusting film physical properties, and tackifiers within a range that does not impair hydrophilicity in order to improve adhesion to the substrate. Etc. can be contained. As the tackifier, specifically, a high molecular weight adhesive polymer described in JP-A-2001-49200, 5-6p (for example, (meth) acrylic acid and an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms). An ester with an alcohol having, an ester of (meth) acrylic acid with an alicyclic alcohol having 3 to 14 carbon atoms, a copolymer comprising an ester of (meth) acrylic acid with an aromatic alcohol having 6 to 14 carbon atoms) And a low molecular weight tackifying resin having a polymerizable unsaturated bond.
本発明の親水性組成物および下塗り層用組成物には、耐摩耗性、耐酸性及び耐アルカリ性の観点から、ジルコニアの塩化物、硝酸塩、アルコキシド類および有機錯体を含有することができる。ジルコニアの塩化物としては、塩化ジルコニウム、オキシ塩化ジルコニウム(8水和物)、塩素含有ジルコニウムアルコキシドZr(OCmH2m+1)xCly(m、x、y:整数、x+y=4)などが挙げられ、ジルコニウムの硝酸塩としては、オキシ硝酸ジルコニウム(2水和物)が挙げられ、ジルコニウムのアルコキシドとしては、ジルコニウムエトキシド,ジルコニウムプロポキシド、ジルコニウムイソプロポキシド、ジルコニウムブトキシド、ジルコニウムt−ブトキシドなどが挙げられ、有機錯体としては、アセチルアセトン誘導体が挙げられ、具体的にはテトラキス(アセチルアセトナト)ジルコニウム、ビス(アセチルアセトナト)ジルコニウムジブトキシド、ビス(アセチルアセトナト)ジルコニウムジクロリド、テトラキス(3,5−ヘプタンジオネート)ジルコニウム、テトラキス(2,2,6,6−テトラメチル−3,5−ヘプタンジオネート)ジルコニウム、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−3,5−ヘプタンジオネート)ジルコニウムジイソプロポキシドなどが挙げられる。
上記ジルコニウム化合物は、本発明の親水性組成物および下塗り層用組成物中に、不揮発性成分として、好ましくは0〜50質量%、より好ましくは5〜25質量%の範囲で使用される。
The hydrophilic composition and undercoat layer composition of the present invention may contain zirconia chlorides, nitrates, alkoxides and organic complexes from the viewpoints of wear resistance, acid resistance and alkali resistance. Examples of the zirconia chloride include zirconium chloride, zirconium oxychloride (octahydrate), chlorine-containing zirconium alkoxide Zr (OC m H 2m + 1 ) x Cl y (m, x, y: integer, x + y = 4). Zirconium nitrate includes zirconium oxynitrate (dihydrate), and zirconium alkoxide includes zirconium ethoxide, zirconium propoxide, zirconium isopropoxide, zirconium butoxide, zirconium t-butoxide and the like. Examples of the organic complex include acetylacetone derivatives. Specifically, tetrakis (acetylacetonato) zirconium, bis (acetylacetonato) zirconium dibutoxide, bis (acetylacetonato) zirconium dichloride, Trakis (3,5-heptanedionate) zirconium, tetrakis (2,2,6,6-tetramethyl-3,5-heptanedionate) zirconium, bis (2,2,6,6-tetramethyl-3, 5-heptanedionate) zirconium diisopropoxide and the like.
The zirconium compound is preferably used in the range of 0 to 50 mass%, more preferably 5 to 25 mass% as a nonvolatile component in the hydrophilic composition and the composition for undercoat layer of the present invention.
〔親水性組成物の調液〕
親水性組成物の調製は、(A)特定親水性ポリマー及び/又は(B)特定親水性ポリマー、(C)ポリアルキレンオキシド、必要に応じて(E)触媒および(F)特定アルコキシドをエタノールなどの溶媒に溶解後、攪拌することで実施できる。反応温度は室温〜80℃であり、反応時間、即ち攪拌を継続する時間は1〜72時間の範囲であることが好ましく、この攪拌により両成分の加水分解・重縮合を進行させて、有機無機複合体ゾル液を得ることができる。
[Preparation of hydrophilic composition]
The hydrophilic composition is prepared by (A) a specific hydrophilic polymer and / or (B) a specific hydrophilic polymer, (C) a polyalkylene oxide, (E) a catalyst and (F) a specific alkoxide, if necessary, ethanol, etc. It can carry out by stirring after melt | dissolving in this solvent. The reaction temperature is from room temperature to 80 ° C., and the reaction time, that is, the time for which stirring is continued is preferably in the range of 1 to 72 hours. By this stirring, hydrolysis and polycondensation of both components are advanced, and organic inorganic A composite sol solution can be obtained.
前記親水性組成物を調製する際に用いる溶媒としては、これらを均一に、溶解、分散し得るものであれば特に制限はないが、例えば、メタノール、エタノール、水等の水系溶媒が好ましい。 The solvent used in preparing the hydrophilic composition is not particularly limited as long as it can uniformly dissolve and disperse these, but for example, an aqueous solvent such as methanol, ethanol, water and the like is preferable.
以上述べたように、本発明の親水性組成物により親水性膜を形成するための有機無機複合体ゾル液(親水性組成物)の調製は、ゾルゲル法を利用している。ゾルゲル法については、作花済夫「ゾル−ゲル法の科学」(株)アグネ承風社(刊)(1988年)、平島硯「最新ゾル−ゲル法による機能性薄膜作成技術」総合技術センター(刊)(1992年)等の成書等に詳細に記述され、それらに記載の方法を本発明において親水性組成物の調製に適用することができる。 As described above, the preparation of the organic-inorganic composite sol liquid (hydrophilic composition) for forming a hydrophilic film with the hydrophilic composition of the present invention utilizes the sol-gel method. For the sol-gel method, Sakuo Sakuo “Science of Sol-Gel Method”, Agne Jofusha (published) (1988), Satoshi Hirashima “Functional Thin Film Formation Technology by the Latest Sol-Gel Method” General Technology Center (Published) (1992) and the like, and the methods described therein can be applied to the preparation of the hydrophilic composition in the present invention.
〔下塗り層用組成物の調液〕
下塗り層用組成物についても、上記親水性組成物同様の方法により調製可能である。
[Preparation of composition for undercoat layer]
The undercoat layer composition can also be prepared by the same method as the hydrophilic composition.
このような本発明の下塗り層用組成物を含む溶液、親水性組成物を含む溶液を、適切な基板上に被膜し、乾燥することで、本発明の親水性部材を得ることができる。即ち、本発明の親水性部材は、基板上に、下塗り層用組成物を塗布し、加熱、乾燥することで下塗り層を形成し、その上に親水性組成物を塗布し、加熱、乾燥することで上塗り層を形成することにより得られる。
加熱、乾燥条件としては、高密度の架橋構造を効率よく形成するといった観点からは、50〜200℃の温度範囲において、2分〜1時間程度行うことが好ましく、80〜160℃の温度範囲で、5〜30分間乾燥することがより好ましい。また、加熱手段としては、公知の手段、例えば、温度調整機能を有する乾燥機などを用いることが好ましい。
The hydrophilic member of the present invention can be obtained by coating such a solution containing the composition for an undercoat layer of the present invention and a solution containing a hydrophilic composition on an appropriate substrate and drying. That is, in the hydrophilic member of the present invention, an undercoat layer composition is applied on a substrate, heated and dried to form an undercoat layer, and the hydrophilic composition is applied thereon, heated and dried. Thus, it is obtained by forming an overcoat layer.
As heating and drying conditions, from the viewpoint of efficiently forming a high-density cross-linked structure, it is preferably performed in a temperature range of 50 to 200 ° C. for about 2 minutes to 1 hour, and in a temperature range of 80 to 160 ° C. It is more preferable to dry for 5 to 30 minutes. Moreover, as a heating means, it is preferable to use a well-known means, for example, the dryer etc. which have a temperature control function.
また、本発明の親水性部材は、上塗り層及び下塗り層を基板上に被膜する場合、基板に被膜する直前に触媒を混合することができる。具体的には触媒混合直後〜1時間以内で塗設することが好ましい。触媒を混合し、長時間放置したのちに塗設すると下塗り層用組成物または親水性組成物の粘度があがり、塗布むら等の欠陥を生じることがある。その他の成分も塗設直前に混合することが好ましいが混合後、長時間保存してもかまわない。 In the hydrophilic member of the present invention, when the overcoat layer and the undercoat layer are coated on the substrate, the catalyst can be mixed immediately before coating on the substrate. Specifically, it is preferable to apply within 1 hour immediately after catalyst mixing. When the catalyst is mixed and left to stand for a long time, the composition of the undercoat layer or the hydrophilic composition increases in viscosity, and defects such as coating unevenness may occur. Other components are also preferably mixed immediately before coating, but may be stored for a long time after mixing.
〔基板〕
本発明に用いられる基板は、特に限定されないが、ガラス、プラスチック、金属、セラミックス、木、石、セメント、コンクリート、繊維、布帛、紙、皮革、タイル、ゴム、ラテックス、それらの組合せ、それらの積層体が、いずれも好適に利用できる。特に好ましい基板は、プラスチック、金属等の柔軟性のあるフレキシブルな基板である。フレキシブルな基板を用いることで、物品の変形などが自由に可能になり、取り付け作業や取り付け場所の自由度が増すばかりでなく、耐久性も増すことができる。通常、本発明に用いられる(D)3官能または2官能のアルコキシシランを下塗り層に用いると、下塗り層の表面が疎水的となるため、その後親水性層を形成する際にムラが生じたりや密着性が不足する懸念がある。このため、親水性部材の下塗り層に(D)3官能または2官能のアルコキシシランを用いられることは問題があるとされていた。しかし、本発明では、シランカップリング基を有する親水性ポリマーとの組み合わせのため、格別なる効果を発現できた。
本発明に用いられるプラスチック基板としては、特に制限はないが、光学部材として使用される基板は、透明性、屈折率、分散性などの光学特性を考慮して選択され、使用目的により、種々の物性、例えば、耐衝撃性、可撓性など強度をはじめとする物理的特性や、耐熱性、耐候性、耐久性などを考慮して選択される。プラスチック基板としては、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、セロファン、トリアセチルセルロース、ジアセチルセルロース、アセチルセルロースブチレート、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリエチレンビニルアルコール、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリメチルペンテン、ポリスルフォン、ポリエーテルケトン、アクリル、ナイロン、フッ素樹脂、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルフォン等のフィルムもしくはシートを挙げることができる。その中でも特にポリエチレンテレフタレート,ポリエチレンナフタレート等のポリエステフィルムが好ましい。これらは、使用目的に応じて、単独で用いられてもよく、或いは、2種以上を混合物、共重合体、積層体などの形態で組み合わせて用いることもできる。プラスチック基板の厚みは、積層する相手によってさまざまである。例えば曲面の多い部分では、薄いものが好まれ、6〜50μm程度のものが用いられる。また平面に用いられ、あるいは、強度を要求されるところでは50〜400μmが用いられる。
〔substrate〕
The substrate used in the present invention is not particularly limited, but glass, plastic, metal, ceramics, wood, stone, cement, concrete, fiber, fabric, paper, leather, tile, rubber, latex, combinations thereof, and lamination thereof Any body can be suitably used. A particularly preferable substrate is a flexible substrate having flexibility such as plastic or metal. By using a flexible substrate, the deformation of the article can be freely performed, and not only the degree of freedom of attachment work and the place of attachment is increased, but also the durability can be increased. Usually, when the (D) trifunctional or bifunctional alkoxysilane used in the present invention is used for the undercoat layer, the surface of the undercoat layer becomes hydrophobic. There is a concern of insufficient adhesion. For this reason, it has been considered that there is a problem in using (D) trifunctional or bifunctional alkoxysilane for the undercoat layer of the hydrophilic member. However, in the present invention, a special effect can be exhibited due to the combination with the hydrophilic polymer having a silane coupling group.
The plastic substrate used in the present invention is not particularly limited, but a substrate used as an optical member is selected in consideration of optical characteristics such as transparency, refractive index, and dispersibility, and various types can be used depending on the purpose of use. It is selected in consideration of physical properties such as physical properties such as strength such as impact resistance and flexibility, heat resistance, weather resistance, and durability. Plastic substrates include polyester, polyethylene, polypropylene, cellophane, triacetyl cellulose, diacetyl cellulose, acetyl cellulose butyrate, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyvinyl alcohol, polyethylene vinyl alcohol, polystyrene, polycarbonate, polymethylpentene, polysulfone. And films or sheets of polyether ketone, acrylic, nylon, fluororesin, polyimide, polyether imide, polyether sulfone and the like. Of these, polyester films such as polyethylene terephthalate and polyethylene naphthalate are particularly preferred. These may be used alone or in combination of two or more in the form of a mixture, copolymer, laminate or the like, depending on the purpose of use. The thickness of the plastic substrate varies depending on the partner to be laminated. For example, in a portion with many curved surfaces, a thin one is preferred, and one having about 6 to 50 μm is used. Moreover, 50-400 micrometers is used for the place where it is used for a plane or intensity | strength is requested | required.
基板と下塗り層の密着性を向上させる目的で、所望により基板の片面又は両面に、酸化法や粗面化法等により表面親水化処理を施すことができる。上記酸化法としては、例えばコロナ放電処理、グロー放電処理、クロム酸処理(湿式)、火炎処理、熱風処理、オゾン・紫外線照射処理等が挙げられる。粗面化法としては、サンドブラスト、ブラシ研磨等により機械的に粗面化することもできる。 For the purpose of improving the adhesion between the substrate and the undercoat layer, one or both surfaces of the substrate can be subjected to a surface hydrophilization treatment by an oxidation method, a roughening method, or the like as desired. Examples of the oxidation method include corona discharge treatment, glow discharge treatment, chromic acid treatment (wet), flame treatment, hot air treatment, ozone / ultraviolet irradiation treatment, and the like. As a roughening method, it can also be mechanically roughened by sandblasting, brush polishing or the like.
プラスチック基板として、下記のガラス板の説明において記載される無機化合物層をプラスチック板上に形成したものを用いることもできる。この場合、無機化合物層は反射防止層として作用させることもできる。無機化合物層をプラスチック板上に形成する場合も、前述した無機基板におけるのと同様の手法で形成することができる。 As a plastic substrate, what formed the inorganic compound layer described in description of the following glass plate on the plastic plate can also be used. In this case, the inorganic compound layer can also act as an antireflection layer. Even when the inorganic compound layer is formed on the plastic plate, it can be formed by the same method as in the inorganic substrate described above.
透明プラスチック基板に無機化合物層を形成する場合、両層の間には、ハードコート層を形成してもよい。ハードコート層を設けることにより、基板表面の硬度が向上すると共に、基板表面が平滑になるので、透明プラスチック基板と無機化合物層との密着性が向上し、耐引っ掻き強度の向上と、基板の屈曲に起因する無機化合物層へのクラックの発生を抑制することができる。このような基板を用いることで親水性部材の機械的強度を改善できる。ハードコート層の材質は、透明性、適度な強度、及び機械的強度を有するものであれば、特に限定されない。例えば、電離放射線や紫外線の照射による硬化樹脂や熱硬化性の樹脂が使用でき、特に紫外線照射硬化型アクリル系樹脂、有機ケイ素系樹脂、熱硬化性ポリシロキサン樹脂が好ましい。これらの樹脂の屈折率は、透明プラスチック基板の屈折率と同等、もしくはこれに近似していることがより好ましい。 When an inorganic compound layer is formed on a transparent plastic substrate, a hard coat layer may be formed between both layers. By providing the hard coat layer, the hardness of the substrate surface is improved and the substrate surface is smoothed, so that the adhesion between the transparent plastic substrate and the inorganic compound layer is improved, the scratch resistance is improved, and the substrate is bent. It is possible to suppress the occurrence of cracks in the inorganic compound layer due to the above. By using such a substrate, the mechanical strength of the hydrophilic member can be improved. The material of the hard coat layer is not particularly limited as long as it has transparency, appropriate strength, and mechanical strength. For example, a curable resin or a thermosetting resin by irradiation with ionizing radiation or ultraviolet rays can be used, and an ultraviolet irradiation curable acrylic resin, an organosilicon resin, or a thermosetting polysiloxane resin is particularly preferable. The refractive index of these resins is more preferably equal to or close to the refractive index of the transparent plastic substrate.
このようなハードコート層の被膜方法は、特に限定されず、均一に塗布されるのであれば任意の方法を採用することができる。また、ハードコート層の膜厚は3μm以上であれば十分な強度となるが、透明性、塗工精度、取り扱いの点から5〜7μmの範囲が好ましい。さらにハードコート層に平均粒子径0.01〜3μmの無機あるいは有機物粒子を混合分散させることによって、一般的にアンチグレアと呼ばれる光拡散性処理を施すことができる。これらの粒子は透明であれば特に限定されないが、低屈折率材料が好ましく、酸化ケイ素、フッ化マグネシウムが安定性、耐熱性等の点で特に好ましい。光拡散性処理は、ハードコート層の表面に凹凸を設けることによっても達成できる。これらの無機化合物層やハードコート層は基板と下塗り層との間に設けることで、基板と下塗り層の密着性を向上させることができる。 The coating method of such a hard coat layer is not particularly limited, and any method can be adopted as long as it is uniformly applied. In addition, the hard coat layer having a thickness of 3 μm or more provides sufficient strength, but is preferably in the range of 5 to 7 μm from the viewpoint of transparency, coating accuracy, and handling. Further, by mixing and dispersing inorganic or organic particles having an average particle size of 0.01 to 3 μm in the hard coat layer, a light diffusing treatment generally called anti-glare can be performed. These particles are not particularly limited as long as they are transparent, but a low refractive index material is preferable, and silicon oxide and magnesium fluoride are particularly preferable in terms of stability, heat resistance, and the like. The light diffusing treatment can also be achieved by providing irregularities on the surface of the hard coat layer. By providing these inorganic compound layers and hard coat layers between the substrate and the undercoat layer, adhesion between the substrate and the undercoat layer can be improved.
金属薄板としては、とくにアルミニウム板が好ましい。
アルミニウム板は、純アルミニウム板、アルミニウムを主成分とし、微量の異元素を含む合金板、または、アルミニウムもしくはアルミニウム合金の薄膜にプラスチックがラミネートされているものである。アルミニウム合金に含まれる異元素には、ケイ素、鉄、マンガン、銅、マグネシウム、クロム、亜鉛、ビスマス、ニッケル、チタン等がある。合金中の異元素の含有量は10質量%以下であるのが好ましい。本発明においては、純アルミニウム板が好ましいが、完全に純粋なアルミニウムは精錬技術上製造が困難であるので、わずかに異元素を含有するものでもよい。アルミニウム板は、その組成が特定されるものではなく、公知公用の素材のものを適宜利用することができる。
As the metal thin plate, an aluminum plate is particularly preferable.
The aluminum plate is a pure aluminum plate, an alloy plate containing aluminum as a main component and containing a trace amount of different elements, or a plastic laminated on a thin film of aluminum or an aluminum alloy. Examples of foreign elements contained in the aluminum alloy include silicon, iron, manganese, copper, magnesium, chromium, zinc, bismuth, nickel, and titanium. The content of foreign elements in the alloy is preferably 10% by mass or less. In the present invention, a pure aluminum plate is preferable, but completely pure aluminum is difficult to manufacture in terms of refining technology, and therefore may contain a slightly different element. The composition of the aluminum plate is not specified, and a publicly known material can be used as appropriate.
基板の厚さは0.05〜0.6mmであるのが好ましく、0.08〜0.2mmであるのがより好ましい。 The thickness of the substrate is preferably 0.05 to 0.6 mm, and more preferably 0.08 to 0.2 mm.
アルミニウム板を使用するに先立ち、粗面化処理、陽極酸化処理等の表面処理を施すのが好ましい。表面処理により、基板の親水性の向上、および下塗り層と基板との密着性の確保が容易になる。アルミニウム板を粗面化処理するに先立ち、所望により、表面の圧延油を除去するための界面活性剤、有機溶剤、アルカリ性水溶液等による脱脂処理が行われる。アルミ基板の処理方法は公知の方法で行うことができる。 Prior to using the aluminum plate, it is preferable to perform surface treatment such as roughening treatment or anodizing treatment. The surface treatment facilitates improving the hydrophilicity of the substrate and ensuring the adhesion between the undercoat layer and the substrate. Prior to the roughening treatment of the aluminum plate, a degreasing treatment with a surfactant, an organic solvent, an alkaline aqueous solution or the like for removing rolling oil on the surface is performed as desired. The processing method of an aluminum substrate can be performed by a well-known method.
本発明で用いられる基板としては、上記のような表面処理をされ陽極酸化皮膜を有する基板そのままでも良いが、上層との接着性の一層改良のため、必要に応じて、特開2001−253181号公報や特開2001−322365号公報に記載されている陽極酸化皮膜のマイクロポアの拡大処理や封孔処理および親水性化合物を含有する水溶液に浸漬する表面親水化処理などを適宜選択して行うことができる。もちろんこれら拡大処理、封孔処理はこれらに記載のものに限られたものではなく従来公知の何れも方法も行うことができる。
たとえば封孔処理としては、蒸気封孔のほかフッ化ジルコン酸の単独処理、フッ化ナトリウムによる処理、塩化リチウムを添加した蒸気封孔でも可能である。
As the substrate used in the present invention, the substrate having the above-mentioned surface treatment and having an anodized film may be used as it is. However, in order to further improve the adhesion with the upper layer, JP-A-2001-253181 is necessary. Appropriately selected from the micropore enlargement treatment and sealing treatment of the anodized film and surface hydrophilization treatment immersed in an aqueous solution containing a hydrophilic compound, as described in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-322365. Can do. Of course, the enlargement process and the sealing process are not limited to those described above, and any conventionally known method can be performed.
For example, as the sealing treatment, in addition to the vapor sealing, a single treatment with fluorinated zirconic acid, a treatment with sodium fluoride, or a vapor sealing with addition of lithium chloride is possible.
<封孔処理>
本発明に用いられる封孔処理は、特に限定されず、従来公知の方法を用いることができるが、中でも、無機フッ素化合物を含有する水溶液による封孔処理、水蒸気による封孔処理および熱水による封孔処理が好ましい。以下にそれぞれ説明する。
<Sealing treatment>
The sealing treatment used in the present invention is not particularly limited, and a conventionally known method can be used. Among them, sealing treatment with an aqueous solution containing an inorganic fluorine compound, sealing treatment with water vapor, and sealing with hot water are particularly preferable. Hole treatment is preferred. Each will be described below.
<無機フッ素化合物を含有する水溶液による封孔処理>
無機フッ素化合物を含有する水溶液による封孔処理に用いられる無機フッ素化合物としては、金属フッ化物が好適に挙げられる。
具体的には、例えば、フッ化ナトリウム、フッ化カリウム、フッ化カルシウム、フッ化マグネシウム、フッ化ジルコン酸ナトリウム、フッ化ジルコン酸カリウム、フッ化チタン酸ナトリウム、フッ化チタン酸カリウム、フッ化ジルコン酸アンモニウム、フッ化チタン酸アンモニウム、フッ化チタン酸カリウム、フッ化ジルコン酸、フッ化チタン酸、ヘキサフルオロケイ酸、フッ化ニッケル、フッ化鉄、フッ化リン酸、フッ化リン酸アンモニウムが挙げられる。中でも、フッ化ジルコン酸ナトリウム、フッ化チタン酸ナトリウム、フッ化ジルコン酸、フッ化チタン酸が好ましい。
<Sealing treatment with an aqueous solution containing an inorganic fluorine compound>
As the inorganic fluorine compound used for the sealing treatment with an aqueous solution containing an inorganic fluorine compound, a metal fluoride is preferably exemplified.
Specifically, for example, sodium fluoride, potassium fluoride, calcium fluoride, magnesium fluoride, sodium fluoride zirconate, potassium fluoride zirconate, sodium fluoride titanate, potassium fluoride titanate, zircon fluoride Ammonium acid, ammonium fluoride titanate, potassium fluoride titanate, zirconate fluoride, titanate fluoride, hexafluorosilicic acid, nickel fluoride, iron fluoride, phosphor fluoride, ammonium fluoride phosphate It is done. Of these, sodium fluorinated zirconate, sodium fluorinated titanate, fluorinated zirconic acid, and fluorinated titanic acid are preferable.
水溶液中の無機フッ素化合物の濃度は、陽極酸化皮膜のマイクロポアの封孔を十分に行う点で、0.01質量%以上であるのが好ましく、0.05質量%以上であるのがより好ましく、また、耐汚れ性の点で、1質量%以下であるのが好ましく、0.5質量%以下であるのがより好ましい。 The concentration of the inorganic fluorine compound in the aqueous solution is preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.05% by mass or more, from the viewpoint of sufficiently sealing the micropores of the anodized film. Further, in terms of stain resistance, it is preferably 1% by mass or less, and more preferably 0.5% by mass or less.
無機フッ素化合物を含有する水溶液は、更に、リン酸塩化合物を含有するのが好ましい。リン酸塩化合物としては、例えば、アルカリ金属、アルカリ土類金属等の金属のリン酸塩が好適に挙げられる。
具体的には、例えば、リン酸亜鉛、リン酸アルミニウム、リン酸アンモニウム、リン酸水素二アンモニウム、リン酸二水素アンモニウム、リン酸一アンモニウム、リン酸一カリウム、リン酸一ナトリウム、リン酸二水素カリウム、リン酸水素二カリウム、リン酸カルシウム、リン酸水素アンモニウムナトリウム、リン酸水素マグネシウム、リン酸マグネシウム、リン酸第一鉄、リン酸第二鉄、リン酸二水素ナトリウム、リン酸ナトリウム、リン酸水素二ナトリウム、リン酸鉛、リン酸二アンモニウム、リン酸二水素カルシウム、リン酸リチウム、リンタングステン酸、リンタングステン酸アンモニウム、リンタングステン酸ナトリウム、リンモリブデン酸アンモニウム、リンモリブデン酸ナトリウム、亜リン酸ナトリウム、トリポリリン酸ナトリウム、ピロリン酸ナトリウムが挙げられる。中でも、リン酸二水素ナトリウム、リン酸水素二ナトリウム、リン酸二水素カリウム、リン酸水素二カリウムが好ましい。
無機フッ素化合物とリン酸塩化合物の組合せは、特に限定されないが、水溶液が、無機フッ素化合物として、少なくともフッ化ジルコン酸ナトリウムを含有し、リン酸塩化合物として、少なくともリン酸二水素ナトリウムを含有するのが好ましい。
It is preferable that the aqueous solution containing an inorganic fluorine compound further contains a phosphate compound. Suitable examples of the phosphate compound include phosphates of metals such as alkali metals and alkaline earth metals.
Specifically, for example, zinc phosphate, aluminum phosphate, ammonium phosphate, diammonium hydrogen phosphate, ammonium dihydrogen phosphate, monoammonium phosphate, monopotassium phosphate, monosodium phosphate, dihydrogen phosphate Potassium, dipotassium hydrogen phosphate, calcium phosphate, sodium ammonium hydrogen phosphate, magnesium hydrogen phosphate, magnesium phosphate, ferrous phosphate, ferric phosphate, sodium dihydrogen phosphate, sodium phosphate, hydrogen phosphate Disodium, lead phosphate, diammonium phosphate, calcium dihydrogen phosphate, lithium phosphate, phosphotungstic acid, ammonium phosphotungstate, sodium phosphotungstate, ammonium phosphomolybdate, sodium phosphomolybdate, sodium phosphite , Tripolyphosphate Potassium, and sodium pyrophosphate. Among these, sodium dihydrogen phosphate, disodium hydrogen phosphate, potassium dihydrogen phosphate, and dipotassium hydrogen phosphate are preferable.
The combination of the inorganic fluorine compound and the phosphate compound is not particularly limited, but the aqueous solution contains at least sodium zirconate fluoride as the inorganic fluorine compound and contains at least sodium dihydrogen phosphate as the phosphate compound. Is preferred.
水溶液中のリン酸塩化合物の濃度は、耐汚れ性の向上の点で、0.01質量%以上であるのが好ましく、0.1質量%以上であるのがより好ましく、また、溶解性の点で、20質量%以下であるのが好ましく、5質量%以下であるのがより好ましい。 The concentration of the phosphate compound in the aqueous solution is preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.1% by mass or more, from the viewpoint of improving stain resistance, In this respect, it is preferably 20% by mass or less, and more preferably 5% by mass or less.
水溶液中の各化合物の割合は、特に限定されないが、無機フッ素化合物とリン酸塩化合物の質量比が、1/200〜10/1であるのが好ましく、1/30〜2/1であるのがより好ましい。
また、水溶液の温度は、20℃以上であるのが好ましく、40℃以上であるのがより好ましく、また、100℃以下であるのが好ましく、80℃以下であるのがより好ましい。
また、水溶液は、pH1以上であるのが好ましく、pH2以上であるのがより好ましく、また、pH11以下であるのが好ましく、pH5以下であるのがより好ましい。
無機フッ素化合物を含有する水溶液による封孔処理の方法は、特に限定されず、例えば、浸漬法、スプレー法が挙げられる。これらは単独で1回または複数回用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
中でも、浸漬法が好ましい。浸漬法を用いて処理する場合、処理時間は、1秒以上であるのが好ましく、3秒以上であるのがより好ましく、また、100秒以下であるのが好ましく、20秒以下であるのがより好ましい。
The ratio of each compound in the aqueous solution is not particularly limited, but the mass ratio of the inorganic fluorine compound and the phosphate compound is preferably 1/200 to 10/1, and preferably 1/30 to 2/1. Is more preferable.
Further, the temperature of the aqueous solution is preferably 20 ° C. or higher, more preferably 40 ° C. or higher, preferably 100 ° C. or lower, more preferably 80 ° C. or lower.
Further, the aqueous solution preferably has a pH of 1 or more, more preferably has a pH of 2 or more, preferably has a pH of 11 or less, and more preferably has a pH of 5 or less.
A method for sealing with an aqueous solution containing an inorganic fluorine compound is not particularly limited, and examples thereof include an immersion method and a spray method. These may be used alone or in combination, or may be used in combination of two or more.
Of these, the dipping method is preferred. When the treatment is performed using the dipping method, the treatment time is preferably 1 second or longer, more preferably 3 seconds or longer, more preferably 100 seconds or shorter, and 20 seconds or shorter. More preferred.
<水蒸気による封孔処理>
水蒸気による封孔処理は、例えば、加圧または常圧の水蒸気を連続的にまたは非連続的に、陽極酸化皮膜に接触させる方法が挙げられる。
水蒸気の温度は、80℃以上であるのが好ましく、95℃以上であるのがより好ましく、また、105℃以下であるのが好ましい。
水蒸気の圧力は、(大気圧−50mmAq)から(大気圧+300mmAq)までの範囲(1.00×105〜1.043×105Pa)であるのが好ましい。
また、水蒸気を接触させる時間は、1秒以上であるのが好ましく、3秒以上であるのがより好ましく、また、100秒以下であるのが好ましく、20秒以下であるのがより好ましい。
<Sealing treatment with water vapor>
Examples of the sealing treatment with water vapor include a method in which pressurized or normal-pressure water vapor is brought into contact with the anodized film continuously or discontinuously.
The temperature of the water vapor is preferably 80 ° C. or higher, more preferably 95 ° C. or higher, and preferably 105 ° C. or lower.
The water vapor pressure is preferably in the range (1.00 × 10 5 to 1.043 × 10 5 Pa) from (atmospheric pressure−50 mmAq) to (atmospheric pressure + 300 mmAq).
Further, the time for which the water vapor is contacted is preferably 1 second or longer, more preferably 3 seconds or longer, 100 seconds or shorter, more preferably 20 seconds or shorter.
<熱水による封孔処理>
水蒸気による封孔処理は、例えば、陽極酸化皮膜を形成させたアルミニウム板を熱水に浸漬させる方法が挙げられる。
熱水は、無機塩(例えば、リン酸塩)または有機塩を含有していてもよい。
熱水の温度は、80℃以上であるのが好ましく、95℃以上であるのがより好ましく、また、100℃以下であるのが好ましい。
また、熱水に浸漬させる時間は、1秒以上であるのが好ましく、3秒以上であるのがより好ましく、また、100秒以下であるのが好ましく、20秒以下であるのがより好ましい。
<Sealing treatment with hot water>
Examples of the sealing treatment with water vapor include a method of immersing an aluminum plate on which an anodized film is formed in hot water.
The hot water may contain an inorganic salt (for example, phosphate) or an organic salt.
The temperature of the hot water is preferably 80 ° C. or higher, more preferably 95 ° C. or higher, and preferably 100 ° C. or lower.
Further, the time of immersion in hot water is preferably 1 second or longer, more preferably 3 seconds or longer, more preferably 100 seconds or shorter, and even more preferably 20 seconds or shorter.
<親水化処理>
親水化処理としては、米国特許第2,714,066号、同第3,181,461号、同第3,280,734号および同第3,902,734号の各明細書に記載されているようなアルカリ金属シリケート法がある。この方法においては、支持体をケイ酸ナトリウム等の水溶液で浸漬処理し、または電解処理する。そのほかに、特公昭36−22063号公報に記載されているフッ化ジルコン酸カリウムで処理する方法、米国特許第3,276,868号、同第4,153,461号および同第4,689,272号の各明細書に記載されているようなポリビニルホスホン酸で処理する方法等が挙げられる。
<Hydrophilic treatment>
The hydrophilization treatment is described in US Pat. Nos. 2,714,066, 3,181,461, 3,280,734, and 3,902,734. There are such alkali metal silicate methods. In this method, the support is immersed in an aqueous solution such as sodium silicate or electrolytically treated. In addition, the treatment with potassium zirconate fluoride described in JP-B 36-22063, U.S. Pat. Nos. 3,276,868, 4,153,461 and 4,689, And a method of treating with polyvinylphosphonic acid as described in each specification of No.272.
基板は、中心線平均粗さが0.10〜1.2μmであるのが好ましい。この範囲で、下塗り層との良好な密着性と良好な汚れ難さが得られる。 The substrate preferably has a center line average roughness of 0.10 to 1.2 μm. Within this range, good adhesion to the undercoat layer and good stain resistance can be obtained.
本発明で用いられるガラス板としては、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化チタン、酸化スズ、酸化ジルコニウム、酸化ナトリウム、酸化アンチモン、酸化インジウム、酸化ビスマス、酸化イットリウム、酸化セリウム、酸化亜鉛、ITO(Indium Tin Oxide)等の金属性酸化物;フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム、フッ化ランタン、フッ化セリウム、フッ化リチウム、フッ化トリウム等の金属ハロゲン化物;などで形成した無機化合物層を備えたガラス板を挙げることができる。また目的に応じ、フロート板ガラス、型板ガラス、スリ板ガラス、網入ガラス、線入ガラス、強化ガラス、合わせガラス、複層ガラス、真空ガラス、防犯ガラス、高断熱Low−E複層ガラスを使用することができる。また素板ガラスのまま、前記下塗り層および上塗り層を塗設できるが、必要に応じ、下塗り層および上塗り層の密着性を向上させる目的で、片面又は両面に、酸化法や粗面化法等により表面親水化処理を施すことができる。上記酸化法としては、例えばコロナ放電処理、グロー放電処理、クロム酸処理(湿式)、火炎処理、熱風処理、オゾン・紫外線照射処理等が挙げられる。粗面化法としては、サンドブラスト、ブラシ研磨等により機械的に粗面化することもできる。 Examples of the glass plate used in the present invention include silicon oxide, aluminum oxide, magnesium oxide, titanium oxide, tin oxide, zirconium oxide, sodium oxide, antimony oxide, indium oxide, bismuth oxide, yttrium oxide, cerium oxide, zinc oxide, ITO A metal oxide such as (Indium Tin Oxide); a metal halide such as magnesium fluoride, calcium fluoride, lanthanum fluoride, cerium fluoride, lithium fluoride, thorium fluoride; Glass plates can be mentioned. Depending on the purpose, float plate glass, mold plate glass, ground glass, wire-filled glass, wire-filled glass, tempered glass, laminated glass, double-glazed glass, vacuum glass, security glass, highly heat-insulated Low-E double-glazed glass should be used. Can do. In addition, the undercoat layer and the overcoat layer can be coated with the base glass as it is, but if necessary, for the purpose of improving the adhesion of the undercoat layer and the overcoat layer, on one side or both sides by an oxidation method or a roughening method, etc. Surface hydrophilization treatment can be performed. Examples of the oxidation method include corona discharge treatment, glow discharge treatment, chromic acid treatment (wet), flame treatment, hot air treatment, ozone / ultraviolet irradiation treatment, and the like. As a roughening method, it can also be mechanically roughened by sandblasting, brush polishing or the like.
無機化合物層は、単層あるいは多層構成とすることができる。無機化合物層はその厚みによって、光透過性を維持させることもでき、また、反射防止層として作用させることもできる。無機化合物層の形成方法としては、例えば、ディップコーティング法、スピンコーティング法、フローコーティング法、スプレーコーティング法、ロールコーティング法、グラビアコーティング法などの塗布法、真空蒸着法、反応性蒸着法、イオンビームアシスト法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の物理蒸着法(PVD)、化学蒸着法(CVD)をはじめとする気相法など公知の方法を適用することができる。 The inorganic compound layer can have a single layer structure or a multilayer structure. Depending on the thickness of the inorganic compound layer, the light transmittance can be maintained, and the inorganic compound layer can also function as an antireflection layer. Examples of the inorganic compound layer forming method include dip coating method, spin coating method, flow coating method, spray coating method, roll coating method, gravure coating method, etc., vacuum deposition method, reactive deposition method, ion beam A known method such as a physical vapor deposition method (PVD) such as an assist method, a sputtering method, or an ion plating method, or a vapor phase method such as a chemical vapor deposition method (CVD) can be applied.
親水性樹脂としては、たとえば、ポリビニルアルコール(PVA)、セルロース系樹脂〔メチルセルロース(MC)、ヒドロキシエチルセルロース(HEC)、カルボキシメチルセルロース(CMC)、等〕、キチン類、キトサン類、デンプン、エーテル結合を有する樹脂〔ポリエチレンオキサイド(PEO)、ポリエチレングリコール(PEG)、ポリビニルエーテル(PVE)等〕、カルバモイル基を有する樹脂〔ポリアクリルアミド(PAAM)、ポリビニルピロリドン(PVP)、等〕等が挙げられる。また、カルボキシル基を有するポリアクリル酸塩、マレイン酸樹脂、アルギン酸塩、ゼラチン類等も挙げることができる。
上記の中でも、ポリビニルアルコール系樹脂、セルロース系樹脂、エーテル結合を有する樹脂、カルバモイル基を有する樹脂、カルボキシル基を有する樹脂、及びゼラチン類から選ばれる少なくとも1種が好ましく、特に、ポリビニルアルコール(PVA)系樹脂、ゼラチン類が好ましい。
Examples of hydrophilic resins include polyvinyl alcohol (PVA), cellulose resins [methyl cellulose (MC), hydroxyethyl cellulose (HEC), carboxymethyl cellulose (CMC), etc.], chitins, chitosans, starch, and ether bonds. Examples thereof include resins [polyethylene oxide (PEO), polyethylene glycol (PEG), polyvinyl ether (PVE), etc.], resins having a carbamoyl group [polyacrylamide (PAAM), polyvinyl pyrrolidone (PVP), etc.], and the like. Moreover, the polyacrylic acid salt which has a carboxyl group, maleic acid resin, alginate, gelatins, etc. can also be mentioned.
Among these, at least one selected from polyvinyl alcohol resins, cellulose resins, resins having an ether bond, resins having a carbamoyl group, resins having a carboxyl group, and gelatins is preferable, and in particular, polyvinyl alcohol (PVA) Of these, gelatin resins are preferred.
水分散性ラテックスとしては、アクリル系ラテックス、ポリエステル系ラテックス、NBR樹脂、ポリウレタン系ラテックス、ポリ酢酸ビニル系ラテックス、SBR樹脂、ポリアミド系ラテックス等が挙げられる。中でも、アクリル系ラテックスが好ましい。
上記の親水性樹脂及び水分散性ラテックスは、各々一種単独で用いるほか二種以上を併用してもよく、親水性樹脂と水分散性ラテックスとを併用してもよい。
また、上記親水性樹脂や水分散性ラテックスを架橋する架橋剤を用いても良い。
本発明に適応可能な架橋剤としては、公知の熱により架橋を形成する架橋剤を用いることができる。一般的な熱架橋剤としては、「架橋剤ハンドブック」山下晋三、金子東助著、大成社刊(1981)に記載されているものがある。本発明に用いられる架橋剤の官能基数は2個以上で、且つ、親水性樹脂や水分散性ラテックスと有効に架橋可能ならば特に制限はない。具体的な熱架橋剤としては、ポリアクリル酸等のポリカルボン酸、ポリエチレンイミン等のアミン化合物、エチレンまたはプロピレングリコールジグリシジルエーテル、テトラエチレングリコールジグリシジルエーテル、ノナエチレンチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレンまたはポリプロピレングリコールグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、ソルビトールポリグリシジルエーテル等のポリエポキシ化合物、グリオキザル、テレフタルアルデヒドなどのポリアルデヒド化合物、トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ジフェニルメタンイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルイソシアネート、シクロヘキシルジイソシアネート、シクロヘキサンフェニレンジイソシアネート、ナフタレン−1,5−ジイソシアネート、イソプロピルベンゼン−2,4−ジイソシアネート、ポリプロピレングリコール/トリレンジイソシアネート付加反応物などのポリイソシアネート化合物、ブロックポリイソシアネート化合物、テトラアルコキンシランなどのシランカップリング剤、アルミニウム、銅、鉄(III)のアセチルアセトナートなどの金属架橋剤、トリメチロールメラミン、ペンタエリスリトールなどのポリメチロール化合物、などが挙げられる。これらの熱架橋剤のなかでも、塗布溶液の調液のしやすさ、作製した親水性層の親水性低下を防止するという観点から水溶性の架橋剤であることが好ましい。
前記親水性樹脂及び/又は水分散性ラテックスの、下塗り層中における総量としては、0.01〜20g/m2 が好ましく、0.1〜10g/m2 がより好ましい。
Examples of the water-dispersible latex include acrylic latex, polyester latex, NBR resin, polyurethane latex, polyvinyl acetate latex, SBR resin, polyamide latex and the like. Among these, acrylic latex is preferable.
The above hydrophilic resin and water-dispersible latex may be used alone or in combination of two or more, or a hydrophilic resin and a water-dispersible latex may be used in combination.
Moreover, you may use the crosslinking agent which bridge | crosslinks the said hydrophilic resin and water-dispersible latex.
As a cross-linking agent applicable to the present invention, a cross-linking agent that forms a cross-link by known heat can be used. General thermal crosslinking agents include those described in “Crosslinking agent handbook” by Shinzo Yamashita, Tosuke Kaneko, published by Taiseisha (1981). The number of functional groups of the crosslinking agent used in the present invention is not particularly limited as long as it is 2 or more and can be effectively crosslinked with a hydrophilic resin or water-dispersible latex. Specific examples of the thermal crosslinking agent include polycarboxylic acids such as polyacrylic acid, amine compounds such as polyethyleneimine, ethylene or propylene glycol diglycidyl ether, tetraethylene glycol diglycidyl ether, nonaethylene ethylene glycol diglycidyl ether, polyethylene or Polyepoxy compounds such as polypropylene glycol glycidyl ether, neopentyl glycol diglycidyl ether, 1,6-hexanediol diglycidyl ether, trimethylolpropane triglycidyl ether, sorbitol polyglycidyl ether, polyaldehyde compounds such as glyoxal and terephthalaldehyde, tri Range isocyanate, hexamethylene diisocyanate, diphenylmethane isocyanate, xylylene Polyisocyanate compounds such as isocyanate, polymethylene polyphenyl isocyanate, cyclohexyl diisocyanate, cyclohexane phenylene diisocyanate, naphthalene-1,5-diisocyanate, isopropylbenzene-2,4-diisocyanate, polypropylene glycol / tolylene diisocyanate addition reaction product, block polyisocyanate Examples thereof include compounds, silane coupling agents such as tetraalkoxysilane, metal cross-linking agents such as acetylacetonate of aluminum, copper and iron (III), and polymethylol compounds such as trimethylolmelamine and pentaerythritol. Among these thermal cross-linking agents, a water-soluble cross-linking agent is preferable from the viewpoint of easy preparation of the coating solution and prevention of a decrease in hydrophilicity of the produced hydrophilic layer.
Wherein the hydrophilic resin and / or water-dispersible latex total amount in the undercoat layer is preferably from 0.01 to 20 g / m 2, 0.1 to 10 g / m 2 is more preferable.
〔親水性部材使用時の層構成〕
本発明の親水性部材を、防汚性及び/または防曇性効果の発現を期待して使用する場合、その目的、形態、使用場所に応じ、適宜別の層を付加して使用することができる。以下に必要に応じ付加される層構成について述べる。
[Layer structure when using hydrophilic members]
When the hydrophilic member of the present invention is used in anticipation of the appearance of antifouling and / or antifogging effects, it may be used by appropriately adding another layer depending on the purpose, form and place of use. it can. The layer structure added as needed is described below.
1)接着層
本発明の親水性部材を、別の基板上に貼り付けて使用する場合、基板の裏面に、接着層として、感圧接着剤である粘着剤が好ましく用いられる。粘着剤としては、ゴム系粘着剤、アクリル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ビニルエーテル系、スチレン系粘着剤などの一般的に粘着シートに用いられるものが使用できる。
光学的に透明なものが必要な場合は光学用途向けの粘着剤が選ばれる。着色、半透明、マット調などの模様が必要な場合は、基板における模様付けのほかに粘着剤に、染料、有機や無機の微粒子を添加して効果を出すことも行うことができる。
粘着付与剤が必要な場合、樹脂、例えば、ロジン系樹脂、テルペン系樹脂、石油系樹脂、スチレン系樹脂およびこれらの水素添加物などの接着付与樹脂を1種類または混合して用いることができる。
本発明で用いられる粘着剤の粘着力は一般に言われる強粘着であり、200g/25mm以上、好ましくは300g/25mm以上、さらに好ましくは400g/25mm以上である。なお、ここでいう粘着力はJIS Z 0237 に準拠し、180度剥離試験によって測定した値である。
1) Adhesive layer When the hydrophilic member of the present invention is used by being affixed on another substrate, a pressure-sensitive adhesive that is a pressure-sensitive adhesive is preferably used as an adhesive layer on the back surface of the substrate. As an adhesive, what is generally used for an adhesive sheet, such as a rubber adhesive, an acrylic adhesive, a silicone adhesive, a vinyl ether adhesive, and a styrene adhesive, can be used.
When an optically transparent material is required, an adhesive for optical use is selected. When a pattern such as coloring, translucency, or matte tone is required, in addition to patterning on the substrate, a dye, organic or inorganic fine particles can be added to the adhesive to produce an effect.
When a tackifier is required, a resin, for example, a rosin-based resin, a terpene-based resin, a petroleum-based resin, a styrene-based resin, or an adhesion-imparting resin such as a hydrogenated product thereof can be used alone or in combination.
The adhesive strength of the pressure-sensitive adhesive used in the present invention is generally called strong adhesion, and is 200 g / 25 mm or more, preferably 300 g / 25 mm or more, more preferably 400 g / 25 mm or more. In addition, the adhesive force here is based on JIS Z 0237 and is a value measured by a 180 degree peel test.
2)離型層
本発明の親水性部材が前記の接着層を有する場合には、さらに離型層を付加することができる。離型層には、離型性をもたせるために、離型剤を含有させることが好ましい。離型剤しては、一般的に、ポリオルガノシロキサンからなるシリコーン系離型剤、フッ素系化合物、ポリビニルアルコールの長鎖アルキル変性物、ポリエチレンイミンの長鎖アルキル変性物等が用いることができる。また、ホットメルト型離型剤、ラジカル重合、カチオン重合、重縮合反応等により離型性モノマーを硬化させるモノマー型離型剤などの各種の離型剤や、この他、アクリル−シリコーン系共重合樹脂、アクリル−フッ素系共重合樹脂、及びウレタン−シリコーン−フッ素系共重合樹脂などの共重合系樹脂、並びに、シリコーン系樹脂とアクリル系樹脂との樹脂ブレンド、フッ素系樹脂とアクリル系樹脂との樹脂ブレンドが用いられる。また、フッ素原子及び/又はケイ素原子のいずれかの原子と、活性エネルギー線重合性基含有化合物を含む硬化性組成物を、硬化して得られるハードコート離型層としてもよい。
2) Release layer When the hydrophilic member of the present invention has the adhesive layer, a release layer can be further added. The release layer preferably contains a release agent in order to give release properties. As the release agent, generally, a silicone release agent composed of polyorganosiloxane, a fluorine compound, a long-chain alkyl modified product of polyvinyl alcohol, a long-chain alkyl modified product of polyethyleneimine, and the like can be used. In addition, various release agents such as a hot melt type release agent, a monomer type release agent that cures a release monomer by radical polymerization, cationic polymerization, polycondensation reaction, etc., and other, acrylic-silicone copolymer Resin, acrylic-fluorine-based copolymer resin, and copolymer-based resin such as urethane-silicone-fluorine-based copolymer resin, and resin blends of silicone-based resin and acrylic-based resin, fluorine-based resin and acrylic-based resin A resin blend is used. Moreover, it is good also as a hard-coat release layer obtained by hardening | curing the curable composition containing either an atom of a fluorine atom and / or a silicon atom, and an active energy ray polymeric group containing compound.
3)その他の層
上塗り層(親水性層)の上に、保護層を設けてもよい。保護層は、ハンドリング時や輸送時、保管時などの親水性表面の傷つきや、汚れ物質の付着による親水性の低下を防止する機能を有する。保護層としては、上記離型層に用いた親水性ポリマー層を使用することができる。保護層は、親水性部材を適切な基板へ貼り付けた後には剥がされる。
3) Other layers A protective layer may be provided on the topcoat layer (hydrophilic layer). The protective layer has a function of preventing damage to the hydrophilic surface during handling, transportation, storage, and the like, and deterioration of hydrophilicity due to adhesion of dirt substances. As the protective layer, the hydrophilic polymer layer used in the release layer can be used. The protective layer is peeled off after the hydrophilic member is attached to a suitable substrate.
〔構造体の形態〕
本発明の親水性層を有する構造体は、シート状、ロール状あるいはリボン状の形態で供給されてもよく、適切な基板に貼り付けるために、あらかじめカットされたもとして供給することもできる。
[Form of structure]
The structure having the hydrophilic layer of the present invention may be supplied in the form of a sheet, a roll, or a ribbon, or may be supplied as a pre-cut material for attaching to a suitable substrate.
本発明の親水性層を塗設した親水性部材は、窓ガラス等に適用(使用、貼り付け)する場合、視界確保の観点から透明性が重要である。本発明の親水性層は、透明性に優れ、膜厚が厚くても透明度が損なわれず、耐久性との両立が可能である。本発明の親水性層の厚さは、0.01μm〜100μmが好ましく、0.05μm〜50μmがさらに好ましく、0.1μm〜20μmが最も好ましい。膜厚が0.01μm以上の場合は、十分な親水性、耐久性が得ら好ましく、膜厚が100μm以下の場合は、クラックが入るなど製膜性に問題を来たすことがなく、好ましい。
本発明の親水性層の乾燥塗布量を好ましくは0.01g/m2〜100g/m2、より好ましくは0.02g/m2〜80g/m2、特に好ましくは0.05g/m2〜50g/m2とすることで、上記の膜厚を得ることができる。
また、下塗り層の厚さは、0.01μm〜100μmが好ましく、0.02μm〜80μmがさらに好ましく、0.05μm〜50μmが特に好ましい。
下塗り層組成物の乾燥塗布量を好ましくは0.01g/m2〜100g/m2、より好ましくは0.02g/m2〜80g/m2、特に好ましくは0.05g/m2〜50g/m2とすることで、上記の膜厚を得ることができる。
透明性は、分光光度計で可視光領域(400nm〜800nm)の光透過率を測定し評価する。光透過率が100%〜70%が好ましく、95%〜75%がより好ましく、95%〜80%の範囲にあることが最も好ましい。この範囲にあることによって、視界をさえぎることなく、親水性層を塗設した親水性部材を各種用途に適用することができる。
When the hydrophilic member coated with the hydrophilic layer of the present invention is applied (used or attached) to a window glass or the like, transparency is important from the viewpoint of ensuring visibility. The hydrophilic layer of the present invention is excellent in transparency, and even when the film thickness is large, the transparency is not impaired and compatibility with durability is possible. The thickness of the hydrophilic layer of the present invention is preferably 0.01 μm to 100 μm, more preferably 0.05 μm to 50 μm, and most preferably 0.1 μm to 20 μm. When the film thickness is 0.01 μm or more, it is preferable to obtain sufficient hydrophilicity and durability, and when the film thickness is 100 μm or less, there is no problem in film forming properties such as cracks, which is preferable.
The dry coating amount of the hydrophilic layer of the present invention is preferably 0.01 g / m 2 to 100 g / m 2 , more preferably 0.02 g / m 2 to 80 g / m 2 , and particularly preferably 0.05 g / m 2 to. By setting it to 50 g / m 2 , the above film thickness can be obtained.
The thickness of the undercoat layer is preferably 0.01 μm to 100 μm, more preferably 0.02 μm to 80 μm, and particularly preferably 0.05 μm to 50 μm.
Preferably the dry coating amount of the undercoat layer composition 0.01g / m 2 ~100g / m 2 , more preferably 0.02g / m 2 ~80g / m 2 , particularly preferably 0.05g / m 2 ~50g / By setting m 2 , the above film thickness can be obtained.
Transparency is evaluated by measuring the light transmittance in the visible light region (400 nm to 800 nm) with a spectrophotometer. The light transmittance is preferably 100% to 70%, more preferably 95% to 75%, and most preferably in the range of 95% to 80%. By being in this range, the hydrophilic member provided with a hydrophilic layer can be applied to various applications without obstructing the field of view.
本発明の親水性部材は、上記のように、下塗り層用組成物および親水性組成物を、適切な基板上に塗布し、加熱、乾燥して表面親水性層を形成することで得ることができる。
下塗り層用組成物および親水性組成物の塗布方法は、公知の塗布方法を採用でき、例えばスプレーコーティング法、ディップコーティング法、フローコーティング法、スピンコーティング法、ロールコーティング法、フィルムアプリケーター法、スクリーン印刷法、バーコーター法、刷毛塗り、スポンジ塗り等の方法が適用できる。
As described above, the hydrophilic member of the present invention can be obtained by applying the composition for the undercoat layer and the hydrophilic composition on a suitable substrate, heating and drying to form a surface hydrophilic layer. it can.
As a method for applying the composition for the undercoat layer and the hydrophilic composition, a known coating method can be adopted, for example, spray coating method, dip coating method, flow coating method, spin coating method, roll coating method, film applicator method, screen printing. Methods such as coating, bar coating, brush coating, and sponge coating can be applied.
本発明の親水性部材が適用可能なものとしては、例えば、防曇効果を期待する場合には透明なものであり、透明なガラス基板または透明なプラスチック基板、レンズ、プリズム、鏡等である。
ガラスとしては、ソーダガラス、鉛ガラス、硼珪酸ガラスなどの何れのガラスを使用しても良い。また目的に応じ、フロート板ガラス、型板ガラス、スリ板ガラス、網入ガラス、線入ガラス、強化ガラス、合わせガラス、複層ガラス、真空ガラス、防犯ガラス、高断熱Low−E複層ガラスを使用することができる。
防曇効果を有する部材が適用可能な用途としては、車両用バックミラー、浴室用鏡、洗面所用鏡、歯科用鏡、道路鏡のような鏡;眼鏡レンズ、光学レンズ、写真機レンズ、内視鏡レンズ、照明用レンズ、半導体用レンズ、複写機用レンズのようなレンズ;プリズム;建物や監視塔の窓ガラス;その他建材用ガラス;自動車、鉄道車両、航空機、船舶、潜水艇、雪上車、ロープウエイのゴンドラ、遊園地のゴンドラ、種々の乗物の窓ガラス;自動車、鉄道車両、航空機、船舶、潜水艇、雪上車、スノーモービル、オートバイ、ロープウエイのゴンドラ、遊園地のゴンドラ、種々の乗物の風防ガラス;防護用ゴーグル、スポーツ用ゴーグル、防護用マスクのシールド、スポーツ用マスクのシールド、ヘルメットのシールド、冷凍食品陳列ケースのガラス;計測機器のカバーガラス、及び上記物品表面に貼付させるためのフィルムを含む。最も好ましい用途は、自動車用及び建材用のガラスである。
The hydrophilic member of the present invention can be applied to, for example, a transparent glass substrate or a transparent plastic substrate, a lens, a prism, a mirror or the like when an antifogging effect is expected.
As the glass, any glass such as soda glass, lead glass and borosilicate glass may be used. Depending on the purpose, float plate glass, mold plate glass, ground glass, wire-filled glass, wire-filled glass, tempered glass, laminated glass, double-glazed glass, vacuum glass, security glass, highly heat-insulated Low-E double-glazed glass should be used. Can do.
Applications that can be applied with anti-fogging effects include vehicle rearview mirrors, bathroom mirrors, toilet mirrors, dental mirrors, mirrors such as road mirrors; spectacle lenses, optical lenses, camera lenses, internal vision Lenses such as mirror lenses, illumination lenses, semiconductor lenses, and copier lenses; prisms; window glass for buildings and surveillance towers; other building glass; automobiles, railway vehicles, aircraft, ships, submersibles, snow vehicles, Ropeway gondola, amusement park gondola, various vehicle windows; automobiles, rail cars, aircraft, ships, submersibles, snow vehicles, snowmobiles, motorcycles, ropeway gondola, amusement park gondola, various vehicle windshields Glass; protective goggles, sports goggles, protective mask shield, sports mask shield, helmet shield, frozen food display case Las; cover glass measuring instruments, and films to be attached to the article surface. The most preferred application is glass for automobiles and building materials.
また、本発明の表面親水性部材に防汚効果を期待する場合には、その基板は、例えば、ガラス、プラスチック以外にも、金属、セラミックス、木、石、セメント、コンクリート、繊維、布帛、紙、それらの組合せ、それらの積層体が、いずれも好適に利用できる。
防汚効果を有する部材が適用可能な用途としては、建材、外壁や屋根のような建物外装、建物内装、窓枠、窓ガラス、構造部材、自動車、鉄道車両、航空機、船舶、自転車、オートバイのような乗物の外装及び塗装、機械装置や物品の外装、防塵カバー及び塗装、交通標識、各種表示装置、広告塔、道路用防音壁、鉄道用防音壁、橋梁、ガードレールの外装及び塗装、トンネル内装及び塗装、碍子、太陽電池カバー、太陽熱温水器集熱カバー、ビニールハウス、車両用照明灯のカバー、住宅設備、便器、浴槽、洗面台、照明器具、照明カバー、台所用品、食器、食器洗浄器、食器乾燥器、流し、調理レンジ、キッチンフード、換気扇、及び上記物品表面に貼付させるためのフィルムを含む。
看板、交通標識、防音壁、ビニールハウス、碍子、乗物用カバー、テント材、反射板、雨戸、網戸、太陽電池用カバー、太陽熱温水器等の集熱器用カバー、街灯、舗道、屋外照明、人工滝・人工噴水用石材・タイル、橋、温室、外壁材、壁間や硝子間のシーラー、ガードレール、ベランダ、自動販売機、エアコン室外機、屋外ベンチ、各種表示装置、シャッター、料金所、料金ボックス、屋根樋、車両用ランプ保護カバー、防塵カバー及び塗装、機械装置や物品の塗装、広告塔の外装及び塗装、構造部材、住宅設備、便器、浴槽、洗面台、照明器具、台所用品、食器、食器乾燥器、流し、調理レンジ、キッチンフード、換気扇、窓レール、窓枠、トンネル内壁、トンネル内照明、窓サッシ、熱交換器用放熱フィン、舗道、浴室用洗面所用鏡、ビニールハウス天井、洗面化粧台、自動車ボディ、及びそれら物品に貼着可能なフィルム、ワッペン等を含む。
雪国用屋根材、アンテナ、送電線等への適用も可能であり、その際は、着雪防止性にも優れた特性が得られる。
When the surface hydrophilic member of the present invention is expected to have an antifouling effect, the substrate is made of, for example, metal, ceramics, wood, stone, cement, concrete, fiber, fabric, paper in addition to glass and plastic. , Combinations thereof, and laminates thereof can be suitably used.
Applications with antifouling components include building materials, building exteriors such as exterior walls and roofs, building interiors, window frames, window glass, structural members, automobiles, railway vehicles, aircraft, ships, bicycles, motorcycles Exterior and painting of such vehicles, machinery and equipment exteriors, dust covers and coatings, traffic signs, various display devices, advertising towers, road noise barriers, railway noise barriers, bridges, guardrail exteriors and coatings, tunnel interiors And paint, insulators, solar battery covers, solar water heater heat collector covers, greenhouses, vehicle lighting cover, housing equipment, toilets, bathtubs, sinks, lighting fixtures, lighting covers, kitchenware, dishes, dishwashers A dish dryer, a sink, a cooking range, a kitchen hood, a ventilation fan, and a film to be attached to the surface of the article.
Signs, traffic signs, noise barriers, plastic houses, insulators, vehicle covers, tent materials, reflectors, shutters, screen doors, solar battery covers, solar water heater and other heat collector covers, street lights, pavements, outdoor lighting, artificial Waterfalls / artificial fountain stones / tiles, bridges, greenhouses, exterior walls, sealers between walls and glass, guardrails, verandas, vending machines, air conditioner outdoor units, outdoor benches, various display devices, shutters, toll booths, price boxes , Roof lamps, vehicle lamp protection covers, dust covers and coatings, painting of machinery and equipment, exterior and coating of advertising towers, structural members, housing equipment, toilets, bathtubs, washstands, lighting equipment, kitchenware, tableware, Tableware dryer, sink, cooking range, kitchen hood, ventilation fan, window rail, window frame, tunnel inner wall, tunnel lighting, window sash, heat exchanger fins, pavement, bathroom toilet mirror, Neil House ceiling, including vanity, an automobile body, and the liquid to be attached for allowing the film to them the goods, the emblem and the like.
It can also be applied to snow country roofing materials, antennas, power transmission lines, and the like, and in that case, characteristics excellent in snow accretion prevention can be obtained.
また本発明の表面親水性部材に水等の速乾性を期待する場合にも、その基材は、例えば、ガラス、プラスチック以外にも、金属、セラミックス、木、石、セメント、コンクリート、繊維、布帛、紙、それらの組合せ、それらの積層体が、いずれも好適に利用できる。水等の速乾性効果を有する部材が適用可能な用途としては、建材、外壁や屋根のような建物外装、建物内装、窓枠、窓ガラス、構造部材、自動車、鉄道車両、航空機、船舶、自転車、オートバイのような乗物の外装及び塗装、機械装置や物品の外装、防塵カバー及び塗装、交通標識、各種表示装置、広告塔、道路用防音壁、鉄道用防音壁、橋梁、ガードレールの外装及び塗装、トンネル内装及び塗装、碍子、太陽電池カバー、太陽熱温水器集熱カバー、ビニールハウス、車両用照明灯のカバー、住宅設備、便器、浴槽、洗面台、照明器具、照明カバー、台所用品、食器、食器洗浄器、食器乾燥器、流し、調理レンジ、キッチンフード、換気扇、及び上記物品表面に貼付させるためのフィルムを含む。
看板、交通標識、防音壁、ビニールハウス、碍子、乗物用カバー、テント材、反射板、雨戸、網戸、太陽電池用カバー、太陽熱温水器等の集熱器用カバー、街灯、舗道、屋外照明、人工滝・人工噴水用石材・タイル、橋、温室、外壁材、壁間や硝子間のシーラー、ガードレール、ベランダ、自動販売機、エアコン室外機、屋外ベンチ、各種表示装置、シャッター、料金所、料金ボックス、屋根樋、車両用ランプ保護カバー、防塵カバー及び塗装、機械装置や物品の塗装、広告塔の外装及び塗装、構造部材、住宅設備、便器、浴槽、洗面台、照明器具、台所用品、食器、食器乾燥器、流し、調理レンジ、キッチンフード、換気扇、窓レール、窓枠、トンネル内壁、トンネル内照明、窓サッシ、熱交換器用放熱フィン、舗道、浴室用洗面所用鏡、ビニールハウス天井、洗面化粧台、自動車ボディ、及びそれら物品に貼着可能なフィルム、ワッペン等を含む。またこれらの用途に使用される製品を製造する工程において乾燥工程を有する場合は乾燥時間が短縮でき生産性が向上する効果も期待できる。
In addition, when the surface hydrophilic member of the present invention is expected to have quick drying properties such as water, the base material may be, for example, metal, ceramics, wood, stone, cement, concrete, fiber, fabric in addition to glass and plastic. , Paper, combinations thereof, and laminates thereof can be suitably used. Applications that can be applied to members that have a quick-drying effect such as water include building materials, building exteriors such as outer walls and roofs, building interiors, window frames, window glass, structural members, automobiles, railway vehicles, aircraft, ships, and bicycles. , Exteriors and paintings of vehicles such as motorcycles, exteriors of machinery and articles, dust covers and paintings, traffic signs, various display devices, advertising towers, noise barriers for roads, noise barriers for railways, bridges, guard rails and paintings , Tunnel interior and painting, insulator, solar battery cover, solar water heater heat collection cover, plastic house, vehicle lighting cover, housing equipment, toilet, bathtub, wash basin, lighting fixture, lighting cover, kitchenware, tableware, It includes a dishwasher, a dish dryer, a sink, a cooking range, a kitchen hood, a ventilation fan, and a film for application to the surface of the article.
Signs, traffic signs, noise barriers, plastic houses, insulators, vehicle covers, tent materials, reflectors, shutters, screen doors, solar battery covers, solar water heater and other heat collector covers, street lights, pavements, outdoor lighting, artificial Waterfalls / artificial fountain stones / tiles, bridges, greenhouses, exterior walls, sealers between walls and glass, guardrails, verandas, vending machines, air conditioner outdoor units, outdoor benches, various display devices, shutters, toll booths, price boxes , Roof lamps, vehicle lamp protection covers, dust covers and coatings, painting of machinery and equipment, exterior and coating of advertising towers, structural members, housing equipment, toilets, bathtubs, washstands, lighting equipment, kitchenware, tableware, Tableware dryer, sink, cooking range, kitchen hood, ventilation fan, window rail, window frame, tunnel inner wall, tunnel lighting, window sash, heat exchanger fins, pavement, bathroom toilet mirror, Neil House ceiling, including vanity, an automobile body, and the liquid to be attached for allowing the film to them the goods, the emblem and the like. Further, in the case of having a drying process in the process of manufacturing products used for these applications, the drying time can be shortened and the productivity can be expected to be improved.
上記用途の中でも、本発明に係る親水性部材は、フィン材であることが好ましく、アルミニウム製フィン本体を有するフィン材であることが好ましい。すなわち、本発明のフィン材は、フィン本体(好ましくはアルミニウム製フィン本体)と、フィン本体の表面の少なくとも一部に設けられた親水性層とを具備するフィン材であって、前記親水性層は、本発明に係る親水性膜形成用組成物が塗設されてなる。
室内エアコンや自動車エアコン等の熱交換器等に用いられるアルミニウム製フィン材(アルミニウム製フィン本体そのもの)は、冷房時に発生する凝集水が水滴となりフィン間にとどまることで水のブリッジが発生し、冷房能力が低下する。またフィン間に埃などが付着することでも、同様に冷房能力が低下する。これらの問題に対し、本発明の親水性膜形成用組成物がフィン本体に塗設されてなるフィン材によれば、親水性、防汚性、及びそれらの持続性に優れたフィン材が得られる。
本発明に係るフィン材は、パルミチン酸に1時間曝気、30分水洗、30分乾燥を5サイクル繰返した後の水接触角が40°以下であることが好ましい。
Among the above uses, the hydrophilic member according to the present invention is preferably a fin material, and is preferably a fin material having an aluminum fin main body. That is, the fin material of the present invention is a fin material comprising a fin main body (preferably an aluminum fin main body) and a hydrophilic layer provided on at least a part of the surface of the fin main body. Is formed by coating the composition for forming a hydrophilic film according to the present invention.
Aluminum fin material (aluminum fin body itself) used in heat exchangers such as indoor air conditioners and automobile air conditioners causes water droplets to form water droplets and stay between the fins, resulting in water bridges. Ability is reduced. In addition, the adhering of dust or the like between the fins similarly reduces the cooling capacity. To solve these problems, the fin material in which the composition for forming a hydrophilic film of the present invention is applied to the fin body provides a fin material excellent in hydrophilicity, antifouling property, and sustainability thereof. It is done.
The fin material according to the present invention preferably has a water contact angle of 40 ° or less after 5 cycles of 1-hour aeration, 30-minute water washing, and 30-minute drying of palmitic acid.
フィン材のフィン本体に用いられるアルミニウムとしては、表面が脱脂されたもの、必要に応じて化成処理されたアルミニウム板を挙げることができる。アルミニウム製のフィン本体材は、表面が化成処理されていることが親水化処理皮膜の付着性、耐食性などの点から好適である。上記化成処理としては、例えば、クロメート処理を挙げることができ、その代表例として、アルカリ塩−クロム酸塩法(B.V.法、M.B.V.法、E.W.法、アルロック法、ピルミン法)、クロム酸法、クロメート法、リン酸クロム酸法などの処理法、及びクロム酸クロムを主体とした組成物による無水洗塗布型処理法などが挙げられる。 Examples of the aluminum used for the fin body of the fin material include a degreased surface and an aluminum plate subjected to chemical conversion treatment as necessary. It is preferable that the surface of the fin body material made of aluminum is subjected to a chemical conversion treatment from the viewpoint of adhesion of the hydrophilic treatment film, corrosion resistance, and the like. Examples of the chemical conversion treatment include chromate treatment, and typical examples thereof include alkali salt-chromate method (BV method, MBV method, EW method, Al And a treatment method such as a chromic acid method, a chromate method, and a chromic phosphate method, and an anhydrous washing coating type treatment with a composition mainly composed of chromium chromate.
例えば、熱交換器用フィン材のフィン本体に用いられるアルミニウム等薄板としては、JIS規格で、1100、1050、1200、1N30等の純アルミニウム板、2017、2014等のAl−Cu系合金板、3003、3004等のAl−Mn系合金板、5052、5083等のAl−Mg系合金板、さらには6061等のAl−Mg−Si系合金板等のいずれを用いても良く、またその形状はシートおよびコイルのいずれでも良い。 For example, as the aluminum thin plate used for the fin body of the heat exchanger fin material, according to JIS standard, pure aluminum plate such as 1100, 1050, 1200, 1N30, Al-Cu alloy plate such as 2017, 2014, 3003, Any of Al-Mn alloy plates such as 3004, Al-Mg alloy plates such as 5052 and 5083, and Al-Mg-Si alloy plates such as 6061 may be used. Any of the coils may be used.
また、本発明に係るフィン材は、熱交換器に用いることが好ましい。本発明に係るフィン材を用いた熱交換器は、優れた親水性、防汚性及びそれらの持続性を有しているので、フィン間に水滴や埃などが付着するのを防止することができる。熱交換器としては、例えば、室内用クーラーやエアコン、建設機械用オイルクーラー、自動車のラジエーター、キャパシタ等に使用される熱交換器が挙げられる。
また、本発明に係るフィン材を用いた熱交換器をエアコンに使用することが好ましい。本発明に係るフィン材は、優れた親水性、防汚性及びそれらの持続性を有しているので、前述のような冷房能力の低下等の問題が改善されたエアコンを提供することができる。エアコンとしては、ルームエアコン、パッケージエアコン、カーエアコン等、いずれのものでもよい。
その他、本発明の熱交換器、エアコンには公知の技術(例えば特開2002−106882号公報、特開2002−156135号公報など)を用いることができ、特に制限されない。
Moreover, it is preferable to use the fin material which concerns on this invention for a heat exchanger. Since the heat exchanger using the fin material according to the present invention has excellent hydrophilicity, antifouling property and durability thereof, it is possible to prevent water droplets and dust from adhering between the fins. it can. Examples of the heat exchanger include heat exchangers used for indoor coolers, air conditioners, construction machine oil coolers, automobile radiators, capacitors, and the like.
Moreover, it is preferable to use the heat exchanger using the fin material according to the present invention for an air conditioner. Since the fin material according to the present invention has excellent hydrophilicity, antifouling property, and sustainability thereof, it is possible to provide an air conditioner in which problems such as a decrease in cooling capacity as described above are improved. . The air conditioner may be any one of a room air conditioner, a packaged air conditioner, a car air conditioner, and the like.
In addition, a well-known technique (for example, Unexamined-Japanese-Patent No. 2002-106882, Unexamined-Japanese-Patent No. 2002-156135 etc.) can be used for the heat exchanger and air conditioner of this invention, and it does not restrict | limit in particular.
以下本発明を実施例によって詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
(特定親水性ポリマー(1)の合成)
300ml三口フラスコにアクリルアミド28.3g、アクリルアミド−3−(トリエトキシシリル)プロピル27.5g、及び1−メトキシ−2−プロパノール85gを入れ、80℃窒素気流下、2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオン酸)ジメチル0.7gを加えた。6時間攪拌しながら同温度に保った後、室温まで冷却した。n−ヘキサン2リットル中に投入し、析出した固体をろ取した。得られた固体をn−ヘキサンにて洗浄後、前記特定親水性ポリマー(I−1)を得た。乾燥後の質量は53.2gであった。GPC(ポリエチレンオキシド標準)により質量平均分子量22,000のポリマーであった。
以後、実施例にて使用した特定ポリマーは上記と同様の手法により合成し、評価に使用した。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.
(Synthesis of specific hydrophilic polymer (1))
A 300 ml three-necked flask was charged with 28.3 g of acrylamide, 27.5 g of acrylamide-3- (triethoxysilyl) propyl, and 85 g of 1-methoxy-2-propanol, and 2,2′-azobis (2- 0.7 g of dimethyl methylpropionate) was added. The mixture was kept at the same temperature with stirring for 6 hours, and then cooled to room temperature. The solution was put into 2 liters of n-hexane, and the precipitated solid was collected by filtration. After the obtained solid was washed with n-hexane, the specific hydrophilic polymer (I-1) was obtained. The mass after drying was 53.2 g. It was a polymer having a mass average molecular weight of 22,000 according to GPC (polyethylene oxide standard).
Thereafter, the specific polymer used in the examples was synthesized by the same method as described above and used for evaluation.
(実施例1)
〔親水性ゾルゲル液〕
精製水100g、(A)特定親水性ポリマー(I−1)11.3g、(C)ポリエチレンオキシド(分子量:400)2.0gを混合し、室温で2時間撹拌して、調製した。
〔親水性組成物〕
前記親水性ゾルゲル液に精製水116g、下記界面活性剤の5質量%水溶液2.3gを混合し、親水性組成物とした。
Example 1
[Hydrophilic sol-gel solution]
100 g of purified water, 11.3 g of (A) specific hydrophilic polymer (I-1), and 2.0 g of (C) polyethylene oxide (molecular weight: 400) were mixed and prepared by stirring at room temperature for 2 hours.
[Hydrophilic composition]
The hydrophilic sol-gel solution was mixed with 116 g of purified water and 2.3 g of a 5% by weight aqueous solution of the following surfactant to obtain a hydrophilic composition.
〔塗布方法〕
アルカリ脱脂されたアルミ基板(厚み約100μm)を準備し、該アルミ基板に前記親水性組成物をバー塗布し、150℃、30分でオーブン乾燥して、乾燥塗布量0.4g/m2の親水性層を形成した。
[Coating method]
An alkali degreased aluminum substrate (thickness: about 100 μm) is prepared, and the hydrophilic composition is bar-coated on the aluminum substrate and oven-dried at 150 ° C. for 30 minutes to obtain a dry coating amount of 0.4 g / m 2 . A hydrophilic layer was formed.
(実施例2)
実施例1において、親水性ゾルゲル液に(D)触媒として1N塩酸水溶液0.05gを添加した以外は実施例1と同様に親水性部材を作成した。
(Example 2)
In Example 1, a hydrophilic member was prepared in the same manner as in Example 1 except that 0.05 g of 1N hydrochloric acid aqueous solution was added as a catalyst (D) to the hydrophilic sol-gel solution.
(実施例3)
実施例1において、親水性ゾルゲル液に(D)触媒としてアセチルアセトン0.1g、オルトチタン酸テトラエチル0.1gを添加した以外は実施例1と同様に親水性部材を作成した。
(Example 3)
In Example 1, a hydrophilic member was prepared in the same manner as in Example 1 except that 0.1 g of acetylacetone and 0.1 g of tetraethyl orthotitanate were added as a (D) catalyst to the hydrophilic sol-gel solution.
(実施例4〜10)
(C)ポリエチレンオキシド(分子量:400)を下記のものに変更した以外は実施例3と同様に親水性部材を作成した。
実施例4:(C)ポリエチレンオキシド(分子量:600)
実施例5:(C)ポリエチレンオキシド(分子量:1,000)
実施例6:(C)ポリエチレンオキシド(分子量:20,000)
実施例7:(C)ポリエチレンオキシド(分子量:100,000)
実施例8:(C)ポリプロピレンオキシド(分子量:600)
実施例9:(C)ポリプロピレンオキシド(分子量:30,000)
実施例10:(C)ポリエチレンオキシドーポリプロピレンオキシドーポリエチレンオキシドブロック共重合体(分子量:2,000)
(Examples 4 to 10)
(C) A hydrophilic member was prepared in the same manner as in Example 3 except that polyethylene oxide (molecular weight: 400) was changed to the following.
Example 4: (C) polyethylene oxide (molecular weight: 600)
Example 5: (C) polyethylene oxide (molecular weight: 1,000)
Example 6: (C) Polyethylene oxide (molecular weight: 20,000)
Example 7: (C) polyethylene oxide (molecular weight: 100,000)
Example 8: (C) polypropylene oxide (molecular weight: 600)
Example 9: (C) polypropylene oxide (molecular weight: 30,000)
Example 10: (C) Polyethylene oxide-polypropylene oxide-polyethylene oxide block copolymer (molecular weight: 2,000)
(実施例11〜13)
(C)ポリエチレンオキシド(分子量:400)の添加量を下記の量に変更した以外は実施例3と同様に親水性部材を作成した。
実施例11:0.6g
実施例12:5.0g
実施例13:11.6g
(Examples 11 to 13)
(C) A hydrophilic member was prepared in the same manner as in Example 3 except that the addition amount of polyethylene oxide (molecular weight: 400) was changed to the following amount.
Example 11: 0.6 g
Example 12: 5.0 g
Example 13: 11.6 g
(実施例14〜17)
(A)特定親水性ポリマー(I−1)を下記のものに変更した以外は実施例3と同様に親水性部材を作成した。
実施例14:(A)特定親水性ポリマー(I−2)
実施例15:(A)特定親水性ポリマー(I−11)
実施例16:(B)特定親水性ポリマー(II−71)
実施例17:(B)特定親水性ポリマー(II−82)
(Examples 14 to 17)
(A) A hydrophilic member was prepared in the same manner as in Example 3 except that the specific hydrophilic polymer (I-1) was changed to the following.
Example 14: (A) Specific hydrophilic polymer (I-2)
Example 15: (A) Specific hydrophilic polymer (I-11)
Example 16: (B) Specific hydrophilic polymer (II-71)
Example 17: (B) Specific hydrophilic polymer (II-82)
(実施例18、19)
親水性ゾルゲル液に添加する(D)触媒を下記のものに変更した以外は実施例3と同様に親水性部材を作成した。
実施例18:エチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート(川研ファインケミカル(株)製、ALCH)0.2g
実施例19:ジルコニウムキレート化合物0.2g
撹拌器を備えた反応機に、テトラブトキシジルコニウム50g、アセト酢酸エチル20gを加え、室温で1時間撹拌してジルコニウムキレート化合物を得た。
(Examples 18 and 19)
A hydrophilic member was prepared in the same manner as in Example 3 except that the catalyst (D) added to the hydrophilic sol-gel solution was changed to the following.
Example 18: Ethyl acetoacetate aluminum diisopropylate (manufactured by Kawaken Fine Chemical Co., Ltd., ALCH) 0.2 g
Example 19: 0.2 g of zirconium chelate compound
In a reactor equipped with a stirrer, 50 g of tetrabutoxyzirconium and 20 g of ethyl acetoacetate were added and stirred at room temperature for 1 hour to obtain a zirconium chelate compound.
(実施例20、21)
実施例3において、親水性ゾルゲル液に下記化合物を添加した以外は実施例3と同様に親水性部材を作成した。
実施例20:(E)テトラメトキシシラン0.5g
実施例21:(E)テトラエトキシチタネート0.5g
(Examples 20 and 21)
In Example 3, a hydrophilic member was prepared in the same manner as in Example 3 except that the following compound was added to the hydrophilic sol-gel solution.
Example 20: (E) tetramethoxysilane 0.5 g
Example 21: (E) tetraethoxy titanate 0.5 g
(実施例22〜24)
基板を下記のものに変更した以外は実施例3と同様に親水性部材を作成した。
実施例22:UV/オゾン処理により親水化したガラス基板(厚み1.1mm)
実施例23:表面をグロー処理により親水化したポリエチレンレテフタレート基板(厚み50μm)
実施例24:表面がけん化処理により親水化したTAC基板(厚み30μm)
(Examples 22 to 24)
A hydrophilic member was prepared in the same manner as in Example 3 except that the substrate was changed to the following.
Example 22: Glass substrate hydrophilized by UV / ozone treatment (thickness 1.1 mm)
Example 23: Polyethylene terephthalate substrate (50 μm in thickness) whose surface has been hydrophilized by glow treatment
Example 24: TAC substrate (30 μm thick) whose surface has been hydrophilized by saponification treatment
(実施例25、26)
実施例3の親水性組成物に下記化合物0.5gを添加した以外は実施例3と同様に親水性部材を作成した。
実施例25:TBZ(中国興業(株)製)(抗菌剤1)
実施例26:ゼオミック(シナネン(株)製)(抗菌剤2)
(Examples 25 and 26)
A hydrophilic member was prepared in the same manner as in Example 3 except that 0.5 g of the following compound was added to the hydrophilic composition of Example 3.
Example 25: TBZ (manufactured by China Kogyo Co., Ltd.) (antibacterial agent 1)
Example 26: Zeomic (manufactured by Sinanen Co., Ltd.) (antibacterial agent 2)
(比較例1)
前記実施例3において、(C)ポリエチレンオキシド(分子量:400)を除いた以外は、同様にして比較例1の表面親水性部材を得た。
(Comparative Example 1)
A surface hydrophilic member of Comparative Example 1 was obtained in the same manner as in Example 3 except that (C) polyethylene oxide (molecular weight: 400) was omitted.
(比較例2)
前記実施例3において、(C)ポリエチレンオキシド(分子量:400)の添加量を0.2gにした以外は、同様にして比較例2の表面親水性部材を得た。
(Comparative Example 2)
A surface hydrophilic member of Comparative Example 2 was obtained in the same manner as in Example 3, except that the amount of (C) polyethylene oxide (molecular weight: 400) added was 0.2 g.
(比較例3)
前記実施例6において、本発明の(A)特定親水性ポリマー(1)に代えて、下記構造を有する本発明の範囲外の比較親水性ポリマー(i)(質量平均分子量15000)を用いた他は、同様にして比較例3の表面親水性部材を得た。
(Comparative Example 3)
In Example 6, in place of (A) the specific hydrophilic polymer (1) of the present invention, a comparative hydrophilic polymer (i) (mass average molecular weight 15000) outside the scope of the present invention having the following structure was used. Obtained the surface hydrophilic member of Comparative Example 3 in the same manner.
(実施例27)
〔下塗り層用ゾルゲル液〕
エチルアルコール14.2g、精製水50g中に、(E)テトラメトキシシラン8.0gを混合し、室温で2時間撹拌して、調製した。
〔下塗り層用組成物〕
上記下塗り層用ゾルゲル液に実施例1にて使用した界面活性剤の5質量%水溶液2.8g、精製水240gを混合し、塗布液とした。
〔塗布方法〕
アルカリ脱脂されたアルミ基板(厚み約100μm)を準備し、該アルミ基板に前記下塗り層用組成物をバー塗布し、150℃、30分でオーブン乾燥して、乾燥塗布量0.1g/m2の下塗り層を形成した。室温まで十分冷却した後に、実施例3の親水性組成物をバー塗布し、150℃、30分でオーブン乾燥して、乾燥塗布量0.4g/m2の上塗り層を形成し、親水性部材を得た。
(Example 27)
[Sol-gel solution for undercoat layer]
8.0 g of (E) tetramethoxysilane was mixed in 14.2 g of ethyl alcohol and 50 g of purified water, and the mixture was stirred at room temperature for 2 hours to prepare.
[Composition for undercoat layer]
2.8 g of a 5% by weight aqueous solution of the surfactant used in Example 1 and 240 g of purified water were mixed with the sol-gel solution for the undercoat layer to obtain a coating solution.
[Coating method]
An alkali degreased aluminum substrate (thickness of about 100 μm) is prepared, and the undercoat layer composition is bar-coated on the aluminum substrate and oven-dried at 150 ° C. for 30 minutes to obtain a dry coating amount of 0.1 g / m 2. An undercoat layer was formed. After sufficiently cooling to room temperature, the hydrophilic composition of Example 3 was bar coated and oven dried at 150 ° C. for 30 minutes to form a top coat layer having a dry coating amount of 0.4 g / m 2. Got.
(実施例28)
実施例27において、下塗り層用ゾルゲル液に(D)触媒として1N塩酸水溶液0.05gを添加し、(E)テトラメトキシシランを下記に変更した以外は実施例27と同様に親水性部材を作成した。
実施例28:(E)テトラメトキシシラン4.0g、(E)メチルトリメトキシシラン4.0g
(Example 28)
In Example 27, a hydrophilic member was prepared in the same manner as in Example 27 except that 0.05 g of a 1N hydrochloric acid aqueous solution was added to the sol-gel solution for the undercoat layer (D) and (E) tetramethoxysilane was changed to the following. did.
Example 28: 4.0 g of (E) tetramethoxysilane, 4.0 g of (E) methyltrimethoxysilane
(実施例29〜31)
実施例28において、下塗り層用ゾルゲル液の(D)触媒を下記に変更した以外は実施例28と同様に親水性部材を作成した。
実施例29:アセチルアセトン0.1g、オルトチタン酸テトラエチル0.1g
実施例30:エチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート(川研ファインケミカル(株)製、ALCH)0.2g
実施例31:ジルコニウムキレート化合物0.2g
撹拌器を備えた反応機に、テトラブトキシジルコニウム50g、アセト酢酸エチル20gを加え、室温で1時間撹拌してジルコニウムキレート化合物を得た。
(Examples 29 to 31)
In Example 28, a hydrophilic member was prepared in the same manner as in Example 28 except that the (D) catalyst of the sol-gel solution for undercoat layer was changed to the following.
Example 29: 0.1 g of acetylacetone, 0.1 g of tetraethyl orthotitanate
Example 30: Ethyl acetoacetate aluminum diisopropylate (manufactured by Kawaken Fine Chemical Co., Ltd., ALCH) 0.2 g
Example 31: 0.2 g of zirconium chelate compound
In a reactor equipped with a stirrer, 50 g of tetrabutoxyzirconium and 20 g of ethyl acetoacetate were added and stirred at room temperature for 1 hour to obtain a zirconium chelate compound.
(実施例32、33)
下塗り層用ゾルゲル液中の(E)テトラメトキシシラン、(E)メチルトリメトキシシランの添加量を下記のものに変更した以外は実施例29と同様に親水性部材を作成した。
実施例32:(E)テトラメトキシシラン4.8g、(E)メチルトリメトキシシラン3.2g
実施例33:(E)テトラメトキシシラン5.6g、(E)メチルトリメトキシシラン2.4g
(Examples 32 and 33)
A hydrophilic member was prepared in the same manner as in Example 29 except that the addition amount of (E) tetramethoxysilane and (E) methyltrimethoxysilane in the sol-gel solution for undercoat layer was changed to the following.
Example 32: (E) Tetramethoxysilane 4.8 g, (E) Methyltrimethoxysilane 3.2 g
Example 33: (E) Tetramethoxysilane 5.6 g, (E) Methyltrimethoxysilane 2.4 g
(実施例34、35)
下塗り層用ゾルゲル液中の(E)テトラメトキシシラン、(E)メチルトリメトキシシランの組み合わせを下記のものに変更した以外は実施例29と同様に親水性部材を作成した。
実施例34:(E)テトラエトキシシラン、(E)メチルトリメトキシシラン
実施例35:(E)テトラメトキシシラン、(E)エチルトリメトキシシラン
(Examples 34 and 35)
A hydrophilic member was prepared in the same manner as in Example 29 except that the combination of (E) tetramethoxysilane and (E) methyltrimethoxysilane in the sol-gel solution for undercoat layer was changed to the following.
Example 34: (E) Tetraethoxysilane, (E) Methyltrimethoxysilane Example 35: (E) Tetramethoxysilane, (E) Ethyltrimethoxysilane
(実施例36〜44)
実施例29の親水性層を下記実施例の親水性層に変更した以外は、実施例29と同様に親水性部材を得た。
実施例36:実施例4の親水性層
実施例37:実施例5の親水性層
実施例38:実施例8の親水性層
実施例39:実施例10の親水性層
実施例40:実施例14の親水性層
実施例41:実施例15の親水性層
実施例42:実施例16の親水性層
実施例43:実施例17の親水性層
実施例44:実施例20の親水性層
(Examples 36 to 44)
A hydrophilic member was obtained in the same manner as in Example 29 except that the hydrophilic layer in Example 29 was changed to the hydrophilic layer in the following Examples.
Example 36: hydrophilic layer of Example 4 Example 37: hydrophilic layer of Example 5 Example 38: hydrophilic layer of Example 8 Example 39: hydrophilic layer of Example 10 Example 40: Example Example 14: Hydrophilic layer of Example 15 Example 42: Hydrophilic layer of Example 16 Example 43: Hydrophilic layer of Example 17 Example 44: Hydrophilic layer of Example 20
(実施例45〜47)
基板を下記のものに変更した以外は実施例29と同様に親水性部材を作成した。
実施例45:UV/オゾン処理により親水化したガラス基板(厚み1.1mm)
実施例46:表面をグロー処理により親水化したポリエチレンレテフタレート基板(厚み50μm)
実施例47:表面がけん化処理により親水化したTAC基板(厚み30μm)
(Examples 45 to 47)
A hydrophilic member was prepared in the same manner as in Example 29 except that the substrate was changed to the following.
Example 45: Glass substrate hydrophilized by UV / ozone treatment (thickness 1.1 mm)
Example 46: Polyethylene terephthalate substrate having a surface hydrophilized by glow treatment (thickness 50 μm)
Example 47: TAC substrate (30 μm thick) whose surface has been hydrophilized by saponification treatment
(実施例48、49)
実施例29の親水性層を下記実施例の親水性層に変更した以外は、実施例29と同様に親水性部材を得た。
実施例48:実施例25の親水性層
実施例49:実施例26の親水性層
(Examples 48 and 49)
A hydrophilic member was obtained in the same manner as in Example 29 except that the hydrophilic layer in Example 29 was changed to the hydrophilic layer in the following Examples.
Example 48: hydrophilic layer of Example 25 Example 49: hydrophilic layer of Example 26
(比較例4)
前記実施例29において、(C)ポリエチレンオキシド(分子量:400)を除いた以外は、実施例29と同様にして比較例4の表面親水性部材を得た。
(Comparative Example 4)
A surface hydrophilic member of Comparative Example 4 was obtained in the same manner as in Example 29 except that (C) polyethylene oxide (molecular weight: 400) was removed.
(比較例5)
前記実施例29において、(C)ポリエチレンオキシド(分子量:400)の添加量を0.1gにした以外は、実施例29と同様にして比較例5の表面親水性部材を得た。
(Comparative Example 5)
In Example 29, a surface hydrophilic member of Comparative Example 5 was obtained in the same manner as in Example 29 except that the amount of (C) polyethylene oxide (molecular weight: 400) added was 0.1 g.
(実施例50)
〔親水性ゾルゲル液〕
精製水100g、(A)特定親水性ポリマー(I−1)8.5g、(B)特定親水性ポリマー(II−71)2.8g、(C)ポリエチレンオキシド(分子量:400)2.0gを混合し、室温で2時間撹拌して、調製した。
〔親水性組成物〕
前記親水性ゾルゲル液に精製水116g、実施例1にて使用した界面活性剤の5質量%水溶液2.3gを混合し、親水性組成物とした。
〔塗布方法〕
アルカリ脱脂されたアルミ基板(厚み約100μm)を準備し、該アルミ基板に実施例29の下塗り層用組成物をバー塗布し、150℃、30分でオーブン乾燥して、乾燥塗布量0.1g/m2の下塗り層を形成した。室温まで十分冷却した後に、上記の親水性組成物をバー塗布し、150℃、30分でオーブン乾燥して、乾燥塗布量0.4g/m2の上塗り層を形成し、親水性部材を得た。
(Example 50)
[Hydrophilic sol-gel solution]
100 g of purified water, (A) 8.5 g of specific hydrophilic polymer (I-1), (B) 2.8 g of specific hydrophilic polymer (II-71), (C) 2.0 g of polyethylene oxide (molecular weight: 400) Prepared by mixing and stirring at room temperature for 2 hours.
[Hydrophilic composition]
116 g of purified water and 2.3 g of a 5% by weight aqueous solution of the surfactant used in Example 1 were mixed with the hydrophilic sol-gel solution to obtain a hydrophilic composition.
[Coating method]
An alkali degreased aluminum substrate (thickness: about 100 μm) was prepared, and the undercoat layer composition of Example 29 was bar coated onto the aluminum substrate, followed by oven drying at 150 ° C. for 30 minutes, and a dry coating amount of 0.1 g. An undercoat layer of / m 2 was formed. After sufficiently cooling to room temperature, the above hydrophilic composition is bar coated and oven dried at 150 ° C. for 30 minutes to form a top coat layer having a dry coating amount of 0.4 g / m 2 to obtain a hydrophilic member. It was.
(実施例51)
実施例50において(B)特定親水性ポリマー(II−71)を(B)特定親水性ポリマー(II−82)に変更した以外は実施例50と同様に親水性部材を得た。
(Example 51)
A hydrophilic member was obtained in the same manner as in Example 50 except that (B) the specific hydrophilic polymer (II-71) was changed to (B) the specific hydrophilic polymer (II-82) in Example 50.
(実施例52、53)
実施例50において(A)特定親水性ポリマー(I−1)を下記に変更した以外は実施例50と同様に親水性部材を得た。
実施例52:(A)特定親水性ポリマー(I−2)
実施例53:(A)特定親水性ポリマー(I−11)
(Examples 52 and 53)
In Example 50, a hydrophilic member was obtained in the same manner as in Example 50 except that (A) the specific hydrophilic polymer (I-1) was changed to the following.
Example 52: (A) Specific hydrophilic polymer (I-2)
Example 53: (A) Specific hydrophilic polymer (I-11)
(実施例54、55)
実施例50において、下塗り層を下記の実施例にて用いたものに変更した以外は、実施例50と同様にして親水性部材を得た。
実施例54:実施例32の下塗り層
実施例55:実施例33の下塗り層
(Examples 54 and 55)
In Example 50, a hydrophilic member was obtained in the same manner as in Example 50 except that the undercoat layer was changed to that used in the following Examples.
Example 54: Undercoat layer of Example 32 Example 55: Undercoat layer of Example 33
(実施例56〜58)
実施例50において、(C)ポリエチレンオキシド(分子量:400)を下記に変更した以外は、実施例50と同様にして親水性部材を得た。
実施例56:(C)ポリエチレンオキシド(分子量:600)
実施例57:(C)ポリエチレンオキシド(分子量:1,000)
実施例58:(C)ポリプロピレンオキシド(分子量:600)
(Examples 56 to 58)
In Example 50, a hydrophilic member was obtained in the same manner as in Example 50 except that (C) polyethylene oxide (molecular weight: 400) was changed to the following.
Example 56: (C) polyethylene oxide (molecular weight: 600)
Example 57: (C) polyethylene oxide (molecular weight: 1,000)
Example 58: (C) Polypropylene oxide (molecular weight: 600)
(実施例59)
実施例50において、親水性ゾルゲル液に下記化合物を添加した以外は実施例50と同様に親水性部材を作成した。
実施例59:(E)テトラメトキシシラン0.5g
(Example 59)
In Example 50, a hydrophilic member was prepared in the same manner as in Example 50 except that the following compound was added to the hydrophilic sol-gel solution.
Example 59: (E) tetramethoxysilane 0.5 g
(実施例60〜62)
基板を下記のものに変更した以外は実施例50と同様に親水性部材を作成した。
実施例60:UV/オゾン処理により親水化したガラス基板(厚み1.1mm)
実施例61:表面をグロー処理により親水化したポリエチレンレテフタレート基板(厚み50μm)
実施例62:表面がけん化処理により親水化したTAC基板(厚み30μm)
(Examples 60 to 62)
A hydrophilic member was prepared in the same manner as in Example 50 except that the substrate was changed to the following.
Example 60: Glass substrate hydrophilized by UV / ozone treatment (thickness 1.1 mm)
Example 61: Polyethylene terephthalate substrate having a surface hydrophilized by glow treatment (thickness 50 μm)
Example 62: TAC substrate whose surface is hydrophilized by saponification treatment (thickness: 30 μm)
(実施例63、64)
実施例50の親水性組成物に下記化合物0.5gを添加した以外は実施例50と同様に親水性部材を作成した。
実施例63:TBZ(中国興業(株)製)(抗菌剤1)
実施例64:ゼオミック(シナネン(株)製)(抗菌剤2)
(Examples 63 and 64)
A hydrophilic member was prepared in the same manner as in Example 50 except that 0.5 g of the following compound was added to the hydrophilic composition of Example 50.
Example 63: TBZ (manufactured by China Kogyo Co., Ltd.) (antibacterial agent 1)
Example 64: Zeomic (manufactured by Sinanen Co., Ltd.) (antibacterial agent 2)
(比較例6)
前記実施例50において、(C)ポリエチレンオキシド(分子量:400)を除いた以外は、同様にして比較例6の表面親水性部材を得た。
(Comparative Example 6)
A surface hydrophilic member of Comparative Example 6 was obtained in the same manner as in Example 50 except that (C) polyethylene oxide (molecular weight: 400) was omitted.
(比較例7)
前記実施例50において、(C)ポリエチレンオキシド(分子量:400)の添加量を0.4gにした以外は、同様にして比較例5の表面親水性部材を得た。
(Comparative Example 7)
A surface hydrophilic member of Comparative Example 5 was obtained in the same manner as in Example 50 except that the amount of (C) polyethylene oxide (molecular weight: 400) added was changed to 0.4 g.
〔親水性部材の評価〕
〔表面自由エネルギー〕
上塗り層表面の親水性度は、汎用的に、水滴接触角(協和界面科学(株)製、DropMaster500)で測定される。しかし、本発明のような非常に親水性の高い表面においては、水滴接触角が10°以下、さらには5°以下になることがあり、親水性度の相互比較を行うには、限界がある。一方、固体表面の親水性度をより詳細に評価する方法として、表面自由エネルギーの測定がある。種々の方法が提案されているが、本発明では、一例として、Zismanプロット法を用いて表面自由エネルギーを測定した。具体的には、塩化マグネシウムなどの無機電解質の水溶液が濃度とともに表面張力が大きくなる性質を利用し、その水溶液を用いて空中、室温条件で接触角を測定した後、横軸にその水溶液の表面張力、縦軸に接触角をcosθに換算した値をとり、種々の濃度の水溶液の点をプロットして直線関係を得、cosθ=1すなわち、接触角=0°になるときの表面張力を、固体の表面自由エネルギーと定義する測定方法である。水の表面張力は72mN/mであり、表面自由エネルギーの値が大きいほど親水性が高いといえる。
[Evaluation of hydrophilic member]
[Surface free energy]
The hydrophilicity of the surface of the topcoat layer is generally measured with a water droplet contact angle (manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd., DropMaster 500). However, on a very hydrophilic surface such as the present invention, the water droplet contact angle may be 10 ° or less, and even 5 ° or less, and there is a limit to the mutual comparison of the hydrophilicity. . On the other hand, as a method for evaluating the degree of hydrophilicity of the solid surface in more detail, there is a measurement of surface free energy. Various methods have been proposed. In the present invention, as an example, the surface free energy was measured using the Zisman plot method. Specifically, using the property that an aqueous solution of an inorganic electrolyte such as magnesium chloride increases in surface tension with the concentration, after measuring the contact angle in the air at room temperature using the aqueous solution, the horizontal axis indicates the surface of the aqueous solution. Take the value obtained by converting the contact angle into cos θ on the vertical axis and plot the points of aqueous solutions of various concentrations to obtain a linear relationship, and the surface tension when cos θ = 1, that is, the contact angle = 0 °, It is a measurement method defined as the surface free energy of a solid. The surface tension of water is 72 mN / m, and it can be said that the higher the surface free energy value, the higher the hydrophilicity.
〔防汚性の評価〕
容量が50mlのサンプル瓶に0.2gのパルミチン酸を入れ、そのサンプル瓶の口の部分に上記で得られた親水性部材表面の被膜を形成させた面を下に向けてかぶせ、105℃で30分間オーブンにて加熱した。さらに流水(2L/h)にて30分間洗浄し、80℃で30分間乾燥した。このサイクルを5回繰り返し、接触角を測定した。
○:接触角が30°未満
△:接触角が30°以上50°未満
×:接触角が50°以上
[Evaluation of antifouling properties]
Put 0.2 g of palmitic acid in a sample bottle with a capacity of 50 ml, cover the mouth part of the sample bottle with the surface on which the hydrophilic member surface obtained above is formed facing down, at 105 ° C. Heated in an oven for 30 minutes. Further, it was washed with running water (2 L / h) for 30 minutes and dried at 80 ° C. for 30 minutes. This cycle was repeated 5 times and the contact angle was measured.
○: Contact angle is less than 30 ° △: Contact angle is 30 ° or more and less than 50 ° ×: Contact angle is 50 ° or more
〔密着性の評価〕
上記で得られた親水性部材を精製水に200時間浸漬し、乾燥した後に膜の剥れが無いか目視観察した。
○:剥れなし
△:部分剥れ
×:全体剥れ
[Evaluation of adhesion]
The hydrophilic member obtained above was immersed in purified water for 200 hours, dried, and then visually observed for film peeling.
○: No peeling △: Partial peeling ×: Whole peeling
〔動摩擦係数〕
上記で得られた親水性部材について、5mmφ鋼球で荷重50g、引き速度30cm/分の条件で「HEIDON−18型」新東科学(株)製の表面測定機にて動摩擦係数を測定した。この動摩擦係数が低いほど、潤滑性が優れていると言える。
(Dynamic friction coefficient)
About the hydrophilic member obtained above, the dynamic friction coefficient was measured with a surface measuring machine manufactured by “HEIDON-18 type” Shinto Kagaku Co., Ltd. under the conditions of a load of 50 g with a 5 mmφ steel ball and a pulling speed of 30 cm / min. It can be said that the lower the dynamic friction coefficient, the better the lubricity.
〔耐水性の評価〕
120cm2サイズの親水性部材を水中で加重1kgをかけてスポンジ往復10回こすり処理を行い、その前後の重量変化から残膜率を測定。耐水性はこの残膜率で判断した。この耐水性が高ければ、耐摩耗性が高いとも言える。
○:残膜率が、80%以上
△:残膜率が、60%以上、80%未満
×:残膜率が、60%未満
[Evaluation of water resistance]
A 120 cm 2 size hydrophilic member was rubbed 10 times with a sponge and loaded in water under a load of 1 kg, and the remaining film ratio was measured from the weight change before and after that. The water resistance was judged by the remaining film ratio. If the water resistance is high, it can be said that the wear resistance is high.
○: Remaining film ratio is 80% or more Δ: Remaining film ratio is 60% or more and less than 80% ×: Remaining film ratio is less than 60%
〔耐久性の評価〕
上記で得られた親水性部材を3cm×6cmのサイズにカットし、精製水100mlに30分浸漬させた。乾燥後、動摩擦係数を上記方法により測定し、浸漬前と浸漬後の動摩擦係数の差により耐久性を判断した。この差が小さいほど長期に潤滑性を維持できると言える。比較例の評価は(C)ポリアルキレンオキシドを用いた部材について評価した。
○:動摩擦係数の差が、0.1未満
△:動摩擦係数の差が、0.2以上、0.1未満
×:動摩擦係数の差が、0.2未満
[Evaluation of durability]
The hydrophilic member obtained above was cut into a size of 3 cm × 6 cm and immersed in 100 ml of purified water for 30 minutes. After drying, the dynamic friction coefficient was measured by the above method, and the durability was judged by the difference between the dynamic friction coefficient before and after immersion. It can be said that the smaller this difference is, the longer the lubricity can be maintained. Evaluation of the comparative example evaluated the member using (C) polyalkylene oxide.
○: Difference in dynamic friction coefficient is less than 0.1 Δ: Difference in dynamic friction coefficient is 0.2 or more and less than 0.1 ×: Difference in dynamic friction coefficient is less than 0.2
各評価結果は下記表1〜表3に示す。 Each evaluation result is shown in Tables 1 to 3 below.
表1に示すように、本発明の親水性組成物を用いた親水性部材は、充分な親水性、防汚性、密着性及び耐摩耗性を発現することに加え、潤滑性が優れる。一方、比較例1では親水性層に(C)ポリエチレンオキシドを用いなかったため、特に潤滑性の劣る膜となった。また、比較例2では(C)ポリエチレンオキシドを用いたものの、その添加量が少なかったせいか、本願発明で規定の動摩擦係数の数値範囲を満たすことはできず、潤滑性が不十分な膜となった。さらに、比較例3では本願発明で規定の親水性ポリマーを用いなかったことにより、防汚性に劣った。また、比較例3は密着性及び耐水性にも劣った。 As shown in Table 1, the hydrophilic member using the hydrophilic composition of the present invention is excellent in lubricity in addition to exhibiting sufficient hydrophilicity, antifouling property, adhesion and wear resistance. On the other hand, in Comparative Example 1, since (C) polyethylene oxide was not used in the hydrophilic layer, the film was particularly inferior in lubricity. Further, in Comparative Example 2, although (C) polyethylene oxide was used, it was not possible to satisfy the numerical range of the dynamic friction coefficient specified in the present invention because the addition amount was small, and a film with insufficient lubricity became. Furthermore, in Comparative Example 3, the antifouling property was inferior because the hydrophilic polymer specified in the present invention was not used. Moreover, the comparative example 3 was also inferior to adhesiveness and water resistance.
表2に示すように、親水性部材は、基板と親水性層との間に、さらに下塗層を有することによって、密着性が向上することが確認された。 As shown in Table 2, it was confirmed that the hydrophilic member has improved adhesion by further having an undercoat layer between the substrate and the hydrophilic layer.
表3に示すように、(A)特定親水性ポリマーと(B)特定親水性ポリマーとを混合して用いた場合でも、本発明の親水性組成物を用いた親水性部材は、充分な親水性、防汚性、密着性及び耐摩耗性を発現することに加え、潤滑性が優れる。 As shown in Table 3, even when (A) the specific hydrophilic polymer and (B) the specific hydrophilic polymer are mixed and used, the hydrophilic member using the hydrophilic composition of the present invention has sufficient hydrophilicity. In addition to exhibiting properties, antifouling properties, adhesion and wear resistance, it has excellent lubricity.
表4〜6に、実施例及び比較例で使用した各材料をまとめて記載した。 In Tables 4-6, each material used by the Example and the comparative example was described collectively.
(注)PEO:ポリエチレンオキシド
PPO:ポリプロピレンオキシド
PEO−PPO−PEO:PEOユニットとPPOユニットとPEOユニットとがこの順序で結合されてなるブロック共重合体
TMOS:テトラメトキシシラン
TEOS:テトラエトキシシラン
TEOT:テトラエトキシチタネート
TEOA:トリエトキシアルミネート
MTMS:メチルトリメトキシシラン
ETMS:エチルトリメトキシシラン
DMDMS:ジメチルジメトキシシラン
Ti:アセチルアセトンおよびオルトチタン酸テトラエチルからなる触媒
Al:エチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート
Zr:ジルコニウムキレート化合物
(Note) PEO: Polyethylene oxide PPO: Polypropylene oxide PEO-PPO-PEO: Block copolymer in which PEO unit, PPO unit and PEO unit are bonded in this order TMOS: Tetramethoxysilane TEOS: Tetraethoxysilane TEOT: Tetraethoxy titanate TEOA: Triethoxyaluminate MTMS: Methyltrimethoxysilane ETMS: Ethyltrimethoxysilane DMDMS: Dimethyldimethoxysilane Ti: Catalyst consisting of acetylacetone and tetraethyl orthotitanate Al: Ethylacetoacetate aluminum diisopropylate Zr: Zirconium chelate Compound
Claims (17)
(C)ポリアルキレンオキシドと
を含有する親水性組成物であって、
前記親水性組成物により形成された被膜の動摩擦係数が0.3以下であること特徴とする親水性組成物。
(C) a hydrophilic composition containing polyalkylene oxide,
A hydrophilic composition, wherein the coating formed of the hydrophilic composition has a coefficient of dynamic friction of 0.3 or less.
該フィン本体の表面の少なくとも一部に設けられた親水層と
を具備するフィン材であって、前記親水層は、請求項1〜7のいずれかに記載の親水性組成物が塗設されてなることを特徴とするフィン材。 The fin body;
A fin material comprising a hydrophilic layer provided on at least a part of a surface of the fin body, wherein the hydrophilic layer is coated with the hydrophilic composition according to any one of claims 1 to 7. The fin material characterized by becoming.
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