JP2013063561A - Hydrophilic member and method for forming the same - Google Patents

Hydrophilic member and method for forming the same Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hydrophilic member which exhibits excellent adhesiveness to various base materials, which allows the surface of the base material to be excellent in water resistance, antifogging properties, antifouling properties and weatherability and have hydrophilicity, and which has a composition gradient film.SOLUTION: The hydrophilic member has the base material 2 and a film 3 which is arranged on the base material and contains a hydrophilic material (1) and a resin material (2). The film is the composition gradient film in which the composition of the hydrophilic material (1) and that of the resin material (2) change continuously in the thickness direction of the film so that a ratio of the hydrophilic material (1) may become larger and that of the resin material (2) may become smaller as it goes from the closest side thereof to the base material to the farthest side thereof from the base material. The hydrophilic material (1) contains a hydrolyzable silyl group-containing hydrophilic polymer, which has at least one specific hydrolyzable silyl group at the terminal of a main chain or a side chain of one molecule thereof and at least one hydrophilic group in one molecule thereof. The resin material (2) contains an oligomer or polymer, however the resin material (2) is different from the hydrophilic material (1).

Description

本発明は、親水性部材に関し、詳細には、親水性部材を構成する各種基材と膜との密着性が良好で、かつ基材表面に、耐水性、防曇性、防汚性、耐候性に優れる親水性表面を付与することが可能な親水性部材に関する。   The present invention relates to a hydrophilic member. Specifically, the adhesion between various substrates and membranes constituting the hydrophilic member is good, and the surface of the substrate has water resistance, antifogging properties, antifouling properties, and weather resistance. The present invention relates to a hydrophilic member capable of imparting a hydrophilic surface having excellent properties.

樹脂フィルム表面を有する製品・部材は、幅広い分野で用いられ、目的に応じ加工され機能を付与した上で使用されている。但しそれらの表面は、樹脂本来の特性から、疎水性・親油性を示すものが一般的である。従って、これらの表面に汚れ物質として、油分等が付着した場合、容易に除去することができず、また蓄積することにより、該表面を有する製品・部材の機能・特性を著しく低下させることがあった。そこで、防曇性、及び防汚性等の付与を目的として、各種基材上に表面親水性機能を有する親水性部材が種々提案されている。   Products and members having a resin film surface are used in a wide range of fields, and are used after being processed and imparted with functions according to the purpose. However, those surfaces generally exhibit hydrophobicity and lipophilicity due to the inherent properties of the resin. Therefore, if oil or the like adheres to these surfaces as a soiling substance, they cannot be easily removed, and accumulation may significantly reduce the functions and characteristics of products / members having the surface. It was. Therefore, various hydrophilic members having a surface hydrophilic function on various base materials have been proposed for the purpose of imparting antifogging properties and antifouling properties.

特許文献1には、ポリエチレンテレフタレート基板上に、水系樹脂組成物から形成される下塗り層と、該下塗り層上に、主鎖末端又は側鎖に加水分解性シリル基を含有する親水性ポリマーから形成される、親水性層を有する親水性部材が記載されている。
特許文献2には、ポリエチレンテレフタレート基板上に、疎水性ポリマー組成物から形成される疎水性下塗り層と、該下塗り層上に、主鎖末端又は側鎖に加水分解性シリル基を含有する親水性ポリマーから形成される親水性層を有する親水性部材が記載されている。
特許文献3には、基材上に、水系樹脂とオルガノシロキサンの水溶液からなるオルガノシロキサン組成物を塗布することにより、表面エネルギーの差によりオルガノシロキサンが塗膜表面に偏在化する、自己傾斜機能を有する親水性部材が記載されている。
In Patent Document 1, an undercoat layer formed from a water-based resin composition is formed on a polyethylene terephthalate substrate, and a hydrophilic polymer containing a hydrolyzable silyl group at the main chain terminal or side chain is formed on the undercoat layer. A hydrophilic member having a hydrophilic layer is described.
Patent Document 2 discloses a hydrophobic undercoat layer formed from a hydrophobic polymer composition on a polyethylene terephthalate substrate, and a hydrophilic property containing a hydrolyzable silyl group at the main chain terminal or side chain on the undercoat layer. A hydrophilic member having a hydrophilic layer formed from a polymer is described.
Patent Document 3 discloses a self-gradient function in which an organosiloxane composition consisting of a water-based resin and an aqueous solution of an organosiloxane is coated on a substrate, whereby the organosiloxane is unevenly distributed on the surface of the coating film due to a difference in surface energy. A hydrophilic member is described.

特許文献1に記載の親水性部材は、ガラスや金属などの無機材料からなる基材に優れた密着性を有し、耐アルカリ性にも優れることが記載されている。そして、該部材は、PET支持体上に水系エポキシ樹脂を接着層として用いて形成されることが記載されているが、組成傾斜膜を有することは記載されていない。
特許文献2には、基板上に形成される下塗り層と、該下塗り層上に形成される親水性層の2層構造を有する親水性部材が記載されている。しかし、組成傾斜膜を有することは記載されていない。
特許文献3に記載には、表面エネルギーの低い材料を利用した親水性部材が記載されている。しかし、当該部材は、表面エネルギーの低い材料の存在により、表面の親水性が低下していることが明らかである。そのため、親水性、防曇性、防汚性を達成できない問題があると考えられる。
このように、従来の親水性部材は、親水性材料及び基材と比較的相性のよい材料(例えば、シリカゾルゲルと有機ポリマーのハイブリッド材料)とを含む組成物を基材上に積層したり、親水性材料及び基材に対してある程度の接着性を有する材料を接着層として基材上に設け、該接着層の上に親水性材料を積層することにより得られていた。
It is described that the hydrophilic member described in Patent Document 1 has excellent adhesion to a substrate made of an inorganic material such as glass or metal, and is excellent in alkali resistance. And although it is described that this member is formed using a water-based epoxy resin as an adhesive layer on a PET support, it is not described that it has a composition gradient film.
Patent Document 2 describes a hydrophilic member having a two-layer structure of an undercoat layer formed on a substrate and a hydrophilic layer formed on the undercoat layer. However, it does not describe having a composition gradient film.
Patent Document 3 describes a hydrophilic member using a material having a low surface energy. However, it is clear that the hydrophilicity of the surface of the member is lowered due to the presence of a material having a low surface energy. Therefore, it is thought that there exists a problem which cannot achieve hydrophilic property, anti-fogging property, and antifouling property.
As described above, the conventional hydrophilic member is formed by laminating a composition including a hydrophilic material and a material relatively compatible with the substrate (for example, a silica sol-gel / organic polymer hybrid material) on the substrate, It has been obtained by providing a hydrophilic material and a material having a certain degree of adhesion to the substrate as an adhesive layer on the substrate, and laminating the hydrophilic material on the adhesive layer.

特開2008−284715号公報JP 2008-284715 A 特開2011−73359号公報JP 2011-73359 A 特開2001−335690号公報JP 2001-335690 A

しかしながら、従来の親水性部材は、異なる材料から形成される層間の界面があり、又は、部材表面での親水性が十分でないことから、近年の親水性部材に求められる密着性・親水性の両性能を、必ずしも満足するものとはいえなかった。
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、各種基材との密着性が良好で、かつ基材表面に、耐水性、防曇性、防汚性、耐候性に優れる親水性表面を付与することが可能な、組成傾斜構造を有する親水性部材を提供することにある。
However, the conventional hydrophilic member has an interface between layers formed of different materials, or the hydrophilicity on the surface of the member is not sufficient. Therefore, both the adhesion and hydrophilicity required for recent hydrophilic members are required. The performance was not always satisfactory.
The present invention has been made in view of such circumstances, and has a hydrophilic surface with good adhesion to various substrates and excellent water resistance, antifogging properties, antifouling properties, and weather resistance on the substrate surface. An object of the present invention is to provide a hydrophilic member having a composition gradient structure.

本発明の課題は、下記の手段によって達成された。   The object of the present invention has been achieved by the following means.

〔1〕
基材と、該基材上に設けられ、下記親水性材料1)及び樹脂材料2)を含む膜とを有する親水性部材であって、該膜が膜の厚み方向において前記基材に最も近い側から最も遠い側に向かって1)の比率が大きくなり、かつ、2)の比率が小さくなるように、1)及び2)の組成が連続的に変化する組成傾斜膜である、親水性部材。
1)加水分解性シリル基含有親水性ポリマーを含有し、かつ前記ポリマーが主鎖末端又は側鎖に、下記一般式(a)で表される加水分解性シリル基を分子中に少なくとも1個有し、親水性基を分子中に少なくとも1個有する親水性材料。
一般式(a): −Si(R103−a−(OR11
(式中、R10、R11はそれぞれ水素原子又は炭化水素基、aは1〜3の整数を示す。)
2)オリゴマー又はポリマーを含有する樹脂材料。但し、2)は上記1)の親水性材料とは異なる。
〔2〕
前記オリゴマー又はポリマーがウレタンオリゴマー又はポリマーである、〔1〕に記載の親水性部材。
〔3〕
上記組成傾斜膜における、樹脂材料2)と親水性材料1)の総質量に対する樹脂材料2)の質量が占める割合を、基材側より膜の厚み方向に0.1μmの厚みごとに測定したときに、隣り合う測定位置での上記割合の差がいずれも50%以下である、〔1〕又は〔2〕に記載の親水性部材。
〔4〕
前記加水分解性シリル基含有親水性ポリマーが、下記一般式(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(I)、一般式(II−1)で表される構造及び一般式(II−2)で表される構造を含む親水性ポリマー(II)又は一般式(III−1)で表される構造及び一般式(III−2)で表される構造を含む親水性ポリマー(III)のいずれかである、〔1〕〜〔3〕のいずれか一項に記載の親水性部材。
[1]
A hydrophilic member having a base material and a film provided on the base material and including the following hydrophilic material 1) and resin material 2), the film being closest to the base material in the thickness direction of the film A hydrophilic member that is a composition gradient film in which the composition of 1) and 2) is continuously changed so that the ratio of 1) increases from the side toward the farthest side and the ratio of 2) decreases. .
1) A hydrolyzable silyl group-containing hydrophilic polymer is contained, and the polymer has at least one hydrolyzable silyl group represented by the following general formula (a) in the molecule at the main chain terminal or side chain. And a hydrophilic material having at least one hydrophilic group in the molecule.
Formula (a): -Si (R 10 ) 3-a - (OR 11) a
(In formula, R < 10 >, R < 11 > is a hydrogen atom or a hydrocarbon group, respectively, and a shows the integer of 1-3.)
2) A resin material containing an oligomer or polymer. However, 2) is different from the hydrophilic material of 1) above.
[2]
The hydrophilic member according to [1], wherein the oligomer or polymer is a urethane oligomer or polymer.
[3]
When the ratio of the mass of the resin material 2) to the total mass of the resin material 2) and the hydrophilic material 1) in the composition gradient film is measured for each thickness of 0.1 μm from the substrate side in the film thickness direction. Further, the hydrophilic member according to [1] or [2], wherein the difference in the ratios at adjacent measurement positions is 50% or less.
[4]
The hydrolyzable silyl group-containing hydrophilic polymer includes a hydrophilic polymer (I) having a structure represented by the following general formula (I-1) and a structure represented by the general formula (I-2), II-1) and a structure represented by the hydrophilic polymer (II) or the general formula (III-1) including the structure represented by the general formula (II-2) and the general formula (III-2) The hydrophilic member according to any one of [1] to [3], which is any one of the hydrophilic polymers (III) including a structure represented by:


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二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)(Rc)(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、分岐のアルキル基又はシクロアルキル基を表し、Rは、直鎖、分岐のアルキル基又はシクロアルキル基を表し、R及びRは、それぞれ独立に水素原子、又は、直鎖、分岐のアルキル基又はシクロアルキル基、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 independently represent a single bond or a divalent 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 represents an (R d) (R e) . Here, R a , R b and R c each independently represent a hydrogen atom, or a linear or branched alkyl group or cycloalkyl group, and R d represents a linear or branched alkyl group or cycloalkyl group. R e and R f each independently represent a hydrogen atom, or a linear or branched alkyl group or cycloalkyl group, an alkali metal, an alkaline earth metal, or onium, and R g represents a halogen ion or an inorganic group. An anion or an organic anion is represented.


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二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)(Rc)(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、分岐のアルキル基又はシクロアルキル基を表し、Rは、直鎖、分岐のアルキル基又はシクロアルキル基を表し、R及びRは、それぞれ独立に水素原子、又は、直鎖、分岐のアルキル基又はシクロアルキル基、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 independently represent a single bond or a divalent 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 represents an (R d) (R e) . Here, R a , R b and R c each independently represent a hydrogen atom, or a linear or branched alkyl group or cycloalkyl group, and R d represents a linear or branched alkyl group or cycloalkyl group. R e and R f each independently represent a hydrogen atom, or a linear or branched alkyl group or cycloalkyl group, an alkali metal, an alkaline earth metal, or onium, and R g represents a halogen ion or an inorganic group. An anion or an organic anion is represented.


一般式(III−1)及び(III−2)中、R301〜R311はそれぞれ独立に水素原子又は炭化水素基を表す。rは1〜3の整数を表し、L301〜L303は、それぞれ独立に単結合又は二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。A301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)(Rc)(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、分岐のアルキル基又はシクロアルキル基を表し、Rは、直鎖、分岐のアルキル基又はシクロアルキル基を表し、R及びRは、それぞれ独立に水素原子、又は、直鎖、分岐のアルキル基又はシクロアルキル基、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。
〔5〕
前記加水分解性シリル基含有親水性ポリマー中の親水性基を有する構造単位が、ポリマー全体の30mol%以上含まれる、〔1〕〜〔4〕のいずれか1項に記載の親水性部材。
〔6〕
前記材料1)の親水性材料が、さらにコロイダルシリカを含有する、〔1〕〜〔5〕のいずれか1項に記載の親水性部材。
〔7〕
前記材料2)において、ウレタンオリゴマー又はポリマーが、ウレタン結合及びウレア結合を含有するオリゴマー又はポリマーである、〔2〕〜〔6〕のいずれか1項に記載の親水性部材。
〔8〕
前記材料2)において、ウレタンオリゴマー又はポリマーが、下記一般式(A)で表される繰り返し単位を有するオリゴマー又はポリマーである、〔2〕〜〔6〕のいずれか1項に記載の親水性部材。

In general formulas (III-1) and (III-2), R 301 to R 311 each independently represent a hydrogen atom or a hydrocarbon group. r represents an integer of 1 to 3, and L 301 to L 303 each independently represent a single bond or a divalent organic linking group. x and y represent composition ratios, x represents a number satisfying 0 <x <100 and y represents 0 <y <100. A 301 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 represents an (R d) (R e) . Here, R a , R b and R c each independently represent a hydrogen atom, or a linear or branched alkyl group or cycloalkyl group, and R d represents a linear or branched alkyl group or cycloalkyl group. R e and R f each independently represent a hydrogen atom, or a linear or branched alkyl group or cycloalkyl group, an alkali metal, an alkaline earth metal, or onium, and R g represents a halogen ion or an inorganic group. An anion or an organic anion is represented.
[5]
The hydrophilic member according to any one of [1] to [4], wherein a structural unit having a hydrophilic group in the hydrolyzable silyl group-containing hydrophilic polymer is contained in an amount of 30 mol% or more of the whole polymer.
[6]
The hydrophilic member according to any one of [1] to [5], wherein the hydrophilic material of the material 1) further contains colloidal silica.
[7]
The hydrophilic member according to any one of [2] to [6], wherein in the material 2), the urethane oligomer or polymer is an oligomer or polymer containing a urethane bond and a urea bond.
[8]
The hydrophilic member according to any one of [2] to [6], wherein in the material 2), the urethane oligomer or polymer is an oligomer or polymer having a repeating unit represented by the following general formula (A): .

(上記一般式中、RA1〜RA3はそれぞれ独立して、アルキレン基、アリーレン基又はビアリーレン基を表し、RA4〜RA6はそれぞれ独立して、水素原子、アルキル基、アリール基又はヘテロアリール基を表す。)
〔9〕
前記1)の親水性材料を含むインク組成物と前記2)の樹脂材料を含むインク組成物の少なくとも2種のインク組成物をインクジェット法により前記基材上に吐出する、〔1〕〜〔8〕のいずれか1項に記載の親水性部材の形成方法。
〔10〕
前記少なくとも2種のインク組成物として、少なくとも、前記1)の親水性材料を含むインク組成物と前記2)の樹脂材料を含むインク組成物とを用い、
前記インクジェット法が、少なくとも第1のインクジェットヘッドと第2のインクジェットヘッドを用いるものであり、
前記1)の親水性材料を含むインク組成物を含む第1のインクを、第1のインクジェットヘッドに供給する工程と、
前記2)の樹脂材料を含むインク組成物を含む第2のインクを、第2のインクジェットヘッドに供給する工程と、
前記第1のインクジェットヘッドから吐出される第1のインクの量と前記第2のインクジェットヘッドから吐出される第2のインクの量との比率を決定する制御工程と、
前記決定された比率に従って、前記第1のインクジェットヘッド及び前記第2のインクジェットヘッドの少なくとも一方から前記第1のインク又は前記第2のインクを吐出させて1つの層を形成する形成工程と、
前記形成工程を繰り返して前記基材上に前記層を複数層積層して組成傾斜膜を得る積層工程と、
を備え、
前記制御工程において、前記複数層の厚み方向において前記基材に最も近い層から最も遠い層に向かって、前記第1のインクの比率が大きくなり、かつ前記第2のインクの比率が小さくなるように前記比率を決定する、〔9〕に記載の親水性部材の形成方法。
〔11〕
前記形成工程において、前記第1及び第2のインクジェットヘッドから吐出する液滴のインク量が0.3〜100pLである、〔10〕に記載の親水性部材の形成方法。
〔12〕
前記形成工程において、前記第1及び第2のインクジェットヘッドから吐出する液滴の液滴径が1〜300μmである、〔10〕又は〔11〕に記載の親水性部材の形成方法。
〔13〕
前記少なくとも2種のインク組成物として、少なくとも、前記1)の親水性材料を含むインク組成物と前記2)の樹脂材料を含むインク組成物とを用い、
前記インクジェット法が、複数のインクジェットヘッドを用いるものであり、
前記1)の親水性材料を含むインク組成物を含む第1のインクと前記2)の樹脂材料を含むインク組成物を含む第2のインクとが混合された混合インクであって、それぞれ異なる比率で混合された複数の混合インクを前記複数のインクジェットヘッドそれぞれのインクジェットヘッドに供給する工程と、
前記複数のインクジェットヘッドから1つのインクジェットヘッドを順に選択する選択工程であって、前記第2のインクの比率の高い混合インクが供給されるインクジェットヘッドから順に選択する選択工程と、
前記選択されたインクジェットヘッドから混合インクを吐出させて1つの層を形成する形成工程と、
前記形成工程を繰り返して前記基材上に前記層を複数層積層して組成傾斜膜を得る積層工程と、
を備える、〔9〕に記載の親水性部材の形成方法。
〔14〕
前記形成工程において、前記選択されたインクジェットヘッドから吐出する液滴のインク量が0.5〜150pLである、〔13〕に記載の親水性部材の形成方法。
〔15〕
前記形成工程において、前記選択されたインクジェットヘッドから吐出する液滴の液滴径が2〜450μmである、〔13〕又は〔14〕に記載の親水性部材の形成方法。
〔16〕
少なくとも2種のインク組成物として、少なくとも、前記1)の親水性材料を含むインク組成物と前記2)の樹脂材料を含むインク組成物とを用い、インクジェット法により形成される親水性部材であって、
前記インクジェット法が、少なくとも第1のインクジェットヘッドと第2のインクジェットヘッドを用いるものであり、
前記1)の親水性材料を含むインク組成物を含む第1のインクを、第1のインクジェットヘッドに供給する工程と、
前記2)の樹脂材料を含むインク組成物を含む第2のインクを、第2のインクジェットヘッドに供給する工程と、
前記第1のインクジェットヘッドから吐出される第1のインクの量と前記第2のインクジェットヘッドから吐出される第2のインクの量との比率を決定する制御工程と、
前記決定された比率に従って、前記第1のインクジェットヘッド及び前記第2のインクジェットヘッドの少なくとも一方から前記第1のインク又は前記第2のインクを吐出させて1つの層を形成する形成工程と、
前記形成工程を繰り返して前記基材上に前記層を複数層積層して組成傾斜膜を得る積層工程と、
を備え、
前記制御工程において、前記複数層の厚み方向において前記基材に近い層から遠い層に向かって、前記第1のインクの比率が大きくなり、かつ前記第2のインクの比率が小さくなるように前記比率を決定する、〔1〕〜〔8〕のいずれか1項に記載の親水性部材。
〔17〕
少なくとも2種のインク組成物として、少なくとも、前記1)の親水性材料を含むインク組成物と前記2)の樹脂材料を含むインク組成物とを用い、インクジェット法により形成される親水性部材であって、
前記インクジェット法が、複数のインクジェットヘッドを用いるものであり、
前記1)の親水性材料を含むインク組成物を含む第1のインクと前記2)の樹脂材料を含むインク組成物を含む第2のインクとが混合された混合インクであって、それぞれ異なる比率で混合された複数の混合インクを前記複数のインクジェットヘッドそれぞれのインクジェットヘッドに供給する工程と、
前記複数のインクジェットヘッドから1つのインクジェットヘッドを順に選択する選択工程であって、前記第2のインクの比率の高い混合インクが供給されるインクジェットヘッドから順に選択する選択工程と、
前記選択されたインクジェットヘッドから混合インクを吐出させて1つの層を形成する形成工程と、
前記形成工程を繰り返して前記基材上に前記層を複数層積層して組成傾斜膜を得る積層工程と、
を備える、〔1〕〜〔8〕のいずれか1項に記載の親水性部材。
(In the above general formula, R A1 to R A3 each independently represents an alkylene group, an arylene group, or a biarylene group, and R A4 to R A6 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, or heteroaryl. Represents a group.)
[9]
[1] to [8], wherein at least two kinds of ink compositions of the ink composition containing the hydrophilic material of 1) and the ink composition containing the resin material of 2) are ejected onto the substrate by an ink jet method. ] The formation method of the hydrophilic member of any one of.
[10]
As the at least two kinds of ink compositions, at least an ink composition containing the hydrophilic material of 1) and an ink composition containing the resin material of 2) are used,
The inkjet method uses at least a first inkjet head and a second inkjet head,
Supplying a first ink containing an ink composition containing the hydrophilic material of 1) to a first inkjet head;
Supplying a second ink containing an ink composition containing the resin material of 2) to a second inkjet head;
A control step of determining a ratio between the amount of the first ink ejected from the first inkjet head and the amount of the second ink ejected from the second inkjet head;
Forming a layer by discharging the first ink or the second ink from at least one of the first inkjet head and the second inkjet head according to the determined ratio;
A lamination step of repeating the formation step to obtain a composition gradient film by laminating a plurality of layers on the substrate;
With
In the control step, the ratio of the first ink increases and the ratio of the second ink decreases from the layer closest to the base material to the layer farthest in the thickness direction of the plurality of layers. The method for forming a hydrophilic member according to [9], wherein the ratio is determined.
[11]
The method for forming a hydrophilic member according to [10], wherein in the forming step, the ink amount of droplets ejected from the first and second inkjet heads is 0.3 to 100 pL.
[12]
The method for forming a hydrophilic member according to [10] or [11], wherein in the forming step, a droplet diameter of droplets discharged from the first and second inkjet heads is 1 to 300 μm.
[13]
As the at least two kinds of ink compositions, at least an ink composition containing the hydrophilic material of 1) and an ink composition containing the resin material of 2) are used,
The inkjet method uses a plurality of inkjet heads,
A mixed ink in which the first ink containing the ink composition containing the hydrophilic material of 1) and the second ink containing the ink composition containing the resin material of 2) are mixed, each having a different ratio Supplying a plurality of mixed inks mixed in step to each inkjet head of the plurality of inkjet heads;
A selection step of sequentially selecting one inkjet head from the plurality of inkjet heads, the selection step sequentially selecting from the inkjet head to which the mixed ink having a high ratio of the second ink is supplied;
Forming a layer by discharging mixed ink from the selected inkjet head; and
A lamination step of repeating the formation step to obtain a composition gradient film by laminating a plurality of layers on the substrate;
The method for forming a hydrophilic member according to [9], comprising:
[14]
The method for forming a hydrophilic member according to [13], wherein, in the forming step, the ink amount of droplets ejected from the selected inkjet head is 0.5 to 150 pL.
[15]
The method for forming a hydrophilic member according to [13] or [14], wherein in the forming step, a droplet diameter of a droplet discharged from the selected inkjet head is 2 to 450 μm.
[16]
A hydrophilic member formed by an ink jet method using at least two ink compositions, the ink composition containing at least the hydrophilic material of 1) and the ink composition containing the resin material of 2). And
The inkjet method uses at least a first inkjet head and a second inkjet head,
Supplying a first ink containing an ink composition containing the hydrophilic material of 1) to a first inkjet head;
Supplying a second ink containing an ink composition containing the resin material of 2) to a second inkjet head;
A control step of determining a ratio between the amount of the first ink ejected from the first inkjet head and the amount of the second ink ejected from the second inkjet head;
Forming a layer by discharging the first ink or the second ink from at least one of the first inkjet head and the second inkjet head according to the determined ratio;
A lamination step of repeating the formation step to obtain a composition gradient film by laminating a plurality of layers on the substrate;
With
In the control step, the ratio of the first ink is increased and the ratio of the second ink is decreased from a layer close to the base in a thickness direction of the plurality of layers toward a layer far from the base. The hydrophilic member according to any one of [1] to [8], which determines a ratio.
[17]
A hydrophilic member formed by an ink jet method using at least two ink compositions, the ink composition containing at least the hydrophilic material of 1) and the ink composition containing the resin material of 2). And
The inkjet method uses a plurality of inkjet heads,
A mixed ink in which the first ink containing the ink composition containing the hydrophilic material of 1) and the second ink containing the ink composition containing the resin material of 2) are mixed, each having a different ratio Supplying a plurality of mixed inks mixed in step to each inkjet head of the plurality of inkjet heads;
A selection step of sequentially selecting one inkjet head from the plurality of inkjet heads, the selection step sequentially selecting from the inkjet head to which the mixed ink having a high ratio of the second ink is supplied;
Forming a layer by discharging mixed ink from the selected inkjet head; and
A lamination step of repeating the formation step to obtain a composition gradient film by laminating a plurality of layers on the substrate;
The hydrophilic member according to any one of [1] to [8].

本発明は、従来とまったく異なる発想のもと、基材と、該基材上に設けられ、特定の親水性材料1)及び樹脂材料2)を含む膜とを有し、該膜が膜の厚み方向において前記基材に最も近い側から最も遠い側に向かって1)の比率が大きくなり、かつ、2)の比率が小さくなるように、1)及び2)の組成が連続的に変化する組成傾斜膜である構成を採用することにより、明確な異種の界面が存在せず、親水性(基材から最も離れた側)と基材密着性(基材に最も近い側)を高いレベルで両立する親水性部材を得ることに成功した。   The present invention has a base material and a film provided on the base material and including a specific hydrophilic material 1) and a resin material 2) based on a completely different idea from the conventional one, and the film is a film. In the thickness direction, the composition of 1) and 2) continuously changes so that the ratio of 1) increases and the ratio of 2) decreases from the side closest to the substrate to the side farthest. By adopting a composition that is a composition gradient film, there is no clear heterogeneous interface, and hydrophilicity (the side farthest from the substrate) and substrate adhesion (side closest to the substrate) are at a high level. We succeeded in obtaining compatible hydrophilic members.

すなわち、本発明によれば、各種基材との密着性が良好で、かつ基材表面に、耐水性、防曇性、防汚性、耐候性に優れる親水性表面を付与することが可能な、組成傾斜膜を有する親水性部材及びその形成方法が提供される。   That is, according to the present invention, it is possible to impart a hydrophilic surface that has good adhesion to various substrates and has excellent water resistance, antifogging properties, antifouling properties, and weather resistance to the substrate surface. A hydrophilic member having a composition gradient film and a method for forming the same are provided.

組成傾斜膜を備える親水性部材の模式図Schematic diagram of a hydrophilic member comprising a composition gradient film 組成傾斜膜を備える親水性部材の模式図Schematic diagram of a hydrophilic member comprising a composition gradient film 組成傾斜膜作製装置の全体構成図Overall configuration diagram of composition gradient film production equipment 組成傾斜膜作製装置の描画部の概略図Schematic of the drawing part of the composition gradient film production device 描画混合法による組成傾斜膜形成を説明するための図Diagram for explaining composition gradient film formation by drawing mixing method 描画混合法の他の実施形態を説明するための図The figure for demonstrating other embodiment of the drawing mixing method インク混合法の実施形態に係る組成傾斜膜作製装置の全体構成図Overall configuration diagram of a composition gradient film manufacturing apparatus according to an embodiment of an ink mixing method インク混合法による組成傾斜膜形成を説明するための図Diagram for explaining composition gradient film formation by ink mixing method 描画混合法における各インクの着弾位置を説明するための図The figure for demonstrating the landing position of each ink in a drawing mixing method

本発明は、基材と、該基材上に設けられ、下記親水性材料1)及び樹脂材料2)を含む膜とを有する親水性部材であって、該膜が膜の厚み方向において前記基材に最も近い側から最も遠い側に向かって1)の比率が大きくなり、かつ、2)の比率が小さくなるように、1)及び2)の組成が連続的に変化する組成傾斜膜である、親水性部材に関する。
1)加水分解性シリル基含有親水性ポリマー(以下、単に「親水性ポリマー」ともいう。)を含有し、かつ前記ポリマーが主鎖末端又は側鎖に、下記一般式(a)で表される加水分解性シリル基を分子中に少なくとも1個有し、親水性基を分子中に少なくとも1個有する親水性材料。
一般式(a): −Si(R103−a−(OR11
(式中、R10、R11はそれぞれ水素原子又は炭化水素基、aは1〜3の整数を示す。)
2)オリゴマー又はポリマーを含有する樹脂材料。但し、2)は上記1)の親水性材料とは異なる。
The present invention is a hydrophilic member having a base material and a film provided on the base material and including the following hydrophilic material 1) and resin material 2), wherein the film is the base in the thickness direction of the film. A composition gradient film in which the composition of 1) and 2) continuously changes so that the ratio of 1) increases from the side closest to the material to the side farthest and the ratio of 2) decreases. And relates to a hydrophilic member.
1) A hydrolyzable silyl group-containing hydrophilic polymer (hereinafter, also simply referred to as “hydrophilic polymer”), and the polymer is represented by the following general formula (a) at the main chain terminal or side chain. A hydrophilic material having at least one hydrolyzable silyl group in the molecule and at least one hydrophilic group in the molecule.
Formula (a): -Si (R 10 ) 3-a - (OR 11) a
(In formula, R < 10 >, R < 11 > is a hydrogen atom or a hydrocarbon group, respectively, and a shows the integer of 1-3.)
2) A resin material containing an oligomer or polymer. However, 2) is different from the hydrophilic material of 1) above.

[親水性材料]
(加水分解性シリル基含有親水性ポリマー)
本発明における親水性材料は、加水分解性シリル基含有親水性ポリマーを含有する。
本発明における親水性ポリマーは、主鎖末端又は側鎖に、下記一般式(a)で表される加水分解性シリル基を分子中に少なくとも1個有し、親水性基を分子中に少なくとも1個有する。
一般式(a): −Si(R103−a−(OR11
(式中、R10、R11はそれぞれ水素原子又は炭化水素基、aは1〜3の整数を示す。)
10又はR11は複数存在する場合は互いに同一でも異なっていてもよい。
[Hydrophilic material]
(Hydrolyzable silyl group-containing hydrophilic polymer)
The hydrophilic material in the present invention contains a hydrolyzable silyl group-containing hydrophilic polymer.
The hydrophilic polymer in the present invention has at least one hydrolyzable silyl group represented by the following general formula (a) in the molecule at the main chain terminal or side chain, and has at least one hydrophilic group in the molecule. Have one.
Formula (a): -Si (R 10 ) 3-a - (OR 11) a
(In formula, R < 10 >, R < 11 > is a hydrogen atom or a hydrocarbon group, respectively, and a shows the integer of 1-3.)
When a plurality of R 10 or R 11 are present, they may be the same as or different from each other.

上記加水分解性シリル基含有親水性ポリマーの加水分解性シリル基は、該ポリマーの主鎖又は側鎖の炭素原子に結合していることが好ましい。   The hydrolyzable silyl group of the hydrolyzable silyl group-containing hydrophilic polymer is preferably bonded to the main chain or side chain carbon atom of the polymer.

一般式(a)中、R11は水素原子又はアルキル基、R10は水素原子又はアルキル基、アリール基及びアラルキル基から選ばれた1価の炭化水素基であることが好ましい。
11がアルキル基を表す場合は炭素数1〜10のアルキル基が好ましく、R10がアルキル基を表す場合は炭素数1〜10のアルキル基が好ましく、アリール基を表す場合は炭素数6〜25のアリール基が好ましく、アラルキル基を表す場合は炭素数7〜12のアラルキル基が好ましい。
In general formula (a), R 11 is preferably a hydrogen atom or an alkyl group, and R 10 is preferably a monovalent hydrocarbon group selected from a hydrogen atom or an alkyl group, an aryl group, and an aralkyl group.
When R 11 represents an alkyl group, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms is preferable. When R 10 represents an alkyl group, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms is preferable. A 25 aryl group is preferable, and an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms is preferable.

また本発明に使用される親水性ポリマーは、親水性基を有する。親水性基としては、例えば、−NHCOR、−NHCOR、−NHCONR、−CONH、−NR、−CONR、−OCONR、−COR、−OH、−OR、−OM、−COM、−COR、−SOM、−OSOM、−SOR、−NHSOR、−SONR、−POM、−OPOM、−(CHCHO)nH、−(CHCHO)nCH又は−NRなどが挙げられる。ただし、Rは複数存在する場合は互いに同一でも異なっていてもよく、水素原子、アルキル基(好ましくは炭素数1〜18の直鎖、分岐のアルキル基又はシクロアルキル基)、アリール基、又はアラルキル基を表し、Mは水素原子、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、nは整数(好ましくは1〜100の整数)を表し、Zはハロゲンイオンを表す。また、−CONRのように複数のRを有する場合、R同士が結合して環を形成していてもよく、また、形成された環は酸素原子、硫黄原子、窒素原子などのヘテロ原子を含むヘテロ環であってもよい。Rは更に置換基を有していてもよく、該置換基としては、後述する一般式(I−1)で表される構造におけるR101、R102がアルキル基の場合に導入可能な置換基として挙げるものを同様に挙げることができる。 The hydrophilic polymer used in the present invention has a hydrophilic group. The hydrophilic groups, e.g., -NHCOR, -NHCO 2 R, -NHCONR 2, -CONH 2, -NR 2, -CONR 2, -OCONR 2, -COR, -OH, -OR, -OM, -CO 2 M, -CO 2 R, -SO 3 M, -OSO 3 M, -SO 2 R, -NHSO 2 R, -SO 2 NR 2, -PO 3 M, -OPO 3 M, - (CH 2 CH 2 O) nH, - (such as CH 2 CH 2 O) nCH 3 or -NR 3 Z 1 and the like. However, when two or more R exists, they may be the same as or different from each other, and may be a hydrogen atom, an alkyl group (preferably a linear or branched alkyl group or cycloalkyl group having 1 to 18 carbon atoms), an aryl group, or an aralkyl group. Represents a group, M represents a hydrogen atom, an alkyl group, an alkali metal, an alkaline earth metal, or onium, n represents an integer (preferably an integer of 1 to 100), and Z 1 represents a halogen ion. Also, in the case in which a plurality of R as -CONR 2, may form a ring by bonding R together, and the formed ring is an oxygen atom, a sulfur atom, a hetero atom such as nitrogen atom Heterocycle containing may be sufficient. R may further have a substituent, and examples of the substituent include substituents that can be introduced when R 101 and R 102 in the structure represented by the general formula (I-1) described later are alkyl groups. The following can be cited as well.

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

親水性基としては、−OH、−NHCOCH、−CONH、−CON(CH、−COOH、−SO NMe 、−SO 、−(CHCHO)nH、モルホリル基等が好ましい。より好ましくは、−OH、−NHCOCH、−CONH、−CON(CH、−COOH、−SO 、−(CHCHO)nH、であり、更に好ましくは、−OH、−COOH、−CONHである。 The hydrophilic group, -OH, -NHCOCH 3, -CONH 2 , -CON (CH 3) 2, -COOH, -SO 3 - NMe 4 +, -SO 3 - K +, - (CH 2 CH 2 O ) NH, morpholyl group and the like are preferable. More preferably, -OH, -NHCOCH 3, -CONH 2 , -CON (CH 3) 2, -COOH, -SO 3 - K +, - (CH 2 CH 2 O) nH is, more preferably, -OH, -COOH, a -CONH 2.

また、本発明に使用される親水性ポリマーは、好ましくは後述のSi、Ti、Zr、Alから選択される金属アルコキシド化合物と、触媒の作用等により結合を生じる基を有するポリマーであるのがよい。金属アルコキシド化合物と、触媒の作用により結合を生じる基としては、前記の一般式(a)で表される加水分解性シリル基のほか、カルボキシル基、カルボキシ基のアルカリ金属塩、無水カルボン酸基、アミノ基、ヒドロキシ基、エポキシ基、メチロール基、メルカプト基、イソシアナート基、ブロックイソシアナート基、アルコキシチタネート基、アルコキシアルミネート基、アルコキシジルコネート基、エチレン性不飽和基、エステル基、テトラゾール基などの反応性基が挙げられる。また親水性基、及び金属アルコキシド化合物と触媒の作用等により結合を生じる基を有するポリマー構造としては、エチレン性不飽和基(例えばアクリレート基、メタクリレート基、イタコン酸基、クロトン酸基、桂皮酸基、スチレン基、ビニル基、アリル基、ビニルエーテル基、ビニルエステル基など)がビニル重合したポリマー、ポリエステル、ポリアミド、ポリアミック酸などのような縮重合したポリマー、ポリウレタンなどのような付加重合したポリマーの他、セルロース、アミロース、キトサンなどの天然物環状ポリマー構造を好ましく挙げることができる。   In addition, the hydrophilic polymer used in the present invention is preferably a polymer having a metal alkoxide compound selected from Si, Ti, Zr, and Al, which will be described later, and a group that forms a bond by the action of a catalyst or the like. . As the group that forms a bond with the metal alkoxide compound by the action of the catalyst, in addition to the hydrolyzable silyl group represented by the general formula (a), a carboxyl group, an alkali metal salt of a carboxy group, a carboxylic anhydride group, Amino group, hydroxy group, epoxy group, methylol group, mercapto group, isocyanate group, block isocyanate group, alkoxytitanate group, alkoxyaluminate group, alkoxyzirconate group, ethylenically unsaturated group, ester group, tetrazole group, etc. These reactive groups can be mentioned. Examples of the polymer structure having a hydrophilic group and a group that generates a bond by the action of a catalyst with a metal alkoxide compound include an ethylenically unsaturated group (for example, acrylate group, methacrylate group, itaconic acid group, crotonic acid group, cinnamic acid group). Styrene group, vinyl group, allyl group, vinyl ether group, vinyl ester group, etc.), polymer obtained by vinyl polymerization, polycondensation polymer such as polyester, polyamide, polyamic acid, etc., addition polymer such as polyurethane, etc. Preferred examples include natural cyclic polymer structures such as cellulose, amylose and chitosan.

本発明における親水性ポリマーは、親水性基を有する構造単位を含むことが好ましい。   The hydrophilic polymer in the present invention preferably contains a structural unit having a hydrophilic group.

上記親水性ポリマー中、親水性基を有する構造単位がポリマー全体の30mol%以上含まれることが好ましく、ポリマー全体の40〜95mol%含まれることがさらに好ましい。   In the hydrophilic polymer, the structural unit having a hydrophilic group is preferably contained in an amount of 30 mol% or more of the whole polymer, and more preferably 40 to 95 mol% of the whole polymer.

上記親水性ポリマーに含まれる、親水性基を有する構造単位は特に限定されないが、例えば、下記一般式(I−2)、(II−2)又は(III−2)で表される構造単位を使用することができる。   Although the structural unit which has a hydrophilic group contained in the said hydrophilic polymer is not specifically limited, For example, the structural unit represented by the following general formula (I-2), (II-2) or (III-2) is shown. Can be used.

本発明における親水性ポリマーは、下記一般式(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(I)、一般式(II−1)で表される構造及び一般式(II−2)で表される構造を含む親水性ポリマー(II)又は一般式(III−1)で表される構造及び一般式(III−2)で表される構造を含む親水性ポリマー(III)のいずれかであることが好ましい。   The hydrophilic polymer in the present invention includes a hydrophilic polymer (I) having a structure represented by the following general formula (I-1) and a structure represented by the general formula (I-2), and a general formula (II-1). The structure represented by the formula (II-2) and the hydrophilic polymer (II) containing the structure represented by the formula (II-2) or the structure represented by the formula (III-1) and the formula (III-2) It is preferably any of the hydrophilic polymers (III) containing a structure.

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二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)(Rc)(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、分岐のアルキル基又はシクロアルキル基を表し、Rは、直鎖、分岐のアルキル基又はシクロアルキル基を表し、R及びRは、それぞれ独立に水素原子、又は、直鎖、分岐のアルキル基又はシクロアルキル基、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 independently represent a single bond or a divalent 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 represents an (R d) (R e) . Here, R a , R b and R c each independently represent a hydrogen atom, or a linear or branched alkyl group or cycloalkyl group, and R d represents a linear or branched alkyl group or cycloalkyl group. R e and R f each independently represent a hydrogen atom, or a linear or branched alkyl group or cycloalkyl group, an alkali metal, an alkaline earth metal, or onium, and R g represents a halogen ion or an inorganic group. An anion or an organic anion is represented.

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二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)(Rc)(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、分岐のアルキル基又はシクロアルキル基を表し、Rは、直鎖、分岐のアルキル基又はシクロアルキル基を表し、R及びRは、それぞれ独立に水素原子、又は、直鎖、分岐のアルキル基又はシクロアルキル基、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 independently represent a single bond or a divalent 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 represents an (R d) (R e) . Here, R a , R b and R c each independently represent a hydrogen atom, or a linear or branched alkyl group or cycloalkyl group, and R d represents a linear or branched alkyl group or cycloalkyl group. R e and R f each independently represent a hydrogen atom, or a linear or branched alkyl group or cycloalkyl group, an alkali metal, an alkaline earth metal, or onium, and R g represents a halogen ion or an inorganic group. An anion or an organic anion is represented.

一般式(III−1)及び(III−2)中、R301〜R311はそれぞれ独立に水素原子又は炭化水素基を表す。rは1〜3の整数を表し、L301〜L303は、それぞれ独立に単結合又は二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。A301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)(Rc)(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、分岐のアルキル基又はシクロアルキル基を表し、Rは、直鎖、分岐のアルキル基又はシクロアルキル基を表し、R及びRは、それぞれ独立に水素原子、又は、直鎖、分岐のアルキル基又はシクロアルキル基、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 (III-1) and (III-2), R 301 to R 311 each independently represent a hydrogen atom or a hydrocarbon group. r represents an integer of 1 to 3, and L 301 to L 303 each independently represent a single bond or a divalent organic linking group. x and y represent composition ratios, x represents a number satisfying 0 <x <100 and y represents 0 <y <100. A 301 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 represents an (R d) (R e) . Here, R a , R b and R c each independently represent a hydrogen atom, or a linear or branched alkyl group or cycloalkyl group, and R d represents a linear or branched alkyl group or cycloalkyl group. R e and R f each independently represent a hydrogen atom, or a linear or branched alkyl group or cycloalkyl group, an alkali metal, an alkaline earth metal, or onium, and R g represents a halogen ion or an inorganic group. An anion or an organic anion is represented.

〔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(I)〕 [Hydrophilic polymer (I) having a structure represented by general formulas (I-1) and (I-2)]

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二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)(Rc)(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、分岐のアルキル基又はシクロアルキル基を表し、Rは、直鎖、分岐のアルキル基又はシクロアルキル基を表し、R及びRは、それぞれ独立に水素原子、又は、直鎖、分岐のアルキル基又はシクロアルキル基、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 represent a single bond or a divalent 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 represents an (R d) (R e) . Here, R a , R b and R c each independently represent a hydrogen atom, or a linear or branched alkyl group or cycloalkyl group, and R d represents a linear or branched alkyl group or cycloalkyl group. R e and R f each independently represent a hydrogen atom, or a linear or branched alkyl group or cycloalkyl group, an alkali metal, an alkaline earth metal, or onium, and R g represents a halogen ion or an inorganic group. An anion or an organic anion is represented.

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、分岐のアルキル基又はシクロ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 or branched alkyl group or cycloalkyl 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、なら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までの分岐状なら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までのシクロ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 cycloalkylene groups having 5 to 10 carbon atoms, and more 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X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二価の連結基を表し、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、二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、下記化学式に示される2価の基である、メチレン基、エーテル基、スルホ基、スルホニル基、スルフィニル基、チオエーテル基、エステル基、カルボニル基、アミノ基、アミド基、スルホンアミド基、尿素基、カルバメート基、カーボネート基、−CONHSO−基、フェニレン基、ナフチレン基、アントラセニレン基、フェナンスリレン基、メチルアルキレン基、ジメチルアルキレン基から選択される構造単位又はこれらが組み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 polymer main chain and X are directly bonded without a linking chain.
When L 101 to L 102 represent an organic linking group, L 101 to L 102 represent a divalent linking group composed of a non-metal atom, and have 0 to 60 carbon atoms and 0 to 10 nitrogen atoms. 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 a divalent group represented by the following chemical formula, a methylene group, an ether group, a sulfo group, a sulfonyl group, a sulfinyl group, a thioether group, an ester group, a carbonyl group, an amino group, and an amide group. , Sulfonamide group, urea group, carbamate group, carbonate group, —CONHSO 2 — group, phenylene group, naphthylene group, anthracenylene group, phenanthrylene group, methylalkylene group, dimethylalkylene group, or a combination thereof Can be mentioned.

一般式(I−1)において、L101は単結合、又は、−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。 In General Formula (I-1), L 101 represents a single bond or one structure selected from the group consisting of —CONH—, —NHCONH—, —OCONH—, —SO 2 NH—, and —SO 3 —. A linking group having the above is preferable.

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)(Rc)(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、分岐のアルキル基又はシクロアルキル基(好ましくは炭素数1〜8)を表し、Rは、直鎖、分岐のアルキル基又はシクロアルキル基(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、分岐のアルキル基又はシクロアルキル基(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)(Rc)(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はさらに置換基を有していてもよく、ここで導入可能な置換基としては、前記R〜R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。 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 g), - PO 3 ( R e) (R f), - OPO 3 (R e) (R f), or -PO 3 represents an (R d) (R e) . Here, R a , R b and R c each independently represent a hydrogen atom, or a linear or branched alkyl group or cycloalkyl group (preferably having 1 to 8 carbon atoms), and R d is a linear Represents a branched alkyl group or a cycloalkyl group (preferably having 1 to 8 carbon atoms), and R e and R f each independently represent a hydrogen atom, or a linear or branched alkyl group or cycloalkyl group (preferably C1-8) represents an alkali metal, alkaline earth metal, or an onium, 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 1 to R 8 are alkyl groups. Can be listed.

〜Rにおいて、直鎖、分岐のアルキル基又はシクロ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 , as the linear or branched alkyl group or cycloalkyl group, specifically, methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, Preferable examples include 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 and cyclopentyl group.
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、−NHCOCH3、−CONH2、−CON(CH2、−COOH、−SO3 -NMe4 +、−SO3 -+、−(CHCHO)H、モルホリル基等が好ましい。より好ましくは、−NHCOCH3、−CONH2、−CON(CH2、−SO3 -+、−(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。   p represents an integer of 1 to 3, preferably 2 to 3, and more preferably 3.

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において、x及びyは(A)特定親水性ポリマーにおける、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さらに好ましい。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さらに好ましい。   In the hydrophilic polymer including the structures represented by the general formulas (I-1) and (I-2), x and y are the structures represented by the general formula (I-1) in the (A) specific hydrophilic polymer. The composition ratio of the unit and the structural unit represented by the general formula (I-2) is represented. 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(I)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が、加水分解性シリル基含有親水性ポリマー中の親水性基を有する構造単位が、ポリマー全体の30mol%以上含まれることが好ましい。すなわち、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量を有する一般式(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 (I) 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. The structural unit having a hydrophilic group in the hydrolyzable silyl group-containing hydrophilic polymer is preferably contained in an amount of 30 mol% or more of the whole polymer. That is, 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 amount 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.

一般式(I−1)及び(I−2)で表される構造を含むポリマーの質量平均分子量は、1,000〜1,000,000が好ましく、1,000〜500,000がさらに好ましく、1,000〜200,000が最も好ましい。   The mass average molecular weight of the polymer containing the structures represented by the general formulas (I-1) and (I-2) is preferably 1,000 to 1,000,000, more preferably 1,000 to 500,000, 1,000 to 200,000 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 including the structures represented by the general formulas (I-1) and (I-2) are shown below together with their mass average molecular weights (MW). It is not limited to. 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.


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 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 containing 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.

〔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(II)〕 [Hydrophilic polymer (II) including structures represented by general formulas (II-1) and (II-2)]

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二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)(Rc)(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、分岐のアルキル基又はシクロアルキル基を表し、Rは、直鎖、分岐のアルキル基又はシクロアルキル基を表し、R及びRは、それぞれ独立に水素原子、又は、直鎖、分岐のアルキル基又はシクロアルキル基、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 represents a single bond or a divalent 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 represents an (R d) (R e) . Here, R a , R b and R c each independently represent a hydrogen atom, or a linear or branched alkyl group or cycloalkyl group, and R d represents a linear or branched alkyl group or cycloalkyl group. R e and R f each independently represent a hydrogen atom, or a linear or branched alkyl group or cycloalkyl group, an alkali metal, an alkaline earth metal, or onium, and R g represents a halogen ion or an inorganic group. An anion or an organic anion is represented.

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(II)は、上記一般式(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上記一般式(II−1)で表される部分構造を有することが好ましい。   The hydrophilic polymer (II) 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. It preferably has a partial structure represented by the above general formula (II-1) at the terminal thereof.

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、分岐のアルキル基又はシクロ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二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及び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が二価の有機連結基を表す場合、具体的な例及び好ましい例は、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。
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)(Rc)(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。
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 or branched alkyl group or cycloalkyl 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 divalent organic linking group. Here, the single bond means that the main chain of the polymer is directly bonded to the A 201 and Si atoms without a connecting chain. When L 201 and L 202 represent a divalent organic linking group, specific examples and preferred examples thereof may be the same as those described for L 101 in the general formula (I-1).
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 represents an (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.

201及びL202は、より好ましくは、−CHCHCHS−、−CHS−、−CONHCH(CH)CH−、−CONH−、−CO−、−CO−、−CH−である。 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 - is.

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 containing the structure represented by the general formulas (II-1) and (II-2) is, for example, a chain transfer agent (described in the radical polymerization handbook (NTS, Mikiji Tsunoike, Go Endo)). And Iniferter (described in Macromolecules 1986, 19, p287- (Otsu)) can be synthesized by radical polymerization of a hydrophilic monomer (eg, potassium salt of acrylamide, acrylic acid, 3-sulfopropyl methacrylate). 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 including the structures represented by the general formulas (II-1) and (II-2) is represented by the following general formula (i) and a radically polymerizable monomer represented by the following general formula (i). In the radical polymerization, it 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.

上記式(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 above 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(II)において、加水分解性シリル基量を有する一般式(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 (II) 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 amount. On the other hand, 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(II)の質量平均分子量は、1,000〜1,000,000が好ましく、1,000〜500,000がさらに好ましく、1,000〜200,000が最も好ましい。    The weight average molecular weight of the hydrophilic polymer (II) including the structures represented by the general formulas (II-1) and (II-2) is preferably 1,000 to 1,000,000, and 1,000 to 500,000. 000 is more preferable, and 1,000 to 200,000 is most preferable.

本発明に好適に用い得る親水性ポリマー(II)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 (II) 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.


〔一般式(III−1)及び(III−2)で表される構造を含む親水性ポリマー(III)〕
親水性ポリマー(III)は、下記一般式(III−1)及び(III−2)で表される構造を含む。親水性ポリマー(III)は、反応性基を有する幹ポリマーに親水性基を有する側鎖を導入してなる親水性グラフトポリマーであることが好ましい。
[Hydrophilic polymer (III) including structures represented by general formulas (III-1) and (III-2)]
The hydrophilic polymer (III) includes structures represented by the following general formulas (III-1) and (III-2). The hydrophilic polymer (III) is preferably a hydrophilic graft polymer obtained by introducing a side chain having a hydrophilic group into a trunk polymer having a reactive group.

一般式(III−1)及び(III−2)中、R301〜R311はそれぞれ独立に水素原子又は炭化水素基を表す。rは1〜3の整数を表し、L301〜L303は、それぞれ単結合又は二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。A301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)(Rc)(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、分岐のアルキル基又はシクロアルキル基を表し、Rは、直鎖、分岐のアルキル基又はシクロアルキル基を表し、R及びRは、それぞれ独立に水素原子、又は、直鎖、分岐のアルキル基又はシクロアルキル基、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 (III-1) and (III-2), R 301 to R 311 each independently represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group. r represents an integer of 1 to 3, and L 301 to L 303 each represents a single bond or a divalent organic linking group. x and y represent composition ratios, x represents a number satisfying 0 <x <100 and y represents 0 <y <100. A 301 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 represents an (R d) (R e) . Here, R a , R b and R c each independently represent a hydrogen atom, or a linear or branched alkyl group or cycloalkyl group, and R d represents a linear or branched alkyl group or cycloalkyl group. R e and R f each independently represent a hydrogen atom, or a linear or branched alkyl group or cycloalkyl group, an alkali metal, an alkaline earth metal, or onium, and R g represents a halogen ion or an inorganic group. An anion or an organic anion is represented.

上記一般式(III−1)及び(III−2)において、R301〜R311は、それぞれ独立に水素原子又は炭化水素基を表し、R301〜R311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、分岐のアルキル基又はシクロ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、好ましい範囲も同様である。
301、L302及びL303は、それぞれ独立に単結合又は二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A301、側鎖及びSi原子が連結鎖なしに直接結合していることを表す。L301、L302及びL303が二価の有機連結基を表す場合、具体的な例及び好ましい例は、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。
301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)(Rc)(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。
r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。
In the general formulas (III-1) and (III-2), R 301 to R 311 each independently represent a hydrogen atom or a hydrocarbon group, and hydrocarbons in the case where R 301 to R 311 represent a hydrocarbon group. Examples of the group include an alkyl group and an aryl group, and a linear or branched alkyl group or cycloalkyl group having 1 to 8 carbon atoms is preferable. Specifically, the same thing as what was mentioned by R < 101 > -R < 108 > of the said general formula (I-1) and (I-2) can be mentioned, A preferable range is also the same.
L 301 , L 302 and L 303 each independently represent a single bond or a divalent organic linking group. Here, the single bond means that the main chain of the polymer and A 301 , the side chain, and the Si atom are directly bonded without a connecting chain. When L 301 , L 302 and L 303 represent a divalent organic linking group, specific examples and preferred examples are the same as those described for L 101 in the general formula (I-1). Can do.
A 301 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 represents an (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).
r represents an integer of 1 to 3. Preferably it is 2-3, More preferably, it is 3.

この親水性グラフトポリマーは、一般的にグラフト重合体の合成法として公知の方法を用いて作成することができる。具体的には、一般的なグラフト重合体の合成方法は、“グラフト重合とその応用”井手文雄著、昭和52年発行、高分子刊行会、及び“新高分子実験学2、高分子の合成・反応”高分子学会編、共立出版(株)1995、に記載されており、これらを適用することができる。   This hydrophilic graft polymer can be prepared using a method generally known as a method for synthesizing a graft polymer. Specifically, a general method for synthesizing a graft polymer is described in “Graft Polymerization and its Application” by Fumio Ide, published in 1977, “Polymer Publications”, “New Polymer Experiments 2, Polymer Synthesis / Reaction "edited by Polymer Society of Japan, Kyoritsu Shuppan Co., Ltd. 1995, and these can be applied.

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

マクロモノマーを使用したグラフトポリマーの合成は前記の“新高分子実験学2、高分子の合成・反応”高分子学会編、共立出版(株)1995に記載されている。また山下雄他著“マクロモノマーの化学と工業”アイピーシー、1989にも詳しく記載されている。本発明に使用されるグラフトポリマーは、まず、前記の方法により合成した親水性のマクロモノマー(親水性ポリマー側鎖の前駆体に相当する)と反応性基を有するモノマーとを共重合することにより、合成することができる。   The synthesis of graft polymer using a macromonomer is described in the aforementioned “New Polymer Experiments 2, Polymer Synthesis / Reaction” edited by Polymer Society of Japan, Kyoritsu Publishing Co., Ltd. 1995. It is also described in detail in Yu Yamashita et al. The graft polymer used in the present invention is obtained by first copolymerizing a hydrophilic macromonomer (corresponding to a precursor of a hydrophilic polymer side chain) synthesized by the above method and a monomer having a reactive group. Can be synthesized.

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

一般式(III−1)及び(III−2)で表される構造を含む親水性ポリマー(III)において、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さらに好ましい。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さらに好ましい。   In the hydrophilic polymer (III) including the structures represented by the general formulas (III-1) and (III-2), x is preferably in the range of 1 <x <90, and in the range of 1 <x <50. More preferably. y is preferably in the range of 10 <y <99, and more preferably in the range of 50 <y <99.

親水性ポリマー(III)の共重合比率は、親水性基を有する一般式(III−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が、加水分解性シリル基含有親水性ポリマー中の親水性基を有する構造単位が、ポリマー全体の30mol%以上含まれることが好ましい。すなわち、一般式(III−2)の構造単位のモル比(y)と加水分解性シリル基量を有する一般式(III−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 (III) can be arbitrarily set so that the amount of the general formula (III-2) having a hydrophilic group falls within the above range. The structural unit having a hydrophilic group in the conductive polymer is preferably contained in an amount of 30 mol% or more of the whole polymer. That is, the molar ratio (y) of the structural unit of the general formula (III-2) and the molar ratio (x) of the structural unit of the general formula (III-1) having a hydrolyzable silyl group amount 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(III)は、質量平均分子量が100万以下のものが好ましく用いられ、分子量1000〜100万、さらに好ましくは2万〜10万の範囲のものである。分子量が100万以下であれば親水性被膜形成用塗布液を調製する際に溶媒への溶解性が悪化することなく、塗布液粘度が低くなり、均一な被膜を形成し易いなどハンドリング性に問題がなく、好ましい。   The hydrophilic polymer (III) preferably has a mass average molecular weight of 1,000,000 or less, and has a molecular weight of 1,000 to 1,000,000, more preferably 20,000 to 100,000. When the molecular weight is 1,000,000 or less, there is a problem in handling properties, such as the ability to form a uniform coating film without lowering the solubility in a solvent when preparing a coating solution for forming a hydrophilic coating film, without lowering the solubility in the solvent. This is preferable.

以下に、一般式(III−1)及び(III−2)で表される構造を含む親水性ポリマー(III)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 (III) including the structures represented by the general formulas (III-1) and (III-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.


親水性ポリマー(I)、(II)又は(III)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 (I), (II) or (III) may be a copolymer with another monomer. Examples of other monomers used include acrylic esters, methacrylic esters, acrylamides, methacrylamides, vinyl esters, styrenes, acrylic acid, methacrylic acid, acrylonitrile, maleic anhydride, maleic imide, etc. These known monomers are also included. By copolymerizing such monomers, various physical properties such as film forming property, film strength, hydrophilicity, hydrophobicity, solubility, reactivity, and stability can be improved.

アクリル酸エステル類の具体例としては、メチルアクリレート、エチルアクリレート、(n−又はイソ)プロピルアクリレート、(n−、イソ、sec−又はt−)ブチルアクリレート、アミルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、ドデシルアクリレート、クロロエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、2−ヒドロキシペンチルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、アリルアクリレート、トリメチロールプロパンモノアクリレート、ペンタエリスリトールモノアクリレート、ベンジルアクリレート、メトキシベンジルアクリレート、クロロベンジルアクリレート、ヒドロキシベンジルアクリレート、ヒドロキシフェネチルアクリレート、ジヒドロキシフェネチルアクリレート、フルフリルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、フェニルアクリレート、ヒドロキシフェニルアクリレート、クロロフェニルアクリレート、スルファモイルフェニルアクリレート、2−(ヒドロキシフェニルカルボニルオキシ)エチルアクリレート等が挙げられる。   Specific examples of acrylic esters include methyl acrylate, ethyl acrylate, (n- or iso) propyl acrylate, (n-, iso, sec- or t-) butyl acrylate, amyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, dodecyl acrylate Chloroethyl acrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, 2-hydroxypentyl acrylate, cyclohexyl acrylate, allyl acrylate, trimethylolpropane monoacrylate, pentaerythritol monoacrylate, benzyl acrylate, methoxybenzyl acrylate, chlorobenzyl acrylate , Hydroxybenzyl acrylate, hydroxyphenethyl acrylate, dihydroxyphenethyl Acrylate, furfuryl acrylate, tetrahydrofurfuryl acrylate, phenyl acrylate, hydroxyphenyl acrylate, chlorophenyl acrylate, sulfamoylphenyl acrylate, 2- (hydroxyphenyl carbonyloxy) ethyl acrylate.

メタクリル酸エステル類の具体例としては、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、(n−又はイソ)プロピルメタクリレート、(n−、イソ、sec−又はt−)ブチルメタクリレート、アミルメタクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、ドデシルメタクリレート、クロロエチルメタクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロキシプロピルメタクリレート、2−ヒドロキシペンチルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、アリルメタクリレート、トリメチロールプロパンモノメタクリレート、ペンタエリスリトールモノメタクリレート、ベンジルメタクリレート、メトキシベンジルメタクリレート、クロロベンジルメタクリレート、ヒドロキシベンジルメタクリレート、ヒドロキシフェネチルメタクリレート、ジヒドロキシフェネチルメタクリレート、フルフリルメタクリレート、テトラヒドロフルフリルメタクリレート、フェニルメタクリレート、ヒドロキシフェニルメタクリレート、クロロフェニルメタクリレート、スルファモイルフェニルメタクリレート、2−(ヒドロキシフェニルカルボニルオキシ)エチルメタクリレート等が挙げられる。   Specific examples of methacrylic acid esters include methyl methacrylate, ethyl methacrylate, (n- or iso) propyl methacrylate, (n-, iso, sec- or t-) butyl methacrylate, amyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, dodecyl methacrylate. , Chloroethyl methacrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate, 2-hydroxypentyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, allyl methacrylate, trimethylolpropane monomethacrylate, pentaerythritol monomethacrylate, benzyl methacrylate, methoxybenzyl methacrylate, chlorobenzyl methacrylate , Hydroxybenzyl methacrylate, hydroxyphen Chill methacrylate, dihydroxyphenethyl methacrylate, furfuryl methacrylate, tetrahydrofurfuryl methacrylate, phenyl methacrylate, hydroxyphenyl methacrylate, chlorophenyl methacrylate, sulfamoylphenyl methacrylate, 2- (hydroxyphenyl carbonyloxy) ethyl methacrylate.

アクリルアミド類の具体例としては、アクリルアミド、N−メチルアクリルアミド、N−エチルアクリルアミド、N−プロピルアクリルアミド、N−ブチルアクリルアミド、N−ベンジルアクリルアミド、N−ヒドロキシエチルアクリルアミド、N−フェニルアクリルアミド、N−トリルアクリルアミド、N−(ヒドロキシフェニル)アクリルアミド、N−(スルファモイルフェニル)アクリルアミド、N−(フェニルスルホニル)アクリルアミド、N−(トリルスルホニル)アクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N−メチル−N−フェニルアクリルアミド、N−ヒドロキシエチル−N−メチルアクリルアミド等が挙げられる。   Specific examples of acrylamides include acrylamide, N-methylacrylamide, N-ethylacrylamide, N-propylacrylamide, N-butylacrylamide, N-benzylacrylamide, N-hydroxyethylacrylamide, N-phenylacrylamide, and N-tolylacrylamide. N- (hydroxyphenyl) acrylamide, N- (sulfamoylphenyl) acrylamide, N- (phenylsulfonyl) acrylamide, N- (tolylsulfonyl) acrylamide, N, N-dimethylacrylamide, N-methyl-N-phenylacrylamide , N-hydroxyethyl-N-methylacrylamide and the like.

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

ビニルエステル類の具体例としては、ビニルアセテート、ビニルブチレート、ビニルベンゾエート等が挙げられる。
スチレン類の具体例としては、スチレン、メチルスチレン、ジメチルスチレン、トリメチルスチレン、エチルスチレン、プロピルスチレン、シクロヘキシルスチレン、クロロメチルスチレン、トリフルオロメチルスチレン、エトキシメチルスチレン、アセトキシメチルスチレン、メトキシスチレン、ジメトキシスチレン、クロロスチレン、ジクロロスチレン、ブロモスチレン、ヨードスチレン、フルオロスチレン、カルボキシスチレン等が挙げられる。
Specific examples of vinyl esters include vinyl acetate, vinyl butyrate, vinyl benzoate and the like.
Specific examples of styrenes include styrene, methyl styrene, dimethyl styrene, trimethyl styrene, ethyl styrene, propyl styrene, cyclohexyl styrene, chloromethyl styrene, trifluoromethyl styrene, ethoxymethyl styrene, acetoxymethyl styrene, methoxy styrene, dimethoxy styrene. Chlorostyrene, dichlorostyrene, bromostyrene, iodostyrene, fluorostyrene, carboxystyrene and the like.

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、親水性膜としての機能が十分であり、特定親水性ポリマー(I)、特定親水性ポリマー(II)及び/又は特定親水性ポリマー(III)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、特定親水性ポリマー(I)、特定親水性ポリマー(II)及び/又は特定親水性ポリマー(III)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、さらに好ましくは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 a hydrophilic film is sufficient, and the specific hydrophilic polymer (I ), In order to obtain the advantage of adding the specific hydrophilic polymer (II) and / or the specific hydrophilic polymer (III), it is preferable that the ratio is not too large. Accordingly, the preferred total proportion of the other monomers in the specific hydrophilic polymer (I), the specific hydrophilic polymer (II) and / or the specific hydrophilic polymer (III) is preferably 80% by mass or less, more preferably It is 50 mass% or less.

親水性ポリマー(I)、(II)又は(III)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 copolymerization ratio of the hydrophilic polymer (I), (II) or (III) can be measured with an infrared spectrophotometer by preparing a calibration curve with a nuclear magnetic resonance apparatus (NMR) or a standard substance. it can.

本発明における親水性組成物は親水性ポリマー(I)、(II)又は(III)を単独あるいは2種以上混合しても良い。
親水性ポリマー(I)、(II)又は(III)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20〜99.5質量%使用されることが好ましく、30〜99.5質量%使用されることがさらに好ましい。
In the hydrophilic composition in the present invention, the hydrophilic polymers (I), (II) or (III) may be used alone or in combination of two or more.
The hydrophilic polymer (I), (II) or (III) is preferably used in an amount of 20 to 99.5% by mass based on the total solid content of the hydrophilic composition from the viewpoint of curability and hydrophilicity. More preferably, ˜99.5% by mass is used.

上記、親水性ポリマーは、金属アルコキシドの加水分解、重縮合物と混合した状態で架橋皮膜を形成する。有機成分である親水性ポリマーは、皮膜強度や皮膜柔軟性に対して関与しており、特に、親水性ポリマーの粘度が0.1〜100mPa・s(5%水溶液、20℃測定)、好ましくは0.5〜70mPa・s、さらに好ましくは1〜50mPa・sの範囲にあると、良好な膜物性を与える。   The above-mentioned hydrophilic polymer forms a crosslinked film in a state where it is mixed with a hydrolysis and polycondensate of metal alkoxide. The hydrophilic polymer, which is an organic component, is involved in the film strength and film flexibility. In particular, the hydrophilic polymer has a viscosity of 0.1 to 100 mPa · s (5% aqueous solution, measured at 20 ° C.), preferably When it is in the range of 0.5 to 70 mPa · s, more preferably 1 to 50 mPa · s, good film properties are provided.

親水性基によりグラフト化された上記親水性ポリマーの空中水滴接触角は、親水性基が高分子鎖に置換された従来の親水性ポリマーに比して、親水性が非常に高い。すなわち、親水性基によりグラフト化された上記親水性ポリマーを含有する膜においては、従来の親水性ポリマーを含有する膜に比して、膜表面の水滴が広がりやすい。
親水性基によりグラフト化された上記親水性ポリマーが、膜表面における水滴の広がりをより大きくさせる理由は明らかではないが、高分子鎖にグラフト化された親水性基は単に置換された親水性基よりも回転性・可動性が高く、膜表面の親水性をより均一化することができるためと推察される。本発明の親水性部材は、回転性・可動性の高い親水性基を有するために、防曇性等の効果に優れると考えられる。又、本発明の親水性部材は、オリゴマー又はポリマーを含有するため、密着性等の効果に優れていると推察される。
即ち、本発明の親水性部材は、前記親水性材料と、オリゴマー又はポリマーを組成傾斜させることにより、防曇性と密着性等の効果を両立させていると推察される。
The hydrophilic water droplet contact angle of the hydrophilic polymer grafted with the hydrophilic group is very high in hydrophilicity as compared with the conventional hydrophilic polymer in which the hydrophilic group is substituted with a polymer chain. That is, in the film containing the above hydrophilic polymer grafted with a hydrophilic group, water droplets on the film surface are likely to spread as compared with a film containing a conventional hydrophilic polymer.
The reason why the hydrophilic polymer grafted with the hydrophilic group makes the water droplet spread more on the membrane surface is not clear, but the hydrophilic group grafted on the polymer chain is simply a substituted hydrophilic group. This is presumably because it has higher rotation and mobility than the above, and can make the hydrophilicity of the film surface more uniform. The hydrophilic member of the present invention is considered to be excellent in effects such as anti-fogging property because it has a hydrophilic group with high rotational property and mobility. Moreover, since the hydrophilic member of this invention contains an oligomer or a polymer, it is guessed that it is excellent in effects, such as adhesiveness.
That is, the hydrophilic member of the present invention is presumed to achieve both effects such as antifogging property and adhesion by causing the hydrophilic material and the oligomer or polymer to be compositionally inclined.

親水性基によりグラフト化された上記親水性ポリマーの空中水滴接触角は、0〜5°であることが好ましい。当該空中水滴接触角の値は、従来の親水性ポリマーが示す値(10〜20°程度)に比して非常に小さい。このような非常に小さな空中水滴接触角の値を示す親水性材料は、特に、「超親水性材料」と呼ばれる。   The contact angle of the water droplets in the air of the hydrophilic polymer grafted with the hydrophilic group is preferably 0 to 5 °. The value of the aerial water droplet contact angle is very small as compared with the value (about 10 to 20 °) of the conventional hydrophilic polymer. Such a hydrophilic material exhibiting such a very small value for the contact angle of airborne water droplets is particularly called “superhydrophilic material”.

(架橋剤)
親水性材料中に、前記親水性ポリマー(I)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、親水性材料中に前記親水性ポリマー(II)又は(III)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 polymer (I) is contained in the hydrophilic material, it is preferable to contain a crosslinking agent in order to obtain good curability. In addition, when the hydrophilic material (II) or (III) is contained in the hydrophilic material, good curability can be obtained even when the crosslinking agent is not contained, but the coating strength is extremely excellent. In order to obtain a film, a crosslinking agent may be contained.

架橋剤としては、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)が特に好ましい。金属アルコキシドは、その構造中に加水分解して重縮合可能な官能基を有し、架橋剤としての機能を果たす加水分解重合性化合物であり、金属アルコキシド同士が重縮合することにより架橋構造を有する強固な架橋皮膜を形成し、さらに前記親水性ポリマーとも化学結合することができる。金属アルコキシドは一般式(V−1)又は一般式(V−2)で表すことができ、式中、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。R20及びR21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。 As the crosslinking agent, an alkoxide compound (also referred to as a metal alkoxide) containing an element selected from Si, Ti, Zr, and Al is particularly preferable. A metal alkoxide is a hydrolyzable polymerizable compound having a functional group capable of being hydrolyzed and polycondensed in its structure and serving as a cross-linking agent, and has a cross-linked structure due to polycondensation of metal alkoxides. A strong cross-linked film can be formed and further chemically bonded to the hydrophilic polymer. The metal alkoxide can be represented by general formula (V-1) or general formula (V-2), wherein R 20 represents a hydrogen atom, an alkyl group or an aryl group, and R 21 and R 22 represent an alkyl group or Represents an aryl group, Z represents Si, Ti or Zr, and m represents an integer of 0 to 2; The number of carbon atoms when R 20 and R 21 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.

(R20−Z−(OR214−m (V−1)
Al−(OR22 (V−2)
(R 20) m -Z- (OR 21) 4-m (V-1)
Al- (OR 22 ) 3 (V-2)

以下に、一般式(V−1)又は一般式(V−2)で表される金属アルコキシドの具体例を挙げるが、これに限定されるものではない。   Although the specific example of a metal alkoxide represented by general formula (V-1) or general formula (V-2) below is given, it is not limited to this.

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、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、γ−クロロプロ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。   When Z is Si, that is, the hydrolyzable compound containing silicon includes, for example, trimethoxysilane, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetrapropoxysilane, methyltrimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, γ- Examples include chloropropyltriethoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, and the like. Among these, particularly preferred are trimethoxysilane, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, methyltrimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane and the like.

ZがTiである場合、即ち、チタンを含むものとしては、例えば、トリメトキシチタネート、テトラメトキシチタネート、トリエトキシチタネート、テトラエトキシチタネート、テトラプロポキシタネート、クロロトリメトキシチタネート、クロロトリエトキシチタネート、エチルトリメトキシチタネート、メチルトリエトキシチタネート、エチルトリエトキシチタネート、ジエチルジエトキシチタネート、フェニルトリメトキシチタネート、フェニルトリエトキシチタネート等を挙げることができる。ZがZrである場合、即ち、ジルコニウムを含むものとしては、例えば、前記チタンを含むものとして例示した化合物に対応するジルコネートを挙げることができる。
また、中心金属がAlである場合、即ち、加水分解性化合物中にアルミニウムを含むものとしては、例えば、トリメトキシアルミネート、トリエトキシアルミネート、トリプロポキシアルミネート、トリイソプロポキシアルミネート等を挙げることができる。
When Z is Ti, i.e., including titanium, for example, trimethoxy titanate, tetramethoxy titanate, triethoxy titanate, tetraethoxy titanate, tetrapropoxy titanate, chlorotrimethoxy titanate, chlorotriethoxy titanate, ethyl Examples include trimethoxy titanate, methyl triethoxy titanate, ethyl triethoxy titanate, diethyl diethoxy titanate, phenyl trimethoxy titanate, and phenyl triethoxy titanate. When Z is Zr, that is, the one containing zirconium can include, for example, 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.

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特に好ましい。   Among the above, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, methyltrimethoxysilane, and methyltriethoxysilane are particularly preferable.

Si、Ti、Zr、Alから選択される金属アルコキシド化合物は、前記一般式(I)で表される構造を含む親水性ポリマーを用いる場合は親水性組成物の全固形分に対して、0〜80質量%使用されることが好ましく、0〜70質量%使用されることがさらに好ましい。前記一般式(II)で表される構造を含む親水性ポリマーを用いる場合は親水性組成物の全固形分に対して、0〜80質量%使用されることが好ましく、0〜70質量%使用されることがさらに好ましい。   When the metal alkoxide compound selected from Si, Ti, Zr, and Al is a hydrophilic polymer containing a structure represented by the general formula (I), the total solid content of the hydrophilic composition is 0 to 0. 80% by mass is preferably used, and more preferably 0 to 70% by mass is used. When using the hydrophilic polymer containing the structure represented by the general formula (II), it is preferably used in an amount of 0 to 80% by mass, and 0 to 70% by mass based on the total solid content of the hydrophilic composition. More preferably.

(触媒)
本発明においては、加水分解性シリル基含有親水性ポリマー、さらに金属アルコキシド化合物などの架橋剤を溶媒に溶解し、よく攪拌することで、これらの成分が加水分解、重縮合し、有機−無機複合体ゾル液が形成され、このゾル溶液によって、高い親水性と高い膜強度を有する親水性膜が形成される。有機無機複合体ゾル液の調製において、加水分解及び重縮合反応を促進するために硬化触媒を用いるが好ましい。
本発明に用いられる硬化触媒としては酸性触媒、塩基性触媒、又は金属錯体触媒を使用することが好ましい。
(catalyst)
In the present invention, a hydrolyzable silyl group-containing hydrophilic polymer and a crosslinking agent such as a metal alkoxide compound are dissolved in a solvent and stirred well, so that these components are hydrolyzed and polycondensed to form an organic-inorganic composite. A body sol solution is formed, and a hydrophilic film having high hydrophilicity and high film strength is formed by the sol solution. In preparing the organic-inorganic composite sol solution, it is preferable to use a curing catalyst in order to promote hydrolysis and polycondensation reaction.
As the curing catalyst used in the present invention, it is preferable to use an acidic catalyst, a basic catalyst, or a metal complex catalyst.

本発明で用いられる硬化触媒としては、前記金属アルコキシド化合物などの架橋剤を加水分解、重縮合し、加水分解性シリル基含有親水性ポリマーと結合を生起させる反応を促進する触媒が選択され、酸、あるいは塩基性化合物をそのまま用いるか、又は、酸、あるいは塩基性化合物を水又はアルコールなどの溶媒に溶解させた状態のもの(これらを包括してそれぞれ酸性触媒、塩基性触媒とも称する)を用いる。酸、あるいは塩基性化合物を溶媒に溶解させる際の濃度については特に限定はなく、用いる酸、或いは塩基性化合物の特性、触媒の所望の含有量などに応じて適宜選択すればよい。ここで、触媒を構成する酸或いは塩基性化合物の濃度が高い場合は、加水分解、重縮合速度が速くなる傾向がある。但し、濃度の高い塩基性触媒を用いると、ゾル溶液中で沈殿物が生成する場合があるため、塩基性触媒を用いる場合、その濃度は水溶液での濃度換算で1N以下であることが望ましい。   As the curing catalyst used in the present invention, a catalyst that promotes a reaction that causes hydrolysis and polycondensation of the crosslinking agent such as the metal alkoxide compound to cause a bond with the hydrolyzable silyl group-containing hydrophilic polymer is selected. Alternatively, a basic compound is used as it is, or an acid or a basic compound dissolved in a solvent such as water or alcohol (collectively referred to as an acidic catalyst and a basic catalyst, respectively) is used. . The concentration at which the acid or basic compound is dissolved in the solvent is not particularly limited, and may be appropriately selected depending on the characteristics of the acid or basic compound used, the desired content of the catalyst, and the like. Here, when the concentration of the acid or basic compound constituting the catalyst is high, the hydrolysis and polycondensation rates tend to increase. However, when a basic catalyst with a high concentration is used, a precipitate may be generated in the sol solution. Therefore, when a basic catalyst is used, the concentration is preferably 1 N or less in terms of concentration in an aqueous solution.

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

本発明の親水性材料中において使用できる触媒は、金属錯体がとくに好ましい。
親水性膜の形成において使用できる金属錯体触媒は、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,St,Baなどの2A族元素、Al,Gaなどの3B族元素,Ti,Zrなどの4A族元素及びV,Nb及びTaなどの5A族元素が好ましく、それぞれ触媒効果の優れた錯体を形成する。その中でもZr、Al及びTiから得られる錯体が優れており、好ましい。
The catalyst that can be used in the hydrophilic material of the present invention is particularly preferably a metal complex.
The metal complex catalyst that can be used in the formation of the hydrophilic film can promote hydrolysis and polycondensation of a metal alkoxide compound selected from Si, Ti, Zr, and Al, and can cause a bond with a hydrophilic polymer. Particularly preferred metal complex catalysts include metal elements selected from groups 2A, 3B, 4A and 5A of the periodic table and β-diketones, ketoesters, hydroxycarboxylic acids or esters thereof, amino alcohols, and enolic active hydrogen compounds. It is a metal complex composed of a selected oxo or hydroxy oxygen-containing compound.
Among constituent metal elements, 2A group elements such as Mg, Ca, St and Ba, 3B group elements such as Al and Ga, 4A group elements such as Ti and Zr, and 5A group elements such as V, Nb and Ta are preferable. , Each forming a complex with excellent catalytic effect. Of these, complexes obtained from Zr, Al and Ti are excellent and preferred.

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

好ましい配位子はアセチルアセトン誘導体であり、アセチルアセトン誘導体は、本発明においては、アセチルアセトンのメチル基、メチレン基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、イソプロピルカルボニルアセトン、ジアセチルアセトン、1―アセチル−1−プロピオニル−アセチルアセトン、ヒドロキシエチルカルボニルアセトン、ヒドロキシプロピルカルボニルアセトン、アセト酢酸、アセトプロピオン酸、ジアセト酢酸、3,3−ジアセトプロピオン酸、4,4−ジアセト酪酸、カルボキシエチルカルボニルアセトン、カルボキシプロピルカルボニルアセトン、ジアセトンアルコールが挙げられる。中でも、アセチルアセトン及びジアセチルアセトンがとくに好ましい。上記のアセチルアセトン誘導体と上記金属元素の錯体は、金属元素1個当たりにアセチルアセトン誘導体が1〜4分子配位する単核錯体であり、金属元素の配位可能の手がアセチルアセトン誘導体の配位可能結合手の数の総和よりも多い場合には、水分子、ハロゲンイオン、ニトロ基、アンモニオ基など通常の錯体に汎用される配位子が配位してもよい。   Specific examples of preferred acetylacetone derivatives include acetylacetone, ethylcarbonylacetone, n-propylcarbonylacetone, isopropylcarbonylacetone, diacetylacetone, 1-acetyl-1-propionyl-acetylacetone, hydroxyethylcarbonylacetone, hydroxypropylcarbonylacetone, acetoacetic acid. , Acetopropionic acid, diacetacetic acid, 3,3-diacetpropionic acid, 4,4-diacetbutyric acid, carboxyethylcarbonylacetone, carboxypropylcarbonylacetone, 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−イソ−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 (ethylacetoacetate), cyclic aluminum oxide isopropylate, tris (acetylacetonato) barium complex, di (acetylacetonato) titanium complex, tris (acetylacetonato) titanium complex, di-iso -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)
本発明における親水性材料は、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、親水層中に安定に分散して、親水層の膜強度を十分に保持し、耐久性の高い親水性に優れる組成傾斜膜を形成することができる。
上述したような無機微粒子の中で、特にコロイダルシリカ分散物が好ましく、市販品として容易に入手することができる。
無機微粒子の含有量は、親水層の全固形分に対して、80質量%以下であるのが好ましく、50質量%以下であるのがより好ましい。
(Inorganic fine particles)
The hydrophilic material in the present invention may contain inorganic fine particles in order to improve hydrophilicity, prevent cracking of the film, and improve film strength. As the inorganic fine particles, for example, silica, alumina, magnesium oxide, titanium oxide, magnesium carbonate, calcium alginate, or a mixture thereof is preferably exemplified.
The inorganic fine particles preferably have an average particle size of 5 nm to 10 μm, and more preferably 0.5 to 3 μm. Within the above range, it is possible to form a composition gradient film that is stably dispersed in the hydrophilic layer, sufficiently retains the film strength of the hydrophilic layer, and has high durability and excellent hydrophilicity.
Among the inorganic fine particles as described above, a colloidal silica dispersion is particularly preferable and can be easily obtained as a commercial product.
The content of the inorganic fine particles is preferably 80% by mass or less, and more preferably 50% by mass or less, based on the total solid content of the hydrophilic layer.

(その他の成分)
以下に、必要に応じて親水性材料に含ませることのできる種々の添加剤について述べる。
(Other ingredients)
The various additives that can be included in the hydrophilic material as required are described below.

1)界面活性剤
本発明においては、組成傾斜膜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。
1) Surfactant In the present invention, it is preferable to use a surfactant in order to improve the surface state of the composition gradient film. 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、本発明の親水性材料中に、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 hydrophilic material of the present invention in the range of 0.001 to 10% by mass, more preferably 0.01 to 5% by mass with respect to the nonvolatile component. Moreover, surfactant can be used individually or in combination of 2 or more types.

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。   Although the specific example of a preferable surfactant is shown below, this invention is not limited to these.

2)紫外線吸収剤
本発明においては、組成傾斜膜の耐候性向上、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。
2) Ultraviolet Absorber In the present invention, an ultraviolet absorbent can be used from the viewpoint of improving the weather resistance and durability of the composition gradient 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. 5-194433, US Pat. No. 3,214,463, etc. 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.

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

4)高分子化合物
本発明の親水性部材の形成に使用される親水性材料には、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、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリビニルホルマール樹脂、シェラック、ビニル系樹脂、アクリル系樹脂、ゴム系樹脂、ワックス類、その他の天然樹脂等が使用できる。また、これらは2種以上併用してもかまわない。これらのうち、アクリル系のモノマーの共重合によって得られるビニル系共重合体が好ましい。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。
4) Polymer compound In order to adjust the film physical properties of the hydrophilic film, various polymer compounds may be added to the hydrophilic material used for forming the hydrophilic member of the present invention as long as the hydrophilic property is not inhibited. it can. High molecular compounds include acrylic polymer, polyvinyl alcohol resin, polyvinyl butyral resin, polyurethane resin, polyamide resin, polyester resin, epoxy resin, phenol resin, polycarbonate resin, polyvinyl formal resin, shellac, vinyl resin, acrylic resin. Rubber resins, waxes and other natural resins can be used. Two or more of these may be used in combination. Of these, vinyl copolymers obtained by copolymerization of acrylic monomers are 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.

5)抗菌剤
本発明の親水性部材が有する組成傾斜膜に抗菌性、防カビ性、防藻性を付与するために、親水性材料に抗菌剤を含有させることができる。親水性膜の形成において、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を与える組成傾斜膜が得られる。
抗菌剤としては、組成傾斜膜により形成される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い。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。
5) Antibacterial agent In order to impart antibacterial, antifungal and antialgal properties to the composition gradient film of the hydrophilic member of the present invention, an antibacterial agent can be contained in the hydrophilic material. In the formation of the hydrophilic film, it is preferable to contain a hydrophilic and water-soluble antibacterial agent. By containing a hydrophilic and water-soluble antibacterial agent, a composition gradient film that gives a surface hydrophilic member excellent in antibacterial, antifungal and antialgal properties without impairing the surface hydrophilicity can be obtained.
As the antibacterial agent, it is preferable to add a compound that does not lower the hydrophilicity of the hydrophilic member formed by the composition gradient film. Examples of such antibacterial agents include inorganic antibacterial agents and water-soluble organic antibacterial agents. As the antibacterial agent, those exhibiting a bactericidal effect on fungi existing around us, such as bacteria represented by Staphylococcus aureus and Escherichia coli, fungi such as fungi and yeast, and the like are used.

〔樹脂材料〕
(オリゴマー又はポリマー)
本発明の樹脂材料として使用可能なオリゴマーとは、限定的ではないが、例えば、分子量1,000〜5,000の重合体のことをいう。そして、ポリマーとは、例えば、分子量5,000以上の重合体のことをいい、好ましくは分子量5,000〜10,000の化合物のことをいう。
[Resin material]
(Oligomer or polymer)
The oligomer that can be used as the resin material of the present invention is not limited, but refers to, for example, a polymer having a molecular weight of 1,000 to 5,000. The polymer means, for example, a polymer having a molecular weight of 5,000 or more, preferably a compound having a molecular weight of 5,000 to 10,000.

本発明の樹脂材料として使用可能なオリゴマー又はポリマーとしては特に制限がないが、例えば、オリゴ又はポリエチレンテレフタレート、オリゴ又はポリカーボネート、オリゴ又はポリプロピレン、オリゴ又はポリエチレン、環状オリゴ又はポリオレフィン、ノルボルネンオリゴマー又はポリマー、オリゴ又はポリスチレン、スチレン−アクリレートコオリゴマー又はコポリマー、アクリロニトリル−スチレンコオリゴマー又はコポリマー、オリゴ又はポリエチレンナフタレート、オリゴ又はポリエーテルスルホン、オリゴ又はポリスルホン、ナイロン(オリゴマー又はポリマー)、ウレタンオリゴマー又はポリマー、オリゴ又はポリアクリレート、オリゴ又はポリメタクリレート、酢酸セルロース(オリゴマー又はポリマー)、セルローストリアセテート、セロファン(オリゴマー又はポリマー)、塩化ビニルオリゴマー又はポリマー、オリゴ又はポリフッ化ビニル、オリゴ又はポリフッ化ビニリデン等が挙げられる。但し、本発明のオリゴマー又はポリマーを含有する樹脂材料は、上記の親水性材料とは異なる。
これらのうち、ウレタンオリゴマー又はポリマー、オリゴ又はポリアクリレート、オリゴ又はポリメタクリレート、又は、オリゴ又はポリスチレンが好ましく、ウレタンオリゴマー又はポリマーが特に好ましい。
The oligomer or polymer that can be used as the resin material of the present invention is not particularly limited. For example, oligo or polyethylene terephthalate, oligo or polycarbonate, oligo or polypropylene, oligo or polyethylene, cyclic oligo or polyolefin, norbornene oligomer or polymer, oligo Or polystyrene, styrene-acrylate co-oligomer or copolymer, acrylonitrile-styrene co-oligomer or copolymer, oligo or polyethylene naphthalate, oligo or polyether sulfone, oligo or polysulfone, nylon (oligomer or polymer), urethane oligomer or polymer, oligo or poly Acrylate, oligo or polymethacrylate, cellulose acetate (oligomer or polymer), cellulose Triacetate, cellophane (oligomers or polymers), vinyl oligomers or polymers chloride, oligo- or polyvinyl fluoride, oligo- or polyvinylidene fluoride, and the like. However, the resin material containing the oligomer or polymer of the present invention is different from the hydrophilic material described above.
Among these, urethane oligomer or polymer, oligo or polyacrylate, oligo or polymethacrylate, or oligo or polystyrene are preferable, and urethane oligomer or polymer is particularly preferable.

インク中におけるオリゴマー又はポリマーの含有量は、インクの全質量に対して、10質量%以上含有することが好ましい。インク中におけるオリゴマー又はポリマーのより好ましい含有量としては、30質量%以上80質量%以下であり、更に好ましくは、30質量%以上70質量%以下の範囲内であり、特に好ましくは、40質量%以上60質量%以下の範囲内である。   The content of the oligomer or polymer in the ink is preferably 10% by mass or more with respect to the total mass of the ink. The more preferable content of the oligomer or polymer in the ink is 30% by mass or more and 80% by mass or less, more preferably 30% by mass or more and 70% by mass or less, and particularly preferably 40% by mass. It is in the range of 60 mass% or less.

(ウレタンオリゴマー又はポリマー)
本発明におけるウレタンオリゴマー又はポリマーとは、ウレタンのオリゴマー又はウレタンのポリマー(「ポリウレタン」ともいう。)をそれぞれ指す。これらのうち、ウレタンオリゴマーを用いることがより好ましい。
(Urethane oligomer or polymer)
The urethane oligomer or polymer in the present invention refers to a urethane oligomer or a urethane polymer (also referred to as “polyurethane”). Among these, it is more preferable to use a urethane oligomer.

ウレタンオリゴマー又はポリマーを使用することが好ましい理由として、ウレタンポリマー又はオリゴマーは基材との密着性が良好なことに加え、親水性材料と水素結合による相互作用で強靭なポリマーブレンド膜を形成することができるからである。   The reason why it is preferable to use a urethane oligomer or polymer is that the urethane polymer or oligomer has a good adhesion to the base material and forms a tough polymer blend film by interaction with a hydrophilic material through hydrogen bonding. Because you can.

本発明のウレタンオリゴマー又はポリマーとしては、ウレタン結合及びウレア結合を含有するオリゴマー又はポリマーであるか、ウレタン結合及び反応性基を有するオリゴマー又はポリマーであることが好ましい。   The urethane oligomer or polymer of the present invention is preferably an oligomer or polymer containing a urethane bond and a urea bond, or an oligomer or polymer having a urethane bond and a reactive group.

上記ウレタン結合及びウレア結合を含有するオリゴマー又はポリマーとしては、柔軟性の高いアルキレン連結を有するもの、エネルギーにより反応、硬化する官能基を有するオリゴマー又はポリマー等を好ましく使用することができる。
具体的には、JUX−33(アイカ工業(株)製)等を好ましく使用することができる。
As the oligomer or polymer containing the urethane bond and urea bond, those having a highly flexible alkylene linkage, oligomers or polymers having a functional group that reacts and cures by energy, and the like can be preferably used.
Specifically, JUX-33 (manufactured by Aika Industry Co., Ltd.) or the like can be preferably used.

また、上記ウレタン結合及び反応性基を有するオリゴマー又はポリマーとしては、下記一般式(A)で表される繰り返し単位を有するオリゴマー又はポリマーであることが更に好ましい。   The oligomer or polymer having a urethane bond and a reactive group is more preferably an oligomer or polymer having a repeating unit represented by the following general formula (A).

上記一般式で表される繰り返し単位において、RA1〜RA3はそれぞれ独立して、アルキレン基、アリーレン基又はビアリーレン基を表し、RA4〜RA6はそれぞれ独立して、水素原子、アルキル基、アリール基又はヘテロアリール基を表す。 In the repeating unit represented by the above general formula, R A1 to R A3 each independently represents an alkylene group, an arylene group, or a biarylene group, and R A4 to R A6 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, An aryl group or a heteroaryl group is represented.

上記アルキレン基としては、炭素数1〜10のアルキレン基が好ましい。
上記アリーレン基としては、フェニレン基又はナフチレン基が好ましい。
上記ビアリーレン基としては、ビフェニレン基又はビナフチレン基が好ましい。
上記アルキル基としては、炭素数1〜10のアルキル基が好ましい。
上記アリール基としては、フェニル基又はナフチル基が好ましい。
上記へテロアリール基としては、ピリジル基が好ましい。
As said alkylene group, a C1-C10 alkylene group is preferable.
As said arylene group, a phenylene group or a naphthylene group is preferable.
The biarylene group is preferably a biphenylene group or a binaphthylene group.
As said alkyl group, a C1-C10 alkyl group is preferable.
The aryl group is preferably a phenyl group or a naphthyl group.
As the heteroaryl group, a pyridyl group is preferable.

上記一般式(A)で表されるウレタンポリマー又はオリゴマーとしては、UN−1225(根上工業製)、CN962、CN965、CN971(Sartomer製)等を好ましく使用することができる。   As the urethane polymer or oligomer represented by the general formula (A), UN-1225 (manufactured by Negami Kogyo), CN962, CN965, CN971 (manufactured by Sartomer) and the like can be preferably used.

(その他の成分)
その他、樹脂材料に含ませることのできる種々の添加剤としては、親水性材料に含ませることのできる上述のその他の成分が挙げられる。
(Other ingredients)
Other various additives that can be included in the resin material include the above-described other components that can be included in the hydrophilic material.

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

本発明に用いられるプラスチック基板としては、特に制限はないが、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、セロファン、トリアセチルセルロース、ジアセチルセルロース、アセチルセルロースブチレート、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、エチレンビニルアルコール、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリメチルペンテン、ポリスルフォン、ポリエーテルケトン、アクリル、ナイロン、フッ素樹脂、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルフォン等のフィルムもしくはシートを挙げることができる。その中でも特にポリエチレンテレフタレート,ポリエチレンナフタレート等のポリエステフィルムが好ましい。なお、光学的には、透明性に優れている方が好ましい場合が多いが、用途によっては半透明、あるいは、印刷されたものも用いられる。   The plastic substrate used in the present invention is not particularly limited, but polyester, polyethylene, polypropylene, cellophane, triacetyl cellulose, diacetyl cellulose, acetyl cellulose butyrate, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyvinyl alcohol, ethylene vinyl alcohol And films or sheets of polystyrene, polycarbonate, polymethylpentene, polysulfone, polyetherketone, acrylic, nylon, fluororesin, polyimide, polyetherimide, polyethersulfone, and the like. Of these, polyester films such as polyethylene terephthalate and polyethylene naphthalate are particularly preferred. In addition, in terms of optical properties, it is often preferable to have excellent transparency, but depending on the application, translucent or printed materials may be used.

基材の厚さは通常25μm〜1000μm程度のものを用いることができるが、好ましくは25μm〜250μmであり、30μm〜90μmであることがより好ましい。
基材の幅は任意のものを使うことができるが、ハンドリング、得率、生産性の点から通常は1000mm以下のものが用いられ、800mm以下であることが好ましく、600mm以下であることが更に好ましい。透明支持体はロール形態の長尺で取り扱うことができ、通常200m以内、好ましくは100m以内のものである。
基材の表面は平滑であることが好ましく、平均粗さRaの値が1μm以下であることが好ましく、0.8μm以下であることが好ましく、0.7μm以下であることが更に好ましい。
Although the thickness of a base material can use about 25 micrometers-about 1000 micrometers normally, Preferably it is 25 micrometers-250 micrometers, and it is more preferable that it is 30 micrometers-90 micrometers.
Any width of the substrate can be used, but from the viewpoint of handling, yield, and productivity, a width of 1000 mm or less is usually used, preferably 800 mm or less, and more preferably 600 mm or less. preferable. The transparent support can be handled in the form of a roll, and is usually within 200 m, preferably within 100 m.
The surface of the substrate is preferably smooth, and the average roughness Ra is preferably 1 μm or less, more preferably 0.8 μm or less, and even more preferably 0.7 μm or less.

[組成傾斜膜]
本発明に係る親水性部材は、基材上に設けられ、下記親水性材料1)及び樹脂材料2)を含む膜であって、該膜が膜の厚み方向において前記基材に最も近い側から最も遠い側に向かって1)の比率が大きくなり、かつ、2)の比率が小さくなるように、1)及び2)の組成が連続的に変化する組成傾斜膜を有する。
[Composition gradient film]
The hydrophilic member according to the present invention is a film that is provided on a base material and includes the following hydrophilic material 1) and resin material 2), from the side closest to the base material in the thickness direction of the film. It has a composition gradient film in which the compositions of 1) and 2) continuously change so that the ratio of 1) increases toward the farthest side and the ratio of 2) decreases.

本発明における組成傾斜膜の膜厚は、特に限定されることはないが、1μm以上が好ましく、1μm〜20μmがより好ましく、3μm〜10μmが更に好ましい。この範囲であれば、良好な親水性を示す親水性部材を得ることができる。   The thickness of the composition gradient film in the present invention is not particularly limited, but is preferably 1 μm or more, more preferably 1 μm to 20 μm, still more preferably 3 μm to 10 μm. If it is this range, the hydrophilic member which shows favorable hydrophilic property can be obtained.

図1に、本発明で形成される親水性部材に含まれる組成傾斜膜の断面を模式的に示す。
本発明に係る親水性部材1は、基材2上に組成傾斜膜3からなるパターンを有する。組成傾斜膜3は、その厚み方向において基材2に最も遠い側Aから基材2に最も近い側Bに向かって(即ち、図1中の矢印の方向に)、親水性材料1)から樹脂材料2)に連続的に組成が変化している。
ここで、「厚み方向」とは、組成傾斜膜3の「膜厚方向」を意味する。
「厚み方向において親水性材料1)から樹脂材料2)に連続的に組成が変化する」とは、厚み方向に組成傾斜膜をある厚み(例えば、0.1〜5μm)の領域毎に区切り、各領域での樹脂材料2)と親水性材料1)の総質量に対する樹脂材料2)の質量が占める割合(以下、「樹脂の含有率」ともいう。)を測定したときに、隣接する領域間の樹脂の含有率の差が50%以下であることをいう。そして、好ましくは30%以下であることを意味する。隣接する領域間の樹脂の含有率の差が50%以下になると、樹脂の含有率の変化が段階的ではなくなり、高い密着性及び親水性を得ることができる。なお、ある2つの隣接する領域間の樹脂の含有率の差が0%であってもよい。
組成傾斜膜3の基材に最も遠い側Aにおける樹脂の含有率(例えば、Aから厚み0.1〜5μmまでの領域における樹脂の含有率)は、高い親水性を得る観点から、0〜50%であることが好ましく、0〜30%であることがより好ましく、実質的に0%(0〜0.2%)であることが更に好ましい。また、基材から最も近い側Bにおける樹脂の含有率(例えば、Bから厚み0.1〜5μmまでの領域における樹脂の含有率)は、高い密着性を得る観点から、50〜100%であることが好ましく、70〜100%であることがより好ましく、実質的に100%(99〜100%)であることが更に好ましい。
In FIG. 1, the cross section of the composition inclination film | membrane contained in the hydrophilic member formed by this invention is typically shown.
The hydrophilic member 1 according to the present invention has a pattern composed of a composition gradient film 3 on a substrate 2. The composition gradient film 3 is formed from the hydrophilic material 1) to the resin in the thickness direction from the side A farthest from the base material 2 toward the side B closest to the base material 2 (that is, in the direction of the arrow in FIG. 1). The composition continuously changes to material 2).
Here, the “thickness direction” means the “film thickness direction” of the composition gradient film 3.
“The composition changes continuously from the hydrophilic material 1) to the resin material 2) in the thickness direction” means that the composition gradient film is divided into regions of a certain thickness (for example, 0.1 to 5 μm) in the thickness direction, When the ratio of the mass of the resin material 2) to the total mass of the resin material 2) and the hydrophilic material 1) in each region (hereinafter also referred to as “resin content”) is measured, This means that the difference in the resin content is 50% or less. And it means that it is preferably 30% or less. When the difference in resin content between adjacent regions is 50% or less, the change in the resin content is not stepwise, and high adhesion and hydrophilicity can be obtained. The difference in resin content between two adjacent regions may be 0%.
The content of the resin on the side A farthest from the base material of the composition gradient film 3 (for example, the content of the resin in the region from A to a thickness of 0.1 to 5 μm) is 0 to 50 from the viewpoint of obtaining high hydrophilicity. %, More preferably 0 to 30%, and still more preferably 0% (0 to 0.2%). Further, the content of the resin on the side B closest to the substrate (for example, the content of the resin in the region from B to a thickness of 0.1 to 5 μm) is 50 to 100% from the viewpoint of obtaining high adhesion. It is preferably 70 to 100%, more preferably 100% (99 to 100%).

本発明の組成傾斜膜における、樹脂材料2)と親水性材料1)の総質量に対する樹脂材料2)の質量が占める割合を、基材側より膜の厚み方向に0.1μmの厚みごとに測定したときに、隣り合う測定位置での上記割合の差がいずれも50%以下であることが好ましい。また、上記割合の差は、いずれも30%以下であることが更に好ましい。   In the composition gradient film of the present invention, the ratio of the mass of the resin material 2) to the total mass of the resin material 2) and the hydrophilic material 1) is measured for each thickness of 0.1 μm from the substrate side in the film thickness direction. It is preferable that the difference in the ratios at adjacent measurement positions is 50% or less. Further, the difference in the ratios is more preferably 30% or less.

各領域における樹脂の含有率は、例えば、XPSの深さ方向プロファイルにより求めることができる。   The resin content in each region can be obtained by, for example, an XPS depth profile.

組成傾斜膜3の構成は、上記のように樹脂の含有率の連続的変化があれば、特に限定されないが、図2に示すような樹脂の含有率の異なる複数の層が積層した構成を好ましい例として挙げられる。
図2に示す親水性部材1aは、基材2上に組成傾斜膜3を有し、該組成傾斜膜3は、樹脂の含有率の異なる複数の層3−1、3−2、3−3、3−4、3−5を有する。層3−1、3−2、3−3、3−4、3−5は、基材2に最も遠いA側の層3−5から基材2に最も近いB側の層3−1に向かって(即ち、図2中の矢印の方向に)、樹脂の含有率が0%〜100%の範囲内で連続的に大きくなっている。
良好な密着性及び親水性を得る上で、層3−1、3−2、3−3、3−4、3−5のうち、隣り合う2層の樹脂の含有率の差は50%以下であり、好ましくは30%以下である。また、基材2に最も遠いA側の層3−5の樹脂の含有率は0%〜20%であることが好ましく、0%〜15%であることがより好ましい。基材2に最も近いB側の層3−1の樹脂の含有率は80%〜100%であることが好ましく、85%〜100%であることがより好ましい。
図2では、層3−1、3−2、3−3、3−4、3−5の5層を積層して組成傾斜膜3を形成しているが、積層する層の数は特に限定されない。好ましくは3〜10層であり、より好ましくは3〜7層である。また、各層の厚みは0.1μm〜5μmが好ましく、0.3μm〜3μmがより好ましい。各層の厚みは実質的に等しい(厚みの誤差が±0.5μmの範囲)ことが好ましい。
なお、層間の界面が明確でない場合には、組成傾斜膜3の厚み方向において厚み0.1μm〜5μmで区切った領域を「層」とみなしてもよい。
各領域における樹脂の含有率は、例えば、XPSの深さ方向プロファイルにより求めることができる。
The composition of the composition gradient film 3 is not particularly limited as long as there is a continuous change in the resin content as described above, but a structure in which a plurality of layers having different resin contents as shown in FIG. Take as an example.
A hydrophilic member 1a shown in FIG. 2 has a composition gradient film 3 on a substrate 2, and the composition gradient film 3 includes a plurality of layers 3-1, 3-2, 3-3 having different resin contents. 3-4, 3-5. The layers 3-1, 3-2, 3-3, 3-4, 3-5 are changed from the A-side layer 3-5 farthest to the base material 2 to the B-side layer 3-1 nearest to the base material 2. Towards (that is, in the direction of the arrow in FIG. 2), the resin content continuously increases within a range of 0% to 100%.
In obtaining good adhesion and hydrophilicity, the difference in the resin content of two adjacent layers among the layers 3-1, 3-2, 3-3, 3-4, 3-5 is 50% or less. Preferably, it is 30% or less. Further, the resin content of the A-side layer 3-5 farthest from the substrate 2 is preferably 0% to 20%, more preferably 0% to 15%. The resin content of the layer 3-1 on the B side closest to the substrate 2 is preferably 80% to 100%, and more preferably 85% to 100%.
In FIG. 2, the composition gradient film 3 is formed by laminating five layers 3-1, 3-2, 3-3, 3-4, and 3-5, but the number of layers to be laminated is particularly limited. Not. Preferably it is 3-10 layers, More preferably, it is 3-7 layers. The thickness of each layer is preferably 0.1 μm to 5 μm, and more preferably 0.3 μm to 3 μm. It is preferable that the thickness of each layer is substantially equal (thickness error is in a range of ± 0.5 μm).
In addition, when the interface between layers is not clear, a region separated by a thickness of 0.1 μm to 5 μm in the thickness direction of the composition gradient film 3 may be regarded as a “layer”.
The resin content in each region can be obtained by, for example, an XPS depth profile.

本発明は、前記1)の親水性材料を含むインク組成物と前記2)の樹脂材料を含むインク組成物の少なくとも2種のインク組成物をインクジェット法により前記基材上に吐出する本発明の親水性部材の形成方法にも関する。
以下、本発明で使用するインクについて説明する。
According to the present invention, at least two types of ink compositions, the ink composition containing the hydrophilic material of 1) and the ink composition containing the resin material of 2), are ejected onto the substrate by an ink jet method. It also relates to a method for forming a hydrophilic member.
Hereinafter, the ink used in the present invention will be described.

(インク組成物)
本発明で使用するインク組成物は、前記1)の親水性材料を含有するインク組成物と、前記2)の樹脂材料を含有するインク組成物とに大別される。インク組成物は、前記1)の親水性材料、前記2)の樹脂材料以外に、溶媒、バインダー成分、その他の添加剤を含んでもよい。
当該インク組成物は単独でインクとして使用してもよく、2種以上のインク組成物を混合しインクとして使用してもよい。
(Ink composition)
The ink composition used in the present invention is roughly classified into the ink composition containing the hydrophilic material of 1) and the ink composition containing the resin material of 2). The ink composition may contain a solvent, a binder component, and other additives in addition to the hydrophilic material of 1) and the resin material of 2).
The ink composition may be used alone as an ink, or two or more ink compositions may be mixed and used as an ink.

(インク)
本発明で使用するインクとして、前記1)の親水性材料を含有するインク組成物を含むインクと、前記2)の樹脂材料を含有するインク組成物を含むインクとを、それぞれ独立した2種以上のインクとして使用してもよいし、前記1)の親水性材料を含有するインク組成物を含むインクと、前記2)の樹脂材料を含有するインク組成物を含むインクとを、混合してなる混合インクとして使用してもよい。
該インクは、前記1)の親水性材料、前記2)の樹脂材料以外に、溶媒、バインダー成分、その他の添加剤を含んでもよい。
(ink)
As the ink used in the present invention, two or more independent inks containing the ink composition containing the hydrophilic material of 1) and the ink containing the ink composition containing the resin material of 2) are used. The ink containing the ink composition containing the hydrophilic material of 1) and the ink containing the ink composition containing the resin material of 2) are mixed. It may be used as a mixed ink.
In addition to the hydrophilic material of 1) and the resin material of 2), the ink may contain a solvent, a binder component, and other additives.

(溶媒)
本発明に係るインク組成物は、前記1)の親水性材料、前記2)の樹脂材料と溶媒とを混合して調製する。
溶媒としては、水、有機溶媒から適宜選択して用いることができ、沸点が50℃以上の液体であることが好ましく、沸点が60℃〜300℃の範囲の有機溶媒であることがより好ましい。
溶媒は、インク組成物中の固形分濃度が1〜70質量%となる割合で用いることが好ましい。更には、5〜60質量%が好ましい。この範囲において、得られるインクは作業性良好な粘度の範囲となる。
(solvent)
The ink composition according to the present invention is prepared by mixing the hydrophilic material of 1), the resin material of 2) and a solvent.
As a solvent, it can select and use suitably from water and an organic solvent, It is preferable that it is a liquid whose boiling point is 50 degreeC or more, and it is more preferable that it is an organic solvent whose boiling point is the range of 60 to 300 degreeC.
It is preferable to use the solvent in such a ratio that the solid content concentration in the ink composition is 1 to 70% by mass. Furthermore, 5-60 mass% is preferable. Within this range, the resulting ink has a viscosity range with good workability.

溶媒としては、アルコール類、ケトン類、エステル類、ニトリル類、アミド類、エーテル類、エーテルエステル類、炭化水素類、ハロゲン化炭化水素類等が挙げられる。具体的には、具体的には、アルコール(例えばメタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ベンジルアルコール、エチレングリコール、プロピレングリコール、エチレングリコールモノアセテート、クレゾール等)、ケトン(例えばメチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン等)、エステル(例えば酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、蟻酸エチル、蟻酸プロピル、蟻酸ブチル、乳酸エチル等)、脂肪族炭化水素(例えばヘキサン、シクロヘキサン)、ハロゲン化炭化水素(例えばメチレンクロライド、メチルクロロホルム等)、芳香族炭化水素(例えばトルエン、キシレン等)、アミド(例えばジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、n−メチルピロリドン等)、エーテル(例えばジオキサン、テトラハイドロフラン、エチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル等)、エーテルアルコール(例えば1−メトキシ−2−プロパノール、エチルセルソルブ、メチルカルビノール等)、フルオロアルコール類(例えば、特開平8−143709号公報 段落番号[0020]、同11−60807号公報 段落番号[0037]等に記載の化合物)が挙げられる。
これらの溶媒は、それぞれ単独で又は2種以上を混合して使用することができる。好ましい溶媒としては、トルエン、キシレン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、メタノール、イソプロパノール、ブタノールが挙げられる。
Examples of the solvent include alcohols, ketones, esters, nitriles, amides, ethers, ether esters, hydrocarbons, halogenated hydrocarbons and the like. Specifically, alcohol (for example, methanol, ethanol, propanol, butanol, benzyl alcohol, ethylene glycol, propylene glycol, ethylene glycol monoacetate, cresol, etc.), ketone (for example, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, Methylcyclohexanone), esters (eg, methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, butyl acetate, ethyl formate, propyl formate, butyl formate, ethyl lactate, etc.), aliphatic hydrocarbons (eg, hexane, cyclohexane), halogenated hydrocarbons ( For example, methylene chloride, methyl chloroform, etc.), aromatic hydrocarbons (eg, toluene, xylene, etc.), amides (eg, dimethylformamide, dimethylacetamide, n-methylpyrrole) Don, etc.), ethers (eg, dioxane, tetrahydrofuran, ethylene glycol dimethyl ether, propylene glycol dimethyl ether, etc.), ether alcohols (eg, 1-methoxy-2-propanol, ethyl cellosolve, methyl carbinol, etc.), fluoroalcohols (eg, JP, 8-143709, A paragraph number [0020], 11-60807 gazette Paragraph number [0037], etc.).
These solvents can be used alone or in admixture of two or more. Preferred solvents include toluene, xylene, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, methanol, isopropanol, and butanol.

(添加剤)
本発明に係るインク組成物には、前記1)の親水性材料、前記2)の樹脂材料の他、表面張力調整剤、防汚剤、耐水性付与剤、耐薬品性付与剤等の他の添加剤を含むことができる。
(Additive)
In the ink composition according to the present invention, in addition to the hydrophilic material of 1) and the resin material of 2), the surface tension adjusting agent, antifouling agent, water resistance imparting agent, chemical resistance imparting agent, and the like. Additives can be included.

(インク物性)
本発明に係るインクの粘度は、成膜時の均一性、インクジェット吐出時の安定性、インクの保存安定性の観点から、5〜40cPが好ましく、5〜30cPがより好ましく、8〜20cPが更に好ましい。
また、インクの表面張力は、成膜時の均一性、インクジェット吐出時の安定性、インクの保存安定性の観点から、10〜40mN/mが好ましく、15〜35mN/mがより好ましく、20〜30mN/mが更に好ましい。
(Ink properties)
The viscosity of the ink according to the present invention is preferably 5 to 40 cP, more preferably 5 to 30 cP, and even more preferably 8 to 20 cP from the viewpoints of uniformity during film formation, stability during inkjet ejection, and storage stability of the ink. preferable.
The surface tension of the ink is preferably 10 to 40 mN / m, more preferably 15 to 35 mN / m, from the viewpoints of uniformity during film formation, stability during inkjet ejection, and storage stability of the ink. 30 mN / m is more preferable.

(インクジェット法による組成傾斜膜の作成)
以下、本発明のインクジェット法による組成傾斜膜の作成について説明する。
本発明においては、前記1)の親水性材料を含有するインク組成物を含むインクと、前記2)の樹脂材料を含有するインク組成物を含むインクとをそれぞれ独立した2種以上のインクとしてをインクジェット法により基材上に吐出するか、親水性材料を含有するインク組成物を含むインクと、樹脂材料を含有するインク組成物を含むインクとを混合してなる混合インクをインクジェット法により基材上に吐出する。
(Creation of composition gradient film by inkjet method)
Hereinafter, preparation of a composition gradient film by the inkjet method of the present invention will be described.
In the present invention, the ink containing the ink composition containing the hydrophilic material of 1) and the ink containing the ink composition containing the resin material of 2) are used as two or more independent inks. A mixed ink formed by mixing an ink containing an ink composition containing a hydrophilic material and an ink containing an ink composition containing a resin material is ejected onto the base material by an ink jet method. Dispense up.

インクジェット法としては、インクジェットプリンターにより画像記録を行う方法であれば、インクジェットの記録方式に制限はなく、公知の方式、例えば静電誘引力を利用してインク組成物を吐出させる電荷制御方式、ピエゾ素子の振動圧力を利用するドロップオンデマンド方式(圧力パルス方式)、電気信号を音響ビームに変えインク組成物に照射して放射圧を利用してインク組成物を吐出させる音響インクジェット方式、及びインク組成物を加熱して気泡を形成し、生じた圧力を利用するサーマルインクジェット(バブルジェット(登録商標))方式等に用いられる。
インクの液滴の制御は主にプリントヘッドにより行われる。例えばサーマルインクジェット方式の場合、プリントヘッドの構造で打滴量を制御することが可能である。すなわち、インク室、加熱部、ノズルの大きさを変えることにより、所望のサイズで打滴することができる。またサーマルインクジェット方式であっても、加熱部やノズルの大きさが異なる複数のプリントヘッドを持たせることで、複数サイズの打滴を実現することも可能である。ピエゾ素子を用いたドロップオンデマンド方式の場合、サーマルインクジェット方式と同様にプリントヘッドの構造上打滴量を変えることも可能であるが、ピエゾ素子を駆動する駆動信号の波形を制御することによっても、同じ構造のプリントヘッドで複数のサイズの打滴を行うことができる。
As an ink jet method, there is no limitation on an ink jet recording method as long as an image is recorded by an ink jet printer, and a known method, for example, a charge control method for discharging an ink composition using electrostatic attraction, a piezoelectric method, or the like. Drop-on-demand method (pressure pulse method) that uses the vibration pressure of the element, acoustic ink jet method that discharges the ink composition using radiation pressure by irradiating the ink composition by converting the electrical signal into an acoustic beam, and ink composition It is used in a thermal ink jet (Bubble Jet (registered trademark)) system or the like that uses a pressure generated by heating an object to form bubbles.
The ink droplets are mainly controlled by the print head. For example, in the case of the thermal ink jet method, it is possible to control the droplet ejection amount by the structure of the print head. That is, droplets can be ejected in a desired size by changing the sizes of the ink chamber, the heating unit, and the nozzle. Even in the case of the thermal ink jet method, it is possible to realize droplet ejection of a plurality of sizes by providing a plurality of print heads having different sizes of heating units and nozzles. In the case of a drop-on-demand method using a piezo element, it is possible to change the droplet ejection amount due to the structure of the print head, as in the case of the thermal ink jet method, but also by controlling the waveform of the drive signal that drives the piezo element. A plurality of sizes of droplets can be ejected with a print head having the same structure.

インクの基材上への吐出方法(描画方法)としては、親水性材料を含有するインク組成物を含むインクと樹脂材料を含有するインク組成物を含むインクとを別々のインクジェットヘッドに供給し、両者の吐出量の比率を調節しながら、同時に吐出させて基材上で混合させる描画混合法が挙げられる。また、それとは別の方法としては、予めインクを親水性材料を含有するインク組成物を含むインクと樹脂材料を含有するインク組成物を含むインクとを混合させた混合インクで両者の比率が異なるものを複数種類調製したものをインクジェットヘッドに供給し、ヘッドを順番に選択して、親水性材料を含有するインク組成物を含むインクと、樹脂材料を含有するインク組成物を含むインクとの比率が異なる混合インクを順次吐出させて描画する混合インク法が挙げられる。   As an ink ejection method (drawing method) on a base material, an ink containing an ink composition containing a hydrophilic material and an ink containing an ink composition containing a resin material are supplied to separate inkjet heads, There is a drawing and mixing method in which the ratio of both discharge amounts is adjusted and discharged simultaneously and mixed on the substrate. As another method, the ratio of the two is different in a mixed ink in which an ink containing an ink composition containing a hydrophilic material and an ink containing an ink composition containing a resin material are mixed in advance. The ratio of the ink containing an ink composition containing a hydrophilic material and the ink containing an ink composition containing a resin material by supplying a plurality of types of prepared materials to an inkjet head and selecting the heads in order There is a mixed ink method in which mixed inks having different values are sequentially ejected and drawn.

(インクの調製)
後述する描画混合法に用いられる、親水性材料を含有するインク組成物を含むインクと、樹脂材料を含有するインク組成物を含むインクの調製について説明する。
前記インクは、各材料を混合することで調製することができる。各材料を混合する際には攪拌機により攪拌してもよい。攪拌時間は特に限定されないが、通常30分〜60分であり、30分〜40分が好ましい。また混合する際の温度は、通常10℃〜40℃であり、20℃〜35℃が好ましい。
後述するインク混合法においては、上述のように調製したインクを混合して用いることができる。
(Preparation of ink)
The preparation of an ink containing an ink composition containing a hydrophilic material and an ink containing an ink composition containing a resin material used in the drawing and mixing method described later will be described.
The ink can be prepared by mixing each material. When mixing each material, you may stir with a stirrer. Although stirring time is not specifically limited, Usually, it is 30 minutes-60 minutes, and 30 minutes-40 minutes are preferable. Moreover, the temperature at the time of mixing is 10 to 40 degreeC normally, and 20 to 35 degreeC is preferable.
In the ink mixing method described later, the inks prepared as described above can be mixed and used.

〜描画混合法〜
本発明の方法としては、基材と、該基材上に設けられ、前記親水性材料1)及び樹脂材料2)を含む膜とを有する親水性部材であって、該膜が膜の厚み方向において前記基材に最も近い側から最も遠い側に向かって1)の比率が大きくなり、かつ、2)の比率が小さくなるように、1)及び2)の組成が連続的に変化する組成傾斜膜である、本発明の親水性部材の形成方法であって、
前記1)の親水性材料を含むインク組成物と前記2)の樹脂材料を含むインク組成物の少なくとも2種のインク組成物をインクジェット法により前記基材上に吐出する、親水性部材の形成方法において、
前記少なくとも2種のインク組成物として、少なくとも、前記1)の親水性材料を含むインク組成物と前記2)の樹脂材料を含むインク組成物とを用い、
前記インクジェット法が、少なくとも第1のインクジェットヘッドと第2のインクジェットヘッドを用いるものであり、
前記1)の親水性材料を含むインク組成物を含む第1のインクを、第1のインクジェットヘッドに供給する工程と、
前記2)の樹脂材料を含むインク組成物を含む第2のインクを、第2のインクジェットヘッドに供給する工程と、
前記第1のインクジェットヘッドから吐出される第1のインクの量と前記第2のインクジェットヘッドから吐出される第2のインクの量との比率を決定する制御工程と、
前記決定された比率に従って、前記第1のインクジェットヘッド及び前記第2のインクジェットヘッドの少なくとも一方から前記第1のインク又は前記第2のインクを吐出させて1つの層を形成する形成工程と、
前記形成工程を繰り返して前記基材上に前記層を複数層積層して組成傾斜膜を得る積層工程と、
を備え、
前記制御工程において、前記複数層の厚み方向において前記基材に最も近い層から最も遠い層に向かって、前記第1のインクの比率が大きくなり、かつ前記第2のインクの比率が小さくなるように前記比率を決定する方法が好ましい。
~ Drawing mixing method ~
The method of the present invention is a hydrophilic member having a base material and a film provided on the base material and containing the hydrophilic material 1) and the resin material 2), wherein the film is in the thickness direction of the film. The composition gradient in which the compositions of 1) and 2) continuously change so that the ratio of 1) increases from the side closest to the substrate toward the side farthest from the base material and the ratio of 2) decreases. A method for forming a hydrophilic member of the present invention, which is a film,
A method for forming a hydrophilic member, wherein at least two types of ink compositions, the ink composition containing the hydrophilic material of 1) and the ink composition containing the resin material of 2), are ejected onto the substrate by an inkjet method. In
As the at least two kinds of ink compositions, at least an ink composition containing the hydrophilic material of 1) and an ink composition containing the resin material of 2) are used,
The inkjet method uses at least a first inkjet head and a second inkjet head,
Supplying a first ink containing an ink composition containing the hydrophilic material of 1) to a first inkjet head;
Supplying a second ink containing an ink composition containing the resin material of 2) to a second inkjet head;
A control step of determining a ratio between the amount of the first ink ejected from the first inkjet head and the amount of the second ink ejected from the second inkjet head;
Forming a layer by discharging the first ink or the second ink from at least one of the first inkjet head and the second inkjet head according to the determined ratio;
A lamination step of repeating the formation step to obtain a composition gradient film by laminating a plurality of layers on the substrate;
With
In the control step, the ratio of the first ink increases and the ratio of the second ink decreases from the layer closest to the base material to the layer farthest in the thickness direction of the plurality of layers. A method of determining the ratio is preferable.

上記描画法によれば、第1のインクジェットヘッドから吐出される第1のインクの吐出量と第2のインクジェットヘッドから吐出される第2のインクの吐出量との比率を決定し、決定された比率にしたがってインクを吐出させて1つの層を形成する工程を繰り返して基材上に複数の層を積層し、この複数の層が上層にいくほど前記第1のインクの吐出量の比率が大きい層であって前記第2のインクの吐出量の比率が小さい層となるようにすることで、インクジェット方式の技術を用いて組成傾斜膜を製造することができる。
なお、本発明は、上記描画法によって形成される親水性部材にも関する。
According to the drawing method, the ratio between the discharge amount of the first ink discharged from the first inkjet head and the discharge amount of the second ink discharged from the second inkjet head is determined and determined. By repeating the step of ejecting ink according to the ratio to form one layer, a plurality of layers are stacked on the base material, and the ratio of the first ink ejection amount increases as the plurality of layers move upward. The composition gradient film can be manufactured by using an ink jet technique by forming a layer having a small ratio of the ejection amount of the second ink.
In addition, this invention relates also to the hydrophilic member formed by the said drawing method.

〜描画混合法による実施形態〜
図3は、描画混合法に係る組成傾斜膜作製装置100の全体構成図であり、図4は、組成傾斜膜作製装置100の描画部10の概略図である。これらの図に示すように、組成傾斜膜作製装置100は、描画部10を含んで構成され、描画部10は、フラットベッドタイプのインクジェット描画装置が用いられている。詳細には、描画部10は、基材である基材が載置されるステージ30、ステージ30に載置された基材を吸着保持するための吸着チャンバー40、基材20に向けて各インクを吐出するインクジェットヘッド50A(以下、インクジェットヘッド1)及びインクジェットヘッド50B(以下、インクジェットヘッド2)を含み構成されている。
-Embodiment by drawing mixed method-
FIG. 3 is an overall configuration diagram of the composition gradient film manufacturing apparatus 100 according to the drawing mixing method, and FIG. 4 is a schematic diagram of the drawing unit 10 of the composition gradient film manufacturing apparatus 100. As shown in these drawings, the composition gradient film manufacturing apparatus 100 includes a drawing unit 10, and the drawing unit 10 uses a flatbed type ink jet drawing apparatus. Specifically, the drawing unit 10 includes a stage 30 on which a base material that is a base material is placed, a suction chamber 40 for sucking and holding the base material placed on the stage 30, and each ink toward the base material 20. Ink jet head 50A (hereinafter referred to as ink jet head 1) and ink jet head 50B (hereinafter referred to as ink jet head 2).

ステージ30は、基材20の直径よりも広い幅寸法を有しており、図示しない移動機構により水平方向に自在に移動可能に構成されている。移動機構としては、例えばラックアンドピニオン機構、ボールネジ機構等を用いることができる。ステージ制御部43(図4では不図示)は、移動機構を制御することにより、ステージ30を所望の位置に移動させることができる。   The stage 30 has a width that is wider than the diameter of the substrate 20, and is configured to be freely movable in the horizontal direction by a moving mechanism (not shown). As the moving mechanism, for example, a rack and pinion mechanism, a ball screw mechanism, or the like can be used. The stage control unit 43 (not shown in FIG. 4) can move the stage 30 to a desired position by controlling the moving mechanism.

また、ステージ30の基材保持面には多数の吸引穴31が形成されている。ステージ30下面には吸着チャンバー40が設けられており、この吸着チャンバー40がポンプ41(図4では不図示)で真空吸引されることによって、ステージ30上の基材20が吸着保持される。また、ステージ30はヒータ42(図4では不図示)を備え、ヒータ42によりステージ30に吸着保持された基材20を加熱することが可能である。   A number of suction holes 31 are formed on the substrate holding surface of the stage 30. An adsorption chamber 40 is provided on the lower surface of the stage 30, and the adsorption chamber 40 is vacuum-sucked by a pump 41 (not shown in FIG. 4), whereby the substrate 20 on the stage 30 is adsorbed and held. Further, the stage 30 includes a heater 42 (not shown in FIG. 4), and the base material 20 that is attracted and held on the stage 30 by the heater 42 can be heated.

インクジェットヘッド1及び2は、インクタンク60A(以下、インクタンク1)及びインクタンク60B(以下、インクタンク2)から供給されるインクを透明支持体20の所望の位置に対して吐出するものであり、ここではピエゾ方式のアクチュエータを持つヘッドを用いている。インクジェットヘッド1と2とは、図示しない固定手段により、それぞれができるだけ近づけて配置されて固定されている。   The inkjet heads 1 and 2 eject ink supplied from an ink tank 60A (hereinafter referred to as ink tank 1) and an ink tank 60B (hereinafter referred to as ink tank 2) to a desired position of the transparent support 20. Here, a head having a piezoelectric actuator is used. The inkjet heads 1 and 2 are arranged and fixed as close as possible to each other by fixing means (not shown).

インクタンク1及び2からインクジェットヘッド1及び2に供給されるインクを、それぞれインク1、インク2とする。本発明においては、前記1)の親水性材料を含有するインク組成物を含むインク(以下、「親水性インク」ともいう。)をインク1とし、前記2)の樹脂材料を含有するインク組成物を含むインク(以下、「樹脂インク」ともいう。)をインク2とする。   The inks supplied to the inkjet heads 1 and 2 from the ink tanks 1 and 2 are referred to as ink 1 and ink 2, respectively. In the present invention, the ink containing the ink composition containing the hydrophilic material of 1) above (hereinafter also referred to as “hydrophilic ink”) is referred to as ink 1, and the ink composition containing the resin material of 2) above. Ink 2 (hereinafter also referred to as “resin ink”) is referred to as ink 2.

〔描画混合法による組成傾斜膜の作成〕
このように構成された組成傾斜膜作製装置100を用いた組成傾斜膜の作成について、図5を用いて説明する。
[Production of composition gradient film by drawing mixing method]
Creation of a composition gradient film using the composition gradient film manufacturing apparatus 100 configured as described above will be described with reference to FIG.

まず、窒素雰囲気中に置かれた描画部10のステージ30上に、基材20を載置する。基材20は、裏面がステージ30に接するように載置される。そして、吸着チャンバー40により、基材20のステージ30への吸着及び加熱を行う。ここでは、基材20を70℃に加熱することが好ましい。   First, the base material 20 is placed on the stage 30 of the drawing unit 10 placed in a nitrogen atmosphere. The base material 20 is placed so that the back surface is in contact with the stage 30. Then, adsorption and heating of the substrate 20 to the stage 30 are performed by the adsorption chamber 40. Here, it is preferable to heat the base material 20 to 70 ° C.

次に、吸着・加熱された基材20上に、インクジェットヘッド2から供給されるインク(インク2)を1層若しくは数層分積層して24−1を形成する。このインク2の積層は、図5(a)に示すように、移動機構によりステージ30を移動させながら(図では左方向に移動)、インクジェットヘッド2によりインク2を吐出する。ここでは、インクジェットヘッド1からはインクの吐出を行わない。   Next, one layer or several layers of ink (ink 2) supplied from the inkjet head 2 are laminated on the adsorbed / heated substrate 20 to form 24-1. 5A, the ink 2 is ejected by the inkjet head 2 while moving the stage 30 by the moving mechanism (moving leftward in the figure). Here, no ink is ejected from the inkjet head 1.

このように形成したインク2の層24−1を、インク2中の溶媒成分を完全には蒸発しない程度に乾燥(半乾燥・半硬化)させることが好ましい。具体的には、通常に乾燥させるとき(全乾燥・全硬化)に与えるエネルギーよりも少ないエネルギーで乾燥を行う。
なお、本明細書において、「半乾燥」及び「全乾燥」には、本発明に係るインクとしてゾルゲル硬化型組成物など硬化型組成物を用いた場合の「半硬化」及び「全硬化」の意も含むものとする。
本発明においては、上記のとおり、前記形成工程において吐出された層を半乾燥させる工程を有することが好ましく、半乾燥させるためには、例えば、インク吐出終了後、40〜120℃の環境温度に一定時間保持することが好ましく、50〜100℃の環境温度に一定時間保持することが好ましい。該保持する時間としては、10〜120秒が好ましく、20〜90秒がより好ましい。
The layer 24-1 of the ink 2 thus formed is preferably dried (semi-dried / semi-cured) to such an extent that the solvent component in the ink 2 is not completely evaporated. Specifically, drying is performed with less energy than that normally given when drying (total drying / total curing).
In this specification, “semi-drying” and “full-drying” include “semi-curing” and “fully-curing” when a curable composition such as a sol-gel curable composition is used as the ink according to the present invention. It also includes intentions.
In the present invention, as described above, it is preferable to have a step of semi-drying the layer ejected in the forming step. For semi-drying, for example, after the ink ejection is finished, the ambient temperature is set to 40 to 120 ° C. It is preferable to hold for a certain time, and it is preferable to hold for a certain time at an environmental temperature of 50 to 100 ° C. The holding time is preferably 10 to 120 seconds, and more preferably 20 to 90 seconds.

次に、半乾燥状態となったインク2の層24−1の上に、インク1とインク2との混合層24−2を形成する。この混合層24−2の形成は、図5(b)に示すように、ステージ30を移動させながら、インクジェットヘッド1によりインク1を吐出し、同時にインクジェットヘッド2によりインク2を吐出して行う。このとき、インク1の吐出量とインク2の吐出量を、所望の比率に調整する。ここでは、インク2の吐出量が75%、インク1の吐出量が25%となるように、インクジェットヘッド1と2の各ノズルの吐出量を調整して吐出している。なお、本明細書におけるインクの「吐出量」とは、各層を形成するために吐出されるインクの全量を意味する。一方、後述する、インクジェットヘッドより吐出されるインク滴の「液滴量」は1つのインク液滴の量である。   Next, the mixed layer 24-2 of the ink 1 and the ink 2 is formed on the layer 24-1 of the ink 2 in a semi-dry state. As shown in FIG. 5B, the mixed layer 24-2 is formed by ejecting the ink 1 by the inkjet head 1 while moving the stage 30, and simultaneously ejecting the ink 2 by the inkjet head 2. At this time, the discharge amount of ink 1 and the discharge amount of ink 2 are adjusted to a desired ratio. Here, the discharge amount of each nozzle of the inkjet heads 1 and 2 is adjusted and discharged so that the discharge amount of ink 2 is 75% and the discharge amount of ink 1 is 25%. The “ejection amount” of ink in the present specification means the total amount of ink ejected to form each layer. On the other hand, the “droplet amount” of an ink droplet ejected from an inkjet head, which will be described later, is the amount of one ink droplet.

なお、インクジェットヘッド1及び2からのインクの吐出量の比率の調整は、描画のドットピッチ密度によって調整してもよい。例えば、インクジェットヘッド1と2の各ノズルの吐出量を一定としたまま、インクを吐出するノズルの数をインクジェットヘッド1と2とを25:75となるように制御することにより、吐出量の比率の調整を行うことも可能である。   The ratio of the ink discharge amount from the inkjet heads 1 and 2 may be adjusted by the dot pitch density of drawing. For example, by controlling the number of nozzles for ejecting ink so that the inkjet heads 1 and 2 are set to 25:75 while keeping the ejection amount of each nozzle of the inkjet heads 1 and 2 constant, the ratio of the ejection amount It is also possible to make adjustments.

インク吐出後、図5(c)に示すように、それぞれの吐出量で吐出されたインク1とインク2とを拡散混合することにより、混合層24−2が積層される。インク1の層24−1は半乾燥状態となっているため、その上に形成された混合層24−2のインクの溶媒はインク1の層24−1に受容されて、極端にぬれ広がることがない。即ち、ヒータ42による加熱温度は、インクの蒸発のしやすさにより調整する必要がある。溶媒の種類によっては、前述した70℃より低い温度、例えば基板の温度を50℃程度にして描画してもよい。
すなわち、前記形成工程において、吐出された前記第1のインクと前記第2のインクを拡散混合させる工程を有することが好ましい。拡散混合させる方法としては、加熱による対流を利用する方法や超音波を利用する方法などが挙げられる。
After ink ejection, as shown in FIG. 5C, the mixed layer 24-2 is laminated by diffusing and mixing the ink 1 and the ink 2 ejected in the respective ejection amounts. Since the layer 24-1 of the ink 1 is in a semi-dry state, the ink solvent of the mixed layer 24-2 formed thereon is received by the layer 24-1 of the ink 1 and spreads extremely wet. There is no. That is, the heating temperature by the heater 42 needs to be adjusted according to the easiness of ink evaporation. Depending on the type of the solvent, drawing may be performed at a temperature lower than 70 ° C., for example, the substrate temperature is about 50 ° C.
That is, it is preferable that the forming step includes a step of diffusing and mixing the discharged first ink and the second ink. Examples of the diffusion mixing method include a method using convection by heating and a method using ultrasonic waves.

また、2つのインクジェットヘッドはできるだけ近づけて配置されており、一方のインクだけが乾燥して両インクの層内での混合が不十分になることが防止されている。なお、2つのインクを同時に吐出する際、インクジェットヘッド1から吐出されるインク1の液滴とインクジェットヘッド2から吐出されるインク2の液滴とを、飛翔中に空中で衝突させ、混合させてから着弾するようにしてもよい。   Further, the two inkjet heads are arranged as close as possible to prevent only one of the inks from being dried and insufficient mixing in the layers of both inks. When two inks are simultaneously ejected, the droplets of ink 1 ejected from the inkjet head 1 and the droplets of ink 2 ejected from the inkjet head 2 are collided in the air during flight and mixed. You may make it land from.

更に、詳細は後述するが、2つのインクジェットヘッドはそれぞれの幅を対象基材の幅(短い方)よりも大きく構成し、1回の走査で1つの層を形成することが好ましい。これにより、インク1とインク2とが混ざりやすくなる。   Furthermore, although details will be described later, it is preferable that each of the two inkjet heads has a width larger than the width of the target substrate (the shorter one) and forms one layer in one scan. Thereby, the ink 1 and the ink 2 are easily mixed.

また、インクの混合を促進するために、ステージ30を制御して基材20を超音波処理してもよい。このとき、超音波による節が発生しにくくなるように、超音波の周波数をスイープさせたり、基材20の位置を変更しながら行うことが好ましい。   Further, in order to promote mixing of ink, the stage 30 may be controlled to ultrasonically treat the substrate 20. At this time, it is preferable to sweep the frequency of the ultrasonic wave or change the position of the base material 20 so that the ultrasonic node is less likely to occur.

このように形成した混合層24−2を、インク2の層24−1と同様に半乾燥状態にすると、混合層24−2は量の比率が75:25で、インク2に含まれる樹脂材料とインク1に含まれる親水性材料とが混合して積み重なっている状態となる。   When the mixed layer 24-2 formed in this manner is brought into a semi-dry state in the same manner as the layer 24-1 of the ink 2, the mixed layer 24-2 has a ratio of 75:25 and the resin material included in the ink 2 And the hydrophilic material contained in the ink 1 are mixed and stacked.

次に、混合層24−2の上に混合層24−3を形成する。この混合層24−3の形成についても、図5(d)に示すように、ステージ30を移動させながら、インクジェットヘッド1とインクジェットヘッド2とにより同時にインクを吐出する。ここでは、インク1、インク2をともに50%の吐出量の比率で吐出している。   Next, the mixed layer 24-3 is formed on the mixed layer 24-2. Also in the formation of the mixed layer 24-3, as shown in FIG. 5D, ink is simultaneously ejected by the inkjet head 1 and the inkjet head 2 while moving the stage 30. Here, both ink 1 and ink 2 are ejected at a ratio of the ejection amount of 50%.

混合層24−2についても半乾燥状態となっているため、その上に形成された混合層24−3のインクの溶媒は、混合層24−2に受容される。インク吐出後、図5(e)に示すように、2つのインクを拡散混合することにより、混合層24−3が積層される。   Since the mixed layer 24-2 is also in a semi-dry state, the ink solvent of the mixed layer 24-3 formed thereon is received by the mixed layer 24-2. After ink ejection, as shown in FIG. 5E, the mixed layer 24-3 is laminated by diffusing and mixing the two inks.

更に、混合層24−3についてもインク2の層24−1と同様に半乾燥させる。混合層24−3は量の比率が50:50で、インク2に含まれる樹脂材料とインク1に含まれる親水性材料とが混合して積み重なっている状態となる。   Further, the mixed layer 24-3 is also semi-dried in the same manner as the ink 24-layer 24-1. The mixed layer 24-3 has a ratio of 50:50, and the resin material contained in the ink 2 and the hydrophilic material contained in the ink 1 are mixed and stacked.

このように、インク1とインク2の吐出量の比率を段階的に(傾斜するように)変更しながら各混合層を形成し、最後にインク1の吐出量が100%の層を形成する。   In this way, each mixed layer is formed while changing the ratio of the ejection amount of ink 1 and ink 2 stepwise (so as to be inclined), and finally, a layer in which the ejection amount of ink 1 is 100% is formed.

全ての層の形成終了後、各層の拡散が進み、段階的に形成した層が連続的になる。その結果、図1に示すように、組成成分比が膜厚方向において、B側からA側にかけてインク2が100%からインク1が100%となる組成傾斜膜3が形成される。   After the formation of all layers, the diffusion of each layer proceeds, and the layers formed in stages become continuous. As a result, as shown in FIG. 1, a composition gradient film 3 is formed in which the composition component ratio is 100% from ink 2 to 100% from ink B from the B side to the A side in the film thickness direction.

このように、下の層を半乾燥状態として上の層を形成することにより、その上下の層において、拡散がある程度進むようにしておく。このとき、上下の層の界面が無くなり、完全に混合して上下層の区別が無くなるような状態とはならないようにすることが好ましい。   In this way, by forming the upper layer with the lower layer in a semi-dry state, diffusion is advanced to some extent in the upper and lower layers. At this time, it is preferable that the interface between the upper and lower layers is eliminated so that the upper and lower layers are not mixed and the upper and lower layers are not distinguished from each other.

なお、各層の形成が終わったあとに、組成傾斜膜の機能していない領域にダミーパターンを積層し、レーザを用いた光学式変位センサ等によりダミーパターンの高さを測定してもよい。乾燥が進んでおらず、溶媒が残っている状態では、膜厚が高くなることから、ダミーパターンの高さにより乾燥状態を検出することができる。   Note that after the formation of each layer is completed, a dummy pattern may be stacked in a region where the composition gradient film does not function, and the height of the dummy pattern may be measured by an optical displacement sensor using a laser or the like. In a state where the drying is not progressing and the solvent remains, the film thickness becomes high, so that the dry state can be detected by the height of the dummy pattern.

以上説明したように、インクジェットヘッドを用いて組成傾斜膜を形成することができる。また、本実施形態の描画混合法によれば、形成する層の数にかかわらず、インクの種類とインクジェットヘッドの個数が少なくて済むという利点がある。インク1とインク2との混合層は、それぞれのインクの混合比率が段階的に傾斜されるように形成されれば、何層積層してもよい。   As described above, the composition gradient film can be formed using the ink jet head. Further, according to the drawing mixing method of this embodiment, there is an advantage that the number of ink types and the number of ink jet heads can be reduced regardless of the number of layers to be formed. The mixed layers of the ink 1 and the ink 2 may be stacked in any number of layers as long as the mixing ratio of the respective inks is inclined stepwise.

また、各層の形成工程において、第1のインクジェットヘッド及び第2のインクジェットヘッドから吐出するインク滴の液滴の量は膜厚制御及び細線形成性の観点から、0.3〜100pLとすることが好ましく、0.5〜80pLがより好ましく、0.7〜70pLが更に好ましい。
各層の形成工程において、第1のインクジェットヘッド及び第2のインクジェットヘッドから吐出するインク滴の液滴径は膜厚制御及び細線形成性の観点から、1〜300μmとすることが好ましく、5〜250μmがより好ましく、10〜200μmが更に好ましい。
更に、各層の形成工程において、第1のインクと第2のインクのうち吐出量の比率が小さい方のインクについて、インクジェットヘッドから吐出するインク滴の液適量及び液滴径の少なくとも一方を前記比率が大きなインクより小さくすることが好ましい。例えば、前記比率が小さなインクのインク滴が0.3〜60pLであり、前記比率が大きなインクのインク滴が1〜100pLであることが好ましい。これにより、拡散混合する時間を短くしたり、混合の均一性を向上することができる。
なお、インク滴の「液滴径」とは、液滴直径の長さを意味し、インクジェット吐出時の飛翔状態写真から測定することができる。
In each layer forming step, the amount of ink droplets ejected from the first inkjet head and the second inkjet head is set to 0.3 to 100 pL from the viewpoint of film thickness control and fine line formability. Preferably, 0.5-80 pL is more preferable, and 0.7-70 pL is still more preferable.
In the formation process of each layer, the droplet diameter of the ink droplets ejected from the first inkjet head and the second inkjet head is preferably 1 to 300 μm, and preferably 5 to 250 μm from the viewpoints of film thickness control and fine line formability. Is more preferable, and 10-200 micrometers is still more preferable.
Further, in the step of forming each layer, for the ink having the smaller ejection amount ratio between the first ink and the second ink, at least one of the appropriate amount of the ink droplets ejected from the inkjet head and the droplet diameter is the ratio. Is preferably smaller than that of a large ink. For example, it is preferable that ink droplets of ink with a small ratio are 0.3 to 60 pL, and ink droplets of ink with a large ratio are 1 to 100 pL. Thereby, the time for diffusive mixing can be shortened, and the uniformity of mixing can be improved.
The “droplet diameter” of the ink droplet means the length of the droplet diameter, and can be measured from a flying state photograph at the time of ink jet discharge.

本実施形態では、B側からA側にかけてインク2が100%からインク1が100%となる組成傾斜膜3を形成したが、B側又はA側においてインク2又はインク1が100%となるよう製膜する必要性は必ずしもなく、組成傾斜膜3が得られる範囲のものであれば、B側又はA側におけるインク2又はインク1の比率を任意に変更することができる。
上記B側又はA側にけるインク2又はインク1の比率は、得ようとする組成傾斜膜の密着性や親水性等の特性により、適宜調節することが可能である。
In this embodiment, the composition gradient film 3 in which the ink 2 is 100% to the ink 1 is 100% from the B side to the A side is formed. However, the ink 2 or the ink 1 is 100% on the B side or the A side. It is not always necessary to form a film, and the ratio of the ink 2 or the ink 1 on the B side or the A side can be arbitrarily changed as long as the composition gradient film 3 is obtained.
The ratio of the ink 2 or the ink 1 on the B side or the A side can be appropriately adjusted depending on the properties such as adhesion and hydrophilicity of the composition gradient film to be obtained.

また、本実施形態では、インクジェットヘッド1とインクジェットヘッド2とにおいて同時にインクを吐出して各層を形成したが、順に吐出してもよい。   In the present embodiment, the ink jet head 1 and the ink jet head 2 eject ink simultaneously to form each layer, but they may be ejected in order.

例えば、混合層24−2を形成する場合に、図6(a)に示すように、まずインクジェットヘッド2によりインク2層24−1の上の全面にインク2を吐出する。次に、図6(b)に示すように、インクジェットヘッド1によりインク1を全面に吐出する。その後、図6(c)に示すように、それぞれのインクを拡散混合することで、同様に混合層24−2を形成することができる。   For example, when forming the mixed layer 24-2, as shown in FIG. 6A, the ink 2 is first ejected onto the entire surface of the ink 2-layer 24-1 by the inkjet head 2. Next, as shown in FIG. 6B, the ink 1 is ejected over the entire surface by the inkjet head 1. Thereafter, as shown in FIG. 6C, the mixed layer 24-2 can be similarly formed by diffusing and mixing the respective inks.

このように、それぞれのインクを順に吐出して1つの層を形成する場合であって、2つのインクの吐出量に差がある場合、即ち2つのインクの吐出量の比率が50%ずつでない場合は、吐出量の多い方のインクを先に吐出するように構成してもよい。特に、先に吐出するインクの乾燥が激しい場合等は、量が少ないほど乾燥が早まるため、多い方のインクを先に吐出することが好ましい。これにより、2種類のインクの混合をスムーズに進ませることができる。   In this way, when each ink is ejected in order to form one layer, there is a difference between the ejection amounts of the two inks, that is, the ratio of the ejection amounts of the two inks is not 50% each. May be configured to eject the ink with the larger ejection amount first. In particular, when the ink discharged first is severely dried, the smaller the amount, the faster the drying. Therefore, it is preferable to discharge the larger amount of ink first. Thereby, mixing of two types of ink can be advanced smoothly.

更にこの場合、後から吐出することになる吐出量の少ない方のインクについては、小さい液滴(液適量が少ない又は液滴径が小さい)によってドットピッチ密度を高くして吐出してもよい。これにより、拡散混合する時間を短くすることができる。   Further, in this case, the ink having a smaller ejection amount to be ejected later may be ejected by increasing the dot pitch density with small droplets (small liquid amount or small droplet diameter). Thereby, the time for diffusive mixing can be shortened.

また、先に吐出したインクを着弾させた位置に、後から吐出するインクを重ねて着弾させるようにしてもよい。特に間歇打ちを行ってドットとドットが離れている場合に、同じ位置に乾燥させる前に着弾させると、それぞれのインクの混合がしやすくなる。   Further, the ink ejected later may be overlapped and landed at the position where the ink ejected earlier is landed. In particular, when the dots are separated from each other by performing intermittent operation, if the ink is landed before being dried at the same position, it becomes easy to mix the respective inks.

例えば、混合層24−2を形成する際に、1回目の走査でインクジェットヘッド2によりインク2を間歇打ちにより吐出したとする。図9(a)は、インク1層24−1上に着弾したインク2(24−2−B−1)を示す。   For example, when forming the mixed layer 24-2, it is assumed that the ink 2 is ejected by intermittent printing by the inkjet head 2 in the first scanning. FIG. 9A shows ink 2 (24-2-B-1) landed on the ink 1 layer 24-1.

次に、2回目の走査でインクジェットヘッド1によりインク1を間歇打ちにより吐出する。このとき、インクジェットヘッド1は、図9(b)に示すように、吐出されたインク1(24−2−A−1)が、1回目の走査で着弾されているインク2(24−2−B−1)と同じ位置に重ねて着弾するように吐出する。   Next, the ink 1 is ejected by the ink jet head 1 by intermittent scanning in the second scanning. At this time, as shown in FIG. 9B, the ink-jet head 1 uses the ejected ink 1 (24-2-A-1) to be landed in the first scan, the ink 2 (24-2-2). B-1) is discharged so as to land on the same position.

更に、3回目の走査でインクジェットヘッド2によりインク2が間歇打ちされる。図9(c)は、インク2(24−2−B−1)の間に着弾されたインク2(24−2−B−2)を示す。   Further, the ink 2 is intermittently hit by the inkjet head 2 in the third scanning. FIG. 9C shows ink 2 (24-2-B-2) landed between inks 2 (24-2-B-1).

その後、4回目の走査では、インクジェットヘッド1により、インク1がインク2(24−2−B−2)と同じ着弾位置に重ねて着弾されるように吐出される。図9(d)に示すように、吐出されたインク1(24−2−A−2)が、2回目の走査で着弾されているインク2(24−2−B−2)と同じ位置に重ねて着弾するように吐出する。   Thereafter, in the fourth scanning, the ink 1 is ejected by the inkjet head 1 so as to be landed on the same landing position as the ink 2 (24-2-B-2). As shown in FIG. 9D, the ejected ink 1 (24-2-A-2) is in the same position as the ink 2 (24-2-B-2) landed in the second scan. Discharge to land repeatedly.

以後同様に、インク1の層24−1の全面にインクを吐出し、その後拡散混合させる。
このように吐出することにより、混合層24−2を形成する際の拡散混合の時間を短縮することができる。
Thereafter, in the same manner, ink is ejected over the entire surface of the layer 1 of the ink 1 and then is diffused and mixed.
By discharging in this way, it is possible to shorten the time of diffusion mixing when forming the mixed layer 24-2.

また、一方のインクの乾燥が速い場合は、そのインクを後から吐出するようにしてもよい。   Further, when one of the inks is quickly dried, the ink may be ejected later.

また、本実施形態では、インク1とインク2の2つの純インクを用いて各混合層を形成したが、これらを混合したインクを併用してもよい。例えば、2つの純インクと、インク1とインク2との混合比率が50:50の混合インクとの3種類のインクを同時に用いて混合層を形成することが考えられる。混合インクの分だけインクジェットヘッドの数が増加するが、混合インクは予め2つの純インクが十分混合されているため、インク吐出後の拡散混合に要する時間を短縮することができる。   Further, in the present embodiment, each mixed layer is formed using two pure inks, ink 1 and ink 2, but an ink obtained by mixing these may be used in combination. For example, it is conceivable to form a mixed layer by simultaneously using three types of ink, that is, two pure inks and a mixed ink having a mixing ratio of ink 1 and ink 2 of 50:50. Although the number of inkjet heads increases by the amount of mixed ink, since two pure inks are sufficiently mixed in advance with the mixed ink, the time required for diffusion mixing after ink ejection can be shortened.

〜インク混合法〜
本発明の方法としては、基材と、該基材上に設けられ、下記親水性材料1)及び樹脂材料2)を含む膜とを有する親水性部材であって、該膜が膜の厚み方向において前記基材に最も近い側から最も遠い側に向かって1)の比率が大きくなり、かつ、2)の比率が小さくなるように、1)及び2)の組成が連続的に変化する組成傾斜膜である、本発明の親水性部材の形成方法であって、
前記1)の親水性材料を含むインク組成物と前記2)の樹脂材料を含むインク組成物の少なくとも2種のインク組成物をインクジェット法により前記基材上に吐出する、親水性部材の形成方法において、
前記少なくとも2種のインク組成物として、少なくとも、前記1)の親水性材料を含むインク組成物と前記2)の樹脂材料を含むインク組成物とを用い、
前記インクジェット法が、複数のインクジェットヘッドを用いるものであり、
前記1)の親水性材料を含むインク組成物を含む第1のインクと前記2)の樹脂材料を含むインク組成物を含む第2のインクとが混合された混合インクであって、それぞれ異なる比率で混合された複数の混合インクを前記複数のインクジェットヘッドそれぞれのインクジェットヘッドに供給する工程と、
前記複数のインクジェットヘッドから1つのインクジェットヘッドを順に選択する選択工程であって、前記第2のインクの比率の高い混合インクが供給されるインクジェットヘッドから順に選択する選択工程と、
前記選択されたインクジェットヘッドから混合インクを吐出させて1つの層を形成する形成工程と、
前記形成工程を繰り返して前記基材上に前記層を複数層積層して組成傾斜膜を得る積層工程と、
を備える方法が好ましい。
~ Ink mixing method ~
The method of the present invention is a hydrophilic member having a base material and a film provided on the base material and containing the following hydrophilic material 1) and resin material 2), wherein the film is in the thickness direction of the film. The composition gradient in which the compositions of 1) and 2) continuously change so that the ratio of 1) increases from the side closest to the substrate toward the side farthest from the base material and the ratio of 2) decreases. A method for forming a hydrophilic member of the present invention, which is a film,
A method for forming a hydrophilic member, wherein at least two types of ink compositions, the ink composition containing the hydrophilic material of 1) and the ink composition containing the resin material of 2), are ejected onto the substrate by an inkjet method. In
As the at least two kinds of ink compositions, at least an ink composition containing the hydrophilic material of 1) and an ink composition containing the resin material of 2) are used,
The inkjet method uses a plurality of inkjet heads,
A mixed ink in which the first ink containing the ink composition containing the hydrophilic material of 1) and the second ink containing the ink composition containing the resin material of 2) are mixed, each having a different ratio Supplying a plurality of mixed inks mixed in step to each inkjet head of the plurality of inkjet heads;
A selection step of sequentially selecting one inkjet head from the plurality of inkjet heads, the selection step sequentially selecting from the inkjet head to which the mixed ink having a high ratio of the second ink is supplied;
Forming a layer by discharging mixed ink from the selected inkjet head; and
A lamination step of repeating the formation step to obtain a composition gradient film by laminating a plurality of layers on the substrate;
A method comprising:

上記方法によれば、第1のインクと第2のインクとが混合された混合インクであって、それぞれ異なる比率で混合された複数の混合インクをそれぞれのインクジェットヘッドに供給し、第1のインクの比率の低い混合インクが供給されるインクジェットヘッドから順に混合インクを吐出させて各層を形成し、基材上に複数の層を積層するようにしたので、インクジェット方式の技術を用いて組成傾斜膜を製造することができる。
なお、本発明は、上記描画法によって形成される親水性部材にも関する。
According to the above method, the first ink and the second ink are mixed inks, and a plurality of mixed inks mixed at different ratios are supplied to the respective inkjet heads, and the first ink is supplied. Since each layer is formed by sequentially ejecting mixed ink from an inkjet head to which a mixed ink having a low ratio is supplied, and a plurality of layers are laminated on the substrate, a composition gradient film is formed using an inkjet technique. Can be manufactured.
In addition, this invention relates also to the hydrophilic member formed by the said drawing method.

〜インク混合法による実施形態〜 -Embodiment by ink mixing method-

図7は、第2の実施形態に係る組成傾斜膜作製装置101の全体構成図である。同図に示すように、本実施形態に係る組成傾斜膜作製装置101は描画部11を備え、描画部11は、5種類のインクを貯蔵するインクタンク60−1〜60−5と、各インクタンクからインクが供給されるインクジェットヘッド50−1〜50−5を備えている。各インクジェットヘッド50−1〜50−5は、各インクタンク60−1〜60−5から供給されるインクを基材20に対して吐出する。   FIG. 7 is an overall configuration diagram of a composition gradient film manufacturing apparatus 101 according to the second embodiment. As shown in the figure, the composition gradient film manufacturing apparatus 101 according to this embodiment includes a drawing unit 11, and the drawing unit 11 includes ink tanks 60-1 to 60-5 for storing five types of ink, and each ink. Inkjet heads 50-1 to 50-5 to which ink is supplied from a tank are provided. Each inkjet head 50-1 to 50-5 discharges the ink supplied from each ink tank 60-1 to 60-5 to the substrate 20.

各インクタンク60−1〜60−5から各インクジェットヘッド50−1〜50−5に供給されるインクは、インク1とインク2との混合比率がそれぞれ0:100、25:75、50:50、75:25、100:0となっている。即ち、インクタンク60−1からはインク2の純インクが、インクタンク60−5からはインク1の純インクが、60−2〜60−4からはインク1とインク2とが所定の比率で混合された混合インクが供給される。   The ink supplied from the ink tanks 60-1 to 60-5 to the inkjet heads 50-1 to 50-5 has a mixing ratio of ink 1 and ink 2 of 0: 100, 25:75, and 50:50, respectively. 75:25 and 100: 0. That is, the pure ink of ink 2 from the ink tank 60-1, the pure ink of ink 1 from the ink tank 60-5, and the ink 1 and ink 2 from 60-2 to 60-4 at a predetermined ratio. Mixed mixed ink is supplied.

〔インク混合法による組成傾斜膜の作成〕
描画混合法による実施形態と同様に、ステージ30上に基材20を載置し、吸着及び加熱を行う。
[Production of composition gradient film by ink mixing method]
Similarly to the embodiment using the drawing mixing method, the base material 20 is placed on the stage 30 and suction and heating are performed.

次に、吸着・過熱された基材上に、インク2を1層若しくは数層分積層してインク2の層28−1を形成する。このインク2の積層は、図8(a)に示すように、移動機構によりステージ30を移動させながら(図では左方向に移動)、インクジェットヘッド50−1により基材に対してインクタンク60−1から供給されるインク(インク1とインク2との混合比率が0:100のインク)を吐出する。このとき、その他のインクジェットヘッド50−2〜50−5からはインクの吐出を行わない。   Next, one layer or several layers of the ink 2 are laminated on the adsorbed / superheated substrate to form the ink 28 layer 28-1. As shown in FIG. 8A, the ink 2 is stacked while the stage 30 is moved by the moving mechanism (moved leftward in the figure), and the ink tank 60- is applied to the substrate by the inkjet head 50-1. 1 is discharged (ink having a mixing ratio of ink 1 and ink 2 of 0: 100). At this time, ink is not discharged from the other inkjet heads 50-2 to 50-5.

したがって、このように形成されたインク2の層28−1は、図5に示すインク2の層24−1と同様の層となる。ここで、インク2中の溶媒が蒸発する程度に乾燥(半乾燥・半硬化)させると、インク1に含まれる親水性材料が積み重なっている状態となる。
インク混合法においても、前記形成工程において吐出された層を半乾燥させる工程を有することが好ましく、半乾燥させるためには、例えば、インク吐出終了後、40〜120℃の環境温度に一定時間保持することが好ましく、50〜100℃の環境温度に一定時間保持することが好ましい。該保持する時間としては、10〜120秒が好ましく、20〜90秒がより好ましい。
Therefore, the layer 28-1 of the ink 2 formed in this way is the same layer as the layer 24-1 of the ink 2 shown in FIG. Here, when drying (semi-drying / semi-curing) is performed to such an extent that the solvent in the ink 2 evaporates, the hydrophilic materials contained in the ink 1 are stacked.
Also in the ink mixing method, it is preferable to have a step of semi-drying the layer ejected in the forming step. For semi-drying, for example, after the ink ejection is completed, the ambient temperature is maintained at 40 to 120 ° C. for a certain period of time. It is preferable to hold it at an environmental temperature of 50 to 100 ° C. for a certain period of time. The holding time is preferably 10 to 120 seconds, and more preferably 20 to 90 seconds.

次に、インク2の層28−1の上に、インクジェットヘッド50−2によりインクタンク60−2から供給される混合インク(インク1とインク2との混合比率が25:75の混合インク)を吐出して、混合層28−2を形成する。   Next, mixed ink (mixed ink in which the mixing ratio of ink 1 and ink 2 is 25:75) supplied from the ink tank 60-2 by the inkjet head 50-2 is applied on the layer 2-1 of ink 2. The mixed layer 28-2 is formed by discharging.

混合層28−2の形成は、図8(b)に示すように、ステージ30を移動させながら、インクジェットヘッド50−2により混合インクを吐出する。描画混合法による実施形態と同様に、インク2の層28−1が半乾燥状態であるため、その上に形成された混合層28−2のインクの溶媒がインク2の層28−1に受容されて、極端にぬれ広がることがない。したがって、加熱温度はインクの蒸発のしやすさにより調整する必要がある。   As shown in FIG. 8B, the mixed layer 28-2 is formed by discharging the mixed ink by the inkjet head 50-2 while moving the stage 30. As in the embodiment using the drawing mixing method, since the ink 2 layer 28-1 is in a semi-dry state, the ink solvent of the mixed layer 28-2 formed thereon is received by the ink 2 layer 28-1. It has never been extremely wet and spread. Therefore, the heating temperature needs to be adjusted according to the ease of ink evaporation.

この混合層28−2についても半乾燥させることで、混合層28−2は、インク1に含まれる親水性材料及び、インク2に含まれる樹脂材料が積み重なっている状態となる。   The mixed layer 28-2 is also semi-dried, so that the mixed layer 28-2 is in a state where the hydrophilic material contained in the ink 1 and the resin material contained in the ink 2 are stacked.

更に、混合層28−2の上に、インクジェットヘッド50−3(図8には不図示)によりインクタンク60−3から供給される混合インク(インク1とインク2との混合比率が50:50の混合インク)を吐出して、混合層28−3を形成する。   Further, mixed ink (mixing ratio of ink 1 and ink 2 is 50:50) supplied from the ink tank 60-3 by the ink jet head 50-3 (not shown in FIG. 8) on the mixed layer 28-2. The mixed ink 28) is discharged to form the mixed layer 28-3.

混合層28−2が半乾燥状態であるため、その上に形成された混合層28−3のインクの溶媒は、混合層28−2に受容される。更に、混合層28−3についても半乾燥させる。   Since the mixed layer 28-2 is in a semi-dry state, the ink solvent of the mixed layer 28-3 formed thereon is received by the mixed layer 28-2. Further, the mixed layer 28-3 is also semi-dried.

このように、各混合インクをインク2の混合比率が多い順(インク1の混合比率が少ない順)に吐出して各混合層(28−2〜28−4)を積層し、最後にインクジェットヘッド50−5によりインクタンク60−5から供給されるインク1(インク1とインク2との混合比率が100:0のインク)を吐出して、インク1が100%の層28−5(インク1の層)を形成する(図8(c))。   As described above, the mixed inks are ejected in the order of increasing the mixing ratio of ink 2 (in the order of decreasing the mixing ratio of ink 1) to stack the mixed layers (28-2 to 28-4), and finally the inkjet head. Ink 1 supplied from the ink tank 60-5 by 50-5 (ink having a mixing ratio of ink 1 and ink 2 of 100: 0) is ejected, and a layer 28-5 (ink 1) in which ink 1 is 100% is discharged. (FIG. 8C).

全ての層を形成終了後、図1に示すようなインク2が100%からインク1が100%の組成成分比を有する組成傾斜膜3が形成される。   After the formation of all the layers, a composition gradient film 3 having a composition ratio of 100% for ink 2 to 100% for ink 1 as shown in FIG. 1 is formed.

また、各層の形成工程において、インクジェットヘッドから吐出するインク滴の液滴の量は安定吐出の観点から、0.5〜150pLとすることが好ましく、0.7〜130pLがより好ましく、1〜100pLが更に好ましい。
各層の形成工程において、インクジェットヘッドから吐出するインク滴の液滴径は良好な膜形成性の観点から、2〜450μmとすることが好ましく、5〜350μmがより好ましく、10〜250μmが更に好ましい。
In the formation process of each layer, the amount of ink droplets ejected from the inkjet head is preferably 0.5 to 150 pL, more preferably 0.7 to 130 pL, and more preferably 1 to 100 pL from the viewpoint of stable ejection. Is more preferable.
In the step of forming each layer, the droplet diameter of the ink droplets ejected from the inkjet head is preferably 2 to 450 μm, more preferably 5 to 350 μm, and still more preferably 10 to 250 μm, from the viewpoint of good film formation.

以上説明したように、混合インクを用いて、組成傾斜膜を形成することができる。本実施形態のインク混合法によれば、インクの段階で充分に混合されているため、親水性傾斜の変化の精度が高い組成傾斜膜を作成することができる。また、描画混合法による実施形態と比較すると、2種類の機能性インクを拡散混合する時間が不要となるため、プロセス時間が短くて済むという利点がある。   As described above, the composition gradient film can be formed using the mixed ink. According to the ink mixing method of the present embodiment, since the ink is sufficiently mixed at the ink stage, it is possible to create a composition gradient film with high accuracy of change in hydrophilic gradient. Further, as compared with the embodiment using the drawing mixing method, the time for diffusing and mixing the two types of functional inks is not required, and there is an advantage that the process time can be shortened.

本実施形態では、インク1とインク2との混合層を3層形成したが、層の数はこれに限定されるものではなく、それぞれのインクの混合比率が傾斜されるように積層できれば何層でもよい。なお、形成する層の数だけインクタンクとインクジェットヘッドを用意する必要がある。   In this embodiment, three mixed layers of ink 1 and ink 2 are formed. However, the number of layers is not limited to this, and any number of layers can be used as long as the mixing ratio of each ink can be inclined. But you can. It is necessary to prepare ink tanks and inkjet heads as many as the number of layers to be formed.

さらに、本実施形態では、インク2が100%からインク1が100%の組成成分比を有する組成傾斜膜3を形成したが、インク2が100%又はインク1が100%の組成成分比を採用する必要性は必ずしもなく、組成傾斜膜3が得られる範囲のものであれば、上記組成成分比を任意に変更することができる。
上記組成成分比は、得ようとする組成傾斜膜の密着性や親水性等の特性により適宜調節することが可能である。
Furthermore, in this embodiment, the composition gradient film 3 having a composition component ratio of 100% for ink 2 to 100% for ink 1 is formed. However, a composition component ratio of 100% for ink 2 or 100% for ink 1 is employed. The composition component ratio can be arbitrarily changed as long as the composition gradient film 3 can be obtained.
The composition component ratio can be appropriately adjusted depending on the properties such as adhesion and hydrophilicity of the composition gradient film to be obtained.

以下、実施例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明の範囲はこれによっていささかも限定して解釈されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the scope of the present invention should not be construed as being limited thereto.

<実施例1>
(樹脂材料を含むインク(樹脂インク)の作成)
〜樹脂インクA1〜
ウレタンオリゴマーUN−1225(根上工業(株)製) 50g
メチルピロリドン(和光純薬(株)製) 450g
<Example 1>
(Creation of ink containing resin material (resin ink))
~ Resin ink A1 ~
Urethane oligomer UN-1225 (manufactured by Negami Kogyo Co., Ltd.) 50 g
Methylpyrrolidone (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 450g

上記素材を2Lの容器へ投入し、シルバーソン高速攪拌機にて液温40℃以下を保ち、20分攪拌した。その後、2μmのフィルターにて濾過し、樹脂インクA1を作成した。   The material was put into a 2 L container, and the liquid temperature was kept at 40 ° C. or lower with a Silverson high speed stirrer, followed by stirring for 20 minutes. Then, it filtered with a 2 micrometer filter and created resin ink A1.

(親水性材料を含むインク(親水性インク)の作成)
〜親水性インクB1〜
・コロイダルシリカ分散物20質量%水溶液(スノーテックスC:日産化学(株)製)
100g
・下記ゾルゲル調製液 500g
・下記アニオン系界面活性剤の5質量%水溶液 30g
・精製水 450g
(Creation of ink containing hydrophilic material (hydrophilic ink))
~ Hydrophilic ink B1 ~
-20% by weight aqueous solution of colloidal silica dispersion (Snowtex C: manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd.)
100g
・ 500g of the following sol-gel preparation
・ 30 g of 5% by weight aqueous solution of the following anionic surfactant
・ Purified water 450g

<ゾルゲル調製液>
エチルアルコール200g、アセチルアセトン10g、オルトチタン酸テトラエチル(触媒)10g、精製水100g中に、テトラメトキシシラン(架橋剤:東京化成工業(株)製)8gと下記構造のシリル基含有親水性ポリマー(化合物1)5gを混合し、室温で2時間撹拌して、調製した。
<Sol-gel preparation solution>
200 g of ethyl alcohol, 10 g of acetylacetone, 10 g of tetraethyl orthotitanate (catalyst), 100 g of purified water, 8 g of tetramethoxysilane (crosslinking agent: manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) and a silyl group-containing hydrophilic polymer (compound) having the following structure 1) 5 g was mixed and prepared by stirring at room temperature for 2 hours.

(化合物1) (Compound 1)

上記式中、数値はモル比であって、親水性基を有する構造単位がポリマー全体の70mol%含まれる。該ポリマーの質量平均分子量は15,000である。   In the above formula, the numerical values are molar ratios, and the structural unit having a hydrophilic group is included in 70 mol% of the whole polymer. The polymer has a weight average molecular weight of 15,000.

上記素材を1Lの容器へ投入し、シルバーソン高速攪拌機にて液温40℃以下を保ち、20分攪拌した。その後、2μmのフィルターにて濾過し、親水性インクB1を作成した。   The raw material was put into a 1 L container, and the liquid temperature was kept at 40 ° C. or lower with a Silverson high speed stirrer, followed by stirring for 20 minutes. Then, it filtered with a 2 micrometers filter, and created hydrophilic ink B1.

(組成傾斜膜を有する親水性部材の作成)
透明PET基材(膜厚150μm、富士フイルム製)上に、下記インクジェット描画法Aにより、厚さ10μmの組成傾斜膜を有する親水性部材を形成し、100℃にて加熱乾燥後、該組成傾斜膜の基材との密着性、親水性、耐水性、防曇性、防汚性、耐候性を評価した。
(Creation of a hydrophilic member having a composition gradient film)
A hydrophilic member having a composition gradient film having a thickness of 10 μm is formed on a transparent PET substrate (film thickness 150 μm, manufactured by Fuji Film) by the following ink jet drawing method A, and the composition gradient after heating and drying at 100 ° C. The adhesion of the membrane to the substrate, hydrophilicity, water resistance, antifogging property, antifouling property, and weather resistance were evaluated.

〜インクジェット描画法A〜
図3に示すようなインクタンク1、インクタンク2に親水性インクB1、樹脂インクA1をそれぞれ充填した。インクジェットヘッド1、インクジェットヘッド2に供給されるインクは、それぞれ親水性インクB1、樹脂インクA1である。
はじめに、インクジェットヘッド2からの吐出されるインク滴の液適量を10pL、液滴径が30μmとなるように制御し、窒素ガス雰囲気中でインクジェットヘッド2から樹脂インクA1を吐出させた。ここで、インクジェットヘッド1からは親水性インクB1を吐出させないで(即ち、インクジェットヘッド2から吐出するインクの吐出量とインクジェットヘッド1から吐出するインクの吐出量の比(質量%)が100:0)としてインク層1を形成し、80℃30秒間乾燥し、半乾燥させた。
続いて、インクジェットヘッド2から吐出するインクの吐出量と、インクジェットヘッド1から吐出するインクの吐出量の比(質量%)を75:25(インク層2)、50:50(インク層3)、25:75(インク層4)、0:100(インク層5)と変化させて積層と半乾燥を繰り返し、最終的に全乾燥(110℃60秒間)させ、組成傾斜膜を有する親水性部材を作製した。
ここで、インク層2形成時のインクジェットヘッド1から吐出させる親水性インクB1のインク滴の液適量は5pL、液滴径を20μmとし、インクジェットヘッド2から吐出させる樹脂インクA1のインク滴の液適量は10pL、液滴径を30μmとした。インク層3形成時には、親水性インクB1のインク滴の液適量は10pL、液滴径を30μmとし、樹脂インクA1のインク滴の液適量は10pL、液滴径を30μmとした。インク層4形成時には、親水性インクB1のインク滴の液適量は10pL、液滴径を30μmとし、樹脂インクA1のインク滴の液適量は5pL、液滴径を20μmとした。インク層5形成時には、親水性インクB1のインク滴の液適量は10pL、液滴径を30μmとした。また、全乾燥後のインク層1〜5の膜厚はそれぞれ2μmとなるようにした。
~ Inkjet drawing method A ~
Ink tank 1 and ink tank 2 as shown in FIG. 3 were filled with hydrophilic ink B1 and resin ink A1, respectively. The inks supplied to the inkjet head 1 and the inkjet head 2 are hydrophilic ink B1 and resin ink A1, respectively.
First, the appropriate amount of ink droplets ejected from the inkjet head 2 was controlled to be 10 pL and the droplet diameter was 30 μm, and the resin ink A1 was ejected from the inkjet head 2 in a nitrogen gas atmosphere. Here, the hydrophilic ink B1 is not ejected from the inkjet head 1 (that is, the ratio (mass%) of the ejection amount of the ink ejected from the inkjet head 2 and the ejection amount of the ink ejected from the inkjet head 1 is 100: 0. The ink layer 1 was formed and dried at 80 ° C. for 30 seconds and then semi-dried.
Subsequently, the ratio (% by mass) of the amount of ink discharged from the inkjet head 2 and the amount of ink discharged from the inkjet head 1 is 75:25 (ink layer 2), 50:50 (ink layer 3), 25:75 (ink layer 4) and 0: 100 (ink layer 5) were changed, and lamination and semi-drying were repeated and finally completely dried (110 ° C. for 60 seconds) to obtain a hydrophilic member having a composition gradient film. Produced.
Here, when the ink layer 2 is formed, the appropriate amount of ink droplets of the hydrophilic ink B1 discharged from the inkjet head 1 is 5 pL, the droplet diameter is 20 μm, and the appropriate amount of ink droplets of the resin ink A1 discharged from the inkjet head 2 is used. Was 10 pL and the droplet diameter was 30 μm. When the ink layer 3 was formed, the appropriate amount of ink droplets of the hydrophilic ink B1 was 10 pL, the droplet diameter was 30 μm, the appropriate amount of ink droplets of the resin ink A1 was 10 pL, and the droplet diameter was 30 μm. When the ink layer 4 was formed, the appropriate amount of the ink droplet of the hydrophilic ink B1 was 10 pL, the droplet diameter was 30 μm, the appropriate amount of the ink droplet of the resin ink A1 was 5 pL, and the droplet diameter was 20 μm. When the ink layer 5 was formed, the appropriate amount of ink droplets of the hydrophilic ink B1 was 10 pL, and the droplet diameter was 30 μm. In addition, the film thicknesses of the ink layers 1 to 5 after being completely dried were each set to 2 μm.

(評価)
<密着性>
作成した親水性部材に対し、クロスハッチテスト(EN ISO2409)を実施した。評価基準については、ISO2409に準拠し、結果は0〜5点の点数評価で示した。
上記評価基準においては、0点が最も密着性が高く、5点が最も密着性が低い評価である。
(Evaluation)
<Adhesion>
A cross-hatch test (EN ISO 2409) was performed on the prepared hydrophilic member. About evaluation criteria, based on ISO2409, the result was shown by score evaluation of 0-5 points.
In the above evaluation criteria, 0 point is the highest adhesion, and 5 point is the lowest adhesion.

<親水性>
協和界面科学株式会社製DropMaster500を用いて、親水性部材の組成傾斜膜表面における空中水滴接触角を測定した。
<Hydrophilicity>
Using DropMaster500 manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd., the aerial water droplet contact angle on the composition gradient film surface of the hydrophilic member was measured.

<耐水性>
120cmサイズの親水性部材を水中で加重2kgをかけてスポンジ往復20回こすり処理を行い、その前後の質量変化から残膜率を測定した。
<Water resistance>
A 120 cm 2 size hydrophilic member was rubbed 20 times with a sponge in a load of 2 kg in water, and the remaining film ratio was measured from the mass change before and after that.

<防曇性>
80℃のお湯を入れたポリカップに塗布サンプルをかぶせ、曇り具合を下記基準により目視判定した。
○:曇が観察されない。
△:部分的に曇が観察される。
×:表面全体が曇っている。
<Anti-fogging property>
The coated sample was covered with a polycup containing 80 ° C. hot water, and the cloudiness was visually determined according to the following criteria.
○: No fogging is observed.
(Triangle | delta): Cloudiness is observed partially.
X: The whole surface is cloudy.

<防汚性>
カーボンブラック(FW−200、デクサ社製)5gを水95gに懸濁させたスラリーを調製し、親水性部材の表面に、全体が均一になるようにスプレーコートしたあと、60℃1時間乾燥させた。該、サンプルを流水で流しながら、ガーゼで洗浄し、乾燥させた後のカーボンブラックの付着状況を透過率(%)で測定した(日立分光光度計U3000使用)。
<Anti-fouling>
A slurry is prepared by suspending 5 g of carbon black (FW-200, manufactured by Dexa) in 95 g of water, spray-coated on the surface of the hydrophilic member so as to be uniform, and then dried at 60 ° C. for 1 hour. It was. The sample was washed with running water, washed with gauze and dried, and the adhesion state of carbon black was measured by transmittance (%) (using Hitachi spectrophotometer U3000).

<耐候性>
サンシャインカーボンアーク灯式促進耐候性試験機内に親水性部材を500時間曝露し、密着性、親水性、耐水性、防曇性、防汚性について前述の方法に従い評価した。下記基準により判定した。
○:全ての項目において暴露前と同等の性能
△:1つの項目が暴露前に劣る
×:2つ以上の項目が暴露前に劣る
<Weather resistance>
A hydrophilic member was exposed to a sunshine carbon arc lamp type accelerated weathering tester for 500 hours, and adhesion, hydrophilicity, water resistance, antifogging property, and antifouling property were evaluated according to the above-mentioned methods. Judgment was made according to the following criteria.
○: Performance equivalent to that before exposure in all items Δ: One item is inferior before exposure ×: Two or more items are inferior before exposure

実施例1で作成した親水性部材の評価結果を、下記表1に示す。   The evaluation results of the hydrophilic member created in Example 1 are shown in Table 1 below.

<実施例2>
実施例1で用いた樹脂インクA1と親水性インクB1とを混合したインクG1(混合比(質量%)A1:B1=75:25)、G2(混合比(質量%)A1:B1=50:50)、G3(混合比(質量%)A1:B1=25:75)を作成し、A1及びB1を含めた5種のインクをそれぞれ計5個のプリントヘッドを用い、透明PET基材(膜厚150μm、富士フイルム製)上にA1(最下層)、G1、G2、G3、B1(最上層)の順にて、下記のインクジェット描画法Bにより膜厚が10μmの組成傾斜膜を有する親水性部材を形成し、100℃にて加熱乾燥後、該組成傾斜膜の基材との密着性、親水性、耐水性、防曇性、防汚性、耐候性を評価した。結果を下記表1に示す。
<Example 2>
Ink G1 (mixing ratio (mass%) A1: B1 = 75: 25), G2 (mixing ratio (mass%) A1: B1 = 50: mixed with resin ink A1 and hydrophilic ink B1 used in Example 1 50), G3 (mixing ratio (mass%) A1: B1 = 25: 75), and five types of ink including A1 and B1 are used for each of the five print heads, and a transparent PET substrate (film) A hydrophilic member having a composition gradient film having a film thickness of 10 μm in the order of A1 (lowermost layer), G1, G2, G3, and B1 (uppermost layer) in the order of A1 (thickness 150 μm, manufactured by Fuji Film) by the following inkjet drawing method B After heating and drying at 100 ° C., the adhesion of the composition gradient film to the substrate, hydrophilicity, water resistance, antifogging property, antifouling property, and weather resistance were evaluated. The results are shown in Table 1 below.

〜インクジェット描画法B〜
図7に示すようなインクタンク60−1〜60−5にインクA1、G1、G2、G3、B1をそれぞれ充填した。インクジェットヘッド50−1〜50−5に供給されるインクは、それぞれインクA1、G1、G2、G3、B1である。
はじめにインクジェットヘッド50−1よりインクA1を、インクジェットヘッドから吐出されるインク滴の液滴量を10pL、液滴径が30μmとなるように制御しながら、窒素ガス雰囲気中で吐出させた。
このように形成したインクA1層を、80℃30秒間乾燥し、半乾燥させた。
次に、インクジェットヘッド50−2から同様にインクG1を吐出し、インクG1層を積層、半乾燥させた。これを、インクG2、G3、B1についても繰り返し、積層と半硬化を繰り返し、最終的に全乾燥(110℃60秒間)させることで組成傾斜膜を作成した。
なお、全硬化後のインク層A1、G1、G2、G3、B1の膜厚はそれぞれ2μmとなるようにした。
~ Inkjet drawing method B ~
Ink tanks 60-1 to 60-5 as shown in FIG. 7 were filled with inks A1, G1, G2, G3, and B1, respectively. The inks supplied to the inkjet heads 50-1 to 50-5 are inks A1, G1, G2, G3, and B1, respectively.
First, the ink A1 was ejected from the ink jet head 50-1 in a nitrogen gas atmosphere while controlling the amount of ink droplets ejected from the ink jet head to 10 pL and the droplet diameter to 30 μm.
The ink A1 layer thus formed was dried at 80 ° C. for 30 seconds and semi-dried.
Next, the ink G1 was similarly discharged from the inkjet head 50-2, and the ink G1 layer was laminated and semi-dried. This was repeated for the inks G2, G3, and B1, lamination and semi-curing were repeated, and finally the composition was completely dried (110 ° C. for 60 seconds) to form a composition gradient film.
The film thicknesses of the ink layers A1, G1, G2, G3, and B1 after complete curing were set to 2 μm.

<実施例3〜10>
親水性インク及び樹脂インクが含有する親水性ポリマー及びウレタンオリゴマー又はポリマーを下記表1に記載のものに置き換え、その他は実施例1と同様の方法で、膜厚が10μmの組成傾斜膜を有する親水性部材を形成し、100℃にて加熱乾燥後、該組成傾斜膜の基材との密着性、親水性、耐水性、防曇性、防汚性、耐候性を評価した。結果を下記表1に示す。
<Examples 3 to 10>
The hydrophilic polymer and the urethane oligomer or polymer contained in the hydrophilic ink and the resin ink are replaced with those shown in Table 1 below, and the others are the same as in Example 1 and the hydrophilicity having a composition gradient film with a film thickness of 10 μm. After forming an adhesive member and drying by heating at 100 ° C., the adhesion of the composition gradient film to the base material, hydrophilicity, water resistance, antifogging property, antifouling property, and weather resistance were evaluated. The results are shown in Table 1 below.

実施例3及び4において用いた親水性ポリマーの構造を以下に示す。
(化合物2)
The structure of the hydrophilic polymer used in Examples 3 and 4 is shown below.
(Compound 2)

(化合物3) (Compound 3)

上記式中、数値は各構造単位が含まれるモル比を表す。
上記(化合物2)及び(化合物3)の親水性ポリマーを含む親水性インクは、それぞれB2及びB3に相当する。
In the above formula, the numerical value represents the molar ratio in which each structural unit is included.
The hydrophilic inks containing the hydrophilic polymers of (Compound 2) and (Compound 3) correspond to B2 and B3, respectively.

<比較例1>
実施例1で用いた親水性インクB1のみを用いて、透明PET基材(膜厚150μm、富士フイルム製)上に、1層のみから構成される膜厚が10μmの親水性膜をインクジェット描画により作成し、実施例1と同様に評価を実施した。結果を下記表1に示す。
<Comparative Example 1>
Using only the hydrophilic ink B1 used in Example 1, a hydrophilic film having a film thickness of 10 μm composed of only one layer is formed on a transparent PET base material (film thickness 150 μm, manufactured by Fuji Film) by inkjet drawing. This was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1 below.

<比較例2>
水性エポキシ樹脂塗料(水性弾性サーフエポ、エスケー化研社製)を透明PET基材(膜厚150μm、富士フイルム製)上にバーコート塗布(膜厚2μm)した基材上に、実施例1で用いた親水性インクB1を用いて、1層のみから構成される膜厚が10μmの親水性膜をインクジェット描画により作成し、実施例1と同様に評価を実施した。結果を下記表1に示す。
<Comparative example 2>
In Example 1, a water-based epoxy resin paint (water-based elastic surf epoxy, manufactured by SK Kaken Co., Ltd.) was bar-coated (film thickness 2 μm) on a transparent PET substrate (film thickness 150 μm, manufactured by Fuji Film). A hydrophilic film having a film thickness of 10 μm composed of only one layer was prepared by inkjet drawing using the hydrophilic ink B1 and evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1 below.

実施例1〜10の親水性部材は、基材と組成傾斜膜との密着性、親水性、耐水性、防曇性、防汚性、耐侯性が良好であり、各種インクジェット法A(描画混合法)及びB(インク混合法)により作成した組成傾斜膜が実用上も有効であることが示される。そして、2種のインクジェット法での効果は同等であり、どちらの方法でも十分な機能を有する組成傾斜膜が形成可能である。また、密着性に関してはウレタン類を含有するインクがその他の樹脂を含有するインクより良好な性能を示した。本現象はウレタン化合物が水素結合相互作用により傾斜膜−基材間及び傾斜膜内の凝集力が向上し、強固な膜が形成されているためと考えられる。   The hydrophilic members of Examples 1 to 10 have good adhesion between the base material and the composition gradient film, hydrophilicity, water resistance, antifogging property, antifouling property, and weather resistance, and various ink jet methods A (drawing and mixing). It is shown that the composition gradient film prepared by (Method) and B (Ink Mixing Method) is practically effective. The effects of the two ink jet methods are equivalent, and a composition gradient film having a sufficient function can be formed by either method. Regarding the adhesion, the ink containing urethanes showed better performance than the ink containing other resins. This phenomenon is considered to be because the urethane compound has improved cohesive force between the gradient film and the base material and in the gradient film due to hydrogen bond interaction, and a strong film is formed.

一方、比較例1のように、本発明に用いた親水性化合物のみのインクを用い通常のインクジェット描画により親水性部材を形成した場合、親水性膜のため疎水性の樹脂基材との密着性が発現せず、すぐ剥離する。また、比較例2では親水性化合物とウレタン材料を積層しているため、親水性と疎水性という異種界面が存在し、十分な基材への密着が発現せず、耐久性の指標である耐侯性の問題が顕著になる。   On the other hand, when the hydrophilic member is formed by normal ink jet drawing using the ink of only the hydrophilic compound used in the present invention as in Comparative Example 1, the adhesion with the hydrophobic resin base material is due to the hydrophilic film. Does not develop and peels off immediately. Further, in Comparative Example 2, since the hydrophilic compound and the urethane material are laminated, the different types of interfaces of hydrophilicity and hydrophobicity are present, and sufficient adhesion to the base material is not exhibited, and the wrinkle resistance which is a durability index The problem of sex becomes prominent.

1 親水性部材
2 基材
3 組成傾斜膜
10 描画部
100 組成傾斜膜作製装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Hydrophilic member 2 Base material 3 Composition gradient film 10 Drawing part 100 Composition gradient film preparation apparatus

Claims (17)

基材と、該基材上に設けられ、下記親水性材料1)及び樹脂材料2)を含む膜とを有する親水性部材であって、該膜が膜の厚み方向において前記基材に最も近い側から最も遠い側に向かって1)の比率が大きくなり、かつ、2)の比率が小さくなるように、1)及び2)の組成が連続的に変化する組成傾斜膜である、親水性部材。
1)加水分解性シリル基含有親水性ポリマーを含有し、かつ前記ポリマーが主鎖末端又は側鎖に、下記一般式(a)で表される加水分解性シリル基を分子中に少なくとも1個有し、親水性基を分子中に少なくとも1個有する親水性材料。
一般式(a): −Si(R103−a−(OR11
(式中、R10、R11はそれぞれ水素原子又は炭化水素基、aは1〜3の整数を示す。)
2)オリゴマー又はポリマーを含有する樹脂材料。但し、2)は上記1)の親水性材料とは異なる。
A hydrophilic member having a base material and a film provided on the base material and including the following hydrophilic material 1) and resin material 2), the film being closest to the base material in the thickness direction of the film A hydrophilic member that is a composition gradient film in which the composition of 1) and 2) is continuously changed so that the ratio of 1) increases from the side toward the farthest side and the ratio of 2) decreases. .
1) A hydrolyzable silyl group-containing hydrophilic polymer is contained, and the polymer has at least one hydrolyzable silyl group represented by the following general formula (a) in the molecule at the main chain terminal or side chain. And a hydrophilic material having at least one hydrophilic group in the molecule.
Formula (a): -Si (R 10 ) 3-a - (OR 11) a
(In formula, R < 10 >, R < 11 > is a hydrogen atom or a hydrocarbon group, respectively, and a shows the integer of 1-3.)
2) A resin material containing an oligomer or polymer. However, 2) is different from the hydrophilic material of 1) above.
前記オリゴマー又はポリマーがウレタンオリゴマー又はポリマーである、請求項1に記載の親水性部材。   The hydrophilic member according to claim 1, wherein the oligomer or polymer is a urethane oligomer or polymer. 上記組成傾斜膜における、樹脂材料2)と親水性材料1)の総質量に対する樹脂材料2)の質量が占める割合を、基材側より膜の厚み方向に0.1μmの厚みごとに測定したときに、隣り合う測定位置での上記割合の差がいずれも50%以下である、請求項1又は2に記載の親水性部材。   When the ratio of the mass of the resin material 2) to the total mass of the resin material 2) and the hydrophilic material 1) in the composition gradient film is measured for each thickness of 0.1 μm from the substrate side in the film thickness direction. Further, the hydrophilic member according to claim 1 or 2, wherein the difference in the ratios at adjacent measurement positions is 50% or less. 前記加水分解性シリル基含有親水性ポリマーが、下記一般式(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(I)、一般式(II−1)で表される構造及び一般式(II−2)で表される構造を含む親水性ポリマー(II)又は一般式(III−1)で表される構造及び一般式(III−2)で表される構造を含む親水性ポリマー(III)のいずれかである、請求項1〜3のいずれか1項に記載の親水性部材。

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二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)(Rc)(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、分岐のアルキル基又はシクロアルキル基を表し、Rは、直鎖、分岐のアルキル基又はシクロアルキル基を表し、R及びRは、それぞれ独立に水素原子、又は、直鎖、分岐のアルキル基又はシクロアルキル基、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。

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二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)(Rc)(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、分岐のアルキル基又はシクロアルキル基を表し、Rは、直鎖、分岐のアルキル基又はシクロアルキル基を表し、R及びRは、それぞれ独立に水素原子、又は、直鎖、分岐のアルキル基又はシクロアルキル基、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。

一般式(III−1)及び(III−2)中、R301〜R311はそれぞれ独立に水素原子又は炭化水素基を表す。rは1〜3の整数を表し、L301〜L303は、それぞれ独立に単結合又は二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。A301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)(Rc)(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、分岐のアルキル基又はシクロアルキル基を表し、Rは、直鎖、分岐のアルキル基又はシクロアルキル基を表し、R及びRは、それぞれ独立に水素原子、又は、直鎖、分岐のアルキル基又はシクロアルキル基、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。
The hydrolyzable silyl group-containing hydrophilic polymer includes a hydrophilic polymer (I) having a structure represented by the following general formula (I-1) and a structure represented by the general formula (I-2), II-1) and a structure represented by the hydrophilic polymer (II) or the general formula (III-1) including the structure represented by the general formula (II-2) and the general formula (III-2) The hydrophilic member according to any one of claims 1 to 3, which is any one of the hydrophilic polymers (III) including a structure represented by:

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 independently represent a single bond or a divalent 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 represents an (R d) (R e) . Here, R a , R b and R c each independently represent a hydrogen atom, or a linear or branched alkyl group or cycloalkyl group, and R d represents a linear or branched alkyl group or cycloalkyl group. R e and R f each independently represent a hydrogen atom, or a linear or branched alkyl group or cycloalkyl group, an alkali metal, an alkaline earth metal, or onium, and R g represents a halogen ion or an inorganic group. An anion or an organic anion is represented.

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 independently represent a single bond or a divalent 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 represents an (R d) (R e) . Here, R a , R b and R c each independently represent a hydrogen atom, or a linear or branched alkyl group or cycloalkyl group, and R d represents a linear or branched alkyl group or cycloalkyl group. R e and R f each independently represent a hydrogen atom, or a linear or branched alkyl group or cycloalkyl group, an alkali metal, an alkaline earth metal, or onium, and R g represents a halogen ion or an inorganic group. An anion or an organic anion is represented.

In general formulas (III-1) and (III-2), R 301 to R 311 each independently represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group. r represents an integer of 1 to 3, and L 301 to L 303 each independently represent a single bond or a divalent organic linking group. x and y represent composition ratios, x represents a number satisfying 0 <x <100 and y represents 0 <y <100. A 301 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 represents an (R d) (R e) . Here, R a , R b and R c each independently represent a hydrogen atom, or a linear or branched alkyl group or cycloalkyl group, and R d represents a linear or branched alkyl group or cycloalkyl group. R e and R f each independently represent a hydrogen atom, or a linear or branched alkyl group or cycloalkyl group, an alkali metal, an alkaline earth metal, or onium, and R g represents a halogen ion or an inorganic group. An anion or an organic anion is represented.
前記加水分解性シリル基含有親水性ポリマー中の親水性基を有する構造単位が、ポリマー全体の30mol%以上含まれる、請求項1〜4のいずれか1項に記載の親水性部材。   The hydrophilic member according to any one of claims 1 to 4, wherein a structural unit having a hydrophilic group in the hydrolyzable silyl group-containing hydrophilic polymer is contained in an amount of 30 mol% or more of the whole polymer. 前記材料1)の親水性材料が、さらにコロイダルシリカを含有する、請求項1〜5のいずれか1項に記載の親水性部材。   The hydrophilic member according to claim 1, wherein the hydrophilic material of the material 1) further contains colloidal silica. 前記材料2)において、ウレタンオリゴマー又はポリマーが、ウレタン結合及びウレア結合を含有するオリゴマー又はポリマーである、請求項2〜6のいずれか1項に記載の親水性部材。   The hydrophilic member according to any one of claims 2 to 6, wherein in the material 2), the urethane oligomer or polymer is an oligomer or polymer containing a urethane bond and a urea bond. 前記材料2)において、ウレタンオリゴマー又はポリマーが、下記一般式(A)で表される繰り返し単位を有するオリゴマー又はポリマーである、請求項2〜6のいずれか1項に記載の親水性部材。
(上記一般式中、RA1〜RA3はそれぞれ独立して、アルキレン基、アリーレン基又はビアリーレン基を表し、RA4〜RA6はそれぞれ独立して、水素原子、アルキル基、アリール基又はヘテロアリール基を表す。)
The hydrophilic member according to any one of claims 2 to 6, wherein in the material 2), the urethane oligomer or polymer is an oligomer or polymer having a repeating unit represented by the following general formula (A).
(In the above general formula, R A1 to R A3 each independently represents an alkylene group, an arylene group, or a biarylene group, and R A4 to R A6 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, or heteroaryl. Represents a group.)
前記1)の親水性材料を含むインク組成物と前記2)の樹脂材料を含むインク組成物の少なくとも2種のインク組成物をインクジェット法により前記基材上に吐出する、請求項1〜8のいずれか1項に記載の親水性部材の形成方法。   The ink composition comprising the hydrophilic material of 1) and the ink composition comprising the resin material of 2) are ejected onto the substrate by an ink jet method. The formation method of the hydrophilic member of any one of Claims 1. 前記少なくとも2種のインク組成物として、少なくとも、前記1)の親水性材料を含むインク組成物と前記2)の樹脂材料を含むインク組成物とを用い、
前記インクジェット法が、少なくとも第1のインクジェットヘッドと第2のインクジェットヘッドを用いるものであり、
前記1)の親水性材料を含むインク組成物を含む第1のインクを、第1のインクジェットヘッドに供給する工程と、
前記2)の樹脂材料を含むインク組成物を含む第2のインクを、第2のインクジェットヘッドに供給する工程と、
前記第1のインクジェットヘッドから吐出される第1のインクの量と前記第2のインクジェットヘッドから吐出される第2のインクの量との比率を決定する制御工程と、
前記決定された比率に従って、前記第1のインクジェットヘッド及び前記第2のインクジェットヘッドの少なくとも一方から前記第1のインク又は前記第2のインクを吐出させて1つの層を形成する形成工程と、
前記形成工程を繰り返して前記基材上に前記層を複数層積層して組成傾斜膜を得る積層工程と、
を備え、
前記制御工程において、前記複数層の厚み方向において前記基材に最も近い層から最も遠い層に向かって、前記第1のインクの比率が大きくなり、かつ前記第2のインクの比率が小さくなるように前記比率を決定する、請求項9に記載の親水性部材の形成方法。
As the at least two kinds of ink compositions, at least an ink composition containing the hydrophilic material of 1) and an ink composition containing the resin material of 2) are used,
The inkjet method uses at least a first inkjet head and a second inkjet head,
Supplying a first ink containing an ink composition containing the hydrophilic material of 1) to a first inkjet head;
Supplying a second ink containing an ink composition containing the resin material of 2) to a second inkjet head;
A control step of determining a ratio between the amount of the first ink ejected from the first inkjet head and the amount of the second ink ejected from the second inkjet head;
Forming a layer by discharging the first ink or the second ink from at least one of the first inkjet head and the second inkjet head according to the determined ratio;
A lamination step of repeating the formation step to obtain a composition gradient film by laminating a plurality of layers on the substrate;
With
In the control step, the ratio of the first ink increases and the ratio of the second ink decreases from the layer closest to the base material to the layer farthest in the thickness direction of the plurality of layers. The method for forming a hydrophilic member according to claim 9, wherein the ratio is determined.
前記形成工程において、前記第1及び第2のインクジェットヘッドから吐出する液滴のインク量が0.3〜100pLである、請求項10に記載の親水性部材の形成方法。   The method for forming a hydrophilic member according to claim 10, wherein, in the forming step, an ink amount of droplets ejected from the first and second inkjet heads is 0.3 to 100 pL. 前記形成工程において、前記第1及び第2のインクジェットヘッドから吐出する液滴の液滴径が1〜300μmである、請求項10又は11に記載の親水性部材の形成方法。   The method for forming a hydrophilic member according to claim 10 or 11, wherein in the forming step, a droplet diameter of droplets discharged from the first and second inkjet heads is 1 to 300 µm. 前記少なくとも2種のインク組成物として、少なくとも、前記1)の親水性材料を含むインク組成物と前記2)の樹脂材料を含むインク組成物とを用い、
前記インクジェット法が、複数のインクジェットヘッドを用いるものであり、
前記1)の親水性材料を含むインク組成物を含む第1のインクと前記2)の樹脂材料を含むインク組成物を含む第2のインクとが混合された混合インクであって、それぞれ異なる比率で混合された複数の混合インクを前記複数のインクジェットヘッドそれぞれのインクジェットヘッドに供給する工程と、
前記複数のインクジェットヘッドから1つのインクジェットヘッドを順に選択する選択工程であって、前記第2のインクの比率の高い混合インクが供給されるインクジェットヘッドから順に選択する選択工程と、
前記選択されたインクジェットヘッドから混合インクを吐出させて1つの層を形成する形成工程と、
前記形成工程を繰り返して前記基材上に前記層を複数層積層して組成傾斜膜を得る積層工程と、
を備える、請求項9に記載の親水性部材の形成方法。
As the at least two kinds of ink compositions, at least an ink composition containing the hydrophilic material of 1) and an ink composition containing the resin material of 2) are used,
The inkjet method uses a plurality of inkjet heads,
A mixed ink in which the first ink containing the ink composition containing the hydrophilic material of 1) and the second ink containing the ink composition containing the resin material of 2) are mixed, each having a different ratio Supplying a plurality of mixed inks mixed in step to each inkjet head of the plurality of inkjet heads;
A selection step of sequentially selecting one inkjet head from the plurality of inkjet heads, the selection step sequentially selecting from the inkjet head to which the mixed ink having a high ratio of the second ink is supplied;
Forming a layer by discharging mixed ink from the selected inkjet head; and
A lamination step of repeating the formation step to obtain a composition gradient film by laminating a plurality of layers on the substrate;
A method for forming a hydrophilic member according to claim 9.
前記形成工程において、前記選択されたインクジェットヘッドから吐出する液滴のインク量が0.5〜150pLである、請求項13に記載の親水性部材の形成方法。   The method for forming a hydrophilic member according to claim 13, wherein in the forming step, an ink amount of droplets ejected from the selected inkjet head is 0.5 to 150 pL. 前記形成工程において、前記選択されたインクジェットヘッドから吐出する液滴の液滴径が2〜450μmである、請求項13又は14に記載の親水性部材の形成方法。   The method for forming a hydrophilic member according to claim 13 or 14, wherein in the forming step, a droplet diameter of a droplet discharged from the selected inkjet head is 2 to 450 µm. 少なくとも2種のインク組成物として、少なくとも、前記1)の親水性材料を含むインク組成物と前記2)の樹脂材料を含むインク組成物とを用い、インクジェット法により形成される親水性部材であって、
前記インクジェット法が、少なくとも第1のインクジェットヘッドと第2のインクジェットヘッドを用いるものであり、
前記1)の親水性材料を含むインク組成物を含む第1のインクを、第1のインクジェットヘッドに供給する工程と、
前記2)の樹脂材料を含むインク組成物を含む第2のインクを、第2のインクジェットヘッドに供給する工程と、
前記第1のインクジェットヘッドから吐出される第1のインクの量と前記第2のインクジェットヘッドから吐出される第2のインクの量との比率を決定する制御工程と、
前記決定された比率に従って、前記第1のインクジェットヘッド及び前記第2のインクジェットヘッドの少なくとも一方から前記第1のインク又は前記第2のインクを吐出させて1つの層を形成する形成工程と、
前記形成工程を繰り返して前記基材上に前記層を複数層積層して組成傾斜膜を得る積層工程と、
を備え、
前記制御工程において、前記複数層の厚み方向において前記基材に近い層から遠い層に向かって、前記第1のインクの比率が大きくなり、かつ前記第2のインクの比率が小さくなるように前記比率を決定する、請求項1〜8のいずれか1項に記載の親水性部材。
A hydrophilic member formed by an ink jet method using at least two ink compositions, the ink composition containing at least the hydrophilic material of 1) and the ink composition containing the resin material of 2). And
The inkjet method uses at least a first inkjet head and a second inkjet head,
Supplying a first ink containing an ink composition containing the hydrophilic material of 1) to a first inkjet head;
Supplying a second ink containing an ink composition containing the resin material of 2) to a second inkjet head;
A control step of determining a ratio between the amount of the first ink ejected from the first inkjet head and the amount of the second ink ejected from the second inkjet head;
Forming a layer by discharging the first ink or the second ink from at least one of the first inkjet head and the second inkjet head according to the determined ratio;
A lamination step of repeating the formation step to obtain a composition gradient film by laminating a plurality of layers on the substrate;
With
In the control step, the ratio of the first ink is increased and the ratio of the second ink is decreased from a layer close to the base to a layer far from the base in the thickness direction of the plurality of layers. The hydrophilic member according to claim 1, wherein the ratio is determined.
少なくとも2種のインク組成物として、少なくとも、前記1)の親水性材料を含むインク組成物と前記2)の樹脂材料を含むインク組成物とを用い、インクジェット法により形成される親水性部材であって、
前記インクジェット法が、複数のインクジェットヘッドを用いるものであり、
前記1)の親水性材料を含むインク組成物を含む第1のインクと前記2)の樹脂材料を含むインク組成物を含む第2のインクとが混合された混合インクであって、それぞれ異なる比率で混合された複数の混合インクを前記複数のインクジェットヘッドそれぞれのインクジェットヘッドに供給する工程と、
前記複数のインクジェットヘッドから1つのインクジェットヘッドを順に選択する選択工程であって、前記第2のインクの比率の高い混合インクが供給されるインクジェットヘッドから順に選択する選択工程と、
前記選択されたインクジェットヘッドから混合インクを吐出させて1つの層を形成する形成工程と、
前記形成工程を繰り返して前記基材上に前記層を複数層積層して組成傾斜膜を得る積層工程と、
を備える、請求項1〜8のいずれか1項に記載の親水性部材。
A hydrophilic member formed by an ink jet method using at least two ink compositions, the ink composition containing at least the hydrophilic material of 1) and the ink composition containing the resin material of 2). And
The inkjet method uses a plurality of inkjet heads,
A mixed ink in which the first ink containing the ink composition containing the hydrophilic material of 1) and the second ink containing the ink composition containing the resin material of 2) are mixed, each having a different ratio Supplying a plurality of mixed inks mixed in step to each inkjet head of the plurality of inkjet heads;
A selection step of sequentially selecting one inkjet head from the plurality of inkjet heads, the selection step sequentially selecting from the inkjet head to which the mixed ink having a high ratio of the second ink is supplied;
Forming a layer by discharging mixed ink from the selected inkjet head; and
A lamination step of repeating the formation step to obtain a composition gradient film by laminating a plurality of layers on the substrate;
The hydrophilic member according to claim 1, comprising:
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