JP2002188076A - Composition for hydrophilizing treatment and member by using the same - Google Patents
Composition for hydrophilizing treatment and member by using the sameInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、親水化処理用組成
物及びそれを用いてなる部材に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a composition for hydrophilic treatment and a member using the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】親水化処理用組成物は、金属、フィル
ム、プラスチック等で形成された部材の表面に塗布され
て親水性被膜となることから、様々な部材の表面を親水
化する親水化表面処理方法に用いられている。例えば、
空調機等の熱交換器では、アルミニウム合金等の金属製
フィンが使用されているが、このフィンの表面に空気中
の水分が凝縮水として付着すると、熱交換効率を低下さ
せたり、フィンが腐食する原因となったりすることか
ら、親水化処理用組成物によりフィンの表面を親水化し
て凝縮水が付着することを防止している。2. Description of the Related Art A composition for hydrophilizing treatment is applied to the surface of a member formed of metal, film, plastic or the like to form a hydrophilic film, so that the surface of various members is hydrophilized. Used for processing methods. For example,
In heat exchangers such as air conditioners, metal fins such as aluminum alloys are used.If moisture in the air adheres to the surface of the fins as condensed water, the heat exchange efficiency is reduced or the fins are corroded. Therefore, the surface of the fin is hydrophilized by the hydrophilizing composition to prevent the condensed water from adhering.
【0003】ところで、親水化処理用組成物を用いた親
水化表面処理方法では、親水性と耐水性とを併せもつ性
能を充分に部材の表面に付与することはできなかった。
これは、親水化処理用組成物から形成される親水性被膜
では、親水性を高めると、相反する性質である耐水性の
低下を抑制することが困難なためである。耐水性が低下
すると、親水性被膜の耐久性が低下するに伴い、親水性
も失われることになるため、親水性と耐水性とを併せも
つ親水性被膜を形成することができる親水化処理用組成
物が切望されていた。[0003] In the method of surface treatment for hydrophilicity using the composition for hydrophilicity treatment, however, it has not been possible to sufficiently impart a property having both hydrophilicity and water resistance to the surface of the member.
This is because, in a hydrophilic coating formed from the composition for hydrophilization treatment, it is difficult to suppress a decrease in water resistance, which is a contradictory property, when the hydrophilicity is increased. When the water resistance decreases, the hydrophilicity of the hydrophilic film decreases as the durability of the hydrophilic film decreases, so that a hydrophilic film having both hydrophilicity and water resistance can be formed. The composition has been longing.
【0004】特開平8−291269号公報には、ビニ
ルピロリドンとアクリル酸の共重合体(a)と、ポリエ
チレングリコールジグリシジルエーテル(b)を、固形
分の重量比率で(a)/(b)=20/80〜70/3
0となるように含有し、アミン類を特定重量で含有する
親水化処理用組成物が開示されている。この親水化処理
用組成物では、(a)と(b)とで硬化反応が行われる
ことにより親水性塗膜が形成されるが、耐水性を持たせ
るために(a)におけるアクリル酸比率を大きくしてお
り、このため親水性を付与させるビニルピロリドンの共
重合比率が小さくなってしまう。このため親水性を補足
するためには(a)(b)における(b)の重量比率3
0重量%以上を必須としている。JP-A-8-291269 discloses that a copolymer of vinylpyrrolidone and acrylic acid (a) and polyethylene glycol diglycidyl ether (b) are prepared by mixing (a) / (b) = 20 / 80-70 / 3
There is disclosed a composition for hydrophilization treatment, which contains the amines at a specific weight so as to be 0. In the composition for hydrophilization treatment, a hydrophilic coating film is formed by performing a curing reaction between (a) and (b). However, in order to impart water resistance, the acrylic acid ratio in (a) is reduced. Because of this, the copolymerization ratio of vinylpyrrolidone for imparting hydrophilicity is reduced. Therefore, in order to supplement the hydrophilicity, the weight ratio of (b) in (a) and (b) is 3
0% by weight or more is essential.
【0005】しかしながら、このような親水化処理用組
成物では、親水性と共に耐水性を低下させないようにす
るためアミンを触媒として用いているが、アミンを用い
ることに起因する親水性被膜の黄変が生じることにな
る。このように黄変が生じることは、親水性被膜が部材
の表面に形成されるものであることから、改善されるこ
とが望まれている。従って、親水化処理用組成物から形
成される親水性被膜が黄変を生じる等の不具合をきたす
ことなく、親水性と耐水性とを併せもつことにより、各
種の部材の表面により好適に適用されるように工夫する
余地があった。[0005] However, in such a composition for hydrophilization treatment, an amine is used as a catalyst in order not to decrease the water resistance as well as the hydrophilicity. Will occur. The occurrence of yellowing as described above is desired to be improved because the hydrophilic film is formed on the surface of the member. Therefore, the hydrophilic coating formed from the composition for hydrophilization does not cause problems such as yellowing, and has both hydrophilicity and water resistance, so that it is more suitably applied to the surface of various members. There was room for contrivance.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記現状に
鑑みてなされたものであり、親水性と耐水性とを併せも
つ親水性被膜を各種の部材の表面に形成することができ
る親水化処理用組成物を提供することを目的とする。DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and has been made in view of the above circumstances. Therefore, a hydrophilic film having both hydrophilicity and water resistance can be formed on the surface of various members. It is an object to provide a treatment composition.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明は、カルボキシル
基を有するビニルピロリドン共重合体(a)、及び、カ
ルボキシル基と反応する官能基を3つ以上有する架橋剤
(b)を含有する親水化処理用組成物である。本発明は
また、カルボキシル基を有するビニルピロリドン共重合
体(a)と金属架橋剤(c)とを含有する親水化処理用
組成物でもある。本発明は更に、上記親水化処理用組成
物から形成される親水性被膜を表面に有してなる部材で
もある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a hydrophilizing method comprising a vinylpyrrolidone copolymer having a carboxyl group (a) and a crosslinking agent having at least three functional groups which react with the carboxyl group (b). It is a treatment composition. The present invention is also a composition for hydrophilization treatment, comprising a vinylpyrrolidone copolymer (a) having a carboxyl group and a metal crosslinking agent (c). The present invention is also a member having on its surface a hydrophilic coating formed from the composition for hydrophilization treatment.
【0008】本発明者らは、親水性と耐水性とを併せも
つ親水性被膜を形成することができる親水化処理用組成
物について種々検討するうち、ビニルピロリドンを必須
として形成される共重合体に官能基を導入し、この官能
基と架橋剤が有する官能基とを硬化反応させ、共重合体
を架橋剤により化学的に結合させると、ビニルピロリド
ンから形成される単量体単位に起因して親水性を付与す
ることができると共に、耐水性も付与することができる
ことにまず着目し、共重合体にカルボキシル基を導入
し、カルボキシル基と硬化反応する官能基を3つ以上有
する架橋剤や金属架橋剤を用いて硬化反応を行うように
することで、アミン触媒により硬化させる必要がなくな
り、アミンにより親水性被膜の黄変が生じることを防ぐ
ことができることを見いだして、上記課題をみごとに解
決することができることに想到した。また、ビニルピロ
リドンから形成される単量体単位の比率が多い共重合体
を用いることで親水性がより確実に発揮されることにな
り、更に、親水化処理用組成物の架橋システムに関し、
オキサゾリン基を必須とする架橋剤を用いるときに、共
重合体のカルボキシル基を中和すれば、一液安定性を有
することになったり、ジルコニウムを用いることで室温
で硬化させることができるようになったりすることも見
いだし、本発明に到達したものである。以下に、本発明
を詳述する。The present inventors have studied various compositions for hydrophilization treatment capable of forming a hydrophilic film having both hydrophilicity and water resistance, and found that a copolymer formed essentially of vinylpyrrolidone was used. When a functional group is introduced, a curing reaction is performed between the functional group and a functional group of the crosslinking agent, and the copolymer is chemically bonded by the crosslinking agent, the functional group is caused by a monomer unit formed from vinylpyrrolidone. First of all, it is possible to impart hydrophilicity and also to impart water resistance, by introducing a carboxyl group into the copolymer, a crosslinking agent having three or more functional groups that undergo a curing reaction with the carboxyl group, By performing the curing reaction using a metal crosslinking agent, it is not necessary to cure with an amine catalyst, and it is possible to prevent the amine from causing yellowing of the hydrophilic film. Idashi Te, and conceived that can be admirably solved the above problems. Further, by using a copolymer having a high ratio of monomer units formed from vinylpyrrolidone, hydrophilicity will be more reliably exhibited, and further, regarding the crosslinking system of the composition for hydrophilization treatment,
When using a cross-linking agent having an oxazoline group as an essential component, if the carboxyl group of the copolymer is neutralized, it will have one-pack stability or be cured at room temperature by using zirconium. Have also been found, and have reached the present invention. Hereinafter, the present invention will be described in detail.
【0009】本発明の親水化処理用組成物は、カルボキ
シル基を有するビニルピロリドン共重合体(a)、及
び、カルボキシル基と反応する官能基を3つ以上有する
架橋剤(b)を含有する。上記ビニルピロリドン共重合
体(a)としては、ビニルピロリドンを必須とする単量
体成分から形成され、カルボキシル基を1分子あたり平
均2個以上有する共重合体であれば特に限定されるもの
ではない。このようなビニルピロリドン共重合体(a)
は1種を用いてもよく、2種以上を併用してもよい。ま
た、共重合の形態としては、例えば、ランダム状、ブロ
ック状、交互状等のいずれであってもよい。The composition for hydrophilization treatment of the present invention contains a vinylpyrrolidone copolymer having a carboxyl group (a) and a crosslinking agent having three or more functional groups which react with the carboxyl group (b). The vinylpyrrolidone copolymer (a) is not particularly limited as long as it is formed from a monomer component containing vinylpyrrolidone as an essential component and has an average of two or more carboxyl groups per molecule. . Such a vinylpyrrolidone copolymer (a)
May be used alone or in combination of two or more. The form of copolymerization may be, for example, any of random, block, and alternating.
【0010】上記ビニルピロリドン共重合体(a)を製
造する方法としては特に限定されず、例えば、(1)ビ
ニルピロリドンとカルボキシル基を有する不飽和単量体
とを必須成分として含む単量体成分を共重合する方法、
(2)ビニルピロリドンを必須成分として含む単量体成
分を重合して得られる重合体に、カルボキシル基を有す
る不飽和単量体を必須成分として含む単量体成分をグラ
フト重合する方法等が好適である。The method for producing the vinylpyrrolidone copolymer (a) is not particularly limited. For example, (1) a monomer component containing vinylpyrrolidone and an unsaturated monomer having a carboxyl group as essential components A method of copolymerizing
(2) A method of graft-polymerizing a monomer component containing a carboxyl group-containing unsaturated monomer as an essential component onto a polymer obtained by polymerizing a monomer component containing vinylpyrrolidone as an essential component is preferable. It is.
【0011】上記カルボキシル基を有する不飽和単量体
としては特に限定されず、例えば、(メタ)アクリル
酸、クロトン酸、イタコン酸、無水イタコン酸、マレイ
ン酸、無水マレイン酸、フマル酸、ブテントリカルボン
酸、多官能(メタ)アクリル酸等が挙げられる。二塩基
酸を用いる場合にはハーフエステルとして用いてもよ
い。これらは単独で用いてもよく、2種以上を併用して
もよい。これらの中でも、(メタ)アクリル酸を用いる
ことが好ましい。より好ましくは、アクリル酸である。The unsaturated monomer having a carboxyl group is not particularly limited. Examples thereof include (meth) acrylic acid, crotonic acid, itaconic acid, itaconic anhydride, maleic acid, maleic anhydride, fumaric acid, and butenetricarboxylic acid. Acid, polyfunctional (meth) acrylic acid, and the like. When a dibasic acid is used, it may be used as a half ester. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, it is preferable to use (meth) acrylic acid. More preferably, it is acrylic acid.
【0012】上記(1)及び(2)の方法で用いる単量
体成分には、ビニルピロリドンやカルボキシル基を有す
る不飽和単量体と共重合可能な重合性単量体が含有され
ていてもよい。このような重合性単量体としては、例え
ば、(1)(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリ
ル酸エチル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アク
リル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシ
エチル等の(メタ)アクリル酸エステル類;(2)(メ
タ)アクリルアミド、N−モノメチル(メタ)アクリル
アミド、N−モノエチル(メタ)アクリルアミド、N,
N−ジメチル(メタ)アクリルアミド等の(メタ)アク
リルアミド誘導体類;(3)(メタ)アクリル酸ジメチ
ルアミノエチル、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリ
ルアミド、ビニルピリジン、ビニルイミダゾール等の塩
基性不飽和単量体及びその塩又は第4級化物;(4)ビ
ニルオキサゾリン等のイミノエーテル類;(5)酢酸ビ
ニル、プロピオン酸ビニル等のビニルエステル類;
(6)ビニルエチレンカーボネート及びその誘導体;
(7)スチレン及びその誘導体;(8)(メタ)アクリ
ル酸−2−スルホン酸エチル及びその誘導体;(9)ビ
ニルスルホン酸及びその誘導体;(10)メチルビニル
エーテル、エチルビニルエーテル、ブチルビニルエーテ
ル等のビニルエーテル類;(11)エチレン、プロピレ
ン、オクテン、ブタジエン等のオレフィン類、(12)
N−ビニルアセトアミド、N−メチル−N−ビニルアセ
トアミド、N−ビニルホルムアミド、N−メチル−N−
ビニルホルムアミド、N−ビニルプロピオンアミド等の
N−ビニルアミド系単量体等が挙げられる。これらは単
独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。The monomer components used in the above methods (1) and (2) may contain a polymerizable monomer copolymerizable with vinylpyrrolidone or an unsaturated monomer having a carboxyl group. Good. Examples of such a polymerizable monomer include (1) methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, and hydroxy (meth) acrylate. (Meth) acrylic esters such as ethyl; (2) (meth) acrylamide, N-monomethyl (meth) acrylamide, N-monoethyl (meth) acrylamide, N,
(Meth) acrylamide derivatives such as N-dimethyl (meth) acrylamide; (3) basic unsaturated monomers such as dimethylaminoethyl (meth) acrylate, dimethylaminoethyl (meth) acrylamide, vinylpyridine, and vinylimidazole And (4) imino ethers such as vinyl oxazoline; (5) vinyl esters such as vinyl acetate and vinyl propionate;
(6) vinyl ethylene carbonate and its derivatives;
(7) Styrene and its derivatives; (8) Ethyl (meth) acrylate-2-sulfonate and its derivatives; (9) Vinyl sulfonic acid and its derivatives; (10) Vinyl ethers such as methyl vinyl ether, ethyl vinyl ether and butyl vinyl ether Olefins such as ethylene, propylene, octene and butadiene; (12)
N-vinylacetamide, N-methyl-N-vinylacetamide, N-vinylformamide, N-methyl-N-
Examples include N-vinylamide monomers such as vinylformamide and N-vinylpropionamide. These may be used alone or in combination of two or more.
【0013】上記ビニルピロリドン共重合体(a)を形
成する単量体成分において、ビニルピロリドンとカルボ
キシル基を有する不飽和単量体との重量割合としては、
例えば、50/50〜99/1とすることが好ましい。
50/50よりビニルピロリドンが少ないと、親水性被
膜の親水性が充分でなくなるおそれがあり、99/1よ
りカルボキシル基を有する不飽和単量体が少ないと、ビ
ニルピロリドン共重合体(a)中のカルボキシル基の存
在量が少なくなり過ぎて架橋剤(b)が充分に架橋する
ことができなくなるおそれがある。より好ましくは、7
0/30〜99/1であり、更に好ましくは、75/2
5〜99/1である。また、ビニルピロリドン共重合体
(a)を形成する単量体成分を100重量%とすると、
ビニルピロリドンとカルボキシル基を有する不飽和単量
体との合計重量割合が50〜100重量%となるように
することが好ましい。より好ましくは、70〜100重
量%であり、更に好ましくは、90〜100重量%であ
る。In the monomer components forming the vinylpyrrolidone copolymer (a), the weight ratio of vinylpyrrolidone to the unsaturated monomer having a carboxyl group is as follows:
For example, it is preferable to be 50/50 to 99/1.
If the vinylpyrrolidone content is less than 50/50, the hydrophilicity of the hydrophilic coating may not be sufficient. If the unsaturated monomer having a carboxyl group is less than 99/1, the vinylpyrrolidone copolymer (a) Is too small, the crosslinking agent (b) may not be able to sufficiently crosslink. More preferably, 7
0/30 to 99/1, more preferably 75/2
5 to 99/1. When the monomer component forming the vinylpyrrolidone copolymer (a) is 100% by weight,
It is preferable that the total weight ratio of vinylpyrrolidone and unsaturated monomer having a carboxyl group is 50 to 100% by weight. More preferably, it is 70 to 100% by weight, still more preferably 90 to 100% by weight.
【0014】上記(1)及び(2)の方法において、重
合方法としては特に限定されず、例えば、水溶液重合
法、有機溶媒中での溶液重合法、逆相懸濁重合法、乳化
重合法、沈殿重合法等が挙げられ、重合時の反応条件等
は特に限定されるものではない。使用する重合開始剤と
しては特に限定されず、従来公知のものを1種又は2種
以上使用することができ、使用量も特に限定されるもの
ではない。また、重合開始剤を用いずに、熱、光、放射
線による重合法を用いてもよい。In the above methods (1) and (2), the polymerization method is not particularly limited, and examples thereof include an aqueous solution polymerization method, a solution polymerization method in an organic solvent, a reversed phase suspension polymerization method, an emulsion polymerization method, A precipitation polymerization method and the like can be mentioned, and the reaction conditions and the like during the polymerization are not particularly limited. The polymerization initiator used is not particularly limited, and one or more conventionally known polymerization initiators can be used, and the amount used is not particularly limited. Further, instead of using a polymerization initiator, a polymerization method using heat, light, or radiation may be used.
【0015】上記ビニルピロリドン共重合体(a)の分
子量としては、例えば、重量平均分子量が1000〜5
000000であることが好ましい。1000未満であ
ると、親水性被膜の耐水性や機械強度が充分でなくなる
おそれがあり、5000000を超えると、親水性被膜
を形成する際の作業性が充分でなくなるおそれがある。
より好ましくは、5000〜1000000であり、更
に好ましくは、10000〜500000である。The molecular weight of the vinylpyrrolidone copolymer (a) is, for example, from 1,000 to 5,000.
It is preferably 000000. If it is less than 1,000, the water resistance and mechanical strength of the hydrophilic coating may not be sufficient, and if it exceeds 5,000,000, the workability in forming the hydrophilic coating may not be sufficient.
More preferably, it is 5,000 to 1,000,000, and still more preferably, it is 10,000 to 500,000.
【0016】本発明におけるカルボキシル基と反応する
官能基を3つ以上有する架橋剤(b)としては、ビニル
ピロリドン共重合体(a)を架橋することができる官能
基を3つ以上有する化合物や重合体であれば特に限定さ
れるものではない。このような架橋剤(b)は1種を用
いてもよく、2種以上を併用してもよい。In the present invention, the crosslinking agent (b) having three or more functional groups that react with a carboxyl group includes a compound having three or more functional groups capable of crosslinking the vinylpyrrolidone copolymer (a) and a compound having a three or more functional group. It is not particularly limited as long as it is united. One of such crosslinking agents (b) may be used alone, or two or more thereof may be used in combination.
【0017】上記架橋剤(b)において、カルボキシル
基と反応する官能基とは、親水化処理用組成物が硬化す
るときに、ビニルピロリドン共重合体(a)が有するカ
ルボキシル基と反応してビニルピロリドン共重合体
(a)と架橋剤(b)とを架橋することができる1種又
は2種以上の官能基を意味し、例えば、オキサゾリン
基、エポキシ基、カルボジイミド基、アジリジニル基、
イソシアネート基、メチロール基、ビニルエーテル基、
シクロカーボネート基及びアルコキシシラン基からなる
群より選択される少なくとも1種の基であることが好ま
しい。これらの中でも、オキサゾリン基及び/又はエポ
キシ基を必須とすることが好ましい。このような架橋剤
(b)として、エポキシ基を3つ以上有する架橋剤
(b)としては、例えば、3官能以上のポリエチレング
リコールのグリシジルエーテル、トリメチロールプロパ
ンポ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、ソルビタンポリグリシジルエーテル、ポリ
グリセロールポリグリシジルエーテル等が好適である。
尚、これらは共栄社化学社製のエポライト(商品名)、
長瀬産業社製のデナコール(商品名)があてはまる。In the cross-linking agent (b), the functional group which reacts with the carboxyl group means that when the composition for hydrophilization cures, it reacts with the carboxyl group of the vinylpyrrolidone copolymer (a) to form a vinyl group. One or more functional groups capable of cross-linking the pyrrolidone copolymer (a) and the cross-linking agent (b), such as an oxazoline group, an epoxy group, a carbodiimide group, an aziridinyl group,
Isocyanate group, methylol group, vinyl ether group,
It is preferably at least one group selected from the group consisting of a cyclocarbonate group and an alkoxysilane group. Among these, it is preferable that an oxazoline group and / or an epoxy group are essential. Examples of the cross-linking agent (b) having three or more epoxy groups include, for example, glycidyl ethers of tri- or higher-functional polyethylene glycol, trimethylolpropane polyglycidyl ether, sorbitol polyglycidyl ether, and sorbitan. Polyglycidyl ether, polyglycerol polyglycidyl ether and the like are preferred.
These are Epolite (trade name) manufactured by Kyoeisha Chemical Co.,
Denasel (trade name) manufactured by Nagase & Co., Ltd. is applicable.
【0018】上記架橋剤(b)としては、例えば、化合
物であれば上記官能基を1分子あたり3つ以上有するも
の、重合体であれば上記官能基を1分子あたり平均3つ
以上有するもの等を用いることができる。このような架
橋剤(b)では、ビニルピロリドン共重合体(a)と架
橋剤(b)との重量比率において、例えば、架橋剤
(b)の重量比率を高くしても親水化処理用組成物が充
分に硬化することになり、アミン触媒なしで親水性被膜
に耐水性を付与できることになる。The crosslinking agent (b) is, for example, a compound having three or more of the above functional groups per molecule in the case of a compound, or a compound having an average of three or more of the above functional groups per molecule in the case of a polymer. Can be used. In such a cross-linking agent (b), even when the weight ratio of the cross-linking agent (b) is increased in the weight ratio of the vinyl pyrrolidone copolymer (a) and the cross-linking agent (b), for example, The product is sufficiently cured, and water resistance can be imparted to the hydrophilic coating without an amine catalyst.
【0019】本発明においては、オキサゾリン基を必須
とする架橋剤を用いる場合、親水化処理用組成物中のビ
ニルピロリドン共重合体(a)が有するカルボキシル基
を、塩基を用いて中和しておくことが好ましい。これに
より、親水化処理用組成物が一液安定性を有することに
なり、調製した親水化処理用組成物を室温で長時間保存
することが可能となる。カルボキシル基の中和に用いら
れる塩基としては特に限定されず、例えば、アンモニ
ア、水酸化ナトリウム等が挙げられ、アンモニアを用い
ることが好ましい。In the present invention, when a crosslinking agent having an oxazoline group as an essential component is used, the carboxyl group of the vinylpyrrolidone copolymer (a) in the composition for hydrophilization treatment is neutralized with a base. Preferably. Thereby, the composition for hydrophilization treatment has one-pack stability, and the prepared composition for hydrophilization treatment can be stored at room temperature for a long time. The base used for neutralization of the carboxyl group is not particularly limited, and includes, for example, ammonia and sodium hydroxide, and it is preferable to use ammonia.
【0020】上記親水化処理用組成物における、ビニル
ピロリドン共重合体(a)と架橋剤(b)との重量比率
としては特に限定されず、架橋剤(b)の種類等により
適宜設定すればよいが、例えば、10/90〜90/1
0とすることが好ましい。10/90より架橋剤(b)
の重量比率が多いと、架橋剤が過剰となったり、余った
架橋剤が溶出するため、耐水性が不足することになる。
90/10より架橋剤(b)の重量比率が少ないと、架
橋剤(b)によりビニルピロリドン共重合体(a)を充
分に架橋することができず、親水性被膜の耐水性が不足
することになり、いずれの場合も親水性と耐水性とを併
せもつ親水性被膜を形成することができないこととな
る。The weight ratio of the vinylpyrrolidone copolymer (a) to the crosslinking agent (b) in the composition for hydrophilization treatment is not particularly limited, and may be appropriately set depending on the type of the crosslinking agent (b) and the like. Good, for example, 10/90 to 90/1
It is preferably set to 0. From 10/90 the crosslinking agent (b)
If the weight ratio is too high, the crosslinking agent becomes excessive or the excess crosslinking agent elutes, resulting in insufficient water resistance.
If the weight ratio of the crosslinking agent (b) is smaller than 90/10, the vinylpyrrolidone copolymer (a) cannot be sufficiently crosslinked by the crosslinking agent (b), and the water resistance of the hydrophilic film becomes insufficient. In either case, a hydrophilic film having both hydrophilicity and water resistance cannot be formed.
【0021】本発明では、親水化処理用組成物における
ビニルピロリドン共重合体(a)と架橋剤(b)との官
能基比率が当モルとなるようにする、すなわちビニルピ
ロリドン共重合体(a)が有するカルボキシル基のモル
数と、架橋剤(b)が有する官能基のモル数とが当モル
となるようにすることが好ましい。これにより、親水性
被膜中に未反応で残存する官能基量を充分に少なくする
ことができ、親水性被膜の耐水性がより確実に発揮され
ることとなる。In the present invention, the functional group ratio between the vinylpyrrolidone copolymer (a) and the crosslinking agent (b) in the composition for hydrophilization treatment is adjusted to be equimolar, that is, the vinylpyrrolidone copolymer (a It is preferable that the number of moles of the carboxyl group contained in ()) and the number of moles of the functional group contained in the crosslinking agent (b) are equivalent. As a result, the amount of functional groups remaining unreacted in the hydrophilic coating can be sufficiently reduced, and the water resistance of the hydrophilic coating is more reliably exhibited.
【0022】カルボキシル基を有するビニルピロリドン
共重合体(a)と金属架橋剤(c)とを含有する親水化
処理用組成物は、親水性と耐水性とを併せもつ親水性被
膜を各種の部材の表面に形成することができる。このよ
うな親水化処理用組成物もまた本発明の1つである。The hydrophilic treatment composition containing the vinylpyrrolidone copolymer (a) having a carboxyl group and the metal crosslinking agent (c) comprises a hydrophilic coating having both hydrophilicity and water resistance. Can be formed on the surface. Such a composition for hydrophilization treatment is also one of the present invention.
【0023】上記親水化処理用組成物において、上記ビ
ニルピロリドン共重合体(a)としては、上述したのと
同様である。上記金属架橋剤(c)としては、水や水系
溶剤に溶解して2価以上の金属イオンや錯イオンを発生
する水溶性の金属化合物や重合体であれば特に限定され
るものではない。このような水溶性の金属化合物や重合
体では、金属化合物や重合体から発生する2価以上の金
属イオンや錯イオンが、ビニルピロリドン共重合体
(a)を架橋する作用を有することになる。なお、水溶
性とは、金属化合物や重合体が常温常圧下において水や
水系溶剤に1重量%以上溶解することを目安とする。In the composition for hydrophilization treatment, the vinylpyrrolidone copolymer (a) is the same as described above. The metal crosslinking agent (c) is not particularly limited as long as it is a water-soluble metal compound or polymer that dissolves in water or an aqueous solvent to generate divalent or higher valent metal ions or complex ions. In such a water-soluble metal compound or polymer, a divalent or higher valent metal ion or complex ion generated from the metal compound or polymer has a function of crosslinking the vinylpyrrolidone copolymer (a). The term “water-soluble” means that a metal compound or a polymer is dissolved in water or an aqueous solvent in an amount of 1% by weight or more at normal temperature and normal pressure.
【0024】上記2価以上の金属イオンや錯イオンとし
ては、カルボキシル基と硬化反応することができる金属
イオンや錯イオンであれば特に限定されず、例えば、2
〜4価のものが好適である。これらイオンの金属種とし
ては特に限定されず、例えば、マグネシウム(Mg)、
カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)、バリウ
ム(Ba)等のアルカリ土類金属;チタン(Ti)、ジ
ルコニウム(Zr)等の周期表4A族元素;鉄(F
e)、ルテニウム(Ru)等の周期表8族金属;銅(C
u)等の周期表11族金属;亜鉛(Zn)等の周期表1
2族元素;ホウ素(B)、アルミニウム(Al)等の周
期表13族元素等が挙げられる。これらの中で亜鉛、ジ
ルコニウムが好ましく、特にジルコニウムが好ましい。The divalent or higher valent metal ion or complex ion is not particularly limited as long as it is a metal ion or complex ion capable of undergoing a curing reaction with a carboxyl group.
Those having 4 to 4 valences are preferred. The metal species of these ions is not particularly limited, for example, magnesium (Mg),
Alkaline earth metals such as calcium (Ca), strontium (Sr) and barium (Ba); elements of Group 4A of the periodic table such as titanium (Ti) and zirconium (Zr); iron (F
e), metals of Group VIII of the Periodic Table such as ruthenium (Ru); copper (C
Group 11 metals such as u); Periodic table 1 such as zinc (Zn)
Group 2 elements: Group 13 elements of the periodic table such as boron (B) and aluminum (Al). Of these, zinc and zirconium are preferred, and zirconium is particularly preferred.
【0025】上記2価以上の金属イオンや錯イオンを発
生する水溶性の金属化合物や重合体の形態としては、例
えば、フッ化物、塩化物等のハロゲン化物;過塩素酸塩
等の過ハロゲン酸塩;水酸化物;硫酸塩;硝酸塩;リン
酸塩;水酸化アンモニウム塩;炭酸アンモニウム塩;酢
酸塩、プロピオン酸塩等のカルボン酸塩等が挙げられ、
中でも、有機酸や無機酸の形態として、塩化物、硝酸
塩、酢酸塩、炭酸アンモニウム塩が好ましい。これらの
形態の水溶性の金属化合物や重合体では、例えば、酒石
酸、グルコン酸等で安定化して用いてもよく、水や水系
溶剤に溶解した際にpHが低い場合には、pHを適宜調
整して用いてもよい。Examples of the form of the water-soluble metal compound or polymer that generates a divalent or higher valent metal ion or complex ion include halides such as fluorides and chlorides; perhalic acids such as perchlorates and the like. Salts; hydroxides; sulfates; nitrates; phosphates; ammonium hydroxide salts; ammonium carbonate salts; carboxylate salts such as acetate salts and propionate salts;
Among them, chlorides, nitrates, acetates, and ammonium carbonates are preferable as the form of the organic acid or the inorganic acid. In these forms of water-soluble metal compounds and polymers, for example, tartaric acid, gluconic acid or the like may be used after stabilization, and when dissolved in water or an aqueous solvent, the pH is appropriately adjusted. You may use it.
【0026】本発明では、金属架橋剤(c)としては、
ジルコニウムを金属種として有する化合物であることが
好ましい。これにより、親水処理用組成物は、組成物中
の水分が揮発することにより硬化するものとなるため、
親水処理用組成物を室温で硬化させることができること
になる。このようなジルコニウムを有する化合物とし
て、具体的には、例えば、酢酸ジルコニウム、プロピオ
ン酸ジルコニウム、塩化ジルコニウム、オキシ塩化ジル
コニウム、ヒドロキシ塩化ジルコニウム、硝酸ジルコニ
ウム、塩基性炭酸ジルコニウム、水酸化ジルコニウム、
炭酸ジルコニウム・アンモニウム、炭酸ジルコニウム・
カリウム、硫酸ジルコニウム、フッ化ジルコニウムアン
モニウム、リン酸ジルコニウム等が挙げられる。これら
の中でも、炭酸アンモニウムジルコニウムが好ましい。In the present invention, the metal crosslinking agent (c) includes
A compound having zirconium as a metal species is preferable. Thereby, the composition for hydrophilic treatment is to be cured by the volatilization of water in the composition,
The composition for hydrophilic treatment can be cured at room temperature. As the compound having such zirconium, specifically, for example, zirconium acetate, zirconium propionate, zirconium chloride, zirconium oxychloride, zirconium hydroxychloride, zirconium nitrate, basic zirconium carbonate, zirconium hydroxide,
Zirconium carbonate ammonium, zirconium carbonate
Potassium, zirconium sulfate, ammonium zirconium fluoride, zirconium phosphate and the like can be mentioned. Among these, ammonium zirconium carbonate is preferred.
【0027】上記金属架橋剤(c)として、ジルコニウ
ム以外の金属種を有する化合物や重合体としては、具体
的には、塩化マグネシウム、硫酸マグネシウム、硝酸マ
グネシウム、リン酸マグネシウム、酢酸マグネシウム等
のマグネシウム化合物;塩化カルシウム、過塩素酸カル
シウム、硫酸カルシウム、硝酸カルシウム、リン酸カル
シウム、酢酸カルシウム等のカルシウム化合物;塩化チ
タン、硫酸チタン等のチタン化合物;炭酸アンモニウム
亜鉛等の亜鉛化合物;ボレート等のホウ素化合物;塩化
アルミニウム、塩化アルミニウムの水和物、水酸化アル
ミニウム、塩基性ポリ水酸化アルミニウム化合物、ミョ
ウバン等のアルミニウム化合物等が挙げられる。また、
塩基性ポリ水酸化アルミニウム化合物としては、主成分
が一般式(1);[Al2 (OH)n Cl(6-n) ]m 、
一般式(2);[Al(OH)3 ] n AlCl3 、又
は、一般式(3);Aln (OH)m Cl(3n-m)で表さ
れ、例えば、[Al6 (OH)15]3+、[Al8 (O
H)20]4+、[Al13(OH)34]5+、[Al21(O
H)60]3+等の塩基性で高分子の多核縮合イオンを安定
に含んでいる水溶性のポリ水酸化アルミニウムが挙げら
れる。上記一般式(1)、(2)及び(3)中、n及び
mは、正の数を表す。ただし、一般式(1)中において
は、n<6を満たし、一般式(3)中においては、m<
3nを満たす。このような塩基性ポリ水酸化アルミニウ
ム化合物の市販品としては、例えば、ポリ塩化アルミニ
ウム(PAC)(商品名、多木化学社製)、ポリ水酸化
アルミニウム(Paho)(商品名、浅田化学社製)、
ピュラゲムWT(商品名、理研グリーン社製)等を用い
ることができる。As the metal crosslinking agent (c), zirconium
Compounds and polymers having metal species other than
Typically, magnesium chloride, magnesium sulfate,
Gnesium, magnesium phosphate, magnesium acetate, etc.
Magnesium compounds; calcium chloride, calcium perchlorate
Cium, calcium sulfate, calcium nitrate, calcium phosphate
Calcium compounds such as calcium and calcium acetate;
Titanium compounds such as tan and titanium sulfate; ammonium carbonate
Zinc compounds such as zinc; boron compounds such as borate; chlorides
Aluminum, aluminum chloride hydrate, aluminum hydroxide
Minium, basic polyaluminum hydroxide compound, myo
Aluminum compounds such as Uban and the like can be mentioned. Also,
As the basic polyaluminum hydroxide compound, the main component
Is the general formula (1); [AlTwo (OH)n Cl(6-n) ]m ,
General formula (2); [Al (OH)Three ] n AlClThree ,or
Is represented by the general formula (3): Aln (OH)m Cl(3n-m)Represented by
For example, [Al6 (OH)15]3+, [Al8 (O
H)20]4+, [Al13(OH)34]5+, [Altwenty one(O
H)60]3+Stable polymer polynuclear condensed ions such as basic
Water-soluble polyaluminum hydroxide contained in
It is. In the above general formulas (1), (2) and (3), n and
m represents a positive number. However, in the general formula (1)
Satisfies n <6, and in general formula (3), m <
3n is satisfied. Such basic polyaluminum hydroxide
Commercially available aluminum compounds include, for example, polyaluminum chloride.
Um (PAC) (trade name, manufactured by Taki Kagaku Co., Ltd.), polyhydroxylated
Aluminum (Paho) (trade name, manufactured by Asada Chemical Co., Ltd.),
Using Puragem WT (trade name, manufactured by Riken Green)
Can be
【0028】上記親水化処理用組成物における、ビニル
ピロリドン共重合体(a)と金属架橋剤(c)との重量
比率としては特に限定されず、金属架橋剤(c)の種類
等により適宜設定すればよいが、例えば、50/50〜
99/1とすることが好ましい。これにより、親水性と
耐水性とを併せもつ親水性被膜を各種の部材の表面に形
成することができることになる。より好ましくは、70
/30〜98/2であり、更に好ましくは、80/20
〜95/5である。The weight ratio of the vinylpyrrolidone copolymer (a) and the metal crosslinking agent (c) in the composition for hydrophilization treatment is not particularly limited, and is appropriately set depending on the type of the metal crosslinking agent (c) and the like. For example, 50/50 ~
It is preferably 99/1. Thereby, a hydrophilic film having both hydrophilicity and water resistance can be formed on the surface of various members. More preferably, 70
/ 30 to 98/2, more preferably 80/20
9595/5.
【0029】本発明の親水化処理用組成物においては、
配合物としてビニルピロリドン共重合体(a)と架橋剤
(b)や金属架橋剤(c)とを含有することになるが、
更に必要に応じて、これら以外の配合物を1種又は2種
以上含有していてもよい。この場合、親水化処理用組成
物を100重量%とすると、ビニルピロリドン共重合体
(a)と、架橋剤(b)又は金属架橋剤(c)との合計
重量割合が50〜100重量%となるようにすることが
好ましい。本発明の親水化処理用組成物に配合すること
ができる配合物としては特に限定されず、例えば、ワッ
クス類、ポリスチレンスルホン酸(塩)、ポリエチレン
グリコール等の潤滑剤の他、シリカ微粒子、シランカッ
プリング剤、抗菌剤等が挙げられる。なお、ビニルピロ
リドン共重合体(a)と、架橋剤(b)又は金属架橋剤
(c)とにより充分に硬化することから、本発明の親水
化処理用組成物にはアミン類を触媒として含有させる必
要がない。従って、本発明の親水化処理用組成物は、ア
ミン類を含有しない形態とすることが好ましいが、黄変
問題ない場合はアミン類の使用は可能である。ただしこ
れにより親水性被膜の黄変を充分に抑制することが可能
となる。In the composition for hydrophilization treatment of the present invention,
The composition contains a vinylpyrrolidone copolymer (a), a crosslinking agent (b) and a metal crosslinking agent (c).
Further, if necessary, one or more compounds other than these may be contained. In this case, when the composition for hydrophilization treatment is 100% by weight, the total weight ratio of the vinylpyrrolidone copolymer (a) and the crosslinking agent (b) or the metal crosslinking agent (c) is 50 to 100% by weight. Preferably. The compound that can be compounded in the composition for hydrophilization treatment of the present invention is not particularly limited. For example, in addition to a lubricant such as waxes, polystyrene sulfonic acid (salt), polyethylene glycol, etc., silica fine particles, silane Ring agents, antibacterial agents and the like can be mentioned. Since the composition is sufficiently cured by the vinylpyrrolidone copolymer (a) and the crosslinking agent (b) or the metal crosslinking agent (c), the composition for hydrophilization treatment of the present invention contains amines as a catalyst. You don't have to. Therefore, the composition for hydrophilization treatment of the present invention is preferably in a form not containing amines, but amines can be used when there is no yellowing problem. However, this makes it possible to sufficiently suppress the yellowing of the hydrophilic film.
【0030】本発明の親水化処理用組成物の使用形態と
しては、例えば、水又は水系溶剤に配合物を溶解又は分
散させた処理剤とすることが好ましい。水系溶剤とは、
水と混じり合うことができる溶剤の1種又は2種以上の
混合溶剤や、このような溶剤に水が主成分となるように
混合した混合溶剤を意味する。また、水又は水系溶剤に
界面活性剤を混合して用いてもよい。更に、ビニルピロ
リドン共重合体(a)は、酸性状態では溶解しない場合
があるため、塩基で中和し、均一に溶解させることが好
ましい。処理剤中の固形分量としては一般的に処理剤を
100重量%とすると、50重量%以下であり、塗布方
法と厚みにより適宜変更することが好ましい。The use form of the composition for hydrophilization treatment of the present invention is preferably, for example, a treatment agent obtained by dissolving or dispersing the compound in water or an aqueous solvent. An aqueous solvent is
It refers to one or more mixed solvents of a solvent that can be mixed with water, and a mixed solvent obtained by mixing such a solvent with water as a main component. Further, a surfactant may be mixed with water or an aqueous solvent. Further, since the vinylpyrrolidone copolymer (a) may not be dissolved in an acidic state, it is preferable that the vinylpyrrolidone copolymer (a) is neutralized with a base and uniformly dissolved. The amount of solids in the treating agent is generally 50% by weight or less when the treating agent is 100% by weight, and it is preferable to appropriately change the amount depending on the coating method and the thickness.
【0031】本発明の親水化処理用組成物から形成され
る親水性被膜を表面に有してなる部材では、親水性と耐
水性とを併せもつ親水性被膜が表面に形成されることに
なり、様々な用途で用いることができることになる。例
えば、親水性をもつことで、凝縮水の付着を防止した
り、帯電防止性能を有したりするという機能が付与され
た部材とすることができる。このような部材もまた、本
発明の一つである。このような部材の形状としては特に
限定されず、例えば、薄板、フィルム、繊維、中空糸等
が挙げられる。部材の材質としても特に限定されず、例
えば、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属;ガラ
ス;アクリル樹脂、ABS樹脂、AS樹脂、ポリスチレ
ン系樹脂、ポリカーボネート樹脂等のプラスチック等が
挙げられる。また、部材の表面には親水化処理用組成物
との密着性向上等のために予め処理が施されていてもよ
い。このような部材の表面に施すことができる処理とし
ては、例えば、リン酸クロメート、クロム酸クロメー
ト、ジルコン等による処理;有機物処理;コロナ放電処
理;低温プラズマ処理;短波長紫外線照射処理等が挙げ
られる。In a member having on its surface a hydrophilic film formed from the composition for hydrophilization treatment of the present invention, a hydrophilic film having both hydrophilicity and water resistance is formed on the surface. Can be used in various applications. For example, a member having functions of preventing adhesion of condensed water and having antistatic performance by having hydrophilicity can be provided. Such a member is also one of the present invention. The shape of such a member is not particularly limited, and examples thereof include a thin plate, a film, a fiber, and a hollow fiber. The material of the member is not particularly limited, and examples thereof include metals such as aluminum and aluminum alloy; glass; and plastics such as acrylic resin, ABS resin, AS resin, polystyrene resin, and polycarbonate resin. Further, the surface of the member may be subjected to a treatment in advance for improving the adhesion with the composition for hydrophilization treatment. Examples of the treatment that can be performed on the surface of such a member include treatment with phosphoric acid chromate, chromate chromate, zircon, and the like; organic matter treatment; corona discharge treatment; low-temperature plasma treatment; .
【0032】上記部材の表面に親水化処理用組成物から
親水性被膜を形成する方法としては、例えば、塗布、含
浸等いずれの方法でもかまわない。具体的には、親水化
処理用組成物を処理剤の形態として部材の表面に均一に
塗布、又は、該処理剤に部材を含浸し、乾燥硬化させる
ことにより行うことが好ましい。処理剤を塗布する方法
としては、例えば、工業的にはロールコーター等の塗装
機を用いて行うことができる。また、乾燥硬化させる条
件としては特に限定されず、架橋剤により適宜選択する
ことになるが、例えば、架橋剤(b)を用いる場合であ
れば、硬化温度を120〜300℃とし、硬化時間を1
5〜90秒とすることが好ましい。金属架橋剤(c)を
使用する場合も同様であるが、金属架橋剤(c)とし
て、ジルコニウムを有する化合物や重合体を用いる場合
であれば、親水化処理用組成物の水分を揮発させること
により硬化するため、室温により硬化することができ
る。更に、親水性被膜の厚さとしては、部材の用途等に
より適宜設定すればよいが、例えば、乾燥硬化後の厚さ
を1〜100μmとすることが好ましい。As a method of forming a hydrophilic film from the composition for hydrophilization treatment on the surface of the member, any method such as coating and impregnation may be used. Specifically, it is preferable to apply the composition for hydrophilization treatment in the form of a treatment agent uniformly on the surface of the member, or to impregnate the member with the treatment agent and dry and cure. As a method of applying the treatment agent, for example, it can be industrially performed using a coating machine such as a roll coater. The conditions for drying and curing are not particularly limited, and may be appropriately selected depending on the crosslinking agent. For example, when the crosslinking agent (b) is used, the curing temperature is set to 120 to 300 ° C., and the curing time is set. 1
Preferably, it is 5 to 90 seconds. The same applies to the case where the metal cross-linking agent (c) is used. However, if a compound or a polymer having zirconium is used as the metal cross-linking agent (c), the water in the hydrophilizing composition is volatilized. Therefore, it can be cured at room temperature. Further, the thickness of the hydrophilic film may be appropriately set according to the use of the member, etc., for example, the thickness after drying and curing is preferably 1 to 100 μm.
【0033】上記部材の用途としては、表面の親水化が
要求される用途等であれば特に限定されず、例えば、空
調機等の熱交換器に好適に用いることができる。この場
合には、例えば、打ち抜き加工や曲げ加工等の様々な加
工が施されてフィン等の形状とされた後、銅管等に取り
付けられることになる。The application of the above-mentioned member is not particularly limited as long as the surface is required to be hydrophilic, and can be suitably used for a heat exchanger such as an air conditioner. In this case, for example, after various processes such as a punching process and a bending process are performed to form a shape such as a fin, the fin is attached to a copper tube or the like.
【0034】[0034]
【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を更に詳細に説
明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるも
のではない。The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited to these examples.
【0035】実施例1〜14及び比較例1〜4 表1、表2及び表3に示す組成にてビニルピロリドン共
重合体と、架橋剤とを使用し、親水化処理用組成物を作
製した。この親水化処理用組成物を用いて、以下に示す
耐水性試験及び親水性試験を行った。Examples 1 to 14 and Comparative Examples 1 to 4 Hydrophilic treatment compositions were prepared by using the vinylpyrrolidone copolymer and the crosslinking agent in the compositions shown in Tables 1, 2 and 3. . Using the composition for hydrophilization treatment, the following water resistance test and hydrophilicity test were performed.
【0036】耐水性試験(ラビングテスト) 親水化処理用組成物をアプリケーターでガラス板へ0.
076mmの厚さで塗布し、これを(1)150℃で1
時間乾燥硬化、(2)120℃で1時間乾燥硬化、又
は、(3)室温で1日乾燥硬化して親水性被膜を有する
ガラス板を作製した。得られた親水性被膜を有するガラ
ス板を用いて、耐水試験(ラビングテスト)を実施(1
0回/30回)した。結果を表1、表2及び表3に示し
た。 評価基準 ○:変化なし △:少し剥がれる ×:剥がれる[0036]Water resistance test (rubbing test) Apply the composition for hydrophilic treatment to a glass plate with an applicator.
076 mm in thickness and (1) 150 ° C.
Drying and curing for 2 hours, (2) drying and curing for 1 hour at 120 ° C,
Has (3) a hydrophilic film that is dried and cured at room temperature for 1 day
A glass plate was produced. Gala with hydrophilic coating obtained
Water resistance test (rubbing test) using
0 times / 30 times). The results are shown in Tables 1, 2 and 3.
Was. Evaluation criteria ○: No change △: Peeled slightly ×: Peeled
【0037】親水性試験(接触角測定) 親水化処理用組成物をアプリケーターでガラス板へ0.
076mmの厚さで塗布し、これを(1)150℃で1
時間乾燥硬化、(2)120℃で1時間乾燥硬化、又
は、(3)室温で1日乾燥硬化後、翌日まで恒温室(2
3℃)で養生して親水性被膜を有するガラス板を作製し
た。得られた親水性被膜を有するガラス板を用いて、イ
オン交換水の接触角を測定した。水滴付着から1分後の
測定値を表1、表2及び表3に示した。[0037]Hydrophilicity test (contact angle measurement) Apply the composition for hydrophilic treatment to a glass plate with an applicator.
076 mm in thickness and (1) 150 ° C.
Drying and curing for 2 hours, (2) drying and curing for 1 hour at 120 ° C,
(3) After drying and curing at room temperature for one day,
3 ° C) to produce a glass plate with a hydrophilic coating
Was. Using the obtained glass plate having a hydrophilic coating,
The contact angle of the on-exchange water was measured. 1 minute after the drop of water
The measured values are shown in Tables 1, 2 and 3.
【0038】[0038]
【表1】 [Table 1]
【0039】表1、表2及び表3中のビニルピロリドン
共重合体の合成例について、以下に説明する。 <PVA−g−AA(80/20wt%)共重合体の合
成例1>500mlのセパラフラスコにポリビニルピロ
リドンK−30(商品名、和光純薬工業試薬)水溶液
(ゲルパーミュエーションクロマトグラフィによる重量
平均分子量約9.5万、ポリスチレン換算)を182.
57g(樹脂分55.50g)を仕込み、カルボキシル
基50mol%をアンモニアで中和されたアクリル酸水
溶液45.66g(アクリル酸分13.88g)と過硫
酸アンモニウム水溶液3.05g(過硫酸アンモニウム
分0.55g)を85℃、1.5時間で滴下し、攪拌し
ながら反応させ、更にV−50(2,2′−アゾビス
(2−メチルプロピオンアミジン)ジハイドロクロライ
ド、和光純薬工業試薬)水溶液4.00g(V−50分
0.34g)を添加し4時間熟成させた。反応終了後、
反応液の一部を採取し、液体クロマトグラフィーでアク
リル酸の転化率を分析したところ、97.7%であっ
た。このことからポリビニルピロリドンは添加したアク
リル酸とほぼ定量的に反応したことが確認された。ま
た、この溶液をゲルパーミュエーションクロマトグラフ
ィにて分子量を測定したところ重量平均分子量は12.
3万であった。The synthesis examples of the vinylpyrrolidone copolymers in Tables 1, 2 and 3 are described below. <Synthesis Example 1 of PVA-g-AA (80/20 wt%) Copolymer> An aqueous solution of polyvinylpyrrolidone K-30 (trade name, Wako Pure Chemical Industries Reagent) (weight average by gel permeation chromatography) was placed in a 500 ml separa flask. 182.
57 g (resin content 55.50 g) were charged, and 45.66 g of an aqueous acrylic acid solution (13.88 g of acrylic acid content) and 50 mol% of carboxyl groups neutralized with ammonia, and 3.05 g of aqueous ammonium persulfate solution (0.55 g of ammonium persulfate content) ) Was added dropwise at 85 ° C for 1.5 hours, reacted with stirring, and further reacted with an aqueous solution of V-50 (2,2'-azobis (2-methylpropionamidine) dihydrochloride, Wako Pure Chemical Industries reagent). Then, 00 g (0.34 g of V-50 minutes) was added and the mixture was aged for 4 hours. After the reaction,
A part of the reaction solution was collected, and the conversion of acrylic acid was analyzed by liquid chromatography to find that it was 97.7%. This confirmed that polyvinylpyrrolidone reacted almost quantitatively with the added acrylic acid. When the molecular weight of this solution was measured by gel permeation chromatography, the weight average molecular weight was 12.
It was 30,000.
【0040】<PVA−g−AA(85/15wt%)
共重合体の合成例2>カルボキシル基50mol%をア
ンモニアで中和されたアクリル酸水溶液の量を32.2
0g(アクリル酸分9.79g)に代えただけで後は合
成例1と同様に合成した。反応終了後、反応液の一部を
採取し、液体クロマトグラフィーでアクリル酸の転化率
を分析したところ、97.7%であった。このことから
ポリビニルピロリドンは添加したアクリル酸とほぼ定量
的に反応したことが確認された。また、この溶液をゲル
パーミュエーションクロマトグラフィにて分子量を測定
したところ重量平均分子量は11.4万であった。<PVA-g-AA (85/15 wt%)
Synthesis Example 2 of Copolymer> Amount of Acrylic Acid Aqueous Solution with 50 mol% of Carboxyl Groups Neutralized with Ammonia 32.2
The synthesis was performed in the same manner as in Synthesis Example 1 except that the amount was changed to 0 g (acrylic acid content: 9.79 g). After the completion of the reaction, a part of the reaction solution was collected, and the conversion of acrylic acid was analyzed by liquid chromatography to find that it was 97.7%. This confirmed that polyvinylpyrrolidone reacted almost quantitatively with the added acrylic acid. The molecular weight of this solution was measured by gel permeation chromatography, and the weight-average molecular weight was 114,000.
【0041】<PVA−g−AA(90/10wt%)
共重合体の合成例3>カルボキシル基50mol%をア
ンモニアで中和されたアクリル酸水溶液の量を20.2
6g(アクリル酸分6.16g)に代えただけで後は合
成例1と同様に合成した。反応終了後、反応液の一部を
採取し、液体クロマトグラフィーでアクリル酸の転化率
を分析したところ、95.3%であった。このことから
ポリビニルピロリドンは添加したアクリル酸とほぼ定量
的に反応したことが確認された。また、この溶液をゲル
パーミュエーションクロマトグラフィにて分子量を測定
したところ重量平均分子量は10.5万であった。<PVA-g-AA (90/10 wt%)
Synthesis Example 3 of Copolymer> Amount of aqueous solution of acrylic acid having 50 mol% of carboxyl groups neutralized with ammonia was adjusted to 20.2
The synthesis was carried out in the same manner as in Synthesis Example 1 except that the amount was changed to 6 g (acrylic acid content: 6.16 g). After the completion of the reaction, a part of the reaction solution was collected, and the conversion of acrylic acid was analyzed by liquid chromatography to find that it was 95.3%. This confirmed that polyvinylpyrrolidone reacted almost quantitatively with the added acrylic acid. The molecular weight of this solution was measured by gel permeation chromatography to find that the weight average molecular weight was 105,000.
【0042】表1について、以下に説明する。ビニルピ
ロリドン共重合体において、PVP−g−AA(80/
20wt%)とは、N−ビニルピロリドン重合体にアク
リル酸をグラフト結合したグラフト共重合体(N−ビニ
ルピロリドン/アクリル酸の重量割合=80/20)で
あり、PVP−g−AA(90/10wt%)とは、N
−ビニルピロリドン重合体にアクリル酸をグラフト結合
したグラフト共重合体(N−ビニルピロリドン/アクリ
ル酸の重量割合=90/10)である。架橋剤におい
て、エポクロスWS−500(商品名、日本触媒社製)
とは、オキサゾリン系ポリマー架橋剤であり、ベイコー
ト20(商品名、日本軽金属社製)とは、炭酸アンモニ
ウムジルコニウムである。Table 1 is described below. In the vinylpyrrolidone copolymer, PVP-g-AA (80 /
20 wt%) is a graft copolymer in which acrylic acid is grafted to an N-vinylpyrrolidone polymer (weight ratio of N-vinylpyrrolidone / acrylic acid = 80/20), and PVP-g-AA (90 / 10 wt%) means N
A graft copolymer (weight ratio of N-vinylpyrrolidone / acrylic acid = 90/10) obtained by grafting acrylic acid to a vinylpyrrolidone polymer. In the crosslinking agent, Epocross WS-500 (trade name, manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.)
Is an oxazoline-based polymer crosslinking agent, and Baycoat 20 (trade name, manufactured by Nippon Light Metal Co., Ltd.) is ammonium zirconium carbonate.
【0043】[0043]
【表2】 [Table 2]
【0044】表2について、以下に説明する。ビニルピ
ロリドン共重合体において、PVP−g−AA(80/
20wt%)とは、N−ビニルピロリドン重合体にアク
リル酸をグラフト結合したグラフト共重合体(N−ビニ
ルピロリドン/アクリル酸の重量割合=80/20)で
ある。架橋剤において、デナコールEX−313(商品
名、長瀬産業社製)とは、2官能及び3官能のポリエチ
レングリコールのグリシジルエーテルであり、デナコー
ルEX−614B(商品名、長瀬産業社製)とは、4官
能のポリエチレングリコールのグリシジルエーテルであ
り、デナコールEX−421(商品名、長瀬産業社製)
とは、3官能のポリエチレングリコールのグリシジルエ
ーテルであり、デナコールEX−512(商品名、長瀬
産業社製)とは、4官能及び5官能のポリエチレングリ
コールのグリシジルエーテルであり、デナコールEX−
521(商品名、長瀬産業社製)とは、4官能及び5官
能のポリエチレングリコールのグリシジルエーテルであ
る。Table 2 is described below. In the vinylpyrrolidone copolymer, PVP-g-AA (80 /
The term “20 wt%” means a graft copolymer in which acrylic acid is grafted to an N-vinyl pyrrolidone polymer (weight ratio of N-vinyl pyrrolidone / acrylic acid = 80/20). In the crosslinking agent, Denacol EX-313 (trade name, manufactured by Nagase & Co., Ltd.) is a glycidyl ether of bifunctional and trifunctional polyethylene glycol, and Denacol EX-614B (trade name, manufactured by Nagase & Co., Ltd.) It is a glycidyl ether of tetrafunctional polyethylene glycol, and is Denacol EX-421 (trade name, manufactured by Nagase & Co., Ltd.)
Is a glycidyl ether of trifunctional polyethylene glycol, and Denacol EX-512 (trade name, manufactured by Nagase & Co., Ltd.) is a glycidyl ether of tetrafunctional and pentafunctional polyethylene glycol, and is Denacol EX-
521 (trade name, manufactured by Nagase & Co., Ltd.) is a glycidyl ether of tetrafunctional and pentafunctional polyethylene glycol.
【0045】[0045]
【表3】 [Table 3]
【0046】表3について、以下に説明する。ビニルピ
ロリドン共重合体において、PVP−g−AA(85/
15wt%)とは、N−ビニルピロリドン重合体にアク
リル酸をグラフト結合したグラフト共重合体(N−ビニ
ルピロリドン/アクリル酸の重量割合=85/15)で
あり、PVP−g−AA(90/10wt%)とは、N
−ビニルピロリドン重合体にアクリル酸をグラフト結合
したグラフト共重合体(N−ビニルピロリドン/アクリ
ル酸の重量割合=90/10)であり、VP/AAラン
ダム共重合体(75/25wt%)とは、N−ビニルピ
ロリドンとアクリル酸とのランダム共重合体(N−ビニ
ルピロリドン/アクリル酸の重量割合=75/25)で
ある。架橋剤において、デナコールEX−512(商品
名、長瀬産業社製)とは、4官能及び5官能のポリエチ
レングリコールのグリシジルエーテルであり、デナコー
ルEX−521(商品名、長瀬産業社製)とは、4官能
及び5官能のポリエチレングリコールのグリシジルエー
テルである。Table 3 is described below. In the vinylpyrrolidone copolymer, PVP-g-AA (85 /
15 wt%) is a graft copolymer (N-vinylpyrrolidone / acrylic acid weight ratio = 85/15) obtained by grafting acrylic acid to an N-vinylpyrrolidone polymer, and is PVP-g-AA (90 / 10 wt%) means N
A graft copolymer of acrylic acid and a vinylpyrrolidone polymer (weight ratio of N-vinylpyrrolidone / acrylic acid = 90/10), and a VP / AA random copolymer (75/25 wt%) , A random copolymer of N-vinylpyrrolidone and acrylic acid (weight ratio of N-vinylpyrrolidone / acrylic acid = 75/25). In the cross-linking agent, Denacol EX-512 (trade name, manufactured by Nagase & Co., Ltd.) is a glycidyl ether of tetrafunctional and pentafunctional polyethylene glycol, and Denacol EX-521 (trade name, manufactured by Nagase & Co., Ltd.) It is a glycidyl ether of tetrafunctional and pentafunctional polyethylene glycol.
【0047】[0047]
【発明の効果】本発明の親水化処理用組成物は、上述の
ような構成からなるため、親水性と耐水性とを併せも
ち、しかも黄変を生じることを抑制された親水性被膜
を、金属、フィルム、プラスチック等の各種の部材の表
面に形成することができるものである。Since the composition for hydrophilization treatment of the present invention is constituted as described above, a hydrophilic film which has both hydrophilicity and water resistance and is suppressed from yellowing, It can be formed on the surface of various members such as metal, film and plastic.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C09D 139/06 C09D 139/06 201/00 201/00 (72)発明者 西林 秀幸 大阪府吹田市西御旅町5番8号 株式会社 日本触媒内 Fターム(参考) 4F006 AA15 AA22 AA36 AB12 AB55 BA10 4J002 BJ001 BN201 CD012 DD036 DD046 DE046 DE196 DE206 DF036 DG046 DH046 EC006 ED026 EG016 EL106 ER006 EU016 EU216 EX036 FD142 FD146 GH00 4J038 CK031 GA06 KA06 MA08 NA06 PB05 PC02 PC08 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) C09D 139/06 C09D 139/06 201/00 201/00 (72) Inventor Hideyuki Nishibayashi Nishi-Motobi, Suita-shi, Osaka 5-8 Machi Nippon Shokubai Co., Ltd. F-term (reference) 4F006 AA15 AA22 AA36 AB12 AB55 BA10 4J002 BJ001 BN201 CD012 DD036 DD046 DE046 DE196 DE206 DF036 DG046 DH046 EC006 ED026 EG016 EL106 ER006 EU016 EU216 EX036 FD142 FD146 GH04 MA04 NA06 PB05 PC02 PC08
Claims (4)
ン共重合体(a)、及び、カルボキシル基と反応する官
能基を3つ以上有する架橋剤(b)を含有することを特
徴とする親水化処理用組成物。1. A composition for hydrophilization, comprising: a vinylpyrrolidone copolymer having a carboxyl group (a); and a crosslinking agent (b) having three or more functional groups that react with the carboxyl group. object.
は、オキサゾリン基、エポキシ基、カルボジイミド基、
アジリジニル基、イソシアネート基、メチロール基、ビ
ニルエーテル基、シクロカーボネート基及びアルコキシ
シラン基からなる群より選択される少なくとも1種の基
であることを特徴とする請求項1記載の親水化処理用組
成物。2. The functional group that reacts with the carboxyl group includes an oxazoline group, an epoxy group, a carbodiimide group,
The composition for hydrophilization treatment according to claim 1, wherein the composition is at least one group selected from the group consisting of an aziridinyl group, an isocyanate group, a methylol group, a vinyl ether group, a cyclocarbonate group, and an alkoxysilane group.
ン共重合体(a)と金属架橋剤(c)とを含有すること
を特徴とする親水化処理用組成物。3. A composition for hydrophilization comprising a vinylpyrrolidone copolymer having a carboxyl group (a) and a metal crosslinking agent (c).
組成物から形成される親水性被膜を表面に有してなるこ
とを特徴とする部材。4. A member having a hydrophilic film formed from the composition for hydrophilization treatment according to claim 1, 2 or 3 on the surface.
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