JP2008132474A - Hydrophilic member and substrate for hydrophilic member - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a surface hydrophilic member which is excellent in adhesion between a hydrophilic layer and a base material and excellent in durability of the hydrophilic layer and to provide a substrate for the hydrophilic member, which can be used in the surface hydrophilic member. <P>SOLUTION: The substrate for the hydrophilic member has an undercoat layer of a partial structure represented by M-OH (wherein M is Si, Ti, Zr or Al) on the base material, in which a value of M-OH/M on the surface of the undercoat layer is 1-0.4, and the hydrophilic layer on the undercoat layer. The undercoat layer is preferably formed by hydrolyzing and polycondensing a composition containing an alkoxide of a metal selected from Si, Ti, Zr and Al, preferably, at 30-200°C. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、表面親水性部材及び親水性部材用基板に関し、詳細には、親水性層と基材との密着性に優れ、親水性層の耐久性に優れる表面親水性部材及びそれに用いることができる親水性部材用基板に関する。   The present invention relates to a surface hydrophilic member and a hydrophilic member substrate, and more specifically, a surface hydrophilic member excellent in adhesion between a hydrophilic layer and a substrate and excellent in durability of the hydrophilic layer, and to be used for the surface hydrophilic member. The present invention relates to a hydrophilic substrate.

樹脂フィルム表面を有する製品・部材は、幅広い分野で用いられ、目的に応じ加工され機能を付与した上で使用されている。但しそれらの表面は、樹脂本来の特性から、疎水性・親油性を示すものが一般的である。従って、これらの表面に汚れ物質として、油分等が付着した場合、容易に除去することができず、また蓄積することにより、該表面を有する製品・部材の機能・特性を著しく低下させることがあった。また高湿度の条件や降雨下に曝される製品・部材では、水滴が付着することにより、透明な機能を有する製品・部材において、光の乱反射により光の透過性が阻害される問題があった。ガラスや金属等の無機表面を有する製品・部材においても、油分等の汚れ物質の付着に対する防汚性は十分とは言えず、水滴の付着による防曇性についても十分ではなかった。特に自動車用ガラス、建材用ガラスでは、都市媒塵、自動車等の排気ガスに含有されるカーボンブラック等の燃焼生成物、油脂、シーラント溶出成分等の疎水性汚染物質が付着する場合や、水滴の付着によりガラスを透して(鏡の場合は反射して)視界を確保することが妨げられる場合が多く、防汚性や防曇性の機能付与が強く求められていた。   Products and members having a resin film surface are used in a wide range of fields, and are used after being processed and imparted with functions according to the purpose. However, those surfaces generally exhibit hydrophobicity and lipophilicity due to the inherent properties of the resin. Therefore, if oil or the like adheres to these surfaces as a soiling substance, they cannot be easily removed, and accumulation may significantly reduce the functions and characteristics of products / members having the surface. It was. In addition, in products / members exposed to high humidity conditions or rain, there is a problem that the light transmission is hindered by irregular reflection of light in products / members having a transparent function due to adhesion of water droplets. . Even in products / members having an inorganic surface such as glass or metal, it cannot be said that the antifouling property against adhesion of dirt substances such as oil is sufficient, and the antifogging property due to adhesion of water droplets is not sufficient. Especially in glass for automobiles and glass for building materials, there are cases where hydrophobic pollutants such as urban dust, combustion products such as carbon black contained in exhaust gas of automobiles, oils and fats, sealant elution components adhere, In many cases, it is difficult to secure a field of view through adhesion (reflection in the case of a mirror) due to adhesion, and it has been strongly demanded to impart antifouling and antifogging functions.

防汚性の観点から、汚れ物質を油分等の有機系物質と想定すると、汚れ防止の為には材料表面との相互作用を低減する、即ち親水化するか、撥油化する必要がある。また防曇性に対しても、付着水滴を表面に一様に拡げる拡張濡れ性(即ち親水性)を付与するか、付着水滴を除去し易くさせる撥水性を付与することが必要となる。従って、現在検討されている防汚・防曇材料は、親水化や撥水・撥油化に依拠しているものが多い。
従来提案されている親水化するための表面処理方法、例えば、エッチング処理、プラズマ処理等によれば、高度に親水化されるものの、その効果は一時的であり、親水化状態を長期間維持することができない。また、親水性樹脂の一つとして親水性グラフトポリマーを使用した表面親水性塗膜も提案されている(非特許文献1)。この報告によればこの塗膜はある程度の親水性を有するものの、基材との親和性が充分とはいえず、より高い耐久性が求められている。
From the viewpoint of antifouling properties, assuming that the soiling substance is an organic substance such as oil, it is necessary to reduce the interaction with the material surface, that is, to make it hydrophilic or to make it oil repellent in order to prevent soiling. In addition, for anti-fogging properties, it is necessary to provide extended wettability (that is, hydrophilicity) that spreads the attached water droplets uniformly on the surface, or to impart water repellency that facilitates removal of the attached water droplets. Therefore, many of the antifouling and antifogging materials currently under investigation depend on hydrophilicity, water repellency and oil repellency.
Conventionally proposed surface treatment methods for hydrophilization, such as etching treatment and plasma treatment, are highly hydrophilized, but their effects are temporary and maintain the hydrophilized state for a long time. I can't. A surface hydrophilic coating film using a hydrophilic graft polymer as one of hydrophilic resins has also been proposed (Non-patent Document 1). According to this report, although this coating film has a certain degree of hydrophilicity, it cannot be said that the compatibility with the substrate is sufficient, and higher durability is required.

その他の表面親水性機能を有する部材として、従来から光触媒として酸化チタンの利用が知られている。これは、光照射による有機物の酸化分解機能と親水化機能に基づくもので、例えば、特許文献1において、基材表面に光触媒含有層を形成すると、光触媒の光励起に応じて表面が高度に親水化されることが開示されており、この技術をガラス、レンズ、鏡、外装材、水回り部材等の種々の複合材に適用すれば、これら複合材に優れた防曇、防汚等の機能を付与できることが報告されている。酸化チタンをガラス表面にコーティングした部材は、セルフクリーニング材料として、建材用窓ガラスや自動車用フロントガラスに使用されているが、防汚性や防曇性の機能発現には、長時間太陽光の下に曝すことが必要であり、長期経時での汚れの蓄積により、その性質が劣化することは避けられなかった。また膜強度が十分とは言えず、耐久性の向上が必要であった。またプラスチック基板上に酸化チタン層を設けたセルフクリーニングフィルムも自動車用サイドミラー等に使用されているが、同じく十分な膜強度を有さず、より良好な耐摩耗性を有する親水性材料が求められていた。   As another member having a surface hydrophilic function, the use of titanium oxide as a photocatalyst has been conventionally known. This is based on the oxidative decomposition function and the hydrophilization function of organic matter by light irradiation. For example, in Patent Document 1, when a photocatalyst-containing layer is formed on the surface of a substrate, the surface becomes highly hydrophilic in response to photoexcitation of the photocatalyst. If this technology is applied to various composite materials such as glass, lenses, mirrors, exterior materials, and water circulation members, these composite materials have excellent antifogging and antifouling functions. It has been reported that it can be granted. Components coated with titanium oxide on the glass surface are used as self-cleaning materials in window glass for building materials and windshields for automobiles. It was inevitable that its properties deteriorated due to accumulation of dirt over a long period of time. Moreover, it cannot be said that the film strength is sufficient, and it is necessary to improve durability. Self-cleaning films with a titanium oxide layer on a plastic substrate are also used in automotive side mirrors, etc., but there is a need for hydrophilic materials that do not have sufficient film strength and have better wear resistance. It was done.

国際公開第96/29375号パンフレットInternational Publication No. 96/29375 Pamphlet 化学工業日報、1995年1月30日Chemical Daily, January 30, 1995

本発明の目的は、親水性層と基材との密着性に優れ、親水性層の耐久性に優れる表面親水性部材及びそれに用いることができる親水性部材用基板を提供することにある。   The objective of this invention is providing the surface hydrophilic member which is excellent in the adhesiveness of a hydrophilic layer and a base material, and is excellent in the durability of a hydrophilic layer, and the board | substrate for hydrophilic members which can be used for it.

上記課題を達成するために、鋭意検討した結果、基材上に、表面に水酸基を多く有する下塗層を設けることにより、該下塗層と親水性層の界面の密着性が向上することを見出し、本発明を完成した。
即ち、本発明は以下のとおりである。
As a result of intensive studies to achieve the above-mentioned problems, it is found that the adhesion of the interface between the undercoat layer and the hydrophilic layer is improved by providing an undercoat layer having many hydroxyl groups on the surface. The headline and the present invention were completed.
That is, the present invention is as follows.

(1)基材上に、下記一般式(1)で表される部分構造を含有する下塗層と親水性層とを少なくともこの順に有し、前記下塗層表面のM−OH/Mの値が1〜0.4であることを特徴とする親水性部材。
M−OH 一般式(1)
(式中、MはSi、Ti、ZrまたはAlを表す。)
(2)前記基材表面におけるM−OH/Mの値が、前記下塗層表面のM−OH/Mの値より小さいことを特徴とする前記(1)の親水性部材。
(3)前記下塗層が、Si、Ti、Zr、Alから選択される金属アルコキシド化合物を加水分解、重縮合させたものであることを特徴とする前記(1)または(2)の親水性部材。
(4)前記加水分解、重縮合が30〜200℃でなされたものであることを特徴とする前記(3)の親水性部材。
(5)前記下塗層の表面粗さ(Ra)が1.0〜50nmであることを特徴とする前記(1)〜(4)の親水性部材。
(6)前記下塗層が、プラズマエッチング処理、或いは粒子が混入されていることを特徴とする前記(1)〜(5)の親水性部材。
(7)前記親水性層が、a)親水性ポリマー、b)Si、Ti,Zr、Alから選択される金属アルコキシド化合物、c)前記b)の金属アルコキシド化合物を加水分解、重縮合し、前記a)の親水性ポリマーとの結合を生起する触媒を含有する組成物を、加水分解、重縮合させたものであることを特徴とする前記(1)〜(6)の親水性部材。
(8)前記a)の親水性ポリマーが、下記一般式(I)、(II)及び(III)から選ばれる少なくともいずれかで表される前記(7)の親水性部材。
(1) On a base material, it has at least an undercoat layer and a hydrophilic layer containing a partial structure represented by the following general formula (1) in this order, and M-OH / M of the surface of the undercoat layer A hydrophilic member having a value of 1 to 0.4.
M-OH Formula (1)
(In the formula, M represents Si, Ti, Zr or Al.)
(2) The hydrophilic member according to (1), wherein the M-OH / M value on the substrate surface is smaller than the M-OH / M value on the surface of the undercoat layer.
(3) The hydrophilic property of (1) or (2), wherein the undercoat layer is obtained by hydrolyzing and polycondensing a metal alkoxide compound selected from Si, Ti, Zr, and Al. Element.
(4) The hydrophilic member according to (3), wherein the hydrolysis and polycondensation are performed at 30 to 200 ° C.
(5) The hydrophilic member according to (1) to (4) above, wherein the surface roughness (Ra) of the undercoat layer is 1.0 to 50 nm.
(6) The hydrophilic member as described in (1) to (5) above, wherein the undercoat layer is mixed with plasma etching treatment or particles.
(7) The hydrophilic layer hydrolyzes and polycondenses a) a hydrophilic polymer, b) a metal alkoxide compound selected from Si, Ti, Zr, and Al, c) the metal alkoxide compound of b), The hydrophilic member according to any one of (1) to (6) above, wherein the composition containing a catalyst that causes a bond with the hydrophilic polymer in a) is hydrolyzed and polycondensed.
(8) The hydrophilic member according to (7), wherein the hydrophilic polymer of a) is represented by at least one selected from the following general formulas (I), (II), and (III).

Figure 2008132474
Figure 2008132474

一般式(I)〜(III)中、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9およびR10はそれぞれ独立に水素原子又は炭化水素基を表し、mとnはモノマーのモル比を表わす。ただし、m1≧5、m2≧50、m1+n1=100、m2+n2=100である。Xは加水分解性シリル基(以下、反応性基ということがある)を表し、A、L、L、L3、L4及びL5は、それぞれ独立に単結合または連結基を示し、Yは−NHCOR11、−CONH2、−CON(R112、−COR11、−O、−CO2M、−SO3M、−POM、−OPOM又は−N(R11を表す。ここで、R11は炭素数1〜18のアルキル基、アリール基、アラルキル基を表し、Mは水素原子、アルカリ金属、アルカリ土類金属又はオニウムを表し、Zはハロゲンイオンを表す。Bは下記一般式(IV)を表す。 In the general formulas (I) to (III), R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 , R 8 , R 9 and R 10 are each independently a hydrogen atom or a hydrocarbon group. M and n represent the molar ratio of monomers. However, m1 ≧ 5, m2 ≧ 50, m1 + n1 = 100, and m2 + n2 = 100. X represents a hydrolyzable silyl group (hereinafter sometimes referred to as a reactive group), A, L 1 , L 2 , L 3 , L 4 and L 5 each independently represent a single bond or a linking group, Y represents —NHCOR 11 , —CONH 2 , —CON (R 11 ) 2 , —COR 11 , —O, —CO 2 M, —SO 3 M, —PO 3 M, —OPO 3 M or —N (R 11 3 represents Z 1 . Here, R 11 represents an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an aryl group, or an aralkyl group, M represents a hydrogen atom, an alkali metal, an alkaline earth metal, or onium, and Z 1 represents a halogen ion. B represents the following general formula (IV).

Figure 2008132474
Figure 2008132474

一般式(IV)中、R1、R2、L及びYは一般式(I)中のものと同じものを表す。
(9)前記基材がSi−OH構造を含有するものであることを特徴とする前記(1)〜(8)の親水性部材。
In general formula (IV), R 1 , R 2 , L 1 and Y represent the same as those in general formula (I).
(9) The hydrophilic member as described in (1) to (8) above, wherein the base material contains a Si—OH structure.

(10)自動車用ガラスである、前記(1)の親水性部材。
(11)建材用ガラスである、前記(1)の親水性部材。
(10) The hydrophilic member according to (1), which is an automotive glass.
(11) The hydrophilic member according to (1), which is a glass for building materials.

(12)基材上に、下記一般式(1)で表される部分構造を含有する下塗層を有し、前記下塗層表面のM−OH/Mの値が1〜0.4であることを特徴とする親水性部材用基板。
M−OH 一般式(1)
(式中、MはSi、Ti、ZrまたはAlを表す。)
(13)前記基材表面におけるM−OH/Mの値が、前記下塗層表面のM−OH/Mの値より小さいことを特徴とする前記(12)の親水性部材用基板。
(14)前記下塗層が、Si、Ti、Zr、Alから選択される金属アルコキシド化合物を加水分解、重縮合させたものであることを特徴とする前記(12)又は(13)の親水性部材用基板。
(15)前記加水分解、重縮合が30〜200℃でなされたものであることを特徴とする前記(14)の親水性部材用基板。
(16)前記下塗層の表面粗さ(Ra)が1.0〜50nmであることを特徴とする前記(12)〜(15)の親水性部材用基板。
(17)前記下塗層が、プラズマエッチング処理、或いは粒子が混入されていることを特徴とする前記(12)〜(16)の親水性部材用基板。
(18)前記基材がSi−OH構造を含有するものであることを特徴とする前記(12)〜(17)の親水性部材用基板。
(12) An undercoat layer containing a partial structure represented by the following general formula (1) is provided on the substrate, and the M-OH / M value of the undercoat layer surface is 1 to 0.4. A substrate for a hydrophilic member, characterized in that it exists.
M-OH Formula (1)
(In the formula, M represents Si, Ti, Zr or Al.)
(13) The hydrophilic member substrate according to (12), wherein a value of M-OH / M on the surface of the base material is smaller than a value of M-OH / M on the surface of the undercoat layer.
(14) The hydrophilic property of (12) or (13), wherein the undercoat layer is obtained by hydrolyzing and polycondensing a metal alkoxide compound selected from Si, Ti, Zr, and Al. Substrate for member.
(15) The hydrophilic member substrate according to (14), wherein the hydrolysis and polycondensation are performed at 30 to 200 ° C.
(16) The hydrophilic member substrate according to (12) to (15) above, wherein the surface roughness (Ra) of the undercoat layer is 1.0 to 50 nm.
(17) The substrate for hydrophilic member as set forth above in (12) to (16), wherein the undercoat layer is mixed with plasma etching treatment or particles.
(18) The substrate for hydrophilic member as set forth above in (12) to (17), wherein the base material contains a Si—OH structure.

(19)基材上に、Si、Ti、Zr、Alから選択される金属アルコキシド化合物を少なくとも含有する組成物を塗布し30〜200℃で加熱、乾燥することにより下塗層を塗設し、次いで、該下塗層上に親水性層を設けることを特徴とする親水性部材の製造方法。(20)前記組成物が触媒を含有することを特徴とする前記(18)の親水性部材の製造方法。
(21)基材上に、Si、Ti、Zr、Alから選択される金属アルコキシド化合物を少なくとも含有する組成物を塗布し、30〜200℃で加熱、乾燥することにより下塗層を塗設することを特徴とする親水性部材用基板の製造方法。
(22)前記組成物が触媒を含有することを特徴とする前記(19)の親水性部材用基板の製造方法。
(19) On the substrate, a composition containing at least a metal alkoxide compound selected from Si, Ti, Zr, and Al is applied, heated at 30 to 200 ° C., and dried to coat an undercoat layer. Then, the manufacturing method of the hydrophilic member characterized by providing a hydrophilic layer on this undercoat. (20) The method for producing a hydrophilic member according to (18), wherein the composition contains a catalyst.
(21) On the substrate, a composition containing at least a metal alkoxide compound selected from Si, Ti, Zr, and Al is applied, and an undercoat layer is applied by heating and drying at 30 to 200 ° C. The manufacturing method of the board | substrate for hydrophilic members characterized by the above-mentioned.
(22) The method for producing a hydrophilic member substrate according to (19), wherein the composition contains a catalyst.

その他、以下の態様が好ましい。
(23)前記親水性層が、さらにd)コロイダルシリカを含有する前記(7)の親水性部材。
(24)前記親水性被膜の表面自由エネルギーが70mN/m〜95mN/mである、前記(1)の親水性部材。
(25)前記a)親水性ポリマーの親水性基の密度が1〜30meq/gである、前記(7)の親水性部材。
(26)前記a)親水性ポリマーの粘度が0.1〜100cPs(5%水溶液)である、前記(7)の親水性部材。
(27)前記親水性層の光透過率が100%〜70%である、前記(1)の親水性部材。
In addition, the following embodiments are preferable.
(23) The hydrophilic member according to (7), wherein the hydrophilic layer further contains d) colloidal silica.
(24) The hydrophilic member according to (1), wherein the hydrophilic film has a surface free energy of 70 mN / m to 95 mN / m.
(25) The hydrophilic member according to (7), wherein a) the hydrophilic group density of the hydrophilic polymer is 1 to 30 meq / g.
(26) The hydrophilic member according to (7), wherein the viscosity of the a) hydrophilic polymer is 0.1 to 100 cPs (5% aqueous solution).
(27) The hydrophilic member according to (1), wherein the light transmittance of the hydrophilic layer is 100% to 70%.

本発明は、基材上に、下記一般式(1)で表される部分構造を含有しその表面のM−OH/Mの値が1〜0.4である下塗層を設けることにより、該下塗層と親水性層の界面の密着性が向上し、その結果、親水性層の耐久性に優れる表面親水性部材及びそれに用いることができる親水性部材用基板を提供できる。
M−OH 一般式(1)
(式中、MはSi、Ti、ZrまたはAlを表す。)
The present invention comprises, on a base material, an undercoat layer containing a partial structure represented by the following general formula (1) and having a surface M-OH / M value of 1 to 0.4. Adhesion at the interface between the undercoat layer and the hydrophilic layer is improved, and as a result, a surface hydrophilic member excellent in durability of the hydrophilic layer and a hydrophilic member substrate usable for the surface can be provided.
M-OH Formula (1)
(In the formula, M represents Si, Ti, Zr or Al.)

以下に、本発明について詳細に説明する。
本発明の親水性部材用基板は、ガラス、プラスチック等の適切な基材上に、下記一般式(1)で表される部分構造を含有しその表面のM−OH/Mの値が1〜0.4である下塗層を有し、本発明の親水性部材は、該下塗層上にさらに、親水性層(親水性被膜または親水層ともいう)を有するものである。
M−OH 一般式(1)
(式中、MはSi、Ti、ZrまたはAlを表す。)
なお、本明細書中で本発明の親水性部材用基板及び親水性部材を説明するに当たり、便宜上、それらを纏めて、単に親水性部材または親水性部材用基板と称する場合もある。
The present invention is described in detail below.
The substrate for a hydrophilic member of the present invention contains a partial structure represented by the following general formula (1) on an appropriate base material such as glass or plastic, and the surface M-OH / M value is 1 to 1. The hydrophilic member of the present invention having an undercoat layer of 0.4 further has a hydrophilic layer (also referred to as a hydrophilic film or a hydrophilic layer) on the undercoat layer.
M-OH Formula (1)
(In the formula, M represents Si, Ti, Zr or Al.)
In the present specification, in describing the hydrophilic member substrate and the hydrophilic member of the present invention, they may be collectively referred to as a hydrophilic member or a hydrophilic member substrate for convenience.

本発明の親水性部材において、M−OH/Mとは、金属原子全量に対しヒドロキシル基を有する金属原子の割合を意味し、M−OH/M=0の場合ヒドロキシル基を全く有さないことを表す。M−OH/Mは、測定器としてTOF-SIMSを用い、VとBi3 +一次イオンガン(0.2pA,10kHz)を使用し、帯電補正に20eVの電子銃を使用して算出したM-OHとMの強度比によって求められる。
そして、本発明の親水性部材においては、基材表面におけるM−OH/Mの値が、前記下塗層表面のM−OH/Mの値より小さいものである。この意味するところは、下塗層表面の−OH基量が、基材表面における−OH基量よりも多いということである。下塗層表面の−OH基量が、基材表面における−OH基量よりも多いと、後述の親水性層を基材表面に直接設けるよりも、該下塗層を設けその上に設ける方が、該親水性層の密着性が向上し、親水性層の耐久性が優れたものとなる。
In the hydrophilic member of the present invention, M-OH / M means the ratio of metal atoms having hydroxyl groups to the total amount of metal atoms, and when M-OH / M = 0, no hydroxyl groups are present. Represents. M-OH / M is calculated by using TOF-SIMS as a measuring instrument, using V and Bi 3 + primary ion gun (0.2pA, 10kHz), and using 20eV electron gun for charge correction. It is determined by the intensity ratio of M.
And in the hydrophilic member of this invention, the value of M-OH / M in the base-material surface is smaller than the value of M-OH / M in the said undercoat layer surface. This means that the amount of —OH groups on the surface of the undercoat layer is larger than the amount of —OH groups on the substrate surface. When the amount of -OH groups on the surface of the undercoat layer is larger than the amount of -OH groups on the surface of the base material, the undercoat layer is provided on the surface rather than directly providing the hydrophilic layer described later on the base material surface. However, the adhesion of the hydrophilic layer is improved and the durability of the hydrophilic layer is excellent.

本発明の親水性部材において、下塗層表面のM−OH/Mの値を1〜0.4とするための手法としては、特に限定されないが、下塗層が、Si、Ti、Zr、Alから選択される金属アルコキシド化合物(以下、単に金属アルコキシドとも称する)を加水分解、重縮合させたものとすることが好ましい。そしてその加水分解、重縮合が30〜200℃でなされたものであることが好ましい。
詳細に説明すると、基材上に、Si、Ti、Zr、Alから選択される金属アルコキシド化合物を少なくとも含有する組成物を塗布し30〜200℃で加熱、乾燥することにより上記の下塗層を塗設することができる。
上記の金属アルコキシド化合物を含有する組成物の塗布後の加熱、乾燥を30〜200℃の温度範囲で行うことにより、該下塗層は、該金属アルコキシド化合物が、完全ではないが適度に加水分解、重縮合された架橋構造を有し、また、該金属アルコキシド化合物が完全に加水分解、重縮合されていないために、適度な量のM−OH構造を有するものとすることができる。
なお、上記のような金属アルコキシドの加水分解、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。
In the hydrophilic member of the present invention, the method for setting the M-OH / M value of the surface of the undercoat layer to 1 to 0.4 is not particularly limited, but the undercoat layer is made of Si, Ti, Zr, It is preferable that a metal alkoxide compound selected from Al (hereinafter also simply referred to as metal alkoxide) is hydrolyzed and polycondensed. And it is preferable that the hydrolysis and polycondensation were made at 30-200 degreeC.
More specifically, a composition containing at least a metal alkoxide compound selected from Si, Ti, Zr, and Al is applied on a substrate, heated at 30 to 200 ° C., and dried to form the above-mentioned undercoat layer. Can be painted.
By performing heating and drying after coating of the composition containing the above metal alkoxide compound in a temperature range of 30 to 200 ° C., the undercoat layer is not completely hydrolyzed although the metal alkoxide compound is not perfect. , Having a polycondensed cross-linked structure, and having a moderate amount of M-OH structure because the metal alkoxide compound is not completely hydrolyzed and polycondensed.
The cross-linked structure formed by hydrolysis and polycondensation of the metal alkoxide as described above is hereinafter appropriately referred to as a sol-gel cross-linked structure.

本発明の親水性部材において、下塗層表面のM−OH/Mの値が1を超えると、下塗層におけるゾルゲル架橋構造が不十分なものとなり、親水性部材の耐久性が不十分なものとなる場合がある。
また、下塗層表面のM−OH/Mの値が0.4未満であると、下塗層表面の−OH基量が不十分なものとなり、親水性層との密着性も不十分なものとなり、この場合にも親水性部材の耐久性が不十分なものとなる。
In the hydrophilic member of the present invention, when the value of M-OH / M on the surface of the undercoat layer exceeds 1, the sol-gel crosslinking structure in the undercoat layer becomes insufficient, and the durability of the hydrophilic member is insufficient. It may be a thing.
Further, if the M-OH / M value on the surface of the undercoat layer is less than 0.4, the amount of -OH groups on the surface of the undercoat layer is insufficient, and the adhesion with the hydrophilic layer is also insufficient. In this case as well, the durability of the hydrophilic member is insufficient.

なお、Si、Ti,Zr、Alから選択される金属アルコキシドは、その構造中に加水分解して重縮合可能な官能基を有し、架橋剤としての機能を果たす加水分解重合性化合物であり、金属アルコキシド同士が重縮合することにより架橋構造を有する強固な架橋皮膜を形成する。金属アルコキシドは一般式(IV-1)および一般式(IV-2)で表すことができ、式中、R8は水素原子、アルキル基又はアリール基を表し、R9はアルキル基又はアリール基を表し、ZはSi、Ti又はZrを表し、mは0〜2の整数を表す。R8及びR9がア
ルキル基を表す場合の炭素数は好ましくは1から4である。アルキル基又はアリール基は置換基を有していてもよく、導入可能な置換基としては、ハロゲン原子、アミノ基、メルカプト基などが挙げられる。なお、この化合物は低分子化合物であり、分子量2000以下であることが好ましい。
In addition, the metal alkoxide selected from Si, Ti, Zr, and Al is a hydrolyzable polymerizable compound having a functional group capable of being hydrolyzed and polycondensed in its structure and serving as a crosslinking agent. Metal alkoxides are polycondensed to form a strong crosslinked film having a crosslinked structure. The metal alkoxide can be represented by general formula (IV-1) and general formula (IV-2), wherein R 8 represents a hydrogen atom, an alkyl group or an aryl group, and R 9 represents an alkyl group or an aryl group. Z represents Si, Ti or Zr, and m represents an integer of 0-2. The number of carbon atoms when R 8 and R 9 represent an alkyl group 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 2000 or less.

(R8m−Z−(OR94-m (IV-1)
Al−(OR93 (IV-2)
(R 8) m -Z- (OR 9) 4-m (IV-1)
Al- (OR 9 ) 3 (IV-2)

以下に、一般式(IV-1)および一般式(IV-2)で表される加水分解性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。Z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、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシン、テトラプロポキシシラン、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、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−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、ジフェニルジメトキシシラン、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、トリメトキシシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、等を挙げることができる。   Specific examples of the hydrolyzable compounds represented by general formula (IV-1) and general formula (IV-2) are shown below, but the present invention is not limited thereto. When Z is Si, that is, the hydrolyzable compound containing silicon includes, for example, trimethoxysilane, tetramethoxysilane, tetraethoxycin, tetrapropoxysilane, methyltrimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, γ- Examples include chloropropyl triethoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, and the like. Among these, particularly preferred are trimethoxysilane, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, methyltrimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane and the like.

Z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。Z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。
また、中心金属が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、トリイソプロポキシアルミネート等を挙げることができる。
When Z is Ti, i.e., including titanium, for example, trimethoxy titanate, tetramethoxy titanate, triethoxy titanate, tetraethoxy titanate, tetrapropoxy titanate, chlorotrimethoxy titanate, chlorotriethoxy titanate, ethyl Examples include trimethoxy titanate, methyl triethoxy titanate, ethyl triethoxy titanate, diethyl diethoxy titanate, phenyl trimethoxy titanate, and phenyl triethoxy titanate. When Z is Zr, that is, the one containing zirconium can include, for example, zirconate corresponding to the compound exemplified as containing titanium.
In the case where the central metal is Al, that is, examples of the hydrolyzable compound containing aluminum include, for example, trimethoxy aluminate, triethoxy aluminate, tripropoxy aluminate, triisopropoxy aluminate and the like. be able to.

金属アルコキシドのなかでも、反応性、入手の容易性からSiのアルコキシドが好ましく、具体的には、シランカップリング剤に用いる化合物を好適に使用することができる。   Among metal alkoxides, Si alkoxides are preferable from the viewpoint of reactivity and availability, and specifically, compounds used for silane coupling agents can be suitably used.

前記金属アルコキシド化合物を含有する組成物を塗布し30〜200℃で加熱、乾燥して下塗層を塗設する際には、該金属アルコキシド化合物を含有する組成物に、該加水分解、重縮合反応用の触媒を含有することが好ましい。
該触媒としては、特に限定されないが、金属のキレート化合物やシランカップリング剤等が挙げられる。
When applying a composition containing the metal alkoxide compound, heating and drying at 30 to 200 ° C., and coating an undercoat layer, the hydrolysis and polycondensation are applied to the composition containing the metal alkoxide compound. It is preferable to contain the catalyst for reaction.
Although it does not specifically limit as this catalyst, A metal chelate compound, a silane coupling agent, etc. are mentioned.

金属のキレート化合物(以下、金属錯体とも称する)としては、特に限定されないが、周期律表の2A,3B,4A及び5A族から選ばれる金属元素とβ−ジケトン、ケトエステル、ヒドロキシカルボン酸又はそのエステル、アミノアルコール、エノール性活性水素化合物の中から選ばれるオキソ又はヒドロキシ酸素含有化合物から構成される金属錯体である。
構成金属元素の中では、Mg,Ca,St,Baなどの2A族元素、Al,Gaなどの3B族元素,Ti,Zrなどの4A族元素及びV,Nb及びTaなどの5A族元素が好ましく、それぞれ触媒効果の優れた錯体を形成する。その中でもZr、Al及びTiから得られる錯体が優れており、好ましい。
The metal chelate compound (hereinafter also referred to as a metal complex) is not particularly limited, but a metal element selected from groups 2A, 3B, 4A and 5A of the periodic table and β-diketone, ketoester, hydroxycarboxylic acid or ester thereof , A metal complex composed of an oxo- or hydroxy-oxygen-containing compound selected from amino alcohols and enolic active hydrogen compounds.
Among constituent metal elements, 2A group elements such as Mg, Ca, St and Ba, 3B group elements such as Al and Ga, 4A group elements such as Ti and Zr, and 5A group elements such as V, Nb and Ta are preferable. , Each forming a complex with excellent catalytic effect. Of these, complexes obtained from Zr, Al and Ti are excellent and preferred.

上記金属錯体の配位子を構成するオキソ又はヒドロキシ酸素含有化合物は、本発明においては、アセチルアセトン、アセチルアセトン(2,4−ペンタンジオン)、2,4−ヘプタンジオンなどのβジケトン、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、アセト酢酸ブチルなどのケトエステル類、乳酸、乳酸メチル、サリチル酸、サリチル酸エチル、サリチル酸フェニル、リンゴ酸,酒石酸、酒石酸メチルなどのヒドロキシカルボン酸及びそのエステル、4−ヒドロキシ−4−メチル−2−ペンタノン、4−ヒドロキシ−2−ペンタノン、4−ヒドロキシ−4−メチル−2−ペンタノン、4−ヒドロキシ−2−ヘプタノンなどのケトアルコール類、モノエタノールアミン、N,N−ジメチルエタノールアミン、N−メチル−モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミンなどのアミノアルコール類、メチロールメラミン、メチロール尿素、メチロールアクリルアミド、マロン酸ジエチルエステルなどのエノール性活性化合物、アセチルアセトン(2,4−ペンタンジオン)のメチル基、メチレン基またはカルボニル炭素に置換基を有する化合物が挙げられる。   In the present invention, the oxo- or hydroxy-oxygen-containing compound constituting the ligand of the metal complex is, for example, acetylacetone, acetylacetone (2,4-pentanedione), β-diketones such as 2,4-heptanedione, methyl acetoacetate, Ketoesters such as ethyl acetoacetate and butylacetoacetate, hydroxycarboxylic acids and esters thereof such as lactic acid, methyl lactate, salicylic acid, ethyl salicylate, phenyl salicylate, malic acid, tartaric acid, methyl tartrate, 4-hydroxy-4-methyl-2 -Keto alcohols such as pentanone, 4-hydroxy-2-pentanone, 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone, 4-hydroxy-2-heptanone, monoethanolamine, N, N-dimethylethanolamine, N- Methyl-monoethanolamine Amino alcohols such as diethanolamine and triethanolamine, methylol melamine, methylol urea, methylol acrylamide, enol active compounds such as malonic acid diethyl ester, methyl group, methylene group or carbonyl carbon of acetylacetone (2,4-pentanedione) The compound which has a substituent is mentioned.

好ましい配位子はアセチルアセトン誘導体であり、アセチルアセトン誘導体は、本発明においては、アセチルアセトンのメチル基、メチレン基またはカルボニル炭素に置換基を有する化合物を指す。アセチルアセトンのメチル基に置換する置換基としては、いずれも炭素数が1〜3の直鎖又は分岐のアルキル基、アシル基、ヒドロキシアルキル基、カルボキシアルキル基、アルコキシ基、アルコキシアルキル基であり、アセチルアセトンのメチレン基に置換する置換基としてはカルボキシル基、いずれも炭素数が1〜3の直鎖又は分岐のカルボキシアルキル基及びヒドロキシアルキル基であり、アセチルアセトンのカルボニル炭素に置換する置換基としては炭素数が1〜3のアルキル基であってこの場合はカルボニル酸素には水素原子が付加して水酸基となる。   A preferred ligand is an acetylacetone derivative. In the present invention, the acetylacetone derivative refers to a compound having a substituent on the methyl group, methylene group or carbonyl carbon of acetylacetone. As the substituents substituted on the methyl group of acetylacetone, all are linear or branched alkyl groups having 1 to 3 carbon atoms, acyl groups, hydroxyalkyl groups, carboxyalkyl groups, alkoxy groups, alkoxyalkyl groups, and acetylacetone As a substituent for the methylene group, a carboxyl group, each of which is a linear or branched carboxyalkyl group and a hydroxyalkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and a substituent for the carbonyl carbon of acetylacetone is a carbon number. Is an alkyl group of 1 to 3, and in this case, a hydrogen atom is added to the carbonyl oxygen to form a hydroxyl group.

好ましいアセチルアセトン誘導体の具体例としては、アセチルアセトン、エチルカルボニルアセトン、n−プロピルカルボニルアセトン、i−プロピルカルボニルアセトン、ジアセチルアセトン、1―アセチル−1−プロピオニル−アセチルアセトン、ヒドロキシエチルカルボニルアセトン、ヒドロキシプロピルカルボニルアセトン、アセト酢酸、アセトプロピオン酸、ジアセト酢酸、3,3−ジアセトプロピオン酸、4,4−ジアセト酪酸、カルボキシエチルカルボニルアセトン、カルボキシプロピルカルボニルアセトン、ジアセトンアルコールが挙げられる。中でも、アセチルアセトン及びジアセチルアセトンがとくに好ましい。上記のアセチルアセトン誘導体と上記金属元素の錯体は、金属元素1個当たりにアセチルアセトン誘導体が1〜4分子配位する単核錯体であり、金属元素の配位可能の手がアセチルアセトン誘導体の配位可能結合手の数の総和よりも多い場合には、水分子、ハロゲンイオン、ニトロ基、アンモニオ基など通常の錯体に汎用される配位子が配位してもよい。   Specific examples of preferred acetylacetone derivatives include acetylacetone, ethylcarbonylacetone, n-propylcarbonylacetone, i-propylcarbonylacetone, diacetylacetone, 1-acetyl-1-propionyl-acetylacetone, hydroxyethylcarbonylacetone, hydroxypropylcarbonylacetone, Examples include acetoacetic acid, acetopropionic acid, diacetoacetic acid, 3,3-diacetopropionic acid, 4,4-diacetobutyric acid, carboxyethylcarbonylacetone, carboxypropylcarbonylacetone, and diacetone alcohol. Of these, acetylacetone and diacetylacetone are particularly preferred. The complex of the above acetylacetone derivative and the above metal element is a mononuclear complex in which one to four molecules of the acetylacetone derivative are coordinated per metal element, and the coordinateable bond of the acetylacetone derivative is a coordinateable bond of the acetylacetone derivative. When the number of hands is larger than the total number of hands, ligands commonly used for ordinary complexes such as water molecules, halogen ions, nitro groups, and ammonio groups may coordinate.

好ましい金属錯体の例としては、トリス(アセチルアセトナト)アルミニウム錯塩、ジ(アセチルアセトナト)アルミニウム・アコ錯塩、モノ(アセチルアセトナト)アルミニウム・クロロ錯塩、ジ(ジアセチルアセトナト)アルミニウム錯塩、エチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムトリス(エチルアセトアセテート)、環状アルミニウムオキサイドイソプロピレート、トリス(アセチルアセトナト)バリウム錯塩、ジ(アセチルアセトナト)チタニウム錯塩、トリス(アセチルアセトナト)チタニウム錯塩、ジ−i−プロポキシ・ビス(アセチルアセトナト)チタニウム錯塩、ジルコニウムトリス(エチルアセトアセテート)、ジルコニウムトリス(安息香酸)錯塩、オルトチタン酸テトラエチル、テトライソプロポキシジルコニウム等が挙げられる。これらは水系塗布液での安定性及び、加熱乾燥時のゾルゲル反応でのゲル化促進効果に優れているが、中でも、特にエチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムトリス(エチルアセトアセテート)、ジ(アセチルアセトナト)チタニウム錯塩、ジルコニウムトリス(エチルアセトアセテート)、オルトチタン酸テトラエチル、テトライソプロポキシジルコニウムが好ましい。   Examples of preferred metal complexes include tris (acetylacetonato) aluminum complex, di (acetylacetonato) aluminum / aco complex, mono (acetylacetonato) aluminum / chloro complex, di (diacetylacetonato) aluminum complex, ethylacetate Acetate aluminum diisopropylate, aluminum tris (ethylacetoacetate), cyclic aluminum oxide isopropylate, tris (acetylacetonato) barium complex, di (acetylacetonato) titanium complex, tris (acetylacetonato) titanium complex, di-i -Propoxy bis (acetylacetonato) titanium complex salt, zirconium tris (ethyl acetoacetate), zirconium tris (benzoic acid) complex salt, tetraethyl orthotitanate, teto Iso propoxy zirconium and the like. These are excellent in stability in aqueous coating solutions and in gelation promotion effect in sol-gel reaction during heat drying, and among them, ethyl acetoacetate aluminum diisopropylate, aluminum tris (ethyl acetoacetate), di ( Acetylacetonato) titanium complex, zirconium tris (ethylacetoacetate), tetraethyl orthotitanate, and tetraisopropoxyzirconium are preferred.

上記した金属錯体の対塩の記載を本明細書においては省略しているが、対塩の種類は、錯体化合物としての電荷の中性を保つ水溶性塩である限り任意であり、例えば硝酸塩、ハロゲン酸塩、硫酸塩、燐酸塩などの化学量論的中性が確保される塩の形が用いられる。金属錯体のシリカゾルゲル反応での挙動については、J.Sol-Gel.Sci.and Tec. 16.209(1999)に詳細な記載がある。反応メカニズムとしては以下のスキームを推定している。すなわち、塗布液中では、金属錯体は、配位構造を取って安定であり、塗布後の加熱乾燥過程に始まる脱水縮合反応では、酸触媒に似た機構で架橋を促進させるものと考えられる。いずれにしても、この金属錯体を用いたことにより塗布液経時安定性及び皮膜面質の改善と、高耐久性を満足させるに至った。   Although the description of the counter salt of the metal complex described above is omitted in this specification, the type of the counter salt is arbitrary as long as it is a water-soluble salt that maintains the neutrality of the charge as the complex compound, such as nitrate, Salt forms such as halogenates, sulfates, phosphates, etc., that ensure stoichiometric neutrality are used. The behavior of the metal complex in the silica sol-gel reaction is described in detail in J. Sol-Gel. Sci. And Tec. 16.209 (1999). The following scheme is estimated as the reaction mechanism. That is, in the coating solution, the metal complex has a coordinated structure and is stable, and in the dehydration condensation reaction that starts in the heat drying process after coating, it is considered that crosslinking is promoted by a mechanism similar to an acid catalyst. In any case, the use of this metal complex has led to satisfaction of coating solution aging stability and film surface quality and high durability.

上記の金属錯体触媒は、市販品として容易に入手でき、また公知の合成方法、例えば各金属塩化物とアルコールとの反応によっても得られる。   The above metal complex catalyst can be easily obtained as a commercial product, and can also be obtained by a known synthesis method, for example, reaction of each metal chloride with an alcohol.

また、シランカップリング剤としては、特に限定されないが、酸性またはアルカリ性を示す官能基を有するものが挙げられ、さらに詳細には、りん酸、ペルオキソ酸、カルボン酸、カルボヒドラゾン酸、カルボキシイミド酸、スルホン酸、スルフィン酸、スルフェン酸、セレノン酸、セレニン酸、セレネン酸、テルロン酸、及び上記のアルカリ金属塩などといった酸性を示す官能基、或いは、アミノ基などといった塩基性を示す官能基を有するシランカップリング剤が挙げられる。   Examples of the silane coupling agent include, but are not limited to, those having a functional group exhibiting acidity or alkalinity, and more specifically, phosphoric acid, peroxoacid, carboxylic acid, carbohydrazone acid, carboxyimide acid, Silanes having a functional group showing acidity such as sulfonic acid, sulfinic acid, sulfenic acid, selenonic acid, selenic acid, selenic acid, telluronic acid, and the above alkali metal salts, or a basic functional group such as amino group A coupling agent is mentioned.

また、上記下塗層に用いられる触媒としては、上記の金属キレート化合物やシランカップリング剤の他、塩酸などのハロゲン化水素、硝酸、硫酸、亜硫酸、硫化水素、過塩素酸、過酸化水素、炭酸、蟻酸や酢酸などのカルボン酸、そのRCOOHで表される構造式のRを他元素または置換基によって置換した置換カルボン酸、ベンゼンスルホン酸などのスルホン酸などの酸性を示す化合物、あるいは、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の塩基性化合物等を用いても良い。   In addition to the metal chelate compound and silane coupling agent described above, the catalyst used for the undercoat layer is hydrogen halide such as hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, sulfurous acid, hydrogen sulfide, perchloric acid, hydrogen peroxide, Carbonic acid, carboxylic acids such as formic acid and acetic acid, substituted carboxylic acids obtained by substituting R in the structural formula represented by RCOOH with other elements or substituents, compounds exhibiting acidity such as sulfonic acids such as benzenesulfonic acid, or ammonia A basic compound such as an ammoniacal base such as water or an amine such as ethylamine or aniline may be used.

しかしながら、30〜200℃という比較的低温度で、金属アルコキシド化合物の加水分解、重縮合を効率良く行うという点、親水性層との密着性をさらに向上させるために加熱、乾燥後に該下塗層中に触媒が活性を持って残存できるという点で、金属キレート化合物及びシランカップリング剤が好ましく、さらに、下塗層用塗布液の経時安定性及び下塗層皮膜面質の改善と、高耐久性を満足という点で、金属キレート化合物が好ましい。   However, in order to further improve the adhesion with the hydrophilic layer, the undercoat layer is heated and dried in order to efficiently perform hydrolysis and polycondensation of the metal alkoxide compound at a relatively low temperature of 30 to 200 ° C. A metal chelate compound and a silane coupling agent are preferable in that the catalyst can remain active in the inside. Further, the stability of the coating solution for the undercoat layer and the surface quality of the undercoat layer are improved, and the durability is high. From the viewpoint of satisfying the properties, metal chelate compounds are preferred.

本発明の親水性部材の下塗層は、基材上に上記金属アルコキシド化合物を少なくとも有する組成物を、基材上に、塗布し、加熱、乾燥することにより、該組成物が加水分解、重縮合させて、形成することができるが、下塗層形成のための加熱温度は、30〜200℃の範囲が好ましく、製造適性などの点から加熱温度は150℃以下であることがより好ましい。
また、加熱時間は、ゾル液中の溶媒が除去され、強固な皮膜が形成できれば特に制限はないが、製造適性などの点から1時間以内が好ましい。
本発明の親水性部材における下塗層は、公知の塗布方法で作成することが可能であり、特に限定がなく、例えばスプレーコーティング法、ディップコーティング法、フローコーティング法、スピンコーティング法、ロールコーティング法、フィルムアプリケーター法、スクリーン印刷法、バーコーター法、刷毛塗り、スポンジ塗り等の方法が適用できる。
The undercoat layer of the hydrophilic member of the present invention is obtained by applying a composition having at least the above metal alkoxide compound on a substrate, heating the substrate, and drying the composition. Although it can be formed by condensation, the heating temperature for forming the undercoat layer is preferably in the range of 30 to 200 ° C., and the heating temperature is more preferably 150 ° C. or less from the viewpoint of manufacturability.
The heating time is not particularly limited as long as the solvent in the sol solution can be removed and a strong film can be formed, but is preferably within 1 hour from the viewpoint of production suitability and the like.
The undercoat layer in the hydrophilic member of the present invention can be prepared by a known coating method, and is not particularly limited. For example, spray coating method, dip coating method, flow coating method, spin coating method, roll coating method. A film applicator method, a screen printing method, a bar coater method, a brush coating, a sponge coating or the like can be applied.

また、本発明の親水性部材の下塗層は、プラズマエッチングまたは下塗層用塗布液中に粒子を混入させて、微細凹凸を設けることにより、該下塗層表面の見かけ面積当たりの−OH基量を多くなり、それにより親水性層の界面における密着性をさらに高いものとすることができる。   Further, the undercoat layer of the hydrophilic member of the present invention is formed by mixing particles in plasma etching or an undercoat layer coating solution to provide fine irregularities, whereby -OH per apparent area of the undercoat layer surface. The amount of the base can be increased, and thereby the adhesiveness at the interface of the hydrophilic layer can be further increased.

本発明の親水性部材は、上記の下塗層上にさらに親水性層を有する。
親水性層としては、特に限定されないが、a)親水性ポリマー、b)Si、Ti,Zr、Alから選択される金属アルコキシド化合物、c)前記b)の金属アルコキシド化合物を加水分解、重縮合し、前記a)の親水性ポリマーとの結合を生起する触媒を含有する組成物を、加水分解、重縮合させたものであることが好ましい。
上記のような親水性層は、前記の下塗層と同様のゾルゲル架橋構造を有し、金属アルコキシド化合物と、親水性グラフト鎖を形成しうる親水性の官能基を有する化合物と、適切な触媒とを用いて、適宜、形成することができる。金属アルコキシドのなかでも、反応性、入手の容易性からSiのアルコキシドが好ましく、具体的には、シランカップリング剤に用いる化合物を好適に使用することができる。
The hydrophilic member of the present invention further has a hydrophilic layer on the undercoat layer.
The hydrophilic layer is not particularly limited, but a) a hydrophilic polymer, b) a metal alkoxide compound selected from Si, Ti, Zr, and Al, c) the metal alkoxide compound of b) is hydrolyzed and polycondensed. The composition containing a catalyst that causes a bond with the hydrophilic polymer of a) is preferably hydrolyzed and polycondensed.
The hydrophilic layer as described above has the same sol-gel cross-linking structure as the undercoat layer, a metal alkoxide compound, a compound having a hydrophilic functional group capable of forming a hydrophilic graft chain, and an appropriate catalyst. And can be appropriately formed. Among metal alkoxides, Si alkoxides are preferable from the viewpoint of reactivity and availability, and specifically, compounds used for silane coupling agents can be suitably used.

このようなポリマー鎖の片末端が固定されずポリマー鎖の運動性が大きい親水性層は、例えば、(A)シランカップリング基等の反応性基を末端に有する下記一般式(I)で表される高分子化合物、または、該反応性基を幹ポリマーの側鎖として有する下記一般式(II)、(III)で表される高分子化合物と、(B)加水分解性の金属アルコキシド化合物と、該加水分解及び重縮合を生起する触媒とを含有する親水性塗布液組成物を調製し、それを塗布、乾燥して表面親水性層を形成することにより容易に形成し得る。以下に、この好ましい態様である親水性層を形成するための親水性塗布液組成物に含まれる各成分について説明する。   Such a hydrophilic layer in which one end of the polymer chain is not fixed and the polymer chain has high mobility is represented by, for example, (A) the following general formula (I) having a reactive group such as a silane coupling group at the end. A polymer compound represented by the following general formulas (II) and (III) having the reactive group as a side chain of the trunk polymer, and (B) a hydrolyzable metal alkoxide compound It can be easily formed by preparing a hydrophilic coating liquid composition containing a catalyst that causes hydrolysis and polycondensation, and coating and drying it to form a surface hydrophilic layer. Below, each component contained in the hydrophilic coating liquid composition for forming the hydrophilic layer which is this preferable aspect is demonstrated.

〔親水性ポリマー〕
本発明に使用される親水性ポリマーは、親水性基を有し、且つSi、Ti、Zr、Alから選択される金属アルコキシド化合物と、触媒の作用等により結合を生じる基を有するポリマーである。親水性基としては、好ましくはカルボキシ基、カルボキシ基のアルカリ金属塩、スルホン酸基、スルホン酸基のアルカリ金属塩、ヒドロキシ基、アミド基、カルバモイル基、スルホンアミド基、スルファモイル基等の官能基が挙げられる。これらの基は、ポリマー中のどの位置に存在しても良い。ポリマー主鎖より直接、または連結基を介し結合しているか、ポリマー側鎖やグラフト側鎖中に結合しており、複数個が存在するポリマー構造が好ましい。金属アルコキシド化合物と、触媒の作用により結合を生じる基としては、カルボキシル基、カルボキシ基のアルカリ金属塩、無水カルボン酸基、アミノ基、ヒドロキシ基、エポキシ基、メチロール基、メルカプト基、イソシアナート基、ブロックイソシアナート基、アルコキシシリル基、アルコキシチタネート基、アルコキシアルミネート基、アルコキシジルコネート基、エチレン性不飽和基、エステル基、テトラゾール基などの反応性基が挙げられる。また親水性基、および金属アルコキシド化合物と触媒の作用等により結合を生じる基を有するポリマー構造としては、エチレン性不飽和基(例えばアクリレート基、メタクリレート基、イタコン酸基、クロトン酸基、桂皮酸基、スチレン基、ビニル基、アリル基、ビニルエーテル基、ビニルエステル基など)がビニル重合したポリマー、ポリエステル、ポリアミド、ポリアミック酸などのような縮重合したポリマー、ポリウレタンなどのような付加重合したポリマーの他、セルロース、アミロース、キトサンなどの天然物環状ポリマー構造を好ましく挙げることができる。
[Hydrophilic polymer]
The hydrophilic polymer used in the present invention is a polymer having a hydrophilic group and a group that forms a bond with a metal alkoxide compound selected from Si, Ti, Zr, and Al by the action of a catalyst or the like. The hydrophilic group is preferably a carboxy group, an alkali metal salt of a carboxy group, a sulfonic acid group, an alkali metal salt of a sulfonic acid group, a hydroxyl group, an amide group, a carbamoyl group, a sulfonamide group, a sulfamoyl group or the like. Can be mentioned. These groups may be present at any position in the polymer. A polymer structure in which a plurality of polymers are bonded directly from a polymer main chain or via a linking group, or bonded to a polymer side chain or a graft side chain, is preferred. Examples of the group that forms a bond with the metal alkoxide compound by the action of a catalyst include a carboxyl group, an alkali metal salt of a carboxy group, a carboxylic anhydride group, an amino group, a hydroxy group, an epoxy group, a methylol group, a mercapto group, an isocyanate group, Examples thereof include reactive groups such as a block isocyanate group, an alkoxysilyl group, an alkoxytitanate group, an alkoxyaluminate group, an alkoxyzirconate group, an ethylenically unsaturated group, an ester group, and a tetrazole group. The polymer structure having a hydrophilic group and a group that forms a bond with a metal alkoxide compound by the action of a catalyst or the like includes an ethylenically unsaturated group (for example, an acrylate group, a methacrylate group, an itaconic acid group, a crotonic acid group, a cinnamic acid group). Styrene group, vinyl group, allyl group, vinyl ether group, vinyl ester group, etc.), polymer obtained by vinyl polymerization, polycondensation polymer such as polyester, polyamide, polyamic acid, etc., addition polymer such as polyurethane, etc. Preferred examples include natural cyclic polymer structures such as cellulose, amylose and chitosan.

また、本発明に使用される親水性ポリマーはその構成単位であるモノマーのlogPが−3〜2であるのが好ましく、−2〜0あるのがより好ましい。この範囲において、良好な親水性が得られる。
ここでlogPとは、Medicinal Chemistry Project, Pomona College, Claremont, Californiaで開発され、Daylight Chemical Information System Inc. より入手できるソフトウェアPCModelsを用いて算出した化合物のオクタノール/水分配係数(P)の値の対数である。
Moreover, it is preferable that logP of the monomer which is the structural unit of the hydrophilic polymer used for this invention is -3-2, and it is more preferable that it is -2-0. In this range, good hydrophilicity can be obtained.
Here, log P is the logarithm of the value of the octanol / water partition coefficient (P) of a compound calculated using the software PCModels developed by Medicinal Chemistry Project, Pomona College, Claremont, California and available from Daylight Chemical Information System Inc. It is.

本発明に用いうる親水性ポリマーとしては、アクリル酸エステル類、メタクリル酸エステル類、アクリルアミド類、メタクリルアミド類、ビニル類或いはその加水分解物、スチレン類、アクリル酸又はその塩、メタクリル酸又はその塩、アクリルニトリル、無水マレイン酸類、マレイン酸イミド類などのモノマーを原料とするポリマーが挙げられる。
特に上記のモノマーでもアミノ基、アンモニウム基、水酸基、スルホンアミド基、カルボキシル基又はその塩、リン酸基又はその塩、スルホン酸基又はその塩、エーテル基特にエチレンオキシ基を有するモノマーが好ましい。
また、上記以外に主鎖にウレタン結合、或いはアミド結合、或いはウレア結合を有する親水性ポリマーも使用することが可能である。
Examples of hydrophilic polymers that can be used in the present invention include acrylic esters, methacrylic esters, acrylamides, methacrylamides, vinyls or hydrolysates thereof, styrenes, acrylic acid or salts thereof, methacrylic acids or salts thereof. , Acrylonitrile, maleic anhydrides, maleic imides, and other polymers as raw materials.
Among these monomers, monomers having an amino group, an ammonium group, a hydroxyl group, a sulfonamide group, a carboxyl group or a salt thereof, a phosphoric acid group or a salt thereof, a sulfonic acid group or a salt thereof, an ether group, particularly an ethyleneoxy group are preferable.
In addition to the above, hydrophilic polymers having a urethane bond, an amide bond, or a urea bond in the main chain can also be used.

アクリル酸エステル類の具体例としては、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、2−ヒドロキシペンチルアクリレート、トリメチロールプロパンモノアクリレート、ペンタエリスリトールモノアクリレート、ヒドロキシベンジルアクリレート、ジヒドロキシフェネチルアクリレート、フルフリルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、スルファモイルフェニルアクリレート、2−(ヒドロキシフェニルカルボニルオキシ)エチルアクリレート、ジエチレングリコールエチルエーテルアクリレート、2−エトキシエチルアクリレート等が挙げられる。   Specific examples of acrylic esters include 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, 2-hydroxypentyl acrylate, trimethylolpropane monoacrylate, pentaerythritol monoacrylate, hydroxybenzyl acrylate, dihydroxyphenethyl acrylate, furfuryl acrylate , Tetrahydrofurfuryl acrylate, sulfamoylphenyl acrylate, 2- (hydroxyphenylcarbonyloxy) ethyl acrylate, diethylene glycol ethyl ether acrylate, 2-ethoxyethyl acrylate and the like.

メタクリル酸エステル類の具体例としては、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロキシプロピルメタクリレート、2−ヒドロキシペンチルメタクリレート、トリメチロールプロパンモノメタクリレート、ペンタエリスリトールモノメタクリレート、ジヒドロキシフェネチルメタクリレート、フルフリルメタクリレート、テトラヒドロフルフリルメタクリレート、スルファモイルフェニルメタクリレート、2−(ヒドロキシフェニルカルボニルオキシ)エチルメタクリレート、ジエチレングリコールエチルエーテルメタクリレート、2−エトキシエチルメタクリレート、メトキシテトラエチレングリコールモノメタクリレート等が挙げられる。   Specific examples of methacrylic acid esters include 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate, 2-hydroxypentyl methacrylate, trimethylolpropane monomethacrylate, pentaerythritol monomethacrylate, dihydroxyphenethyl methacrylate, furfuryl methacrylate, tetrahydrofurfuryl. Examples include methacrylate, sulfamoylphenyl methacrylate, 2- (hydroxyphenylcarbonyloxy) ethyl methacrylate, diethylene glycol ethyl ether methacrylate, 2-ethoxyethyl methacrylate, and methoxytetraethylene glycol monomethacrylate.

アクリルアミド類の具体例としては、アクリルアミド、N−メチルアクリルアミド、N−エチルアクリルアミド、N−プロピルアクリルアミド、N−ブチルアクリルアミド、N−ヒドロキシエチルアクリルアミド、N−フェニルアクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N−メチル−N−フェニルアクリルアミド、N−ヒドロキシエチル−N−メチルアクリルアミド等が挙げられる。   Specific examples of acrylamides include acrylamide, N-methylacrylamide, N-ethylacrylamide, N-propylacrylamide, N-butylacrylamide, N-hydroxyethylacrylamide, N-phenylacrylamide, N, N-dimethylacrylamide, N- Examples include methyl-N-phenylacrylamide, N-hydroxyethyl-N-methylacrylamide and the like.

メタクリルアミド類の具体例としては、メタクリルアミド、N−メチルメタクリルアミド、N−エチルメタクリルアミド、N−プロピルメタクリルアミド、N−ブチルメタクリルアミド、N−ヒドロキシエチルメタクリルアミド、N−(スルファモイルフェニル)メタクリルアミド、N−(フェニルスルホニル)メタクリルアミド、N,N−ジメチルメタクリルアミド、N−メチル−N−フェニルメタクリルアミド、N−ヒドロキシエチル−N−メチルメタクリルアミド等が挙げられる。   Specific examples of methacrylamides include methacrylamide, N-methylmethacrylamide, N-ethylmethacrylamide, N-propylmethacrylamide, N-butylmethacrylamide, N-hydroxyethylmethacrylamide, N- (sulfamoylphenyl). ) Methacrylamide, N- (phenylsulfonyl) methacrylamide, N, N-dimethylmethacrylamide, N-methyl-N-phenylmethacrylamide, N-hydroxyethyl-N-methylmethacrylamide and the like.

ビニル類の具体例としては、ビニルアセテート、ビニルピロリドン等が挙げられる。
スチレン類の具体例としては、トリメトキシスチレン、カルボキシスチレン、スチレンスルホン又はその塩等が挙げられる。
Specific examples of vinyls include vinyl acetate and vinyl pyrrolidone.
Specific examples of styrenes include trimethoxystyrene, carboxystyrene, styrene sulfone or a salt thereof.

具体的には一般式(I)、(II)及び(III)で表される構造を挙げられる。   Specific examples include structures represented by general formulas (I), (II), and (III).

Figure 2008132474
Figure 2008132474

一般式(I)〜(III)中、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9およびR10はそれぞれ独立に水素原子又は炭化水素基を表し、mとnはモノマーのモル比を表わす。ただし、m1≧5、m2≧50、m1+n1=100、m2+n2=100である。Xは加水分解性シリル基(以下、反応性基ということがある)を表し、A、L、L、L3、L4及びL5は、それぞれ独立に単結合または連結基を示し、Yは−NHCOR11、−CONH2、−CON(R112、−COR11、−OH、−CO2M、−SO3M、−POM、−OPOM又は−N(R11を表す。ここで、R11は炭素数1〜18のアルキル基、アリール基、アラルキル基を表し、Mは水素原子、アルカリ金属、アルカリ土類金属又はオニウムを表し、Zはハロゲンイオンを表す。Bは下記一般式(IV)を表す。 In the general formulas (I) to (III), R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 , R 8 , R 9 and R 10 are each independently a hydrogen atom or a hydrocarbon group. M and n represent the molar ratio of monomers. However, m1 ≧ 5, m2 ≧ 50, m1 + n1 = 100, and m2 + n2 = 100. X represents a hydrolyzable silyl group (hereinafter sometimes referred to as a reactive group), A, L 1 , L 2 , L 3 , L 4 and L 5 each independently represent a single bond or a linking group, Y represents —NHCOR 11 , —CONH 2 , —CON (R 11 ) 2 , —COR 11 , —OH, —CO 2 M, —SO 3 M, —PO 3 M, —OPO 3 M or —N (R 11 3 represents Z 1 . Here, R 11 represents an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an aryl group, or an aralkyl group, M represents a hydrogen atom, an alkali metal, an alkaline earth metal, or onium, and Z 1 represents a halogen ion. B represents the following general formula (IV).

Figure 2008132474
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一般式(IV)中、R1、R2、L及びYは一般式(I)中のものと同じものを表す。 In general formula (IV), R 1 , R 2 , L 1 and Y represent the same as those in general formula (I).

本発明で用いられる親水性ポリマーは、反応性基と親水性基を有する。反応性基は、主鎖の一つの末端のみに有する場合や、主鎖に複数個有する場合などがある。
「反応性基」は、金属アルコキシドの加水分解、重縮合物に反応して化学結合を形成できる官能基を意味する。また、反応性基同士が化学結合を形成してもよい。親水性ポリマーは、水溶性であることが好ましく、金属アルコキシドの加水分解、重縮合物と反応することにより水不溶性になることが好ましい。
化学結合は、通常の意味と同様に、共有結合、イオン結合、配位結合、水素結合を含む。化学結合は、共有結合であることが好ましい。
反応性基は、一般には、ポリマーの架橋剤に含まれる反応性基と同様であり、熱または光により架橋を形成できる化合物である。架橋剤について、「架橋剤ハンドブック」山下晋三、金子東助著、大成社刊(1981)に記載がある。
The hydrophilic polymer used in the present invention has a reactive group and a hydrophilic group. There may be a case where the reactive group is present only at one end of the main chain or a case where a plurality of reactive groups are present in the main chain.
The “reactive group” means a functional group capable of forming a chemical bond by reacting with a hydrolysis or polycondensate of a metal alkoxide. Moreover, reactive groups may form a chemical bond. The hydrophilic polymer is preferably water-soluble, and preferably becomes water-insoluble by reacting with a hydrolysis or polycondensate of a metal alkoxide.
The chemical bond includes a covalent bond, an ionic bond, a coordination bond, and a hydrogen bond in the usual meaning. The chemical bond is preferably a covalent bond.
The reactive group is generally the same as the reactive group contained in the crosslinking agent of the polymer, and is a compound that can form a crosslink by heat or light. The crosslinking agent is described in “Crosslinking agent handbook” by Shinzo Yamashita, Tosuke Kaneko, published by Taiseisha (1981).

反応性基の例は、カルボキシル(HOOC−)、その塩(MOOC−、Mはカチオン)、無水カルボン酸基(例えば、無水コハク酸、無水フタル酸または無水マレイン酸から誘導される一価の基)、アミノ(H2N−)、ヒドロキシル(HO−)、エポキシ基(例、グリシジル基)、メチロール(HO−CH2−)、メルカプト(HS−)、イソシアナート(OCN−)、ブロックイソシアナート基、アルコキシシリル基、アルコキシチタネート基、アルコキシジルコネート基、エチレン性不飽和二重結合、エステル結合、テトラゾール基を含む。反応性基としては、アルコキシシリル基が最も好ましい。片末端には、2以上の反応性基を有していてもよい。2以上の反応性基は、互いに異なっていてもよい。 Examples of reactive groups are carboxyl (HOOC-), salts thereof (MOOC-, where M is a cation), carboxylic anhydride groups (eg monovalent groups derived from succinic anhydride, phthalic anhydride or maleic anhydride). ), Amino (H 2 N—), hydroxyl (HO—), epoxy group (eg, glycidyl group), methylol (HO—CH 2 —), mercapto (HS—), isocyanate (OCN—), block isocyanate Group, alkoxysilyl group, alkoxy titanate group, alkoxy zirconate group, ethylenically unsaturated double bond, ester bond, tetrazole group. As the reactive group, an alkoxysilyl group is most preferable. One end may have two or more reactive groups. Two or more reactive groups may be different from each other.

親水性ポリマーの繰り返し単位と反応性基との間や、親水性ポリマーの繰り返し単位と主鎖に連結基が介在していることが好ましい。連結基AおよびL1、L2,L3は、それぞれ独立に単結合または、−O−、−S−、−CO−、−NH−、−N<、脂肪族基、芳香族基、複素環基、およびそれらの組合せから選ばれることが好ましい。連結基は、−O−、−S−、−CO−、−NH−、あるいは、−O−または−S−または−CO−または−NH−を含む組合せであることが好ましい。 It is preferable that a linking group is interposed between the repeating unit of the hydrophilic polymer and the reactive group, or between the repeating unit of the hydrophilic polymer and the main chain. The linking groups A and L 1 , L 2 and L 3 are each independently a single bond, or —O—, —S—, —CO—, —NH—, —N <, an aliphatic group, an aromatic group, a complex It is preferably selected from cyclic groups and combinations thereof. The linking group is preferably —O—, —S—, —CO—, —NH—, or a combination containing —O—, —S—, —CO— or —NH—.

(末端に反応性基を有する親水性ポリマー(I))
片末端に反応性基を有する親水性ポリマーは、例えば、連鎖移動剤(ラジカル重合ハンドブック(エヌ・ティー・エス、蒲池幹治、遠藤剛)に記載)やIniferter (Macromolecules1986,19,p287−(Otsu)に記載)の存在下に、親水性モノマー(例、アクリルアミド、アクリル酸、メタクリル酸3−スルホプロピルのカリウム塩)をラジカル重合させることにより合成できる。連鎖移動剤の例は、3−メルカプトプロピオン酸、2−アミノエタンチオール塩酸塩、3−メルカプトプロパノール、2−ヒドロキシエチルジスルフィド、3−メルカプトプロピルトリメトキシシランを含む。また、連鎖移動剤を使用せず、反応性基(例、カルボキシル)を有するラジカル重合開始剤を用いて、親水性モノマー(例、アクリルアミド)をラジカル重合させてもよい。
片末端に反応性基を有する親水性ポリマーの質量平均分子量は、100万以下が好ましく、1000乃至100万がさらに好ましく、2000乃至10万が最も好ましい。
(Hydrophilic polymer having a reactive group at the terminal (I))
Hydrophilic polymers having a reactive group at one end are, for example, chain transfer agents (described in radical polymerization handbook (NTS, Mikiji Tsunoike, Takeshi Endo)) and Iniferter (Macromolecules 1986, 19, p287- (Otsu)). In the presence of a hydrophilic monomer (eg, acrylamide, acrylic acid, potassium salt of 3-sulfopropyl methacrylate) by radical polymerization. Examples of chain transfer agents include 3-mercaptopropionic acid, 2-aminoethanethiol hydrochloride, 3-mercaptopropanol, 2-hydroxyethyl disulfide, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane. Alternatively, a hydrophilic monomer (eg, acrylamide) may be radically polymerized using a radical polymerization initiator having a reactive group (eg, carboxyl) without using a chain transfer agent.
The mass average molecular weight of the hydrophilic polymer having a reactive group at one end is preferably 1,000,000 or less, more preferably 1,000 to 1,000,000, and most preferably 2,000 to 100,000.

この一般式(I)で表される高分子化合物は、末端に反応性基を有する親水性ポリマーである。上記一般式(I)において、R1、R2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す。炭化水素基としては、アルキル基、アリール基などが挙げられ、炭素数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。R1、R2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。 The polymer compound represented by the general formula (I) is a hydrophilic polymer having a reactive group at the terminal. In the general formula (I), R 1, R 2 each independently represents a hydrocarbon group having 8 or less hydrogen atom or a carbon. Examples of the 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.

これらの炭化水素基は更に置換基を有していてもよい。アルキル基が置換基を有するとき、置換アルキル基は置換基とアルキレン基との結合により構成され、ここで、置換基としては、水素を除く一価の非金属原子団が用いられる。好ましい例としては、ハロゲン原子(−F、−Br、−Cl、−I)、アルコキシ基、アリーロキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、N−アルキルアミノ基、N,N−ジアルキルアミノ基、アシルオキシ基、N−アルキルカルバモイルオキシ基、N−アリールカバモイルオキシ基、アシルアミノ基、ホルミル基、アシル基、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基、アリーロキシカルボニル基、カルバモイル基、N−アルキルカルバモイル基、N,N−ジアルキルカルバモイル基、N−アリールカルバモイル基、N−アルキル−N−アリールカルバモイル基、スルホ基、スルホナト基、スルファモイル基、N−アルキルスルファモイル基、N,N−ジアルキルスルファモイル基、N−アリールスルファモイル基、N−アルキル−N−アリールスルファモイル基、ホスフォノ基、ホスフォナト基、ジアルキルホスフォノ基、ジアリールホスフォノ基、モノアルキルホスフォノ基、アルキルホスフォナト基、モノアリールホスフォノ基、アリールホスフォナト基、ホスフォノオキシ基、ホスフォナトオキシ基、アリール基、アルケニル基が挙げられる。   These hydrocarbon groups may further have a substituent. When the alkyl group has a substituent, the substituted alkyl group is composed of a bond between the substituent and the alkylene group, and a monovalent nonmetallic atomic group excluding hydrogen is used as the substituent. Preferred examples include halogen atoms (—F, —Br, —Cl, —I), alkoxy groups, aryloxy groups, alkylthio groups, arylthio groups, N-alkylamino groups, N, N-dialkylamino groups, acyloxy groups, N-alkylcarbamoyloxy group, N-arylcarbamoyloxy group, acylamino group, formyl group, acyl group, carboxyl group, alkoxycarbonyl group, aryloxycarbonyl group, carbamoyl group, N-alkylcarbamoyl group, N, N-dialkyl Carbamoyl group, N-arylcarbamoyl group, N-alkyl-N-arylcarbamoyl group, sulfo group, sulfonate group, sulfamoyl group, N-alkylsulfamoyl group, N, N-dialkylsulfamoyl group, N-arylsulfuryl group Famoyl group, N-alkyl-N- Lillesulfamoyl group, phosphono group, phosphonate group, dialkyl phosphono group, diaryl phosphono group, monoalkyl phosphono group, alkyl phosphonate group, monoaryl phosphono group, aryl phosphonate group, phosphonooxy group, phosphonate An oxy group, an aryl group, and an alkenyl group are mentioned.

一方、置換アルキル基におけるアルキレン基としては前述の炭素数1から20までのアルキル基上の水素原子のいずれか1つを除し、2価の有機残基としたものを挙げることができ、好ましくは炭素原子数1から12までの直鎖状、炭素原子数3から12までの分岐状ならびに炭素原子数5から10までの環状のアルキレン基を挙げることができる。該置換基とアルキレン基を組み合わせる事により得られる置換アルキル基の、好ましい具体例としては、クロロメチル基、ブロモメチル基、2−クロロエチル基、トリフルオロメチル基、メトキシメチル基、メトキシエトキシエチル基、アリルオキシメチル基、フェノキシメチル基、メチルチオメチルと、トリルチオメチル基、エチルアミノエチル基、ジエチルアミノプロピル基、モルホリノプロピル基、アセチルオキシメチル基、ベンゾイルオキシメチル基、N−シクロヘキシルカルバモイルオキシエチル基、N−フェニルカルバモイルオキシエチルル基、アセチルアミノエチル基、N−メチルベンゾイルアミノプロピル基、2−オキシエチル基、2−オキシプロピル基、カルボキシプロピル基、メトキシカルボニルエチル基、アリルオキシカルボニルブチル基、   On the other hand, examples of the alkylene group in the substituted alkyl group include divalent organic residues obtained by removing any one of the hydrogen atoms on the alkyl group having 1 to 20 carbon atoms. Can include linear alkylene groups having 1 to 12 carbon atoms, branched chains having 3 to 12 carbon atoms, and cyclic alkylene groups having 5 to 10 carbon atoms. Preferable specific examples of the substituted alkyl group obtained by combining the substituent and the alkylene group include chloromethyl group, bromomethyl group, 2-chloroethyl group, trifluoromethyl group, methoxymethyl group, methoxyethoxyethyl group, allyl group. Oxymethyl group, phenoxymethyl group, methylthiomethyl, tolylthiomethyl group, ethylaminoethyl group, diethylaminopropyl group, morpholinopropyl group, acetyloxymethyl group, benzoyloxymethyl group, N-cyclohexylcarbamoyloxyethyl group, N- Phenylcarbamoyloxyethyl group, acetylaminoethyl group, N-methylbenzoylaminopropyl group, 2-oxyethyl group, 2-oxypropyl group, carboxypropyl group, methoxycarbonylethyl group, allyloxy Carbonyl butyl group,

クロロフェノキシカルボニルメチル基、カルバモイルメチル基、N−メチルカルバモイルエチル基、N,N−ジプロピルカルバモイルメチル基、N−(メトキシフェニル)カルバモイルエチル基、N−メチル−N−(スルホフェニル)カルアバモイルメチル基、スルホブチル基、スルホナトブチル基、スルファモイルブチル基、N−エチルスルファモイルメチル基、N,N−ジプロピルスルファモイルプロピル基、N−トリルスルファモイルプロピル基、N−メチル−N−(ホスフォノフェニル)スルファモイルオクチル基、ホスフォノブチル基、ホスフォナトヘキシル基、ジエチルホスフォノブチル基、ジフェニルホスフォノプロピル基、メチルホスフォノブチル基、メチルホスフォナトブチル基、トリルホスフォノへキシル基、トリルホスフォナトヘキシル基、ホスフォノオキシプロピル基、ホスフォナトオキシブチル基、ベンジル基、フェネチル基、α−メチルベンジル基、1−メチル−1−フェニルエチル基、p−メチルベンジル基、シンナミル基、アリル基、1−プロペニルメチル基、2−ブテニル基、2−メチルアリル基、2−メチルプロペニルメチル基、2−プロピニル基、2−ブチニル基、3−ブチニル基等を挙げることができる。 Chlorophenoxycarbonylmethyl group, carbamoylmethyl group, N-methylcarbamoylethyl group, N, N-dipropylcarbamoylmethyl group, N- (methoxyphenyl) carbamoylethyl group, N-methyl-N- (sulfophenyl) carbamoyl Methyl group, sulfobutyl group, sulfonatobutyl group, sulfamoylbutyl group, N-ethylsulfamoylmethyl group, N, N-dipropylsulfamoylpropyl group, N-tolylsulfamoylpropyl group, N-methyl-N- (Phosphonophenyl) sulfamoyloctyl group, phosphonobutyl group, phosphonatohexyl group, diethylphosphonobutyl group, diphenylphosphonopropyl group, methylphosphonobutyl group, methylphosphonatobutyl group, tolylphosphonohexyl group, Torilho Phonatohexyl group, phosphonooxypropyl group, phosphonatoxybutyl group, benzyl group, phenethyl group, α-methylbenzyl group, 1-methyl-1-phenylethyl group, p-methylbenzyl group, cinnamyl group, allyl group 1-propenylmethyl group, 2-butenyl group, 2-methylallyl group, 2-methylpropenylmethyl group, 2-propynyl group, 2-butynyl group, 3-butynyl group and the like.

AおよびL1は単結合又は有機連結基を表す。ここで、AおよびL1が有機連結基を表す場合、AおよびL1は非金属原子からなる多価の連結基を示し、具体的には、1個から60個までの炭素原子、0個から10個までの窒素原子、0個から50個までの酸素原子、1個から100個までの水素原子、及び0個から20個までの硫黄原子から成り立つものである。より具体的な連結基としては下記の構造単位またはこれらが組合わされて構成されるものを挙げることができる。 A and L 1 each represents a single bond or an organic linking group. Here, when A and L 1 represent an organic linking group, A and L 1 represent a polyvalent linking group composed of a nonmetallic atom, specifically, 1 to 60 carbon atoms, 0 To 10 nitrogen atoms, 0 to 50 oxygen atoms, 1 to 100 hydrogen atoms, and 0 to 20 sulfur atoms. More specific examples of the linking group include the following structural units or those formed by combining them.

Figure 2008132474
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また、Yは−NHCOR7、−CONH2、−CON(R72、−COR7、−OH、−CO2M、−SO3M、−PO3M、−OPO3M又は−N(R731を表し、ここで、R7は、炭素数1〜18の直鎖、分岐又は環状のアルキル基、アリール基、アラルキル基を表し、Mは水素原子、アルカリ金属、アルカリ土類金属又はオニウムを表し、Z1はハロゲンイオンを表す。また、−CON(R72のように複数のR7を有する場合、R7同士が結合して環を形成していてもよく、また、形成された環は酸素原子、硫黄原子、窒素原子などのヘテロ原子を含むヘテロ環であってもよい。R7はさらに置換基を有していてもよく、ここで導入可能な置換基としては、前記R1、R2がアルキル基の場合に導入可能な置換基として挙げたものを同様に挙げることができる。 Y represents —NHCOR 7 , —CONH 2 , —CON (R 7 ) 2 , —COR 7 , —OH, —CO 2 M, —SO 3 M, —PO 3 M, —OPO 3 M, or —N ( R 7 ) 3 Z 1 , wherein R 7 represents a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an aryl group, or an aralkyl group, and M represents a hydrogen atom, an alkali metal, or an alkaline earth. It represents a similar metal or onium, and Z 1 represents a halogen ion. Also, if having a plurality of R 7 as -CON (R 7) 2, may form a ring by bonding R 7 together, and the formed ring is an oxygen atom, a sulfur atom, a nitrogen It may be a heterocycle containing a heteroatom such as an atom. R 7 may further have a substituent, and examples of the substituent that can be introduced here include those listed as the substituents that can be introduced when R 1 and R 2 are alkyl groups. Can do.

7としては、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、イソプロピル基、イソブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、1−メチルブチル基、イソヘキシル基、2−エチルヘキシル基、2−メチルヘキシル基、シクロペンチル基等が好適に挙げられる。また、Mとしては、水素原子;リチウム、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属;カルシウム、バリウム等のアルカリ土類金属、又は、アンモニウム、ヨードニウム、スルホニウムなどのオニウムが挙げられる。Yとしては、具体的には、−NHCOCH3、−CONH2、−COOH、−SO3 -NMe4 +、モルホリル基等が好ましい。 Specific examples of R 7 include methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, isopropyl group, isobutyl group, s-butyl group, t-butyl group, Preferable examples include isopentyl group, neopentyl group, 1-methylbutyl group, isohexyl group, 2-ethylhexyl group, 2-methylhexyl group, and cyclopentyl group. Examples of M include a hydrogen atom; an alkali metal such as lithium, sodium and potassium; an alkaline earth metal such as calcium and barium; or an onium such as ammonium, iodonium and sulfonium. The Y, specifically, -NHCOCH 3, -CONH 2, -COOH , -SO 3 - NMe 4 +, morpholyl group and the like.

本発明に好適に用い得るa)親水性ポリマーの具体例(例示化合物1〜例示化合物38)を以下に示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。   Specific examples (Exemplary Compound 1 to Exemplified Compound 38) of a) hydrophilic polymers that can be suitably used in the present invention are shown below, but the present invention is not limited thereto.

Figure 2008132474
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上記に例示した親水性ポリマーは、下記一般式(i)で表されるラジカル重合可能なモノマーと、下記一般式(ii)で表されるラジカル重合において連鎖移動能を有するシランカップリング剤を用いてラジカル重合することにより合成することができる。シランカップリング剤(ii)が連鎖移動能を有するため、ラジカル重合においてポリマー主鎖末端にシランカップリング基が導入されたポリマーを合成することができる。   The hydrophilic polymer exemplified above uses a radical polymerizable monomer represented by the following general formula (i) and a silane coupling agent having chain transfer ability in the radical polymerization represented by the following general formula (ii). Can be synthesized by radical polymerization. Since the silane coupling agent (ii) has chain transfer ability, it is possible to synthesize a polymer in which a silane coupling group is introduced at the end of the polymer main chain in radical polymerization.

Figure 2008132474
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上記式(i)及び(ii)において、A、R1〜R2、L1、Yは、上記式(I)と同義である。また、これらの化合物は、市販されおり、また容易に合成することもできる。 In the above formula (i) and (ii), A, R 1 ~R 2, L 1, Y is as defined in the above formula (I). These compounds are commercially available and can be easily synthesized.

(複数個反応性基を有する親水性ポリマー(II))
上記式(II)で表される反応性基を複数個有する親水性ポリマーは、金属アルコキシドと反応し得る官能基を有する幹ポリマーに親水性ポリマー側鎖を導入してなる親水性グラフトポリマーを用いることができる。
上記式(II)において、R3、R4、R5およびR6は、それぞれ独立に、上記式(I)のR1、R2と同様の置換基を表す。L2、L3は、上記式(I)のL1と同義である。Bは、上記式(IV)で表され、式(IV)中の、R1、R2、L1及びYは式(I)および(II)中のものと同じである。Xは上記式(I)と同義である。
この親水性グラフトポリマーは、一般的にグラフト重合体の合成法として公知の方法を用いて作成することができる。具体的には、一般的なグラフト重合体の合成方法は、“グラフト重合とその応用”井手文雄著、昭和52年発行、高分子刊行会、および“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、に記載されており、これらを適用することができる。
(Hydrophilic polymer having multiple reactive groups (II))
As the hydrophilic polymer having a plurality of reactive groups represented by the above formula (II), a hydrophilic graft polymer obtained by introducing a hydrophilic polymer side chain into a trunk polymer having a functional group capable of reacting with a metal alkoxide is used. be able to.
In the above formula (II), R 3 , R 4 , R 5 and R 6 each independently represent the same substituent as R 1 and R 2 in the above formula (I). L 2 and L 3 have the same meaning as L 1 in the above formula (I). B is represented by the above formula (IV), and R 1 , R 2 , L 1 and Y in the formula (IV) are the same as those in the formulas (I) and (II). X is synonymous with the above formula (I).
This hydrophilic graft polymer can be prepared using a method generally known as a method for synthesizing a graft polymer. Specifically, a general method for synthesizing a graft polymer is described in “Graft Polymerization and its Applications” by Fumio Ide, published in 1977, “Polymer Publishing”, and “New Polymer Experiments 2, Polymer Synthesis / Reaction "edited by Polymer Society of Japan, Kyoritsu Shuppan Co., Ltd. 1995, and these can be applied.

グラフト重合体の合成方法としては、基本的に1.幹高分子から枝モノマーを重合させる、2.幹高分子に枝高分子を結合させる、3.幹高分子に枝高分子を共重合させる(マクロマー法)という3つの方法に分けられる。これらの3つの方法のうち、いずれを使用しても本発明に用いる親水性グラフトポリマーを作成することができるが、特に製造適性、膜構造の制御という観点からは「3.マクロマー法」が優れている。   As a method for synthesizing the graft polymer, basically, 1. 1. Polymerize the branch monomer from the trunk polymer. 2. Link the branch polymer to the trunk polymer. It can be divided into three methods of copolymerizing a branch polymer with a trunk polymer (macromer method). Any of these three methods can be used to produce the hydrophilic graft polymer used in the present invention, but “3. Macromer method” is particularly excellent from the viewpoint of production suitability and control of the membrane structure. ing.

マクロモノマーを使用したグラフトポリマーの合成は前記の“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。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。本発明に使用されるグラフトポリマーは、まず、前記の方法により合成した親水性のマクロモノマー(親水性ポリマー側鎖の前駆体に相当する)と架橋剤と反応し得る官能基を有するモノマーとを共重合することにより、合成することができる。   The synthesis of graft polymer using a macromonomer is described in the aforementioned “New Polymer Experiments 2, Polymer Synthesis / Reaction” edited by Polymer Society of Japan, Kyoritsu Publishing Co., Ltd. 1995. It is also described in detail in Yamashita Yu et al., “Macromonomer Chemistry and Industry”, IPC, 1989. The graft polymer used in the present invention first comprises a hydrophilic macromonomer (corresponding to a precursor of a hydrophilic polymer side chain) synthesized by the above method and a monomer having a functional group capable of reacting with a crosslinking agent. It can be synthesized by copolymerization.

(親水性マクロモノマー)
本発明で使用される親水性マクロモノマーのうち特に有用なものは、アクリル酸、メタクリル酸など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モノマー、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、ビニルスチレンスルホン酸、およ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モノマー、アクリルアミド、メタクリルアミドなどのアミド系マクロモノマー、N−ビニルアセトアミド、N−ビニルホルムアミドなどの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モノマー、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などの水酸基含有モノマーから誘導されるマクロモノマー、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などのアルコキシ基も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モノマーである。またポリエチレングリコール鎖も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モノマーとして有用に使用することができる。これらのマクロモノマーのうち有用な高分子の質量平均分子量(以下、単に分子量と称する)は400〜10万の範囲であり、好ましい範囲は1000〜5万、特に好ましい範囲は1500〜2万である。分子量が400以上であれば有効な親水性が得られ、また10万以下であれば主鎖を形成する共重合モノマーとの重合性が高くなる傾向があり、いずれも好ましい。
(Hydrophilic macromonomer)
Among the hydrophilic macromonomers used in the present invention, particularly useful are macromonomers derived from carboxyl group-containing monomers such as acrylic acid and methacrylic acid, 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, and vinylstyrene. Derived from sulfonic acid macromonomer derived from sulfonic acid and its monomer, amide macromonomer such as acrylamide and methacrylamide, N-vinylcarboxylic amide monomer such as N-vinylacetamide and N-vinylformamide Amide macromonomers, macromonomers derived from hydroxyl-containing monomers such as hydroxyethyl methacrylate, hydroxyethyl acrylate, glycerol monomethacrylate, methoxyethyl acrylate, methoxypolyethylene Glycol acrylate, macromonomers derived from alkoxy group or ethylene oxide group-containing monomers such as polyethylene glycol acrylate. A monomer having a polyethylene glycol chain or a polypropylene glycol chain can also be usefully used as the macromonomer of the present invention. Among these macromonomers, the useful polymer has a mass average molecular weight (hereinafter simply referred to as molecular weight) in the range of 400 to 100,000, preferably 1000 to 50,000, and particularly preferably 1500 to 20,000. . If the molecular weight is 400 or more, effective hydrophilicity is obtained, and if it is 100,000 or less, the polymerizability with the copolymerization monomer forming the main chain tends to be high, both of which are preferable.

親水性マクロモノマーと共重合可能でかつ架橋剤と反応し得る官能基(以下、適宜、反応性官能基と称する)を有するモノマーの反応性官能基としては、カルボキシル基あるいはその塩、アミノ基、水酸基、フェノール性水酸基、グリシジルなどのエポキシ基、メチル基、(ブロック)イソシアネート基、シランカップリング剤等が挙げられる。一般的なモノマーとしては、「架橋剤ハンドブック」山下晋三、金子東助著、大成社刊〔1981〕、「紫外線硬化システム」加藤清視著、総合技術センター刊〔1989〕、「UV・EB硬化ハンドブック(原料編)」加藤清視著、高分子刊行会〔1985〕、「新・感光性樹脂の実際技術」赤松清著、シーエムシー刊行(102−145頁)〔1987〕等に記載されているモノマーが挙げられる。具体的には、(メタ)アクリル酸若しくはそのアルカリ、アミン塩、イタコン酸若しくはそのアルカリ、アミン塩、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、下記式(1)で表される如きフェノール性水酸基含有モノマー、グリシジルメタクリレート、アリルグリシジルエーテル、N−メチロールメタクリルアミド、2−メタクリロイルオキシエチルイソシアネート、また、下記式(2)で例示されるようなブロックイソシアネートモノマー等のブロックイソシアネートモノマー、ビニルアルコキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリアルコキシシランなどが挙げられる。   Examples of the reactive functional group of the monomer having a functional group that can be copolymerized with the hydrophilic macromonomer and that can react with the crosslinking agent (hereinafter, appropriately referred to as a reactive functional group) include a carboxyl group or a salt thereof, an amino group, Examples include hydroxyl groups, phenolic hydroxyl groups, epoxy groups such as glycidyl, methyl groups, (block) isocyanate groups, and silane coupling agents. Common monomers include “Crosslinking agent handbook” by Shinzo Yamashita, Tosuke Kaneko, published by Taiseisha [1981], “Ultraviolet curing system” by Kiyomi Kato, published by General Technology Center [1989], “UV / EB curing” "Handbook (raw material)" written by Kiyomi Kato, Polymer Publishing Society [1985], "Actual Technology of New Photosensitive Resins" written by Kiyoshi Akamatsu, CMC Publishing (pages 102-145) [1987], etc. Monomer. Specifically, (meth) acrylic acid or its alkali, amine salt, itaconic acid or its alkali, amine salt, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, hydroxypropyl (meth) acrylate, represented by the following formula (1) A phenolic hydroxyl group-containing monomer such as glycidyl methacrylate, allyl glycidyl ether, N-methylol methacrylamide, 2-methacryloyloxyethyl isocyanate, and a blocked isocyanate monomer such as a blocked isocyanate monomer exemplified by the following formula (2); Examples include vinyl alkoxysilane and γ-methacryloxypropyltrialkoxysilane.

Figure 2008132474
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これらのグラフトポリマーとしては、質量平均分子量が100万以下のものが好ましく用いられ、分子量1000〜100万、さらに好ましくは2万〜10万の範囲のものである。分子量が100万以下であれば親水性被膜形成用塗布液を調製する際に溶媒への溶解性が悪化することなく、塗布液粘度が低くなり、均一な被膜を形成し易いなどハンドリング性に問題がなく、好ましい。   As these graft polymers, those having a mass average molecular weight of 1,000,000 or less are preferably used, and those having a molecular weight of 1,000 to 1,000,000, more preferably 20,000 to 100,000. When the molecular weight is 1,000,000 or less, there is a problem in handling properties, such as the ability to form a uniform coating film without lowering the solubility in a solvent when preparing a coating solution for forming a hydrophilic coating film, without lowering the solubility in the solvent. This is preferable.

上記、親水性ポリマーは、式中Yで表される親水性を発現する親水性官能基を有しており、この官能基の密度が高いほど表面親水性が高くなり好ましい。親水性官能基密度は、親水性ポリマー1g当たりの官能基モル数で表すことができ、1〜30meq/gが好まく、2〜20meq/gがより好ましく、3〜15meq/gが最も好ましい。
親水性ポリマー(II)の共重合比率は、親水性官能基Yの量が上記範囲内になるように任意に設定することができる。好ましくは、Bを含有するモノマーのモル比(m)とXを含有するモノマーのモル比(n)が、m/n=30/70〜99/1の範囲が好ましく、m/n=40/60〜98/2がより好ましく、m/n=50/50〜97/3が最も好ましい。mがm/n=30/70以上の比率であれば親水性が不足することなく、一方、nがm/n=99/1以上の比率であれば、反応性基量が十分量となり、十分な硬化が得られ、膜強度も十分なものとなる。
The hydrophilic polymer has a hydrophilic functional group that expresses the hydrophilicity represented by Y in the formula, and the higher the density of this functional group, the higher the surface hydrophilicity, which is preferable. The hydrophilic functional group density can be represented by the number of moles of functional groups per 1 g of the hydrophilic polymer, preferably 1 to 30 meq / g, more preferably 2 to 20 meq / g, and most preferably 3 to 15 meq / g.
The copolymerization ratio of the hydrophilic polymer (II) can be arbitrarily set so that the amount of the hydrophilic functional group Y falls within the above range. Preferably, the molar ratio (m) of the monomer containing B and the molar ratio (n) of the monomer containing X are preferably in the range of m / n = 30/70 to 99/1, and m / n = 40 / 60 to 98/2 is more preferable, and m / n = 50/50 to 97/3 is most preferable. If m is a ratio of m / n = 30/70 or more, hydrophilicity is not insufficient. On the other hand, if n is a ratio of m / n = 99/1 or more, the reactive group amount is sufficient, Sufficient curing is obtained and the film strength is sufficient.

本発明に好適に用い得る一般式(II)で表される親水性ポリマーの具体例(例示化合物(II)−1〜例示化合物(II)−50)を以下に示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。   Specific examples of the hydrophilic polymer represented by the general formula (II) that can be suitably used in the present invention (Exemplary Compound (II) -1 to Exemplary Compound (II) -50) are shown below. It is not limited.

Figure 2008132474
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(複数個反応性基を有する親水性ポリマー(III))
上記式(III)において、R、R、RおよびR10は、それぞれ独立に、上記式(I)のR1、R2と同様の置換基を表す。L、Lは、上記式(I)のL1と同義である。YおよびXは式(I)および(II)中のものと同じである。なお本発明では、Lが、単結合、または、−CONH−、−NHCONH−、−OCONH−、−SONH−および−SO−からなる群より選択される構造を1つ以上有する連結基であることが高い親水性を発現するという理由から好ましい。
一分子当たりの加水分解性シリル基を数多く導入することができ、常温乾燥によって非常に良好な硬化性を得ることができることから、一般式(III)で表される側鎖型シランポリマーが最も好ましい。
(Hydrophilic polymer having a plurality of reactive groups (III))
In the above formula (III), R 7 , R 8 , R 9 and R 10 each independently represent the same substituent as R 1 and R 2 in the above formula (I). L 4 and L 5 have the same meaning as L 1 in the above formula (I). Y and X are the same as in formulas (I) and (II). In the present invention, L 4 is a single bond or a link having one or more structures selected from the group consisting of —CONH—, —NHCONH—, —OCONH—, —SO 2 NH—, and —SO 3 —. The group is preferable because it exhibits high hydrophilicity.
A side chain type silane polymer represented by the general formula (III) is most preferable because a large number of hydrolyzable silyl groups per molecule can be introduced and a very good curability can be obtained by drying at room temperature. .

一般式(III)で表されるポリマーの共重合比率は、好ましくは、Yを含有するモノマーのモル比(m2)とXを含有するモノマーのモル比(n2)が、m2+n2=100としたときにm2≧50、好ましくはm2が70〜95であるのがよい。この範囲に各モノマーのモル比を設定することで、塗布液の高い安定性、高い膜強度と親水性が発現するという効果が奏される。   The copolymerization ratio of the polymer represented by the general formula (III) is preferably when the molar ratio (m2) of the monomer containing Y and the molar ratio (n2) of the monomer containing X is m2 + n2 = 100 M2 ≧ 50, preferably m2 is 70 to 95. By setting the molar ratio of each monomer within this range, the effect that the high stability of the coating liquid, high film strength and hydrophilicity are exhibited is exhibited.

以下に、一般式(III)で表されるポリマー具体例〔例示化合物(III)−(1)〜(III)−(50)〕をその質量平均分子量(M.W.)とともに以下に示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、以下に示す具体例のポリマーは、記載される各構造単位が記載のモル比で含まれるランダム共重合体であることを意味する。    Specific examples of the polymer represented by the general formula (III) [Exemplary compounds (III)-(1) to (III)-(50)] are shown below together with their mass average molecular weights (MW). However, the present invention is not limited to these. In addition, the polymer of the specific example shown below means that it is a random copolymer in which each structural unit described is contained by the described molar ratio.

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一般式(III)で表されるポリマーを合成する前記各化合物は、市販されおり、また容易に合成することもできる。
一般式(III)で表されるポリマーを合成するためのラジカル重合法としては、従来公知の方法の何れをも使用することができる。具体的には、一般的なラジカル重合法は、例えば、新高分子実験学3、高分子の合成と反応1(高分子学会編、共立出版)、新実験化学講座19、高分子化学(I)(日本化学会編、丸善)、物質工学講座、高分子合成化学(東京電気大学出版局) 等に記載されており、これらを適用することができる。
Each of the compounds for synthesizing the polymer represented by the general formula (III) is commercially available, and can be easily synthesized.
Any conventionally known method can be used as the radical polymerization method for synthesizing the polymer represented by the general formula (III). Specifically, general radical polymerization methods are, for example, new polymer experimental science 3, polymer synthesis and reaction 1 (edited by the Society of Polymer Science, Kyoritsu Shuppan), new experimental chemistry course 19, polymer chemistry (I) (Edited by Chemical Society of Japan, Maruzen), Materials Engineering Course, Synthetic Polymer Chemistry (Tokyo Denki University Press), etc., and these can be applied.

また、一般式(III)で表されるポリマーは、他のモノマーとの共重合体であってもよい。用いられる他のモノマーとしては、例えば、アクリル酸エステル類、メタクリル酸エステル類、アクリルアミド類、メタクリルアミド類、ビニルエステル類、スチレン類、アクリル酸、メタクリル酸、アクリロニトリル、無水マレイン酸、マレイン酸イミド等の公知のモノマーも挙げられる。このようなモノマー類を共重合させることで、製膜性、膜強度、親水性、疎水性、溶解性、反応性、安定性等の諸物性を改善することができる。   The polymer represented by the general formula (III) may be a copolymer with another monomer. Examples of other monomers used include acrylic esters, methacrylic esters, acrylamides, methacrylamides, vinyl esters, styrenes, acrylic acid, methacrylic acid, acrylonitrile, maleic anhydride, maleic imide, etc. These known monomers are also included. By copolymerizing such monomers, various physical properties such as film forming property, film strength, hydrophilicity, hydrophobicity, solubility, reactivity, and stability can be improved.

一般式(III)で表されるポリマーの質量平均分子量としては、1,000〜1,000,000が好ましく、1,000〜500,000がさらに好ましく、1,000〜200,000が最も好ましい。   The mass average molecular weight of the polymer represented by the general formula (III) is preferably 1,000 to 1,000,000, more preferably 1,000 to 500,000, and most preferably 1,000 to 200,000. .

上記、親水性ポリマーは、金属アルコキシドの加水分解、重縮合物と混合した状態で架橋皮膜を形成する。有機成分である親水性ポリマーは、皮膜強度や皮膜柔軟性に対して関与しており、特に、親水性ポリマーの粘度が0.1〜100cPs(5%水溶液、25℃測定)、好ましくは0.5〜70cPs、さらに好ましくは1〜50cPsの範囲にあると、良好な膜物性を与える。   The above-mentioned hydrophilic polymer forms a crosslinked film in a state where it is mixed with a hydrolysis and polycondensate of metal alkoxide. The hydrophilic polymer, which is an organic component, is involved in the film strength and film flexibility. In particular, the hydrophilic polymer has a viscosity of 0.1 to 100 cPs (5% aqueous solution, measured at 25 ° C.), preferably 0.8. When it is in the range of 5 to 70 cPs, more preferably 1 to 50 cPs, good film physical properties are provided.

上記、親水性ポリマーは、金属アルコキシドの加水分解、重縮合物と混合した状態で架橋皮膜を形成する。有機成分である親水性ポリマーは、皮膜強度や皮膜柔軟性に対して関与しており、特に、親水性ポリマーの粘度が0.1〜100cPs(5%水溶液、25℃測定)、好ましくは0.5〜70cPs、さらに好ましくは1〜50cPsの範囲にあると、良好な膜物性を与える。   The above-mentioned hydrophilic polymer forms a crosslinked film in a state where it is mixed with a hydrolysis and polycondensate of metal alkoxide. The hydrophilic polymer, which is an organic component, is involved in the film strength and film flexibility. In particular, the hydrophilic polymer has a viscosity of 0.1 to 100 cPs (5% aqueous solution, measured at 25 ° C.), preferably 0.8. When it is in the range of 5 to 70 cPs, more preferably 1 to 50 cPs, good film physical properties are provided.

本発明の親水性部材のゾルゲル架橋構造を有する親水性層において用いられる、金属アルコキシドは、その構造中に加水分解して重縮合可能な官能基を有し、架橋剤としての機能を果たす加水分解重合性化合物であり、金属アルコキシド同士が重縮合することにより架橋構造を有する強固な架橋皮膜を形成し、さらに、前記親水性ポリマーとも化学結合する。
このような金属アルコキシドの例としては、前述の下塗層で挙げられたものと同じである。
The metal alkoxide used in the hydrophilic layer having a sol-gel cross-linking structure of the hydrophilic member of the present invention has a functional group that can be hydrolyzed and polycondensed in the structure, and is a hydrolysis that functions as a cross-linking agent. It is a polymerizable compound and forms a strong cross-linked film having a cross-linked structure by polycondensation of metal alkoxides, and further chemically bonds with the hydrophilic polymer.
Examples of such metal alkoxides are the same as those mentioned for the above-mentioned undercoat layer.

本発明の親水性部材のゾルゲル架橋構造を有する親水性層において用いられる、前記金属アルコキシド化合物を加水分解、重縮合し、前記親水性ポリマーとの結合を生起する触媒としては、特に限定されないが、前述の下塗層で挙げられたものと同様のものが例示され、用いられる。
その中でも、比較的低温度で、金属アルコキシド化合物の加水分解、重縮合を効率良く行うという点で、金属キレート化合物及びシランカップリング剤が好ましく、さらに、親水性層用塗布液の経時安定性及び親水性層皮膜面質の改善と、高耐久性を満足という点で、金属キレート化合物が好ましい。
The catalyst for hydrolyzing and polycondensing the metal alkoxide compound used in the hydrophilic layer having a sol-gel cross-linking structure of the hydrophilic member of the present invention to cause a bond with the hydrophilic polymer is not particularly limited, The thing similar to what was mentioned by the above-mentioned undercoat is illustrated and used.
Among them, a metal chelate compound and a silane coupling agent are preferable in terms of efficiently performing hydrolysis and polycondensation of the metal alkoxide compound at a relatively low temperature, and further, stability over time of the coating liquid for the hydrophilic layer and A metal chelate compound is preferred from the viewpoint of improving the hydrophilic layer film surface quality and satisfying high durability.

本発明の親水層は、親水性の向上や、皮膜のひび割れ防止、膜強度向上のために、無機微粒子を含有してもよい。無機微粒子としては、例えば、シリカ、アルミナ、酸化マグネシウム、酸化チタン、炭酸マグネシウム、アルギン酸カルシウムまたはこれらの混合物が好適に挙げられる。
無機微粒子は、平均粒径が5nm〜10μmであるのが好ましく、0.5〜3μmであるのがより好ましい。上記範囲内であると、親水層中に安定に分散して、親水層の膜強度を十分に保持し、耐久性の高い親水性に優れる親水性部材を形成することができる。
上述したような無機微粒子の中で、特にコロイダルシリカ分散物が好ましく、市販品として容易に入手することができる。
無機微粒子の含有量は、親水層の全固形分に対して、80質量%以下であるのが好ましく、50質量%以下であるのがより好ましい。
The hydrophilic layer of the present invention may contain inorganic fine particles in order to improve hydrophilicity, prevent cracking of the film, and improve film strength. As the inorganic fine particles, for example, silica, alumina, magnesium oxide, titanium oxide, magnesium carbonate, calcium alginate, or a mixture thereof is preferably exemplified.
The inorganic fine particles preferably have an average particle size of 5 nm to 10 μm, and more preferably 0.5 to 3 μm. Within the above range, it is possible to form a hydrophilic member that is stably dispersed in the hydrophilic layer, sufficiently retains the film strength of the hydrophilic layer, and has high durability and excellent hydrophilicity.
Among the inorganic fine particles as described above, a colloidal silica dispersion is particularly preferable and can be easily obtained as a commercial product.
The content of the inorganic fine particles is preferably 80% by mass or less, and more preferably 50% by mass or less, based on the total solid content of the hydrophilic layer.

以下に、必要に応じて本発明の親水性部材の親水性層形成用塗布液に用いることのできる種々の添加剤について述べる。
1)界面活性剤
本発明の親水性部材の親水性層形成用塗布液には、界面活性剤を添加してもよい。
界面活性剤としては、特開昭62−173463号、同62−183457号の各公報に記載されたものが挙げられる。例えば、ジアルキルスルホコハク酸塩類、アルキルナフタレンスルホン酸塩類、脂肪酸塩類等のアニオン性界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル類、アセチレングリコール類、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロックコポリマー類等のノニオン性界面活性剤、アルキルアミン塩類、第4級アンモニウム塩類等のカチオン性界面活性剤が挙げられる。なお、前記界面活性剤の代わりに有機フルオロ化合物を用いてもよい。前記有機フルオロ化合物は、疎水性であることが好ましい。前記有機フルオロ化合物としては、例えば、フッ素系界面活性剤、オイル状フッ素系化合物(例、フッ素油)及び固体状フッ素化合物樹脂(例、四フッ化エチレン樹脂)が含まれ、特公昭57−9053号(第8〜17欄)、特開昭62−135826号の各公報に記載されたものが挙げられる。
Hereinafter, various additives that can be used in the coating solution for forming the hydrophilic layer of the hydrophilic member of the present invention as necessary are described.
1) Surfactant You may add surfactant to the coating liquid for hydrophilic layer formation of the hydrophilic member of this invention.
Examples of the surfactant include those described in JP-A Nos. 62-173463 and 62-183457. For example, anionic surfactants such as dialkylsulfosuccinates, alkylnaphthalenesulfonates, fatty acid salts, polyoxyethylene alkyl ethers, polyoxyethylene alkyl allyl ethers, acetylene glycols, polyoxyethylene / polyoxypropylene blocks Nonionic surfactants such as copolymers, and cationic surfactants such as alkylamine salts and quaternary ammonium salts. An organic fluoro compound may be used in place of the surfactant. The organic fluoro compound is preferably hydrophobic. Examples of the organic fluoro compounds include fluorine surfactants, oily fluorine compounds (eg, fluorine oil) and solid fluorine compound resins (eg, tetrafluoroethylene resin). No. (columns 8 to 17) and those described in JP-A Nos. 62-135826.

2)紫外線吸収剤
本発明においては、親水性部材の耐候性向上、耐久性向上の観点から、紫外線吸収剤を用いることができる。
紫外線吸収剤としては、例えば、特開昭58−185677号公報、同61−190537号公報、特開平2−782号公報、同5−197075号公報、同9−34057号公報等に記載されたベゾトリアゾール系化合物、特開昭46−2784号公報、特開平5−194483号公報、米国特許第3214463号等に記載されたベンゾフェノン系化合物、特公昭48−30492号公報、同56−21141号公報、特開平10−88106号公報等に記載された桂皮酸系化合物、特開平4−298503号公報、同8−53427号公報、同8−239368号公報、同10−182621号公報、特表平8−501291号公報等に記載されたトリアジン系化合物、リサーチディスクロージャーNo.24239号に記載された化合物やスチルベン系、ベンズオキサゾール系化合物に代表される紫外線を吸収して蛍光を発する化合物、いわゆる蛍光増白剤、などが挙げられる。
添加量は目的に応じて適宜選択されるが、一般的には、固形分換算で0.5〜15質量%であることが好ましい。
2) Ultraviolet Absorber In the present invention, an ultraviolet absorber can be used from the viewpoint of improving the weather resistance and durability of the hydrophilic member.
Examples of the ultraviolet absorber are described in JP-A-58-185679, JP-A-61-190537, JP-A-2-782, JP-A-5-97075, JP-A-9-34057, and the like. Bezotriazole compounds, benzophenone compounds described in JP-A-46-2784, JP-A-5-194443, US Pat. No. 3,214,463, etc., JP-B-48-30492, JP-A-56-21141 Cinnamic acid compounds described in JP-A-10-88106, JP-A-4-298503, JP-A-8-53427, JP-A-8-239368, JP-A-10-182621, Special Tables The triazine compounds described in JP-A-8-501291, Research Disclosure No. Examples thereof include compounds described in No. 24239, compounds that emit ultraviolet light by absorbing ultraviolet rays typified by stilbene and benzoxazole compounds, so-called fluorescent brighteners, and the like.
The addition amount is appropriately selected according to the purpose, but generally it is preferably 0.5 to 15% by mass in terms of solid content.

3)酸化防止剤
本発明の親水性部材の安定性向上のため、親水性層形成用塗布液に酸化防止剤を添加することができる。酸化防止剤としては、ヨーロッパ公開特許、同第223739号公報、同309401号公報、同第309402号公報、同第310551号公報、同第310552号公報、同第459416号公報、ドイツ公開特許第3435443号公報、特開昭54−262047号公報、同63−113536号公報、同63−163351号公報、特開平2−262654号公報、特開平2−71262号公報、特開平3−121449号公報、特開平5−61166号公報、特開平5−119449号公報、米国特許第4814262号明細書、米国特許第4980275号明細書等に記載のものを挙げることができる。
添加量は目的に応じて適宜選択されるが、固形分換算で0.1〜8質量%であることが好ましい。
3) Antioxidant In order to improve the stability of the hydrophilic member of the present invention, an antioxidant can be added to the hydrophilic layer forming coating solution. Examples of the antioxidant include European published patents, 223739, 309401, 309402, 310551, 310552, 359416, and 3435443. No. 5, JP-A-54-262447, JP-A-63-113536, JP-A-63-163351, JP-A-2-262654, JP-A-2-71262, JP-A-3-121449, Examples thereof include those described in JP-A-5-61166, JP-A-5-119449, US Pat. No. 4,814,262, US Pat. No. 4,980,275, and the like.
Although the addition amount is appropriately selected according to the purpose, it is preferably 0.1 to 8% by mass in terms of solid content.

4)溶剤
本発明の親水性部材の親水性層形成時に、基板に対する均一な塗膜の形成性を確保するために、親水性層形成用塗布液に適度に有機溶剤を添加することも有効である。
溶剤としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン等のケトン系溶剤、メタノール、エタノール、2−プロパノール、1−プロパノール、1−ブタノール、tert−ブタノール等のアルコール系溶剤、クロロホルム、塩化メチレン等の塩素系溶剤、ベンゼン、トルエン等の芳香族系溶剤、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソプロピルなどのエステル系溶剤、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル系溶剤、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル等のグリコールエーテル系溶剤、などが挙げられる。
この場合、VOC(揮発性有機溶剤)の関連から問題が起こらない範囲での添加が有効であり、その量は親水性部材形成時の塗布液全体に対し0〜50質量%が好ましく、より好ましくは0〜30質量%の範囲である。
4) Solvent When forming the hydrophilic layer of the hydrophilic member of the present invention, it is also effective to appropriately add an organic solvent to the hydrophilic layer forming coating solution in order to ensure the formation of a uniform coating film on the substrate. is there.
Examples of the solvent include ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, and diethyl ketone, alcohol solvents such as methanol, ethanol, 2-propanol, 1-propanol, 1-butanol, and tert-butanol, and chlorine such as chloroform and methylene chloride. Solvents, aromatic solvents such as benzene and toluene, ester solvents such as ethyl acetate, butyl acetate and isopropyl acetate, ether solvents such as diethyl ether, tetrahydrofuran and dioxane, glycols such as ethylene glycol monomethyl ether and ethylene glycol dimethyl ether And ether solvents.
In this case, it is effective to add VOC (volatile organic solvent) in a range that does not cause a problem, and the amount thereof is preferably 0 to 50% by mass, more preferably based on the entire coating liquid when forming the hydrophilic member. Is in the range of 0-30% by weight.

5)高分子化合物
本発明の親水性部材の親水性層形成用塗布液には、親水性層の膜物性を調整するため、親水性を阻害しない範囲で各種高分子化合物を添加することができる。高分子化合物としては、アクリル系重合体、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリビニルホルマール樹脂、シェラック、ビニル系樹脂、アクリル系樹脂、ゴム系樹脂、ワックス類、その他の天然樹脂等が使用できる。また、これらは2種以上併用してもかまわない。これらのうち、アクリル系のモノマーの共重合によって得られるビニル系共重合が好ましい。更に、高分子結合材の共重合組成として、「カルボキシル基含有モノマー」、「メタクリル酸アルキルエステル」、又は「アクリル酸アルキルエステル」を構造単位として含む共重合体も好ましく用いられる。
5) Polymer compound Various polymer compounds can be added to the coating liquid for forming a hydrophilic layer of the hydrophilic member of the present invention within a range that does not inhibit hydrophilicity in order to adjust the film physical properties of the hydrophilic layer. . High molecular compounds include acrylic polymer, polyvinyl alcohol resin, polyvinyl butyral resin, polyurethane resin, polyamide resin, polyester resin, epoxy resin, phenol resin, polycarbonate resin, polyvinyl formal resin, shellac, vinyl resin, acrylic resin. Rubber resins, waxes and other natural resins can be used. Two or more of these may be used in combination. Of these, vinyl copolymer obtained by copolymerization of acrylic monomers is preferred. Furthermore, a copolymer containing “carboxyl group-containing monomer”, “methacrylic acid alkyl ester”, or “acrylic acid alkyl ester” as a structural unit is also preferably used as the copolymer composition of the polymer binder.

この他にも、必要に応じて、例えば、レベリング添加剤、マット剤、膜物性を調整するためのワックス類、基板への密着性を改善するために、親水性を阻害しない範囲でタッキファイヤーなどを含有させることができる。
タッキファイヤーとしては、具体的には、特開2001−49200号公報の5〜6pに記載されている高分子量の粘着性ポリマー(例えば、(メタ)アクリル酸と炭素数1〜20のアルキル基を有するアルコールとのエステル、(メタ)アクリル酸と炭素数3〜14の脂環族アルコールとのエステル、(メタ)アクリル酸と炭素数6〜14の芳香族アルコールとのエステルからなる共重合物)や、重合性不飽和結合を有する低分子量粘着付与性樹脂などである。
In addition to this, as necessary, for example, leveling additives, matting agents, waxes for adjusting film physical properties, tackifiers to the extent that hydrophilicity is not impaired in order to improve adhesion to the substrate, etc. Can be contained.
As the tackifier, specifically, a high molecular weight adhesive polymer described in JP-A-2001-49200, 5-6p (for example, (meth) acrylic acid and an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms). An ester with an alcohol having, an ester of (meth) acrylic acid with an alicyclic alcohol having 3 to 14 carbon atoms, a copolymer comprising an ester of (meth) acrylic acid with an aromatic alcohol having 6 to 14 carbon atoms) And a low molecular weight tackifying resin having a polymerizable unsaturated bond.

〔基材〕
本発明に用いられる基材は、特に限定されないが、ガラス、プラスチック、金属、セラミックス、木、石、セメント、コンクリート、繊維、布帛、紙、皮革、それらの組合せ、それらの積層体が、いずれも好適に利用できる。特に好ましい基材は、ガラス基板またはでプラスチック基板である。
ガラス基板としては、ソーダガラス、鉛ガラス、硼珪酸ガラスなどの何れのガラスを使用しても良い。また目的に応じ、フロート板ガラス、型板ガラス、スリ板ガラス、網入ガラス、線入ガラス、強化ガラス、合わせガラス、複層ガラス、真空ガラス、防犯ガラス、高断熱Low−E複層ガラスを使用することができる。また素板ガラスのまま、前記親水層を塗設できるが、必要に応じ、親水層の密着性を向上させる目的で、片面又は両面に、酸化法や粗面化法等により表面親水化処理を施すことができる。上記酸化法としては、例えばコロナ放電処理、グロー放電処理、クロム酸処理(湿式)、火炎処理、熱風処理、オゾン・紫外線照射処理等が挙げられる。粗面化法としては、サンドブラスト、ブラシ研磨等により機械的に粗面化することもできる。
〔Base material〕
The substrate used in the present invention is not particularly limited, but glass, plastic, metal, ceramics, wood, stone, cement, concrete, fiber, fabric, paper, leather, combinations thereof, and laminates thereof are all used. It can be suitably used. A particularly preferred substrate is a glass substrate or a plastic substrate.
As the glass substrate, any glass such as soda glass, lead glass or borosilicate glass may be used. Depending on the purpose, float plate glass, mold plate glass, ground glass, wire-filled glass, wire-filled glass, tempered glass, laminated glass, double-glazed glass, vacuum glass, security glass, highly heat-insulated Low-E double-glazed glass should be used. Can do. In addition, the hydrophilic layer can be applied as it is with the base glass, but if necessary, surface hydrophilic treatment is performed on one or both sides by an oxidation method, a roughening method or the like for the purpose of improving the adhesion of the hydrophilic layer. be able to. Examples of the oxidation method include corona discharge treatment, glow discharge treatment, chromic acid treatment (wet), flame treatment, hot air treatment, ozone / ultraviolet irradiation treatment, and the like. As a roughening method, it can also be mechanically roughened by sandblasting, brush polishing or the like.

本発明に用いられるプラスチック基板としては、特に制限はないが、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、セロファン、トリアセチルセルロース、ジアセチルセルロース、アセチルセルロースブチレート、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、エチレンビニルアルコール、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリメチルペンテン、ポリスルフォン、ポリエーテルケトン、アクリル、ナイロン、フッ素樹脂、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルフォン等のフィルムもしくはシートを挙げることができる。その中でも特にポリエチレンテレフタレート,ポリエチレンナフタレート等のポリエステフィルムが好ましい。なお、光学的には、透明性に優れている方が好ましい場合が多いが、用途によっては半透明、あるいは、印刷されたものも用いられる。プラスチック基板の厚みは、積層する相手によってさまざまである。例えば曲面の多い部分では、薄いものが好まれ、6〜50μm程度のものが用いられる。また平面に用いられ、あるいは、強度を要求されるところでは50〜400μmが用いられる。   The plastic substrate used in the present invention is not particularly limited, but polyester, polyethylene, polypropylene, cellophane, triacetyl cellulose, diacetyl cellulose, acetyl cellulose butyrate, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyvinyl alcohol, ethylene vinyl alcohol And films or sheets of polystyrene, polycarbonate, polymethylpentene, polysulfone, polyetherketone, acrylic, nylon, fluororesin, polyimide, polyetherimide, polyethersulfone, and the like. Of these, polyester films such as polyethylene terephthalate and polyethylene naphthalate are particularly preferred. In addition, in terms of optical properties, it is often preferable to have excellent transparency, but depending on the application, translucent or printed materials may be used. The thickness of the plastic substrate varies depending on the mating partner. For example, in a portion with many curved surfaces, a thin one is preferred, and one having about 6 to 50 μm is used. Moreover, 50-400 micrometers is used for a plane or the place where intensity | strength is requested | required.

基材と下塗層の密着性を向上させる目的で、所望により基材の片面又は両面に、酸化法や粗面化法等により表面親水化処理を施すことができる。上記酸化法としては、例えばコロナ放電処理、グロー放電処理、クロム酸処理(湿式)、火炎処理、熱風処理、オゾン・紫外線照射処理等が挙げられる。粗面化法としては、サンドブラスト、ブラシ研磨等により機械的に粗面化することもできる。   For the purpose of improving the adhesion between the base material and the undercoat layer, one or both surfaces of the base material can be subjected to surface hydrophilization treatment by an oxidation method, a roughening method, or the like as desired. Examples of the oxidation method include corona discharge treatment, glow discharge treatment, chromic acid treatment (wet), flame treatment, hot air treatment, ozone / ultraviolet irradiation treatment, and the like. As a roughening method, it can also be mechanically roughened by sandblasting, brush polishing or the like.

〔親水性部材使用時の層構成〕
本発明の親水性部材を、防汚性及び/または防曇性効果の発現を期待して使用する場合、その目的、形態、使用場所に応じ、適宜別の層を付加して使用することができる。以下に必要に応じ付加される層構成について述べる。
1)接着層
本発明の親水性部材を、別の基材上に貼り付けて使用する場合、基材の裏面に、接着層として、感圧接着剤である粘着剤が好ましく用いられる。粘着剤としては、ゴム系粘着剤、アクリル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ビニルエーテル系、スチレン系粘着剤などの一般的に粘着シートに用いられるものが使用できる。
光学的に透明なものが必要な場合は光学用途向けの粘着剤が選ばれる。着色、半透明、マット調などの模様が必要な場合は、基材における模様付けのほかに粘着剤に、染料、有機や無機の微粒子を添加して効果を出すことも行うことができる。
粘着付与剤が必要な場合、樹脂、例えば、ロジン系樹脂、テルペン系樹脂、石油系樹脂、スチレン系樹脂およびこれらの水素添加物などの接着付与樹脂を1種類または混合して用いることができる。
本発明で用いられる粘着剤の粘着力は一般に言われる強粘着であり、200g/25mm以上、好ましくは300g/25mm以上、さらに好ましくは400g/25mm以上である。なお、ここでいう粘着力はJIS Z 0237 に準拠し、180度剥離試験に
よって測定した値である。
[Layer structure when using hydrophilic members]
When the hydrophilic member of the present invention is used in anticipation of expression of antifouling properties and / or antifogging effects, it may be used by appropriately adding another layer depending on the purpose, form and place of use. it can. The layer structure added as needed is described below.
1) Adhesive layer When the hydrophilic member of the present invention is used by being affixed onto another substrate, a pressure-sensitive adhesive that is a pressure-sensitive adhesive is preferably used as an adhesive layer on the back surface of the substrate. As an adhesive, what is generally used for an adhesive sheet, such as a rubber adhesive, an acrylic adhesive, a silicone adhesive, a vinyl ether adhesive, and a styrene adhesive, can be used.
When an optically transparent material is required, an adhesive for optical use is selected. When a pattern such as coloring, semi-transparency, or matte is required, in addition to the patterning on the substrate, a dye, organic or inorganic fine particles can be added to the adhesive to produce an effect.
When a tackifier is required, a resin, for example, a rosin-based resin, a terpene-based resin, a petroleum-based resin, a styrene-based resin, or an adhesion-imparting resin such as a hydrogenated product thereof can be used alone or in combination.
The adhesive strength of the pressure-sensitive adhesive used in the present invention is generally called strong adhesion, and is 200 g / 25 mm or more, preferably 300 g / 25 mm or more, more preferably 400 g / 25 mm or more. In addition, the adhesive force here is based on JIS Z 0237 and is a value measured by a 180 degree peel test.

2)離型層
本発明の親水性部材が前記の接着層を有する場合には、さらに離型層を付加することができる。離型層には、離型性をもたせるために、離型剤を含有させることが好ましい。離型剤しては、一般的に、ポリオルガノシロキサンからなるシリコーン系離型剤、フッ素系化合物、ポリビニルアルコールの長鎖アルキル変性物、ポリエチレンイミンの長鎖アルキル変性物等が用いることができる。また、ホットメルト型離型剤、ラジカル重合、カチオン重合、重縮合反応等により離型性モノマーを硬化させるモノマー型離型剤などの各種の離型剤や、この他、アクリル−シリコーン系共重合樹脂、アクリル−フッ素系共重合樹脂、及びウレタン−シリコーン−フッ素系共重合樹脂などの共重合系樹脂、並びに、シリコーン系樹脂とアクリル系樹脂との樹脂ブレンド、フッ素系樹脂とアクリル系樹脂との樹脂ブレンドが用いられる。また、フッ素原子及び/又はケイ素原子のいずれかの原子と、活性エネルギー線重合性基含有化合物を含む硬化性組成物を、硬化して得られるハードコート離型層としてもよい。
2) Release layer When the hydrophilic member of the present invention has the adhesive layer, a release layer can be further added. The release layer preferably contains a release agent in order to give release properties. As the release agent, generally, a silicone release agent composed of polyorganosiloxane, a fluorine compound, a long-chain alkyl modified product of polyvinyl alcohol, a long-chain alkyl modified product of polyethyleneimine, and the like can be used. In addition, various release agents such as a hot melt type release agent, a monomer type release agent that cures a release monomer by radical polymerization, cationic polymerization, polycondensation reaction, etc., and other acrylic-silicone copolymer Resins, acrylic-fluorine-based copolymer resins, urethane-silicone-fluorine-based copolymer resins, and the like, and resin blends of silicone-based resins and acrylic resins, and fluorine-based resins and acrylic-based resins. A resin blend is used. Moreover, it is good also as a hard-coat release layer obtained by hardening | curing the curable composition containing either an atom of a fluorine atom and / or a silicon atom, and an active energy ray polymeric group containing compound.

3)その他の層
親水性層の上に、保護層を設けてもよい。保護層は、ハンドリング時や輸送時、保管時などの親水性表面の傷つきや、汚れ物質の付着による親水性の低下を防止する機能を有する。保護層としては、上記離型層に用いた親水性ポリマー層を使用することができる。保護層は、親水性部材を適切な基材へ貼り付けた後には剥がされる。
3) Other layers A protective layer may be provided on the hydrophilic layer. The protective layer has a function of preventing damage to the hydrophilic surface during handling, transportation, storage, and the like, and deterioration of hydrophilicity due to adhesion of dirt substances. As the protective layer, the hydrophilic polymer layer used in the release layer can be used. The protective layer is peeled off after the hydrophilic member is attached to an appropriate substrate.

〔構造体の形態〕
本発明の親水層を有する構造体は、シート状、ロール状あるいはリボン状の形態で供給されてもよく、適切な基材に貼り付けるために、あらかじめカットされたもとして供給することもできる。
[Form of structure]
The structure having a hydrophilic layer of the present invention may be supplied in the form of a sheet, a roll, or a ribbon, or may be supplied as a material that has been cut in advance in order to be attached to an appropriate substrate.

〔表面自由エネルギー〕
親水性層表面の親水性度は、汎用的に、水滴接触角で測定される。しかし、本発明のような非常に親水性の高い表面においては、水滴接触角が10°以下、さらには5°以下になることがあり、親水性度の相互比較を行うには、限界がある。一方、固体表面の親水性度をより詳細に評価する方法として、表面自由エネルギーの測定がある。種々の方法が提案されているが、本発明では、一例として、Zismanプロット法を用いて表面自由エネルギーを測定した。具体的には、塩化マグネシウムなどの無機電解質の水溶液が濃度とともに表面張力が大きくなる性質を利用し、その水溶液を用いて空中、室温条件で接触角を測定した後、横軸にその水溶液の表面張力、縦軸に接触角をcosθに換算した値をとり、種々の濃度の水溶液の点をプロットして直線関係を得、cosθ=1すなわち、接触角=0°になるときの表面張力を、固体の表面自由エネルギーと定義する測定方法である。水の表面張力は72mN/mであり、表面自由エネルギーの値が大きいほど親水性が高いといえる。
このような方法で測定した表面自由エネルギーが、70mN/m〜95mN/m、好ましくは72mN/m〜93mN/m、さらに好ましくは75mN/m〜90mN/mの範囲にある親水層が、親水性に優れ、良好な性能を示す。
[Surface free energy]
The hydrophilicity of the hydrophilic layer surface is generally measured by the water droplet contact angle. However, on a very hydrophilic surface such as the present invention, the water droplet contact angle may be 10 ° or less, and even 5 ° or less, and there is a limit to the mutual comparison of the hydrophilicity. . On the other hand, as a method for evaluating the hydrophilicity of the solid surface in more detail, there is a measurement of surface free energy. Various methods have been proposed. In the present invention, as an example, the surface free energy was measured using the Zisman plot method. Specifically, an aqueous solution of an inorganic electrolyte such as magnesium chloride uses the property that the surface tension increases with the concentration. After measuring the contact angle in air and at room temperature using the aqueous solution, the horizontal axis indicates the surface of the aqueous solution. Take the value obtained by converting the contact angle into cos θ on the vertical axis and plot the points of aqueous solutions of various concentrations to obtain a linear relationship. Cos θ = 1, that is, the surface tension when the contact angle = 0 °, It is a measurement method defined as the surface free energy of a solid. The surface tension of water is 72 mN / m, and the higher the surface free energy value, the higher the hydrophilicity.
A hydrophilic layer having a surface free energy measured by such a method in the range of 70 mN / m to 95 mN / m, preferably 72 mN / m to 93 mN / m, more preferably 75 mN / m to 90 mN / m is hydrophilic. Excellent performance.

本発明の親水性被膜を塗設した親水性部材は、窓ガラス等に適用(使用、貼り付け)する場合、視界確保の観点から透明性が重要である。本発明の親水性被膜は、透明性に優れ、膜厚が厚くても透明度が損なわれず、耐久性との両立が可能である。本発明の親水性被膜の厚さは、0.01μm〜100μmが好ましく、0.05μm〜50μmがさらに好ましく、0.1μm〜20μmが最も好ましい。膜厚が0.01μm以上の場合は、十分な親水性、耐久性が得ら好ましく、膜厚が100μm以下の場合は、クラックが入るなど製膜性に問題を来たすことがなく、好ましい。
透明性は、分光光度計で可視光領域(400nm〜800nm)の光透過率を測定し評価する。光透過率が100%〜70%が好ましく、95%〜75%がより好ましく、95%〜80%の範囲にあることが最も好ましい。この範囲にあることによって、視界をさえぎることなく、親水性被膜を塗設した親水性部材を各種用途に適用することができる。
When the hydrophilic member coated with the hydrophilic film of the present invention is applied (used or attached) to a window glass or the like, transparency is important from the viewpoint of ensuring visibility. The hydrophilic film of the present invention is excellent in transparency, and even when the film thickness is large, the transparency is not impaired and compatibility with durability is possible. The thickness of the hydrophilic coating of the present invention is preferably 0.01 μm to 100 μm, more preferably 0.05 μm to 50 μm, and most preferably 0.1 μm to 20 μm. When the film thickness is 0.01 μm or more, it is preferable to obtain sufficient hydrophilicity and durability, and when the film thickness is 100 μm or less, there is no problem in film forming properties such as cracks, which is preferable.
Transparency is evaluated by measuring the light transmittance in the visible light region (400 nm to 800 nm) with a spectrophotometer. The light transmittance is preferably 100% to 70%, more preferably 95% to 75%, and most preferably in the range of 95% to 80%. By being in this range, the hydrophilic member provided with a hydrophilic film can be applied to various applications without obstructing the field of view.

本発明の親水性部材は、親水性層形成用塗布液組成物を、前述の下塗層上に塗布し、加熱、乾燥して表面親水性層を形成することで得ることができる。親水性層形成のための加熱温度と加熱時間は、ゾル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150℃以下であることが好ましく、加熱時間は1時間以内が好ましい。
本発明の親水性部材における親水性層は、公知の塗布方法で作成することが可能であり、特に限定がなく、例えばスプレーコーティング法、ディップコーティング法、フローコーティング法、スピンコーティング法、ロールコーティング法、フィルムアプリケーター法、スクリーン印刷法、バーコーター法、刷毛塗り、スポンジ塗り等の方法が適用できる。
The hydrophilic member of the present invention can be obtained by applying the coating solution composition for forming a hydrophilic layer on the above-mentioned undercoat layer, heating and drying to form a surface hydrophilic layer. The heating temperature and heating time for forming the hydrophilic layer are not particularly limited as long as the solvent and the time in which the solvent in the sol solution can be removed and a strong film can be formed. It is preferably 150 ° C. or lower, and the heating time is preferably within 1 hour.
The hydrophilic layer in the hydrophilic member of the present invention can be prepared by a known coating method, and is not particularly limited. For example, a spray coating method, a dip coating method, a flow coating method, a spin coating method, a roll coating method. A film applicator method, a screen printing method, a bar coater method, a brush coating, a sponge coating or the like can be applied.

本発明の親水性部材が適用可能なものとしては、例えば、防曇効果を期待する場合には透明なものであり、透明なガラス基板または透明なプラスチック基板、レンズ、プリズム、鏡等である。
ガラスとしては、ソーダガラス、鉛ガラス、硼珪酸ガラスなどの何れのガラスを使用しても良い。また目的に応じ、フロート板ガラス、型板ガラス、スリ板ガラス、網入ガラス、線入ガラス、強化ガラス、合わせガラス、複層ガラス、真空ガラス、防犯ガラス、高断熱Low−E複層ガラスを使用することができる。
防曇効果を有する部材が適用可能な用途としては、車両用バックミラー、浴室用鏡、洗面所用鏡、歯科用鏡、道路鏡のような鏡;眼鏡レンズ、光学レンズ、写真機レンズ、内視鏡レンズ、照明用レンズ、半導体用レンズ、複写機用レンズのようなレンズ;プリズム;建物や監視塔の窓ガラス;その他建材用ガラス;自動車、鉄道車両、航空機、船舶、潜水艇、雪上車、ロープウエイのゴンドラ、遊園地のゴンドラ、種々の乗物の窓ガラス;自動車、鉄道車両、航空機、船舶、潜水艇、雪上車、スノーモービル、オートバイ、ロープウエイのゴンドラ、遊園地のゴンドラ、種々の乗物の風防ガラス;防護用ゴーグル、スポーツ用ゴーグル、防護用マスクのシールド、スポーツ用マスクのシールド、ヘルメットのシールド、冷凍食品陳列ケースのガラス;計測機器のカバーガラス、及び上記物品表面に貼付させるためのフィルムを含む。最も好ましい用途は、自動車用及び建材用のガラスである。
The hydrophilic member of the present invention can be applied to, for example, a transparent glass substrate or a transparent plastic substrate, a lens, a prism, a mirror or the like when an antifogging effect is expected.
As the glass, any glass such as soda glass, lead glass and borosilicate glass may be used. Depending on the purpose, float plate glass, mold plate glass, ground glass, wire-filled glass, wire-filled glass, tempered glass, laminated glass, double-glazed glass, vacuum glass, security glass, highly heat-insulated Low-E double-glazed glass should be used. Can do.
Applications that can be applied with anti-fogging effects include vehicle rearview mirrors, bathroom mirrors, toilet mirrors, dental mirrors, mirrors such as road mirrors; spectacle lenses, optical lenses, camera lenses, internal vision Lenses such as mirror lenses, illumination lenses, semiconductor lenses, and copier lenses; prisms; window glass for buildings and surveillance towers; other building glass; automobiles, railway vehicles, aircraft, ships, submersibles, snow vehicles, Ropeway gondola, amusement park gondola, various vehicle windows; automobiles, rail cars, aircraft, ships, submersibles, snow vehicles, snowmobiles, motorcycles, ropeway gondola, amusement park gondola, various vehicle windshields Glass; protective goggles, sports goggles, protective mask shield, sports mask shield, helmet shield, frozen food display case Las; cover glass measuring instruments, and films to be attached to the article surface. The most preferred application is glass for automobiles and building materials.

また、本発明の表面親水性部材に防汚効果を期待する場合には、その基材は、例えば、ガラス、プラスチック以外にも、金属、セラミックス、木、石、セメント、コンクリート、繊維、布帛、紙、それらの組合せ、それらの積層体が、いずれも好適に利用できる。
防汚効果を有する部材が適用可能な用途としては、建材、外壁や屋根のような建物外装、建物内装、窓枠、窓ガラス、構造部材、自動車、鉄道車両、航空機、船舶、自転車、オートバイのような乗物の外装及び塗装、機械装置や物品の外装、防塵カバー及び塗装、交通標識、各種表示装置、広告塔、道路用防音壁、鉄道用防音壁、橋梁、ガードレールの外装及び塗装、トンネル内装及び塗装、碍子、太陽電池カバー、太陽熱温水器集熱カバー、ビニールハウス、車両用照明灯のカバー、住宅設備、便器、浴槽、洗面台、照明器具、照明カバー、台所用品、食器、食器洗浄器、食器乾燥器、流し、調理レンジ、キッチンフード、換気扇、及び上記物品表面に貼付させるためのフィルムを含む。
看板、交通標識、防音壁、ビニールハウス、碍子、乗物用カバー、テント材、反射板、雨戸、網戸、太陽電池用カバー、太陽熱温水器等の集熱器用カバー、街灯、舗道、屋外照明、人工滝・人工噴水用石材・タイル、橋、温室、外壁材、壁間や硝子間のシーラー、ガードレール、ベランダ、自動販売機、エアコン室外機、屋外ベンチ、各種表示装置、シャッター、料金所、料金ボックス、屋根樋、車両用ランプ保護カバー、防塵カバー及び塗装、機械装置や物品の塗装、広告塔の外装及び塗装、構造部材、住宅設備、便器、浴槽、洗面台、照明器具、台所用品、食器、食器乾燥器、流し、調理レンジ、キッチンフード、換気扇、窓レール、窓枠、トンネル内壁、トンネル内照明、窓サッシ、熱交換器用放熱フィン、舗道、浴室用洗面所用鏡、ビニールハウス天井、洗面化粧台、自動車ボディ、及びそれら物品に貼着可能なフィルム、ワッペン等を含む。
雪国用屋根材、アンテナ、送電線等への適用も可能であり、その際は、着雪防止性にも優れた特性が得られる。
In addition, when the antifouling effect is expected for the surface hydrophilic member of the present invention, the base material is, for example, metal, ceramics, wood, stone, cement, concrete, fiber, fabric, in addition to glass and plastic, Any of paper, combinations thereof, and laminates thereof can be suitably used.
Applications with antifouling components include building materials, building exteriors such as exterior walls and roofs, building interiors, window frames, window glass, structural members, automobiles, railway vehicles, aircraft, ships, bicycles, motorcycles Exterior and painting of such vehicles, machinery and equipment exteriors, dust covers and coatings, traffic signs, various display devices, advertising towers, road noise barriers, railway noise barriers, bridges, guardrail exteriors and coatings, tunnel interiors And paint, insulators, solar battery covers, solar water heater heat collector covers, greenhouses, vehicle lighting cover, housing equipment, toilets, bathtubs, sinks, lighting fixtures, lighting covers, kitchenware, dishes, dishwashers A dish dryer, a sink, a cooking range, a kitchen hood, a ventilation fan, and a film to be attached to the surface of the article.
Signs, traffic signs, sound barriers, plastic houses, insulators, vehicle covers, tent materials, reflectors, shutters, screen doors, solar battery covers, solar water heater covers, street lamps, pavements, outdoor lighting, artificial Waterfalls / artificial fountain stones / tiles, bridges, greenhouses, exterior walls, sealers between walls and glass, guardrails, verandas, vending machines, air conditioner outdoor units, outdoor benches, various display devices, shutters, toll booths, price boxes Roof coverings, vehicle lamp protection covers, dust covers and coatings, painting of machinery and equipment, exterior and coating of advertising towers, structural members, housing equipment, toilets, bathtubs, washstands, lighting fixtures, kitchen utensils, tableware, Tableware dryer, sink, cooking range, kitchen hood, ventilation fan, window rail, window frame, tunnel inner wall, tunnel lighting, window sash, heat exchanger fins, pavement, bathroom toilet mirror, Neil House ceiling, including vanity, an automobile body, and the liquid to be attached for allowing the film to them the goods, the emblem and the like.
It can also be applied to snow country roofing materials, antennas, power transmission lines, etc., and in that case, characteristics excellent in snow accretion prevention can be obtained.

以下本発明を実施例によって詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
実施例1
最も一般的な透明の板ガラスであるフロート板ガラス(厚み2mm、SiO2濃度70wt%)を準備し、該板ガラスの表面を10分間UV/O3処理により親水化した後、下記組成の第1層塗布液をスピンコート塗布し、100℃、10分でオーブン乾燥して、乾燥塗布量1.0g/m2の第1層を形成した。室温で十分冷却した後、第1層塗布面に下記組成の第2層塗布液をスピンコート塗布し、100℃、10分でオーブン乾燥して乾燥塗布量1.0g/mの第2層を形成した。この親水性部材の表面自由エネルギーは、87mN/mで、非常に親水性の高い表面であった。親水性層の可視光透過率は、90%であった(日立分光光度計U3000で測定)。
第1層のSi−OH/Siは0.80であった。(ION−TOF社製TOF−SIMSで測定)
第1層のRaは1.6であった。(SII-NT社製SPA400を使用し、探針にはSII-NT社製 SI-DF20を用い、DFMモードで走査速度1〜2 Hz、触圧10〜20%で測定した。)
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.
Example 1
Float plate glass (thickness 2 mm, SiO 2 concentration 70 wt%), which is the most common transparent plate glass, is prepared, and the surface of the plate glass is hydrophilized by UV / O 3 treatment for 10 minutes, and then the first layer coating having the following composition is applied. The solution was spin coated and oven dried at 100 ° C. for 10 minutes to form a first layer having a dry coating amount of 1.0 g / m 2 . After sufficiently cooling at room temperature, the second layer coating solution having the following composition is spin-coated on the first layer coating surface, oven dried at 100 ° C. for 10 minutes, and the second layer having a dry coating amount of 1.0 g / m 2 . Formed. The surface free energy of this hydrophilic member was 87 mN / m, and the surface was very hydrophilic. The visible light transmittance of the hydrophilic layer was 90% (measured with a Hitachi spectrophotometer U3000).
The Si—OH / Si of the first layer was 0.80. (Measured with TOF-SIMS manufactured by ION-TOF)
Ra of the first layer was 1.6. (Measured using a SPA400 manufactured by SII-NT, SI-DF20 manufactured by SII-NT, and a scanning speed of 1 to 2 Hz and a contact pressure of 10 to 20% in DFM mode.)

<第1層塗布液>
・コロイダルシリカ分散物20質量%水溶液(スノーテックスC) 100g
・下記ゾルゲル調製液(1) 500g
・下記アニオン系界面活性剤の5質量%水溶液 30g
・精製水 450g
<第2層塗布液>
・コロイダルシリカ分散物20質量%水溶液(スノーテックスC) 100g
・下記ゾルゲル調製液(2) 500g
・下記アニオン系界面活性剤の5質量%水溶液 30g
・精製水 450g
<First layer coating solution>
-Colloidal silica dispersion 20% by weight aqueous solution (Snowtex C) 100g
・ 500g of the following sol-gel preparation (1)
・ 30 g of 5% by weight aqueous solution of the following anionic surfactant
・ Purified water 450g
<Second layer coating solution>
-Colloidal silica dispersion 20% by weight aqueous solution (Snowtex C) 100g
・ 500g of the following sol-gel preparation (2)
・ 30 g of 5% by weight aqueous solution of the following anionic surfactant
・ Purified water 450g

Figure 2008132474
Figure 2008132474

<ゾルゲル調製液(1)>
エチルアルコール200g、アセチルアセトン10g、オルトチタン酸テトラエチル10g、精製水100g中に、テトラメトキシシラン(東京化成工業(株)製)8gを混合し、室温で2時間撹拌して、調製した。
<ゾルゲル調製液(2)>
エチルアルコール200g、アセチルアセトン10g、オルトチタン酸テトラエチル10g、精製水100g中に、テトラメトキシシラン(東京化成工業(株)製)8gと下記の末端にシランカップリング基を有する親水性ポリマー5gを混合し、室温で2時間撹拌して、調製した。
<Sol-gel preparation liquid (1)>
Into 200 g of ethyl alcohol, 10 g of acetylacetone, 10 g of tetraethyl orthotitanate and 100 g of purified water, 8 g of tetramethoxysilane (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was mixed and stirred at room temperature for 2 hours to prepare.
<Sol-gel preparation liquid (2)>
In 200 g of ethyl alcohol, 10 g of acetylacetone, 10 g of tetraethyl orthotitanate and 100 g of purified water, 8 g of tetramethoxysilane (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) and 5 g of a hydrophilic polymer having a silane coupling group at the following terminal are mixed. Stir at room temperature for 2 hours to prepare.

<末端にシランカップリング基を有する親水性ポリマーの合成>
三口フラスコにアクリルアミド25g、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン3.5g、ジメチルホルムアミド51.3gを入れて窒素気流下、65℃まで加熱し、2,2'−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)0.25g添加し、反応を開始した。6時間攪拌した後、室温まで戻して酢酸エチル1.5L中に投入したところ固体が析出した。その後、濾過を行い、充分酢酸エチルで洗浄し、乾燥を行った(収量21g)。GPC(ポリスチレン標準)により、4000の質量平均分子量を有するポリマーであることを確認した。5%水溶液粘度は2.5cPs、親水性基の官能基密度は、13.4meq/gであった。
<Synthesis of hydrophilic polymer having a silane coupling group at the terminal>
A three-necked flask was charged with 25 g of acrylamide, 3.5 g of 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, and 51.3 g of dimethylformamide and heated to 65 ° C. under a nitrogen stream to produce 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile). 0.25 g was added to start the reaction. After stirring for 6 hours, the mixture was returned to room temperature and poured into 1.5 L of ethyl acetate, and a solid precipitated. Thereafter, filtration was performed, and the product was sufficiently washed with ethyl acetate and dried (yield 21 g). It was confirmed by GPC (polystyrene standard) that the polymer had a mass average molecular weight of 4000. The viscosity of the 5% aqueous solution was 2.5 cPs, and the functional group density of the hydrophilic group was 13.4 meq / g.

(評価)上記親水性部材について、以下の評価を行った。
親水性:空中水滴接触角の測定(協和界面科学株式会社製DropMaster500で測定)した。
耐久性 磨耗試験:不織布(BEMCOT、旭化学繊維社製)に100g、200g、500g、1000gと加重かけて200回こすり、傷付きが発生した加重を評価した。加重が大きくても傷つきがないほうが耐久性が良好である。
引っかき試験:0.1mm径サファイア針に5gから始めて5gきざみに加重かけて親水層表面を走査し、傷つきが発生した加重を評価(新東科学株式会社製引っかき強度試験機Type18Sで測定)した。加重が大きくても傷つきがないほうが耐久性が良好である。
(Evaluation) The following evaluation was performed on the hydrophilic member.
Hydrophilicity: Measurement of the contact angle of water droplets in the air (measured with DropMaster500 manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.).
Durability Abrasion test: A non-woven fabric (BEMCOT, manufactured by Asahi Chemical Fiber Co., Ltd.) was rubbed 200 times with a weight of 100 g, 200 g, 500 g, and 1000 g, and the weight at which damage was generated was evaluated. The durability is better when there is no damage even if the load is large.
Scratch test: Starting from 5 g on a 0.1 mm diameter sapphire needle, the surface of the hydrophilic layer was scanned in 5 g increments, and the weight at which scratching occurred was evaluated (measured with a scratch strength tester Type 18S manufactured by Shinto Kagaku Co., Ltd.). The durability is better when there is no damage even if the load is large.

その結果、水滴接触角は、5°以下で非常に親水性が高かった。磨耗試験では200gまで傷付きがなく、また引っかき試験では、100gまで傷付きがなく、耐久性に優れていた。   As a result, the water contact angle was 5 ° or less and the hydrophilicity was very high. In the abrasion test, there was no damage up to 200 g, and in the scratch test, there was no damage up to 100 g, and the durability was excellent.

実施例2
第1層塗布液の乾燥温度を80℃に変更した以外は実施例1と同様に親水性層を作成した。得られた親水性部材は、水滴接触角5°以下で親水性が高かった。磨耗試験は200gまで傷付きがなく、また引っ掻き試験では、150gまで傷付きがなかった。
なお、下塗層のSi−OH/Siは0.88、Raは1.6nmであった。
Example 2
A hydrophilic layer was prepared in the same manner as in Example 1 except that the drying temperature of the first layer coating solution was changed to 80 ° C. The obtained hydrophilic member was highly hydrophilic at a water droplet contact angle of 5 ° or less. The abrasion test showed no damage up to 200 g, and the scratch test showed no damage up to 150 g.
The undercoat layer had Si—OH / Si of 0.88 and Ra of 1.6 nm.

実施例3
第1層塗布液のゾルゲル液の触媒を1N硝酸水溶液(硝酸触媒)1.5gに変更し、乾燥温度を80℃に変更した以外は実施例1と同様に親水性層を作成した。得られた親水性部材は、磨耗試験は100gまで傷付かなかった。引っ掻き試験においては、加重80gで傷が付いた。
なお、下塗層のSi−OH/Siは0.76、Raは1.5nmであった。
Example 3
A hydrophilic layer was prepared in the same manner as in Example 1 except that the sol-gel solution catalyst of the first layer coating solution was changed to 1.5 g of 1N nitric acid aqueous solution (nitric acid catalyst) and the drying temperature was changed to 80 ° C. The obtained hydrophilic member was not damaged up to 100 g in the abrasion test. In the scratch test, scratches were applied at a load of 80 g.
The undercoat layer had a Si—OH / Si ratio of 0.76 and Ra of 1.5 nm.

実施例4
第1層塗布液のスノーテックスCを除いた以外は実施例1と同様に親水性膜を作成した。得られた親水性部材は、水滴接触角5°以下で親水性が高かった。磨耗試験は100gまで傷付きがなく、また引っ掻き試験では、70gまで傷付かなかった。
なお、下塗層のSi−OH/Siは0.75、Raは0.9nmであった。
Example 4
A hydrophilic film was prepared in the same manner as in Example 1 except that Snowtex C was removed from the first layer coating solution. The obtained hydrophilic member was highly hydrophilic at a water droplet contact angle of 5 ° or less. The abrasion test was not damaged up to 100 g, and the scratch test was not damaged up to 70 g.
The undercoat layer had a Si—OH / Si ratio of 0.75 and Ra of 0.9 nm.

実施例5
第1層塗布液のスノーテックスCをスノーテックスOXS(粒径:4〜6nm)に変更した以外は実施例1と同様に親水性膜を作成した。得られた親水性部材は、水滴接触角5°以下で親水性が高かった。磨耗試験は100gまで傷付きがなく、また引っ掻き試験では、90gまで傷付かなかった。
下塗層のSi−OH/Siは0.78、Raは1.2nmであった。
Example 5
A hydrophilic film was prepared in the same manner as in Example 1 except that Snowtex C of the first layer coating solution was changed to Snowtex OXS (particle size: 4 to 6 nm). The obtained hydrophilic member was highly hydrophilic at a water droplet contact angle of 5 ° or less. The abrasion test was not damaged up to 100 g, and the scratch test was not damaged up to 90 g.
The undercoat layer had Si—OH / Si of 0.78 and Ra of 1.2 nm.

実施例6
第1層塗布液のスノーテックスCをスノーテックスXL(粒径:40〜60nm)に変更した以外は実施例1と同様に親水性膜を作成した。得られた親水性部材は、水滴接触角5°以下で親水性が高かった。磨耗試験は200gまで傷付きがなく、また引っ掻き試験では、130gまで傷付かなかった。
なお、下塗層のSi−OH/Siは0.84、Raは3.4nmであった。
Example 6
A hydrophilic film was prepared in the same manner as in Example 1 except that Snowtex C of the first layer coating solution was changed to Snowtex XL (particle size: 40 to 60 nm). The obtained hydrophilic member was highly hydrophilic at a water droplet contact angle of 5 ° or less. The abrasion test was not damaged up to 200 g, and the scratch test was not damaged up to 130 g.
The undercoat layer had a Si—OH / Si ratio of 0.84 and Ra of 3.4 nm.

実施例7
第1層塗布液のスノーテックスCをスノーテックスYL(粒径:50〜80nm)に変更した以外は実施例1と同様に親水性膜を作成した。得られた親水性部材は、水滴接触角5°以下で親水性が高かった。磨耗試験は200gまで傷付きがなく、また引っ掻き試験では、180gまで傷付かなかった。
なお、下塗層のSi−OH/Siは0.90、Raは10.3nmであった。
Example 7
A hydrophilic film was prepared in the same manner as in Example 1 except that Snowtex C of the first layer coating solution was changed to Snowtex YL (particle size: 50 to 80 nm). The obtained hydrophilic member was highly hydrophilic at a water droplet contact angle of 5 ° or less. The abrasion test was not damaged up to 200 g, and the scratch test was not damaged up to 180 g.
The undercoat layer had a Si—OH / Si ratio of 0.90 and Ra of 10.3 nm.

実施例8
第1層を塗布・乾燥した後、プラズマエッチング処理を30秒間行った以外は実施例1と同様に親水性層を作成した。得られた親水性部材は、水滴接触角5°以下で親水性が高かった。磨耗試験は200gまで傷付きがなく、また引っ掻き試験では、220gまで傷付かなかった。
なお、プラズマエッチング後の下塗層のSi−OH/Siは0.91、Raは21.2nmであった。
Example 8
After applying and drying the first layer, a hydrophilic layer was prepared in the same manner as in Example 1 except that plasma etching was performed for 30 seconds. The obtained hydrophilic member was highly hydrophilic at a water droplet contact angle of 5 ° or less. The abrasion test was not damaged up to 200 g, and the scratch test was not damaged up to 220 g.
The undercoat layer after plasma etching had an Si—OH / Si ratio of 0.91 and Ra of 21.2 nm.

実施例9
第1層を塗布・乾燥した後、塗布基板を洗浄液中(フルウチ化学(株)セミコクリーン56)で30秒間超音波処理を行った以外は実施例1と同様に親水性層を作成した。得られた親水性部材は、水滴接触角5°以下で親水性が高かった。磨耗試験は200gまで傷付きがなく、また引っ掻き試験では、120gまで傷付かなかった。
なお、洗浄後の下塗層のSi−OH/Siは0.82、Raは0.7nmであった。
Example 9
After applying and drying the first layer, a hydrophilic layer was prepared in the same manner as in Example 1 except that the coated substrate was subjected to ultrasonic treatment for 30 seconds in a cleaning solution (Furuuchi Chemical Co., Ltd. Semico Clean 56). The obtained hydrophilic member was highly hydrophilic at a water droplet contact angle of 5 ° or less. The abrasion test was not damaged up to 200 g, and the scratch test was not damaged up to 120 g.
In addition, Si-OH / Si of the undercoat layer after washing was 0.82, and Ra was 0.7 nm.

実施例10
末端にシランカップリング基を有する親水性ポリマーに変えて、側鎖にシランカップリング基を有する親水性ポリマーを用いた以外は実施例1と同様に親水性層を作成した。
<側鎖にシランカップリング基を有する親水性ポリマーの合成>
500ml三口フラスコにアクリルアミド12.9g、アクリルアミド−3−(エトキシシリル)プロピル11.6g、及び1−メトキシ−2−プロパノール280gを入れ、80℃窒素気流下、2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオン酸)ジメチル1.8gを加えた。6時間攪拌しながら同温度に保った後、室温まで冷却した。アセトン2リットル中に投入し、析出した固体をろ取した。得られた固体をアセトンにて洗浄後、親水性ポリマー(2)を得た。乾燥後の質量は22.7gであった。GPC(ポリエチレンオキシド標準)により質量平均分子量15000のポリマーであった。
Example 10
A hydrophilic layer was prepared in the same manner as in Example 1 except that a hydrophilic polymer having a silane coupling group in the side chain was used instead of the hydrophilic polymer having a silane coupling group at the terminal.
<Synthesis of hydrophilic polymer having a silane coupling group in the side chain>
A 500 ml three-necked flask is charged with 12.9 g of acrylamide, 11.6 g of acrylamide-3- (ethoxysilyl) propyl, and 280 g of 1-methoxy-2-propanol, and 2,2′-azobis (2-methyl) under a nitrogen stream at 80 ° C. 1.8 g of dimethyl propionate) was added. The mixture was kept at the same temperature with stirring for 6 hours, and then cooled to room temperature. The mixture was put into 2 liters of acetone, and the precipitated solid was collected by filtration. The obtained solid was washed with acetone to obtain a hydrophilic polymer (2). The mass after drying was 22.7 g. It was a polymer having a mass average molecular weight of 15,000 according to GPC (polyethylene oxide standard).

実施例11
末端にシランカップリング基を有する親水性ポリマーに変えて、側鎖にシランカップリング基を有する親水性ポリマーを用いた以外は実施例7と同様に親水性層を作成した。
なお、実施例1〜11の親水性部材の評価結果を纏めて下記表に示す。
Example 11
A hydrophilic layer was prepared in the same manner as in Example 7 except that a hydrophilic polymer having a silane coupling group in the side chain was used instead of the hydrophilic polymer having a silane coupling group at the terminal.
In addition, the evaluation result of the hydrophilic member of Examples 1-11 is put together in the following table | surface.

Figure 2008132474
Figure 2008132474

比較例1
第1層塗布液を塗布せずに、第2層塗布液のみを塗布して実施例1と同様に親水性膜を作成した。得られた親水性部材は、水滴接触角5°以下で親水性が高かった。磨耗試験は100gでも傷付いた。引っ掻き試験は20gで傷付き、耐久性が十分ではなかった。なお、ガラス基板のSi−OH/Siは0.26、Raは0.7nmであった。
Comparative Example 1
A hydrophilic film was prepared in the same manner as in Example 1 by applying only the second layer coating solution without applying the first layer coating solution. The obtained hydrophilic member was highly hydrophilic at a water droplet contact angle of 5 ° or less. The abrasion test was damaged even at 100 g. The scratch test was damaged at 20 g, and the durability was not sufficient. The glass substrate had Si—OH / Si of 0.26 and Ra of 0.7 nm.

比較例2
第1層塗布液を塗布せずに、基材にプラズマエッチング処理を30秒行った以外は実施例1と同様に親水性膜を作成した。得られた親水性部材は、水滴接触角5°以下で親水性が高かった。磨耗試験は100gでも傷付いた。引っ掻き試験は40gで傷付き、耐久性が十分ではなかった。
なお、プラズマエッチング後のガラス基板のSi−OH/Siは0.31、Raは19.5nmであった。
Comparative Example 2
A hydrophilic film was prepared in the same manner as in Example 1 except that the substrate was plasma-etched for 30 seconds without applying the first layer coating solution. The obtained hydrophilic member was highly hydrophilic at a water droplet contact angle of 5 ° or less. The abrasion test was damaged even at 100 g. The scratch test was scratched at 40 g, and the durability was not sufficient.
In addition, Si-OH / Si of the glass substrate after plasma etching was 0.31, and Ra was 19.5 nm.

比較例3
第1層塗布液を塗布した後、1000℃で加熱、更にプラズマエッチング処理を30秒間行った以外は実施例1と同様に親水性層を作成した。得られた親水性部材は、水滴接触角5°以下で親水性が高かった。磨耗試験は100gまで傷付きがなく、また引っ掻き試験では、30gまで傷付かなかった。
なお、プラズマエッチング後の下塗層のSi−OH/Siは0.35、Raは18.2nmであった。
Comparative Example 3
After applying the first layer coating solution, a hydrophilic layer was formed in the same manner as in Example 1 except that heating at 1000 ° C. and plasma etching treatment were performed for 30 seconds. The obtained hydrophilic member was highly hydrophilic at a water droplet contact angle of 5 ° or less. The abrasion test was not damaged up to 100 g, and the scratch test was not damaged up to 30 g.
The Si—OH / Si of the undercoat layer after plasma etching was 0.35, and Ra was 18.2 nm.

比較例4
第1層塗布液のゾルゲル液の触媒を1N硝酸水溶液(硝酸触媒)1.5gに変更し、乾燥温度を500℃に変更した以外は実施例1と同様に親水性層を作成した。得られた親水性部材は、磨耗試験は100gまで傷付かなかった。引っ掻き試験においては、加重30gで傷が付いた。
なお、下塗層のSi−OH/Siは0.33、Raは1.6nmであった。
Comparative Example 4
A hydrophilic layer was prepared in the same manner as in Example 1 except that the sol-gel solution catalyst of the first layer coating solution was changed to 1.5 g of 1N nitric acid aqueous solution (nitric acid catalyst) and the drying temperature was changed to 500 ° C. The obtained hydrophilic member was not damaged up to 100 g in the abrasion test. In the scratch test, scratches were applied at a load of 30 g.
The undercoat layer had a Si—OH / Si ratio of 0.33 and Ra of 1.6 nm.

比較例5
第1層塗布液の乾燥温度を1000℃に変更した以外は実施例1と同様に親水性層を作成した。得られた親水性部材は、水滴接触角5°以下で親水性が高かった。磨耗試験は100gまで傷付きがなく、また引っ掻き試験では、30gまで傷付かなかった。
なお、下塗層のSi−OH/Siは0.36、Raは1.5nmであった。
Comparative Example 5
A hydrophilic layer was prepared in the same manner as in Example 1 except that the drying temperature of the first layer coating solution was changed to 1000 ° C. The obtained hydrophilic member was highly hydrophilic at a water droplet contact angle of 5 ° or less. The abrasion test was not damaged up to 100 g, and the scratch test was not damaged up to 30 g.
The undercoat layer had Si—OH / Si of 0.36 and Ra of 1.5 nm.

なお、比較例1〜5の親水性部材の評価結果を纏めて下記表に示す。   In addition, the evaluation result of the hydrophilic member of Comparative Examples 1-5 is put together in the following table | surface.

Figure 2008132474
Figure 2008132474

以上の結果より、基材と親水性層の間に一般式(1)で表される部分構造を含有しその表面のM−OH/Mの値が1〜0.4である下塗層を有する、本発明の親水性部材は、親水性層の耐久性に優れていた。   From the above results, an undercoat layer containing a partial structure represented by the general formula (1) between the substrate and the hydrophilic layer and having a M-OH / M value on the surface of 1 to 0.4. The hydrophilic member of the present invention had excellent durability of the hydrophilic layer.

Claims (19)

基材上に、下記一般式(1)で表される部分構造を含有する下塗層と親水性層とを少なくともこの順に有し、前記下塗層表面のM−OH/Mの値が1〜0.4であることを特徴とする親水性部材。
M−OH 一般式(1)
(式中、MはSi、Ti、ZrまたはAlを表す。)
On the base material, at least an undercoat layer containing a partial structure represented by the following general formula (1) and a hydrophilic layer are provided in this order, and the M-OH / M value of the surface of the undercoat layer is 1 A hydrophilic member characterized by being -0.4.
M-OH Formula (1)
(In the formula, M represents Si, Ti, Zr or Al.)
前記基材表面におけるM−OH/Mの値が、前記下塗層表面のM−OH/Mの値より小さいことを特徴とする請求項1に記載の親水性部材。   The hydrophilic member according to claim 1, wherein a value of M-OH / M on the surface of the base material is smaller than a value of M-OH / M on the surface of the undercoat layer. 前記下塗層が、Si、Ti、Zr、Alから選択される金属アルコキシド化合物を加水分解、重縮合させたものであることを特徴とする請求項1または2に記載の親水性部材。   The hydrophilic member according to claim 1, wherein the undercoat layer is obtained by hydrolyzing and polycondensing a metal alkoxide compound selected from Si, Ti, Zr, and Al. 前記加水分解、重縮合が30〜200℃でなされたものであることを特徴とする請求項3に記載の親水性部材。   The hydrophilic member according to claim 3, wherein the hydrolysis and polycondensation are performed at 30 to 200 ° C. 5. 前記下塗層の表面粗さ(Ra)が1.0〜50nmであることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の親水性部材。   The hydrophilic member according to claim 1, wherein the undercoat layer has a surface roughness (Ra) of 1.0 to 50 nm. 前記下塗層が、プラズマエッチング処理、或いは粒子が混入されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の親水性部材。   The hydrophilic member according to claim 1, wherein the undercoat layer is mixed with plasma etching treatment or particles. 前記親水性層が、a)親水性ポリマー、b)Si、Ti,Zr、Alから選択される金属アルコキシド化合物、c)前記b)の金属アルコキシド化合物を加水分解、重縮合し、前記a)の親水性ポリマーとの結合を生起する触媒を含有する組成物を、加水分解、重縮合させたものであることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の親水性部材。   The hydrophilic layer is a) a hydrophilic polymer, b) a metal alkoxide compound selected from Si, Ti, Zr, and Al, c) the metal alkoxide compound of b) is hydrolyzed and polycondensed; The hydrophilic member according to any one of claims 1 to 6, wherein the composition containing a catalyst that causes a bond with a hydrophilic polymer is hydrolyzed and polycondensed. 前記基材がSi−OH構造を含有するものであることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の親水性部材。   The hydrophilic member according to claim 1, wherein the base material contains a Si—OH structure. 基材上に、下記一般式(1)で表される部分構造を含有する下塗層を有し、前記下塗層表面のM−OH/Mの値が1〜0.4であることを特徴とする親水性部材用基板。
M−OH 一般式(1)
(式中、MはSi、Ti、ZrまたはAlを表す。)
It has an undercoat layer containing a partial structure represented by the following general formula (1) on the substrate, and the M-OH / M value of the surface of the undercoat layer is from 1 to 0.4. A hydrophilic substrate for a substrate.
M-OH Formula (1)
(In the formula, M represents Si, Ti, Zr or Al.)
前記基材表面におけるM−OH/Mの値が、前記下塗層表面のM−OH/Mの値より小さいことを特徴とする請求項9に記載の親水性部材用基板。   The hydrophilic member substrate according to claim 9, wherein a value of M-OH / M on the surface of the base material is smaller than a value of M-OH / M on the surface of the undercoat layer. 前記下塗層が、Si、Ti、Zr、Alから選択される金属アルコキシド化合物を加水分解、重縮合させたものであることを特徴とする請求項9又は10に記載の親水性部材用基板。   The hydrophilic member substrate according to claim 9 or 10, wherein the undercoat layer is obtained by hydrolyzing and polycondensing a metal alkoxide compound selected from Si, Ti, Zr, and Al. 前記加水分解、重縮合が30〜200℃でなされたものであることを特徴とする請求項11に記載の親水性部材用基板。   The hydrophilic member substrate according to claim 11, wherein the hydrolysis and polycondensation are performed at 30 to 200 ° C. 前記下塗層の表面粗さ(Ra)が1.0〜50nmであることを特徴とする請求項9〜12のいずれかに記載の親水性部材用基板。   The surface roughness (Ra) of the undercoat layer is 1.0 to 50 nm, The hydrophilic member substrate according to any one of claims 9 to 12. 前記下塗層が、プラズマエッチング処理、或いは粒子が混入されていることを特徴とする請求項9〜13のいずれかに記載の親水性部材用基板。   The hydrophilic member substrate according to any one of claims 9 to 13, wherein the undercoat layer is mixed with a plasma etching process or particles. 前記基材がSi−OH構造を含有するものであることを特徴とする請求項9〜14のいずれかに記載の親水性部材用基板。   The substrate for a hydrophilic member according to claim 9, wherein the base material contains a Si—OH structure. 基材上に、Si、Ti、Zr、Alから選択される金属アルコキシド化合物を少なくとも含有する組成物を塗布し30〜200℃で加熱、乾燥することにより下塗層を塗設し、次いで、該下塗層上に親水性層を設けることを特徴とする親水性部材の製造方法。   On the base material, a composition containing at least a metal alkoxide compound selected from Si, Ti, Zr, and Al is applied, and heated and dried at 30 to 200 ° C. to coat an undercoat layer, A method for producing a hydrophilic member, comprising providing a hydrophilic layer on an undercoat layer. 前記組成物が触媒を含有することを特徴とする請求項16記載の親水性部材の製造方法。   The method for producing a hydrophilic member according to claim 16, wherein the composition contains a catalyst. 基材上に、Si、Ti、Zr、Alから選択される金属アルコキシド化合物を少なくとも含有する組成物を塗布し30〜200℃で加熱、乾燥することにより下塗層を塗設することを特徴とする親水性部材用基板の製造方法。   A composition comprising at least a metal alkoxide compound selected from Si, Ti, Zr, and Al is applied onto a substrate, and the primer layer is coated by heating and drying at 30 to 200 ° C. A method for producing a hydrophilic member substrate. 前記組成物が触媒を含有することを特徴とする請求項18記載の親水性部材用基板の製造方法。   The method for producing a hydrophilic member substrate according to claim 18, wherein the composition contains a catalyst.
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