JP2008007729A - Stain-resistant film and method for producing the same - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an stain-resistant film that is provided with a water-repellent and oil-repellent treatment surface having excellent adhesivity to a substrate and has high stain resistance and its durability and to provide a method for producing the same. <P>SOLUTION: The stain-resistant film comprises a substrate and an organic-inorganic composite layer having a crosslinking structure formed by hydrolysis and condensation polymerization of an alkoxide of an element selected from Si, Ti, Zr and Al in a graft polymer layer composed of a graft polymer chain directly bonded to the surface of the substrate and is obtained by subjecting the surface of the organic-inorganic composite layer to water-repellent and oil-repellent treatment. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、防汚性フィルムとその製造方法に関し、より詳細には、油性汚れ等が付着しにくい防汚性表面を有する防汚性フィルムとその製造方法に関する。   The present invention relates to an antifouling film and a method for producing the same, and more particularly to an antifouling film having an antifouling surface to which oily dirt or the like hardly adheres and a method for producing the same.

汚染物質が材料表面に付着することにより引き起こされる「汚れ」は、汚染の進行により、美観を損なうのみならず、材料表面が有する機能をも低下させる。これにより、「防汚」のためには、汚染物質の付着(相互作用)を低下させる必要があり、通常、材料表面の親水化又は撥油化により達成されているのが一般的である。   The “dirt” caused by the contaminants adhering to the surface of the material not only impairs the appearance but also reduces the function of the material surface due to the progress of the contamination. Thus, for “antifouling”, it is necessary to reduce the adhesion (interaction) of contaminants, and it is generally achieved by making the material surface hydrophilic or oil repellent.

従来、撥水性及び防汚性を有するフィルムとしては、その最表面にフッ素化合物層をウェットコーティング(湿式成膜)して、撥水性と防汚性とをもたせるものが使用されていた(例えば、特許文献1参照。)。
しかしながら、有機物による表面コートでは、表面硬度及び耐久性が低く、それらの改良が必要であった。
こうした問題を解決するために、優れた撥水性と防汚性を有し、表面エネルギーが小さいシリカ層を用いることが検討されており、このシリカ層が上記の表面硬度及び耐久性の改良に有望視されている。
しかしながら、撥水性と防汚性があるシリカ層を支持体上にコーティングして、撥水性及び防汚性を有するフィルムを得る場合、シリカ層の表面エネルギーが小さいことによって、支持体との間の密着力が小さくなるという問題点がある。
Conventionally, as a film having water repellency and antifouling property, a film having a water repellency and antifouling property has been used by wet coating (wet film formation) with a fluorine compound layer on the outermost surface (for example, (See Patent Document 1).
However, surface coating with an organic material has low surface hardness and durability, and it is necessary to improve them.
In order to solve these problems, the use of a silica layer having excellent water repellency and antifouling properties and low surface energy has been studied, and this silica layer is promising for improving the surface hardness and durability described above. Is being viewed.
However, when a silica layer having water repellency and antifouling properties is coated on a support to obtain a film having water repellency and antifouling properties, the surface energy of the silica layer is small, so There is a problem that the adhesion is reduced.

支持体と表面シリカ層との密着性を改善するため、支持体と表面シリカ層との間に、中間層として炭素含有量20原子%未満の密着シリカ層を設けることを提案している(例えば、特許文献2参照。)。この方法では、表面エネルギーの大きな密着シリカ層を、表面シリカ層と支持体との間に設けることにより、支持体と表面シリカ層との密着性を改良しているが、この密着性は充分とは言えず、更に、炭素含有量により、表面エネルギー、撥水性、防汚性が大きく変化するため、その調製が困難であるという問題点があった。
特開2000−284102号公報 特開2002−113805号公報
In order to improve the adhesion between the support and the surface silica layer, it is proposed to provide an adhesion silica layer having a carbon content of less than 20 atomic% as an intermediate layer between the support and the surface silica layer (for example, , See Patent Document 2). In this method, an adhesion silica layer having a large surface energy is provided between the surface silica layer and the support to improve the adhesion between the support and the surface silica layer. However, this adhesion is sufficient. Furthermore, since the surface energy, water repellency, and antifouling properties vary greatly depending on the carbon content, there is a problem that the preparation thereof is difficult.
JP 2000-284102 A JP 2002-113805 A

上記のような先行技術の問題点を考慮した本発明の目的は、支持体に対する密着性に優れた撥水撥油処理面を備え、高い防汚性とその持続性を有する防汚性フィルム及びその製造方法を提供することにある。   The object of the present invention in consideration of the above-mentioned problems of the prior art is to provide a water- and oil-repellent treated surface excellent in adhesion to a support, and have a high antifouling property and its durability. It is in providing the manufacturing method.

本発明者らは、支持体上に直接結合したグラフトポリマー鎖と、金属アルコキシドの加水分解及び縮重合反応により形成された架橋構造と、を含む有機−無機複合層について鋭意研究を進めた結果、該有機−無機複合層を防汚性フィルムに適用することにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成した。   As a result of diligent research on an organic-inorganic composite layer including a graft polymer chain directly bonded on a support and a crosslinked structure formed by hydrolysis and polycondensation reaction of a metal alkoxide, It has been found that the above-mentioned problems can be solved by applying the organic-inorganic composite layer to an antifouling film, and the present invention has been completed.

即ち、本発明の防汚性フィルムは、支持体と、該支持体表面に直接結合したグラフトポリマー鎖からなるグラフトポリマー層中に、Si、Ti、Zr、Alから選択される元素のアルコキシドの加水分解及び縮重合により形成された架橋構造を含んでなる有機−無機複合層と、を備え、該有機−無機複合層表面に撥水撥油処理を施してなることを特徴とする。
このようなグラフトポリマー鎖は、支持体表面に発生した開始種を起点とした重合反応により生成したものであることが好ましい。
また、グラフトポリマー鎖が、その鎖中にSi、Ti、Zr、Alから選択される元素のアルコキシド基、及び/又は、アミド基を有することが好ましい。
更に、グラフトポリマー鎖が、極性基、好ましくはアミド基を有する構造単位と、シランカップリング基などのSi、Ti、Zr、Alから選択される元素のアルコキシド基を有する構造単位と、の共重合体であることが好ましい態様である。
That is, the antifouling film of the present invention is obtained by adding an alkoxide of an element selected from Si, Ti, Zr, and Al in a graft polymer layer comprising a support and a graft polymer chain directly bonded to the support surface. An organic-inorganic composite layer comprising a crosslinked structure formed by decomposition and condensation polymerization, and the surface of the organic-inorganic composite layer is subjected to a water / oil repellent treatment.
Such a graft polymer chain is preferably generated by a polymerization reaction starting from the starting species generated on the surface of the support.
The graft polymer chain preferably has an alkoxide group and / or an amide group of an element selected from Si, Ti, Zr, and Al in the chain.
Furthermore, the graft polymer chain is a co-polymer of a structural unit having a polar group, preferably an amide group, and a structural unit having an alkoxide group of an element selected from Si, Ti, Zr, and Al such as a silane coupling group. It is a preferred embodiment that it is a coalescence.

また、本発明の防汚性フィルムの製造方法は、支持体表面に直接結合したグラフトポリマー鎖を生成させて、該グラフトポリマー鎖からなるグラフトポリマー層を形成する工程と、該グラフトポリマー層中で、Si、Ti、Zr、Alから選択される元素のアルコキシドの加水分解及び縮重合による架橋反応を行い有機−無機複合層を形成する工程と、該有機−無機複合層表面に撥水撥油処理を施す工程と、を有することを特徴とする。   Further, the method for producing an antifouling film of the present invention comprises a step of forming a graft polymer chain directly bonded to the surface of a support to form a graft polymer layer comprising the graft polymer chain, and in the graft polymer layer. A step of forming an organic-inorganic composite layer by performing hydrolysis and condensation polymerization of an alkoxide of an element selected from Si, Ti, Zr, and Al, and a water / oil repellent treatment on the surface of the organic-inorganic composite layer And the step of applying.

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。
本発明における有機−無機複合層は、支持体表面に直接結合してなるグラフトポリマー鎖(有機成分)と、該グラフトポリマー鎖からなるグラフトポリマー層中において、Si、Ti、Zr、Alから選択される元素のアルコキシドの加水分解及び縮重合により形成された架橋構造(無機成分)と、を含んで構成される。このような有機−無機複合層は、薄層であっても、耐摩耗性が増大し、高い耐久性を有する。
特に、グラフトポリマー鎖が極性基を有する場合、その極性基の機能により架橋構造との間に極性相互作用が形成され、強度、及び耐久性に優れた有機−無機複合層とすることができる。更に、グラフトポリマー鎖が、その鎖中にSi、Ti、Zr、Alから選択される元素のアルコキシド基を有する場合には、該グラフトポリマー鎖と架橋構造との間に共有結合が形成され、有機−無機複合層の強度、及び耐久性が向上する。
更に、この有機−無機複合層中の架橋構造が、Si、Ti、Zr、Alから選択される元素のアルコキシドに起因する反応性基を有しており、この反応性基と撥水撥油処理に用いられる化合物との間に共有結合が形成されることで、支持体に対する密着性に優れた撥水撥油処理面を得ることができる。
その結果、高い防汚性とその持続性を有する防汚性フィルムを得ることができるものと推測される。
Although the operation of the present invention is not clear, it is estimated as follows.
The organic-inorganic composite layer in the present invention is selected from Si, Ti, Zr, and Al in the graft polymer chain (organic component) formed by direct bonding to the support surface and the graft polymer layer comprising the graft polymer chain. And a crosslinked structure (inorganic component) formed by hydrolysis and condensation polymerization of the alkoxide of the element. Even if such an organic-inorganic composite layer is a thin layer, the wear resistance is increased and it has high durability.
In particular, when the graft polymer chain has a polar group, a polar interaction is formed with the crosslinked structure by the function of the polar group, and an organic-inorganic composite layer having excellent strength and durability can be obtained. Further, when the graft polymer chain has an alkoxide group of an element selected from Si, Ti, Zr, and Al in the chain, a covalent bond is formed between the graft polymer chain and the crosslinked structure, and organic -The strength and durability of the inorganic composite layer are improved.
Furthermore, the crosslinked structure in the organic-inorganic composite layer has a reactive group derived from an alkoxide of an element selected from Si, Ti, Zr, and Al. The reactive group and the water / oil repellent treatment By forming a covalent bond with the compound used in the above, a water / oil repellent treated surface having excellent adhesion to the support can be obtained.
As a result, it is presumed that an antifouling film having high antifouling properties and its durability can be obtained.

本発明によれば、支持体に対する密着性に優れた撥水撥油処理面を備え、高い防汚性とその持続性を有する防汚性フィルム及びその製造方法を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the antifouling film which has the water- and oil-repellent treatment surface excellent in the adhesiveness with respect to a support body, has high antifouling property and its durability, and its manufacturing method can be provided.

以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の防汚性フィルムは、支持体と、該支持体表面に直接結合したグラフトポリマー鎖からなるグラフトポリマー層中に、Si、Ti、Zr、Alから選択される元素のアルコキシドの加水分解及び縮重合により形成された架橋構造を含んでなる有機−無機複合層と、を備え、該有機−無機複合層表面に撥水撥油処理を施してなることを特徴とする。
本発明の防汚性フィルムとしては、反応性、化合物の入手の容易性から、Siのアルコキシドを用いて架橋構造が形成されていることが好ましい。
前記したようなアルコキシドの加水分解及び縮重合により形成された架橋構造を、本発明では、以下、適宜、「ゾルゲル架橋構造」と称する。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The antifouling film of the present invention comprises hydrolysis of an alkoxide of an element selected from Si, Ti, Zr and Al in a graft polymer layer comprising a support and a graft polymer chain directly bonded to the support surface. And an organic-inorganic composite layer comprising a crosslinked structure formed by condensation polymerization, and the surface of the organic-inorganic composite layer is subjected to a water / oil repellent treatment.
As the antifouling film of the present invention, it is preferable that a crosslinked structure is formed by using Si alkoxide in view of reactivity and availability of the compound.
In the present invention, the above-described crosslinked structure formed by hydrolysis and condensation polymerization of the alkoxide is hereinafter referred to as “sol-gel crosslinked structure” as appropriate.

このような本発明の防汚性フィルムは、下記の本発明の防汚性フィルムの製造方法により製造される。
即ち、本発明の防汚性フィルムの製造方法は、支持体表面に直接結合したグラフトポリマー鎖を生成させて、該グラフトポリマー鎖からなるグラフトポリマー層を形成する工程〔以下、適宜、「グラフトポリマー層形成工程」と称する。〕と、該グラフトポリマー層中で、Si、Ti、Zr、Alから選択される元素のアルコキシドの加水分解及び縮重合による架橋反応を行い有機−無機複合層を形成する工程〔以下、適宜、「有機−無機複合層形成工程」と称する。〕と、(3)該有機−無機複合層表面に撥水撥油処理を施す工程〔以下、適宜、「撥水撥油処理工程」と称する。〕と、を有する方法が適用されることが好ましい。
以下、「グラフトポリマー層形成工程」、「有機−無機複合層形成工程」、及び「撥水撥油処理工程」について順に説明する。
Such an antifouling film of the present invention is produced by the following method for producing an antifouling film of the present invention.
That is, in the method for producing an antifouling film of the present invention, a step of forming a graft polymer chain directly bonded to the support surface and forming a graft polymer layer comprising the graft polymer chain [hereinafter referred to as “graft polymer” This is referred to as a “layer formation step”. And a step of forming an organic-inorganic composite layer by performing a crosslinking reaction by hydrolysis and condensation polymerization of an alkoxide of an element selected from Si, Ti, Zr, and Al in the graft polymer layer [hereinafter, This is referred to as “organic-inorganic composite layer forming step”. And (3) a step of performing a water / oil repellent treatment on the surface of the organic-inorganic composite layer [hereinafter referred to as a “water / oil repellent treatment step” as appropriate. It is preferable that a method having the following is applied.
Hereinafter, the “graft polymer layer forming step”, “organic-inorganic composite layer forming step”, and “water / oil repellent treatment step” will be described in order.

<グラフトポリマー層形成工程>
本工程では、支持体表面に直接結合したグラフトポリマー鎖を生成させて、該グラフトポリマー鎖からなるグラフトポリマー層を形成する。
支持体表面に直接結合したグラフトポリマー鎖を生成させる方法としては、(1)支持体を基点として、重合可能な2重結合を有する化合物を表面グラフト重合させて、グラフトポリマー鎖を生成する方法や、(2)支持体と反応する官能基を有するポリマーと支持体表面とを化学結合させて、グラフトポリマー鎖を生成する方法がある。
この2つの方法について以下に説明する。
<Graft polymer layer forming step>
In this step, a graft polymer chain directly bonded to the support surface is generated to form a graft polymer layer composed of the graft polymer chain.
As a method of generating a graft polymer chain directly bonded to the support surface, (1) a method of generating a graft polymer chain by surface-grafting a compound having a polymerizable double bond from the support as a base point, (2) There is a method of forming a graft polymer chain by chemically bonding a polymer having a functional group that reacts with a support and the surface of the support.
These two methods will be described below.

(1)支持体を基点として、重合可能な2重結合を有する化合物を表面グラフト重合させて、グラフトポリマー鎖を生成する方法
この方法は、一般的には表面グラフト重合と呼ばれる方法である。表面グラフト重合法とは、プラズマ照射、光照射、加熱などの方法で支持体表面上に活性種を与え、その活性種を基点として、支持体と接するように配置された重合可能な2重結合を有する化合物を重合させる方法である。この方法によれば、生成するグラフトポリマー鎖の末端が支持体表面に直接結合され、固定される。
(1) A method in which a graft polymer chain is formed by surface graft polymerization of a compound having a polymerizable double bond from a support as a starting point. This method is generally referred to as surface graft polymerization. The surface graft polymerization method is a polymerizable double bond arranged so as to be in contact with the support from the active species by providing the active species on the support surface by plasma irradiation, light irradiation, heating or the like. This is a method of polymerizing a compound having the following. According to this method, the end of the resulting graft polymer chain is directly bonded and fixed to the support surface.

本発明を実施するための表面グラフト重合法としては、文献記載の公知の方法をいずれも使用することができる。例えば、新高分子実験学10、高分子学会編、1994年、共立出版(株)発行、P135には、表面グラフト重合法として光グラフト重合法、プラズマ照射グラフト重合法が記載されている。また、吸着技術便覧、NTS(株)、竹内監修、1999.2発行、p203、p695には、γ線、電子線等の放射線照射グラフト重合法が記載されている。光グラフト重合法の具体的方法としては、特開昭63−92658号公報、特開平10−296895号公報及び特開平11−119413号公報に記載の方法を使用することができる。プラズマ照射グラフト重合法、放射線照射グラフト重合法においては、上記記載の文献、及びY.Ikada et al,Macromolecules vol.19、page 1804(1986)などに記載の方法を適用することができる。
具体的には、PETなどの高分子表面を、プラズマ、若しくは、電子線にて処理して表面に活性種であるラジカルを発生させ、その後、その活性種を有する支持体表面と重合可能な2重結合を有する化合物(例えば、モノマー)と、を反応させることによりグラフトポリマー鎖を生成させることができる。
光グラフト重合は、上記記載の文献のほかに、特開昭53−17407号公報(関西ペイント)や、特開2000−212313号公報(大日本インキ)に記載されるように、フィルム支持体の表面に光重合性組成物を塗布して、ラジカル重合化合物を接触させて光を照射することによっても実施することができる。
Any known method described in the literature can be used as the surface graft polymerization method for carrying out the present invention. For example, New Polymer Experiment 10, edited by Polymer Society, 1994, published by Kyoritsu Shuppan Co., Ltd., P135 describes a photograft polymerization method and a plasma irradiation graft polymerization method as surface graft polymerization methods. In addition, the adsorption technique handbook, NTS Co., Ltd., supervised by Takeuchi, 1999.2, p203, p695 describes radiation-induced graft polymerization methods such as γ rays and electron beams. As a specific method of the photograft polymerization method, the methods described in JP-A-63-92658, JP-A-10-296895, and JP-A-11-119413 can be used. In the plasma irradiation graft polymerization method and the radiation irradiation graft polymerization method, the literatures described above and Y.C. Ikada et al, Macromolecules vol. 19, page 1804 (1986), and the like can be applied.
Specifically, a polymer surface such as PET is treated with plasma or electron beam to generate radicals as active species on the surface, and then polymerized with a support surface having the active species 2 A graft polymer chain can be generated by reacting a compound having a heavy bond (for example, a monomer).
In addition to the above-mentioned documents, photograft polymerization can be carried out as described in JP-A No. 53-17407 (Kansai Paint) and JP-A No. 2000-212313 (Dainippon Ink). It can also be carried out by applying a photopolymerizable composition to the surface, bringing a radical polymerization compound into contact with the surface and irradiating light.

(1)の方法によってグラフトポリマー鎖を生成する際に有用な化合物は、重合可能な2重結合を有していることが必要である。また、後述する有機−無機複合層形成工程において形成されるゾルゲル架橋構造との極性相互作用の形成性を考慮すると、重合可能な2重結合を有し、且つ、極性基を有する化合物であることが好ましい。更に、後述する有機−無機複合層形成工程において形成されるゾルゲル架橋構造との間に共有結合を形成することを考慮すると、重合可能な2重結合を有し、且つ、特定元素アルコキシド基を有する化合物であることが好ましい。
この方法に適用される化合物としては、分子内に2重結合を有し、必要に応じて極性基及び/又は特定元素アルコキシド基を有していれば、ポリマーでも、オリゴマーでも、モノマーでも、これらいずれの化合物をも用いることができる。
本発明において有用な化合物の一つは、極性基を有するモノマーである。
A compound useful in producing a graft polymer chain by the method (1) needs to have a polymerizable double bond. In addition, in consideration of the formation of polar interaction with the sol-gel crosslinked structure formed in the organic-inorganic composite layer forming step described later, it is a compound having a polymerizable double bond and having a polar group. Is preferred. Furthermore, in consideration of forming a covalent bond with the sol-gel crosslinked structure formed in the organic-inorganic composite layer forming step described later, it has a polymerizable double bond and a specific element alkoxide group. A compound is preferred.
As a compound applied to this method, a polymer, an oligomer, a monomer, a monomer having a double bond in the molecule and, if necessary, a polar group and / or a specific element alkoxide group may be used. Any compound can be used.
One of the compounds useful in the present invention is a monomer having a polar group.

本発明で有用な極性基を有するモノマーとは、アンモニウム、ホスホニウムなどの正の荷電を有するモノマーや、スルホン酸基、カルボキシル基、リン酸基、ホスホン酸基などの負の荷電を有するか負の荷電に解離し得る酸性基を有するモノマーが挙げられるが、その他にも、例えば、水酸基、アミド基、スルホンアミド基、アルコキシ基、シアノ基、などの非イオン性の基を有する極性基を有するモノマーを用いることもできる。   Monomers having a polar group useful in the present invention include positively charged monomers such as ammonium and phosphonium, negatively charged or negatively charged monomers such as sulfonic acid groups, carboxyl groups, phosphoric acid groups, and phosphonic acid groups. Monomers having acidic groups that can be dissociated by charge are mentioned, but in addition, monomers having polar groups having nonionic groups such as hydroxyl groups, amide groups, sulfonamido groups, alkoxy groups, cyano groups, etc. Can also be used.

本発明において、特に有用な極性基を有するモノマーの具体例としては、次のモノマーを挙げることができる。例えば、(メタ)アクリル酸若しくはそのアルカリ金属塩及びアミン塩、イタコン酸若しくはそのアルカリ金属塩及びアミン酸塩、アリルアミン若しくはそのハロゲン化水素酸塩、3−ビニルプロピオン酸若しくはそのアルカリ金属塩及びアミン塩、ビニルスルホン酸若しくはそのアルカリ金属塩及びアミン塩、スチレンスルホン酸若しくはそのアルカリ金属塩及びアミン塩、2−スルホエチレン(メタ)アクリレート、3−スルホプロピレン(メタ)アクリレート若しくはそのアルカリ金属塩及びアミン塩、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸若しくはそのアルカリ金属塩及びアミン塩、アシッドホスホオキシポリオキシエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート若しくはそれらの塩、2−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート若しくはそのハロゲン化水素酸塩、3−トリメチルアンモニウムプロピル(メタ)アクリレート、3−トリメチルアンモニウムプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N,N−トリメチル−N−(2−ヒドロキシ−3−メタクリロイルオキシプロピル)アンモニウムクロライド、などを使用することができる。また、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリルアミド、N−モノメチロール(メタ)アクリルアミド、N−ジメチロール(メタ)アクリルアミド、N−ビニルピロリドン、N−ビニルアセトアミド、ポリオキシエチレングリコールモノ(メタ)アクリレートなども有用である。   In the present invention, specific examples of the monomer having a particularly useful polar group include the following monomers. For example, (meth) acrylic acid or its alkali metal salt and amine salt, itaconic acid or its alkali metal salt and amine salt, allylamine or its hydrohalide salt, 3-vinylpropionic acid or its alkali metal salt and amine salt Vinyl sulfonic acid or its alkali metal salt and amine salt, styrene sulfonic acid or its alkali metal salt and amine salt, 2-sulfoethylene (meth) acrylate, 3-sulfopropylene (meth) acrylate or its alkali metal salt and amine salt 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid or its alkali metal salts and amine salts, acid phosphooxypolyoxyethylene glycol mono (meth) acrylate or their salts, 2-dimethylaminoethyl (meth) ) Acrylate or its hydrohalide, 3-trimethylammoniumpropyl (meth) acrylate, 3-trimethylammoniumpropyl (meth) acrylamide, N, N, N-trimethyl-N- (2-hydroxy-3-methacryloyloxypropyl) ) Ammonium chloride, etc. can be used. In addition, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, (meth) acrylamide, N-monomethylol (meth) acrylamide, N-dimethylol (meth) acrylamide, N-vinylpyrrolidone, N-vinylacetamide, polyoxyethylene glycol mono (meth) ) Acrylate is also useful.

本発明で有用な極性基を有するマクロマーは、”新高分子実験学2、高分子の合成・反応”高分子学会編、共立出版(株)1995に記載されている合成法により得ることができる。また、山下雄他著”マクロモノマーの化学と工業”アイピーシー、1989にも詳しく記載されている。
具体的には、アクリル酸、アクリルアミド、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、N−ビニルアセトアミドなど、上記の具体的に記載した極性基を有するモノマーを使用して、文献記載の方法に従い極性基を有するマクロマーを合成することができる。
A macromer having a polar group useful in the present invention can be obtained by a synthesis method described in “New Polymer Experiment 2, Synthesis and Reaction of Polymer” edited by Polymer Society, Kyoritsu Shuppan Co., Ltd. 1995. It is also described in detail in Yamashita Yu et al., “Chemical Monomer Chemistry and Industry”, IPC, 1989.
Specifically, using a monomer having the polar group specifically described above, such as acrylic acid, acrylamide, 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, N-vinylacetamide, etc. Macromers having groups can be synthesized.

本発明で使用される極性基を有するマクロマーのうち特に有用なものは、アクリル酸、メタクリル酸等のカルボキシル基含有のモノマーから誘導されるマクロマー、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、スチレンスルホン酸、及びその塩のモノマーから誘導されるスルホン酸系マクロマー、アクリルアミド、メタクリルアミド等のアミド系マクロマー、N−ビニルアセトアミド、N−ビニルホルムアミド等のN−ビニルカルボン酸アミドモノマーから誘導されるアミド系マクロマー、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシエチルアクリレート、グリセロールモノメタクリレート等の水酸基含有モノマーから誘導されるマクロマー、メトキシエチルアクリレート、メトキシポリエチレングリコールアクリレート、ポリエチレングリコールアクリレート等のアルコキシ基若しくはエチレンオキシド基含有モノマーから誘導されるマクロマーである。また、ポリエチレングリコール鎖若しくはポリプロピレングリコール鎖を有するモノマーも本発明のマクロマーとして有用に使用することができる。
これらの中でも、後述する有機−無機複合層形成工程において形成されるゾルゲル架橋構造との極性相互作用が強く形成される点から、極性基としてアミド基を有するマクロマーを用いることが好ましい。
これらのマクロマーのうち有用な分子量は、400〜10万の範囲、好ましい範囲は1000〜5万、特に好ましい範囲は1500〜2万の範囲である。
Among the macromers having a polar group used in the present invention, those particularly useful are macromers derived from carboxyl group-containing monomers such as acrylic acid and methacrylic acid, 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid, and styrene sulfone. Sulphonic acid-based macromers derived from monomers of acids and salts thereof, amide-based macromers such as acrylamide and methacrylamide, and amide systems derived from N-vinylcarboxylic acid amide monomers such as N-vinylacetamide and N-vinylformamide Macromers derived from hydroxyl-containing monomers such as macromers, hydroxyethyl methacrylate, hydroxyethyl acrylate, glycerol monomethacrylate, methoxyethyl acrylate, methoxypolyethylene glycol acrylate, poly Macromers derived from alkoxy group or ethylene oxide group-containing monomers such as Chi glycol acrylate. A monomer having a polyethylene glycol chain or a polypropylene glycol chain can also be usefully used as the macromer of the present invention.
Among these, it is preferable to use a macromer having an amide group as a polar group from the viewpoint that the polar interaction with the sol-gel crosslinked structure formed in the organic-inorganic composite layer forming step described later is strongly formed.
Among these macromers, the useful molecular weight is in the range of 400 to 100,000, the preferred range is 1000 to 50,000, and the particularly preferred range is 1500 to 20,000.

また、本発明におけるグラフトポリマー鎖は、先に述べたように、その鎖中に、Si、Ti、Zr、Alから選択される元素のアルコキシド基(以下、適宜、特定元素アルコキシド基と称する)を有することが好ましい。この特定元素アルコキシド基は、後述する架橋剤(金属アルコキシド)との加水分解及び縮重合反応を経て共有結合を形成しうる置換基である。このようにグラフトポリマー鎖が特定元素アルコキシド基を有することで、後述の有機−無機複合層形成工程において形成されるゾルゲル架橋構造とグラフトポリマー鎖との間に共有結合を形成することができる。
(1)の表面グラフト重合法を用いる場合には、特定元素アルコキシド基を有するモノマーやマクロマーを用いることが好ましい。この特定元素アルコキシド基として代表的なシランカップリング基を例に挙げて具体的に説明する。本発明に好適なシランカップリング基として、下記一般式(I)に示すような官能基を例示することができる。
In addition, as described above, the graft polymer chain in the present invention includes an alkoxide group of an element selected from Si, Ti, Zr, and Al (hereinafter, appropriately referred to as a specific element alkoxide group) in the chain. It is preferable to have. This specific element alkoxide group is a substituent capable of forming a covalent bond through hydrolysis and polycondensation reaction with a crosslinking agent (metal alkoxide) described later. Thus, a covalent bond can be formed between the sol-gel crosslinked structure formed in the below-mentioned organic-inorganic composite layer formation process and a graft polymer chain because a graft polymer chain has a specific element alkoxide group.
When the surface graft polymerization method (1) is used, it is preferable to use a monomer or macromer having a specific element alkoxide group. The specific element alkoxide group will be specifically described by taking a typical silane coupling group as an example. Examples of silane coupling groups suitable for the present invention include functional groups as shown in the following general formula (I).

Figure 2008007729
Figure 2008007729

上記一般式(I)中、R及びRは、それぞれ独立に、水素原子、又は炭素数8以下の炭化水素基を表し、mは0〜2の整数を表す。
及びRが炭化水素基を表す場合の炭化水素基としては、アルキル基、アリール基などが挙げられ、炭素数8以下の直鎖、分岐又は環状のアルキル基が好ましい。具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、イソプロピル基、イソブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、1−メチルブチル基、イソヘキシル基、2−エチルヘキシル基、2−メチルヘキシル基、シクロペンチル基等が挙げられる。
及びRは、効果及び入手容易性の観点から、好ましくは水素原子、メチル基又はエチル基である。
In the general formula (I), R 1 and R 2 each independently represent a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 8 or less carbon atoms, and m represents an integer of 0 to 2.
Examples of the hydrocarbon group in the case where R 1 and R 2 represent a hydrocarbon group include an alkyl group and an aryl group, and a linear, branched or cyclic alkyl group having 8 or less carbon atoms is preferable. Specifically, methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, isopropyl group, isobutyl group, s-butyl group, t-butyl group, isopentyl group, neopentyl group 1-methylbutyl group, isohexyl group, 2-ethylhexyl group, 2-methylhexyl group, cyclopentyl group and the like.
R 1 and R 2 are preferably a hydrogen atom, a methyl group or an ethyl group from the viewpoints of effects and availability.

上記一般式(I)に示すような官能基を有するモノマーとしては、(3−アクリロキシプロピル)トリメトキシシラン、(3−アクリロキシプロピル)ジメチルメトキシシラン、(3−アクリロキシプロピル)メチルジメトキシシラン、(メタクリロキシメチル)ジメチルエトキシシラン、(メタクリロキシメチル)トリエトキシシラン、(メタクリロキシメチル)トリメトキシシラン、(メタクリロキシプロピル)ジメチルエトキシシラン、(メタクリロキシプロピル)ジメチルメトキシシラン、(メタクリロキシプロピル)メチルジエトキシシラン、(メタクリロキシプロピル)トリエトキシシラン、(メタクリロキシプロピル)トリイソプロピルシラン、メタクリロキシプロピル(トリスメトキシエトキシ)シラン等が挙げられる。   Examples of the monomer having a functional group represented by the general formula (I) include (3-acryloxypropyl) trimethoxysilane, (3-acryloxypropyl) dimethylmethoxysilane, and (3-acryloxypropyl) methyldimethoxysilane. , (Methacryloxymethyl) dimethylethoxysilane, (methacryloxymethyl) triethoxysilane, (methacryloxymethyl) trimethoxysilane, (methacryloxypropyl) dimethylethoxysilane, (methacryloxypropyl) dimethylmethoxysilane, (methacryloxypropyl) ) Methyldiethoxysilane, (methacryloxypropyl) triethoxysilane, (methacryloxypropyl) triisopropylsilane, methacryloxypropyl (trismethoxyethoxy) silane, and the like.

本発明において、(1)の方法を用いる場合には、極性基を有するモノマーやマクロマーと、シランカップリング基などの特定元素アルコキシド基を有するモノマーやマクロマーと、を用い、表面グラフト重合法にて共重合させて、グラフトポリマー鎖を生成することが好ましい。中でも、極性基としてアミド基を有するモノマーやマクロマーを用いることがより好ましい。   In the present invention, when the method (1) is used, a monomer or macromer having a polar group and a monomer or macromer having a specific element alkoxide group such as a silane coupling group are used, and surface graft polymerization is used. It is preferable to copolymerize to produce a graft polymer chain. Among these, it is more preferable to use a monomer or macromer having an amide group as a polar group.

(2)支持体と反応する官能基を有するポリマーと支持体表面とを化学結合させて、グラフトポリマー鎖を生成する方法
この方法においては、主鎖末端若しくは側鎖に支持体と反応する官能基を有するポリマーを使用し、この官能基と支持体表面の官能基とを化学反応させることでグラフトポリマー鎖を生成させることができる。支持体と反応する官能基としては、支持体表面の官能基と反応し得るものであれば特に限定はないが、例えば、アルコキシシランのようなシランカップリング基、イソシアネート基、アミノ基、水酸基、カルボキシル基、スルホン酸基、リン酸基、エポキシ基、アリル基、メタクリロイル基、アクリロイル基等を挙げることができる。
主鎖末端若しくは側鎖に支持体と反応する官能基を有するポリマーとして特に有用な化合物は、トリアルコキシシリル基をポリマー末端に有するポリマー、アミノ基をポリマー末端に有するポリマー、カルボキシル基をポリマー末端に有するポリマー、エポキシ基をポリマー末端に有するポリマー、イソシアネート基をポリマー末端に有するポリマーである。
また、この時に使用されるポリマーは、更に極性基を有することが好ましく、極性基を有するポリマーとしては、具体的には、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリスチレンスルホン酸、ポリ−2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸及びそれらの塩、ポリアクリルアミド、ポリビニルアセトアミドなどを挙げることができる。
これら以外にも、前述の(1)の方法で使用される極性基を有するモノマーの重合体、若しくは、極性基を有するモノマーを含む共重合体を使用することもできる。
なお、後述する有機−無機複合層形成工程において形成されるゾルゲル架橋構造との極性相互作用が強く形成される点から、極性基としてアミド基を有するポリマーを用いることが好ましい。
(2) A method of forming a graft polymer chain by chemically bonding a polymer having a functional group that reacts with the support and the surface of the support. In this method, a functional group that reacts with the support at the main chain end or side chain. A graft polymer chain can be generated by chemically reacting the functional group with a functional group on the surface of the support. The functional group that reacts with the support is not particularly limited as long as it can react with the functional group on the support surface. For example, a silane coupling group such as alkoxysilane, an isocyanate group, an amino group, a hydroxyl group, Examples thereof include a carboxyl group, a sulfonic acid group, a phosphoric acid group, an epoxy group, an allyl group, a methacryloyl group, and an acryloyl group.
Particularly useful as a polymer having a functional group that reacts with the support at the main chain end or side chain is a polymer having a trialkoxysilyl group at the polymer end, a polymer having an amino group at the polymer end, and a carboxyl group at the polymer end. A polymer having an epoxy group at the polymer terminal and a polymer having an isocyanate group at the polymer terminal.
The polymer used at this time preferably further has a polar group. Specific examples of the polymer having a polar group include polyacrylic acid, polymethacrylic acid, polystyrene sulfonic acid, poly-2-acrylamide- Examples thereof include 2-methylpropanesulfonic acid and salts thereof, polyacrylamide, and polyvinyl acetamide.
In addition to these, the polymer of the monomer which has a polar group used by the method of above-mentioned (1), or the copolymer containing the monomer which has a polar group can also be used.
In addition, it is preferable to use the polymer which has an amide group as a polar group from the point that the polar interaction with the sol gel crosslinked structure formed in the organic-inorganic composite layer formation process mentioned later is formed strongly.

一方、主鎖末端若しくは側鎖に支持体と反応する官能基を有するポリマーは、更にSi、Ti、Zr、Alから選択される元素のアルコキシド基(特定元素アルコキシド基)を有することが好ましい。このポリマーを用いることで、生成されるグラフトポリマー鎖中に特定元素アルコキシド基を導入することができる。このようにグラフトポリマー鎖が特定元素アルコキシド基を有することで、後述の有機−無機複合層形成工程において形成されるゾルゲル架橋構造とグラフトポリマー鎖との間に共有結合を形成することができる。
本発明においては、主鎖末端若しくは側鎖に支持体と反応する官能基を有するポリマーが、極性基としてアミド基と特定元素アルコキシド基との両方を有することが特に好ましい。
On the other hand, the polymer having a functional group that reacts with the support at the terminal or side chain of the main chain preferably further has an alkoxide group (specific element alkoxide group) of an element selected from Si, Ti, Zr, and Al. By using this polymer, a specific element alkoxide group can be introduced into the resulting graft polymer chain. Thus, a covalent bond can be formed between the sol-gel crosslinked structure formed in the below-mentioned organic-inorganic composite layer formation process and a graft polymer chain because a graft polymer chain has a specific element alkoxide group.
In the present invention, it is particularly preferable that the polymer having a functional group that reacts with the support at the main chain terminal or side chain has both an amide group and a specific element alkoxide group as polar groups.

本発明において、ゾルゲル架橋構造との極性相互作用の形成性や、共有結合の形成性の点から、上記のような方法で生成したグラフトポリマー鎖中は、アミド基及び/又は特定元素アルコキシド基を有することが好ましい。
本発明におけるグラフトポリマー鎖中のアミド基の好ましい導入量は、10mol%〜90mol%の範囲であり、また、特定元素アルコキシド基の導入量としては、10mol%〜90mol%の範囲であること好ましい。
In the present invention, amide groups and / or specific element alkoxide groups are contained in the graft polymer chain produced by the above method from the viewpoint of the formation of polar interaction with the sol-gel crosslinked structure and the formation of covalent bonds. It is preferable to have.
The preferable introduction amount of the amide group in the graft polymer chain in the present invention is in the range of 10 mol% to 90 mol%, and the introduction amount of the specific element alkoxide group is preferably in the range of 10 mol% to 90 mol%.

本発明におけるグラフトポリマー鎖は、その鎖中に、上述のような極性基や特定元素アルコキシド基を有することが好ましいが、これらの基以外にも、架橋性基や重合性基などが導入され、それらの基を用いることで、グラフトポリマー鎖間で架橋構造を形成していてもよい。   The graft polymer chain in the present invention preferably has a polar group or a specific element alkoxide group as described above in the chain, but in addition to these groups, a crosslinkable group or a polymerizable group is introduced, By using these groups, a crosslinked structure may be formed between the graft polymer chains.

〔支持体〕
本発明における支持体としては、機械的強度や寸法安定性を有するものであればいずれも使用しうるが、防汚性フィルムが透過性を必要とする場合には、透明性を有するフィルムが好ましく使用される。
支持体として使用されるフィルムとしては、具体的には、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンテレフタレート系共重合ポリエステルフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム等のポリエステルフィルム;ナイロン66フィルム、ナイロン6フィルム、メタキシリデンジアミン共重合ポリアミドフィルム等のポリアミドフィルム;ポリプロピレンフィルム、ポリエチレンフィルム、エチレン−プロピレン共重合体フィルム等のポリオレフィンフィルム;ポリイミドフィルム;ポリアミドイミドフィルム;ポリビニルアルコールフィルム;エチレン−ビニルアルコール共重合体フィルム;ポリフェニレンフィルム;ポリスルフォンフィルム;ポリフェニレンスルフィッドフィルム;等が挙げられる。これらの中でも、コストパフォーマンス、透明性等の観点から、ポリエチレンテレフタレートフィルムなどのポリエステルフィルムや、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルムなどのポリオレフィンフィルムが好ましい。これらのフィルムは、延伸、未延伸のどちらでもよいし、単独で使用しても、異なる性質のフィルムを積層して使用してもよい。
[Support]
As the support in the present invention, any support having mechanical strength and dimensional stability can be used. However, when the antifouling film requires transparency, a transparent film is preferred. used.
Specific examples of the film used as the support include polyester films such as polyethylene terephthalate film, polyethylene terephthalate copolymer polyester film, and polyethylene naphthalate film; nylon 66 film, nylon 6 film, and metaxylidenediamine copolymer. Polyamide film such as polyamide film; Polyolefin film such as polypropylene film, polyethylene film, ethylene-propylene copolymer film; Polyimide film; Polyamideimide film; Polyvinyl alcohol film; Ethylene-vinyl alcohol copolymer film; Polyphenylene film; Film; polyphenylene sulfide film; and the like. Among these, polyester films such as polyethylene terephthalate film and polyolefin films such as polyethylene film and polypropylene film are preferable from the viewpoint of cost performance and transparency. These films may be either stretched or unstretched, and may be used alone or may be used by laminating films having different properties.

また、支持体として用いられるフィルムには、本発明の効果を損なわない限り、種々の添加剤や安定剤を含有させたり、塗布したりしてもよい。用い得る添加剤としては、例えば、酸化防止剤、帯電防止剤、紫外線防止剤、可塑剤、滑剤、熱安定剤などが挙げられる。また、コロナ処理、プラズマ処理、グロー放電処理、イオンボンバード処理、薬品処理、溶剤処理、粗面化処理などの表面処理を施してもよい。   Moreover, unless the effect of this invention is impaired, the film used as a support body may contain various additives and stabilizers, or may be applied. Examples of the additive that can be used include an antioxidant, an antistatic agent, an ultraviolet ray inhibitor, a plasticizer, a lubricant, and a heat stabilizer. Further, surface treatment such as corona treatment, plasma treatment, glow discharge treatment, ion bombardment treatment, chemical treatment, solvent treatment, and roughening treatment may be performed.

支持体の厚さは、包装材料など使用目的の適性を考慮して、適宜、設定することができるため、特に制限を受けるものではないが、一般的な実用の観点から、3μm〜1mmの範囲であることが好ましく、可撓性や加工性の観点から、10〜300μmの範囲であることがより好ましい。   The thickness of the support is not particularly limited because it can be appropriately set in consideration of suitability for the purpose of use, such as packaging material, but is in the range of 3 μm to 1 mm from a general practical viewpoint. From the viewpoint of flexibility and workability, it is more preferably in the range of 10 to 300 μm.

このような支持体は、それ自体がエネルギー付与により活性種を発生しうるものであれば、そのまま使用してもよいが、グラフトポリマー鎖を形成する開始種の発生をより効率よく行う目的で、支持体表面に重合開始能を有する表面層を有していてもよい。
重合開始能を有する表面層としては、低分子や高分子の重合開始剤を含有する層であることが好ましい。中でも、安定性、耐久性の観点から、重合開始剤を架橋反応により固定化してなる重合開始層であることが好ましく、側鎖に重合開始能を有する官能基及び架橋性基を有するポリマーを架橋反応により固定化してなる重合開始層であることがより好ましい。
この側鎖に重合開始能を有する官能基及び架橋性基を有するポリマーを架橋反応により固定化してなる重合開始層については、特開2004−161995号公報の段落番号〔0011〕〜〔0169〕に記載に詳細に記載されており、この重合開始層を本発明に適用することができる。
Such a support may be used as it is as long as it can generate active species by energy application, but for the purpose of more efficiently generating the starting species that form the graft polymer chain, You may have the surface layer which has a polymerization initiating ability on the support body surface.
The surface layer having a polymerization initiating ability is preferably a layer containing a low-molecular or high-molecular polymerization initiator. Among these, from the viewpoint of stability and durability, a polymerization initiation layer obtained by immobilizing a polymerization initiator by a crosslinking reaction is preferable, and a polymer having a functional group having a polymerization initiating ability and a crosslinkable group is crosslinked in a side chain. A polymerization initiating layer that is fixed by a reaction is more preferable.
Regarding the polymerization initiating layer formed by immobilizing a polymer having a functional group having a polymerization initiating ability in the side chain and a polymer having a crosslinkable group by a crosslinking reaction, paragraphs [0011] to [0169] of JP-A No. 2004-161995 This polymerization initiating layer can be applied to the present invention.

<有機−無機複合層形成工程>
本工程では、前述のグラフトポリマー層形成工程で得られたグラフトポリマー層中で、Si、Ti、Zr、Alから選択される元素のアルコキシドの加水分解及び縮重合による架橋反応を行い有機−無機複合層を形成する。
つまり、本発明における有機−無機複合層は、グラフトポリマー鎖からなる有機成分と、Si、Ti、Zr、Alから選択される元素のアルコキシドの加水分解及び縮重合による架橋反応を行うことにより形成された架橋構造(ゾルゲル架橋構造)からなる無機成分と、が混在する層である。
<Organic-inorganic composite layer forming step>
In this step, in the graft polymer layer obtained in the above-mentioned graft polymer layer forming step, an organic-inorganic composite is subjected to a crosslinking reaction by hydrolysis and condensation polymerization of an alkoxide of an element selected from Si, Ti, Zr, and Al. Form a layer.
That is, the organic-inorganic composite layer in the present invention is formed by performing a crosslinking reaction by hydrolysis and condensation polymerization of an organic component composed of a graft polymer chain and an alkoxide of an element selected from Si, Ti, Zr, and Al. It is a layer in which an inorganic component having a crosslinked structure (sol-gel crosslinked structure) is mixed.

まず、本工程では、Si、Ti、Zr、Alから選択される元素のアルコキシドの加水分解及び縮重合による架橋反応を行うことにより形成された架橋構造を形成しうる化合物(以下、単に、「架橋剤」と称する場合がある。)を用いて、本発明におけるゾルゲル架橋構造を形成することが好ましい。
本発明における架橋剤としては、例えば、下記一般式(II)で表される化合物が用いられる。
下記一般式(II)で表される化合物は、グラフトポリマー鎖が特定元素アルコキシド基を有する場合、その特定元素アルコキシド基と加水分解及び縮重合することで、グラフトポリマー鎖とゾルゲル架橋構造との間に共有結合を形成することができる。これにより、強固な有機−無機複合層を形成することができる。
First, in this step, a compound capable of forming a crosslinked structure formed by performing a crosslinking reaction by hydrolysis and condensation polymerization of an alkoxide of an element selected from Si, Ti, Zr, and Al (hereinafter simply referred to as “crosslinking”). It is preferable to form the sol-gel cross-linked structure in the present invention using the “agent”.
As the crosslinking agent in the present invention, for example, a compound represented by the following general formula (II) is used.
When the graft polymer chain has a specific element alkoxide group, the compound represented by the following general formula (II) is hydrolyzed and polycondensed with the specific element alkoxide group, so that the graft polymer chain and the sol-gel crosslinked structure are A covalent bond can be formed. Thereby, a strong organic-inorganic composite layer can be formed.

Figure 2008007729
Figure 2008007729

前記一般式(II)中、Rは、水素原子、アルキル基、又はアリール基を表し、Rはアルキル基又はアリール基を表し、XはSi、Al、Ti又はZrを表し、mは0〜2の整数を表す。
及びRがアルキル基を表す場合、その炭素数は好ましくは1から4である。アルキル基又はアリール基は置換基を有していてもよく、導入可能な置換基としては、ハロゲン原子、アミノ基、メルカプト基などが挙げられる。
なお、この化合物は低分子化合物であり、分子量1000以下であることが好ましい。
In the general formula (II), R 6 represents a hydrogen atom, an alkyl group, or an aryl group, R 7 represents an alkyl group or an aryl group, X represents Si, Al, Ti, or Zr, and m represents 0. Represents an integer of ~ 2.
When R 6 and R 7 represent an alkyl group, the carbon number is preferably 1 to 4. The alkyl group or aryl group may have a substituent, and examples of the substituent that can be introduced include a halogen atom, an amino group, and a mercapto group.
This compound is a low molecular compound and preferably has a molecular weight of 1000 or less.

以下に、一般式(II)で表される化合物の具体例を挙げるが、本発明はこれに限定されるものではない。
XがSiの場合、即ち、加水分解性化合物中にケイ素を含むものとしては、例えば、トリメトキシシラン、トリエトキシシラン、トリプロポキシシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン、メチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、プロピルトリエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、γ−クロロプリピルトリエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、フェニルトリプロポキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン等を挙げることができる。
これらのうち特に好ましいものとしては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、メチルトルイメトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン等を挙げることができる。
Although the specific example of a compound represented by general formula (II) below is given, this invention is not limited to this.
In the case where X is Si, that is, those containing silicon in the hydrolyzable compound include, for example, trimethoxysilane, triethoxysilane, tripropoxysilane, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetrapropoxysilane, methyltrimethoxy Silane, ethyltriethoxysilane, propyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, ethyltriethoxysilane, propyltriethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, diethyldiethoxysilane, γ-chloropropyltriethoxysilane, γ-mercaptopropyltri Methoxysilane, γ-mercaptopropyltriethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, phenyltripropoxysilane, diph Alkenyl dimethoxysilane, mention may be made of diphenyl diethoxy silane.
Among these, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, methyltolumethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, ethyltriethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxy are particularly preferable. Examples include silane, diphenyldimethoxysilane, diphenyldiethoxysilane, and the like.

また、XがAlである場合、即ち、加水分解性化合物中にアルミニウムを含むものとしては、例えば、トリメトキシアルミネート、トリエトキシアルミネート、トリプロポキシアルミネート、テトラエトキシアルミネート等を挙げることができる。
XがTiである場合、即ち、チタンを含むものとしては、例えば、トリメトキシチタネート、テトラメトキシチタネート、トリエトキシチタネート、テトラエトキシチタネート、テトラプロポキシチタネート、クロロトリメトキシチタネート、クロロトリエトキシチタネート、エチルトリメトキシチタネート、メチルトリエトキシチタネート、エチルトリエトキシチタネート、ジエチルジエトキシチタネート、フェニルトリメトキシチタネート、フェニルトリエトキシチタネート等を挙げることができる。
XがZrである場合、即ち、ジルコニウムを含むものとしては、例えば、前記チタンを含むものとして例示した化合物に対応するジルコネートを挙げることができる。
In addition, when X is Al, that is, examples of the hydrolyzable compound containing aluminum include, for example, trimethoxy aluminate, triethoxy aluminate, tripropoxy aluminate, tetraethoxy aluminate and the like. it can.
When X is Ti, i.e., those containing titanium include, for example, trimethoxy titanate, tetramethoxy titanate, triethoxy titanate, tetraethoxy titanate, tetrapropoxy titanate, chlorotrimethoxy titanate, chlorotriethoxy titanate, ethyl triethoxy titanate. Examples thereof include methoxy titanate, methyl triethoxy titanate, ethyl triethoxy titanate, diethyl diethoxy titanate, phenyl trimethoxy titanate, and phenyl triethoxy titanate.
In the case where X is Zr, that is, those containing zirconium include, for example, zirconates corresponding to the compounds exemplified as those containing titanium.

このような架橋剤を用いてグラフトポリマー層中にゾルゲル架橋構造を形成するには、この架橋剤をエタノールなどの溶媒に溶解後、必要に応じて、触媒等を加えて塗布液組成物を調製し、これをグラフトポリマー層上に塗布し、加熱、乾燥する方法を用いることができる。この方法により、架橋剤が加水分解及び重縮合することにより、ゾルゲル架橋構造が形成される。
ここで、加熱温度と加熱時間は、塗布液中の溶媒が除去され、強固な皮膜が形成できる温度と時間であれば特に制限はないが、製造適性などの点から、加熱温度は200℃以下であることが好ましく、加熱時間(架橋時間)は1時間以内が好ましい。
In order to form a sol-gel crosslinked structure in the graft polymer layer using such a crosslinking agent, after dissolving the crosslinking agent in a solvent such as ethanol, a catalyst is added as necessary to prepare a coating solution composition. Then, a method of applying this onto the graft polymer layer, heating and drying can be used. By this method, a sol-gel crosslinked structure is formed by hydrolysis and polycondensation of the crosslinking agent.
Here, the heating temperature and the heating time are not particularly limited as long as the solvent in the coating solution is removed and a strong film can be formed, but the heating temperature is 200 ° C. or less from the viewpoint of production suitability and the like. The heating time (crosslinking time) is preferably within 1 hour.

塗布液組成物中の架橋剤の含有量は、形成するゾルゲル架橋構造の量に応じて、決定すればよいが、形成される有機−無機複合層の表面硬度及び支持体への密着性の観点から、一般的には、5〜50質量%の範囲であることが好ましく、10〜40質量%の範囲であることがより好ましい。   The content of the crosslinking agent in the coating liquid composition may be determined according to the amount of the sol-gel crosslinked structure to be formed. From the viewpoint of the surface hardness of the formed organic-inorganic composite layer and the adhesion to the support. In general, it is preferably in the range of 5 to 50 mass%, more preferably in the range of 10 to 40 mass%.

また、グラフトポリマー鎖がその鎖中に特定元素アルコキシド基を有する場合、塗布液組成物中の架橋剤の含有量は、特定元素アルコキシド基に対して、架橋剤中の架橋性基が5mol%以上、更に10mol%以上となる量に調整されることが好ましい。
この際、架橋剤の含有量の上限は、特定元素アルコキシド基と十分架橋できる範囲内であれば特に制限はないが、大過剰に添加した場合、架橋に関与しない架橋剤により、形成された有機−無機複合層がべたつくなどの問題を生じる可能性がある。
When the graft polymer chain has a specific element alkoxide group in the chain, the content of the crosslinking agent in the coating liquid composition is such that the crosslinkable group in the crosslinking agent is 5 mol% or more with respect to the specific element alkoxide group. Furthermore, it is preferable that the amount is adjusted to 10 mol% or more.
At this time, the upper limit of the content of the crosslinking agent is not particularly limited as long as it is within a range that can be sufficiently crosslinked with the specific element alkoxide group, but when added in a large excess, the organic material formed by the crosslinking agent not involved in crosslinking. -It may cause problems such as stickiness of the inorganic composite layer.

前記塗布液組成物を調製する際に用いる溶媒としては、架橋剤及びその他の成分を、均一に、溶解、分散し得るものであれば特に制限はないが、例えば、メタノール、エタノール、水等の水系溶媒が好ましい。   The solvent used in preparing the coating solution composition is not particularly limited as long as it can uniformly dissolve and disperse the crosslinking agent and other components. For example, methanol, ethanol, water, etc. Aqueous solvents are preferred.

また、前記塗布液組成物には、架橋剤の加水分解及び重縮合反応を促進するために、酸性触媒又は塩基性触媒を併用することが好ましく、実用上、好ましい反応効率を得ようとする場合、触媒は必須である。
この触媒としては、酸、或いは塩基性化合物をそのまま用いるか、或いは水又はアルコールなどの溶媒に溶解させた状態のもの(以下、それぞれ酸性触媒、塩基性触媒と称する)を用いることができる。触媒を溶媒に溶解させる際の濃度については特に限定はなく、用いる酸、或いは塩基性化合物の特性、触媒の所望の含有量などに応じて適宜選択すればよいが、濃度が高い場合は加水分解、重縮合速度が速くなる傾向がある。但し、濃度の高い塩基性触媒を用いると、塗布液組成物中で沈殿物が生成する場合があるため、塩基性触媒を用いる場合、その濃度は水溶液での濃度換算で1N以下であることが望ましい。
In addition, in order to promote the hydrolysis and polycondensation reaction of the crosslinking agent, it is preferable to use an acidic catalyst or a basic catalyst in the coating solution composition, and when it is intended to obtain a practically preferable reaction efficiency. The catalyst is essential.
As this catalyst, an acid or a basic compound can be used as they are, or those dissolved in a solvent such as water or alcohol (hereinafter referred to as an acidic catalyst and a basic catalyst, respectively) can be used. The concentration at which the catalyst is dissolved in the solvent is not particularly limited, and may be appropriately selected according to the characteristics of the acid or basic compound used, the desired content of the catalyst, etc. , The polycondensation rate tends to increase. However, if a basic catalyst with a high concentration is used, a precipitate may be generated in the coating liquid composition. Therefore, when a basic catalyst is used, the concentration may be 1 N or less in terms of concentration in an aqueous solution. desirable.

酸性触媒或いは塩基性触媒の種類は特に限定されないが、濃度の濃い触媒を用いる必要がある場合には、乾燥後に塗膜中にほとんど残留しないような元素から構成される触媒がよい。
具体的には、酸性触媒としては、塩酸などのハロゲン化水素、硝酸、硫酸、亜硫酸、硫化水素、過塩素酸、過酸化水素、炭酸、蟻酸や酢酸などのカルボン酸、そのRCOOHで表される構造式のRを他元素又は置換基によって置換した置換カルボン酸、ベンゼンスルホン酸などのスルホン酸などが挙げられ、塩基性触媒としては、アンモニア水などのアンモニア性塩基、エチルアミンやアニリンなどのアミン類などが挙げられる。
The type of the acidic catalyst or the basic catalyst is not particularly limited. However, when it is necessary to use a catalyst having a high concentration, a catalyst composed of an element that hardly remains in the coating film after drying is preferable.
Specifically, the acid catalyst is represented by hydrogen halide such as hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, sulfurous acid, hydrogen sulfide, perchloric acid, hydrogen peroxide, carbonic acid, carboxylic acid such as formic acid or acetic acid, and its RCOOH. Examples of the basic catalyst include ammoniacal bases such as aqueous ammonia, amines such as ethylamine and aniline, and the like. Etc.

また、この塗布液組成物には、本発明の効果を損なわない限りにおいて、種々の添加剤を目的に応じて使用することができる。例えば、塗布液の均一性を向上させるため界面活性剤などを添加することができる。   Moreover, various additives can be used for this coating liquid composition according to the objective, as long as the effects of the present invention are not impaired. For example, a surfactant or the like can be added to improve the uniformity of the coating solution.

なお、本発明においては、以下の方法でグラフトポリマー層、及び有機−無機複合層を形成してもよい。
即ち、例えば、前記したような極性基と特定元素アルコキシド基とに加え、更に、主鎖末端若しくは側鎖に支持体と反応する官能基を有するポリマー、架橋剤、及び触媒を含有する塗布液組成物を調製し、それをプラズマ若しくは電子線等にて処理して表面に活性種であるラジカルを発生させた支持体上に塗布し、加熱、乾燥させる方法が挙げられる。
この方法では、前記ポリマーが有する支持体と反応する官能基と、支持体とが反応することで、支持体に直接結合したグラフトポリマーが生成し、グラフトポリマー層が形成される。また、塗布液組成物を加熱、乾燥させる際に、架橋剤の加水分解及び縮重合反応が生じ、グラフトポリマー層中に架橋構造を形成することができる。
つまり、このような方法によれば、塗布液組成物を調製し、それを塗布、加熱、乾燥させるという一連の工程により、グラフトポリマー層と有機‐無機複合層とを一度に形成することができる。
In the present invention, the graft polymer layer and the organic-inorganic composite layer may be formed by the following method.
That is, for example, in addition to the polar group and the specific element alkoxide group as described above, a coating liquid composition containing a polymer having a functional group that reacts with the support at the main chain terminal or side chain, a crosslinking agent, and a catalyst. There is a method in which a product is prepared, applied to a support on which radicals as active species are generated by treating it with plasma or electron beam, and heated and dried.
In this method, the functional group that reacts with the support of the polymer reacts with the support, whereby a graft polymer directly bonded to the support is generated, and a graft polymer layer is formed. Further, when the coating composition is heated and dried, hydrolysis and condensation polymerization reaction of the crosslinking agent occurs, and a crosslinked structure can be formed in the graft polymer layer.
That is, according to such a method, a graft polymer layer and an organic-inorganic composite layer can be formed at a time by a series of steps of preparing a coating liquid composition, coating, heating, and drying. .

なお、この塗布液組成物を調製するにあたっては、別途親水性ポリマーを含んでいてもよい。親水性ポリマーは、先に挙げたグラフトポリマー鎖を形成するのに有用な極性基を有するモノマーを重合することにより得ることができる。親水性ポリマーの含有量は固形分換算で、10質量%以上、50質量%未満とすることが好ましい。含有量が50質量%以上になると膜強度が低下する傾向があり、また、10質量%未満であると、皮膜特性が低下し、膜にクラックが入るなどの可能性が高くなり、いずれも好ましくない。   In preparing the coating solution composition, a hydrophilic polymer may be separately included. The hydrophilic polymer can be obtained by polymerizing a monomer having a polar group useful for forming the graft polymer chain mentioned above. The content of the hydrophilic polymer is preferably 10% by mass or more and less than 50% by mass in terms of solid content. When the content is 50% by mass or more, the film strength tends to decrease, and when the content is less than 10% by mass, the film characteristics are decreased, and the possibility of cracks in the film increases. Absent.

以上述べたように、本発明における有機−無機複合層の形成は、ゾルゲル法を利用している。ゾルゲル法については、作花済夫「ゾル−ゲル法の科学」(株)アグネ承風社(刊)(1988年〕、平島硯「最新ゾル−ゲル法による機能性薄膜作成技術」総合技術センター(刊)(1992年)等の成書等に詳細に記述され、それらに記載の方法を本発明における有機−無機複合層の形成に適用することができる。   As described above, the formation of the organic-inorganic composite layer in the present invention utilizes the sol-gel method. Regarding the sol-gel method, Sakuo Sakuo, “Science of Sol-Gel Method”, Agne Jofusha (published) (1988), Satoshi Hirashima, “Technology Center for Functional Thin Films Using the Latest Sol-Gel Method” General Technology Center (Published) (1992) and the like, and the methods described therein can be applied to the formation of the organic-inorganic composite layer in the present invention.

この有機−無機複合層の膜厚は、防汚性フィルムの用途等により選択できるが、一般的には0.1μm〜10μmの範囲が好ましく、0.5μm〜10μmの範囲が更に好ましい。この膜厚の範囲で、支持体に対する密着性と可撓性に優れた防汚性フィルムが得られ、且つ、カールの発生や、可撓性や耐屈曲性の低下も生じにくいので、好ましい。   The film thickness of the organic-inorganic composite layer can be selected depending on the use of the antifouling film, but generally it is preferably in the range of 0.1 μm to 10 μm, more preferably in the range of 0.5 μm to 10 μm. Within this film thickness range, an antifouling film excellent in adhesion and flexibility to the support is obtained, and curling is not likely to occur, and flexibility and bending resistance are less likely to occur.

<撥水撥油処理工程>
本工程では、前述の有機−無機複合層形成工程により得られた有機−無機複合層表面に撥水撥油処理を施す。
本発明における撥水撥油処理に使用される化合物(撥水剤)や処理方法に特別の制限はないが、有機−無機複合層表面にフッ素やアルキル基が付与されることが好ましい。この撥水撥油処理には、例えば、シリル化剤、チタネートカップリング剤、アルキルアルミニウムなどの有機金属化合物が好ましく用いられる。
これらの化合物は、本発明における架橋構造との間に共有結合を形成することができることから、撥水撥油処理面は支持体との密着性に優れることとなる。
<Water / oil repellent treatment process>
In this step, the surface of the organic-inorganic composite layer obtained by the organic-inorganic composite layer forming step is subjected to water / oil repellent treatment.
Although there is no special restriction | limiting in the compound (water-repellent agent) used for the water / oil repellent treatment in this invention, and a processing method, It is preferable that a fluorine and an alkyl group are provided to the organic-inorganic composite layer surface. For the water / oil repellent treatment, for example, an organometallic compound such as a silylating agent, a titanate coupling agent, or an alkylaluminum is preferably used.
Since these compounds can form a covalent bond with the crosslinked structure in the present invention, the water- and oil-repellent treated surface is excellent in adhesion to the support.

シリル化剤は、本発明におけるゾルゲル架橋構造に対して親和性或いは反応性を有する加水分解性シリル基に、アルキル基、アリール基、フッ素を含有したフルオロアルキル基等を結合させた化合物であり、ケイ素に結合した加水分解性基としては、アルコキシ基、ハロゲン原子、アセトキシ基、シラザン等が挙げられる。
具体的には、パーフルオロアルキルシラン化合物や、アルキルシラン化合物を用いることが好ましい。
The silylating agent is a compound in which an alkyl group, an aryl group, a fluoroalkyl group containing fluorine, or the like is bonded to a hydrolyzable silyl group having affinity or reactivity for the sol-gel crosslinked structure in the present invention, Examples of the hydrolyzable group bonded to silicon include an alkoxy group, a halogen atom, an acetoxy group, and a silazane.
Specifically, it is preferable to use a perfluoroalkylsilane compound or an alkylsilane compound.

また、撥水撥油処理面の臨界傾斜角(即ち、水平に置いた防汚性フィルム表面に置かれた一定量の水滴が転がり始める板の傾き角度)を小さくして水滴が転落しやすくなるようにするため、ポリジメチルシロキサン化合物を撥水剤として使用してもよい。
撥水剤は必要に応じて加水分解してから撥水層のコーティングに供する。
In addition, the critical inclination angle of the water- and oil-repellent treated surface (that is, the inclination angle of the plate on which a certain amount of water droplets placed on the surface of the antifouling film placed horizontally) is reduced, and the water droplets easily fall. Therefore, a polydimethylsiloxane compound may be used as a water repellent.
The water repellent is hydrolyzed as necessary and then used for coating the water repellent layer.

上記のような撥水剤による表面処理は、スプレー法、流し塗り法、スピンコート法、浸漬引き上げ法などによる塗布や、液相吸着法などによる表面吸着で行われる。
撥水剤で処理された支持体は乾燥後、300℃以下の温度、好ましくは100℃〜250℃で10分間〜1時間加熱処理する。
有機−無機複合層表面に撥水剤が単分子層を形成すれば撥水性能を示し、また、撥水剤の厚みが10nmを超えても効果はそれ以上高くならないので、熱処理後の撥水撥油処理層の好ましい厚みは1〜10nmである。
The surface treatment with the water repellent as described above is performed by coating by a spray method, a flow coating method, a spin coating method, a dip pulling method, or the like, or by surface adsorption by a liquid phase adsorption method or the like.
The support treated with the water repellent is dried and then heat-treated at a temperature of 300 ° C. or lower, preferably 100 ° C. to 250 ° C. for 10 minutes to 1 hour.
If the water-repellent agent forms a monomolecular layer on the surface of the organic-inorganic composite layer, it exhibits water-repellent performance, and even if the thickness of the water-repellent agent exceeds 10 nm, the effect does not increase any more. The preferred thickness of the oil repellent layer is 1 to 10 nm.

以上のように、本発明の防汚性フィルムは、撥水撥油処理面と有機−無機複合層との密着性、及び、有機−無機複合層と支持体との密着性に優れ、その結果、撥水撥油処理面は支持体との密着性に優れたものとなる。
従って、本発明の防汚性フィルムは防汚性に優れ、その持続性に優れる。
As described above, the antifouling film of the present invention is excellent in the adhesion between the water / oil repellent treated surface and the organic-inorganic composite layer and the adhesion between the organic-inorganic composite layer and the support, and as a result. The water / oil repellent treated surface has excellent adhesion to the support.
Therefore, the antifouling film of the present invention is excellent in antifouling property and excellent in its sustainability.

以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれに制限されるものではない。   EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.

[実施例1]
<基材Aの作製>
膜厚188μmの2軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム(A4100、東洋紡(株)社製)を用い、グロー処理装置として平版マグネトロンスパッタリング装置(芝浦エレテック製CFS−10−EP70)を使用し、下記の条件で酸素グロー処理を行ってPET支持体を得た。
[Example 1]
<Preparation of substrate A>
A biaxially stretched polyethylene terephthalate film (A4100, manufactured by Toyobo Co., Ltd.) with a film thickness of 188 μm was used, and a lithographic magnetron sputtering apparatus (CFS-10-EP70 manufactured by Shibaura Eletech Co., Ltd.) was used as a glow processing apparatus. Glow treatment was performed to obtain a PET support.

−酸素グロー処理条件−
初期真空 :1.2×10−3Pa
酸素圧力 :0.9Pa
RFグロー :1.5kW
処理時間 :60sec
-Oxygen glow treatment conditions-
Initial vacuum: 1.2 × 10 −3 Pa
Oxygen pressure: 0.9 Pa
RF glow: 1.5 kW
Processing time: 60 sec

<グラフトポリマー層の形成1>
次に、N,N−ジメチルアクリルアミド、メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、エタノール混合溶液(N,N−ジメチルアクリルアミド:メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン=1:1(モル比)、濃度:50質量%)を窒素バブリングした。この混合溶液に、上記PET支持体を70℃で7時間浸漬した。浸漬後のPET支持体をエタノールで充分洗浄して、その構造内に特定元素アルコキシド基であるシランカップリング基及びアミド基を有するグラフトポリマー鎖が支持体表面に直接結合してなるグラフトポリマー層を形成した。このグラフトポリマー層を有するPET支持体を支持体Aとした。
<Formation of graft polymer layer 1>
Next, N, N-dimethylacrylamide, methacryloxypropyltriethoxysilane, ethanol mixed solution (N, N-dimethylacrylamide: methacryloxypropyltriethoxysilane = 1: 1 (molar ratio), concentration: 50% by mass) Nitrogen was bubbled. The PET support was immersed in this mixed solution at 70 ° C. for 7 hours. After the immersion, the PET support is thoroughly washed with ethanol, and a graft polymer layer in which a graft polymer chain having a silane coupling group and an amide group which are specific element alkoxide groups in the structure is directly bonded to the support surface is formed. Formed. The PET support having this graft polymer layer was designated as support A.

<有機−無機複合層の形成1>
得られた支持体Aに、エタノール、水、テトラエトキシシラン、及びリン酸を以下の量で含む塗布液組成物1を室温で24時間撹拌したものを塗布し、100℃、10分間加熱乾燥して有機−無機複合層を形成することにより、有機−無機ハイブリッドフィルムAを得た。
<Formation 1 of organic-inorganic composite layer>
A coating solution composition 1 containing ethanol, water, tetraethoxysilane, and phosphoric acid in the following amounts was stirred for 24 hours at room temperature, and dried by heating at 100 ° C. for 10 minutes. Thus, an organic-inorganic hybrid film A was obtained by forming an organic-inorganic composite layer.

−塗布液組成物1−
・テトラエトキシシラン〔架橋剤〕 0.9g
・エタノール 3.7g
・水 8.7g
・リン酸水溶液(0.85%水溶液) 1.3g
-Coating liquid composition 1-
・ Tetraethoxysilane [Crosslinking agent] 0.9g
-Ethanol 3.7g
・ 8.7g of water
・ Phosphoric acid aqueous solution (0.85% aqueous solution) 1.3 g

<撥水撥油処理>
得られた有機−無機ハイブリッドフィルムAを、0.1質量%の1H,1H,2H,2Hパーフルオロデシルトリクロロシラン・ヘキサン溶液に、10分間浸漬し、引き上げた後、加熱乾燥(100℃、30min)することにより防汚性フィルムAを得た。
形成された撥水撥油処理層と有機−無機複合層との総厚みは500nmであった。
<Water and oil repellent treatment>
The obtained organic-inorganic hybrid film A was immersed in 0.1% by mass of 1H, 1H, 2H, 2H perfluorodecyltrichlorosilane / hexane solution for 10 minutes, pulled up, and then dried by heating (100 ° C., 30 min. ) To obtain an antifouling film A.
The total thickness of the formed water / oil repellent treatment layer and organic-inorganic composite layer was 500 nm.

[実施例2]
実施例1の<有機−無機複合層の形成1>において、有機−無機複合層の形成に使用した塗布液組成物1に含まれるテトラエトキシシラン0.9gを、テトラメトキシチタネート1.0gに代えた以外は、実施例1と同様の方法で防汚性フィルムBを得た。
[Example 2]
In <Formation 1 of organic-inorganic composite layer> in Example 1, 0.9 g of tetraethoxysilane contained in the coating liquid composition 1 used for forming the organic-inorganic composite layer was replaced with 1.0 g of tetramethoxytitanate. Except for the above, an antifouling film B was obtained in the same manner as in Example 1.

[実施例3]
実施例1の<有機−無機複合層の形成1>において、有機−無機複合層の形成に使用した塗布液組成物1に含まれるテトラエトキシシラン0.9gを、テトラメトキシジルコネート1.6gに代えた以外は、実施例1と同様の方法で防汚性フィルムCを得た。
[Example 3]
In <Formation 1 of organic-inorganic composite layer 1> in Example 1, 0.9 g of tetraethoxysilane contained in the coating liquid composition 1 used for forming the organic-inorganic composite layer was changed to 1.6 g of tetramethoxyzirconate. An antifouling film C was obtained in the same manner as in Example 1 except that it was replaced.

[実施例4]
実施例1の<有機−無機複合層の形成1>において、有機−無機複合層の形成に使用した塗布液組成物1に含まれるテトラエトキシシラン0.9gを、トリメトキシアルミネート0.7gに代えた以外は、実施例1と同様の方法で防汚性フィルムDを得た。
[Example 4]
In <Formation 1 of organic-inorganic composite layer 1> in Example 1, 0.9 g of tetraethoxysilane contained in the coating liquid composition 1 used for forming the organic-inorganic composite layer was changed to 0.7 g of trimethoxyaluminate. An antifouling film D was obtained in the same manner as in Example 1 except that it was replaced.

[実施例5]
実施例1において、<グラフトポリマー層の形成1>を下記<グラフトポリマー層の形成2>に変更して支持体Bを作製し、更に、<有機−無機複合層の形成1>において用いた支持体Aを支持体Bに変更して有機−無機ハイブリッドフィルムBを作製した以外は、実施例1と同様の方法で防汚性フィルムEを得た。
[Example 5]
In Example 1, <Formation 1 of graft polymer layer> was changed to <Formation 2 of graft polymer layer 2> below to prepare support B, and the support used in <Formation 1 of organic-inorganic composite layer> An antifouling film E was obtained in the same manner as in Example 1 except that the organic-inorganic hybrid film B was produced by changing the body A to the support B.

<グラフトポリマー層の形成2>
アクリルアミド水溶液(濃度:50質量%)を窒素バブリングした。この水溶液に実施例1で用いたPET支持体を70℃で7時間浸漬した。浸漬後のPET支持体を蒸留水で充分洗浄して、その構造内にアミド基を有するグラフトポリマー鎖が支持体表面に直接結合してなるグラフトポリマー層を形成した。このグラフトポリマー層を有するPET支持体を支持体Bとした。
<Formation of graft polymer layer 2>
An aqueous acrylamide solution (concentration: 50% by mass) was bubbled with nitrogen. The PET support used in Example 1 was immersed in this aqueous solution at 70 ° C. for 7 hours. The immersed PET support was thoroughly washed with distilled water to form a graft polymer layer in which a graft polymer chain having an amide group in the structure was directly bonded to the support surface. A PET support having this graft polymer layer was designated as Support B.

[実施例6]
<グラフトポリマー層の形成3>
メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン・エタノール溶液(濃度:50質量%)を窒素バブリングした。この溶液に、実施例1で用いたPET支持体を70℃で7時間浸漬した。浸漬後のPET支持体を蒸留水で充分洗浄して、その構造内に特定元素アルコキシド基であるシランカップリング基を有するグラフトポリマー鎖が支持体表面に直接結合してなるグラフトポリマー層を形成した。このグラフトポリマー層を有するPET支持体を支持体Cとした。
[Example 6]
<Formation of graft polymer layer 3>
A methacryloxypropyltriethoxysilane / ethanol solution (concentration: 50% by mass) was bubbled with nitrogen. The PET support used in Example 1 was immersed in this solution at 70 ° C. for 7 hours. The immersed PET support was thoroughly washed with distilled water to form a graft polymer layer in which a graft polymer chain having a silane coupling group as a specific element alkoxide group in the structure was directly bonded to the support surface. . The PET support having this graft polymer layer was designated as Support C.

<有機−無機複合層の形成2>
得られた支持体Cに、2−プロパノール、水、テトラエトキシシラン、及びリン酸を以下の量で含む塗布液組成物2を室温で5時間撹拌したものを塗布し、100℃、10分間加熱乾燥して有機−無機複合層を形成することにより、有機−無機ハイブリッドフィルムCを得た。
<Formation of organic-inorganic composite layer 2>
A coating solution composition 2 containing 2-propanol, water, tetraethoxysilane, and phosphoric acid in the following amounts was stirred for 5 hours at room temperature, and heated at 100 ° C. for 10 minutes. An organic-inorganic hybrid film C was obtained by drying to form an organic-inorganic composite layer.

−塗布液組成物2−
・2−プロパノール 8g
・テトラエトキシシラン[架橋剤] 1.0g
・水 1.0g
・リン酸水溶液(0.85%水溶液) 1.0g
-Coating liquid composition 2-
・ 8g 2-propanol
・ Tetraethoxysilane [Crosslinking agent] 1.0g
・ Water 1.0g
・ Phosphoric acid aqueous solution (0.85% aqueous solution) 1.0 g

<撥水撥油処理>
得られた有機−無機ハイブリッドフィルムCに、実施例1の<撥水撥油処理>と同様の処理を行い、防汚性フィルムFを得た。
形成された撥水撥油処理層と有機−無機複合層との総厚みは1.2μmであった。
<Water and oil repellent treatment>
The obtained organic-inorganic hybrid film C was subjected to the same treatment as the <water / oil repellent treatment> of Example 1 to obtain an antifouling film F.
The total thickness of the formed water / oil repellent treatment layer and organic-inorganic composite layer was 1.2 μm.

[比較例1]
2−(パーフルオロブチル)エチルアクリレート(アズマックス(株)社製)0.5gと、1−メトキシ‐2−プロパノール(和光純薬工業(株)社製)0.5gと、を混合して均一溶液とした。この溶液に実施例1にて用いたPET支持体を70℃で7時間浸漬した。浸漬後のPET支持体をエタノールで充分洗浄して、その構造内にフッ素原子を含むグラフトポリマー鎖(疎水性グラフトポリマー鎖)が支持体表面に直接結合してなる防汚性フィルムGを得た。
[Comparative Example 1]
A mixture of 0.5 g of 2- (perfluorobutyl) ethyl acrylate (manufactured by Azmax Co., Ltd.) and 0.5 g of 1-methoxy-2-propanol (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was mixed uniformly. It was set as the solution. The PET support used in Example 1 was immersed in this solution at 70 ° C. for 7 hours. The immersed PET support was thoroughly washed with ethanol to obtain an antifouling film G having a graft polymer chain (hydrophobic graft polymer chain) containing fluorine atoms in its structure directly bonded to the support surface. .

[比較例2]
実施例1において用いた支持体(グラフトポリマー層を有すPET支持体)Aを、ポリエチレンテレフタレートに代えた以外は、実施例1と同様の方法で防汚性フィルムHを得た。
[Comparative Example 2]
An antifouling film H was obtained in the same manner as in Example 1, except that the support (PET support having a graft polymer layer) A used in Example 1 was replaced with polyethylene terephthalate.

〔防汚性フィルムの性能評価〕
実施例1〜6、比較例1、2の防汚性フィルムA〜Hについて、以下のようにして性能評価を行った。結果を下記表1に示す。
[Performance evaluation of antifouling film]
About Examples 1-6 and antifouling film AH of comparative examples 1 and 2, performance evaluation was performed as follows. The results are shown in Table 1 below.

1.撥水性の評価
防汚性フィルムA〜Hの撥水撥油処理面(防汚性フィルムGではフッ素原子を含むグラフトポリマー鎖が直接結合してなる面)に対して、協和界面科学(株)製、CA−Zを用い、純水の滴下後、20秒後の角度を測定した。水滴接触角が150°以上であるものを○とした。結果を表1に示す。
1. Evaluation of water repellency Kyowa Interface Science Co., Ltd. on the surface of the antifouling films A to H treated with water and oil repellency (in the antifouling film G, the surface in which graft polymer chains containing fluorine atoms are directly bonded). Using CA-Z, the angle 20 seconds after the addition of pure water was measured. A water droplet contact angle of 150 ° or more was evaluated as “◯”. The results are shown in Table 1.

2.密着性の評価
JIS K5400に準拠し、防汚性フィルムA〜Hの撥水撥油処理面(防汚性フィルムGではフッ素原子を含むグラフトポリマー鎖が直接結合してなる面)に対して、ロータリーカッターにて1mm角の碁盤目100マスを付け、セロテープ(ニチバン(株)製、登録商標)を圧着させたのち、30000mm/minの速度で90度の剥離試験を3回実施した。評価は、剥離試験後に残存する升目の数を測定することにより行った。結果を表1に示す。
2. Evaluation of adhesion In accordance with JIS K5400, the water and oil repellent treated surfaces of the antifouling films A to H (the surface formed by direct bonding of graft polymer chains containing fluorine atoms in the antifouling film G), A 100 mm square grid of 1 mm square was attached with a rotary cutter, and cello tape (manufactured by Nichiban Co., Ltd., registered trademark) was pressure-bonded, and then a 90 ° peel test was performed three times at a speed of 30000 mm / min. The evaluation was performed by measuring the number of cells remaining after the peel test. The results are shown in Table 1.

3.防汚性の評価
3.1初期防汚性の評価
防汚性フィルムA〜Hの撥水撥油処理面(防汚性フィルムGではフッ素原子を含むグラフトポリマー鎖が直接結合してなる面)に対して、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。結果を表1に示す。
3. 3. Evaluation of antifouling property 3.1 Evaluation of initial antifouling property Water- and oil-repellent treated surface of antifouling films A to H (surface in which antifouling film G is directly bonded with graft polymer chains containing fluorine atoms) On the other hand, characters were written 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. The results are shown in Table 1.

3.12繰返し防汚性の評価
旭化成社製「ベムコットン」(登録商標)を用いて、防汚性フィルムA〜Hの撥水撥油処理面(防汚性フィルムGではフッ素原子を含むグラフトポリマー鎖が直接結合してなる面)を500回強くこすった後、その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示した。結果を表1に示す。
3.12 Evaluation of Repeated Antifouling Property Using “Bem Cotton” (registered trademark) manufactured by Asahi Kasei Co., Ltd., a water- and oil-repellent treated surface of the antifouling films A to H (in the antifouling film G, a graft containing fluorine atoms) After rubbing the surface of the polymer chain directly 500 times strongly, write on the surface with quick-drying oil-based ink (Zebra, “Mackey” (registered trademark)), and count the number of times until it can be wiped off. Indicated. The results are shown in Table 1.

Figure 2008007729
Figure 2008007729

表1の結果より、有機−無機複合層を有する実施例の防汚性フィルムA〜Fは、撥水性、及び支持体と撥水撥油処理層との密着性が良好であることがわかる。また、実施例の防汚性フィルムA〜Fは、初期防汚性、及び繰返し防汚性に優れている。
これらのことから、本発明の防汚性フィルムは、防汚性及びその持続性に優れることが分かる。
From the results of Table 1, it can be seen that the antifouling films A to F of Examples having an organic-inorganic composite layer have good water repellency and adhesion between the support and the water / oil repellent treatment layer. Moreover, antifouling film AF of an Example is excellent in initial antifouling property and repeated antifouling property.
From these, it can be seen that the antifouling film of the present invention is excellent in antifouling property and its durability.

本発明の防汚性フィルムは、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、更にCD、DVD等の記録媒体における表面保護フィルム等に好適に適応しうる。   The antifouling film of the present invention can be suitably applied to a display such as a CRT, LCD, PDP, FED, touch panel, glass, table, decorative plywood, and a surface protective film in a recording medium such as a CD or DVD.

Claims (4)

支持体と、該支持体表面に直接結合したグラフトポリマー鎖からなるグラフトポリマー層中に、Si、Ti、Zr、Alから選択される元素のアルコキシドの加水分解及び縮重合により形成された架橋構造を含んでなる有機−無機複合層と、を備え、該有機−無機複合層表面に撥水撥油処理を施してなることを特徴とする防汚性フィルム。   A crosslinked structure formed by hydrolysis and polycondensation of an alkoxide of an element selected from Si, Ti, Zr, and Al in a graft polymer layer composed of a support and a graft polymer chain directly bonded to the surface of the support. And an organic-inorganic composite layer, and the surface of the organic-inorganic composite layer is subjected to a water / oil repellent treatment. 前記グラフトポリマー鎖が、その鎖中にSi、Ti、Zr、Alから選択される元素のアルコキシド基を有することを特徴とする請求項1に記載の防汚性フィルム。   The antifouling film according to claim 1, wherein the graft polymer chain has an alkoxide group of an element selected from Si, Ti, Zr, and Al in the chain. 前記グラフトポリマー鎖が、その鎖中にアミド基を有することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の防汚性フィルム。   The antifouling film according to claim 1 or 2, wherein the graft polymer chain has an amide group in the chain. 支持体表面に直接結合したグラフトポリマー鎖を生成させて、該グラフトポリマー鎖からなるグラフトポリマー層を形成する工程と、
該グラフトポリマー層中で、Si、Ti、Zr、Alから選択される元素のアルコキシドの加水分解及び縮重合による架橋反応を行い有機−無機複合層を形成する工程と、
該有機−無機複合層表面に撥水撥油処理を施す工程と、
を有することを特徴とする防汚性フィルムの製造方法。
Forming a graft polymer chain directly bonded to the support surface to form a graft polymer layer comprising the graft polymer chain;
A step of forming an organic-inorganic composite layer by performing a crosslinking reaction by hydrolysis and condensation polymerization of an alkoxide of an element selected from Si, Ti, Zr, and Al in the graft polymer layer;
Applying water / oil repellent treatment to the surface of the organic-inorganic composite layer;
A method for producing an antifouling film, comprising:
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