JP2007146009A - Oil-repellent and water-repellent material and method for producing the same - Google Patents

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浩一 川村
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a simple method for producing a water-repellent or oil-repellent material excellent in surface stainproofness, slight in the decline of stainproofness by rubbing or the like, exhibiting high surface hardness, thus useful as a stainproof facing material with high stainproofness and high transparency, and to provide the water-repellent or oil-repellent material having high surface water repellency or oil repellency and useful as a stainproof facing material, obtained by the above method. <P>SOLUTION: The method for producing the water-repellent and oil-repellent material comprises the step of contacting, on a substrate capable of generating radicals on exposure to light, a mixture of a low-molecular compound having polymerizable unsaturated group and a high-molecular compound having oil-repellent and water-repellent functional group and polymerizable unsaturated double bond on the side chain, and the step of exposing the substrate to light to form a graft polymer layer made from the low-molecular compound and the high-molecular compound on the substrate. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、表面撥油及び撥水性を有する撥油及び撥水性材料及びその製造方法に関する。詳細には、防汚性、耐久性及び透明性を付与したハードコートフィルムなどの、防汚性表面材料として有用な表面撥油及び撥水性材料及びその製造方法に関する。   The present invention relates to an oil and water repellent material having surface oil and water repellency and a method for producing the same. Specifically, the present invention relates to a surface oil and water repellent material useful as an antifouling surface material such as a hard coat film imparted with antifouling property, durability and transparency, and a method for producing the same.

近年、プラスチック基材が、加工性、軽量化の観点でガラス基材と置き換わりつつある。これらプラスチック基材の表面は傷つきやすいため、耐擦傷性を付与する目的でハードコート層を設けたり、ハードコート層を設けたフィルムを貼合して用いる場合が多い。また、従来のガラス製品についても、破損した場合の飛散防止を目的としてプラスチックフィルムを貼合する場合が増えており、これらフィルムの表面硬度強化のために、その表面にハードコート層を形成することが広く行われている。
しかし、このような表面保護を目的としたハードコート層は、使用する際に、人の指紋(皮脂)、汗、化粧品などの汚れが付着しやすい。また、一度付着した汚れが除去しにくいため、透明性や反射性を損ない視認性が悪くなるという問題を有していた。
In recent years, plastic substrates are being replaced with glass substrates in terms of processability and weight reduction. Since the surface of these plastic substrates is easily scratched, a hard coat layer is often provided for the purpose of imparting scratch resistance, or a film provided with a hard coat layer is often used by bonding. In addition, with regard to conventional glass products, plastic films are increasingly being bonded for the purpose of preventing scattering in the event of breakage, and in order to enhance the surface hardness of these films, a hard coat layer is formed on the surface. Is widely practiced.
However, when using such a hard coat layer for surface protection, dirt such as human fingerprints (sebum), sweat, and cosmetics is likely to adhere. In addition, since it is difficult to remove the dirt once adhered, there is a problem that transparency and reflectivity are impaired and visibility is deteriorated.

そこで、ハードコート層の表面に汚れが付着しにくく、且つ、付着した汚れを除去しやすくするため、ハードコート層表面をフッ素系ポリマーで被覆したり、ハードコート層の材料としてフッ素系、もしくはケイ素系のポリマーを含有させる方法が一般に行われている。例えば、透明支持体である基材の上に、ハードコート層、高屈折率層、低屈折率層を順に設けた反射防止フィルムの汚れ性を改良する目的でパーフルオロアルキルポリエーテル側鎖を有する重合体を低屈折率層の上に塗布することが開示されている(例えば、特許文献1参照。)。この方法はパーフルオロアルキルポリエーテル化合物の優れた滑り性を利用するものであり、反射防止フィルムの表面側の層を汚れから保護し、耐傷性を向上させる。しかし、パーフルオロアルキルポリエーテル化合物は単に表面に塗布形成されているだけであるため、繰り返しの擦りにより剥がれやすくなり、防汚性の耐久性に劣るという問題があった。   Therefore, in order to make it difficult for dirt to adhere to the surface of the hard coat layer and to easily remove the attached dirt, the hard coat layer surface is coated with a fluorine-based polymer, or the hard coat layer is made of fluorine-based or silicon. A method of incorporating a polymer of a system is generally performed. For example, it has a perfluoroalkyl polyether side chain for the purpose of improving the stain resistance of an antireflection film in which a hard coat layer, a high refractive index layer, and a low refractive index layer are provided in this order on a substrate that is a transparent support. It is disclosed that a polymer is applied on a low refractive index layer (for example, see Patent Document 1). This method utilizes the excellent slipperiness of the perfluoroalkyl polyether compound, protects the surface side layer of the antireflection film from dirt, and improves scratch resistance. However, since the perfluoroalkyl polyether compound is merely applied and formed on the surface, the perfluoroalkyl polyether compound is easily peeled off by repeated rubbing, resulting in a problem of poor antifouling properties.

この問題点を解決するため、アクリレートと重合開始剤を含有するハードコート層光硬化性組成物にフッ素モノマーを添加し、露光、加熱及び硬化することによりハードコートフィルムを形成する技術が提案されている(例えば、特許文献2参照。)。この方法は、ハードコート層中に防汚性を示すフッ素化合物を共有結合にて固定化するものであり、繰り返し擦った後でも剥がれ難くなったものの、防汚性が低いという問題があった。また、防汚性向上のためフッ素モノマーの添加量を増やすとハードコート層の硬度が低下する傾向にあった。したがって、一般に、防汚性と耐擦傷性の両立は困難であった。   In order to solve this problem, a technique for forming a hard coat film by adding a fluorine monomer to a hard coat layer photocurable composition containing an acrylate and a polymerization initiator, and exposing, heating and curing is proposed. (For example, refer to Patent Document 2). This method immobilizes a fluorine compound exhibiting antifouling property in the hard coat layer by a covalent bond, and although it is difficult to peel off even after repeated rubbing, there is a problem that the antifouling property is low. Moreover, when the addition amount of the fluorine monomer was increased for improving the antifouling property, the hardness of the hard coat layer tended to decrease. Therefore, it is generally difficult to achieve both antifouling properties and scratch resistance.

これとは別に、ハードコート層表面のフッ素ポリマーの剥離を防止する手段として、分子内に光重合開始基を有する重合体からなる第1の層を基材上に設け、その上に光重合開始基を介して結合されたフッ素含有単量体から形成されるフッ素含有重合体からなる第2の層を形成する技術が提案されている(例えば、特許文献3参照)。しかし、第1の層に含まれる光重合開始基を有するポリマーは、第1の層とその表面のフッ素含有重合体からなる第2の層との密着性を向上させるものの、第1の層ごと基材から剥離しやすいために期待した耐久性は得られないことがわかった。さらに、光重合開始基を起点としてフッ素含有単量体を結合させるのに高いエネルギーを必要とするという問題もあった。   Apart from this, as a means for preventing the peeling of the fluoropolymer on the surface of the hard coat layer, a first layer made of a polymer having a photopolymerization initiating group in the molecule is provided on the substrate, and photopolymerization is started thereon. A technique for forming a second layer made of a fluorine-containing polymer formed from a fluorine-containing monomer bonded through a group has been proposed (see, for example, Patent Document 3). However, the polymer having a photopolymerization initiating group contained in the first layer improves the adhesion between the first layer and the second layer made of a fluorine-containing polymer on the surface, but the first layer It was found that the expected durability could not be obtained due to easy peeling from the substrate. Further, there is a problem that high energy is required to bind the fluorine-containing monomer starting from the photopolymerization initiating group.

さらに、これらのハードコート層表面にフッ素ポリマーを設けた防汚性フィルムをフラットパネルディスプレイなどの光学材料として用いる場合には,単に耐久性だけでなく、視認性を良好な状態で保つため透明性も要求されている。   Furthermore, when using antifouling films with fluoropolymers on the surface of these hard coat layers as optical materials such as flat panel displays, they are not only durable but also transparent to maintain visibility. Is also required.

特開2000−284102公報JP 2000-284102 A 特開2003−335984公報JP 2003-335984 A 特開平10−279834号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-279834

上記問題点を考慮した本発明の目的は、基材表面の防汚性に優れ、擦りなどによる防汚性の低下が少なく、且つ、透明性の高い撥油及び撥水性材料の製造方法にある。また、本発明の他の目的は、前記本発明の製造方法により得られる、防汚性とその耐久性、さらには透明性に優れた撥油及び撥水性材料を提供することにある。   An object of the present invention in consideration of the above problems is to provide a highly transparent oil-repellent and water-repellent material having excellent antifouling property on the surface of the substrate, less deterioration of the antifouling property due to rubbing and the like, and high transparency. . Another object of the present invention is to provide an oil repellent and water repellent material excellent in antifouling property and durability and further transparency obtained by the production method of the present invention.

本発明者は鋭意検討の結果、露光により重合開始活性点を生じうる基材を用いて、撥油及び撥水性官能基を有するグラフトポリマー層を形成することで、上記問題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明の請求項1に係る撥油及び撥水性基材の製造方法は、(1)露光によりラジカルを発生しうる基材表面に、撥油及び撥水性の官能基と重合性不飽和二重結合を側鎖に有する高分子化合物と、重合性不飽和基を有する低分子化合物を混合し、該基材に接触させる工程、及び(2)前記基材に露光を行い、該低分子化合物と該高分子化合物からなるグラフトポリマー層を該基材に形成する工程、を有することを特徴とする。
As a result of intensive studies, the present inventors have found that the above problem can be solved by forming a graft polymer layer having oil and water repellent functional groups using a base material capable of generating a polymerization initiation active site by exposure, The present invention has been completed.
That is, in the method for producing an oil-repellent and water-repellent substrate according to claim 1 of the present invention, (1) an oil-repellent and water-repellent functional group and polymerizable unsaturated are formed on the substrate surface capable of generating radicals upon exposure. A step of mixing a high molecular compound having a double bond in a side chain with a low molecular compound having a polymerizable unsaturated group and bringing it into contact with the substrate; and (2) exposing the substrate to the low molecule. Forming a graft polymer layer comprising the compound and the polymer compound on the substrate.

本発明の作用は明確ではないが、以下のように推定される。
本発明では、グラフトポリマーの生成に際して、撥油及び撥水性の官能基と重合性不飽和二重結合を側鎖に有する高分子化合物溶液中に、重合性不飽和基を有する低分子化合物を混合し、重合開始能を有する基材に接触させている。この低分子化合物は高分子化合物とともに重合に関与するため、基体から剥離しにくい、防汚性に優れた官能基を有するグラフトポリマーが基材表面に均一に形成され、耐久性に優れた均一な防汚性を基材表面に付与することができる。また、このように重合の均一性が向上することにより、膜表面の粗さが抑制されることで光散乱が抑えられ、透明性の高いグラフトポリマー膜が形成されるものと考えられる。
Although the operation of the present invention is not clear, it is estimated as follows.
In the present invention, when a graft polymer is formed, a low molecular compound having a polymerizable unsaturated group is mixed in a polymer compound solution having an oil and water repellent functional group and a polymerizable unsaturated double bond in the side chain. The substrate is brought into contact with a substrate having a polymerization initiating ability. Since this low molecular weight compound is involved in the polymerization together with the high molecular weight compound, a graft polymer having a functional group that is difficult to peel off from the substrate and has an excellent antifouling property is uniformly formed on the surface of the substrate, and has a uniform and excellent durability. Antifouling property can be imparted to the substrate surface. Further, it is considered that the uniformity of the polymerization is improved in this way, thereby suppressing the light scattering by suppressing the roughness of the film surface and forming a highly transparent graft polymer film.

この製造方法において用いられる重合性不飽和基を有する低分子化合物の分子量は1000未満であることが好ましい。
また、重合性不飽和基を有する低分子化合物としては、より具体的には(メタ)アクリル酸エステル類モノマー及びアクリルアミド類モノマーからなる群より選択される1種以上であることが好ましく、さらに好ましくは、炭素数1から6までのアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリル酸エステルである。
また、請求項5に係る撥油及び撥水性材料は、前記本発明の撥油及び撥水性材料の製造方法により製造されることを特徴とする。
なお、本明細書において、「撥油及び撥水性」とは、「撥油性且つ撥水性」を意味するものである。以下、これを「撥油・撥水性」と表記することがある。
The molecular weight of the low molecular weight compound having a polymerizable unsaturated group used in this production method is preferably less than 1000.
Further, the low molecular weight compound having a polymerizable unsaturated group is more preferably at least one selected from the group consisting of (meth) acrylic acid ester monomers and acrylamide monomers, and more preferably Is an alkyl (meth) acrylic acid ester having an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
Further, the oil and water repellent material according to claim 5 is produced by the method for producing an oil and water repellent material of the present invention.
In this specification, “oil repellency and water repellency” means “oil repellency and water repellency”. Hereinafter, this may be referred to as “oil / water repellency”.

本発明によれば、基材表面の防汚性に優れ、擦りなどによる防汚性の低下が少なく、且つ、透明性の高い撥油及び撥水性材料の製造方法を提供することができる。また、本発明の前記製造方法により得られた撥油及び撥水性材料は、防汚性とその耐久性に優れ、且つ、透明性が高いという効果を奏する。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it can provide the manufacturing method of oil-repellent and water-repellent material which is excellent in antifouling property of the base-material surface, there is little fall of antifouling property by rubbing etc., and is highly transparent. In addition, the oil and water repellent material obtained by the production method of the present invention has an effect of being excellent in antifouling property and durability and having high transparency.

本発明の撥油及び撥水性基材の製造方法は、(1)露光によりラジカルを発生しうる基材表面に、重合性不飽和基を有する低分子化合物と撥油及び撥水性の官能基と重合性不飽和二重結合を側鎖に有する高分子化合物と、を混合し、該基材に接触させる工程、及び
(2)前記基材に露光を行い、該低分子化合物と該高分子化合物からなるグラフトポリマー層を該基材に形成する工程、を有することを特徴とする撥油及び撥水性材料の製造方法により実施される。
The method for producing an oil repellent and water repellent substrate of the present invention comprises: (1) a low molecular weight compound having a polymerizable unsaturated group and an oil repellent and water repellent functional group on a substrate surface capable of generating radicals upon exposure; A step of mixing a polymer compound having a polymerizable unsaturated double bond in a side chain and bringing it into contact with the substrate; and (2) exposing the substrate to the low molecular compound and the polymer compound. Forming a graft polymer layer comprising: a base material on a base material, and a method for producing an oil and water repellent material.

−(1)工程−
以下、本発明の撥油及び撥水性材料の製造方法について、その詳細を工程順に説明する。
まず、(1)露光によりラジカルを発生しうる基材表面に、重合性不飽和基を有する低分子化合物と、撥油及び撥水性の官能基と重合性不飽和二重結合を側鎖に有する高分子化合物を混合させて接触させる工程について説明する。本発明の方法では、まず、「露光によりラジカルを発生しうる基材」を用いて、該基材表面に、重合性不飽和基を有する低分子化合物と、撥油及び撥水性の官能基と重合性不飽和二重結合を側鎖に有する高分子化合物(以下、適宜、特定撥油性ポリマーと称する)を混合させて接触させる工程を行う。
-(1) Process-
Hereinafter, the details of the method for producing the oil- and water-repellent material of the present invention will be described in the order of steps.
First, (1) a low molecular weight compound having a polymerizable unsaturated group, an oil-repellent and water-repellent functional group, and a polymerizable unsaturated double bond in a side chain on a substrate surface capable of generating radicals upon exposure. The process of mixing and contacting the polymer compound will be described. In the method of the present invention, first, using a “base material capable of generating radicals upon exposure”, a low molecular compound having a polymerizable unsaturated group on the surface of the base material, and an oil-repellent and water-repellent functional group, A step of mixing and contacting a polymer compound having a polymerizable unsaturated double bond in the side chain (hereinafter referred to as a specific oil-repellent polymer as appropriate) is performed.

<露光によりラジカルを発生しうる基材>
この「露光によりラジカルを発生しうる基材」としては、(a)ラジカル発生剤を含有する基材、(b)側鎖にラジカル発生部位を有する高分子化合物を含有する基材、(c)架橋剤と側鎖にラジカル発生部位を有する高分子化合物とを含有する塗布液を支持体表面に塗布、乾燥し、被膜内に架橋構造を形成させてなる基材、等が挙げられる。これらの中でも、(a)ラジカル発生剤を含有する基材、(b)側鎖にラジカル発生部位を有する高分子化合物を含有する基材などが代表的なものとして挙げられる。
いずれの基材を用いる場合でも、基材表面に露光により発生する活性点を起点として、特定撥油性ポリマーを接触させて、ラジカル重合を開始、進行させることでグラフトポリマーを生成させるものであるため、基材は、露光により高感度でラジカルなどの開始種を発生させうるものが選択される。
<Base material capable of generating radicals upon exposure>
The “base material capable of generating radicals upon exposure” includes (a) a base material containing a radical generator, (b) a base material containing a polymer compound having a radical generating site in the side chain, (c) Examples include a base material in which a coating liquid containing a crosslinking agent and a polymer compound having a radical generating site in the side chain is applied to the surface of the support and dried to form a crosslinked structure in the coating. Among these, representative examples include (a) a base material containing a radical generator, and (b) a base material containing a polymer compound having a radical generating site in the side chain.
Regardless of which base material is used, a graft polymer is generated by starting and advancing radical polymerization by bringing a specific oil-repellent polymer into contact with the surface of the base material, starting from the active point generated by exposure. The base material is selected so that it can generate a starting species such as a radical with high sensitivity upon exposure.

前記(a)基材に含有させる「露光によりラジカルを発生しうる化合物(以下、適宜、ラジカル発生剤と称する)」は低分子化合物でも、高分子化合物でもよく、一般に公知のものが使用される。
低分子のラジカル発生剤としては、例えば、アセトフェノン類、ベンゾフェノン類、ミヒラーケトン、ベンゾイルベンゾエート、ベンゾイン類、α−アシロキシムエステル、テトラメチルチウラムモノサルファイド、トリクロロメチルトリアジンおよびチオキサントン等の公知のラジカル発生剤を使用できる。また通常、光酸発生剤として用いられるスルホニウム塩やヨードニウム塩なども光照射によりラジカル発生剤として作用するため、本発明ではこれらを用いてもよい。
高分子ラジカル発生剤としては特開平9−77891号段落番号〔0012〕〜〔0030〕や、特開平10−45927号段落番号〔0020〕〜〔0073〕に記載の活性カルボニル基を側鎖に有する高分子化合物などを使用することができる。このような高分子ラジカル発生剤のうち、側鎖にラジカル発生部位を有する高分子化合物を含有するものが、前記(b)基材に相当する。
The “a compound capable of generating radicals upon exposure (hereinafter, appropriately referred to as a radical generator”) to be contained in the substrate (a) may be a low molecular compound or a high molecular compound, and generally known compounds are used. .
Examples of the low molecular radical generator include known radical generators such as acetophenones, benzophenones, Michler's ketone, benzoylbenzoate, benzoins, α-acyloxime ester, tetramethylthiuram monosulfide, trichloromethyltriazine and thioxanthone. Can be used. In addition, since sulfonium salts and iodonium salts used as photoacid generators usually act as radical generators upon irradiation with light, they may be used in the present invention.
As the polymer radical generator, active carbonyl groups described in paragraphs [0012] to [0030] of JP-A-9-77891 and paragraphs [0020] to [0073] of JP-A-10-45927 are included in the side chain. A high molecular compound etc. can be used. Among such polymer radical generators, those containing a polymer compound having a radical generating site in the side chain correspond to the (b) substrate.

基材中には、感度を高める目的で、ラジカル発生剤に加えて増感剤を含有させることもできる。このような増感剤としては、例えば、n−ブチルアミン、トリエチルアミン、トリ−n−ブチルホスフィン、およびチオキサントン誘導体等が含まれる。
増感剤は、ラジカル発生剤に対して、50〜200重量%程度の量で含有させることが好ましい。
In the base material, a sensitizer can be contained in addition to the radical generator for the purpose of increasing sensitivity. Examples of such sensitizers include n-butylamine, triethylamine, tri-n-butylphosphine, and thioxanthone derivatives.
The sensitizer is preferably contained in an amount of about 50 to 200% by weight with respect to the radical generator.

本発明に用いられる各基材には、ラジカル発生剤や所望により併用されるその増感剤以外にも、目的に応じてその他の成分を含有させることができる。
本発明により得られる撥油及び撥水性材料が、特に繰り返し擦りにおける防汚性の耐久性を要する防汚性表面材料として使用される場合、基材内部には前記ラジカル発生剤(光重合開始剤)以外に、分子内に不飽和二重結合を有する(メタ)アクリレート系の化合物とを含有することが重要である。この(メタ)アクリレートとしては、中間層の硬化性、グラフト起点の生成性などから、多官能(メタ)アクリレートを用いることが好ましい。
ここで、使用される多官能(メタ)アクリレートとしては、多価アルコールとアクリル酸またはメタクリル酸とのエステルであることが好ましい。多価アルコールの例には、エチレングリコール、1、4−シクロヘキサノール、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、ジペンタエリスリトール、1、2、4−シクロヘキサノール、ポリウレタンポリオールおよびポリエステルポリオールが含まれる。なかでも、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトールおよびポリウレタンポリオールが好ましい。中間層には、二種類以上の多官能モノマーを含んでいてもよい。
Each base material used in the present invention may contain other components depending on the purpose in addition to the radical generator and the sensitizer used in combination.
When the oil repellent and water repellent material obtained by the present invention is used as an antifouling surface material requiring antifouling durability especially in repeated rubbing, the radical generator (photopolymerization initiator) is contained inside the substrate. In addition to ()), it is important to contain a (meth) acrylate-based compound having an unsaturated double bond in the molecule. As this (meth) acrylate, it is preferable to use polyfunctional (meth) acrylate from the viewpoint of the curability of the intermediate layer, the formation of the graft origin, and the like.
Here, the polyfunctional (meth) acrylate used is preferably an ester of a polyhydric alcohol and acrylic acid or methacrylic acid. Examples of polyhydric alcohols include ethylene glycol, 1,4-cyclohexanol, pentaerythritol, trimethylolpropane, trimethylolethane, dipentaerythritol, 1,2,4-cyclohexanol, polyurethane polyol and polyester polyol. . Of these, trimethylolpropane, pentaerythritol, dipentaerythritol and polyurethane polyol are preferable. The intermediate layer may contain two or more types of polyfunctional monomers.

多官能モノマーは分子内に少なくとも2個のエチレン性不飽和基を含むものを指すが、より好ましくは3個以上含むものである。具体的には、分子内に3〜6個のアクリル酸エステル基を有する多官能アクリレートモノマーが挙げられるが、さらに、ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート、エポキシアクリレートと称される分子内に数個のアクリル酸エステル基を有する、分子量が数百から数千のオリゴマーなども本発明の中間層の成分として好ましく使用することができる。
これら分子内に3個以上のアクリル基を有するアクリレートの具体例としては、トリメチロールプロパントリアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート等のポリオールポリアクリレート類、ポリイソシアネートとヒドロキシエチルアクリレート等の水酸基含有アクリレートの反応によって得られるウレタンアクリレート等を挙げることができる。
The polyfunctional monomer is one containing at least two ethylenically unsaturated groups in the molecule, and more preferably containing three or more. Specific examples include polyfunctional acrylate monomers having 3 to 6 acrylate groups in the molecule, and several acrylic acids in the molecule called urethane acrylate, polyester acrylate, and epoxy acrylate. An oligomer having an ester group and having a molecular weight of several hundred to several thousand can be preferably used as a component of the intermediate layer of the present invention.
Specific examples of acrylates having three or more acrylic groups in the molecule include trimethylolpropane triacrylate, ditrimethylolpropane tetraacrylate, pentaerythritol triacrylate, pentaerythritol tetraacrylate, dipentaerythritol pentaacrylate, dipentaerythritol. Examples thereof include polyol polyacrylates such as hexaacrylate, and urethane acrylates obtained by reaction of polyisocyanates with hydroxyl group-containing acrylates such as hydroxyethyl acrylate.

本発明に好適に用いられる前記多官能アクリレート以外の重合性化合物として、開環重合性基を有する化合物を含有することが好ましい。この化合物を含有することで、中間層の表面硬度が高くなり、耐擦傷性に優れた中間層が形成される。このように形成された中間層は、体積収縮率が小さく硬化後のカールが減少し、取り扱い時のひび割れが発生しにくくなる。さらに、中間層の膜厚を一定の膜厚にすることによって、上記の効果がさらに顕著となる。   As the polymerizable compound other than the polyfunctional acrylate suitably used in the present invention, a compound having a ring-opening polymerizable group is preferably contained. By containing this compound, the surface hardness of the intermediate layer is increased, and an intermediate layer having excellent scratch resistance is formed. The intermediate layer formed in this way has a small volume shrinkage and curling after curing, and cracks during handling are less likely to occur. Furthermore, by making the film thickness of the intermediate layer constant, the above effect becomes more remarkable.

開環重合性基を含む重合性化合物としては、カチオン、アニオン、ラジカルなどの作用により開環重合が進行する環構造を有する化合物が挙げられるが、本発明においては、重合後の体積収縮が少ないため、形成された被膜の強度が高く、クラックの発生がないといった観点から、カチオン重合性化合物が好ましく、なかでもヘテロ環状基含有化合物が好ましい。このような重合性化合物としてエポキシ誘導体、オキセタン誘導体、テトラヒドロフラン誘導体、環状ラクトン誘導体、環状カーボネート誘導体、オキサゾリン誘導体などの環状イミノエーテル類などが挙げられ、特にエポキシ誘導体、オキセタン誘導体、オキサゾリン誘導体が好ましい。   Examples of the polymerizable compound containing a ring-opening polymerizable group include compounds having a ring structure in which ring-opening polymerization proceeds by the action of a cation, anion, radical, etc., but in the present invention, volume shrinkage after polymerization is small. Therefore, from the viewpoint that the formed film has high strength and no cracks are generated, a cationically polymerizable compound is preferable, and a heterocyclic group-containing compound is particularly preferable. Examples of such polymerizable compounds include cyclic imino ethers such as epoxy derivatives, oxetane derivatives, tetrahydrofuran derivatives, cyclic lactone derivatives, cyclic carbonate derivatives, and oxazoline derivatives, and epoxy derivatives, oxetane derivatives, and oxazoline derivatives are particularly preferable.

本発明において開環重合性基を有する重合性化合物は、同一分子内に2個以上の開環重合性基を有することが好ましいが、より好ましくは3個以上有する態様である。また、開環重合性基を有する重合性化合物は、2種以上を併用してもよい。この場合、同一分子内に開環重合性基を1個有する重合性化合物と同一分子内に開環重合性基を2個以上有する重合性化合物とを組み合わせてもよく、また同一分子内に開環重合性基を2個以上有する重合性化合物のみを2種以上組み合わせてもよい。   In the present invention, the polymerizable compound having a ring-opening polymerizable group preferably has two or more ring-opening polymerizable groups in the same molecule, but more preferably has three or more. Two or more polymerizable compounds having a ring-opening polymerizable group may be used in combination. In this case, a polymerizable compound having one ring-opening polymerizable group in the same molecule may be combined with a polymerizable compound having two or more ring-opening polymerizable groups in the same molecule, or may be opened in the same molecule. Only two or more polymerizable compounds having two or more ring polymerizable groups may be combined.

本発明で言う開環重合性基を有する重合性化合物とは、上記のような環状構造を有する重合性化合物であれば得に制限がない。このような重合性化合物の好ましい例としては、例えば単官能グリシジルエーテル類、単官能脂環式エポキシ類、2官能脂環式エポキシ類、ジグリシジルエーテル類(例えばグリシジルエーテル類としてエチレングリコールジグリシジルエーテル、ビスフェノールAジグリシジルエーテル)、3官能以上のグリシジルエーテル類(トリメチロールエタントリ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、グリセロールトリグリシジルエーテル、トリス(グリシジルオキシエチル)イソシアヌレートなど)、4官能以上のグリシジルエーテル類(ソルビトールテトラグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールテトラグリシルエーテル、クレゾールノボラック樹脂のポリグリシジルエーテル、フェノールノボラック樹脂のポリグリシジルエーテルなど)、脂環式エポキシ類〔(市販品:セロキサイド2021P、セロキサイド2081、エポリードGT−301、エポリードGT−401;以上、ダイセル化学工業(株)製、EHPE;ダイセル化学工業(株)製)、フェノールノボラック樹脂のポリシクロヘキシルエポキシメチルエーテルなど〕、オキセタン類(市販品:OX−SQ、PNOX−1009;以上、東亞合成(株)製など)などが挙げられるが、本発明はこれらに限定されるものではない。   The polymerizable compound having a ring-opening polymerizable group referred to in the present invention is not particularly limited as long as it is a polymerizable compound having a cyclic structure as described above. Preferred examples of such polymerizable compounds include monofunctional glycidyl ethers, monofunctional alicyclic epoxies, difunctional alicyclic epoxies, diglycidyl ethers (for example, ethylene glycol diglycidyl ether as glycidyl ethers). Bisphenol A diglycidyl ether), trifunctional or higher glycidyl ethers (trimethylolethane triglycidyl ether, trimethylolpropane triglycidyl ether, glycerol triglycidyl ether, tris (glycidyloxyethyl) isocyanurate, etc.) Glycidyl ethers (sorbitol tetraglycidyl ether, pentaerythritol tetraglycyl ether, polyglycidyl ether of cresol novolac resin, phenol novolac tree Polyglycidyl ether, etc.), cycloaliphatic epoxies [(commercially available products: Celoxide 2021P, Celoxide 2081, Epolide GT-301, Epolide GT-401; above, Daicel Chemical Industries, Ltd., EHPE; Daicel Chemical Industries, Ltd.) ), Phenol novolak resin polycyclohexyl epoxy methyl ether, etc.], oxetanes (commercially available products: OX-SQ, PNOX-1009; above, manufactured by Toagosei Co., Ltd.) and the like. It is not limited to.

基材の厚みは、使用目的に応じて選択され、特に限定はないが、一般的には、10μm〜10cm程度である。   The thickness of the substrate is selected according to the purpose of use and is not particularly limited, but is generally about 10 μm to 10 cm.

ラジカル発生剤の含有量は、基材の種類、所望のグラフトポリマーの生成量などを考慮して適宜選択できるが、一般的には、低分子ラジカル発生剤の場合、0.1〜40重量%の範囲であり、高分子ラジカル発生剤の場合、1.0〜50重量%の範囲であることが好ましい。   The content of the radical generator can be appropriately selected in consideration of the type of base material, the amount of desired graft polymer produced, etc., but generally 0.1 to 40% by weight in the case of a low molecular radical generator. In the case of a polymer radical generator, it is preferably in the range of 1.0 to 50% by weight.

本発明の(1)工程では、前記した基材表面に特定の高分子化合物と低分子化合物とを混合して接触させる。ここで用いられるグラフトポリマーの材料である各化合物について説明する。
<撥油及び撥水性の官能基と重合性不飽和二重結合を側鎖に有する高分子化合物>
特定撥油性ポリマーの分子量としては1000〜100万の範囲であり、とくに5000〜10万の範囲が好ましい。この分子量の範囲の特定撥油性ポリマーを用いることで、優れた撥水・撥油性が実現され、且つ、基材表面に接触させる際などの溶剤の溶解性に優れ、取り扱い性も良好となる。
本発明者は、以下に詳述する(2)工程においてグラフトポリマー層を形成する際に、撥油及び撥水性の官能基と重合性不飽和二重結合を側鎖に有する高分子化合物を使用すると、撥油及び撥水性の官能基を有する低分子化合物を使用するよりも、得られた撥水・撥油性材料の表面撥水効果が高まること、さらに、この高分子化合物と後述する低分子化合物とを共存させることで重合の均一性が一層向上することを見出し、本発明を完成した。この高分子化合物は基材表面に撥水・撥油性の特性を与える撥水・撥油性の官能基を分子内に有するラジカル重合性の高分子化合物である。
In the step (1) of the present invention, a specific high molecular compound and a low molecular compound are mixed and brought into contact with the above-described base material surface. Each compound which is a material of the graft polymer used here will be described.
<Polymer compound having oil- and water-repellent functional groups and polymerizable unsaturated double bond in side chain>
The molecular weight of the specific oil-repellent polymer is in the range of 1,000 to 1,000,000, and particularly preferably in the range of 5,000 to 100,000. By using a specific oil-repellent polymer in this molecular weight range, excellent water and oil repellency is realized, and the solvent is excellent in solubility when being brought into contact with the substrate surface, and the handleability is also good.
The present inventor uses a polymer compound having an oil repellent and water repellent functional group and a polymerizable unsaturated double bond in the side chain when forming the graft polymer layer in the step (2) described in detail below. Then, the surface water-repellent effect of the obtained water- and oil-repellent material is enhanced rather than using a low-molecular compound having an oil-repellent and water-repellent functional group. The present inventors have found that the uniformity of polymerization is further improved by coexisting with a compound, thereby completing the present invention. This polymer compound is a radically polymerizable polymer compound having a water / oil repellency functional group in the molecule which gives water / oil repellency characteristics to the surface of the substrate.

このようなラジカル重合性基含有特定撥油性ポリマーは以下のようにして合成することができる。
(i)フッ素モノマーなどの撥水・撥油性モノマーとエチレン付加重合性不飽和基を有するモノマーとを共重合する方法、(ii)撥水・撥油性モノマーと二重結合前駆体を有するモノマーとを共重合させ、次に、塩基などの処理により二重結合を導入する方法、(iii)カルボン酸などの官能基を有する撥水・撥油性ポリマーとエチレン付加重合性不飽和基を有する化合物とを反応させる方法、などが挙げられる。これらの中でも、特に好ましいのは、合成適性の観点から、(iii)の方法である。
Such a radically polymerizable group-containing specific oil-repellent polymer can be synthesized as follows.
(I) a method of copolymerizing a water / oil repellent monomer such as a fluorine monomer and a monomer having an ethylene addition polymerizable unsaturated group; (ii) a monomer having a water / oil repellent monomer and a double bond precursor; Next, a method of introducing a double bond by treatment with a base or the like, (iii) a water- and oil-repellent polymer having a functional group such as carboxylic acid, and a compound having an ethylene addition polymerizable unsaturated group And the like. Among these, the method (iii) is particularly preferable from the viewpoint of synthesis suitability.

(i)の方法でラジカル重合性基含有撥油性ポリマーを合成する際、撥油性モノマーと共重合するエチレン付加重合性不飽和基を有するモノマーとしては、例えば、アリル基含有モノマーがあり、具体的には、アリル(メタ)アクリレート、2−アリルオキシエチルメタクリレートが挙げられる。
また、(ii)の方法でラジカル重合性基含有撥油性ポリマーを合成する際、撥油性モノマーと共重合する二重結合前駆体を有するモノマーとしては、2−(3−クロロ−1−オキソプロポキシ)エチルメタクリレー卜が挙げられる。
更に、(iii)の方法でラジカル重合性基含有撥油性ポリマーを合成する際、撥油性ポリマー中のカルボキシル基、アミノ基若しくはそれらの塩と、水酸基及びエポキシ基などの官能基と、の反応を利用して不飽和基を導入するために用いられる付加重合性不飽和基を有するモノマーとしては、(メタ)アクリル酸、グリシジル(メタ)アクリレート、アリルグリシジルエーテル、2−イソシアナトエチル(メタ)アクリレートなど挙げられる。
When the radically polymerizable group-containing oil-repellent polymer is synthesized by the method (i), examples of the monomer having an ethylene addition polymerizable unsaturated group that is copolymerized with the oil-repellent monomer include an allyl group-containing monomer. Examples include allyl (meth) acrylate and 2-allyloxyethyl methacrylate.
In addition, when synthesizing the radically polymerizable group-containing oil-repellent polymer by the method (ii), a monomer having a double bond precursor that is copolymerized with the oil-repellent monomer includes 2- (3-chloro-1-oxopropoxy ) Ethyl methacrylate.
Furthermore, when synthesizing a radical polymerizable group-containing oil-repellent polymer by the method (iii), a reaction between a carboxyl group, an amino group or a salt thereof in the oil-repellent polymer and a functional group such as a hydroxyl group and an epoxy group is performed. Monomers having an addition-polymerizable unsaturated group used for introducing unsaturated groups using (meth) acrylic acid, glycidyl (meth) acrylate, allyl glycidyl ether, 2-isocyanatoethyl (meth) acrylate Etc.

ここで、特定撥油性ポリマーを合成するのに使用される撥油及び撥水性の官能基を有するモノマーとしては、フッ素モノマーおよびケイ素系(シリコン系)モノマーを挙げることができる。   Here, examples of the monomer having an oil repellent and water repellent functional group used for synthesizing a specific oil repellent polymer include a fluorine monomer and a silicon-based (silicon-based) monomer.

(フッ素含有モノマー)
グラフトポリマー層の生成に用いられる特定撥油性ポリマーの原料として使用されるフッ素含有モノマーとしては、下記一般式(I)、(II)、(III)、(IV)及び(V)よりなる群から選ばれた少なくとも1種のフッ素含有モノマーが挙げられる。
CH=CRCOOR・・・一般式(I)
〔式中、Rは水素原子又はメチル基、Rは−C2p−、−C(C2p+1)H−、−CHC(C2p+1)H−又は−CHCHO−、Rは−C2n+1、−(CFH、−C2n−CF、−(CFOC2n2i+1、−(CFOC2m2iH、−N(C2p+1)COC2n+1、−N(C2p+1)SO2n+1である。但し、pは1〜10、nは1〜16、mは0〜10、iは0〜16の整数である。〕
(Fluorine-containing monomer)
The fluorine-containing monomer used as a raw material for the specific oil-repellent polymer used for the formation of the graft polymer layer is selected from the group consisting of the following general formulas (I), (II), (III), (IV) and (V). And at least one selected fluorine-containing monomer.
CH 2 = CR 1 COOR 2 R f ··· general formula (I)
Wherein, R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, R 2 is -C p H 2p -, - C (C p H 2p + 1) H -, - CH 2 C (C p H 2p + 1) H- or -CH 2 CH 2 O-, the R f -C n F 2n + 1 , - (CF 2) n H, -C n F 2n -CF 3, - (CF 2) p OC n H 2n C i F 2i + 1, - (CF 2 ) p OC m H 2m C i F 2i H, -N (C p H 2p + 1) COC n F 2n + 1, -N (C p H 2p + 1) SO 2 C n F 2n + 1 . However, p is 1-10, n is 1-16, m is 0-10, i is an integer of 0-16. ]

CF=CFOR・・・一般式(II)
(式中Rは炭素数1〜20のフルオロアルキル基を表わす。)
CH=CHR・・・一般式(III)
(式中Rは炭素数1〜20のフルオロアルキル基を表わす。)
CH=CRCOOROCOCR=CH・・・一般式(IV)
〔式中、R、Rは水素原子又はメチル基、R、Rは−C2q−、−C(C2q+1)H−、−CHC(C2q+1)H−又は−CHCHO−、Rは−C2tである。但し、qは1〜10、tは1〜16の整数である。〕
CH=CHRCOOCH(CH)CHOCOCR=CH・・・一般式(V)
(式中、R、Rは水素原子又はメチル基、Rは−C2y+1である。但し、yは1〜16の整数である。)
CF 2 = CFOR g: general formula (II)
(Wherein R g represents a fluoroalkyl group having 1 to 20 carbon atoms.)
CH 2 = CHR g: general formula (III)
(Wherein R g represents a fluoroalkyl group having 1 to 20 carbon atoms.)
CH 2 = CR 3 COOR 5 R j R 6 OCOCR 4 = CH 2 ··· formula (IV)
Wherein, R 3, R 4 is a hydrogen atom or a methyl group, R 5, R 6 is -C q H 2q -, - C (C q H 2q + 1) H -, - CH 2 C (C q H 2q + 1) H- or -CH 2 CH 2 O-, R j is -C t F 2t. However, q is an integer of 1 to 10, and t is an integer of 1 to 16. ]
CH 2 = CHR 7 COOCH 2 ( CH 2 R k) CHOCOCR 8 = CH 2 ··· formula (V)
(Wherein, R 7, R 8 represents a hydrogen atom or a methyl group, the R k is -C y F 2y + 1. However, y is 1 to 16 integer.)

以下、本発明に用いうるフッ素含有モノマーの具体例を挙げるが、本発明はこれに制限されるものではない。
一般式(I)で示されるモノマーとしては、例えば、CF(CFCHCHOCOCH=CH、CFCHOCOCH=CH、CF(CFCHCHOCOC(CH)=CH、C15CON(C)CHOCOC(CH)=CH、CF(CFSON(CH)CHCHOCOCH=CH、CF(CFSON(C)CHCHOCOCH=CH、CSON(C)CHCHOCOC(CH)=CH、(CFCF(CF(CHOCOCH=CH、(CFCF(CF10(CHOCOC(CH)=CH、CF(CFCH(CH)OCOC(CH)=CH、CFCHOCHCHOCOCH=CH、C(CHCHO)CHOCOCH=CH、(CFCFO(CHOCOCH=CH、CF(CFOCHCHOCOC(CH)=CH、CCON(C)CHOCOCH=CH、CF(CFCON(CH)CH(CH)CHOCOCH=CH、H(CFC(C)OCOC(CH)=CH、H(CFCHOCOCH=CH、H(CFCHOCOCH=CH、H(CF)CHOCOC(CH)=CH、CF(CFSON(CH)CHCHOCOC(CH)=CH、CF(CFSON(CH)(CH10OCOCH=CH、CSON(C)CHCHOCOC(CH)=CH、CF(CFSON(CH)(CHOCOCH=CH、CSON(C)C(C)HCHOCOCH=CH等が挙げられる。
Hereinafter, although the specific example of the fluorine-containing monomer which can be used for this invention is given, this invention is not restrict | limited to this.
Examples of the monomer represented by the general formula (I) include CF 3 (CF 2 ) 7 CH 2 CH 2 OCOCH═CH 2 , CF 3 CH 2 OCOCH═CH 2 , CF 3 (CF 2 ) 4 CH 2 CH 2. OCOC (CH 3 ) ═CH 2 , C 7 F 15 CON (C 2 H 5 ) CH 2 OCOC (CH 3 ) ═CH 2 , CF 3 (CF 2 ) 7 SO 2 N (CH 3 ) CH 2 CH 2 OCOCH ═CH 2 , CF 3 (CF 2 ) 7 SO 2 N (C 3 H 7 ) CH 2 CH 2 OCOCH═CH 2 , C 2 F 5 SO 2 N (C 3 H 7 ) CH 2 CH 2 OCOC (CH 3 ) = CH 2 , (CF 3 ) 2 CF (CF 2 ) 6 (CH 2 ) 3 OCOCH═CH 2 , (CF 3 ) 2 CF (CF 2 ) 10 (CH 2 ) 3 OCOC (CH 3 ) = CH 2, CF 3 (CF 2) 4 CH (CH 3) OCOC (CH 3) = CH 2, CF 3 CH 2 OCH 2 CH 2 OCOCH = CH 2, C 2 F 5 (CH 2 CH 2 O) 2 CH 2 OCOCH═CH 2 , (CF 3 ) 2 CFO (CH 2 ) 5 OCOCH═CH 2 , CF 3 (CF 2 ) 4 OCH 2 CH 2 OCOC (CH 3 ) ═CH 2 , C 2 F 5 CON (C 2 H 5) CH 2 OCOCH = CH 2 , CF 3 (CF 2) 2 CON (CH 3) CH (CH 3) CH 2 OCOCH = CH 2, H (CF 2) 6 C (C 2 H 5) OCOC (CH 3 ) = CH 2, H (CF 2) 8 CH 2 OCOCH = CH 2, H (CF 2) 4 CH 2 OCOCH = CH 2, H (CF 2) CH 2 OCOC (CH 3) = CH 2, C 3 (CF 2) 7 SO 2 N (CH 3) CH 2 CH 2 OCOC (CH 3) = CH 2, CF 3 (CF 2) 7 SO 2 N (CH 3) (CH 2) 10 OCOCH = CH 2, C 2 F 5 SO 2 N ( C 2 H 5) CH 2 CH 2 OCOC (CH 3) = CH 2, CF 3 (CF 2) 7 SO 2 N (CH 3) (CH 2) 4 OCOCH = CH 2, C 2 F 5 SO 2 N ( C 2 H 5) C (C 2 H 5) HCH 2 OCOCH = CH 2 and the like.

また、一般式(II)及び(III)で表わされるフルオロアルキル化オレフィンとしては、例えばCCH=CH、CCH=CH、C1021CH=CH、COCF=CF、C15OCF=CF及びC17OCF=CFなどが挙げられる。 Examples of the fluoroalkylated olefin represented by the general formulas (II) and (III) include C 3 F 7 CH═CH 2 , C 4 F 9 CH═CH 2 , C 10 F 21 CH═CH 2 , C such as 3 F 7 OCF = CF 2, C 7 F 15 OCF = CF 2 and C 8 F 17 OCF = CF 2 and the like.

一般式(IV)及び(V)で表わされるモノマーとしては例えば、CH=CHCOOCH(CFCHOCOCH=CH、CH=CHCOOCHCH(CH17)OCOCH=CHなどが挙げられる。 The monomer represented by the general formula (IV) and (V) for example, CH 2 = CHCOOCH 2 (CF 2) 3 CH 2 OCOCH = CH 2, CH 2 = CHCOOCH 2 CH (CH 2 C 8 F 17) OCOCH = CH 2 and the like can be mentioned.

グラフトポリマー層の生成に用いられる特定撥油性ポリマーの合成に使用しうるモノマーとして、上記フッ素含有モノマーに加えて、本発明の効果を損なわない限りにおいて、フッ素を有しないモノマーを併用することができる。そのようなモノマーとしては、ラジカル重合可能なものであれば特に限定されないが、具体的には(メタ)アクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸などの不飽和カルボン酸類、及びそのアルキル又はグリシジルエステル類、スチレン、アルキル酸のビニルエステル類、ケイ素含有モノマーなどが挙げられる。
併用する場合の配合量はフッ素含有モノマーに対して50重量%以下が好ましい。
As a monomer that can be used for the synthesis of the specific oil-repellent polymer used for the formation of the graft polymer layer, in addition to the above-mentioned fluorine-containing monomer, a monomer having no fluorine can be used in combination as long as the effects of the present invention are not impaired. . Such monomers are not particularly limited as long as they can be radically polymerized, and specifically, unsaturated carboxylic acids such as (meth) acrylic acid, maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, and alkyl or glycidyl thereof. Examples include esters, styrene, vinyl esters of alkyl acids, and silicon-containing monomers.
The blending amount when used in combination is preferably 50% by weight or less based on the fluorine-containing monomer.

(ケイ素系モノマー)
本発明において特定撥油性ポリマーの原料として用いうるケイ素系モノマーとしては、−Si−CH基もしくは−O−Si−CH基を有するケイ素系モノマーを挙げることができる。具体的には、シリコンアクリレートまたはシリコンメタクリレートであり、一般式(CHO)Si(CH3-n−R−O−CO−CR=CHで表されるものであり、Rは連結基であり、Rはメチルもしくは水素である。その他、例えば、特開2003−335984公報の段落番号〔0025〕に記載されるシリコン系モノマーもまた、好適なものとして挙げることができる。
(Silicon monomer)
Examples of the silicon-based monomer that can be used as a raw material for the specific oil-repellent polymer in the present invention include silicon-based monomers having a —Si—CH 3 group or a —O—Si—CH 3 group. Specifically, a silicon acrylate or silicone methacrylate, the general formula (CH 3 O) n Si ( CH 3) 3-n -R 3 -O-CO-CR 4 = are those represented by CH 2, R 3 is a linking group, and R 4 is methyl or hydrogen. In addition, for example, a silicon-based monomer described in paragraph No. [0025] of JP-A-2003-335984 can also be mentioned as a preferable example.

(その他のモノマー)
本発明の撥油及び撥水性の官能基と重合性不飽和二重結合を側鎖に有する高分子化合物は構成要素として撥油及び撥水性基、および重合性不飽和二重結合基の他にも他のモノマーが共重合されていても良い。これらのモノマーは本発明の高分子化合物の溶剤溶解性などを上げるのに使用される。このような目的で使用されるモノマーとしては、特に限定されないが、(メタ)アクリル酸メチルエステル、(メタ)アクリル酸ブチルエステル、(メタ)アクリル酸メトキシエチルエステル、などのアクリル酸エステルを使用することができる。
以下に本発明で使用される撥油及び撥水性の官能基と重合性不飽和二重結合を側鎖に有する高分子化合物の例〔例示化合物(1)〜(11)〕を、その構成単位とそれぞれの構成単位のモル比により示す。ただし、本発明はこれらに限定するものではない。
(Other monomers)
The polymer compound having an oil-repellent and water-repellent functional group and a polymerizable unsaturated double bond in the side chain of the present invention includes, in addition to the oil-repellent and water-repellent group, and the polymerizable unsaturated double bond group as constituent elements. In addition, other monomers may be copolymerized. These monomers are used to increase the solvent solubility of the polymer compound of the present invention. Although it does not specifically limit as a monomer used for such a purpose, Acrylic acid ester, such as (meth) acrylic acid methyl ester, (meth) acrylic acid butyl ester, (meth) acrylic acid methoxyethyl ester, is used. be able to.
Examples of polymer compounds having the oil- and water-repellent functional groups and polymerizable unsaturated double bonds in the side chain [Exemplary compounds (1) to (11)] used in the present invention are the structural units. And the molar ratio of each structural unit. However, the present invention is not limited to these.

Figure 2007146009
Figure 2007146009

Figure 2007146009
Figure 2007146009

次に、前記高分子化合物とともにグラフトポリマー層の生成に用いられる「重合性不飽和基を有する低分子化合物」について説明する。
<重合性不飽和基を有する低分子化合物>
本発明で用いられる重合性不飽和基を有する低分子化合物としては、分子量1000以下で重合性不飽和基を有する低分子化合物が好ましく、分子量としては、100〜600の範囲であることがさらに好ましい。
このような低分子量で、且つ、重合性不飽和基を有するかぎり、公知のいずれの化合物も使用することができる。具体的には、(メタ)アクリル酸エステル類モノマー、アクリルアミドモノマー、前記パーフルオロ基を有する(メタ)アクリル酸エステル類モノマー、前記シリコン(メタ)アクリレートが好ましい。これらの中で、(メタ)アクリル酸エステル類モノマーの具体例としては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレートなどのような炭素数1から12までのアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリル酸エステル、2-ジメチルアンモニウムエチル(メタ)アクリレート、2-トリメチルアンモニウムエチル(メタ)アクリレート、2-イソプロピルアンモニウムエチル(メタ)アクリレートなどのアンモニウム塩構造を有する置換アルキル(メタ)アクリル酸エステル、シクロヘキシルエステル、t-ブチルエステルベンジル(メタ)アクリレートのようなフェニル置換された(メタ)アクリル酸エステルなどのようなものが挙げられる。特に、得られた撥油・撥水性材料の透明性が高いという観点からは、炭素数1から6までのアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリル酸エステルがより好ましい。
また、アクリルアミド類モノマーの具体例としては、N,N-ジメチルアクリルアミド、N-(3-ジメチルアミノプロピル)(メタ)アクリルアミドなどのような、N位でアルキル置換されたアクリルアミド、アクロイルモルホリンのような、ヘテロ環を有するアクリルアミドなどのようなものが挙げられる。この中で、特に好ましいのはN,N-ジメチルアクリルアミドがより好ましい。
Next, the “low molecular compound having a polymerizable unsaturated group” used for forming the graft polymer layer together with the polymer compound will be described.
<Low molecular compound having a polymerizable unsaturated group>
The low molecular weight compound having a polymerizable unsaturated group used in the present invention is preferably a low molecular weight compound having a molecular weight of 1000 or less and having a polymerizable unsaturated group, and the molecular weight is more preferably in the range of 100 to 600. .
Any known compound can be used as long as it has such a low molecular weight and has a polymerizable unsaturated group. Specifically, a (meth) acrylic acid ester monomer, an acrylamide monomer, a (meth) acrylic acid ester monomer having a perfluoro group, and the silicon (meth) acrylate are preferable. Among these, specific examples of (meth) acrylic acid ester monomers include those having 1 carbon number such as methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate and the like. Ammonium salt structures such as alkyl (meth) acrylates having up to 12 alkyl groups, 2-dimethylammoniumethyl (meth) acrylate, 2-trimethylammoniumethyl (meth) acrylate, 2-isopropylammoniumethyl (meth) acrylate, etc. Examples include substituted alkyl (meth) acrylate esters, cyclohexyl esters, phenyl-substituted (meth) acrylate esters such as t-butyl ester benzyl (meth) acrylate, and the like. In particular, an alkyl (meth) acrylate having an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms is more preferable from the viewpoint that the obtained oil / water repellent material has high transparency.
Specific examples of acrylamide monomers include N, N-dimethylacrylamide, N- (3-dimethylaminopropyl) (meth) acrylamide and the like, such as acrylamide substituted with alkyl at the N position, and acroylmorpholine. Examples thereof include acrylamide having a heterocyclic ring. Among these, N, N-dimethylacrylamide is particularly preferable.

工程(1)において、前記基材表面に、特定撥油性ポリマーと、重合性不飽和基を有する低分子化合物を混合させて接触させる方法としては、これら2種類のポリマー及び低分子化合物を混合させて溶解させた溶液又は分散された分散液を基材表面に塗布する方法、該溶液又は分散液に基材を浸漬する方法などが挙げられる。   In the step (1), as a method of mixing the specific oil-repellent polymer with the low molecular compound having a polymerizable unsaturated group and bringing them into contact with the substrate surface, these two kinds of polymers and low molecular compounds are mixed. For example, a method of applying the dissolved solution or the dispersed dispersion on the surface of the substrate, a method of immersing the substrate in the solution or the dispersion, and the like are included.

このとき、塗布液/分散液中の特定撥油性ポリマーの濃度は1〜50質量%、添加する低分子化合物の濃度は特定撥油性ポリマーに対して20〜50質量%であることが好ましい。   At this time, the concentration of the specific oil-repellent polymer in the coating liquid / dispersion is preferably 1 to 50% by mass, and the concentration of the low molecular compound to be added is preferably 20 to 50% by mass with respect to the specific oil-repellent polymer.

また、塗布液/分散液に用いられる溶媒/分散媒としては、アセトンなどのケトン系溶剤、酢酸エチルなどのエステル系溶剤、1-メトキシ-2-プロパノールなどのアルコール系溶剤が挙げられ、その他、ヘキサフルオロプロパノールなどのフッ素系溶剤なども使用することができる。   Examples of the solvent / dispersion medium used in the coating liquid / dispersion liquid include ketone solvents such as acetone, ester solvents such as ethyl acetate, and alcohol solvents such as 1-methoxy-2-propanol. A fluorine-based solvent such as hexafluoropropanol can also be used.

−(2)工程−
次に、(2)基材に露光を行って、露光により基材表面に発生したラジカルを起点として、特定撥油性ポリマーと重合性不飽和基を有する低分子化合物を混合し、該基材に接触させることで、該基材に直接結合した撥油及び撥水性の官能基を有するグラフトポリマーを生成させる工程について説明する。
-(2) Process-
Next, (2) the substrate is exposed, a specific oil-repellent polymer and a low molecular weight compound having a polymerizable unsaturated group are mixed from the radical generated on the substrate surface by the exposure, and the substrate is mixed. A process for producing a graft polymer having oil-repellent and water-repellent functional groups directly bonded to the substrate by contacting them will be described.

前記のように、露光によりラジカルを発生しうる基材表面に特定撥油性ポリマーと、重合性不飽和基を有する低分子化合物とを含む溶液を塗布又は浸漬により接触させる。その状態で、該基材に光照射することにより、基材に発生した開始点を基点として、特定撥油性ポリマーと、重合性不飽和基を有する低分子化合物を混合物がグラフト重合により基材と直接結合する。上記工程で作製することにより、耐久性に優れ、かつ透明性の高い撥水・撥油性皮膜が形成される。
特に、耐久性のある防汚性表面材料を得ようとする場合には、露光によりラジカルを発生しうる基材上に、多官能アクリレートと光重合開始剤とを含有する塗布液を塗布し、光照射して硬化させた中間層を形成し、該中間層上に前記した特定撥油性ポリマーと、重合性不飽和基を有する低分子化合物を混合させて被覆等の方法により接触させる。その後(2)工程、即ち、活性エネルギー線を照射し、基材表面に光グラフト重合を起こさせる工程を実施することが好ましい。
すなわち、多官能アクリレートと光重合開始剤とを含有する塗布液を塗布し、光照射して硬化させてハードコート状とした中間層に紫外線露光などの活性エネルギー線照射を行うと、中間層に残存している開始剤から重合が開始し、多官能アクリレートに重合末端が生じる。その重合末端を基点として、特定撥油性ポリマーと、重合性不飽和基を有する低分子化合物を混合させてグラフト重合により固定化されることにより、架橋構造を有する強固な中間層上に、撥油性ポリマーを含有する層が形成される。従って、得られるフッ素などの撥水・撥油性官能基含有重合体被膜は、中間層表面にさらに多官能アクリレートを介して結合した撥水・撥油性官能基含有単量体を原料とするグラフト重合鎖からなる撥水・撥油性官能基含有ポリマーの層が形成された2層構造を有する。
As described above, a solution containing a specific oil-repellent polymer and a low molecular weight compound having a polymerizable unsaturated group is brought into contact with the surface of a substrate capable of generating radicals upon exposure by coating or dipping. In that state, by irradiating the base material with light, the mixture of the specific oil-repellent polymer and the low molecular weight compound having a polymerizable unsaturated group from the starting point generated on the base material is graft-polymerized to the base material. Join directly. By producing in the above process, a water- and oil-repellent film having excellent durability and high transparency is formed.
In particular, when trying to obtain a durable antifouling surface material, a coating solution containing a polyfunctional acrylate and a photopolymerization initiator is applied onto a substrate capable of generating radicals upon exposure, An intermediate layer cured by light irradiation is formed, and the specific oil-repellent polymer and a low molecular compound having a polymerizable unsaturated group are mixed on the intermediate layer and contacted by a method such as coating. Thereafter, it is preferable to carry out step (2), that is, a step of irradiating active energy rays to cause photograft polymerization on the substrate surface.
In other words, when an application liquid containing a polyfunctional acrylate and a photopolymerization initiator is applied, and irradiated with light and cured to form a hard coat, the intermediate layer is irradiated with active energy rays such as UV exposure. Polymerization starts from the remaining initiator, and a polymerization terminal is generated in the polyfunctional acrylate. Based on the polymerization terminal, a specific oil-repellent polymer and a low-molecular compound having a polymerizable unsaturated group are mixed and fixed by graft polymerization, so that the oil-repellent property is formed on a strong intermediate layer having a crosslinked structure. A layer containing the polymer is formed. Therefore, the obtained water- and oil-repellent functional group-containing polymer film such as fluorine is graft polymerized from a water- and oil-repellent functional group-containing monomer that is further bonded to the intermediate layer surface via a polyfunctional acrylate. It has a two-layer structure in which a water- and oil-repellent functional group-containing polymer layer composed of chains is formed.

この2層構造においては、露光によりラジカルを発生しうる基材表面に形成された中間層が架橋構造を有するハードコート層として基材に密着するとともに、中間層自体も高硬度であり、また、特定撥油性ポリマーと、重合性不飽和基を有する低分子化合物を混合させてからなる被膜、即ち、撥水・撥油性の官能基を有するグラフトポリマー層は、中間層を構成する材料と化学結合により固定化されているため、本発明の方法により得られた撥水・撥油性材料を防汚性表面材料として用いた場合、硬度、密着性、透明性に優れ、フッ素ポリマー等の特定撥油性ポリマーに起因する高い防汚性が長期間にわたり持続することになる。   In this two-layer structure, the intermediate layer formed on the substrate surface capable of generating radicals upon exposure adheres closely to the substrate as a hard coat layer having a crosslinked structure, and the intermediate layer itself has high hardness, The film formed by mixing a specific oil-repellent polymer and a low molecular weight compound having a polymerizable unsaturated group, that is, a graft polymer layer having a water / oil-repellent functional group is chemically bonded to the material constituting the intermediate layer. Therefore, when the water / oil repellent material obtained by the method of the present invention is used as an antifouling surface material, it is excellent in hardness, adhesion, and transparency, and has a specific oil repellency such as a fluoropolymer. The high antifouling property due to the polymer will last for a long time.

(2)工程において、グラフト重合反応を生起させるための露光に用いる活性エネルギー線としては、基材表面に残存する光重合開始部位が該エネルギーを吸収して活性点を生成させうる波長であれば特に制限はないが、具体的には、波長200〜800nm、好ましくは、300〜600nmの紫外線及び可視光線が望ましい。
露光光源としては、高圧水銀灯、低圧水銀灯、ハロゲンランプ、キセノンランプ、エキシマレーザー、色素レーザー、YAGレーザー、太陽光等が挙げられる。露光エネルギーとしては、10mJ/cm〜10000J/cm程度が好ましい。
In the step (2), the active energy ray used for the exposure for causing the graft polymerization reaction is such that the photopolymerization initiation site remaining on the surface of the substrate can absorb the energy and generate an active site. Although there is no particular limitation, specifically, ultraviolet rays and visible rays having a wavelength of 200 to 800 nm, preferably 300 to 600 nm are desirable.
Examples of the exposure light source include a high-pressure mercury lamp, a low-pressure mercury lamp, a halogen lamp, a xenon lamp, an excimer laser, a dye laser, a YAG laser, and sunlight. The exposure energy is preferably about 10 mJ / cm 2 to 10000 J / cm 2 .

〔基材〕
本発明の方法によりグラフトポリマーを形成する基材は、先に述べたように、露光によりラジカルを発生しうる基材であるが、このような特性を有する基材は、構造材料としての支持体上に露光によりラジカルを発生しうる特性を付与してなるものである。ここで基材の支持体として用いうる材料には特に制限はなく、有機材料、無機材料、或いは、有機と無機とのハイブリッド材料のいずれでもよく、前記した開始能の発生機構やグラフトポリマーの使用目的に応じて適宜選択される。
基材の支持体を構成する有機材料としては、ポリメチルメタクリレートなどのアクリル樹脂、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、ポリ−1、4−シクロヘキサンジメチレンテレフタレート、ポリエチレン−1、2−ジフェノキシエタン−4、4’−ジカルボキシレート、ポリブチレンテレフタレートなどのようなポリエステル樹脂、エピコート(商品名:油化シェルエポキシ(株)製)などの市販品に代表されるエポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリイミド樹脂、ノボラック樹脂、フェノール樹脂などを適宜使用することができる。
〔Base material〕
As described above, the base material on which the graft polymer is formed by the method of the present invention is a base material capable of generating radicals upon exposure. The base material having such characteristics is a support as a structural material. It is formed by imparting a property capable of generating radicals upon exposure. Here, the material that can be used as the substrate support is not particularly limited, and may be an organic material, an inorganic material, or a hybrid material of organic and inorganic materials. It is appropriately selected according to the purpose.
Examples of the organic material constituting the substrate support include acrylic resins such as polymethyl methacrylate, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, poly-1,4-cyclohexanedimethylene terephthalate, polyethylene-1,2-diphenoxyethane-4. Polyester resins such as 4′-dicarboxylate and polybutylene terephthalate, and epoxy resins represented by commercial products such as Epicoat (trade name: manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd.), polycarbonate resins, polyimide resins, and novolaks Resins, phenol resins, and the like can be used as appropriate.

また、その他の有機材料としては、セルロースエステル(例、トリアセチルセルロース、ジアセチルセルロース、プロピオニルセルロース、ブチリルセルロース、アセチルプロピオニルセルロース、ニトロセルロース)、ポリアミド、ポリスチレン(例、シンジオタクチックポリスチレン)、ポリオレフィン(例、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリメチルペンテン)、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリエーテルイミド、およびポリエーテルケトンなどが挙げられる。   Other organic materials include cellulose esters (eg, triacetylcellulose, diacetylcellulose, propionylcellulose, butyrylcellulose, acetylpropionylcellulose, nitrocellulose), polyamides, polystyrene (eg, syndiotactic polystyrene), polyolefins ( Examples include polypropylene, polyethylene, polymethylpentene), polysulfone, polyethersulfone, polyarylate, polyetherimide, and polyetherketone.

このように、本発明の方法により、表面グラフトポリマーが形成された基材は、露光後、溶剤浸漬などの処理を行って、グラフト重合に与らずに残存した特定撥油性ポリマーと、重合性不飽和基を有する低分子化合物を除去し、精製する。具体的には、水やアセトンによる洗浄、乾燥、などが挙げられる。
残存ポリマー除去性の観点からは、洗浄時に超音波などの手段を採ることが好ましい。精製後の基材は、その表面に残存するポリマーが完全に除去され、基材と強固に結合した撥油性グラフトポリマーのみが存在することになる。
Thus, the substrate on which the surface graft polymer is formed by the method of the present invention is subjected to a treatment such as solvent immersion after the exposure, and the specific oil-repellent polymer remaining without being subjected to the graft polymerization, and the polymerizable property The low molecular weight compound having an unsaturated group is removed and purified. Specifically, washing with water or acetone, drying, and the like can be given.
From the standpoint of residual polymer removability, it is preferable to adopt means such as ultrasonic waves during washing. The polymer after the purification is completely removed of the polymer remaining on the surface, and only the oil-repellent graft polymer firmly bonded to the substrate exists.

本発明の撥油及び撥水性材料の製造方法によれば、高撥油及び撥水性で、高い耐久性と透明性を有する表面撥水・撥油性の材料を得ることができる。本発明の方法により得られた撥水・撥油性材料は、防汚性、撥水性基材としての幅広い利用が可能である。   According to the method for producing an oil and water repellent material of the present invention, a surface water and oil repellent material having high oil and water repellency, high durability and transparency can be obtained. The water / oil repellent material obtained by the method of the present invention can be widely used as an antifouling and water repellent substrate.

以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
<特定撥油性ポリマー合成>
−合成例1.特定撥油性ポリマーP−1の合成−
特定撥油性ポリマーP−1は、以下の2つのステップを経て合成される。
<Step1: 2−(パーフルオロオクチル)−エチルメタクリレート(FAMAC)とメタクリル酸2−ヒドロキシエチルエステル(HEMA)との共重合(FAMAC/HEMA=33/67)の合成>
窒素雰囲気下、N、N−ジメチルアセトアミド(DMAc、和光純薬工業)30gを、冷却管を設置した300mlの三つ口フラスコに入れ、ウォーターバスで65℃まで加熱した。ここにDMAc30gにメタクリル酸2−ヒドロキシエチルエステル(HEMA、東京化成工業)5.0g(0.038 mol)と2−(パーフルオロオクチル)−エチルメタクリレート(FAMAC、ダイキンファインケミカル研究所社製)10.0g(0.019 mol)と2.2’−アゾビス(イソ酪酸)(V601、和光純薬工業)0.66g(0.0029mol)を溶解させた均一な溶液をプランジャーポンプで0.54ml/minの速度で滴下した。滴下終了後、5時間撹拌し反応を止めた。
IR(KBr)(Excalibur FTIR−8300(SHIMADZU)を使用して測定)
3471(b)、2953(b)、1732(s)、1456(s)cm-1
EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated concretely, this invention is not limited to these.
<Specific oil repellent polymer synthesis>
-Synthesis example 1. Synthesis of specific oil-repellent polymer P-1
The specific oil repellent polymer P-1 is synthesized through the following two steps.
<Step 1: Synthesis of 2- (perfluorooctyl) -ethyl methacrylate (FAMAC) and methacrylic acid 2-hydroxyethyl ester (HEMA) (FAMAC / HEMA = 33/67)>
Under a nitrogen atmosphere, 30 g of N, N-dimethylacetamide (DMAc, Wako Pure Chemical Industries) was placed in a 300 ml three-necked flask equipped with a condenser and heated to 65 ° C. in a water bath. Here, 30 g of DMAc, 5.0 g (0.038 mol) of methacrylic acid 2-hydroxyethyl ester (HEMA, Tokyo Chemical Industry) and 2- (perfluorooctyl) -ethyl methacrylate (FAMAC, manufactured by Daikin Fine Chemical Laboratories) 10. A homogeneous solution prepared by dissolving 0 g (0.019 mol) and 2.2'-azobis (isobutyric acid) (V601, Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 0.66 g (0.0029 mol) with a plunger pump was 0.54 ml / The solution was dropped at a rate of min. After completion of the dropwise addition, the reaction was stopped by stirring for 5 hours.
IR (KBr) (measured using Excalibur FTIR-8300 (SHIMADZU))
3471 (b), 2953 (b), 1732 (s), 1456 (s) cm -1

<Step2: 共重合体への二重結合の導入>
Step1で得た共重合体3.0gとハイドロキノン(和光純薬工業)0.0325gを冷却管に設置した300mlの三つ口フラスコに入れ、DMAc40gを加えて室温で撹拌し均一な溶液とした。
その溶液を撹拌しながら2−メタクリロイルオキシエチルイソシアネート(カレンズMOI、昭和電工)1.53g(0.00983mol)を滴下した。続いて、ジラウリン酸ジ−n−ブチルすず(東京化成工業)を1滴加えて撹拌しながら65℃のウォーターバスで加熱した。5時間後に反応を止め、室温まで自然冷却した。反応液を1500mlのメタノールで再沈し、析出した固体を吸引濾過により濾取し、特定撥油性ポリマーP−1を得た。(収量2.5g、収率55%)
IR(KBr)(Excalibur FTIR−8300(SHIMADZU)を使用して測定)
3390(b)、2961(b)、1732(s)、1639(s)cm-1
重量平均分子量(GPC、THF、ポリスチレン換算:Mw)は、30500であった。
<Step 2: Introduction of double bond to copolymer>
3.0 g of the copolymer obtained in Step 1 and 0.0325 g of hydroquinone (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) were placed in a 300 ml three-necked flask installed in a cooling tube, and 40 g of DMAc was added and stirred at room temperature to obtain a uniform solution.
While stirring the solution, 1.53 g (0.00983 mol) of 2-methacryloyloxyethyl isocyanate (Karenz MOI, Showa Denko) was added dropwise. Subsequently, 1 drop of dilauric acid di-n-butyltin (Tokyo Kasei Kogyo) was added and heated in a 65 ° C. water bath with stirring. After 5 hours, the reaction was stopped and the mixture was naturally cooled to room temperature. The reaction solution was reprecipitated with 1500 ml of methanol, and the precipitated solid was collected by suction filtration to obtain a specific oil-repellent polymer P-1. (Yield 2.5g, Yield 55%)
IR (KBr) (measured using Excalibur FTIR-8300 (SHIMADZU))
3390 (b), 2961 (b), 1732 (s), 1639 (s) cm -1
The weight average molecular weight (GPC, THF, polystyrene conversion: Mw) was 30500.

−合成例2.特定撥油性ポリマーP−2の合成−
特定撥油性ポリマーP−2は、以下の2つのステップを経て合成される。
<Step1: 2−(パーフルオロオクチル)−エチルメタクリレート(FAMAC)とブチルメタクリレート(BMA)とメタクリル酸2−ヒドロキシエチルエステル(HEMA)との共重合(FAMAC/BMA/HEMA=30/30/40)の合成>
窒素雰囲気下、N、N−ジメチルアセトアミド(DMAc、和光純薬工業)31.88gを、冷却管を設置した300mlの三つ口フラスコに入れ、ウォーターバスで65℃まで加熱した。ここにDMAc31.88gにブチルメタクリレート(BMA、東京化成工業)2.67g(0.0188mol)とメタクリル酸2−ヒドロキシエチルエステル(HEMA、東京化成工業)3.27g(0.0251mol)と2−(パーフルオロオクチル)−エチルメタクリレート(FAMAC、ダイキンファインケミカル研究所社製)10.0g(0.0188mol)と2.2’−アゾビス(イソ酪酸)(V601、和光純薬工業)0.714g(0.0031mol)を溶解させた均一な溶液をプランジャーポンプで0.37ml/minの速度で滴下した。滴下終了後、5時間撹拌し反応を止めた。反応溶液は乳白色であった。
-Synthesis example 2. Synthesis of specific oil-repellent polymer P-2
The specific oil-repellent polymer P-2 is synthesized through the following two steps.
<Step 1: Copolymerization of 2- (perfluorooctyl) -ethyl methacrylate (FAMAC), butyl methacrylate (BMA) and 2-hydroxyethyl methacrylate (HEMA) (FAMAC / BMA / HEMA = 30/30/40) Synthesis>
Under a nitrogen atmosphere, 31.88 g of N, N-dimethylacetamide (DMAc, Wako Pure Chemical Industries) was placed in a 300 ml three-necked flask equipped with a condenser and heated to 65 ° C. in a water bath. Here, 31.88 g of DMAc, 2.67 g (0.0188 mol) of butyl methacrylate (BMA, Tokyo Chemical Industry), 3.27 g (0.0251 mol) of 2-hydroxyethyl methacrylate (HEMA, Tokyo Chemical Industry) and 2- ( Perfluorooctyl) -ethyl methacrylate (FAMAC, manufactured by Daikin Fine Chemical Laboratories) 10.0 g (0.0188 mol) and 2.2′-azobis (isobutyric acid) (V601, Wako Pure Chemical Industries) 0.714 g (0. 0031 mol) was dissolved dropwise with a plunger pump at a rate of 0.37 ml / min. After completion of the dropwise addition, the reaction was stopped by stirring for 5 hours. The reaction solution was milky white.

<Step2: 共重合体への二重結合の導入>
Step1で得られた反応溶液を500mlの三つ口フラスコに移し、そこにN、N−ジメチルアセトアミド(DMAc、和光純薬工業)79.7gを加えて10wt(%)に希釈した。ここにハイドロキノン(和光純薬工業)0.081gを加えて室温で撹拌し均一な溶液とした。その溶液を撹拌しながら2−メタクリロイルオキシエチルイソシアネート(カレンズMOI、昭和電工)3.79g(0.024mol)を滴下した。続いて、ジラウリン酸ジ−n−ブチルすず(東京化成工業)を1滴加えて冷却管を設置し、65℃のウォーターバスで加熱した。5時間後に反応を止め、室温まで自然冷却した。反応液は薄桃色であった。
分子量(GPC、THF、ポリスチレン換算:Mw)は30500であった。
H NMR(ppm、CDCl3、300Mz、ブルッカー社製)
δ 0.80−1.80(b、18H)、1.40(b、2H)、1.60(b、2H)、1.85(bs、2H)、1.90(b、1H)、2.42(b、2H)、3.50(mb、2H)、3.82(bs、2H.)、4.12(bs、3H)、4.30(b、6H)、5.60(bs、1H)、6.25(bs、1H)
<Step 2: Introduction of double bond to copolymer>
The reaction solution obtained in Step 1 was transferred to a 500 ml three-necked flask, to which 79.7 g of N, N-dimethylacetamide (DMAc, Wako Pure Chemical Industries) was added to dilute to 10 wt (%). Hydroquinone (Wako Pure Chemical Industries) 0.081g was added here, and it stirred at room temperature, and was set as the uniform solution. While stirring the solution, 3.79 g (0.024 mol) of 2-methacryloyloxyethyl isocyanate (Karenz MOI, Showa Denko) was added dropwise. Subsequently, 1 drop of dilauric acid di-n-butyltin (Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.) was added, a condenser tube was installed, and the mixture was heated in a 65 ° C. water bath. After 5 hours, the reaction was stopped and the mixture was naturally cooled to room temperature. The reaction solution was light pink.
The molecular weight (GPC, THF, polystyrene conversion: Mw) was 30500.
1 H NMR (ppm, CDCl 3, 300 Mz, manufactured by Brucker)
δ 0.80-1.80 (b, 18H), 1.40 (b, 2H), 1.60 (b, 2H), 1.85 (bs, 2H), 1.90 (b, 1H), 2.42 (b, 2H), 3.50 (mb, 2H), 3.82 (bs, 2H.), 4.12 (bs, 3H), 4.30 (b, 6H), 5.60 ( bs, 1H), 6.25 (bs, 1H)

−合成例3:光重合開始部位を有する化合物Aの合成−
光重合開始部位を有する化合物Aの合成は、以下の2つのステップにより行われる。
<ステップ1 化合物aの合成>
DMAc50gとTHF50gの混合溶媒に1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン24.5g(0.12mol)を溶かし、氷浴下でNaH(60% in oil)7.2g(0.18mol)を徐々に加えた。そこに、11−ブロモ−1−ウンデセン(95%)44.2g(0.18mol)を滴下し、室温で反応を行った。1時間で反応が終了した。反応溶液を氷水中に投入し、酢酸エチルで抽出し、黄色溶液状の化合物2aを含む混合物が得られた。この混合物37gをアセトニトリル370mlに溶かし、水7.4gを加えた。p−トルエンスルホン酸一水和物1.85gを加え、室温で20分間撹拌した。酢酸エチルで有機相を抽出し、溶媒を留去した。カラムクロマトグラフィー(充填剤:ワコーゲルC−200、展開溶媒:酢酸エチル/ヘキサン=1/80)で化合物aを単離した。
-Synthesis example 3: Synthesis of compound A having a photopolymerization initiation site-
Synthesis of Compound A having a photopolymerization initiation site is performed by the following two steps.
<Step 1 Synthesis of Compound a>
24.5 g (0.12 mol) of 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone was dissolved in a mixed solvent of DMAc 50 g and THF 50 g, and 7.2 g (0.18 mol) of NaH (60% in oil) was gradually added in an ice bath. Thereto, 44.2 g (0.18 mol) of 11-bromo-1-undecene (95%) was added dropwise and reacted at room temperature. The reaction was completed in 1 hour. The reaction solution was poured into ice water and extracted with ethyl acetate to obtain a mixture containing Compound 2a as a yellow solution. 37 g of this mixture was dissolved in 370 ml of acetonitrile, and 7.4 g of water was added. 1.85 g of p-toluenesulfonic acid monohydrate was added and stirred at room temperature for 20 minutes. The organic phase was extracted with ethyl acetate and the solvent was distilled off. Compound a was isolated by column chromatography (filler: Wakogel C-200, developing solvent: ethyl acetate / hexane = 1/80).

Figure 2007146009
Figure 2007146009

<ステップ2:化合物aのハイドロシリル化による化合物Aの合成>
化合物a5.0g(0.014mol)にSpeier catalyst(HPtCl・6HO/2−PrOH、0.1mol/l)を2滴加え、氷浴下でトリクロロシラン2.8g(0.021mol)を滴下して撹拌した。さらに1時間後にトリクロロシラン1.6g(0.012mol)を滴下してから室温に戻した。3時間後に反応が終了した。反応終了後、未反応のトリクロロシランを減圧留去し、化合物Aを得た。
<Step 2: Synthesis of Compound A by Hydrosilylation of Compound a>
Compound 5.0 g of (0.014 mol) in Speier catalyst (H 2 PtCl 6 · 6H 2 O / 2-PrOH, 0.1mol / l) and 2 drops of an ice bath trichlorosilane 2.8 g (0.021 mol ) Was added dropwise and stirred. After 1 hour, 1.6 g (0.012 mol) of trichlorosilane was added dropwise, and the temperature was returned to room temperature. The reaction was complete after 3 hours. After completion of the reaction, unreacted trichlorosilane was distilled off under reduced pressure to obtain Compound A.

Figure 2007146009
Figure 2007146009

〔実施例1〕
−中間層1の作製−
ジペンタエリスリトールペンタアクリレートとジペンタエリスリトールヘキサアクリレートの混合物(DPHA、日本化薬(株)製)125g、及び、ウレタンアクリレートオリゴマー(UV−6300B、日本合成化学工業(株)製)125gを、439gの工業用変性エタノールに溶解した。得られた溶液に、光重合開始剤(イルガキュア907、チバガイギー社製)7.5gおよび光増感剤(カヤキュアーDETX、日本化薬(株)製)5.0gを49gのメチルエチルケトンに溶解した溶液を加えた。混合物を攪拌した後、孔径1μmのポリプロピレン製フィルターで濾過して中間層塗布液(1)を調製した。
[Example 1]
-Production of intermediate layer 1-
125 g of a mixture of dipentaerythritol pentaacrylate and dipentaerythritol hexaacrylate (DPHA, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) and 125 g of urethane acrylate oligomer (UV-6300B, manufactured by Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd.) Dissolved in industrial modified ethanol. A solution obtained by dissolving 7.5 g of a photopolymerization initiator (Irgacure 907, manufactured by Ciba Geigy) and 5.0 g of a photosensitizer (Kayacure DETX, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) in 49 g of methyl ethyl ketone was added to the obtained solution. added. The mixture was stirred and then filtered through a polypropylene filter having a pore size of 1 μm to prepare an intermediate layer coating solution (1).

80μmの厚さのトリアセチルセルロースフィルム(TAC−TD80U、富士写真フィルム(株)製)を支持体として用い、その表面にゼラチン下塗り層を設けた。ゼラチン下塗り層の上に、上記中間層用塗布液(1)を、バーコーターを用いて塗布し、120℃で乾燥した後、高圧水銀灯を30秒間照射して、塗布層を硬化させ、厚さ15μmの硬化された中間層1を形成し、露光によりラジカルを発生しうる基材を得た。高圧水銀灯はウシオ(株)社製UVX−02516S1LP01を使用した。   An 80 μm thick triacetylcellulose film (TAC-TD80U, manufactured by Fuji Photo Film Co., Ltd.) was used as a support, and a gelatin subbing layer was provided on the surface. On the gelatin undercoat layer, the intermediate layer coating solution (1) is applied using a bar coater, dried at 120 ° C., and then irradiated with a high-pressure mercury lamp for 30 seconds to cure the coating layer. A cured intermediate layer 1 having a thickness of 15 μm was formed, and a substrate capable of generating radicals upon exposure was obtained. The high pressure mercury lamp used was UVX-02516S1LP01 manufactured by Ushio Corporation.

−基材への特定撥油性ポリマーP−1とブチルメタクリレートとの接触−
上記合成例1で得られたフッ素を含む特定撥油性ポリマーP−1 0.5gと、ブチルメタクリレート0.15gと、1−メトキシ−2−プロパノール(和光純薬工業(株)社製)9.5gを混合して均一溶液とした。
前記のようにして得られた硬化した中間層を有する基材(TAC)を4cm×5cmにカットし、スピナーを用い、前記均一溶液を300回転で塗布し、100℃で1分間乾燥して、中間層を有する基材表面に特定撥油性ポリマーP−1とブチルメタクリレートとを含む被膜を形成することにより、両者を接触させた。
-Contact between the specific oil-repellent polymer P-1 and butyl methacrylate on the substrate-
8. 0.5 g of the specific oil repellent polymer P-1 containing fluorine obtained in Synthesis Example 1 above, 0.15 g of butyl methacrylate, and 1-methoxy-2-propanol (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 5 g was mixed to make a uniform solution.
The substrate (TAC) having a cured intermediate layer obtained as described above is cut into 4 cm × 5 cm, and using a spinner, the uniform solution is applied at 300 revolutions and dried at 100 ° C. for 1 minute, Both were made to contact by forming the film containing specific oil-repellent polymer P-1 and butylmethacrylate on the base-material surface which has an intermediate | middle layer.

−基材への露光によるグラフトポリマーの生成−
前記表面に特定撥油性ポリマーP−1を含む被膜を形成して両者を接触させた後、被膜形成側からUV露光装置(UVX−02516S1LP01、高圧水銀灯、USHIO社製)で5分間露光した。露光後に石英版をはずし、得られたフッ素系グラフト膜をアセトンで洗浄し、未反応の特定撥油性ポリマーP−1などの不純物を除去して実施例1の撥水・撥油性材料を得た。
得られた撥水・撥油性材料表面の水滴の接触角を測定したところ120度であり、優れた撥水性を有することがわかる。
-Formation of graft polymer by exposure to substrate-
A film containing the specific oil-repellent polymer P-1 was formed on the surface and brought into contact with each other, and then exposed for 5 minutes with a UV exposure device (UVX-02516S1LP01, high pressure mercury lamp, manufactured by USHIO) from the film forming side. After the exposure, the quartz plate was removed, and the resulting fluorine-based graft film was washed with acetone to remove impurities such as the unreacted specific oil-repellent polymer P-1 to obtain the water / oil-repellent material of Example 1. .
When the contact angle of water droplets on the surface of the obtained water / oil repellent material was measured, it was found to be 120 °, indicating excellent water repellency.

〔実施例2〕
実施例1で用いたブチルメタクリレートに代えてメチルメタクリレート0.15gを使用し、乾燥温度を80℃にした以外は実施例1と同様にして実施例2の撥水・撥油性材料を得た。
〔実施例3〕
実施例1で用いたブチルメタクリレートに代えてN,N-ジメチルアクリルアミド0.15gを使用した以外は実施例1と同様にして実施例3の撥水・撥油性材料を得た。
〔実施例4〕
実施例1で用いた特定撥油性ポリマーP−1に代えて合成例2で得られた特定撥油性ポリマーP−2を使用した以外は実施例1と同様にして実施例4の撥水・撥油性材料を得た。
〔実施例5〕
実施例4で用いたブチルメタクリレートに代えてメチルメタクリレートを使用した以外は実施例4と同様にして実施例5の撥水・撥油性材料を得た。
〔実施例6〕
実施例4で用いたブチルメタクリレートに代えてN,N-ジメチルアクリルアミドを使用した以外は実施例4と同様にして実施例6の撥水・撥油性材料を得た。
[Example 2]
A water- and oil-repellent material of Example 2 was obtained in the same manner as in Example 1 except that 0.15 g of methyl methacrylate was used instead of butyl methacrylate used in Example 1 and the drying temperature was 80 ° C.
Example 3
A water and oil repellent material of Example 3 was obtained in the same manner as in Example 1 except that 0.15 g of N, N-dimethylacrylamide was used in place of the butyl methacrylate used in Example 1.
Example 4
The water and water repellency of Example 4 was the same as Example 1 except that the specific oil repellent polymer P-2 obtained in Synthesis Example 2 was used instead of the specific oil repellent polymer P-1 used in Example 1. An oily material was obtained.
Example 5
A water- and oil-repellent material of Example 5 was obtained in the same manner as in Example 4 except that methyl methacrylate was used instead of butyl methacrylate used in Example 4.
Example 6
A water / oil repellent material of Example 6 was obtained in the same manner as in Example 4 except that N, N-dimethylacrylamide was used in place of the butyl methacrylate used in Example 4.

〔実施例7〕
−中間層2の作製−
<中間層塗布液(2)の調製>
メチルエチルケトン(MEK)中にグリシジルメタクリレートを溶解させ、熱重合開始剤(V−65(和光純薬工業(株)製)を滴下しながら80℃で2時間反応させ、得られた反応溶液をヘキサンに滴下し、沈殿物を減圧乾燥して得たポリグリシジルメタクリレート(ポリスチレン換算分子量は12、000)をメチルエチルケトンに50質量%濃度になるように溶解した溶液100質量部に、トリメチロールプロパントリアクリレート(ビスコート#295;大阪有機化学工業(株)製)150質量部と光ラジカル重合開始剤(イルガキュア184、チバガイギー社製)6質量部と光カチオン重合開始剤(ロードシル2074、ローディア社製)6質量部を30質量部のメチルイソブチルケトンに溶解したものを撹拌しながら混合し、中間層塗布液(2)を調製した。
Example 7
-Production of intermediate layer 2-
<Preparation of intermediate layer coating solution (2)>
Glycidyl methacrylate is dissolved in methyl ethyl ketone (MEK) and reacted at 80 ° C. for 2 hours while adding a thermal polymerization initiator (V-65 (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)), and the resulting reaction solution is dissolved in hexane. The polyglycidyl methacrylate obtained by dripping and drying the precipitate under reduced pressure (polystyrene equivalent molecular weight: 12,000) was dissolved in methyl ethyl ketone at a concentration of 50% by mass to 100 parts by mass of trimethylolpropane triacrylate (biscoat). # 295; 150 parts by mass of Osaka Organic Chemical Co., Ltd.), 6 parts by mass of a photo radical polymerization initiator (Irgacure 184, manufactured by Ciba Geigy) and 6 parts by mass of a cationic photopolymerization initiator (Lordsil 2074, manufactured by Rhodia) What was dissolved in 30 parts by mass of methyl isobutyl ketone was mixed with stirring, Layer coating solution (2) was prepared.

−中間層2の形成−
厚さ175μmのPET(2軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム)の両面をコロナ処理し、中間層を設置する面に屈折率1.55、ガラス転移温度37℃のスチレン−ブタジエンコポリマーからなるラテックス(LX407C5、日本ゼオン(株)製)と酸化錫・酸化アンチモン複合酸化物(FS−10D、石原産業(株)製)を質量で5:5の割合で混合し、乾燥後の膜厚が200nmとなるよう塗布し、帯電防止層付き下塗り層を形成した後、上記中間層用塗布液(2)をエクストルージョン方式で塗布、乾燥し、紫外線を照射(700mJ/cm)して乾燥後の中間層2の厚みが20μmであるハードコートフィルム、即ち、露光によりラジカルを発生しうる基材を作製した。
-Formation of the intermediate layer 2-
Latex made of styrene-butadiene copolymer with a refractive index of 1.55 and a glass transition temperature of 37 ° C. on the surface on which the intermediate layer is placed on both sides of PET (biaxially stretched polyethylene terephthalate film) with a thickness of 175 μm (LX407C5, Japan) Zeon Co., Ltd.) and tin oxide / antimony oxide composite oxide (FS-10D, manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd.) are mixed at a mass ratio of 5: 5, and the coating thickness is 200 nm after drying. After forming the undercoat layer with an antistatic layer, the intermediate layer coating solution (2) is applied by an extrusion method, dried, and irradiated with ultraviolet rays (700 mJ / cm 2 ) to dry the intermediate layer 2 after drying. A hard coat film having a thickness of 20 μm, that is, a base material capable of generating radicals upon exposure was prepared.

(特定撥油性ポリマーP−1と、ブチルメタクリレートとの混合物の被膜の形成)
前述のようにして合成した特定撥油性ポリマーP−1 0.5gと、ブチルメタクリレート0.15gと、1−メトキシ−2−プロパノール(和光純薬工業(株)社製)9.5gを混合して均一溶液とした。実施例1と同様にしてフッ素含有重合体被膜を形成し、その後、同様にして露光、精製を行い、実施例7の撥水・撥油性材料を得た。
(Formation of a film of a mixture of the specific oil-repellent polymer P-1 and butyl methacrylate)
0.5 g of the specific oil-repellent polymer P-1 synthesized as described above, 0.15 g of butyl methacrylate, and 9.5 g of 1-methoxy-2-propanol (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) are mixed. A homogeneous solution. A fluorine-containing polymer film was formed in the same manner as in Example 1, and then exposed and purified in the same manner to obtain the water / oil repellent material of Example 7.

〔比較例1〕
実施例1で得たのと同様の硬化された中間層を有する基材を用い、中間層表面に、比較フッ素ポリマーであるポリ(2−(パーフルオロオクチル)エチルアクリレート)(分子量13万)のヘキサフルオロイソプロパノールとブチルメタクリレートを混合した溶液(10wt%)を、乾燥膜厚が1ミクロンになるように塗布した以外は実施例1と同様にして、比較例1の撥水・撥油性材料を得た。
〔比較例2〕
実施例1の工程でブチルメタクリレートを添加しない以外は実施例1と同様にして比較例2の撥水・撥油材料を得た。
[Comparative Example 1]
Using a base material having a cured intermediate layer similar to that obtained in Example 1, poly (2- (perfluorooctyl) ethyl acrylate) (molecular weight 130,000) as a comparative fluoropolymer was formed on the intermediate layer surface. A water repellent / oil repellent material of Comparative Example 1 was obtained in the same manner as in Example 1 except that a solution (10 wt%) mixed with hexafluoroisopropanol and butyl methacrylate was applied so that the dry film thickness was 1 micron. It was.
[Comparative Example 2]
A water / oil repellent material of Comparative Example 2 was obtained in the same manner as in Example 1 except that butyl methacrylate was not added in the step of Example 1.

〔実施例8〕
実施例1〜7で用いたTAC基板に代えてガラス基板を用い、以下に記述する(1. 光ラジカル発生剤結合工程)と(2. グラフトポリマー製造工程)を実施することにより撥油・撥水性の機能を有するグラフトポリマー層をガラス基板上に形成した。
<1.光ラジカル発生剤結合工程>
ガラス基板(松浪硝子)10×10cmをアセトンで濯ぎ、洗浄した後、UV,Oクリーナー(日本レーザー電子株式会社製NL-UV253)に5分間曝して基板表面に水酸基を導入させた。この基板上に、[合成例3]に記載した方法により合成した光ラジカル発生剤(化合物A)を以下に示す2種類の方法で結合させた。
(1) この基板を窒素置換したセパラブルフラスコ中に入れ、0.5質量%の化合物Aの脱水トルエン溶液に130℃で1時間加熱浸漬した。取り出し後、トルエン、アセトン、純水の順に洗浄した。
(2) この基板上に1質量%の化合物Aの脱水トルエン溶液にスピナーを用いて塗布し、100℃で1分間乾燥した。その後、トルエン、アセトン、純水の順に洗浄した。
Example 8
By using a glass substrate instead of the TAC substrate used in Examples 1 to 7 and carrying out the following (1. Photoradical generator binding step) and (2. Graft polymer production step), oil and water repellency is achieved. A graft polymer layer having an aqueous function was formed on a glass substrate.
<1. Photoradical generator binding step>
A glass substrate (Matsunami Glass) 10 × 10 cm was rinsed with acetone, washed, and then exposed to a UV, O 3 cleaner (NL-UV253 manufactured by Nippon Laser Electronics Co., Ltd.) for 5 minutes to introduce hydroxyl groups on the substrate surface. On this substrate, the photoradical generator (compound A) synthesized by the method described in [Synthesis Example 3] was bonded by the following two methods.
(1) This substrate was placed in a separable flask substituted with nitrogen, and immersed in a dehydrated toluene solution of 0.5% by mass of Compound A at 130 ° C. for 1 hour. After taking out, it wash | cleaned in order of toluene, acetone, and a pure water.
(2) A 1% by weight compound A dehydrated toluene solution was applied onto the substrate using a spinner and dried at 100 ° C. for 1 minute. Then, it wash | cleaned in order of toluene, acetone, and pure water.

<2.グラフトポリマー製造工程>
上記(1)または(2)の方法で作成した光ラジカル発生剤結合ガラス基板上に、撥油・撥水性の官能基と重合性不飽和二重結合を側鎖に有する高分子化合物として、上記〔合成例1〕で得た特定撥油性ポリマーP-1 1.0gと酢酸エチル(東京化成工業)9.0gとブチルメタクリレート(BMA, 東京化成工業)0.3gとを混合して均一溶液とし、300回転のスピナーで塗布した後、100℃で1分間乾燥して塗膜を得た。
その後、UV露光装置UVX-02516S1LP01(高圧水銀灯、USHIO製)で5分間露光し、アセトン中で一時間浸漬させた後、アセトンで濯ぎ洗浄して表面に残存するポリマーを除去した。
<2. Graft polymer manufacturing process>
As a polymer compound having an oil-repellent / water-repellent functional group and a polymerizable unsaturated double bond in the side chain on the photoradical generator-bonded glass substrate prepared by the method of (1) or (2) above, 1.0 g of the specific oil-repellent polymer P-1 obtained in [Synthesis Example 1], 9.0 g of ethyl acetate (Tokyo Chemical Industry) and 0.3 g of butyl methacrylate (BMA, Tokyo Chemical Industry) are mixed to form a uniform solution. After coating with a 300-rotation spinner, the coating film was obtained by drying at 100 ° C. for 1 minute.
Thereafter, the film was exposed for 5 minutes with a UV exposure apparatus UVX-02516S1LP01 (high pressure mercury lamp, manufactured by USHIO), immersed in acetone for 1 hour, rinsed with acetone and washed to remove the polymer remaining on the surface.

〔実施例9〕
実施例8で用いたブチルメタクリレートに代えてメチルメタクリレート0.3gを使用した以外は実施例8と同様にして実施例9の撥水・撥油性材料を得た。
〔実施例10〕
実施例8で用いたブチルメタクリレートに代えてN,N-ジメチルアクリルアミド0.3gを使用した以外は実施例8と同様にして実施例10の撥水・撥油性材料を得た。
〔比較例3〕
実施例8の工程でブチルメタクリレートを添加しない以外は実施例8と同様にして比較例3の撥水・撥油材料を得た。
Example 9
A water- and oil-repellent material of Example 9 was obtained in the same manner as in Example 8 except that 0.3 g of methyl methacrylate was used instead of butyl methacrylate used in Example 8.
Example 10
A water- and oil-repellent material of Example 10 was obtained in the same manner as in Example 8 except that 0.3 g of N, N-dimethylacrylamide was used instead of butyl methacrylate used in Example 8.
[Comparative Example 3]
A water / oil repellent material of Comparative Example 3 was obtained in the same manner as in Example 8 except that butyl methacrylate was not added in the step of Example 8.

〔撥水・撥油性材料の評価〕
それぞれの評価方法は、以下の方法で行い、本発明の方法により得られた撥水・撥油性材料の性能を評価した。結果を下記表1に示す。
1.接触角
撥水・撥油性材料を2×2cmに切り取り、Contact−Angle meter(協和界面化学(株)製10927)を用いて空中で水滴の接触角を測定した。(単位は度。)数値が大きいほど撥水性に優れると評価する。
2.初期防汚性
撥水・撥油性材料表面に、速乾性油性インキ(ゼブラ製、「マッキー」(登録商標))を用いて字を書いた。次にその字を旭化成社製「ベムコットン」(登録商標)を用いてきれいに拭き取れるまでの回数を測定した。その回数が少ないほど油性インキに対する親和性が低く、撥油性(油性汚れに対する防汚性)に優れると評価する。
[Evaluation of water and oil repellent materials]
Each evaluation method was performed by the following method, and the performance of the water / oil repellent material obtained by the method of the present invention was evaluated. The results are shown in Table 1 below.
1. Contact angle The water / oil repellent material was cut to 2 × 2 cm 2 and the contact angle of water droplets was measured in the air using Contact-Angle meter (10927 manufactured by Kyowa Interface Chemical Co., Ltd.). (The unit is degrees.) The larger the value, the better the water repellency.
2. Initial antifouling property A character was written on the surface of the water / oil repellent material using a quick-drying oil-based ink (Zebra, “Mackey” (registered trademark)). Next, the number of times until the character was wiped clean was measured using “Bem Cotton” (registered trademark) manufactured by Asahi Kasei Corporation. It is evaluated that the smaller the number of times, the lower the affinity for oil-based inks and the better the oil repellency (antifouling property against oily stains).

3.撥油・耐久性・透明性
旭化成社製「ベムコットン」(登録商標)を用いて防汚性ハードコートフィルムの表面を100回強くこすった後、前記2.初期防汚性評価と同様に、フィルム表面に速乾性油性インキ(ゼブラ製、「マッキー」(登録商標))で字を書き、それが拭き取れるまでの回数を測定した。回数が少ないほど機械的摩耗後の表面撥油性が高く、撥油性の耐久性に優れると評価する。また、透明性は目視で評価した。
3. Oil Repellency / Durability / Transparency After the surface of the antifouling hard coat film was strongly rubbed 100 times with “Bem Cotton” (registered trademark) manufactured by Asahi Kasei Co., Ltd. Similar to the initial antifouling property evaluation, letters were written on the film surface with a quick-drying oil-based ink (manufactured by Zebra, “Mackey” (registered trademark)), and the number of times until it was wiped off was measured. The smaller the number of times, the higher the surface oil repellency after mechanical wear and the better the oil repellency durability. The transparency was evaluated visually.

Figure 2007146009
Figure 2007146009

表1の結果より、本発明の方法により得られた実施例1〜7の撥水・撥油性材料は、いずれも透明性に優れ、表面撥水性、防汚性(撥油性)が高く、防汚性(撥油性)の耐久性にも優れることがわかった。また、実施例1と実施例7との対比において、ハードコート状の中間層2を形成した実施例7の撥水・撥油性材料は、撥油・耐久性が高いレベルで実現していることを示している。   From the results in Table 1, the water / oil repellent materials of Examples 1 to 7 obtained by the method of the present invention are all excellent in transparency, surface water repellency and antifouling property (oil repellency), It was found to be excellent in soiling (oil repellency) durability. Further, in contrast with Example 1 and Example 7, the water / oil repellent material of Example 7 in which the hard coat-like intermediate layer 2 is formed is realized at a high level of oil repellency / durability. Is shown.

Figure 2007146009
Figure 2007146009

表2の結果より、TAC基板をガラス基板に代えた場合でも、本発明の製造方法で得られた撥水・撥油性材料は、表面撥水性、防汚性(撥油性)、防汚性(撥油性)の耐久性が高く、且つ、高い透明性を実現していることがわかる。   From the results in Table 2, even when the TAC substrate is replaced with a glass substrate, the water and oil repellency material obtained by the production method of the present invention has surface water repellency, antifouling property (oil repellency), antifouling property ( It can be seen that the (oil repellency) durability is high and high transparency is realized.

本発明の方法により得られた撥水・撥油性材料は、防汚性表面材料として有用である。特に、本発明の好ましい態様であるハードコート層として機能する高い硬度を有する中間層を有する場合、基材との密着性に優れた高硬度の中間層と、該中間層に化学結合により強固に結合してなる撥水・撥油性のグラフトポリマー層とを有し、防汚性(撥水・撥油性)、耐傷性、透明性に優れ、防汚性が長期間持続する表面材料となる。これらの撥水・撥油性材料は様々な分野での応用が可能であり、透明基材を用いることで、防汚性、耐擦傷性に優れた透明基材(ハードコートフィルム)を得ることができ、CRT、LCD、PDP、FED等のディスプレイ、タッチパネル、ガラス、テーブル、化粧合板等、さらにCD、DVD等の記録媒体における表面保護フィルム、反射防止膜等に好適に適用しうる。さらに、従来の素材では適用が困難であった光学材料分野での応用可能性が期待される。   The water / oil repellent material obtained by the method of the present invention is useful as an antifouling surface material. In particular, when having a high hardness intermediate layer that functions as a hard coat layer, which is a preferred embodiment of the present invention, a high hardness intermediate layer having excellent adhesion to the substrate, and the intermediate layer is firmly bonded by chemical bonding It has a combined water / oil repellency graft polymer layer and is excellent in antifouling properties (water / oil repellency), scratch resistance, and transparency, and is a surface material that has long-lasting antifouling properties. These water- and oil-repellent materials can be applied in various fields, and by using a transparent substrate, it is possible to obtain a transparent substrate (hard coat film) having excellent antifouling properties and scratch resistance. It can be suitably applied to a display such as CRT, LCD, PDP, FED, touch panel, glass, table, decorative plywood, etc., as well as a surface protective film, antireflection film, etc. in a recording medium such as CD, DVD. Furthermore, the application possibility in the optical material field | area which was difficult to apply with the conventional raw material is anticipated.

Claims (5)

(1)露光によりラジカルを発生しうる基材表面に、撥油及び撥水性の官能基と重合性不飽和二重結合を側鎖に有する高分子化合物と、重合性不飽和基を有する低分子化合物を混合し、該基材に接触させる工程、及び(2)前記基材に露光を行い、該低分子化合物と該高分子化合物からなるグラフトポリマー層を該基材に形成する工程、を有することを特徴とする撥油及び撥水性材料の製造方法。 (1) A polymer compound having an oil and water repellant functional group and a polymerizable unsaturated double bond in the side chain on a substrate surface capable of generating radicals upon exposure, and a low molecule having a polymerizable unsaturated group Mixing the compound and bringing it into contact with the substrate; and (2) exposing the substrate to form a graft polymer layer comprising the low molecular weight compound and the polymer compound on the substrate. A method for producing an oil-repellent and water-repellent material. 前記低分子化合物の分子量が1000未満であることを特徴とする請求項1に記載の撥油及び撥水性材料の製造方法。   The method for producing an oil repellent and water repellent material according to claim 1, wherein the molecular weight of the low molecular weight compound is less than 1000. 前記低分子化合物が(メタ)アクリル酸エステル類モノマー及びアクリルアミド類モノマーからなる群より選択される1種以上であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の撥油及び撥水性材料の製造方法。   3. The oil and water repellent material according to claim 1 or 2, wherein the low molecular weight compound is at least one selected from the group consisting of (meth) acrylic acid ester monomers and acrylamide monomers. Manufacturing method. 前記低分子化合物が炭素数1から6までのアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリル酸エステルである請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の撥油及び撥水性材料の製造方法。   The method for producing an oil and water repellent material according to any one of claims 1 to 3, wherein the low molecular weight compound is an alkyl (meth) acrylate having an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. 請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の撥油及び撥水性材料の製造方法により製造された撥油及び撥水性材料。   An oil repellent and water repellent material produced by the method for producing an oil repellent and water repellent material according to any one of claims 1 to 4.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016516100A (en) * 2013-02-15 2016-06-02 マサチューセッツ インスティテュート オブ テクノロジー Graft polymer surfaces for drop condensation and related uses and manufacturing methods

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