JP2011144302A - Hydrophilic composition, hydrophilic member and anti-fog mirror for bathroom - Google Patents

Hydrophilic composition, hydrophilic member and anti-fog mirror for bathroom Download PDF

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Yuichiro Murayama
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    • C03C2217/00Coatings on glass
    • C03C2217/70Properties of coatings
    • C03C2217/75Hydrophilic and oleophilic coatings

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hydrophilic composition and a hydrophilic member for imparting excellent anti-fog properties, tight adhesiveness, particularly, scale adhesion resistance to the surface of a support. <P>SOLUTION: The hydrophilic composition comprises (A) at least one hydrophilic polymer having a specific silane coupling group, for example, represented by the figure and (C) an alkoxide compound containing an element selected from Si, Ti, Zr and Al, wherein the content of (C) the alkoxide compound containing an element selected from Si, Ti, Zr and Al is 12.5-22.5 mass% based on the total solid content of the hydrophilic composition. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、支持体表面に優れた防曇性、密着性、特に耐水垢付着性を付与する親水性組成物、親水性部材及び浴室用防曇ミラーに関する。   The present invention relates to a hydrophilic composition, a hydrophilic member, and a bathroom antifogging mirror that impart excellent antifogging properties and adhesion to a surface of a support, in particular, adhesion to scales.

部材表面への油性汚れの付着を防止する技術は、種々提案されている。例えば、反射防止膜、光学フィルター、光学レンズ、眼鏡レンズ、鏡等の光学部材は、人が使用することによって、指紋、皮脂、汗、化粧品等の汚れが付着し、その機能を低下させると共に、汚れの除去が煩雑であるため、効果的な汚れ防止処理を施すことが望まれている。
特にガラス部材は、スポンジ等で擦ることにより物理的に汚れを除去することにより、傷がつきやすく、ガラス特有の輝きを失うという問題がある。このため、ガラス部材の表面に処理を施し防汚性を付与して汚れを落ち易くする技術が知られている(特許文献1〜3)。
Various techniques for preventing oily dirt from adhering to the member surface have been proposed. For example, optical members such as antireflection films, optical filters, optical lenses, spectacle lenses, mirrors, etc., when used by humans, are contaminated with fingerprints, sebum, sweat, cosmetics, etc. Since removal of dirt is complicated, it is desired to perform effective dirt prevention treatment.
In particular, the glass member has a problem that it is easily scratched and loses the shine specific to glass by physically removing dirt by rubbing with a sponge or the like. For this reason, the technique which gives a process to the surface of a glass member, provides antifouling property, and makes it easy to remove dirt is known (patent documents 1-3).

ガラス部材に防汚性を付与する従来技術として、特許文献1には、基材表面にZrOとSiOからなる皮膜形成成分中にTiO結晶が分散された高い耐久性光触媒膜付き基材が記載されている。特許文献2には、ジエチルホスファトエチルトリエトキシシラン等のシリコン化合物をコーティング物質として含むコーティング膜を有するガラス製品が記載されている。 As a conventional technique for imparting antifouling properties to a glass member, Patent Document 1 discloses a substrate with a highly durable photocatalytic film in which TiO 2 crystals are dispersed in a film forming component composed of ZrO 2 and SiO 2 on the surface of the substrate. Is described. Patent Document 2 describes a glass product having a coating film containing a silicon compound such as diethyl phosphatoethyltriethoxysilane as a coating material.

また、光学部材などの表面に汎用される樹脂フィルム、或いは、ガラスや金属等の無機材料は、その表面は疎水性であるか、弱い親水性を示すものが一般的である。樹脂フィルム、無機材料などを用いた基板の表面が親水化されると、付着水滴が基板表面に一様に拡がり均一な水膜を形成するようになるので、ガラス、レンズ、鏡の曇りを有効に防止でき、湿分による失透防止、雨天時の視界性確保等に役立つ。更に、都市媒塵、自動車等の排気ガスに含有されるカーボンブラック等の燃焼生成物、油脂、シーラント溶出成分等の疎水性汚染物質が付着しにくく、付着しても降雨や水洗により簡単に落せるようになるので、種々の用途に有用である。   Further, a resin film generally used for the surface of an optical member or the like, or an inorganic material such as glass or metal is generally one having a hydrophobic surface or a weak hydrophilic surface. When the surface of a substrate using a resin film or inorganic material is made hydrophilic, the attached water droplets spread uniformly on the surface of the substrate and form a uniform water film. It is useful for preventing devitrification due to moisture and ensuring visibility in rainy weather. Moreover, combustion products such as carbon black contained in exhaust gas from automobile dust, automobiles, etc., and hydrophobic pollutants such as oil and sealant elution components are difficult to adhere. Therefore, it is useful for various applications.

従来提案されている部材を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、部材は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。
一方、表面親水性に優れたフィルムとして、従来から酸化チタンを使用したフィルムが知られており、例えば、基板表面に光触媒含有層形成し、光触媒の光励起に応じて表面を高度に親水化する技術が開示されており、この技術をガラス、レンズ、鏡、外装材、水回り部材等の種々の複合材に適用すれば、これら複合材に優れた防汚性を付与できることが報告されている(例えば、特許文献3参照)。しかしながら酸化チタンを用いた親水性フィルムは充分な膜強度を有さず、更に光励起されないと親水化効果が発現されないことから使用部位に制限があるという問題があるため、持続性があり、かつ、いずれの部位にも使用可能な防汚性部材が求められている。
According to the conventionally proposed surface treatment methods for hydrophilizing a member, for example, etching treatment, plasma treatment, etc., the member is highly hydrophilized, but the effect is temporary, and the hydrophilized state is changed. It cannot be maintained for a long time.
On the other hand, as a film having excellent surface hydrophilicity, a film using titanium oxide has been conventionally known. For example, a technique of forming a photocatalyst-containing layer on a substrate surface and highly hydrophilizing the surface according to photoexcitation of the photocatalyst. It is reported that if this technology is applied to various composite materials such as glass, lenses, mirrors, exterior materials, water-circulating members, etc., excellent antifouling properties can be imparted to these composite materials ( For example, see Patent Document 3). However, the hydrophilic film using titanium oxide does not have sufficient film strength, and since there is a problem that the use site is limited since the hydrophilic effect is not expressed unless photoexcited, it is durable, and There is a demand for antifouling members that can be used in any part.

上記課題を達成するために、ゾルゲル有機無機ハイブリッド膜の特性に着眼し、親水性ポリマーとアルコキシドとを加水分解、縮重合することにより架橋構造を備えた親水性表面が優れた防曇性、防汚性を示し、かつ、良好な耐摩擦性を有することが見出されている
(特許文献4参照)。このような架橋構造を有する親水性表面層は反応性基を末端に有する特定の親水性ポリマーと、架橋剤とを組合せることにより容易に得られる。
In order to achieve the above-mentioned problems, the anti-fogging and anti-fogging properties of the hydrophilic surface with a cross-linked structure by hydrolyzing and condensation-polymerizing the hydrophilic polymer and the alkoxide are focused on the characteristics of the sol-gel organic-inorganic hybrid film. It has been found that it exhibits fouling and has good friction resistance (see Patent Document 4). A hydrophilic surface layer having such a crosslinked structure can be easily obtained by combining a specific hydrophilic polymer having a reactive group at its terminal and a crosslinking agent.

しかしながら、上記親水性表面層には水道水が膜状に付着・乾燥すると、白い堆積物(以下、水垢とする)が付着するという欠点があった。水周りでの用途が想定された部材においては、耐水垢付着は必須性能であるといえる。しかしながら、水垢の除去は非常に難しく、一般的には強アルカリ性の洗浄剤を用いるが、基材の劣化につながる。また、タワシ等でのこすり洗い等では、膜表面が無数の傷を帯びてしまう等の問題があった。
そして、特許文献5〜7には水垢付着を防止するため、親水性ポリマー及び金属錯体触媒を含有する親水性組成物が開示されている。
However, when the tap water is attached to the hydrophilic surface layer in a film form and dried, a white deposit (hereinafter referred to as scale) is attached. For members that are supposed to be used around water, it can be said that adhesion to water scale is an essential performance. However, it is very difficult to remove scale, and generally a strong alkaline cleaning agent is used, which leads to deterioration of the substrate. In addition, scrubbing with a scrubbing brush has a problem that the surface of the film is innumerable.
Patent Documents 5 to 7 disclose hydrophilic compositions containing a hydrophilic polymer and a metal complex catalyst in order to prevent scale adhesion.

特開2001−70801号公報JP 2001-70801 A 特開2002−12450号公報JP 2002-12450 A 国際公開第96/29375号International Publication No. 96/29375 特願2006−256215号公報Japanese Patent Application No. 2006-256215 特開2009−83147号公報JP 2009-83147 A 特開2009−67972号公報JP 2009-67972 A 特開2009−191169号公報JP 2009-191169 A

本発明の目的は、支持体表面に優れた防曇性、密着性、特に耐水垢付着性を付与し、酸を含む洗浄液により水垢を容易に除去可能であり、かつ水垢除去後の膜の残存率に優れる親水性組成物及び親水性部材を提供することにある。   The object of the present invention is to impart excellent antifogging property and adhesion to the surface of the support, in particular, adhesion to scale, and it is possible to easily remove scale with a cleaning solution containing acid, and the film remains after removal of scale. It is providing the hydrophilic composition and hydrophilic member which are excellent in a rate.

本発明者らは、ゾルゲル有機無機ハイブリッド親水膜の研究を進めた結果、(A)特定構造を有する親水性ポリマーの少なくとも一つと、(B)特定構造を有する((A)とは異なる)親水性ポリマーの少なくとも一つと、(C)Si、Ti、Zr、Alから選択される元素を含むアルコキシド化合物とを含有し、(C)Si、Ti、Zr、Alから選択される元素を含むアルコキシド化合物を親水性組成物の全固形分に対して、12.5〜22.5質量%含有する親水性組成物により、親水性部材に耐水垢付着性を付与させることに成功した。また、水垢が付着した場合には酸を含む洗浄液により水垢を容易に除去可能であり、かつ水垢除去後の膜の残存率に優れる親水性膜を形成し得る親水性組成物を見出した。
すなわち本発明は以下のとおりである。
As a result of studying the sol-gel organic-inorganic hybrid hydrophilic membrane, the present inventors have found that (A) at least one hydrophilic polymer having a specific structure and (B) a hydrophilic polymer having a specific structure (different from (A)) And (C) an alkoxide compound containing an element selected from Si, Ti, Zr and Al, and (C) an alkoxide compound containing an element selected from Si, Ti, Zr and Al Has been successfully imparted to the hydrophilic member with adhesion to scales with a hydrophilic composition containing 12.5 to 22.5 mass% of the total solid content of the hydrophilic composition. Further, the present inventors have found a hydrophilic composition that can easily form a hydrophilic film that can be easily removed by a cleaning solution containing an acid when the scale adheres, and that has an excellent film remaining rate after the scale is removed.
That is, the present invention is as follows.

1.
(A)下記一般式(I−1)で表される構造単位と、下記一般式(I−2)で表される構造単位とを有する親水性ポリマーの少なくとも一つと、(B)下記一般式(II−2)で表される構造単位を有し、且つ、ポリマー鎖の末端に下記一般式(II−1)で表される部分構造を有する親水性ポリマーの少なくとも一つと、(C)Si、Ti、Zr、Alから選択される元素を含むアルコキシド化合物とを含有し、(C)Si、Ti、Zr、Alから選択される元素を含むアルコキシド化合物を親水性組成物の全固形分に対して、12.5〜22.5質量%含有する親水性組成物。

Figure 2011144302
(一般式(I−1)及び(I−2)中、R101〜R108はそれぞれ独立に水素原子又は炭化水素基を表す。pは1〜3の整数を表し、L101及びL102は、それぞれ独立に単結合又は多価の有機連結基を表す。x及びyは組成比を表し、xは0<x<100、yは0<y<100となる数を表す。A101は−OH、−OR、−COR、−CO、−CON(R)(R)、−N(R)(R)、−NHCOR、−NHCO、−OCON(R)(R)、−NHCON(R)(R)、−SO、−OSO、−SO、−NHSO、−SON(R)(R)、−N(R)(R)(R)、−N(R)(R)(R)(R)、−PO(R)(R)、−OPO(R)(R)、又はPO(R)(R)を表す。ここで、R、R及びRは、それぞれ独立に水素原子又は直鎖、分岐又は環状のアルキル基を表し、Rは、直鎖、分岐又は環状のアルキル基を表し、R及びRは、それぞれ独立に水素原子又は直鎖、分岐又は環状のアルキル基、アルカリ金属、アルカリ土類金属、又はオニウムを表し、Rはハロゲンイオン、無機アニオン、又は有機アニオンを表す。)
Figure 2011144302
(一般式(II−1)及び(II−2)中、R201〜R205はそれぞれ独立に水素原子又は炭化水素基を表す。qは1〜3の整数を表し、L201及びL202は、それぞれ独立に単結合又は多価の有機連結基を表す。A201は−OH、−OR、−COR、−CO、−CON(R)(R)、−N(R)(R)、−NHCOR、−NHCO、−OCON(R)(R)、−NHCON(R)(R)、−SO、−OSO、−SO、−NHSO、−SON(R)(R)、−N(R)(R)(R)、−N(R)(R)(R)(R)、−PO(R)(R)、−OPO(R)(R)、又はPO(R)(R)を表す。ここで、R、R及びRは、それぞれ独立に水素原子又は直鎖、分岐又は環状のアルキル基を表し、Rは、直鎖、分岐又は環状のアルキル基を表し、R及びRは、それぞれ独立に水素原子又は直鎖、分岐又は環状のアルキル基、アルカリ金属、アルカリ土類金属、又はオニウムを表し、Rはハロゲンイオン、無機アニオン、又は有機アニオンを表す。)
2.
前記(C)Si、Ti、Zr、Alから選択される元素を含むアルコキシド化合物が、下記一般式(V−1)又は一般式(V−2)で表される化合物であることを特徴とする上記1に記載の親水性組成物。
(R20−Z−(OR214−m (V−1)
Al−(OR22 (V−2)
(R20は水素原子、アルキル基又はアリール基を表し、R21及びR22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。)
3.
前記(A)下記一般式(I−1)で表される構造単位と、下記一般式(I−2)で表される構造単位とを有する親水性ポリマーの少なくとも一つと、前記(B)下記一般式(II−2)で表される構造単位を有し、且つ、ポリマー鎖の末端に下記一般式(II−1)で表される部分構造を有する親水性ポリマーの少なくとも一つとの質量比(A)/(B)が、80/20〜90/10であることを特徴とする上記1又は2に記載の親水性組成物。
4.
更に(D)金属触媒を含有することを特徴とする上記1〜3のいずれかに記載の親水性組成物。
5.
更に(E)界面活性剤を含有することを特徴とする上記1〜4のいずれかに記載の親水性組成物。
6.
基材上に、上記1〜5のいずれかに記載の親水性組成物を塗設した親水性層を有することを特徴とする親水性部材。
7.
前記基材がガラス基材であることを特徴とする上記6に記載の親水性部材。
8.
上記6〜7のいずれかに記載の親水性部材に付着した水垢を、pH2〜4の酸洗浄液により除去する方法。
9.
上記6〜7のいずれかに記載の親水性部材を用いた浴室用防曇ミラー。 1.
(A) at least one hydrophilic polymer having a structural unit represented by the following general formula (I-1) and a structural unit represented by the following general formula (I-2); and (B) the following general formula At least one hydrophilic polymer having a structural unit represented by (II-2) and having a partial structure represented by the following general formula (II-1) at the end of the polymer chain; and (C) Si , An alkoxide compound containing an element selected from Ti, Zr, and Al, and (C) an alkoxide compound containing an element selected from Si, Ti, Zr, and Al with respect to the total solid content of the hydrophilic composition. A hydrophilic composition containing 12.5 to 22.5% by mass.
Figure 2011144302
(In the general formulas (I-1) and (I-2), R 101 to R 108 each independently represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group. P represents an integer of 1 to 3, and L 101 and L 102 represent Each independently represents a single bond or a polyvalent organic linking group, x and y represent a composition ratio, x represents a number such that 0 <x <100, y represents 0 <y <100, and A 101 represents −. OH, —OR a , —COR a , —CO 2 R e , —CON (R a ) (R b ), —N (R a ) (R b ), —NHCOR d , —NHCO 2 R a , —OCON (R a ) (R b ), —NHCON (R a ) (R b ), —SO 3 R e , —OSO 3 R e , —SO 2 R d , —NHSO 2 R d , —SO 2 N (R a ) ( Rb ), -N ( Ra ) ( Rb ) ( Rc ), -N ( Ra ) ( Rb ) ( Rc ) (R g ), —PO 3 (R e ) (R f ), —OPO 3 (R e ) (R f ), or PO 3 (R d ) (R e ), where R a , R b and R c independently represents a hydrogen atom or a linear, branched or cyclic alkyl group, R d represents a linear, branched or cyclic alkyl group, and R e and R f each independently represent a hydrogen atom. Or a linear, branched or cyclic alkyl group, an alkali metal, an alkaline earth metal, or onium, and R g represents a halogen ion, an inorganic anion, or an organic anion.)
Figure 2011144302
(In the general formula (II-1) and (II-2), .q representing each is R 201 to R 205 independently represent a hydrogen atom or a hydrocarbon group represents an integer of 1 to 3, L 201 and L 202 are Each independently represents a single bond or a polyvalent organic linking group, A 201 represents —OH, —OR a , —COR a , —CO 2 R e , —CON (R a ) (R b ), —N ( R a ) (R b ), —NHCOR d , —NHCO 2 R a , —OCON (R a ) (R b ), —NHCON (R a ) (R b ), —SO 3 R e , —OSO 3 R e , —SO 2 R d , —NHSO 2 R d , —SO 2 N (R a ) (R b ), —N (R a ) (R b ) (R c ), —N (R a ) (R b) (R c) (R g), - PO 3 (R e) (R f), - OPO 3 (R e) (R f), or O 3 represents the (R d) (R e) . Here, R a, R b and R c each independently represents a hydrogen atom or a linear, branched or cyclic alkyl group, R d represents a linear Represents a branched or cyclic alkyl group, and R e and R f each independently represent a hydrogen atom or a linear, branched or cyclic alkyl group, an alkali metal, an alkaline earth metal, or onium, and R g represents a halogen atom. Represents an ion, an inorganic anion, or an organic anion.)
2.
The (C) alkoxide compound containing an element selected from Si, Ti, Zr, and Al is a compound represented by the following general formula (V-1) or general formula (V-2): 2. The hydrophilic composition as described in 1 above.
(R 20) m -Z- (OR 21) 4-m (V-1)
Al- (OR 22 ) 3 (V-2)
(R 20 represents a hydrogen atom, an alkyl group or an aryl group, R 21 and R 22 represent an alkyl group or an aryl group, Z represents Si, Ti or Zr, and m represents an integer of 0 to 2.)
3.
(A) at least one hydrophilic polymer having a structural unit represented by the following general formula (I-1) and a structural unit represented by the following general formula (I-2); Mass ratio with at least one hydrophilic polymer having a structural unit represented by the general formula (II-2) and having a partial structure represented by the following general formula (II-1) at the end of the polymer chain (A) / (B) is 80 / 20-90 / 10, The hydrophilic composition of said 1 or 2 characterized by the above-mentioned.
4).
Furthermore, (D) The hydrophilic composition in any one of said 1-3 characterized by containing a metal catalyst.
5.
Furthermore, (E) surfactant is contained, The hydrophilic composition in any one of said 1-4 characterized by the above-mentioned.
6).
A hydrophilic member comprising a hydrophilic layer on which a hydrophilic composition according to any one of 1 to 5 is applied on a substrate.
7).
7. The hydrophilic member as described in 6 above, wherein the substrate is a glass substrate.
8).
8. A method for removing scale adhering to the hydrophilic member according to any one of 6 to 7 with an acid cleaning solution having a pH of 2 to 4.
9.
The anti-fog mirror for bathrooms using the hydrophilic member in any one of said 6-7.

本発明によれば、支持体表面に優れた防曇性、密着性、特に耐水垢付着性を付与する親水性組成物及びこれを用いた親水性部材が提供される。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the hydrophilic composition which provides the antifogging property and adhesiveness which were excellent in the support surface, especially water-resistant scale adhesion property, and a hydrophilic member using the same are provided.

以下、本発明を更に詳細に説明する。
〔親水性組成物〕
本発明の親水性組成物は、(A)下記一般式(I−1)で表される構造単位と、下記一般式(I−2)で表される構造単位とを有する親水性ポリマーの少なくとも一つ(以下「親水性ポリマー(A)」と称する場合がある)と、(B)下記一般式(II−2)で表される構造単位を有し、かつ、ポリマー鎖の末端に下記一般式(II−1)で表される部分構造を有する親水性ポリマーの少なくとも一つ(以下「親水性ポリマー(B)」と称する場合がある)と、(C)Si、Ti、Zr、Alから選択される元素を含むアルコキシド化合物とを含有し、(C)Si、Ti、Zr、Alから選択される元素を含むアルコキシド化合物を親水性組成物の全固形分に対して、12.5〜22.5質量%含有する。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
[Hydrophilic composition]
The hydrophilic composition of the present invention comprises (A) at least a hydrophilic polymer having a structural unit represented by the following general formula (I-1) and a structural unit represented by the following general formula (I-2). One (hereinafter may be referred to as “hydrophilic polymer (A)”), (B) having a structural unit represented by the following general formula (II-2), and at the end of the polymer chain, the following general From at least one hydrophilic polymer having a partial structure represented by the formula (II-1) (hereinafter sometimes referred to as “hydrophilic polymer (B)”) and (C) Si, Ti, Zr, and Al. An alkoxide compound containing an element selected, and (C) an alkoxide compound containing an element selected from Si, Ti, Zr, and Al is 12.5 to 22 with respect to the total solid content of the hydrophilic composition. .5% by mass is contained.

親水性を付与する組成物として、ポリアクリルアミド等の親水性構造及び架橋構造を形成するアルコキシシリル基を含有する親水性ポリマー(A)及び親水性ポリマー(B)を併用することで高い親水性を維持できることに加えて親水性表面に付着した水により親水性層(以下、「親水性膜と称する場合もある」)が溶け出すことがなく長期にわたる耐水性にも優れる。親水性ポリマー(B)を併用しない場合には十分な親水性が得られず、更に親水組成物の水酸基の量が増加するために水垢が付着しやすくなる。更に、(C)Si、Ti、Zr、Alから選択される元素を含むアルコキシド化合物を親水性組成物の全固形分に対して、12.5〜22.5質量%含有することで、親水性組成物に適度な架橋度が得られ水が保持されにくくなり水垢が付着しにくい親水性部材を形成し得る。12.5質量%より少なくなると親水性組成物の架橋度が低いため水を保持しやすくなり水垢が付着しやすくなる。また、22.5%より多くなると親水性組成物中に含まれる水酸基の数が増加して水垢が付着しやすくなる。また、酸を含む洗浄液により水垢を容易に除去可能であり、かつ水垢除去後の膜の残存率に優れる親水性部材を形成し得る。これは、水垢の成分であるカルシウムやマグネシウムが酸により除去できることによる効果である。   High hydrophilicity by combining hydrophilic polymer (A) and hydrophilic polymer (B) containing an alkoxysilyl group that forms a hydrophilic structure such as polyacrylamide and a crosslinked structure as a composition imparting hydrophilicity In addition to being able to be maintained, the water adhering to the hydrophilic surface does not dissolve the hydrophilic layer (hereinafter also referred to as “hydrophilic film”), and is excellent in water resistance over a long period of time. When the hydrophilic polymer (B) is not used in combination, sufficient hydrophilicity cannot be obtained, and further, the amount of hydroxyl groups in the hydrophilic composition increases, so that scale tends to adhere. Furthermore, (C) It is hydrophilic by containing 12.5-22.5 mass% of alkoxide compounds containing the element selected from Si, Ti, Zr, and Al with respect to the total solid of a hydrophilic composition. An appropriate degree of crosslinking can be obtained in the composition, and it is difficult to retain water and form a hydrophilic member to which scale does not easily adhere. If the amount is less than 12.5% by mass, the hydrophilic composition has a low degree of cross-linking, so that it is easy to hold water and scales easily adhere. On the other hand, if it exceeds 22.5%, the number of hydroxyl groups contained in the hydrophilic composition will increase and scale will easily adhere. Further, it is possible to form a hydrophilic member that can easily remove scales with an acid-containing cleaning solution and that has an excellent film remaining rate after scale removal. This is due to the fact that calcium and magnesium, which are scale components, can be removed by acid.

〔一般式(I−1)で表される構造及び一般式(I−2)で表される構造を含む親水性ポリマー(A)〕   [Hydrophilic polymer (A) including structure represented by general formula (I-1) and structure represented by general formula (I-2)]

Figure 2011144302
Figure 2011144302

一般式(I−1)及び(I−2)中、R101〜R108はそれぞれ独立に水素原子又は炭化水素基を表す。pは1〜3の整数を表し、L101及びL102は、それぞれ単結合又は多価の有機連結基を表す。x及びyは組成比を表し、xは0<x<100、yは0<y<100となる数を表す。A101は−OH、−OR、−COR、−CO、−CON(R)(R)、−N(R)(R)、−NHCOR、−NHCO、−OCON(R)(R)、−NHCON(R)(R)、−SO、−OSO、−SO、−NHSO、−SON(R)(R)、−N(R)(R)(R)、−N(R)(R)(R)(R)、−PO(R)(R)、−OPO(R)(R)、又はPO(R)(R)を表す。ここで、R、R及びRは、それぞれ独立に水素原子又は直鎖、分岐又は環状のアルキル基を表し、Rは、直鎖、分岐又は環状のアルキル基を表し、R及びRは、それぞれ独立に水素原子又は直鎖、分岐又は環状のアルキル基、アルカリ金属、アルカリ土類金属、又はオニウムを表し、Rはハロゲンイオン、無機アニオン、又は有機アニオンを表す。 In general formulas (I-1) and (I-2), R 101 to R 108 each independently represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group. p represents an integer of 1 to 3, and L 101 and L 102 each represents a single bond or a polyvalent organic linking group. x and y represent composition ratios, x represents a number satisfying 0 <x <100 and y represents 0 <y <100. A 101 is —OH, —OR a , —COR a , —CO 2 R e , —CON (R a ) (R b ), —N (R a ) (R b ), —NHCOR d , —NHCO 2 R a , —OCON (R a ) (R b ), —NHCON (R a ) (R b ), —SO 3 R e , —OSO 3 R e , —SO 2 R d , —NHSO 2 R d , —SO 2 N (R a ) (R b ), —N (R a ) (R b ) (R c ), —N (R a ) (R b ) (R c ) (R g ), —PO 3 (R e ) (R f ), —OPO 3 (R e ) (R f ), or PO 3 (R d ) (R e ). Here, R a , R b and R c each independently represent a hydrogen atom or a linear, branched or cyclic alkyl group, R d represents a linear, branched or cyclic alkyl group, R e and R f independently represents a hydrogen atom or a linear, branched or cyclic alkyl group, an alkali metal, an alkaline earth metal, or onium, and R g represents a halogen ion, an inorganic anion, or an organic anion.

上記一般式(I−1)及び(I−2)において、R101〜R108はそれぞれ独立に、水素原子又は炭化水素基を表す。炭化水素基としては、アルキル基、アリール基などが挙げられ、炭素原子数1〜8の直鎖、分岐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。R101〜R108は、効果及び入手容易性の観点から、好ましくは水素原子、メチル基又はエチル基である。 In the general formulas (I-1) and (I-2), R 101 to R 108 each independently represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group. Examples of the hydrocarbon group include an alkyl group and an aryl group, and a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 8 carbon atoms is preferable. Specifically, methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, isopropyl group, isobutyl group, s-butyl group, t-butyl group, isopentyl group, neopentyl group 1-methylbutyl group, isohexyl group, 2-ethylhexyl group, 2-methylhexyl group, cyclopentyl group and the like. R 101 to R 108 are preferably a hydrogen atom, a methyl group, or an ethyl group from the viewpoints of effects and availability.

これらの炭化水素基は更に置換基を有していてもよい。アルキル基が置換基を有するとき、置換アルキル基は置換基とアルキレン基との結合により構成され、ここで、置換基としては、水素を除く一価の非金属原子団が用いられる。好ましい例としては、ハロゲン原子(−F、−Br、−Cl、−I)、ヒドロキシル基、アルコキシ基、アリーロキシ基、メルカプト基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アルキルジチオ基、アリールジチオ基、アミノ基、N−アルキルアミノ基、N,N−ジアリールアミノ基、N−アルキル−N−アリールアミノ基、アシルオキシ基、カルバモイルオキシ基、Ν−アルキルカルバモイルオキシ基、N−アリールカルバモイルオキシ基、N,N−ジアルキルカルバモイルオキシ基、N,N−ジアリールカルバモイルオキシ基、N−アルキル−N−リールカルバモイルオキシ基、アルキルスルホキシ基、アリールスルホキシ基、アシルチオ基、アシルアミノ基、N−アルキルアシルアミノ基、N−アリールアシルアミノ基、ウレイド基、N’−アルキルウレイド基、N’,N’−ジアルキルウレイド基、N’−アリールウレイド基、N’,N’−ジアリールウレイド基、N’−アルキル−N’−アリールウレイド基、N−アルキルウレイド基、N−アリールウレイド基、N’−アルキル−N−アルキルウレイド基、N’−アルキル−N−アリールウレイド基、N’,N’−ジアルキル−N−アルキルウレイト基、N’,N’−ジアルキル−N−アリールウレイド基、N’−アリール−Ν−アルキルウレイド基、N’−アリール−N−アリールウレイド基、N’,N’−ジアリール−N−アルキルウレイド基、N’,N’−ジアリール−N−アリールウレイド基、N’−アルキル−N’−アリール−N−アルキルウレイド基、N’−アルキル−N’−アリール−N−アリールウレイド基、アルコキシカルボニルアミノ基、アリーロキシカルボニルアミノ基、N−アルキル−N−アルコキシカルボニルアミノ基、N−アルキル−N−アリーロキシカルボニルアミノ基、N−アリール−N−アルコキシカルボニルアミノ基、N−アリール−N−アリーロキシカルボニルアミノ基、ホルミル基、アシル基、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基、   These hydrocarbon groups may further have a substituent. When the alkyl group has a substituent, the substituted alkyl group is 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), hydroxyl groups, alkoxy groups, aryloxy groups, mercapto groups, alkylthio groups, arylthio groups, alkyldithio groups, aryldithio groups, amino groups, N-alkylamino group, N, N-diarylamino group, N-alkyl-N-arylamino group, acyloxy group, carbamoyloxy group, ア ル キ ル -alkylcarbamoyloxy group, N-arylcarbamoyloxy group, N, N-dialkyl Carbamoyloxy group, N, N-diarylcarbamoyloxy group, N-alkyl-N-reelcarbamoyloxy group, alkylsulfoxy group, arylsulfoxy group, acylthio group, acylamino group, N-alkylacylamino group, N-aryl Acylamino group, ureido group, N ′ Alkylureido group, N ′, N′-dialkylureido group, N′-arylureido group, N ′, N′-diarylureido group, N′-alkyl-N′-arylureido group, N-alkylureido group, N -Arylureido group, N'-alkyl-N-alkylureido group, N'-alkyl-N-arylureido group, N ', N'-dialkyl-N-alkylureate group, N', N'-dialkyl- N-arylureido group, N′-aryl-Ν-alkylureido group, N′-aryl-N-arylureido group, N ′, N′-diaryl-N-alkylureido group, N ′, N′-diaryl- N-arylureido group, N′-alkyl-N′-aryl-N-alkylureido group, N′-alkyl-N′-aryl-N-arylureido group Alkoxycarbonylamino group, aryloxycarbonylamino group, N-alkyl-N-alkoxycarbonylamino group, N-alkyl-N-aryloxycarbonylamino group, N-aryl-N-alkoxycarbonylamino group, N-aryl-N -Aryloxycarbonylamino group, formyl group, acyl group, carboxyl group, alkoxycarbonyl group,

アリーロキシカルボニル基、カルバモイル基、N−アルキルカルバモイル基、N,N−ジアルキルカルバモイル基、N−アリールカルバモイル基、N,N−ジアリールカルバモイル基、N−アルキル−N−アリールカルバモイル基、アルキルスルフィニル基、アリールスルフィニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、スルホ基(−SOH)及びその共役塩基基(以下、スルホナト基と称す)、アルコキシスルホニル基、アリーロキシスルホニル基、スルフィナモイル基、N−アルキルスルフィナモイル基、N,N−ジアルキルスルフィナモイル基、N−アリールスルフィナモイル基、N,N−ジアリールスルフィナモイル基、N−アルキル−N−アリールスルフィナモイル基、スルファモイル基、N−アルキルスルファモイル基、N,N−ジアルキルスルファモイル基、N−アリールスルファモイル基、N,N−ジアリールスルファモイル基、N−アルキル−N−アリールスルファモイル基ホスフォノ基(−PO)及びその共役塩基基(以下、ホスフォナト基と称す)、ジアルキルホスフォノ基(−PO(alkyl))、ジアリールホスフォノ基(−PO(aryl))、アルキルアリールホスフォノ基(−PO(alkyl)(aryl))、モノアルキルホスフォノ基(−POH(alkyl))及びその共役塩基基(以後、アルキルホスフォナト基と称す)、モノアリールホスフォノ基(−POH(aryl))及びその共役塩基基(以後、アリールホスフォナト基と称す)、ホスフォノオキシ基(−OPO)及びその共役塩基基(以後、ホスフォナトオキシ基と称す)、ジアルキルホスフォノオキシ基(−OPO(alkyl))、ジアリールホスフォノオキシ基(−OPO(aryl))、アルキルアリールホスフォノオキシ基(−OPO(alkyl)(aryl))、モノアルキルホスフォノオキシ基(−OPOH(alkyl))及びその共役塩基基(以後、アルキルホスフォナトオキシ基と称す)、モノアリールホスフォノオキシ基(−OPOH(aryl))及びその共役塩基基(以後、アリールフォスホナトオキシ基と称す)、モルホルノ基、シアノ基、ニトロ基、アリール基、アルケニル基、アルキニル基が挙げられる。 Aryloxycarbonyl group, carbamoyl group, N-alkylcarbamoyl group, N, N-dialkylcarbamoyl group, N-arylcarbamoyl group, N, N-diarylcarbamoyl group, N-alkyl-N-arylcarbamoyl group, alkylsulfinyl group, Arylsulfinyl group, alkylsulfonyl group, arylsulfonyl group, sulfo group (—SO 3 H) and its conjugate base group (hereinafter referred to as sulfonate group), alkoxysulfonyl group, aryloxysulfonyl group, sulfinamoyl group, N-alkyls Rufinamoyl group, N, N-dialkylsulfinamoyl group, N-arylsulfinamoyl group, N, N-diarylsulfinamoyl group, N-alkyl-N-arylsulfinamoyl group, sulfamoyl group, N-alkyl Sulfa Yl group, N, N- dialkylsulfamoyl group, N- aryl sulfamoyl group, N, N- diaryl sulfamoyl group, N- alkyl -N- arylsulfamoyl group phosphono group (-PO 3 H 2 ) And conjugated base groups thereof (hereinafter referred to as phosphonate groups), dialkyl phosphono groups (—PO 3 (alkyl) 2 ), diaryl phosphono groups (—PO 3 (aryl) 2 ), alkylaryl phosphono groups (— PO 3 (alkyl) (aryl)), monoalkyl phosphono group (-PO 3 H (alkyl)) and its conjugated base group (hereinafter referred to as alkyl phosphonophenyl group), monoaryl phosphono group (-PO 3 H (aryl)) and its conjugated base group (hereinafter referred to as aryl phosphonophenyl group), phosphonooxy group (-OPO 3 H 2 ) And conjugated base groups thereof (hereinafter referred to as phosphonatooxy groups), dialkyl phosphonooxy groups (—OPO 3 (alkyl) 2 ), diaryl phosphonooxy groups (—OPO 3 (aryl) 2 ), alkylaryl phosphines A phonooxy group (—OPO (alkyl) (aryl)), a monoalkylphosphonooxy group (—OPO 3 H (alkyl)) and its conjugate base group (hereinafter referred to as an alkylphosphonatooxy group), monoarylphosphono Examples thereof include an oxy group (—OPO 3 H (aryl)) and a conjugate base group thereof (hereinafter referred to as arylphosphonateoxy group), a morpholino group, a cyano group, a nitro group, an aryl group, an alkenyl group, and an alkynyl group.

これらの置換基における、アルキル基の具体例としては、R〜Rにおいて挙げたアルキル基が同様に挙げられ、アリール基の具体例としては、フェニル基、ビフェニル基、ナフチル基、トリル基、キシリル基、メシチル基、クメニル基、クロロフェニル基、ブロモフェニル基、クロロメチルフェニル基、ヒドロキシフェニル基、メトキシフェニル基、エトキシフェニル基、フェノキシフェニル基、アセトキシフェニル基、ベンゾイロキシフェニル基、メチルチオフェニル基、フェニルチオフェニル基、メチルアミノフェニル基、ジメチルアミノフェニル基、アセチルアミノフェニル基、カルボキシフェニル基、メトキシカルボニルフェニル基、エトキシフェニルカルボニル基、フェノキシカルボニルフェニル基、N−フェニルカルバモイルフェニル基、フェニル基、シアノフェニル基、スルホフェニル基、スルホナトフェニル基、ホスフォノフェニル基、ホスフォナトフェニル基等を挙げることができる。また、アルケニル基の例としては、ビニル基、1−プロペニル基、1−ブテニル基、シンナミル基、2−クロロ−1−エテニル基等が挙げられ、アルキニル基の例としては、エチニル基、1−プロピニル基、1−ブチニル基、トリメチルシリルエチニル基等が挙げられる。アシル基(GCO−)におけるGとしては、水素、並びに上記のアルキル基、アリール基を挙げることができる。 Specific examples of the alkyl group in these substituents are the same as those of R 1 to R 8 , and specific examples of the aryl group include a phenyl group, a biphenyl group, a naphthyl group, a tolyl group, Xylyl, mesityl, cumenyl, chlorophenyl, bromophenyl, chloromethylphenyl, hydroxyphenyl, methoxyphenyl, ethoxyphenyl, phenoxyphenyl, acetoxyphenyl, benzoyloxyphenyl, methylthiophenyl , Phenylthiophenyl group, methylaminophenyl group, dimethylaminophenyl group, acetylaminophenyl group, carboxyphenyl group, methoxycarbonylphenyl group, ethoxyphenylcarbonyl group, phenoxycarbonylphenyl group, N-phenylcarbamo Butylphenyl group include a phenyl group, cyanophenyl group, sulfophenyl group, sulfonatophenyl group, phosphonophenyl phenyl group, a phosphonophenyl phenyl group. Examples of the alkenyl group include vinyl group, 1-propenyl group, 1-butenyl group, cinnamyl group, 2-chloro-1-ethenyl group and the like. Examples of alkynyl group include ethynyl group, 1- A propynyl group, a 1-butynyl group, a trimethylsilylethynyl group, etc. are mentioned. Examples of G 1 in the acyl group (G 1 CO—) include hydrogen and the above alkyl groups and aryl groups.

これら置換基のうち、より好ましいものとしてはハロゲン原子(−F、−Br、−Cl、−I)、アルコキシ基、アリーロキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、N−アルキルアミノ基、N,N−ジアルキルアミノ基、アシルオキシ基、N−アルキルカルバモイルオキシ基、N−アリールカバモイルオキシ基、アシルアミノ基、ホルミル基、アシル基、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基、アリーロキシカルボニル基、カルバモイル基、N−アルキルカルバモイル基、N,N−ジアルキルカルバモイル基、N−アリールカルバモイル基、N−アルキル−N−アリールカルバモイル基、スルホ基、スルホナト基、スルファモイル基、N−アルキルスルファモイル基、N,N−ジアルキルスルファモイル基、N−アリールスルファモイル基、N−アルキル−N−アリールスルファモイル基、ホスフォノ基、ホスフォナト基、ジアルキルホスフォノ基、ジアリールホスフォノ基、モノアルキルホスフォノ基、アルキルホスフォナト基、モノアリールホスフォノ基、アリールホスフォナト基、ホスフォノオキシ基、ホスフォナトオキシ基、アリール基、アルケニル基が挙げられる。   Among these substituents, more preferred are halogen atoms (—F, —Br, —Cl, —I), alkoxy groups, aryloxy groups, alkylthio groups, arylthio groups, N-alkylamino groups, N, N-dialkyls. Amino group, acyloxy group, N-alkylcarbamoyloxy group, N-arylcarbamoyloxy group, acylamino group, formyl group, acyl group, carboxyl group, alkoxycarbonyl group, aryloxycarbonyl group, carbamoyl group, N-alkylcarbamoyl group N, N-dialkylcarbamoyl group, N-arylcarbamoyl group, N-alkyl-N-arylcarbamoyl group, sulfo group, sulfonate group, sulfamoyl group, N-alkylsulfamoyl group, N, N-dialkylsulfamoyl group Group, N-arylsulfamoy Group, N-alkyl-N-arylsulfamoyl group, phosphono group, phosphonate group, dialkyl phosphono group, diaryl phosphono group, monoalkyl phosphono group, alkyl phosphonate group, monoaryl phosphono group, aryl phosphonate group Group, phosphonooxy group, phosphonatooxy group, aryl group, and alkenyl group.

一方、置換アルキル基におけるアルキレン基としては好ましくは炭素数1から20までのアルキル基上の水素原子のいずれか1つを除し、2価の有機残基としたものを挙げることができ、より好ましくは炭素原子数1から12まで、更に好ましくは炭素原子数1から8の直鎖状、より好ましくは炭素原子数3から12までの、更に好ましくは炭素原子数3から8までの分岐状並びにより好ましくは炭素原子数5から10まで、更に好ましくは炭素原子数5から8までの環状のアルキレン基を挙げることができる。該置換基とアルキレン基を組み合わせる事により得られる置換アルキル基の、好ましい具体例としては、クロロメチル基、ブロモメチル基、2−クロロエチル基、トリフルオロメチル基、ヒドロキシメチル基、メトキシメチル基、メトキシエトキシエチル基、アリルオキシメチル基、フェノキシメチル基、メチルチオメチル基、トリルチオメチル基、エチルアミノエチル基、ジエチルアミノプロピル基、モルホリノプロピル基、アセチルオキシメチル基、ベンゾイルオキシメチル基、N−シクロヘキシルカルバモイルオキシエチル基、N−フェニルカルバモイルオキシエチル基、アセチルアミノエチル基、N−メチルベンゾイルアミノプロピル基、2−オキシエチル基、2−オキシプロピル基、カルボキシプロピル基、メトキシカルボニルエチル基、アリルオキシカルボニルブチル基、   On the other hand, the alkylene group in the substituted alkyl group is preferably a divalent organic residue obtained by removing any one of the hydrogen atoms on the alkyl group having 1 to 20 carbon atoms. Preferably, it is a straight chain having 1 to 12 carbon atoms, more preferably a straight chain having 1 to 8 carbon atoms, more preferably a branched structure having 3 to 12 carbon atoms, still more preferably 3 to 8 carbon atoms, and More preferable examples include cyclic alkylene groups having 5 to 10 carbon atoms, and further preferably 5 to 8 carbon atoms. Preferable specific examples of the substituted alkyl group obtained by combining the substituent and the alkylene group include a chloromethyl group, a bromomethyl group, a 2-chloroethyl group, a trifluoromethyl group, a hydroxymethyl group, a methoxymethyl group, and a methoxyethoxy group. Ethyl group, allyloxymethyl group, phenoxymethyl group, methylthiomethyl group, tolylthiomethyl group, ethylaminoethyl group, diethylaminopropyl group, morpholinopropyl group, acetyloxymethyl group, benzoyloxymethyl group, N-cyclohexylcarbamoyloxyethyl Group, N-phenylcarbamoyloxyethyl group, acetylaminoethyl group, N-methylbenzoylaminopropyl group, 2-oxyethyl group, 2-oxypropyl group, carboxypropyl group, methoxycarbonyl group Group, allyloxycarbonyl butyl group,

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

親水性の観点から上記のなかでもヒドロキシメチル基が好ましい。   Of these, a hydroxymethyl group is preferred from the viewpoint of hydrophilicity.

101〜L102は単結合又は有機連結基を表す。ここで単結合とはポリマーの主鎖とA101又はSi原子が連結鎖なしに直接結合していることを表す。
101〜L102が有機連結基を表す場合、L101〜L102は非金属原子からなる多価の連結基を表し、0個から60個までの炭素原子、0個から10個までの窒素原子、0個から50個までの酸素原子、0個から100個までの水素原子、及び0個から20個までの硫黄原子から成り立つものである。具体的には、−N<、脂肪族基、芳香族基、複素環基、及びそれらの組合せから選ばれることが好ましく、−O−、−S−、−CO−、−NH−、あるいは、−O−又は−S−又は−CO−又はNH−を含む組合せで、2価の連結基であることが好ましい。
より具体的な連結基としては下記の構造単位又はこれらが組合わされて構成されるものを挙げることができる。
L 101 to L 102 represent a single bond or an organic linking group. Here, the single bond means that the main chain of the polymer and the A 101 or Si atom are directly bonded without a connecting chain.
If L 101 ~L 102 represents an organic linking group, L 101 ~L 102 represents a polyvalent linking group comprising non-metal atom, the carbon atoms of from 0 to 60, the nitrogen from 0 to 10 It consists of atoms, 0 to 50 oxygen atoms, 0 to 100 hydrogen atoms, and 0 to 20 sulfur atoms. Specifically, it is preferably selected from -N <, an aliphatic group, an aromatic group, a heterocyclic group, and combinations thereof, -O-, -S-, -CO-, -NH-, or A combination containing -O- or -S- or -CO- or NH- is preferably a divalent linking group.
More specific examples of the linking group include the following structural units or those formed by combining them.

Figure 2011144302
Figure 2011144302

一般式(I−1)及び一般式(I−2)において、L101及びL102は、それぞれ独立に単結合又は多価の有機連結基を表す。ここで単結合とはポリマーの主鎖とA101又はSi原子が連結鎖なしに直接結合していることを表す。
一般式(I−1)において、L101は単結合、又は、−CH−、−CONH−、−NHCONH−、−OCONH−、−SONH−及び−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好ましい。L101は−CH−、及び−CONH−を含むことがより好ましく、−CONH−(CHn1−であることが更に好ましい(n1は1〜5の整数を表し、1〜4が好ましく、2又は3がより好ましい)。
一般式(I−2)において、L102は単結合であることが好ましい。
In General Formula (I-1) and General Formula (I-2), L 101 and L 102 each independently represent a single bond or a polyvalent organic linking group. Here, the single bond means that the main chain of the polymer and the A 101 or Si atom are directly bonded without a connecting chain.
In the general formula (I-1), L 101 is a single bond or selected from the group consisting of —CH 2 —, —CONH—, —NHCONH—, —OCONH—, —SO 2 NH—, and —SO 3 —. It is preferably a linking group having one or more structures. L 101 preferably contains —CH 2 — and —CONH—, and more preferably —CONH— (CH 2 ) n1 — (n1 represents an integer of 1 to 5, preferably 1 to 4). 2 or 3 is more preferable).
In general formula (I-2), L102 is preferably a single bond.

一般式(I−2)中、A101は−OH、−OR、−COR、−CO、−CON(R)(R)、−N(R)(R)、−NHCOR、−NHCO、−OCON(R)(R)、−NHCON(R)(R)、−SO、−OSO、−SO、−NHSO、−SON(R)(R)、−N(R)(R)(R)、−N(R)(R)(R)(R)、−PO(R)(R)、−OPO(R)(R)、又はPO(R)(R)を表す。ここで、R、R及びRは、それぞれ独立に水素原子又は直鎖、分岐又は環状のアルキル基(好ましくは炭素数1〜8)を表し、Rは、直鎖、分岐又は環状のアルキル基(好ましくは炭素数1〜8)を表し、R及びRは、それぞれ独立に水素原子又は直鎖、分岐又は環状のアルキル基(好ましくは炭素数1〜8)、アルカリ金属、アルカリ土類金属、又はオニウムを表し、Rはハロゲンイオン、無機アニオン、又は有機アニオンを表す。また、−CON(R)(R)、−N(R)(R)、−OCON(R)(R)、−NHCON(R)(R)、−SON(R)(R)、−N(R)(R)(R)、−N(R)(R)(R)(R)、−PO(R)(R)、−OPO(R)(R)、又はPO(R)(R)についてR〜Rがお互い結合して環を形成していてもよく、また、形成された環は酸素原子、硫黄原子、窒素原子などのヘテロ原子を含むヘテロ環であってもよい。R〜Rは更に置換基を有していてもよく、ここで導入可能な置換基としては、前記R101〜R108がアルキル基の場合に導入可能な置換基として挙げたものを同様に挙げることができる。
101は、−CONH、−CONH(R)又は−CON(Rであることが好ましい。式中、Rは、直鎖、分岐又は環状のアルキル基を表す。
In the general formula (I-2), A 101 represents —OH, —OR a , —COR a , —CO 2 R e , —CON (R a ) (R b ), —N (R a ) (R b ). , —NHCOR d , —NHCO 2 R a , —OCON (R a ) (R b ), —NHCON (R a ) (R b ), —SO 3 R e , —OSO 3 R e , —SO 2 R d , —NHSO 2 R d , —SO 2 N (R a ) (R b ), —N (R a ) (R b ) (R c ), —N (R a ) (R b ) (R c ) (R c ) ( R g ), —PO 3 (R e ) (R f ), —OPO 3 (R e ) (R f ), or PO 3 (R d ) (R e ). Here, R a , R b and R c each independently represent a hydrogen atom or a linear, branched or cyclic alkyl group (preferably having 1 to 8 carbon atoms), and R d is a linear, branched or cyclic group. R e and R f each independently represent a hydrogen atom or a linear, branched or cyclic alkyl group (preferably having 1 to 8 carbon atoms), an alkali metal, It represents an alkaline earth metal or onium, and R g represents a halogen ion, an inorganic anion, or an organic anion. In addition, —CON (R a ) (R b ), —N (R a ) (R b ), —OCON (R a ) (R b ), —NHCON (R a ) (R b ), —SO 2 N (R a ) (R b ), —N (R a ) (R b ) (R c ), —N (R a ) (R b ) (R c ) (R g ), —PO 3 (R e ) R a to R g may be bonded to each other to form a ring with respect to (R f ), —OPO 3 (R e ) (R f ), or PO 3 (R d ) (R e ), The formed ring may be a heterocycle containing a heteroatom such as an oxygen atom, a sulfur atom, or a nitrogen atom. R a to R g may further have a substituent, and the substituent that can be introduced here is the same as the substituent that can be introduced when R 101 to R 108 are alkyl groups. Can be listed.
A 101 is preferably —CONH 2 , —CONH (R 5 ), or —CON (R 5 ) 2 . In the formula, R 5 represents a linear, branched or cyclic alkyl group.

〜R、Rにおいて、直鎖、分岐又は環状のアルキル基としては、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、イソプロピル基、イソブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、1−メチルブチル基、イソヘキシル基、2−エチルヘキシル基、2−メチルヘキシル基、シクロペンチル基等が好適に挙げられる。
また、R〜Rにおいて、アルカリ金属としては、リチウム、ナトリウム又はカリウム等、アルカリ土類金属としてしはバリウム等、オニウムとしてはアンモニウム、ヨードニウム又はスルホニウム等が好適に挙げられる。
ハロゲンイオンとしてはフッ素イオン、塩素イオン、臭素イオンを挙げることでき、無機アニオンとしては硝酸アニオン、硫酸アニオン、テトラフルオロホウ酸アニオン、ヘキサフルオロリン酸アニオン等が、有機アニオンとしてはメタンスルホン酸アニオン、トリフルオロメタンスルホン酸アニオン、ノナフルオロブタンスルホン酸アニオン、p−トルエンスルホン酸アニオン等が好適に挙げられる。
In R a to R f and R 5 , the linear, branched or cyclic alkyl group specifically includes a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a heptyl group, and an octyl group. And isopropyl group, isobutyl group, s-butyl group, t-butyl group, isopentyl group, neopentyl group, 1-methylbutyl group, isohexyl group, 2-ethylhexyl group, 2-methylhexyl group, cyclopentyl group and the like. .
In addition, in R a to R g , preferable examples of the alkali metal include lithium, sodium, and potassium, the alkaline earth metal includes barium, and the onium includes ammonium, iodonium, and sulfonium.
Examples of the halogen ion include fluorine ion, chlorine ion, bromine ion, inorganic anion includes nitrate anion, sulfate anion, tetrafluoroborate anion, hexafluorophosphate anion, etc., organic anion includes methanesulfonate anion, Preferred examples include trifluoromethanesulfonic acid anion, nonafluorobutanesulfonic acid anion, p-toluenesulfonic acid anion, and the like.

101としては、具体的には、−NHCOCH、−CONH、−CON(CH、−COOH、−SO NMe 、−SO 、−(CHCHO)H、モルホリル基等が好ましい。より好ましくは、−NHCOCH、−CONH、−CON(CH、−SO 、−(CHCHO)H、である。尚、上記において、nは1〜100の整数を表すことが好ましい。 The A 101, specifically, -NHCOCH 3, -CONH 2, -CON (CH 3) 2, -COOH, -SO 3 - NMe 4 +, -SO 3 - K +, - (CH 2 CH 2 O) n H, morpholyl group and the like are preferable. More preferably, -NHCOCH 3, -CONH 2, -CON (CH 3) 2, -SO 3 - K +, - (CH 2 CH 2 O) n H, is. In the above, n preferably represents an integer of 1 to 100.

pは1〜3の整数を表し、好ましくは2〜3、より好ましくは3である。
101、R102、及びR103が水素原子であって、R105は炭化水素基であることが好ましく、1〜12のアルキル基であることがより好ましく、炭素数1〜6のアルキル基であることが更に好ましい。
p represents an integer of 1 to 3, preferably 2 to 3, and more preferably 3.
R 101 , R 102 , and R 103 are hydrogen atoms, and R 105 is preferably a hydrocarbon group, more preferably an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, and an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. More preferably it is.

一般式(I−1)及び(I−2)で表される構造を含む親水性ポリマー(A)において、x及びyは親水性ポリマー(A)における、一般式(I−1)で表される構造単位と一般式(I−2)で表される構造単位の組成比を表す。xは0<x<100、yは0<y<100である。xは1<x<90の範囲であることが好ましく、1<x<50の範囲であることが更に好ましい。yは10<y<99の範囲であることが好ましく、50<y<99の範囲であることが更に好ましい。   In the hydrophilic polymer (A) including the structures represented by the general formulas (I-1) and (I-2), x and y are represented by the general formula (I-1) in the hydrophilic polymer (A). Represents the composition ratio of the structural unit represented by formula (I-2). x is 0 <x <100, and y is 0 <y <100. x is preferably in the range of 1 <x <90, and more preferably in the range of 1 <x <50. y is preferably in the range of 10 <y <99, and more preferably in the range of 50 <y <99.

一般式(I−1)及び(I−2)で表される構造を含む親水性ポリマー(A)の共重合比率は、親水性基を有する一般式(I−2)の量が上記範囲内になるように任意に設定することができる。好ましくは、一般式(I−2)の構造単位のモル比(y)と加水分解性シリル基を有する一般式(I−1)の構造単位のモル比(x)が、y/x=30/70〜99/1の範囲が好ましく、y/x=40/60〜98/2がより好ましく、y/x=50/50〜97/3が最も好ましい。y/xが30/70以上であれば親水性が不足することなく、一方、y/x=99/1以下であれば、加水分解性シリル基量が十分量となり、十分な硬化が得られ、膜強度も十分なものとなる。   The copolymerization ratio of the hydrophilic polymer (A) including the structures represented by the general formulas (I-1) and (I-2) is such that the amount of the general formula (I-2) having a hydrophilic group is within the above range. Can be set arbitrarily. Preferably, the molar ratio (y) of the structural unit of the general formula (I-2) and the molar ratio (x) of the structural unit of the general formula (I-1) having a hydrolyzable silyl group are y / x = 30. The range of / 70 to 99/1 is preferable, y / x = 40/60 to 98/2 is more preferable, and y / x = 50/50 to 97/3 is most preferable. If y / x is 30/70 or more, the hydrophilicity is not insufficient. On the other hand, if y / x = 99/1 or less, the hydrolyzable silyl group amount is sufficient and sufficient curing is obtained. The film strength is also sufficient.

親水性ポリマー(A)の質量平均分子量は、例えば1,000,000以下であり、1,000〜1,000,000が好ましく、1,000〜500,000が更に好ましく、5,000〜50,000が最も好ましい。   The mass average molecular weight of the hydrophilic polymer (A) is, for example, 1,000,000 or less, preferably 1,000 to 1,000,000, more preferably 1,000 to 500,000, and 5,000 to 50. Is most preferred.

以下に、一般式(I−1)及び(I−2)で表される構造を含む親水性ポリマー(A)の具体例をその質量平均分子量(M.W.)とともに以下に示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、以下に示す具体例のポリマーは記載される各構造単位が記載のモル比で含まれるランダム共重合体又はブロック共重合体であることを意味する。   Specific examples of the hydrophilic polymer (A) including the structures represented by the general formulas (I-1) and (I-2) are shown below together with their mass average molecular weights (MW). The invention is not limited to these examples. In addition, the polymer of the specific example shown below means that each structural unit described is a random copolymer or block copolymer contained in the described molar ratio.

Figure 2011144302
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一般式(I−1)及び(I−2)で表される構造を含む親水性ポリマー(A)を合成するための各化合物は、市販されており、また容易に合成することもできる。
一般式(I−1)及び(I−2)で表される構造を含む親水性ポリマー(A)を合成するためのラジカル重合法としては、従来公知の方法の何れをも使用することができる。
具体的には、一般的なラジカル重合法は、例えば、新高分子実験学3(1996年、共立出版)、高分子の合成と反応1(高分子学会編、1992年、共立出版)、新実験化学講座19(1978年、丸善)、高分子化学(I)(日本化学会編、1996年、丸善)、高分子合成化学(物質工学講座、1995年、東京電気大学出版局) 等に記載されており、これらを適用することができる。
Each compound for synthesizing the hydrophilic polymer (A) including the structures represented by the general formulas (I-1) and (I-2) is commercially available, and can be easily synthesized.
As the radical polymerization method for synthesizing the hydrophilic polymer (A) including the structures represented by the general formulas (I-1) and (I-2), any conventionally known method can be used. .
Specifically, general radical polymerization methods include, for example, New Polymer Experiments 3 (1996, Kyoritsu Shuppan), Polymer Synthesis and Reaction 1 (Polymer Society of Japan, 1992, Kyoritsu Shuppan), New Experiment Chemistry Lecture 19 (1978, Maruzen), Polymer Chemistry (I) (Edited by The Chemical Society of Japan, 1996, Maruzen), Synthetic Polymer Chemistry (Materials Engineering Lecture, 1995, Tokyo Denki University Press) These can be applied.

親水性組成物は、親水性ポリマー(A)と、親水性ポリマー(B)とを併用する。   The hydrophilic composition uses a hydrophilic polymer (A) and a hydrophilic polymer (B) in combination.

〔一般式(II−1)及び(II−2)で表される構造を含む親水性ポリマー(B)〕   [Hydrophilic polymer (B) including a structure represented by general formulas (II-1) and (II-2)]

Figure 2011144302
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一般式(II−1)及び(II−2)中、R201〜R205はそれぞれ独立に水素原子又は炭化水素基を表す。qは1〜3の整数を表し、L201及びL202は、それぞれ単結合又は多価の有機連結基を表す。A201は−OH、−OR、−COR、−CO、−CON(R)(R)、−N(R)(R)、−NHCOR、−NHCO、−OCON(R)(R)、−NHCON(R)(R)、−SO、−OSO、−SO、−NHSO、−SON(R)(R)、−N(R)(R)(R)、−N(R)(R)(R)(R)、−PO(R)(R)、−OPO(R)(R)、又はPO(R)(R)を表す。ここで、R、R及びRは、それぞれ独立に水素原子又は直鎖、分岐又は環状のアルキル基を表し、Rは、直鎖、分岐又は環状のアルキル基を表し、R及びRは、それぞれ独立に水素原子又は直鎖、分岐又は環状のアルキル基、アルカリ金属、アルカリ土類金属、又はオニウムを表し、Rはハロゲンイオン、無機アニオン、又は有機アニオンを表す。 In general formulas (II-1) and (II-2), R 201 to R 205 each independently represent a hydrogen atom or a hydrocarbon group. q represents an integer of 1 to 3, and L 201 and L 202 each represent a single bond or a polyvalent organic linking group. A 201 is —OH, —OR a , —COR a , —CO 2 R e , —CON (R a ) (R b ), —N (R a ) (R b ), —NHCOR d , —NHCO 2 R a , —OCON (R a ) (R b ), —NHCON (R a ) (R b ), —SO 3 R e , —OSO 3 R e , —SO 2 R d , —NHSO 2 R d , —SO 2 N (R a ) (R b ), —N (R a ) (R b ) (R c ), —N (R a ) (R b ) (R c ) (R g ), —PO 3 (R e ) (R f ), —OPO 3 (R e ) (R f ), or PO 3 (R d ) (R e ). Here, R a , R b and R c each independently represent a hydrogen atom or a linear, branched or cyclic alkyl group, R d represents a linear, branched or cyclic alkyl group, R e and R f independently represents a hydrogen atom or a linear, branched or cyclic alkyl group, an alkali metal, an alkaline earth metal, or onium, and R g represents a halogen ion, an inorganic anion, or an organic anion.

一般式(II−1)及び(II−2)で表される構造を含む親水性ポリマー(B)は、上記一般式(II−2)で表される構造単位を有し、かつ、ポリマー鎖の末端に上記一般式(II−1)で表される部分構造を有する。   The hydrophilic polymer (B) including the structures represented by the general formulas (II-1) and (II-2) has a structural unit represented by the above general formula (II-2) and has a polymer chain. Has a partial structure represented by the above general formula (II-1).

前記一般式(II−1)及び(II−2)において、R201〜R205は、それぞれ独立に水素原子又は炭化水素基を表し、R201〜R205が炭化水素基を表す場合の炭化水素基としては、アルキル基、アリール基などが挙げられ、炭素数1〜8の直鎖、分岐又は環状のアルキル基が好ましい。具体的には、前記一般式(I−1)及び(I−2)のR101〜R108で挙げたものと同様のものを挙げることができる。
201、L202は、それぞれ独立に単結合又は多価の有機連結基を表す。ここで単結合とはポリマーの主鎖とA201又はSi原子が連結鎖なしに直接結合していることを表す。L201、L202が多価の有機連結基を表す場合、具体的な例は、前記一般式(I−1)のL101で挙げたものと同様のものを挙げることができる。
101は単結合、又は、−CH−、−CONH−、−NHCONH−、−OCONH−、−SONH−及び−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好ましい。L101は−CH−を含むことがより好ましく、−(CHn1−であることが更に好ましい(n1は1〜5の整数を表し、1〜4が好ましく、2又は3がより好ましい)。
102は単結合であることが好ましい。
201は−OH、−OR、−COR、−CO、−CON(R)(R)、−N(R)(R)、−NHCOR、−NHCO、−OCON(R)(R)、−NHCON(R)(R)、−SO、−OSO、−SO、−NHSO、−SON(R)(R)、−N(R)(R)(R)、−N(R)(R)(R)(R)、−PO(R)(R)、−OPO(R)(R)、又はPO(R)(R)を表す。A201の具体的な例及び好ましい例は一般式(I−2)のA101で挙げられたものと同様のものを挙げることができる。
qは1〜3の整数を表す。好ましくは2〜3、より好ましくは3である。
203、R204、及びR205が水素原子であって、R202は炭化水素基であることが好ましく、炭素数1〜12のアルキル基であることがより好ましく、炭素数1〜6のアルキル基であることが更に好ましい。
In the general formulas (II-1) and (II-2), R 201 to R 205 each independently represent a hydrogen atom or a hydrocarbon group, and hydrocarbons when R 201 to R 205 represent a hydrocarbon group. Examples of the group include an alkyl group and an aryl group, and a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 8 carbon atoms is preferable. Specifically, the thing similar to what was mentioned by R < 101 > -R < 108 > of the said general formula (I-1) and (I-2) can be mentioned.
L 201 and L 202 each independently represent a single bond or a polyvalent organic linking group. Here, the single bond means that the main chain of the polymer and A 201 or Si atom are directly bonded without a connecting chain. When L 201 and L 202 represent a polyvalent organic linking group, specific examples thereof can be the same as those described for L 101 in the general formula (I-1).
L 101 is a single bond or a linking group having one or more structures selected from the group consisting of —CH 2 —, —CONH—, —NHCONH—, —OCONH—, —SO 2 NH—, and —SO 3 —. It is preferable that L 101 preferably contains —CH 2 —, more preferably — (CH 2 ) n1 — (n1 represents an integer of 1 to 5, preferably 1 to 4, more preferably 2 or 3. ).
L 102 is preferably a single bond.
A 201 is —OH, —OR a , —COR a , —CO 2 R e , —CON (R a ) (R b ), —N (R a ) (R b ), —NHCOR d , —NHCO 2 R a , —OCON (R a ) (R b ), —NHCON (R a ) (R b ), —SO 3 R e , —OSO 3 R e , —SO 2 R d , —NHSO 2 R d , —SO 2 N (R a ) (R b ), —N (R a ) (R b ) (R c ), —N (R a ) (R b ) (R c ) (R g ), —PO 3 (R e ) (R f ), —OPO 3 (R e ) (R f ), or PO 3 (R d ) (R e ). Specific examples and preferred examples of A 201 include the same examples as those described for A 101 in formula (I-2).
q represents an integer of 1 to 3. Preferably it is 2-3, More preferably, it is 3.
R 203 , R 204 , and R 205 are each a hydrogen atom, and R 202 is preferably a hydrocarbon group, more preferably an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, and an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. More preferably, it is a group.

201及びL202は、より好ましくは、−CHCHCHS−、−CHS−、−CONHCH(CH)CH−、−CONH−、−CO−、−CO−、−(CHn1−である。L201は−CH−を含むことがより好ましく、−(CHn1−であることが更に好ましい(n1は1〜5の整数を表し、1〜4が好ましく、2又は3がより好ましい)。
202は単結合であることが好ましい。
L 201 and L 202 are more preferably —CH 2 CH 2 CH 2 S—, —CH 2 S—, —CONHCH (CH 3 ) CH 2 —, —CONH—, —CO—, —CO 2 —, - (CH 2) n1 - it is. L 201 preferably contains —CH 2 —, more preferably — (CH 2 ) n1 — (n1 represents an integer of 1 to 5, preferably 1 to 4, more preferably 2 or 3. ).
L 202 is preferably a single bond.

一般式(II−1)及び(II−2)で表される構造を含む親水性ポリマー(B)は、例えば、連鎖移動剤(ラジカル重合ハンドブック(エヌ・ティー・エス、蒲池幹治、遠藤剛)に記載)やIniferter(Macromolecules1986,19,p287−(Otsu)に記載)の存在下に、親水性モノマー(例、アクリルアミド、アクリル酸、メタクリル酸3−スルホプロピルのカリウム塩)をラジカル重合させることにより合成できる。連鎖移動剤の例は、3−メルカプトプロピオン酸、2−アミノエタンチオール塩酸塩、3−メルカプトプロパノール、2−ヒドロキシエチルジスルフィド、3−メルカプトプロピルトリメトキシシランを含む。また、連鎖移動剤を使用せず、反応性基を有するラジカル重合開始剤を用いて、親水性モノマー(例、アクリルアミド)をラジカル重合させてもよい。   The hydrophilic polymer (B) including the structures represented by the general formulas (II-1) and (II-2) is, for example, a chain transfer agent (radical polymerization handbook (NTS, Mikiji Tsunoike, Takeshi Endo) In the presence of Iniferter (described in Macromolecules 1986, 19, p287- (Otsu)) by radical polymerization of a hydrophilic monomer (eg, potassium salt of acrylamide, acrylic acid, 3-sulfopropyl methacrylate). Can be synthesized. Examples of chain transfer agents include 3-mercaptopropionic acid, 2-aminoethanethiol hydrochloride, 3-mercaptopropanol, 2-hydroxyethyl disulfide, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane. Alternatively, a hydrophilic monomer (eg, acrylamide) may be radically polymerized using a radical polymerization initiator having a reactive group without using a chain transfer agent.

一般式(II−1)及び(II−2)で表される構造を含む親水性ポリマー(B)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 (B) including the structures represented by the general formulas (II-1) and (II-2) includes a radical polymerizable monomer represented by the following general formula (i) and the following general formula (ii) ) Can be synthesized by radical polymerization using a silane coupling agent having chain transfer ability. Since the silane coupling agent (ii) has chain transfer ability, it is possible to synthesize a polymer in which a silane coupling group is introduced at the end of the polymer main chain in radical polymerization.

Figure 2011144302
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上記一般式(i)及び(ii)において、R201〜R205、L201、L202、A201、qは、上記一般式(II−1)中のものと同義である。また、これらの化合物は、市販されており、また容易に合成することもできる。一般式(i)で表されるラジカル重合可能なモノマーは親水性基A201を有しており、このモノマーが親水性ポリマーにおける一構造単位となる。 In the general formula (i) and (ii), R 201 ~R 205 , L 201, L 202, A 201, q is the same as defined in the general formula (II-1). These compounds are commercially available and can also be easily synthesized. The radically polymerizable monomer represented by the general formula (i) has a hydrophilic group A 201 , and this monomer becomes one structural unit in the hydrophilic polymer.

一般式(II−1)及び(II−2)で表される構造を含む親水性ポリマー(B)において、加水分解性シリル基を有する一般式(II−1)の構造単位のモル数に対して、一般式(II−2)の構造単位のモル数が、1000〜10倍の範囲が好ましく、500〜20倍の範囲がより好ましく、200〜30倍の範囲が最も好ましい。30倍以上であれば親水性が不足することなく、一方、200倍以下であれば、加水分解性シリル基量が十分量となり、十分な硬化が得られ、膜強度も十分なものとなる。   In the hydrophilic polymer (B) including the structures represented by the general formulas (II-1) and (II-2), the number of moles of the structural unit of the general formula (II-1) having a hydrolyzable silyl group. The number of moles of the structural unit of the general formula (II-2) is preferably in the range of 1000 to 10 times, more preferably in the range of 500 to 20 times, and most preferably in the range of 200 to 30 times. If it is 30 times or more, the hydrophilicity is not insufficient. On the other hand, if it is 200 times or less, the amount of hydrolyzable silyl groups is sufficient, sufficient curing is obtained, and the film strength is also sufficient.

一般式(II−1)及び(II−2)で表される構造を含む親水性ポリマー(B)の質量平均分子量は、例えば1,000,000以下であり、1,000〜1,000,000が好ましく、1,000〜500,000が更に好ましく、1,000〜200,000が特に好ましく、10,000〜50,000が最も好ましい。     The weight average molecular weight of the hydrophilic polymer (B) including the structures represented by the general formulas (II-1) and (II-2) is, for example, 1,000,000 or less, and 1,000 to 1,000,000. 000 is preferred, 1,000 to 500,000 is more preferred, 1,000 to 200,000 is particularly preferred, and 10,000 to 50,000 is most preferred.

本発明に好適に用い得る親水性ポリマー(B)の具体例を以下に示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。具体例中、*はポリマーへの結合位置を表す。   Specific examples of the hydrophilic polymer (B) that can be suitably used in the present invention are shown below, but the present invention is not limited thereto. In specific examples, * represents a bonding position to the polymer.

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親水性組成物においては、親水性ポリマー(A)と親水性ポリマー(B)を併用する。これにより、親水性を向上させ水垢付着性を抑制することができる。親水性ポリマー(A)/親水性ポリマー(B)の比率(質量比)は、好ましくは5/95〜95/5の範囲内であり、より好ましくは60/40〜95/5の範囲内であり、最も好ましくは80/20〜90/10の範囲内である。   In the hydrophilic composition, the hydrophilic polymer (A) and the hydrophilic polymer (B) are used in combination. Thereby, hydrophilicity can be improved and scale adhesion can be suppressed. The ratio (mass ratio) of hydrophilic polymer (A) / hydrophilic polymer (B) is preferably in the range of 5/95 to 95/5, more preferably in the range of 60/40 to 95/5. Yes, most preferably in the range of 80/20 to 90/10.

親水性ポリマー(A)及び親水性ポリマー(B)は、他のモノマーとの共重合体であってもよい。用いられる他のモノマーとしては、例えば、アクリル酸エステル類、メタクリル酸エステル類、アクリルアミド類、メタクリルアミド類、ビニルエステル類、スチレン類、アクリル酸、メタクリル酸、アクリロニトリル、無水マレイン酸、マレイン酸イミド等の公知のモノマーも挙げられる。このようなモノマー類を共重合させることで、製膜性、膜強度、親水性、疎水性、溶解性、反応性、安定性等の諸物性を改善することができる。   The hydrophilic polymer (A) and the hydrophilic polymer (B) 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.

他のモノマーの具体例としては、特願2008−15350号公報の段落番号〔0066〕〜〔0070〕に記載のものを挙げることができる。   Specific examples of other monomers include those described in paragraphs [0066] to [0070] of Japanese Patent Application No. 2008-15350.

共重合体の合成に使用されるこれらの他のモノマーの割合は、諸物性の改良に十分な量である必要があるが、親水性層としての機能が十分であり、親水性ポリマー(A)又は親水性ポリマー(B)を添加する利点を十分得るために、割合は大きすぎないほうが好ましい。従って、親水性ポリマー(A)又は親水性ポリマー(B)中の他のモノマーの好ましい総割合は80質量%以下であることが好ましく、更に好ましくは50質量%以下である。   The ratio of these other monomers used for the synthesis of the copolymer needs to be an amount sufficient for improving various physical properties, but the function as the hydrophilic layer is sufficient, and the hydrophilic polymer (A) Or, in order to sufficiently obtain the advantage of adding the hydrophilic polymer (B), the ratio is preferably not too large. Accordingly, the preferred total proportion of other monomers in the hydrophilic polymer (A) or the hydrophilic polymer (B) is preferably 80% by mass or less, and more preferably 50% by mass or less.

親水性ポリマー(A)及び親水性ポリマー(B)の共重合比の測定は、核磁気共鳴装置(NMR)や、標準物質で検量線を作成し、赤外分光光度計により測定することができる。   The measurement of the copolymerization ratio of the hydrophilic polymer (A) and the hydrophilic polymer (B) can be measured with a nuclear magnetic resonance apparatus (NMR) or a calibration curve prepared with a standard substance and measured with an infrared spectrophotometer. .

本発明における親水性組成物は、親水性ポリマー(A)及び親水性ポリマー(B)をそれぞれ1種以上混合して使用する。
親水性ポリマー(A)及び親水性ポリマー(B)の総量は硬化性と親水性の観点から、親水性組成物の全固形分に対して20〜87.5質量%使用されることが好ましく、30〜87.5質量%使用されることが更に好ましい。
The hydrophilic composition in the present invention is used by mixing one or more of the hydrophilic polymer (A) and the hydrophilic polymer (B).
From the viewpoint of curability and hydrophilicity, the total amount of the hydrophilic polymer (A) and the hydrophilic polymer (B) is preferably 20 to 87.5% by mass based on the total solid content of the hydrophilic composition, More preferably, 30 to 87.5% by mass is used.

親水性組成物は、親水性ポリマー(A)を含む加水分解性シリル基を有する親水ポリマーを全固形分に対して80質量%以上含有し、かつ前記一般式(I−2)に於けるA101又は前記一般式(II−2)に於けるA201が、−CONH、−CONH(R)、又はCON(R(式中、Rは、それぞれ独立に直鎖、分岐又は環状のアルキル基を表す)を表すことが好ましい。 The hydrophilic composition contains a hydrolyzable silyl group-containing hydrophilic polymer containing the hydrophilic polymer (A) in an amount of 80% by mass or more based on the total solid content, and A in the general formula (I-2). 101 or A 201 in the general formula (II-2) is —CONH 2 , —CONH (R 5 ), or CON (R 5 ) 2 (wherein R 5 is independently a linear or branched group) Or a cyclic alkyl group).

上記、親水性ポリマー(A)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(A)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(A)の粘度が0.1〜100mPa・s(5%水溶液、20℃測定)、好ましくは0.5〜70mPa・s、更に好ましくは1〜50mPa・sの範囲にあると、良好な膜物性を与える。   The hydrophilic polymer (A) forms a crosslinked film in a state where it is mixed with a hydrolysis and polycondensate of a metal alkoxide. The hydrophilic polymer (A) which is an organic component is involved in the film strength and film flexibility. In particular, the viscosity of the hydrophilic polymer (A) is 0.1 to 100 mPa · s (5% aqueous solution, 20 C. measurement), preferably 0.5 to 70 mPa · s, more preferably 1 to 50 mPa · s, giving good film properties.

〔架橋剤〕
親水性組成物中に、親水性ポリマー(B)を含有する場合は、良好な硬化性を得るために架橋剤を含有することが好ましい。また、親水性組成物中に親水性ポリマー(A)を含有する場合は架橋剤を含有しない場合でも良好な硬化性を得ることはできるが、膜強度が非常に優れた塗膜を得るためには架橋剤を含有してもよい。
[Crosslinking agent]
When the hydrophilic composition contains the hydrophilic polymer (B), it is preferable to contain a crosslinking agent in order to obtain good curability. In addition, when the hydrophilic composition (A) is contained in the hydrophilic composition, good curability can be obtained even when the crosslinking agent is not contained, but in order to obtain a coating film having extremely excellent film strength. May contain a crosslinking agent.

本発明の組成物において、(C)Si、Ti、Zr、Alから選択される元素を含むアルコキシド化合物(金属アルコキシドともいう)は架橋剤として用いることができる。   In the composition of the present invention, (C) an alkoxide compound (also referred to as a metal alkoxide) containing an element selected from Si, Ti, Zr, and Al can be used as a crosslinking agent.

〔(C)Si、Ti、Zr、Alから選択される元素を含むアルコキシド化合物〕
本発明で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、更に、前記親水性ポリマーとも化学結合する。金属アルコキシドは一般式(V−1)及び一般式(V‐2)で表すことができ、式中、Rは水素原子、アルキル基又はアリール基を表し、Rはアルキル基又はアリール基を表し、ZはSi、Ti又はZrを表し、mは0〜2の整数を表す。R及びR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。
[(C) Alkoxide Compound Containing Element Selected from Si, Ti, Zr, Al]
The metal alkoxide used in the present invention is a hydrolyzable polymerizable compound having a functional group capable of being hydrolyzed and polycondensed in its structure and serving as a crosslinking agent, and the metal alkoxides are polycondensed with each other. Thus, a strong cross-linked film having a cross-linked structure is formed and further chemically bonded to the hydrophilic polymer. The metal alkoxide can be represented by general formula (V-1) and general formula (V-2), in which 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.

(R−Z−(OR4−m (V−1)
Al−(OR (V−2)
(R 8) m -Z- (OR 9) 4-m (V-1)
Al- (OR 9 ) 3 (V-2)

以下に、一般式(V−1)及び一般式(V−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。   Although the specific example of the hydrolysable compound represented by general formula (V-1) and general formula (V-2) below is given, this invention is not limited to this. 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 thereof 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, zirconates corresponding to the compounds exemplified as those containing titanium.
Further, when the central metal is Al, that is, examples of those containing aluminum in the hydrolyzable compound include trimethoxy aluminate, triethoxy aluminate, tripropoxy aluminate, triisopropoxy aluminate, and the like. be able to.

本発明に係る(C)金属アルコキシドは、単独で用いても2種以上併用してもよい。
上記のなかでも、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、メチルトリエトキシシランが好ましく、テトラメトキシシランが更に好ましい。
The (C) metal alkoxide according to the present invention may be used alone or in combination of two or more.
Among the above, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, methyltrimethoxysilane, and methyltriethoxysilane are preferable, and tetramethoxysilane is more preferable.

本発明の親水性部材において(C)金属アルコキシドは、親水性組成物の全固形分に対して、12.5〜22.5質量%含有する。好ましくは12.5〜20質量%、更に好ましくは12.5〜15質量%含有する。(C)金属アルコキシドの含有量が上記の範囲であれば耐水垢性の付与に優れる。   In the hydrophilic member of the present invention, (C) the metal alkoxide is contained in an amount of 12.5 to 22.5% by mass with respect to the total solid content of the hydrophilic composition. Preferably it contains 12.5-20 mass%, More preferably, it contains 12.5-15 mass%. (C) If the content of the metal alkoxide is in the above range, it is excellent in imparting water resistance.

(C)金属アルコキシドは、本発明の下塗り層用組成物中に、不揮発性成分に対して、好ましくは5〜80質量%、更に好ましくは10〜70質量%の範囲で使用することができる。
(C)金属アルコキシドは市販品が容易に入手できるし、公知の合成方法、たとえば各金属塩化物とアルコールとの反応によっても得られる。
(C) A metal alkoxide can be used in the composition for undercoat layers of this invention, Preferably it is 5-80 mass% with respect to a non-volatile component, More preferably, it can be used in 10-70 mass%.
(C) The metal alkoxide can be easily obtained as a commercial product, and can also be obtained by a known synthesis method, for example, reaction of each metal chloride with an alcohol.

〔(D)金属触媒〕
本発明の親水性層の形成において使用できる金属触媒は、Si、Ti、Zr、Alから選択される金属アルコキシド化合物の加水分解、重縮合を促進し、親水性ポリマーとの結合を生起することができる。特に好ましい金属触媒は、金属錯体触媒であり、金属錯体触媒としては、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,Sr,Baなどの2A族元素、Al,Gaなどの3B族元素,Ti,Zrなどの4A族元素及びV,Nb及びTaなどの5A族元素が好ましく、それぞれ触媒効果の優れた錯体を形成する。その中でもZr、Al及びTiから得られる錯体が優れており、好ましい。
[(D) metal catalyst]
The metal catalyst that can be used in the formation of the hydrophilic layer of the present invention can promote hydrolysis and polycondensation of a metal alkoxide compound selected from Si, Ti, Zr, and Al, and cause a bond with a hydrophilic polymer. it can. A particularly preferable metal catalyst is a metal complex catalyst. As the metal complex catalyst, a metal element selected from groups 2A, 3B, 4A and 5A of the periodic table and β-diketone, ketoester, hydroxycarboxylic acid or ester thereof, amino It is a metal complex composed of an oxo or hydroxy oxygen-containing compound selected from alcohols and enolic active hydrogen compounds.
Among the constituent metal elements, 2A group elements such as Mg, Ca, Sr and Ba, 3B group elements such as Al and Ga, 4A group elements such as Ti and Zr, and 5A group elements such as V, Nb and Ta are preferable. , Each forming a complex with excellent catalytic effect. Of these, complexes obtained from Zr, Al and Ti are excellent and preferred.

上記金属錯体の配位子を構成するオキソ又はヒドロキシ酸素含有化合物は、本発明においては、アセチルアセトン(2,4−ペンタンジオン)、2,4−ヘプタンジオンなどのβジケトン、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、アセト酢酸ブチルなどのケトエステル類、乳酸、乳酸メチル、サリチル酸、サリチル酸エチル、サリチル酸フェニル、リンゴ酸,酒石酸、酒石酸メチルなどのヒドロキシカルボン酸及びそのエステル、4−ヒドロキシ−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、メチレン基又はカルボニル炭素に置換基を有する化合物が挙げられる。   In the present invention, the oxo- or hydroxy-oxygen-containing compound constituting the ligand of the metal complex is a β-diketone such as acetylacetone (2,4-pentanedione) or 2,4-heptanedione, methyl acetoacetate, acetoacetic acid Ketoesters such as ethyl and butyl acetoacetate, lactic acid, methyl lactate, salicylic acid, ethyl salicylate, phenyl salicylate, malic acid, tartaric acid, methyl tartrate and other hydroxycarboxylic acids and esters thereof, 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone , 4-hydroxy-2-pentanone, 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone, ketoalcohols such as 4-hydroxy-2-heptanone, monoethanolamine, N, N-dimethylethanolamine, N-methyl- Monoethanolamine, diethanolamine , Amino alcohols such as triethanolamine, methylol melamine, methylol urea, methylol acrylamide, enol active compounds such as malonic acid diethyl ester, methyl group, methylene group or carbonyl carbon of acetylacetone (2,4-pentanedione) And compounds having a group.

好ましい配位子はアセチルアセトン誘導体であり、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、メチレン基又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特に好ましい。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、等が挙げられる。これらは水系塗布液での安定性及び、加熱乾燥時のゾルゲル反応でのゲル化促進効果に優れているが、中でも、特にエチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムトリス(エチルアセトアセテート)、ジ(アセチルアセトナト)チタニウム錯塩、ジルコニウムトリス(エチルアセトアセテート)が好ましい。   Examples of preferred metal complexes include tris (acetylacetonato) aluminum complex, di (acetylacetonato) aluminum / aco complex, mono (acetylacetonato) aluminum / chloro complex, di (diacetylacetonato) aluminum complex, ethylacetate Acetate aluminum diisopropylate, aluminum tris (ethyl acetoacetate), cyclic aluminum oxide isopropylate, tris (acetylacetonato) barium complex, di (acetylacetonato) titanium complex, tris (acetylacetonato) titanium complex, di-i -Propoxy bis (acetylacetonato) titanium complex salt, zirconium tris (ethyl acetoacetate), zirconium tris (benzoic acid) complex salt, etc. are mentioned. These are excellent in stability in aqueous coating solutions and in gelation promotion effect in sol-gel reaction during heat drying, and among them, ethyl acetoacetate aluminum diisopropylate, aluminum tris (ethyl acetoacetate), di ( Acetylacetonato) titanium complex and zirconium tris (ethylacetoacetate) are preferred.

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

また、上記の金属錯体触媒の他に、Si、Ti、Zr、Alから選択される金属アルコキシド化合物の加水分解、重縮合を促進し、親水性ポリマーとの結合を生起することができるものを併用してもよい。このような触媒としては、塩酸などのハロゲン化水素、硝酸、硫酸、亜硫酸、硫化水素、過塩素酸、過酸化水素、炭酸、蟻酸や酢酸などのカルボン酸、そのRCOOHで表される構造式のRを他元素又は置換基によって置換した置換カルボン酸、ベンゼンスルホン酸などのスルホン酸など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が挙げられる。
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。
In addition to the above-mentioned metal complex catalyst, a catalyst that promotes hydrolysis and polycondensation of a metal alkoxide compound selected from Si, Ti, Zr, and Al and can cause a bond with a hydrophilic polymer is used in combination. May be. Examples of such a catalyst include hydrogen halides 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, and the structural formula represented by RCOOH. Compounds that exhibit acidity such as substituted carboxylic acids in which R is substituted with other elements or substituents, sulfonic acids such as benzenesulfonic acid, or basic compounds such as ammoniacal bases such as aqueous ammonia, amines such as ethylamine and aniline Is mentioned.
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.

〔無機微粒子〕
本発明の親水性層は、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又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、親水性層中に安定に分散して、親水性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、親水性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。
[Inorganic fine particles]
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 stably disperse in the hydrophilic layer, sufficiently maintain the film strength of the hydrophilic layer, and form a highly durable hydrophilic material.
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.

〔(E)界面活性剤〕
本発明においては、親水性組成物及び下塗り層用組成物の被膜面状を向上させるために界面活性剤を用いるのが好ましい。界面活性剤としては、ノニオン界面活性剤、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、両性界面活性剤、フッ素系界面活性剤等が挙げられる。
[(E) Surfactant]
In the present invention, it is preferable to use a surfactant in order to improve the coating surface of the hydrophilic composition and the undercoat layer composition. Examples of the surfactant include nonionic surfactants, anionic surfactants, cationic surfactants, amphoteric surfactants, and fluorosurfactants.

本発明に用いられるノニオン界面活性剤は、特に限定されず、従来公知のものを用いることができる。例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル類、ポリオキシエチレンポリスチリルフェニルエーテル類、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル類、グリセリン脂肪酸部分エステル類、ソルビタン脂肪酸部分エステル類、ペンタエリスリトール脂肪酸部分エステル類、プロピレングリコールモノ脂肪酸エステル類、ショ糖脂肪酸部分エステル類、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸部分エステル類、ポリオキシエチレンソルビトール脂肪酸部分エステル類、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル類、ポリグリセリン脂肪酸部分エステル類、ポリオキシエチレン化ひまし油類、ポリオキシエチレングリセリン脂肪酸部分エステル類、脂肪酸ジエタノールアミド類、N,N−ビス−2−ヒドロキシアルキルアミン類、ポリオキシエチレンアルキルアミン、トリエタノールアミン脂肪酸エステル、トリアルキルアミンオキシド、ポリエチレングリコール、ポリエチレングリコールとポリプロピレングリコールの共重合体が挙げられる。   The nonionic surfactant used for this invention is not specifically limited, A conventionally well-known thing can be used. For example, polyoxyethylene alkyl ethers, polyoxyethylene alkyl phenyl ethers, polyoxyethylene polystyryl phenyl ethers, polyoxyethylene polyoxypropylene alkyl ethers, glycerin fatty acid partial esters, sorbitan fatty acid partial esters, pentaerythritol Fatty acid partial esters, propylene glycol mono fatty acid esters, sucrose fatty acid partial esters, polyoxyethylene sorbitan fatty acid partial esters, polyoxyethylene sorbitol fatty acid partial esters, polyethylene glycol fatty acid esters, polyglycerin fatty acid partial esters, Polyoxyethylenated castor oil, polyoxyethylene glycerin fatty acid partial esters, fatty acid diethanolamides, N N- bis-2-hydroxyalkylamines, polyoxyethylene alkylamines, triethanolamine fatty acid ester, trialkylamine oxide, polyethylene glycol, copolymers of polyethylene glycol and polypropylene glycol.

本発明に用いられるアニオン界面活性剤は、特に限定されず、従来公知のものを用いることができる。例えば、脂肪酸塩類、アビエチン酸塩類、ヒドロキシアルカンスルホン酸塩類、アルカンスルホン酸塩類、ジアルキルスルホ琥珀酸エステル塩類、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸塩類、分岐鎖アルキルベンゼンスルホン酸塩類、アルキルナフタレンスルホン酸塩類、アルキルフェノキシポリオキシエチレンプロピルスルホン酸塩類、ポリオキシエチレンアルキルスルホフェニルエーテル塩類、N−メチル−N−オレイルタウリンナトリウム塩、N−アルキルスルホコハク酸モノアミド二ナトリウム塩、石油スルホン酸塩類、硫酸化牛脂油、脂肪酸アルキルエステルの硫酸エステル塩類、アルキル硫酸エステル塩類、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル塩類、脂肪酸モノグリセリド硫酸エステル塩類、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸エステル塩類、ポリオキシエチレンスチリルフェニルエーテル硫酸エステル塩類、アルキルリン酸エステル塩類、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステル塩類、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルリン酸エステル塩類、スチレン/無水マレイン酸共重合物の部分けん化物類、オレフィン/無水マレイン酸共重合物の部分けん化物類、ナフタレンスルホン酸塩ホルマリン縮合物類が挙げられる。   The anionic surfactant used in the present invention is not particularly limited, and conventionally known anionic surfactants can be used. For example, fatty acid salts, abietic acid salts, hydroxyalkane sulfonates, alkane sulfonates, dialkyl sulfosuccinate esters, linear alkyl benzene sulfonates, branched alkyl benzene sulfonates, alkyl naphthalene sulfonates, alkyl phenoxy poly Oxyethylene propyl sulfonates, polyoxyethylene alkyl sulfophenyl ether salts, N-methyl-N-oleyl taurine sodium salt, N-alkyl sulfosuccinic acid monoamide disodium salt, petroleum sulfonates, sulfated beef oil, fatty acid alkyl esters Sulfates, alkyl sulfates, polyoxyethylene alkyl ether sulfates, fatty acid monoglyceride sulfates, polyoxyethylene alcohol Ruphenyl ether sulfates, polyoxyethylene styryl phenyl ether sulfates, alkyl phosphates, polyoxyethylene alkyl ether phosphates, polyoxyethylene alkyl phenyl ether phosphates, styrene / maleic anhydride Examples thereof include partial saponification products of polymers, partial saponification products of olefin / maleic anhydride copolymers, and naphthalene sulfonate formalin condensates.

本発明に用いられるカチオン界面活性剤は、特に限定されず、従来公知のものを用いることができる。例えば、アルキルアミン塩類、第四級アンモニウム塩類、ポリオキシエチレンアルキルアミン塩類、ポリエチレンポリアミン誘導体が挙げられる。
本発明に用いられる両性界面活性剤は、特に限定されず、従来公知のものを用いることができる。例えば、カルボキシベタイン類、アミノカルボン酸類、スルホベタイン類、アミノ硫酸エステル類、イミタゾリン類が挙げられる。
なお、上記界面活性剤の中で、「ポリオキシエチレン」とあるものは、ポリオキシメチレン、ポリオキシプロピレン、ポリオキシブチレン等の「ポリオキシアルキレン」に読み替えることもでき、本発明においては、それらの界面活性剤も用いることができる。
The cationic surfactant used in the present invention is not particularly limited, and conventionally known cationic surfactants can be used. Examples thereof include alkylamine salts, quaternary ammonium salts, polyoxyethylene alkylamine salts, and polyethylene polyamine derivatives.
The amphoteric surfactant used in the present invention is not particularly limited, and conventionally known amphoteric surfactants can be used. Examples thereof include carboxybetaines, aminocarboxylic acids, sulfobetaines, aminosulfuric esters, and imidazolines.
Of the above surfactants, the term “polyoxyethylene” can be read as “polyoxyalkylene” such as polyoxymethylene, polyoxypropylene, polyoxybutylene, etc. These surfactants can also be used.

更に好ましい界面活性剤としては、分子内にパーフルオロアルキル基を含有するフッ素系界面活性剤が挙げられる。このようなフッ素系界面活性剤としては、例えば、パーフルオロアルキルカルボン酸塩、パーフルオロアルキルスルホン酸塩、パーフルオロアルキルリン酸エステル等のアニオン型;パーフルオロアルキルベタイン等の両性型;パーフルオロアルキルトリメチルアンモニウム塩等のカチオン型;パーフルオロアルキルアミンオキサイド、パーフルオロアルキルエチレンオキシド付加物、パーフルオロアルキル基及び親水性基を含有するオリゴマー、パーフルオロアルキル基及び親油性基を含有するオリゴマー、パーフルオロアルキル基、親水性基及び親油性基を含有するオリゴマー、パーフルオロアルキル基及び親油性基を含有するウレタン等のノニオン型が挙げられる。また、特開昭62−170950号、同62−226143号及び同60−168144号の各公報に記載されているフッ素系界面活性剤も好適に挙げられる。
界面活性剤は、本発明の親水性組成物中に、不揮発性成分に対して、好ましくは0.001〜10質量%、更に好ましくは0.01〜5質量%の範囲で使用される。また、界面活性剤は、単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
More preferable surfactants include fluorine-based surfactants containing a perfluoroalkyl group in the molecule. Examples of such fluorosurfactants include anionic types such as perfluoroalkyl carboxylates, perfluoroalkyl sulfonates, and perfluoroalkyl phosphates; amphoteric types such as perfluoroalkyl betaines; Cation type such as trimethylammonium salt; perfluoroalkylamine oxide, perfluoroalkylethylene oxide adduct, oligomer containing perfluoroalkyl group and hydrophilic group, oligomer containing perfluoroalkyl group and lipophilic group, perfluoroalkyl Nonionic types such as an oligomer containing a group, a hydrophilic group and a lipophilic group, and a urethane containing a perfluoroalkyl group and a lipophilic group. Moreover, the fluorine-type surfactant described in each gazette of Unexamined-Japanese-Patent No. 62-170950, 62-226143, and 60-168144 is also mentioned suitably.
The surfactant is preferably used in the range of 0.001 to 10% by mass, more preferably 0.01 to 5% by mass with respect to the nonvolatile component in the hydrophilic composition of the present invention. Moreover, surfactant can be used individually or in combination of 2 or more types.

本発明に用いる界面活性剤としてはアニオン系界面活性剤が好ましい。
好ましい界面活性剤の具体例を以下に示すが、本発明はこれらに限定されない。
As the surfactant used in the present invention, an anionic surfactant is preferable.
Although the specific example of a preferable surfactant is shown below, this invention is not limited to these.

Figure 2011144302
Figure 2011144302

〔抗菌剤〕
本発明においては、本発明の親水性組成物を所望の支持体上に塗設し、親水性層を形成し、親水性部材とすることができる。
本発明の親水性部材に抗菌性、防カビ性、防藻性を付与するために、組成物に抗菌剤を含有させることができる。親水性層の形成において、親水性、水溶性抗菌剤を含有させることが好ましい。親水性、水溶性抗菌剤を含有させることにより、表面親水性を損なうことなく抗菌性、防カビ性、防藻性に優れた表面親水性部材が得られる。
抗菌剤としては、親水性部材の親水性を低下させない化合物を添加することが好ましく、そのような抗菌剤としては、無機系抗菌剤又は、水溶性の有機系抗菌剤が挙げられる。抗菌剤としては、黄色ブドウ球菌や大腸菌に代表される細菌類や、かび,酵母などの真菌類など、身の回りに存在する菌類に対して殺菌効果を発揮するものが用いられる。
[Antimicrobial agent]
In the present invention, the hydrophilic composition of the present invention can be coated on a desired support to form a hydrophilic layer to obtain a hydrophilic member.
In order to impart antibacterial, antifungal and antialgal properties to the hydrophilic member of the present invention, the composition can contain an antibacterial agent. In the formation of the hydrophilic layer, it is preferable to contain a hydrophilic and water-soluble antibacterial agent. By including a hydrophilic and water-soluble antibacterial agent, a surface hydrophilic member having excellent antibacterial, antifungal and antialgal properties can be obtained without impairing the surface hydrophilicity.
As the antibacterial agent, it is preferable to add a compound that does not decrease the hydrophilicity of the hydrophilic member, and examples of such an antibacterial agent include inorganic antibacterial agents and water-soluble organic antibacterial agents. As the antibacterial agent, those exhibiting a bactericidal effect against fungi existing around us, such as bacteria represented by Staphylococcus aureus and Escherichia coli, and fungi such as fungi and yeast are used.

有機系の抗菌剤としては、フェノールエーテル誘導体,イミダゾール誘導体,スルホン誘導体,N・ハロアルキルチオ化合物,アニリド誘導体,ピロール誘導体,第4アンモニウム塩、ピリジン系、トリアジン系、ベンゾイソチアゾリン系、イソチアゾリン系などが挙げられる。
例えば1,2−ベンズイソチアゾリン−3−オン、N−フルオルジクロロメチルチオ−フタルイミド、2,3,5,6−テトラクロロイソフタロニトリル、N−トリクロロメチルチオ−4−シクロヘキセン−1,2−ジカルボキシイミド、8−キノリン酸銅、ビス(トリブチル錫)オキシド、2−(4−チアゾリル)ベンズイミダゾール〈以後、TBZと表示〉、2−ベンズイミダゾールカルバミン酸メチル〈以後、BCMと表示〉、10,10’−オキシビスフェノキシアルシン〈以後、OBPAと表示〉、2,3,5,6−テトラクロロ−4−(メチルスルフォン)ピリジン、ビス(2−ピリジルチオ−1−オキシド)亜鉛〈以後、ZPTと表示〉、N,N−ジメチル−N’−(フルオロジクロロメチルチオ)−N’−フェニルスルファミド〈ジクロルフルアニド〉、ポリ−(ヘキサメチレンビグアニド)ハイドロクロライド、ジチオ−2−2’−ビス(ベンズメチルアミド)、2−メチル−4,5−トリメチレン−4−イソチアゾリン−3−オン、2−ブロモ−2−ニトロ−1,3−プロパンジオール、ヘキサヒドロ−1,3−トリス−(2−ヒドロキシエチル)−S−トリアジン、p−クロロ−m−キシレノール、1,2−ベンズイソチアゾリン−3−オン等が挙げられるが、これらに制限されるものではない。
これら有機系の抗菌剤は、親水性、耐水性、昇華性、安全性等を考慮し、適宜選択して使用することができる。有機系抗菌剤中では、親水性、抗菌効果、コストの点から2−ブロモ−2−ニトロ−1,3−プロパンジオール、TBZ、BCM、OBPA、ZPTが好ましい。
Examples of organic antibacterial agents include phenol ether derivatives, imidazole derivatives, sulfone derivatives, N-haloalkylthio compounds, anilide derivatives, pyrrole derivatives, quaternary ammonium salts, pyridines, triazines, benzoisothiazolines, and isothiazolines. It is done.
For example, 1,2-benzisothiazolin-3-one, N-fluorodichloromethylthio-phthalimide, 2,3,5,6-tetrachloroisophthalonitrile, N-trichloromethylthio-4-cyclohexene-1,2-dicarboxy Imido, copper 8-quinolinate, bis (tributyltin) oxide, 2- (4-thiazolyl) benzimidazole (hereinafter referred to as TBZ), methyl 2-benzimidazole carbamate (hereinafter referred to as BCM), 10,10 '-Oxybisphenoxyarsine (hereinafter referred to as OBPA), 2,3,5,6-tetrachloro-4- (methylsulfone) pyridine, bis (2-pyridylthio-1-oxide) zinc (hereinafter referred to as ZPT) >, N, N-dimethyl-N ′-(fluorodichloromethylthio) -N′-phenylsulfamide Dichlorofuranide>, poly- (hexamethylene biguanide) hydrochloride, dithio-2-2′-bis (benzmethylamide), 2-methyl-4,5-trimethylene-4-isothiazolin-3-one, 2- Bromo-2-nitro-1,3-propanediol, hexahydro-1,3-tris- (2-hydroxyethyl) -S-triazine, p-chloro-m-xylenol, 1,2-benzisothiazolin-3-one However, it is not limited to these.
These organic antibacterial agents can be appropriately selected and used in consideration of hydrophilicity, water resistance, sublimation property, safety and the like. Among organic antibacterial agents, 2-bromo-2-nitro-1,3-propanediol, TBZ, BCM, OBPA, and ZPT are preferable from the viewpoint of hydrophilicity, antibacterial effect, and cost.

無機系の抗菌剤としては、殺菌作用の高い順に、水銀,銀,銅,亜鉛,鉄,鉛,ビスマスなどが挙げられる。例えば、銀、銅、亜鉛、ニッケル等の金属や金属イオンをケイ酸塩系担体、リン酸塩系担体、酸化物、ガラスやチタン酸カリウム、アミノ酸等に担持させたものが挙げられる。たとえばゼオライト系抗菌剤、ケイ酸カルシウム系抗菌剤、リン酸ジルコニウム系抗菌剤、リン酸カルシウム抗菌剤、酸化亜鉛系抗菌剤、溶解性ガラス系抗菌剤、シリカゲル系抗菌剤、活性炭系抗菌剤、酸化チタン系抗菌剤、チタニア系抗菌剤、有機金属系抗菌剤、イオン交換体セラミックス系抗菌剤、層状リン酸塩−四級アンモニウム塩系抗菌剤、抗菌ステンレス等が挙げられるが、これらに制限されるものではない。   Examples of inorganic antibacterial agents include mercury, silver, copper, zinc, iron, lead, bismuth and the like in descending order of bactericidal action. For example, the thing which carry | supported metals and metal ions, such as silver, copper, zinc, nickel, on the silicate type | system | group support | carrier, phosphate type | system | group support, an oxide, glass, potassium titanate, an amino acid, etc. is mentioned. For example, zeolite antibacterial, calcium silicate antibacterial, zirconium phosphate antibacterial, calcium phosphate antibacterial, zinc oxide antibacterial, soluble glass antibacterial, silica gel antibacterial, activated carbon antibacterial, titanium oxide Antibacterial agent, titania antibacterial agent, organometallic antibacterial agent, ion exchanger ceramic antibacterial agent, layered phosphate-quaternary ammonium salt antibacterial agent, antibacterial stainless steel, etc. Absent.

天然系抗菌剤としては、カニやエビの甲殻等に含まれるキチンを加水分解して得られる塩基性多糖類のキトサンがある。
本発明には、アミノ酸の両側に金属を複合させたアミノメタルから成る日鉱の「商品名ホロンキラービースセラ」が好ましい。
これらは蒸散性ではなく、また、親水性層のポリマーや架橋剤成分と相互作用しやすく、安定に分子分散あるいは固体分散可能であり、親水性層表面に抗菌剤が効果的に露出しやすく、かつ、水がかかっても溶出することなく、効果を長期間持続させることができ、人体に影響を及ぼすこともない。また、親水性層や塗布液に対して安定に分散することができ、親水性層や塗布液の劣化もおこらない。
上記抗菌剤の中では、抗菌効果が大きいことから、銀系無機抗菌剤と水溶性有機抗菌剤が最も好ましい。特にケイ酸塩系担体であるゼオライトに銀を担持させた銀ゼオライトやシリカゲルに銀を担持させた抗菌剤や2−ブロモ−2−ニトロ−1,3−プロパンジオール、TPN、TBZ、BCM、OBPA、ZPTが好ましい。特に好ましい市販の銀ゼオライト系抗菌剤としては、品川燃料の「ゼオミック」や富士シリシア化学の「シルウェル」や日本電子材料の「バクテノン」等がある。その他、銀を無機イオン交換体セラミックスに担持させた東亜合成の「ノバロン」や触媒化成工業の「アトミーボール」やトリアジン系抗菌剤の「サンアイバックP」も好ましい。
Natural antibacterial agents include chitosan, a basic polysaccharide obtained by hydrolyzing chitin contained in crabs and shrimp shells.
In the present invention, Nikko's “trade name Holon Killer Bees Sera” made of aminometal in which a metal is compounded on both sides of an amino acid is preferable.
These are not transpirationable, easily interact with the polymer and crosslinker component of the hydrophilic layer, can be stably molecularly dispersed or solid dispersed, and the antibacterial agent is effectively exposed to the hydrophilic layer surface, And even if it splashes with water, it does not elute, can maintain the effect for a long time, and does not affect the human body. Moreover, it can disperse | distribute stably with respect to a hydrophilic layer and a coating liquid, and deterioration of a hydrophilic layer and a coating liquid does not occur.
Among the antibacterial agents, silver-based inorganic antibacterial agents and water-soluble organic antibacterial agents are most preferable because of their great antibacterial effects. In particular, silver zeolite in which silver is supported on zeolite, which is a silicate carrier, antibacterial agent in which silver is supported on silica gel, 2-bromo-2-nitro-1,3-propanediol, TPN, TBZ, BCM, OBPA ZPT is preferred. Particularly preferred commercially available silver zeolite antibacterial agents include “Zeomic” by Shinagawa Fuel, “Sylwell” by Fuji Silysia Chemical, and “Bactenone” by JEOL. In addition, “Novalon” manufactured by Toa Gosei, in which silver is supported on an inorganic ion exchanger ceramic, “Atomy Ball” manufactured by Catalytic Chemical Industry, and “Sun Eye Back P” used as a triazine-based antibacterial agent are also preferable.

抗菌剤の含有量は、一般的には0.001〜10質量%であるが、0.005〜5質量%が好ましく、0.01〜3質量%がより好ましく、0.02〜1.5質量%が特に好ましく、0.05〜1質量%が最も好ましい。含有量が0.001質量%以上であれば効果的な抗菌効果を得ることができる。また、含有量が10質量%以下であれば親水性も低下せず、かつ経時性も悪化せず、防汚性、防曇性に悪影響を及ぼさない。   The content of the antibacterial agent is generally 0.001 to 10% by mass, preferably 0.005 to 5% by mass, more preferably 0.01 to 3% by mass, and 0.02 to 1.5%. Mass% is particularly preferable, and 0.05 to 1 mass% is most preferable. If the content is 0.001% by mass or more, an effective antibacterial effect can be obtained. Further, if the content is 10% by mass or less, the hydrophilicity is not lowered, the aging is not deteriorated, and the antifouling property and the antifogging property are not adversely affected.

〔無機微粒子〕
本発明の親水性組成物には、親水性膜の硬化皮膜強度向上及び親水性、保水性向上のために、無機微粒子を含有してもよい。
無機微粒子としては、例えば、シリカ、アルミナ、酸化マグネシウム、酸化チタン、炭酸マグネシウム、アルギン酸カルシウム又はこれらの混合物が好適に挙げられる。これらは光熱変換性でなくても、皮膜の強化、表面粗面化による界面接着性の強化等に用いることができる。
無機微粒子は、平均粒径が5nm〜10μmであるのが好ましく、0.5μm〜3μmであるのがより好ましい。上記範囲であると、親水性膜中に安定に分散して、膜強度及び親水性を十分に保持でき好ましい。
上述したような無機微粒子は、コロイダルシリカ分散物等の市販品として容易に入手することができる。
無機微粒子の含有量は、親水性組成物の全固形分に対して、20質量%以下であるのが好ましく、10質量%以下であるのがより好ましい。
[Inorganic fine particles]
The hydrophilic composition of the present invention may contain inorganic fine particles in order to improve the strength of the cured film of the hydrophilic film and to improve hydrophilicity and water retention.
As the inorganic fine particles, for example, silica, alumina, magnesium oxide, titanium oxide, magnesium carbonate, calcium alginate, or a mixture thereof is preferably exemplified. Even if they are not photothermally convertible, they can be used for strengthening the film, enhancing interfacial adhesion by surface roughening, and the like.
The inorganic fine particles preferably have an average particle size of 5 nm to 10 μm, and more preferably 0.5 μm to 3 μm. The above range is preferable because it can be stably dispersed in the hydrophilic film and can sufficiently maintain the film strength and hydrophilicity.
The inorganic fine particles as described above can be easily obtained as a commercial product such as a colloidal silica dispersion.
The content of the inorganic fine particles is preferably 20% by mass or less, and more preferably 10% by mass or less, based on the total solid content of the hydrophilic composition.

〔紫外線吸収剤〕
本発明においては、親水性膜の耐候性向上、耐久性向上の観点から、紫外線吸収剤を用いることができる。
紫外線吸収剤としては、例えば、特開昭58−185677号公報、同61−190537号公報、特開平2−782号公報、同5−197075号公報、同9−34057号公報等に記載されたベンゾトリアゾール系化合物、特開昭46−2784号公報、特開平5−194483号公報、米国特許第3214463号等に記載されたベンゾフェノン系化合物、特公昭48−30492号公報、同56−21141号公報、特開平10−88106号公報等に記載された桂皮酸系化合物、特開平4−298503号公報、同8−53427号公報、同8−239368号公報、同10−182621号公報、特表平8−501291号公報等に記載されたトリアジン系化合物、リサーチディスクロージャーNo.24239号に記載された化合物やスチルベン系、ベンズオキサゾール系化合物に代表される紫外線を吸収して蛍光を発する化合物、いわゆる蛍光増白剤、などが挙げられる。
添加量は目的に応じて適宜選択されるが、一般的には、固形分換算で0.5〜15質量%であることが好ましい。
[Ultraviolet absorber]
In the present invention, an ultraviolet absorber can be used from the viewpoint of improving the weather resistance and durability of the hydrophilic film.
Examples of the ultraviolet absorber are described in JP-A-58-185679, JP-A-61-190537, JP-A-2-782, JP-A-5-97075, JP-A-9-34057, and the like. Benzotriazole compounds, benzophenone compounds described in JP-A No. 46-2784, JP-A No. 5-194843, US Pat. No. 3,214,463, etc., JP-B Nos. 48-30492 and 56-21141 Cinnamic acid compounds described in JP-A-10-88106, JP-A-4-298503, JP-A-8-53427, JP-A-8-239368, JP-A-10-182621, JP The triazine compounds described in JP-A-8-501291, Research Disclosure No. Examples thereof include compounds described in No. 24239, compounds that emit ultraviolet light by absorbing ultraviolet rays typified by stilbene and benzoxazole compounds, so-called fluorescent brighteners, and the like.
The addition amount is appropriately selected according to the purpose, but generally it is preferably 0.5 to 15% by mass in terms of solid content.

〔酸化防止剤〕
本発明の組成物及び親水性膜の安定性向上のため、親水性組成物に酸化防止剤を添加することができる。酸化防止剤としては、ヨーロッパ公開特許、同第223739号公報、同309401号公報、同第309402号公報、同第310551号公報、同第310552号公報、同第459416号公報、ドイツ公開特許第3435443号公報、特開昭54−48535号公報、同62−262047号公報、同63−113536号公報、同63−163351号公報、特開平2−262654号公報、特開平2−71262号公報、特開平3−121449号公報、特開平5−61166号公報、特開平5−119449号公報、米国特許第4814262号明細書、米国特許第4980275号明細書等に記載のものを挙げることができる。
添加量は目的に応じて適宜選択されるが、固形分換算で0.1〜8質量%であることが好ましい。
〔Antioxidant〕
In order to improve the stability of the composition of the present invention and the hydrophilic film, an antioxidant can be added to the hydrophilic composition. Examples of the antioxidant include European published patents, 223739, 309401, 309402, 310551, 310552, 359416, and 3435443. JP, 54-85535, 62-262417, 63-113536, 63-163351, JP-A-2-262654, JP-A-2-71262, Examples thereof include those described in Kaihei 3-121449, JP-A-5-61166, JP-A-5-119449, US Pat. No. 4,814,262, US Pat. No. 4,980,275, and the like.
Although the addition amount is appropriately selected according to the purpose, it is preferably 0.1 to 8% by mass in terms of solid content.

〔溶剤〕
本発明の親水性部材の親水性層形成時に、基板に対する均一な塗膜の形成性を確保するために、親水性層形成用組成物に適度に有機溶剤を添加することも有効である。
溶剤としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン等のケトン系溶剤、メタノール、エタノール、2−プロパノール、1−プロパノール、1−ブタノール、tert−ブタノール等のアルコール系溶剤、クロロホルム、塩化メチレン等の塩素系溶剤、ベンゼン、トルエン等の芳香族系溶剤、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソプロピルなどのエステル系溶剤、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル系溶剤、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル等のグリコールエーテル系溶剤、などが挙げられる。
この場合、VOC(揮発性有機溶剤)の関連から問題が起こらない範囲での添加が有効であり、その量は親水性膜形成時の親水性層形成用組成物全体に対し0〜50質量%が好ましく、より好ましくは0〜30質量%の範囲である。
〔solvent〕
In forming the hydrophilic layer of the hydrophilic member of the present invention, it is also effective to add an appropriate organic solvent to the hydrophilic layer forming composition in order to ensure the formation of a uniform coating film on the substrate.
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 0 to 50% by mass with respect to the entire composition for forming a hydrophilic layer when forming a hydrophilic film. Is more preferable, and the range of 0 to 30% by mass is more preferable.

〔高分子化合物〕
本発明の親水性組成物には、親水性膜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、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルホルマール樹脂、シェラック、ビニル系樹脂、アクリル系樹脂、ゴム系樹脂、ワックス類、その他の天然樹脂等が使用できる。また、これらは2種以上併用してもかまわない。これらのうち、アクリル系のモノマーの共重合によって得られるビニル系共重合が好ましい。更に、高分子結合材の共重合組成として、「カルボキシル基含有モノマー」、「メタクリル酸アルキルエステル」、又は「アクリル酸アルキルエステル」を構造単位として含む共重合体も好ましく用いられる。
[Polymer compound]
In order to adjust the film physical properties of the hydrophilic film, various polymer compounds can be added to the hydrophilic composition of the present invention as long as the hydrophilicity is not inhibited. High molecular compounds include acrylic polymers, polyvinyl butyral resins, polyurethane resins, polyamide resins, polyester resins, epoxy resins, phenol resins, polycarbonate resins, polyvinyl butyral resins, polyvinyl formal resins, shellacs, vinyl resins, acrylic resins. 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, if necessary, for example, leveling additives, matting agents, waxes for adjusting film physical properties, tackifiers, etc. within a range that does not impair hydrophilicity in order to improve adhesion to the substrate, etc. Can be contained.
As the tackifier, specifically, a high molecular weight adhesive polymer described in JP-A-2001-49200, 5-6p (for example, (meth) acrylic acid and an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms). An ester with an alcohol having, an ester of (meth) acrylic acid with an alicyclic alcohol having 3 to 14 carbon atoms, a copolymer comprising an ester of (meth) acrylic acid with an aromatic alcohol having 6 to 14 carbon atoms) And a low molecular weight tackifying resin having a polymerizable unsaturated bond.

〔親水性組成物の調液〕
親水性組成物の調製は、例えば上述の親水性ポリマー及び金属アルコキシドに加え、必要に応じて添加される各種成分をエタノールなどの溶媒に溶解後、攪拌することで実施できる。反応温度は室温〜80℃であり、反応時間、即ち攪拌を継続する時間は1〜72時間の範囲であることが好ましく、この攪拌により両成分の加水分解・重縮合を進行させて、有機無機複合体ゾル液を得ることができる。
また、親水性組成物中の親水性ポリマーの濃度は、支持体への塗布性の観点から、親水性組成物に対する親水性ポリマーの割合が0.001〜2.0質量%であることが好ましく、0.01〜1.0質量%であることがより好ましい。親水性ポリマーの濃度がこの範囲であれば、支持体に親水性層を形成する際に均一な厚みの層が形成しやすい。
[Preparation of hydrophilic composition]
The preparation of the hydrophilic composition can be carried out, for example, by dissolving various components added as necessary in a solvent such as ethanol in addition to the above-described hydrophilic polymer and metal alkoxide, followed by stirring. The reaction temperature is from room temperature to 80 ° C., and the reaction time, that is, the time during which stirring is continued, is preferably in the range of 1 to 72 hours. A composite sol solution can be obtained.
The concentration of the hydrophilic polymer in the hydrophilic composition is preferably 0.001 to 2.0% by mass of the hydrophilic polymer with respect to the hydrophilic composition from the viewpoint of applicability to the support. More preferably, the content is 0.01 to 1.0% by mass. When the concentration of the hydrophilic polymer is within this range, a layer having a uniform thickness is easily formed when the hydrophilic layer is formed on the support.

前記親水性組成物を調製する際に用いる溶媒としては、これらを均一に、溶解、分散し得るものであれば特に制限はないが、例えば、メタノール、エタノール、水等の水系溶媒が好ましい。   The solvent used in preparing the hydrophilic composition is not particularly limited as long as it can uniformly dissolve and disperse these, but for example, an aqueous solvent such as methanol, ethanol, water and the like is preferable.

以上述べたように、本発明の親水性組成物により親水性層を形成するための有機無機複合体ゾル液(親水性組成物)の調製は、ゾルゲル法を利用している。ゾルゲル法については、作花済夫「ゾル−ゲル法の科学」(株)アグネ承風社(刊)(1988年)、平島硯「最新ゾル−ゲル法による機能性薄膜作成技術」総合技術センター(刊)(1992年)等の成書等に詳細に記述され、それらに記載の方法を本発明において親水性組成物の調製に適用することができる。   As described above, the preparation of the organic-inorganic composite sol liquid (hydrophilic composition) for forming the hydrophilic layer from the hydrophilic composition of the present invention utilizes the sol-gel method. For the sol-gel method, Sakuo Sakuo “Science of Sol-Gel Method”, Agne Jofusha (published) (1988), Satoshi Hirashima “Functional Thin Film Formation Technology by the Latest Sol-Gel Method” General Technology Center (Published) (1992) and the like, and the methods described therein can be applied to the preparation of the hydrophilic composition in the present invention.

〔親水性部材〕
本発明の親水性部材は基材上に、本発明の親水性組成物を塗設した親水性層を有する。以下、親水性部材について説明する。
(基材)
本発明に用いられる基材(支持体)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、ガラス基板又は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、前記親水性層を塗設できるが、必要に応じ、親水性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。
[Hydrophilic member]
The hydrophilic member of the present invention has a hydrophilic layer coated with the hydrophilic composition of the present invention on a substrate. Hereinafter, the hydrophilic member will be described.
(Base material)
The substrate (support) 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. However, both can be suitably used. A particularly preferable base material 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 for the purpose of improving the adhesion of the hydrophilic layer, if necessary, the surface is hydrophilized by oxidation or roughening on one or both sides. Can be applied. 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若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, polyether ketone, 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 partner to be laminated. For example, in a portion with many curved surfaces, a thin one is preferred, and one having about 6 to 50 μm is used. Moreover, 50-400 micrometers is used for a plane or the place where intensity | strength is requested | required.

基材と親水性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 hydrophilic layer, one or both surfaces of the base material can be subjected to surface hydrophilization treatment by oxidation, 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.

(下塗層)
本発明においては、基材と親水性層との間に、一層又は二層以上の下塗層を設けることができる。
下塗層は、Si、Ti、Zr及びAlから選択される元素を含むアルコキシド化合物と不揮発性の触媒とを少なくとも有する組成物を、加水分解、重縮合させたものであることが好ましい。
Si、Ti、Zr及びAlから選択される元素を含むアルコキシド化合物と不揮発性触媒とを少なくとも有する組成物を、加水分解、重縮合させた下塗層は、架橋構造を有し、このようなアルコキシド化合物の加水分解、縮重合により形成された架橋構造を、本発明では、適宜、ゾルゲル架橋構造と称する。
(Undercoat layer)
In the present invention, one or more undercoat layers can be provided between the substrate and the hydrophilic layer.
The undercoat layer is preferably obtained by hydrolysis and polycondensation of a composition having at least an alkoxide compound containing an element selected from Si, Ti, Zr and Al and a nonvolatile catalyst.
An undercoat layer obtained by hydrolysis and polycondensation of a composition having at least an alkoxide compound containing an element selected from Si, Ti, Zr, and Al and a nonvolatile catalyst has a crosslinked structure. Such an alkoxide In the present invention, a crosslinked structure formed by hydrolysis and condensation polymerization of a compound is appropriately referred to as a sol-gel crosslinked structure.

Si、Ti、Zr及びAlから選択される元素を含むアルコキシド化合物としては前述のものが挙げられる。これらのなかでも、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。   Examples of the alkoxide compound containing an element selected from Si, Ti, Zr and Al include those described above. Among these, Si alkoxides are preferable from the viewpoint of reactivity and availability, and specifically, compounds used for silane coupling agents can be suitably used.

下塗層で用いられる不揮発性の触媒とは、沸点が20℃未満のもの以外のものであり、換言すれば、沸点が20℃以上のものや、そもそも沸点がないもの(熱分解など、相変化を起こさないものを含む)等である。
本発明に用いられる不揮発性の触媒としては、特に限定されないが、金属錯体(金属のキレート化合物とも称する)やシランカップリング剤が挙げられる。その他、当業界においては触媒として酸又はアルカリが好適に用いられるが、これらも沸点が20℃以上のものであれば特に制限なく適用可能である。たとえば沸点が−83℃の塩酸などは除かれるが、沸点が121℃の硝酸や分解温度が213℃のリン酸などは本発明において不揮発性の触媒として適用される。
金属錯体としては、前述のものが挙げられる。
Nonvolatile catalysts used in the undercoat layer are those other than those having a boiling point of less than 20 ° C., in other words, those having a boiling point of 20 ° C. or higher, or those having no boiling point in the first place (such as thermal decomposition, Including those that do not cause changes).
Although it does not specifically limit as a non-volatile catalyst used for this invention, A metal complex (it is also called a metal chelate compound) and a silane coupling agent are mentioned. In addition, although an acid or an alkali is used suitably as a catalyst in this industry, if these also have a boiling point of 20 degreeC or more, they are applicable without a restriction | limiting in particular. For example, hydrochloric acid having a boiling point of −83 ° C. is excluded, but nitric acid having a boiling point of 121 ° C. or phosphoric acid having a decomposition temperature of 213 ° C. is applied as a nonvolatile catalyst in the present invention.
Examples of the metal complex include those described above.

不揮発性の触媒として用いられるシランカップリング剤としては、特に限定されないが、酸性又はアルカリ性を示す官能基を有するものが挙げられ、更に詳細には、ペルオキソ酸、カルボン酸、カルボヒドラゾン酸、カルボキシミド酸、スルホン酸、スルフィン酸、スルフェン酸、セレノン酸、セレニン酸、セレネン酸、テルロン酸、及び上記のアルカリ金属塩などといった酸性を示す官能基、或いは、アミノ基などといった塩基性を示す官能基を有するシランカップリング剤が挙げられる。   The silane coupling agent used as the non-volatile catalyst is not particularly limited, and examples thereof include those having a functional group exhibiting acidity or alkalinity, and more specifically, peroxoacid, carboxylic acid, carbohydrazone acid, carboximide A functional group showing acidity such as acid, 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 showing amino group, etc. The silane coupling agent which has is mentioned.

下塗層は、基材上に上記アルコキシド化合物と不揮発性の触媒と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。下塗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。
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 is formed by applying a composition having at least the alkoxide compound and the non-volatile catalyst on the base material, heating and drying the base composition, thereby hydrolyzing and polycondensing the composition. Can be formed. The heating temperature and heating time for forming the undercoat layer are not particularly limited as long as the solvent in the sol solution is 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 undercoat layer 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, film applicator method, screen printing Methods such as coating, bar coating, brush coating, and sponge coating can be applied.

このようにして得られた下塗層は、その中に不揮発性の触媒が活性を失わずに含有されて存在し、特にその表面にも存在することにより、該下塗層と親水性層の界面における密着性が極めて高いものとなる。   The subbing layer thus obtained contains a non-volatile catalyst without losing its activity, and is also present on the surface of the subbing layer and the hydrophilic layer. The adhesion at the interface is extremely high.

また、下塗層は、プラズマエッチング又は金属粒子を混入させて微細凹凸を設けることにより、該下塗層と親水性層の界面における密着性を更に高いものとすることができる。   Further, the undercoat layer can be further improved in adhesion at the interface between the undercoat layer and the hydrophilic layer by providing fine irregularities by mixing plasma etching or metal particles.

下塗層の素材としては、親水性樹脂や水分散性ラテックスを用いることもできる。
親水性樹脂としては、たとえば、ポリビニルアルコール(PVA)、セルロース系樹脂〔メチルセルロース(MC)、ヒドロキシエチルセルロース(HEC)、カルボキシメチルセルロース(CMC)、等〕、キチン類、キトサン類、デンプン、エーテル結合を有する樹脂〔ポリエチレンオキサイド(PEO)、ポリエチレングリコール(PEG)、ポリビニルエーテル(PVE)等〕、カルバモイル基を有する樹脂〔ポリアクリルアミド(PAAM)、ポリビニルピロリドン(PVP)、等〕等が挙げられる。また、カルボキシル基を有するポリアクリル酸塩、マレイン酸樹脂、アルギン酸塩、ゼラチン類等も挙げることができる。
上記の中でも、ポリビニルアルコール系樹脂、セルロース系樹脂、エーテル結合を有する樹脂、カルバモイル基を有する樹脂、カルボキシル基を有する樹脂、及びゼラチン類から選ばれる少なくとも1種が好ましく、特に、ポリビニルアルコール(PVA)系樹脂、ゼラチン類が好ましい。
As the material for the undercoat layer, a hydrophilic resin or water-dispersible latex can be used.
Examples of hydrophilic resins include polyvinyl alcohol (PVA), cellulosic resins (methyl cellulose (MC), hydroxyethyl cellulose (HEC), carboxymethyl cellulose (CMC), etc.), chitins, chitosans, starch, and ether bonds. Examples include resins [polyethylene oxide (PEO), polyethylene glycol (PEG), polyvinyl ether (PVE), etc.], resins having a carbamoyl group [polyacrylamide (PAAM), polyvinyl pyrrolidone (PVP), etc.], and the like. Moreover, the polyacrylic acid salt which has a carboxyl group, maleic acid resin, alginate, gelatins, etc. can also be mentioned.
Among these, at least one selected from polyvinyl alcohol resins, cellulose resins, resins having an ether bond, resins having a carbamoyl group, resins having a carboxyl group, and gelatins is preferable, and in particular, polyvinyl alcohol (PVA) Of these, gelatin resins are preferred.

水分散性ラテックスとしては、アクリル系ラテックス、ポリエステル系ラテックス、NBR樹脂、ポリウレタン系ラテックス、ポリ酢酸ビニル系ラテックス、SBR樹脂、ポリアミド系ラテックス等が挙げられる。中でも、アクリル系ラテックスが好ましい。
上記の親水性樹脂及び水分散性ラテックスは、各々一種単独で用いるほか二種以上を併用してもよく、親水性樹脂と水分散性ラテックスとを併用してもよい。
また、上記親水性樹脂や水分散性ラテックスを架橋する架橋剤を用いても良い。
本発明に適応可能な架橋剤としては、公知の熱により架橋を形成する架橋剤を用いることができる。一般的な熱架橋剤としては、「架橋剤ハンドブック」山下晋三、金子東助著、大成社刊(1981)に記載されているものがある。本発明に用いられる架橋剤の官能基数は2個以上で、かつ、親水性樹脂や水分散性ラテックスと有効に架橋可能ならば特に制限はない。具体的な熱架橋剤としては、ポリアクリル酸等のポリカルボン酸、ポリエチレンイミン等のアミン化合物、エチレン又はプロピレングリコールジグリシジルエーテル、テトラエチレングリコールジグリシジルエーテル、ノナエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレン又はポリプロピレングリコールグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、ソルビトールポリグリシジルエーテル等のポリエポキシ化合物、グリオキザル、テレフタルアルデヒドなどのポリアルデヒド化合物、トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ジフェニルメタンイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルイソシアネート、シクロヘキシルジイソシアネート、シクロヘキサンフェニレンジイソシアネート、ナフタレン−1,5−ジイソシアネート、イソプロピルベンゼン−2,4−ジイソシアネート、ポリプロピレングリコール/トリレンジイソシアネート付加反応物などのポリイソシアネート化合物、ブロックポリイソシアネート化合物、テトラアルコキンシランなどのシランカップリング剤、アルミニウム、銅、鉄(III)のアセチルアセトナートなどの金属架橋剤、トリメチロールメラミン、ペンタエリスリトールなどのポリメチロール化合物、などが挙げられる。これらの熱架橋剤のなかでも、塗布溶液の調液のしやすさ、作製した親水性層の親水性低下を防止するという観点から水溶性の架橋剤であることが好ましい。
前記親水性樹脂及び/又は水分散性ラテックスの、下塗層中における総量としては、0.01〜20g/mが好ましく、0.1〜10g/mがより好ましい。
Examples of the water-dispersible latex include acrylic latex, polyester latex, NBR resin, polyurethane latex, polyvinyl acetate latex, SBR resin, polyamide latex and the like. Among these, acrylic latex is preferable.
The above hydrophilic resin and water-dispersible latex may be used alone or in combination of two or more, or a hydrophilic resin and a water-dispersible latex may be used in combination.
Moreover, you may use the crosslinking agent which bridge | crosslinks the said hydrophilic resin and water-dispersible latex.
As a cross-linking agent applicable to the present invention, a cross-linking agent that forms a cross-link by known heat can be used. General thermal crosslinking agents include those described in “Crosslinking agent handbook” by Shinzo Yamashita, Tosuke Kaneko, published by Taiseisha (1981). The number of functional groups of the crosslinking agent used in the present invention is not particularly limited as long as it is 2 or more and can be effectively crosslinked with a hydrophilic resin or water-dispersible latex. Specific thermal crosslinking agents include polycarboxylic acids such as polyacrylic acid, amine compounds such as polyethyleneimine, ethylene or propylene glycol diglycidyl ether, tetraethylene glycol diglycidyl ether, nonaethylene glycol diglycidyl ether, polyethylene or polypropylene Polyepoxy compounds such as glycol glycidyl ether, neopentyl glycol diglycidyl ether, 1,6-hexanediol diglycidyl ether, trimethylolpropane triglycidyl ether, sorbitol polyglycidyl ether, polyaldehyde compounds such as glyoxal and terephthalaldehyde, tolylene diene Isocyanate, hexamethylene diisocyanate, diphenylmethane isocyanate, xylylene diisocyanate Polyisocyanate compounds such as polymethylene polyphenyl isocyanate, cyclohexyl diisocyanate, cyclohexane phenylene diisocyanate, naphthalene-1,5-diisocyanate, isopropylbenzene-2,4-diisocyanate, polypropylene glycol / tolylene diisocyanate addition reaction products, block poly Examples thereof include isocyanate compounds, silane coupling agents such as tetraalkoxysilane, metal cross-linking agents such as acetylacetonate of aluminum, copper and iron (III), and polymethylol compounds such as trimethylolmelamine and pentaerythritol. Among these thermal cross-linking agents, a water-soluble cross-linking agent is preferable from the viewpoint of easy preparation of the coating solution and prevention of a decrease in hydrophilicity of the produced hydrophilic layer.
Wherein the hydrophilic resin and / or water-dispersible latex total amount of the undercoat layer is preferably from 0.01 to 20 g / m 2, 0.1 to 10 g / m 2 is more preferable.

(親水性部材使用時の層構成)
本発明の親水性部材は、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、スチレン系樹脂及びこれらの水素添加物などの接着付与樹脂を1種類又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、更に好ましくは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)
The hydrophilic member of the present invention can be used by appropriately adding another layer depending on the purpose, form and place of use. 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、更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付きや、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、上記離型層や、下塗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 a decrease in hydrophilicity due to adhesion of dirt substances. As the protective layer, the release layer or the hydrophilic polymer layer used for the undercoat layer can be used. The protective layer is peeled off after the hydrophilic member is 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、更には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、更に好ましくは75mN/m〜90mN/mの範囲にある親水性層が、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 further 5 ° or less. . 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 tension, the value obtained by converting the contact angle into cos θ on the vertical axis, plot the points of aqueous solutions of various concentrations to obtain a linear relationship, and the surface tension when cos θ = 1, that is, contact angle = 0 °, It is a measurement method defined as the surface free energy of a solid. The surface tension of water is 72 mN / m, and it can be said that the higher the surface free energy value, the higher the hydrophilicity.
A hydrophilic layer whose surface free energy measured by such a method is 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 and good performance.

本発明の親水性部材は、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。親水性膜の厚さは、0.01μm〜100μmが好ましく、0.05μm〜50μmが更に好ましく、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、耐久性が得られ好ましく、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。
親水性層の乾燥塗布量を好ましくは0.01g/m〜100g/m、より好ましくは0.02g/m〜80g/m、特に好ましくは0.05g/m〜50g/mとすることで、上記の膜厚を得ることができる。
透明性は、分光光度計で可視光領域(400nm〜800nm)の光透過率を測定し評価する。光透過率が100%〜70%が好ましく、95%〜75%がより好ましく、95%〜80%の範囲にあることが最も好ましい。この範囲にあることによって、視界をさえぎることなく、親水性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。
The hydrophilic member 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 film 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, sufficient hydrophilicity and durability can be obtained, and when the film thickness is 100 μm or less, there is no problem in film forming properties such as cracking, which is preferable.
Preferably the dry coating amount of the hydrophilic layer 0.01g / m 2 ~100g / m 2 , more preferably 0.02g / m 2 ~80g / m 2 , particularly preferably 0.05g / m 2 ~50g / m By setting it to 2 , said film thickness can be obtained.
Transparency is evaluated by measuring the light transmittance in the visible light region (400 nm to 800 nm) with a spectrophotometer. The light transmittance is preferably 100% to 70%, more preferably 95% to 75%, and most preferably in the range of 95% to 80%. By being in this range, the hydrophilic member provided with a hydrophilic film can be applied to various applications without obstructing the field of view.

本発明の親水性部材は、水道水を親水性基材全面に噴霧し、2時間の乾燥を7サイクル繰返した後の水垢付着がほとんどない。これは本願の親水性組成物における金属アルコキシド化合物の含有量を12.5〜22.5質量%とすることで親水性組成物に適度な架橋度が付与され水が保持されにくくなり水垢が付着しにくくなるためである。
また、本発明は、本発明の親水性部材に付着した水垢を、pH2〜4の酸洗浄液により除去する方法にも関する。本発明の親水性部材は、pH2〜4の酸洗浄液により水垢除去が可能である。これは、水垢の成分であるカルシウムやマグネシウムが酸により除去されるためである。本発明の親水性部材は水垢を除去し得る酸洗浄液による水垢除去に供しても、親水性層の残存率が高い。これは本願の発明の構成による効果である。
In the hydrophilic member of the present invention, tap water is sprayed on the entire surface of the hydrophilic substrate, and there is almost no adhesion of scales after 7 cycles of drying for 2 hours. This is because when the content of the metal alkoxide compound in the hydrophilic composition of the present application is 12.5 to 22.5% by mass, an appropriate degree of cross-linking is imparted to the hydrophilic composition and water is not easily retained, and scale adheres. It is because it becomes difficult to do.
The present invention also relates to a method for removing scale adhering to the hydrophilic member of the present invention with an acid cleaning solution having a pH of 2 to 4. The hydrophilic member of the present invention can be descaled with an acid cleaning solution having a pH of 2 to 4. This is because calcium and magnesium, which are scale components, are removed by the acid. Even when the hydrophilic member of the present invention is subjected to scale removal with an acid cleaning solution capable of removing scale, the hydrophilic layer has a high residual ratio. This is an effect of the configuration of the present invention.

(酸洗浄液)
本発明の親水性組成物の表面に付着した水垢は有機酸の洗浄液により容易に除去することが可能である。
酸性の洗浄液とは有機酸又は無機酸を含む洗浄液であり、有機酸を含む洗浄液であることが好ましい。pHは2〜4の洗浄液であることが好ましく、pH3〜4の洗浄液であることがより好ましい。
有機酸とてしは、例えば、リンゴ、グリコール、スルファミン、酒石酸、グルコン酸、アスコルビン酸、乳酸、マロン酸、又はクエン酸等のカルシウムとキレート反応する化合物であれば何れも使用できるが、コスト、人体、地球環境、水周り用機器材料への影響度の観点から酒石酸、又はクエン酸が好ましい。
酸として酒石酸、又はクエン酸を用いる場合、洗浄液における酒石酸、又はクエン酸の使用濃度は約0.5g/L〜数10/Lの水溶液であることが好ましく、該濃度とすることで、酸洗浄液のpHを2〜5とすることができる。酒石酸、又はクエン酸は、このpH領域で、水垢中の無機カルシウムや脂肪酸カルシウムなどのカルシウム成分とキレート反応し、これを分解する。また酒石酸やクエン酸は、食品添加物としても使用されており、人体には無害の薬品であって、地球環境にも優しい。
酸洗浄液には、油脂などの有機物汚れを化学的に除去するため、界面活性剤を添加することが好ましく、例えばアルキルエーテル硫酸エルテル類、脂肪酸アルカノールアミド類、アルキルアミンオキシド類、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、脂肪酸ナトリウム等の台所用、浴室用等の潜在類として市販されている洗剤の成分として使用可能な界面活性剤を挙げることができる。
(Acid cleaning solution)
The scale adhering to the surface of the hydrophilic composition of the present invention can be easily removed with an organic acid cleaning solution.
The acidic cleaning liquid is a cleaning liquid containing an organic acid or an inorganic acid, and is preferably a cleaning liquid containing an organic acid. The pH is preferably a 2 to 4 cleaning solution, and more preferably a pH 3 to 4 cleaning solution.
As the organic acid, for example, any compound that can chelate with calcium such as apple, glycol, sulfamine, tartaric acid, gluconic acid, ascorbic acid, lactic acid, malonic acid, or citric acid can be used. Tartaric acid or citric acid is preferable from the viewpoint of the influence on the human body, the global environment, and water-related equipment materials.
When tartaric acid or citric acid is used as the acid, the concentration of tartaric acid or citric acid used in the cleaning solution is preferably an aqueous solution of about 0.5 g / L to several tens / L, and the acid cleaning solution The pH can be 2-5. In this pH range, tartaric acid or citric acid undergoes a chelate reaction with calcium components such as inorganic calcium and fatty acid calcium in scale, and decomposes them. Tartaric acid and citric acid are also used as food additives, are harmless to the human body, and are friendly to the global environment.
A surfactant is preferably added to the acid cleaning solution in order to chemically remove organic contaminants such as fats and oils. For example, alkyl ether sulfate ethers, fatty acid alkanolamides, alkylamine oxides, polyoxyethylene alkyl ethers. And surfactants that can be used as components of detergents that are commercially available as latent products for kitchens, bathrooms and the like such as fatty acid sodium.

本発明の親水性部材は、公知の塗布方法で作製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 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. Methods such as screen printing, bar coater, brush coating, and sponge coating can be applied.

本発明の親水性部材が適用可能なものとしては、例えば、防曇効果を期待する場合には透明なものであり、透明なガラス基材又は透明なプラスチック基材、レンズ、プリズム、鏡等である。好ましくはガラス基材である。
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、浴室用防曇ミラー、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。上記の中でも特に好ましい用途は鏡であり、最も好ましくは浴室用防曇ミラーである。
The hydrophilic member of the present invention can be applied, for example, in the case of expecting an antifogging effect, such as a transparent glass substrate or a transparent plastic substrate, a lens, a prism, a mirror, etc. is there. A glass substrate is preferable.
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 to members having an anti-fogging effect include vehicle rearview mirrors, bathroom mirrors, bathroom antifogging mirrors, toilet mirrors, dental mirrors, mirrors such as road mirrors; spectacle lenses, optical lenses, Lenses such as camera lenses, endoscope lenses, illumination lenses, semiconductor lenses, and copier lenses; prisms; window glass for buildings and surveillance towers; other glass for building materials; automobiles, railway vehicles, aircraft, ships, Submersibles, snowmobiles, ropeway gondola, amusement park gondola, various vehicle windows; automobiles, rail cars, aircraft, ships, submersibles, snowmobiles, snowmobiles, motorcycles, ropeway gondola, amusement park gondola Windshields for various vehicles; protective goggles, sports goggles, protective mask shield, sports mask shield, helmet shield, cold Glass food display case; cover glass measuring instruments, and films to be attached to the article surface. Among these, a particularly preferred use is a mirror, and most preferred is a bathroom anti-fog mirror.

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、実施例により本発明を説明するが、本発明は、これに限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention, this invention is not limited to this.

[合成例]
〔アルコキシ基含有モノマーAの精製〕
200mlの3つ口フラスコに、アルコキシシリル基含有モノマーA20.0gと酢酸エチル80.0gを添加し15分間攪拌溶解する。溶解を目視で確認後、吸着剤としてワコーゲルC−200(シリカゲル)を13g添加し30分間攪拌した。ヌッチェ7cmにセライト3gをプレコートし減圧濾過した。濾過液をエバポレーターで濃縮し精製アルコキシ基含有モノマーAを取り出した。
〔アルコキシ基含有モノマーBの精製〕
200mlの3つ口フラスコに、アルコキシシリル基含有モノマーB20.0gと酢酸エチル80.0gを添加し15分間攪拌溶解する。溶解を目視で確認後、吸着剤としてワコーゲルC−200(シリカゲル)を7g添加し30分間攪拌した。ヌッチェ7cmにセライト3gをプレコートし減圧濾過した。濾過液をエバポレーターで濃縮し精製アルコキシ基含有モノマーBを取り出した。
[Synthesis example]
[Purification of alkoxy group-containing monomer A]
In a 200 ml three-necked flask, 20.0 g of alkoxysilyl group-containing monomer A and 80.0 g of ethyl acetate are added and dissolved with stirring for 15 minutes. After visually confirming dissolution, 13 g of Wako Gel C-200 (silica gel) was added as an adsorbent and stirred for 30 minutes. 3 g of Celite was pre-coated on Nutsche 7 cm and filtered under reduced pressure. The filtrate was concentrated with an evaporator, and the purified alkoxy group-containing monomer A was taken out.
[Purification of alkoxy group-containing monomer B]
In a 200 ml three-necked flask, 20.0 g of alkoxysilyl group-containing monomer B and 80.0 g of ethyl acetate are added and dissolved with stirring for 15 minutes. After visually confirming dissolution, 7 g of Wako Gel C-200 (silica gel) was added as an adsorbent and stirred for 30 minutes. 3 g of Celite was pre-coated on Nutsche 7 cm and filtered under reduced pressure. The filtrate was concentrated with an evaporator, and the purified alkoxy group-containing monomer B was taken out.

Figure 2011144302
Figure 2011144302

〔化合物Aの合成〕
200ml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(アルコキシ基含有モノマーA)3.5g、ジメチルホルムアミド51.3gを入れて65℃窒素気流下、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、メタノール1.5L中に投入したところ固体が析出した。得られた固体をアセトンにて洗浄後、化合物Aを得た。
[Synthesis of Compound A]
In a 200 ml three-necked flask, 25 g of acrylamide, 3.5 g of 3-mercaptopropyltrimethoxysilane (alkoxy group-containing monomer A) and 51.3 g of dimethylformamide were placed, and 2,2′-azobis (2,4- 0.25 g of dimethylvaleronitrile) was added to initiate the reaction. After stirring for 6 hours, the mixture was returned to room temperature and poured into 1.5 L of methanol to deposit a solid. The obtained solid was washed with acetone to obtain Compound A.

Figure 2011144302
Figure 2011144302

〔化合物Bの合成〕
200ml4つ口フラスコにアクリルアミド20g、N−(3−(トリエトキシシリル)プロピル)アクリルアミド(N−(3−(triethoxysilyl)propyl)acrylamide)(アルコキシ基含有モノマーB)18g、1−メトキシ2プロパノールを入れ、60℃窒素気流下、1,2’−アゾビス(2−メチルプロピオン酸)ジメチル0.15gを加えた4時間攪拌後、70℃に昇温し4時間攪拌する。40℃まで冷却後n−ヘキサン2L中に投入し、析出のあった固体を濾取し、メタノールで洗浄後化合物Bを得た。
乾燥後の重量は30gであった。
[Synthesis of Compound B]
Into a 200 ml four-necked flask are placed 20 g of acrylamide, 18 g of N- (3- (triethoxysilyl) propyl) acrylamide (N- (3- (triethoxysilyl) propylamide) (alkoxy group-containing monomer B), and 1-methoxy-2-propanol. Under a nitrogen stream at 60 ° C., 0.15 g of 1,2′-azobis (2-methylpropionic acid) dimethyl was added and stirred for 4 hours, then heated to 70 ° C. and stirred for 4 hours. After cooling to 40 ° C., it was poured into 2 L of n-hexane, and the precipitated solid was collected by filtration and washed with methanol to obtain Compound B.
The weight after drying was 30 g.

Figure 2011144302
Figure 2011144302

〔実施例1〕
ガラス基板(10cm×10cm、厚み3mm)をクレンザーにより研磨し、表面を洗浄した。洗浄後、アルカリ性洗浄液(横浜油脂、セミクリーンA 5%水溶液)で表面を磨き、水洗を行った。
下記組成の親水性塗布液(1)を調液した。親水性塗布液の全固形分に対するテトラメトキシシランの含有量は12.5質量%であった。
下記組成の親水性塗布液(1)を♯3バーにてバー塗布し、180℃、300分でオーブン乾燥して、乾燥塗布量1.0g/mの第1層を形成し、親水性部材1を得た。
[Example 1]
A glass substrate (10 cm × 10 cm, thickness 3 mm) was polished with a cleanser, and the surface was washed. After cleaning, the surface was polished with an alkaline cleaning liquid (Yokohama fats and oils, semi-clean A 5% aqueous solution) and washed with water.
A hydrophilic coating solution (1) having the following composition was prepared. The content of tetramethoxysilane with respect to the total solid content of the hydrophilic coating solution was 12.5% by mass.
The hydrophilic coating liquid (1) having the following composition is coated with a bar using # 3 bar and oven-dried at 180 ° C. for 300 minutes to form a first layer having a dry coating amount of 1.0 g / m 2 . Member 1 was obtained.

<親水性塗布液(1)(ポリマー濃度 6%)>
・下記ゾルゲル調製液(1) 298.74g
・下記アニオン系界面活性剤の5質量%水溶液 7.33g
・蒸留水 193.93g
<Hydrophilic coating solution (1) (polymer concentration 6%)>
・ The following sol-gel preparation (1) 298.74 g
-7.33 g of 5% by weight aqueous solution of the following anionic surfactant
・ Distilled water 193.93g

<ゾルゲル調製液(1)>
エチルアルコール6.64g、アセチルアセトン0.3g、オルトチタン酸テトラエチル0.34g、蒸留水193.98g中に、化合物Aを22.94g、化合物Bを6.41g、テトラメトキシシラン(東京化成工業(株)製)3.67gを加え混合し、室温で2時間撹拌して、調製した。
<Sol-gel preparation liquid (1)>
In 6.64 g of ethyl alcohol, 0.3 g of acetylacetone, 0.34 g of tetraethyl orthotitanate, and 193.98 g of distilled water, 22.94 g of compound A, 6.41 g of compound B, tetramethoxysilane (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) 3.) 3.67 g was added and mixed, and the mixture was stirred at room temperature for 2 hours to prepare.

Figure 2011144302
Figure 2011144302

[評価]
上記親水性部材について、以下の評価を行った。評価結果を表2に示す。
[Evaluation]
The following evaluation was performed about the said hydrophilic member. The evaluation results are shown in Table 2.

〔接触角〕
協和界面科学(株)製 接触角計DropMaster500を用いて超純水を用いて基板上に形成した親水膜表面の水滴接触角を求めた。
[Contact angle]
The contact angle meter DropMaster500 manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd. was used to determine the water droplet contact angle on the surface of the hydrophilic film formed on the substrate using ultrapure water.

〔密着性試験〕
試験片上にセロハンテープを3cm貼着し、20回人差し指で擦ったのちに剥がし、親水性層が剥がれるか目視で確認した。
○:剥れなし
△:部分的に剥れ有り
×:全面的に剥れ
[Adhesion test]
A cellophane tape 3 cm was stuck on the test piece, peeled off after rubbing with an index finger 20 times, and it was visually confirmed whether the hydrophilic layer was peeled off.
○: No peeling △: Partial peeling ×: Full peeling

〔耐水垢性〕
水道水をガラス基板全面がぬれるように噴霧し、40℃の乾燥機で垂直状態で2時間乾燥させた。このサイクルを7回繰り返した後、24時間静置して目視にて耐水垢性(水垢付着性)を確認した。
○:ほとんど付着なし
×:付着あり
[Water resistance]
Tap water was sprayed so that the entire surface of the glass substrate was wet, and dried in a vertical state with a dryer at 40 ° C. for 2 hours. After repeating this cycle 7 times, it was allowed to stand for 24 hours and visually confirmed for water resistance (scale adhesion).
○: Almost no adhesion ×: Adhesion

〔水垢除去性〕
水垢付着性試験後のガラス基板全面が濡れるように酒石酸を含む酸洗浄液(pH=2、3、4、5)を噴霧した。噴霧後、スポンジで数回擦り蒸留水により洗浄した。洗浄後、自然乾燥させ目視で水垢の有無を確認した。pH=2、3、4、5の酸洗浄液は2M酒石酸(和光純薬工業株式会社製)水溶液100mLと2MNaOH(和光純薬工業株式会社製)水溶液をそれぞれ10mL、70mL、160mL、195mL混合し、蒸留水で1Lに希釈することにより調製した。
○:除去
△:ほとんど除去
×:除去できず
[Delase removal]
An acid cleaning solution containing tartaric acid (pH = 2, 3, 4, 5) was sprayed so that the entire surface of the glass substrate after the scale adhesion test was wet. After spraying, it was rubbed several times with a sponge and washed with distilled water. After washing, it was naturally dried and visually checked for the presence of scale. The acid cleaning solutions at pH = 2, 3, 4, and 5 were mixed with 100 mL of 2M tartaric acid (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and 10 mL, 70 mL, 160 mL, and 195 mL of 2M NaOH (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), Prepared by diluting to 1 L with distilled water.
○: Removed △: Almost removed ×: Cannot be removed

〔水垢除去後の膜残存率〕
上記酸洗浄液で水垢除去したガラス基板に残存している親水膜を反射IR(Thermo SCIENTIFIC社製 NICOLET6700 FT−IR)により測定した。膜残存率は化合物A、Bに特有の1600cm−1〜1700cm−1のピーク(アミドのC=O)強度の減少率を算出することにより行った。
○:70%以上残存
△:50%〜70%
×:50%未満
[Membrane remaining rate after removal of scale]
The hydrophilic film remaining on the glass substrate from which the scale had been removed with the acid cleaning solution was measured by reflection IR (NICOLET6700 FT-IR manufactured by Thermo SCIENTIFIC). The film residual ratio was determined by calculating the decreasing rate of the peak intensity (C═O of amide) of 1600 cm−1 to 1700 cm−1 peculiar to the compounds A and B.
○: 70% or more remaining △: 50% to 70%
×: Less than 50%

〔実施例2〜4、比較例1〜9〕
実施例1における化合物A、化合物B、及びテトラメトキシシランの使用量を表1に記載の量に変更した以外は実施例1と同様の操作を行い、親水性部材2〜9を得た。
実施例1〜4及び比較例1〜9の親水性組成物の表面にpH=5の酸洗浄液をガラス基板全面が濡れるように噴霧して水垢除去性を確認した。
[Examples 2 to 4, Comparative Examples 1 to 9]
Except having changed the usage-amount of the compound A in Example 1, the compound B, and tetramethoxysilane into the quantity of Table 1, operation similar to Example 1 was performed and the hydrophilic members 2-9 were obtained.
The acid cleaning solution of pH = 5 was sprayed on the surfaces of the hydrophilic compositions of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 9 so that the entire surface of the glass substrate was wetted, and the scale removal property was confirmed.

Figure 2011144302
Figure 2011144302

Figure 2011144302
Figure 2011144302

Claims (9)

(A)下記一般式(I−1)で表される構造単位と、下記一般式(I−2)で表される構造単位とを有する親水性ポリマーの少なくとも一つと、(B)下記一般式(II−2)で表される構造単位を有し、且つ、ポリマー鎖の末端に下記一般式(II−1)で表される部分構造を有する親水性ポリマーの少なくとも一つと、(C)Si、Ti、Zr、Alから選択される元素を含むアルコキシド化合物とを含有し、(C)Si、Ti、Zr、Alから選択される元素を含むアルコキシド化合物を親水性組成物の全固形分に対して、12.5〜22.5質量%含有する親水性組成物。
Figure 2011144302
(一般式(I−1)及び(I−2)中、R101〜R108はそれぞれ独立に水素原子又は炭化水素基を表す。pは1〜3の整数を表し、L101及びL102は、それぞれ独立に単結合又は多価の有機連結基を表す。x及びyは組成比を表し、xは0<x<100、yは0<y<100となる数を表す。A101は−OH、−OR、−COR、−CO、−CON(R)(R)、−N(R)(R)、−NHCOR、−NHCO、−OCON(R)(R)、−NHCON(R)(R)、−SO、−OSO、−SO、−NHSO、−SON(R)(R)、−N(R)(R)(R)、−N(R)(R)(R)(R)、−PO(R)(R)、−OPO(R)(R)、又はPO(R)(R)を表す。ここで、R、R及びRは、それぞれ独立に水素原子又は直鎖、分岐又は環状のアルキル基を表し、Rは、直鎖、分岐又は環状のアルキル基を表し、R及びRは、それぞれ独立に水素原子又は直鎖、分岐又は環状のアルキル基、アルカリ金属、アルカリ土類金属、又はオニウムを表し、Rはハロゲンイオン、無機アニオン、又は有機アニオンを表す。)
Figure 2011144302
(一般式(II−1)及び(II−2)中、R201〜R205はそれぞれ独立に水素原子又は炭化水素基を表す。qは1〜3の整数を表し、L201及びL202は、それぞれ独立に単結合又は多価の有機連結基を表す。A201は−OH、−OR、−COR、−CO、−CON(R)(R)、−N(R)(R)、−NHCOR、−NHCO、−OCON(R)(R)、−NHCON(R)(R)、−SO、−OSO、−SO、−NHSO、−SON(R)(R)、−N(R)(R)(R)、−N(R)(R)(R)(R)、−PO(R)(R)、−OPO(R)(R)、又はPO(R)(R)を表す。ここで、R、R及びRは、それぞれ独立に水素原子又は直鎖、分岐又は環状のアルキル基を表し、Rは、直鎖、分岐又は環状のアルキル基を表し、R及びRは、それぞれ独立に水素原子又は直鎖、分岐又は環状のアルキル基、アルカリ金属、アルカリ土類金属、又はオニウムを表し、Rはハロゲンイオン、無機アニオン、又は有機アニオンを表す。)
(A) at least one hydrophilic polymer having a structural unit represented by the following general formula (I-1) and a structural unit represented by the following general formula (I-2); and (B) the following general formula At least one hydrophilic polymer having a structural unit represented by (II-2) and having a partial structure represented by the following general formula (II-1) at the end of the polymer chain; and (C) Si , An alkoxide compound containing an element selected from Ti, Zr, and Al, and (C) an alkoxide compound containing an element selected from Si, Ti, Zr, and Al with respect to the total solid content of the hydrophilic composition. A hydrophilic composition containing 12.5 to 22.5% by mass.
Figure 2011144302
(In the general formulas (I-1) and (I-2), R 101 to R 108 each independently represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group. P represents an integer of 1 to 3, and L 101 and L 102 represent Each independently represents a single bond or a polyvalent organic linking group, x and y represent a composition ratio, x represents a number such that 0 <x <100, y represents 0 <y <100, and A 101 represents −. OH, —OR a , —COR a , —CO 2 R e , —CON (R a ) (R b ), —N (R a ) (R b ), —NHCOR d , —NHCO 2 R a , —OCON (R a ) (R b ), —NHCON (R a ) (R b ), —SO 3 R e , —OSO 3 R e , —SO 2 R d , —NHSO 2 R d , —SO 2 N (R a ) ( Rb ), -N ( Ra ) ( Rb ) ( Rc ), -N ( Ra ) ( Rb ) ( Rc ) (R g ), —PO 3 (R e ) (R f ), —OPO 3 (R e ) (R f ), or PO 3 (R d ) (R e ), where R a , R b and R c independently represents a hydrogen atom or a linear, branched or cyclic alkyl group, R d represents a linear, branched or cyclic alkyl group, and R e and R f each independently represent a hydrogen atom. Or a linear, branched or cyclic alkyl group, an alkali metal, an alkaline earth metal, or onium, and R g represents a halogen ion, an inorganic anion, or an organic anion.)
Figure 2011144302
(In the general formula (II-1) and (II-2), .q representing each is R 201 to R 205 independently represent a hydrogen atom or a hydrocarbon group represents an integer of 1 to 3, L 201 and L 202 are Each independently represents a single bond or a polyvalent organic linking group, A 201 represents —OH, —OR a , —COR a , —CO 2 R e , —CON (R a ) (R b ), —N ( R a ) (R b ), —NHCOR d , —NHCO 2 R a , —OCON (R a ) (R b ), —NHCON (R a ) (R b ), —SO 3 R e , —OSO 3 R e , —SO 2 R d , —NHSO 2 R d , —SO 2 N (R a ) (R b ), —N (R a ) (R b ) (R c ), —N (R a ) (R b) (R c) (R g), - PO 3 (R e) (R f), - OPO 3 (R e) (R f), or O 3 represents the (R d) (R e) . Here, R a, R b and R c each independently represents a hydrogen atom or a linear, branched or cyclic alkyl group, R d represents a linear Represents a branched or cyclic alkyl group, and R e and R f each independently represent a hydrogen atom or a linear, branched or cyclic alkyl group, an alkali metal, an alkaline earth metal, or onium, and R g represents a halogen atom. Represents an ion, an inorganic anion, or an organic anion.)
前記(C)Si、Ti、Zr、Alから選択される元素を含むアルコキシド化合物が、下記一般式(V−1)又は一般式(V−2)で表される化合物であることを特徴とする請求項1に記載の親水性組成物。
(R20−Z−(OR214−m (V−1)
Al−(OR22 (V−2)
(R20は水素原子、アルキル基又はアリール基を表し、R21及びR22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。)
The (C) alkoxide compound containing an element selected from Si, Ti, Zr, and Al is a compound represented by the following general formula (V-1) or general formula (V-2): The hydrophilic composition according to claim 1.
(R 20) m -Z- (OR 21) 4-m (V-1)
Al- (OR 22 ) 3 (V-2)
(R 20 represents a hydrogen atom, an alkyl group or an aryl group, R 21 and R 22 represent an alkyl group or an aryl group, Z represents Si, Ti or Zr, and m represents an integer of 0 to 2.)
前記(A)下記一般式(I−1)で表される構造単位と、下記一般式(I−2)で表される構造単位とを有する親水性ポリマーの少なくとも一つと、前記(B)下記一般式(II−2)で表される構造単位を有し、且つ、ポリマー鎖の末端に下記一般式(II−1)で表される部分構造を有する親水性ポリマーの少なくとも一つとの質量比(A)/(B)が、80/20〜90/10であることを特徴とする請求項1又は2に記載の親水性組成物。   (A) at least one hydrophilic polymer having a structural unit represented by the following general formula (I-1) and a structural unit represented by the following general formula (I-2); Mass ratio with at least one hydrophilic polymer having a structural unit represented by the general formula (II-2) and having a partial structure represented by the following general formula (II-1) at the end of the polymer chain (A) / (B) is 80 / 20-90 / 10, The hydrophilic composition of Claim 1 or 2 characterized by the above-mentioned. 更に(D)金属触媒を含有することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の親水性組成物。   The hydrophilic composition according to claim 1, further comprising (D) a metal catalyst. 更に(E)界面活性剤を含有す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組成物。   Furthermore, (E) surfactant is contained, The hydrophilic composition in any one of Claims 1-4 characterized by the above-mentioned. 基材上に、請求項1〜5のいずれかに記載の親水性組成物を塗設した親水性層を有することを特徴とする親水性部材。   A hydrophilic member comprising a hydrophilic layer on which a hydrophilic composition according to any one of claims 1 to 5 is coated on a substrate. 前記基材がガラス基材であることを特徴とする請求項6に記載の親水性部材。   The hydrophilic member according to claim 6, wherein the substrate is a glass substrate. 請求項6〜7のいずれかに記載の親水性部材に付着した水垢を、pH2〜4の酸洗浄液により除去する方法。   The method of removing the water scale adhering to the hydrophilic member in any one of Claims 6-7 with the acid cleaning liquid of pH 2-4. 請求項6〜7のいずれかに記載の親水性部材を用いた浴室用防曇ミラー。   An antifogging mirror for bathrooms using the hydrophilic member according to any one of claims 6 to 7.
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