JP4536369B2 - 水酸基含有アクリルアミド誘導体を用いる防汚材料 - Google Patents

水酸基含有アクリルアミド誘導体を用いる防汚材料 Download PDF

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Description

本発明は、防汚材料に関する。更に詳しくは、分子内に少なくとも1個の水酸基を有するアクリルアミド誘導体と分子内に少なくとも2個の(メタ)アクリロイル基を有する化合物とを含む組成物を重合して得られる共重合体からなる防汚材料に関する。
外壁等に付着した汚れ(外気疎水性物質等)を降雨及び散水等によって浮き上がらせて効率的に除去するセルフクリーニング性(防汚染性)を有する親水化剤(非特許文献1、非特許文献2、)及び防曇性を有する親水化剤が注目されている(非特許文献3)。
親水化剤として有用な親水性を有する樹脂としては、例えば、ポリビニルアルコールのような分子内に多数の水酸基が結合する樹脂が数多く知られている。これらの親水性を有する樹脂はその化学構造の相違により異なる特性を示すため、それぞれの樹脂の特性に適した製品開発が行われている。
親水性を有する樹脂として、例えば、特許文献1に記載されているN、N−ビス(ヒドロキシエチル)(メタ)アクリルアミド、又は特許文献2に記載されている2,3−ジヒドロキシプロピル(メタ)アクリルアミド等の水酸基を有するアクリルアミド誘導体を用いて得られるポリマーに関する報告もなされている。
特許文献1には、N、N−ビス(ヒドロキシエチル)(メタ)アクリルアミドを単独又は他の重合性単量体とともに重合させて得られる重合体又は共重合体が排水清浄剤、血液抗凝固剤、血液検査用器具の表面親水化剤として使用し得ることが記載されている。特許文献3には、N、N−ビス(ヒドロキシエチル)アクリルアミドを電子線等の放射線で硬化して得られる硬化重合体が親水性を有し、この硬化重合体をインクジェット記録用紙に用いた場合に印字後のべたつきが減少することが報告されている。特許文献4には、2,3−ジヒドロキシプロピル(メタ)アクリルアミドと2−フェノキシエチルアクリレートを重合させて透明な水分散性高分子化合物の水溶液を得たことが報告されている。
しかしながら、水酸基を有する線状構造又は分子間の架橋度合いが低い架橋構造の親水性を有する樹脂は、水に対する溶解性が高いか又は水に溶解しないが水を吸収してゲル状になり易(やす)いため、セルフクリーニング性及び防曇性が要求される材料として使用するには充分とはいえない。
高分子,44(5),307頁 未来材料,2(1),36−41頁 東亜合成研究年報、TREND 2月号、39〜44頁 特開昭61−52号公報 特公昭48−19295号公報 特開2001−206912号公報 特公平07−4522号公報
本発明は、カーボンブラックのような燃焼生成物や排気ガス中に含まれる油分等の汚染物質が付着した際にも、表面を自己浄化(セルフクリーニング)し、もしくは容易に清掃することの可能な防汚材料を提供することを目的とする。
本発明者らは、上記課題を解決すべく検討した結果、分子内に少なくとも1個の水酸基を有するアクリルアミド誘導体と分子内に少なくとも2個の(メタ)アクリロイル基を有する化合物とを含む組成物を共重合して得られる共重合体が防汚材料として有用であることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は
(1) 一般式(1)
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(式中、Gは水素原子またはメチル基を表し、J及びQは、独立して、水素原子、メチル基、-CHOH、-CHCHOH、-CHCHCHOH、または‐CHCH(OH)CHOHを表す。但し、JとQの組み合わせが同時に、水素原子と水素原子、水素原子とメチル基、メチル基とメチル基となる場合を除く。)で表される化合物と分子内に少なくとも2個の(メタ)アクリロイル基を有する化合物とを含む組成物を共重合して得られる共重合体からなる防汚材料、
(2) 前記(1)記載の分子内に少なくとも2個の(メタ)アクリロイル基を有する化合物が下記の一般式(2)〜一般式(5)で表される化合物から選択されるいずれかの化合物である前記(1)記載の防汚材料、
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、D、D、E、Eは独立して、水素原子、メチル基、エチル基、(メタ)アクリロイルオキシ基、または(メタ)アクリロイルオキシメチル基を表す。R〜R15は独立して水素原子、メチル基を表す。e1、e2、g1、g2、i1、i2は独立して0〜2の整数を表し、f1、f2、h1、h2、j1、j2は独立して1〜4の整数を表す。Xは水素原子またはメチルを表し、kは2〜6の整数を表す。
Tは、酸素原子及びエステル結合から選択される。
Fは、酸素原子、エステル結合、及び次の一般式(6)ないし一般式(18)から選択される基を表す。
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※は結合手を表わす。)
(3) 前記(1)記載の組成物に、さらに下記一般式(19)で表される化合物を含む組成物を共重合して得られる共重合体からなる防汚材料、
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(4) 前記(2)記載の組成物を共重合して得られる共重合体の透明度値が0.1〜5.0である前記(2)記載の防汚材料、
(5) 前記(3)記載の組成物を共重合して得られる共重合体の透明度値が0.1〜5.0である前記(3)記載の防汚材料、
(6) 前記(3)記載の組成物を共重合して得られる共重合体、
(7) 前記(4)記載の組成物を共重合して得られる共重合体、
本発明によれば、粘着性が小さく、表面を自己浄化(セルフクリーニング)し、もしくは容易に清掃することの可能な防汚材料を得ることができる。また、本発明によれば、粘着性が小さく、かつ、透明性の良好な防汚材料を得ることもできる。
本発明に係る防汚材料は、下記一般式(1)で表される化合物と、分子内に少なくとも2個の(メタ)アクリロイル基を有する化合物とを含む組成物を共重合して得られる共重合体からなる。
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一般式(1)において、Gは水素原子またはメチル基を表し、J及びQは、それぞれ独立して、水素原子、メチル基、-CHOH、-CHCHOH、-CHCHCHOH、または‐CHCH(OH)CHOHを表す。但し、JとQの組み合わせとして、水素原子と水素原子、水素原子とメチル基、またはメチル基とメチル基となることはない。
一般式(1)で表わされる化合物は公知化合物であり、前記の特許文献1、特許文献2及び特許文献3に記載された方法等により製造することができる。一般式(1)で表わされる化合物に属するN-メチロールアクリルアミドは市販品を入手することができる。
一般式(1)で表わされる化合物のなかでも、N-メチロールアクリルアミド、2−ヒドロキシ−エチル−(メタ)アクリルアミド、3−ヒドロキシ−プロピル−(メタ)アクリルアミド、2,3−ジヒドロキシ−プロピル−(メタ)アクリルアミド、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)−(メタ)アクリルアミドは製造が容易であるため好ましい化合物である。これら化合物は単独で、または2種以上を組み合わせて用いることができる。
分子内に少なくとも2個の(メタ)アクリロイル基を有する化合物は、分子内に2個以上の(メタ)アクリロイル基を有する化合物であり、(メタ)アクリロイル基は分子内に(メタ)アクリロイルオキシ基、(メタ)アクリロイルチオ基、(メタ)アクリルアミド基として存在していても良い。これらのなかでも、(メタ)アクリロイルオキシ基及び(メタ)アクリルアミド基が好ましく、(メタ)アクリロイルオキシ基が特に好ましい。
分子内に少なくとも2個の(メタ)アクリロイル基を有する化合物としては、例えば、一般式(2)乃至一般式(5)で表わされる化合物が挙げられる。
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一般式(2)において、X,Yは、独立して水素原子又はメチル基を表し、Dは、
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一般式(3)において、Eは、
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一般式(4)において、X、X、X、Y、及びYは、独立して水素原子又はメチル基を表し、R20及びR30は、独立して水素原子、メチル基、エチル基、ヒドロキシエチル基、ヒドロキシプロピル基を表す。a1、a2及びbは独立して1〜1000の整数、好ましくは1〜300の整数、さらに好ましくは1〜100の整数を表す。
一般式(4)において、Gは
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一般式(5)においてAは、
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、D、D、E、Eは独立して、水素原子、メチル基、エチル基、(メタ)アクリロイルオキシ基、または(メタ)アクリロイルオキシメチル基を表す。R〜R15は独立して水素原子、メチル基を表す。e1、e2、g1、g2、i1、i2は独立して0〜2の整数を表し、f1、f2、h1、h2、j1、j2は独立して1〜4の整数、好ましくは1〜3の整数、さらに好ましくは1〜2の整数を表す。Xは水素原子またはメチルを表し、kは2〜6の整数、好ましくは2〜4の整数、さらに好ましくは2〜3の整数を表す。
Tは、酸素原子及びエステル結合から選択される。
Fは、酸素原子、エステル結合、及び次の一般式(6)ないし一般式(18)から選択される基を表す。なお、※は結合手を表わす。
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一般式(2)〜一般式(5)で表わされる化合物は、公知の方法により製造することができるが、市販品として入手することもできる。また、上記化合物の中でも、分子内に2個以上の(メタ)アクロイルオキシ基を有し、かつ少なくとも1個の水酸基を有する化合物が好ましく用いられる。
一般式(1)で表される化合物と、一般式(2)〜一般式(5)で表わされる化合物から選択される少なくとも1種の化合物とを含む組成物を共重合して得られる共重合体は防汚材料に好適に使用される。
一般式(1)で表わされる化合物と分子内に少なくとも2個の(メタ)アクリロイル基を有する化合物とを含む組成物に、さらに下記一般式(19)で表される化合物を含む組成物を共重合して得られる共重合体も本発明の防汚染材料として好適に使用される。
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(式中、Rは水素原子またはメチル基を表し、RおよびRは、それぞれ独立して、水素原子、メチル基、またはエチル基を表す。cは2〜6の整数を表し、dは0〜3の整数を表す。Vは水素原子、メチル基、又は
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を表し、Zは炭素数1〜10のアルキレン基、炭素数4〜10のシクロアルキレン基、またはフェニレン基を表す。※は酸素原子と結合する結合手を表わす。)
一般式(1)で表される化合物と、一般式(2)〜一般式(5)で表される化合物から選択される少なくとも1種以上の化合物と、一般式(19)で表される化合物との組成物を共重合して得られる共重合体は防汚材料として好ましい。
一般式(1)で表される化合物と一般式(2)〜一般式(5)で表される化合物から選択されるいずれか1種の化合物とを共重合して得られる共重合体の透明度値、又は一般式(1)で表される化合物と、一般式(2)〜一般式(5)で表される化合物から選択される2種以上の化合物とを共重合して得られる共重合体の透明度値が0.1〜5.0であると、得られる共重合体及びこれからなる防汚材料の透明性が向上するため好ましい。透明度値は0.1〜4.0であるとより好ましく、0.1〜3.0であると特に好ましい。このような共重合体は、クリアーコート、光学材料、透明建築材料又は透明フィルム等の透明性が要求される防汚材料に好適に使用される。
また、一般式(1)で表される化合物と分子内に少なくとも2個の(メタ)アクリロイル基を有する化合物と一般式(19)で表される化合物とを共重合して得られる共重合体の透明度値が0.1〜5.0であると、得られる共重合体及びこれからなる防汚材料の透明性が向上するため好ましい。透明度値は0.1〜4.0であるとより好ましく、0.1〜3.0であると特に好ましい。
一般式(1)で表される化合物と、一般式(2)〜一般式(5)で表わされる化合物から選択される少なくとも1種の化合物と、一般式(19)で表される化合物とを共重合して得られる、透明度値が0.1〜5.0である共重合体もクリアーコート、光学材料、透明建築材料又は透明フィルム等の透明性が要求される防汚材料に好適に使用される。
なお、本発明における透明度値とは、以下の計算式で算出された数値のことである。
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なお、前記の計算式中の各変数及び各パラメーターの詳細は次に示すとおりである。下記において、化合物Iとは、一般式(1)で表される化合物を示し、化合物II-1は、分子内に少なくとも2個の(メタ)アクリロイル基を有する化合物、好ましくは一般式(2)〜(5)から選択される化合物を示し、化合物II-2は一般式(19)で表される化合物を示す。化合物II-1および化合物II-2がともに用いられている系では、上記透明度値は化合物I、化合物II-1および化合物II-2を共重合して得られる共重合体の透明度値である。また、化合物II-2が使用されていない系では、化合物II-2に由来する物性値はすべて0(ゼロ)として計算する。
a1:化合物Iの溶解度パラメーター
a2:化合物II-1の溶解度パラメーター
a3:化合物II-2の溶解度パラメーター
b1:化合物Iの密度
b2:化合物II-1の密度
b3:化合物II-2の密度
c1:化合物Iの双極子モーメント
c2:化合物II-1の双極子モーメント
c3:化合物II-2の双極子モーメント
d1:化合物IのClogP−化合物II-1のClogP
d2:化合物II-1のClogP−化合物II-2のClogP
d3:化合物II-2のClogP−化合物IのClogP
e2:化合物II-1の架橋可能官能基数
e3:化合物II-2の架橋可能官能基数
f1:化合物Iの量×10/(化合物Iの量+化合物II-1の量+化合物II-2の量)
f2:化合物II-1の量×10/(化合物Iの量+化合物II-1の量+化合物II-2の量)
f3:化合物II-2の量×10/(化合物Iの量+化合物II-1の量+化合物II-2の量)
h1:化合物Iの表面張力
h2:化合物II-1の表面張力
h3:化合物II-2の表面張力
k1:化合物IのOH基数
k2:化合物II-1のOH基数
k3:化合物II-2のOH基数
溶解度パラメーター
溶解度パラメーターは、物性予測プログラムCHEOPS ver.4.0(MillionZillion社)にて各化合物について計算する。単位は(J/cm3)1/2である。
密度
同じくCHEOPS ver.4.0(MillionZillion社)にて各化合物について計算し、単位をg/cm3に換算する。
ClogP
ClogPは、CS Chem3D Ultra ver.7.0.0(CambridgeSoft社)のlogP予測プログラムを用いて各化合物について化学構造式から計算する。
双極子モーメント
CAChe(富士通社)に装入されているMOPAC ver.2.20CACheのPM3法により各化合物について計算する。
架橋可能官能基数
化合物分子中の(メタ)アクリロイル基数を架橋可能官能基数とする。
表面張力
CHEOPS ver.4.0(MillionZillion社)を用いて、各化合物について構造式に基づき計算する。単位はmN/mである。
OH基数
化合物1分子中のOH基の数である。
尚、何れのパラメーターの計算においても、それぞれの化合物群(I、II−1、及びII−2)の中に化合物が複数ある場合、各化合物の配合比における加重平均値を計算式に入れる。
一般式(2)〜一般式(5)で表わされる化合物の中で、前記の透明度値が0.1〜5.0である共重合体を与える化合物を挙げるならは、例えば、1−アクリロイルオキシ−2−ヒドロキシ−3−メタクリロイルオキシ−プロパン、2−ヒドロキシプロピル−1,3−ジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ビス[4−{6−(メタ)アクリロイルオキシ−5−ヒドロキシ−2−メチル−3−オキサヘキシル−オキシ}フェニル]−1,1−プロパン、1,10−ジ(メタ)アクリロイルオキシ−2,9−ジヒドロキシ−4,7−ジオキサデカン、サイクロマーP(商品名、ダイセル化学工業)が挙げられる。
一般式(19)で表される化合物の中で、前記の透明度値が0.1〜5.0となる共重合体を与える化合物を挙げるならば、例えば、(メタ)アクリル酸、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロイルオキシエチル−コハク酸、(メタ)アクリロイルオキシエチル−ヘキサヒドロフタル酸、(メタ)アクリロイルオキシエチル−リン酸が挙げられる。
前記の組成物中の各化合物の混合比は、特に制限されない。前記の組成物中の各化合物の混合比は、これを重合して得られる共重合体に要求する特性に応じて適宜決定することができる。
例えば、一般式(1)で表される化合物と分子内に少なくとも2個の(メタ)アクリロイル基を有する化合物が重量比に換算して2:8〜8:2の範囲である組成物を共重合させることにより、水接触角が、例えば、5〜45度である共重合体を得ることができる。
前記の組成物を共重合させることにより本発明の共重合体が得られる。
前記の組成物を共重合する方法に制限はなく、公知の方法を使用できる。通常、熱又は放射線用いて重合反応を行うが、両者を併用することもできる。
前記の組成物の重合反応は大気下で行うこともできるが、窒素等の不活性ガス雰囲気下で行うのが重合時間を短縮させる点で好ましい。前記の組成物の共重合に際しては、通常、重合速度を向上させる目的で該組成物に公知の重合開始剤を添加したり、粘度調整等のために溶媒を使用することもできる。
熱を用いて前記の組成物を共重合させる場合、通常、該組成物に有機過酸化物等のラジカル発生剤を加え室温から300℃以下の範囲で加熱する。
放射線を用いて前記の組成物を共重合させる場合、用いる放射線としては、波長領域が0.0001〜800nm範囲のエネルギー線であれば特に限定はされないが、α線、β線、γ線、X線、可視光、紫外線、電子線等が挙げられる。用いる放射線は、前記の組成物中に含まれる化合物に応じて適宜選択することができるが、波長領域が400〜800nmの範囲の可視光、50〜400nmの範囲の紫外線および0.01〜0.002nmの範囲の電子線が、取扱いが容易で一般的に普及しているので好ましい。重合反応に高いエネルギーが必要な場合等には、装置は高価だが電子線が用いられる場合が多い。また、前記の組成物を電子線で硬化させる場合、通常、重合開始剤は必要としない。
前記の組成物を紫外線で共重合させる場合、光カチオン重合開始剤、光アニオン重合開始剤、又は光ラジカル重合開始剤等公知の光重合開始剤が用いられ、中でも光ラジカル重合開始剤が好ましく用いられる。
好ましく用いられる光重合開始剤としては、例えば、ダロキュアー1173(チバ・スペシャリティー・ケミカルズ社製)、イルガキュアー651(チバ・スペシャリティー・ケミカルズ社製)、ベンゾフェノン、4−フェニルベンゾフェノン、イルガキュアー500(チバ・スペシャリティー・ケミカルズ社製)、エサキュアーKT55(ランベルティー社製)、エサキュアーKTO/46(ランベルティー社製)、エサキュアー1001(ランベルティー社製)が挙げられる。
これら光重合開始剤の使用量は、一般式(1)で表される化合物と分子内に少なくとも2個の(メタ)アクリロイル基を有する化合物との合計重量に対して、もしくは一般式(1)で表される化合物と分子内に少なくとも2個の(メタ)アクリロイル基を有する化合物及び一般式(19)で表される化合物との合計重量に対して、0.1〜20wt%の範囲が好ましく、0.5〜10wt%の範囲であればより好ましく、1〜5wt%の範囲であればさらに好ましい。
例えば、重合阻害物質である酸素が存在する大気下において、紫外線を用いて前記の組成物を共重合する場合、開始剤と重合促進剤を併用する形態が好ましい。
重合促進剤としては、例えば、一般式(1)で表される化合物以外のN,N−二置換アミノ基を有する化合物、メルカプト基を有する化合物、エーテル構造を有する化合物が挙げられる。
なかでも一般式(1)で表される化合物以外のN,N−二置換アミノ基を有し尚且つ分子内に炭素−炭素二重結合を有する化合物が、重合度又は重合速度を向上せしめ、さらに自身のブリードアウトも回避できる点で好ましい。例えば、N、N−ジメチルアミノ−エチル−(メタ)アクリレート、N−(メタ)アクリロイル−モルホリンが挙げられる。
これら重合促進剤は、単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることもできる。
重合促進剤の使用量は、一般式(1)で表される化合物と分子内に少なくとも2個の(メタ)アクリロイル基を有する化合物との合計重量に対して、もしくは一般式(1)で表される化合物と分子内に少なくとも2個の(メタ)アクリロイル基を有する化合物及び一般式(19)で表される化合物との合計重量に対して、0.5〜20wt%の範囲が好ましく、1〜10wt%の範囲であればさらに好ましい。
前記の組成物を共重合するに際しては必要に応じて溶媒を使用することができる。
好ましく用いられる溶媒としては、例えば、水、メタノール等の低級アルコール、水と低級アルコールの混合物等の極性溶媒が挙げられる。
溶媒の使用量は特に制限はなく、経済性等を考慮して適宜その使用量を決定することができる。
前記の組成物を種々の形状の鋳型内で共重合させることにより、種々の形状の成形体を得ることができる。前記の組成物を用いてフィルムを作成し、このフィルムを対象物の表面に貼付することもできる。また、前記の組成物を基材表面に塗布した後、共重合させて基材表面にフィルム状の膜を形成することもできる。基材表面には必要に応じてコロナ処理等の表面処理を施すこともできる。
本発明の共重合体は、親水性及び帯電防止性を有するため、親水性材料として用いることができる。本発明の共重合体のなかでも、水接触角が5〜45度である共重合体は特にセルフクリーニング性を必要とする防汚材料に用いることができる。また、水接触角が5〜20度である共重合体は防曇性を必要とする防曇材料及び帯電防止材料に用いることができる。
例えば、防汚材料、防曇材料、及び帯電防止材料としては、建築材料、建築材料の被覆材料、家具材料、家具材料の被覆材料、熱交換機等の冷却フィン材料、熱交換機等の冷却フィンの被覆材料、眼鏡、コンタクトレンズ、ゴーグル等の光学材料、光学材料の被覆材料、建築物及び車両等の窓材料、窓材料及び鏡材料の被覆材料、水道配管等の土木材料、土木材料の被覆材料、飛行機、船舶の内装材料、飛行機、船舶の内装材料の被覆材料、自動車等の車両材料、車両材料の被覆材料、流し台、食器等の台所用品の材料、台所用品の被覆材、風呂場材料及びその被覆材料、化粧品容器材料及びその被覆材料、照明器具材料及びその被覆材料、電化製品材料及びその被覆材料、フォトレジスト及びインクジェット記録版等の記録印刷材料、セメント添加剤、繊維処理材料、帯電防止材料及等が挙げられる。
前記の組成物は、対象物の表面の塗装に使用する塗料として用いることもできる。
前記の組成物には、必要に応じて他の重合性化合物、内部離型剤等の添加剤を添加することもできる。例えば、樹脂の屈折率を向上させるための共重合成分としての硫黄原子を有する重合性化合物、殺菌・抗菌性を付与するための銀、リチウム等の金属塩、(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩等の有機金属塩、ヨウ素及びヨードニウム塩を前記の組成物に添加することができる。
本発明にかかる防汚材料は、防汚性能及び防曇性能を必要とする材料、例えば、建築材料、光学材料、電化製品の材料もしくは当該材料の被覆材等として、また塗料としても有用である。
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明がこれら実施例のみに限定されるものではない。
組成物の重合反応、及び生成物の分析は、特に断りがない限り、室温で行った。
実施例1〜60及び比較例1〜3で得られた塗膜等の水接触角の測定は、協和界面科学社製CA−V型を用いて、室温(25℃)で測定し、測定対象材料上の水滴について、任意5点の測定結果の平均値を記載した。
また、実施例1〜60及び比較例1〜3で得られた塗膜等の粘着性は以下の2種類の試験方法によって評価した。
[ループタック試験;図1参照](FINAT Test Method No.9;FINATTechnical Handbook 6th edition,2001)
片面に塗膜が形成されたフィルム(幅25mm)の塗膜側をSUS304プレート(鏡面仕上げ)の面に密着するように垂らして30秒間保持し、フィルムの自重でSUS304プレートに粘着剤の層を密着させた後、該フィルムを30mm/minの速度で引き上げた時の応力を測定する。
[180度引き剥がし粘着力測定試験;図2参照](JIS Z0234)
片面に塗膜が形成されたフィルム(幅25mm)の塗膜側とポリプロピレンシートを張り合わせた後、フィルムの上を荷重2Kgfのローラーを約20mm/secの速度で2往復させる。次いで5分間静置した後、フィルムを粘着剤の層がない面が背中併せになる方向(180°)に、30mm/minの速度で引き上げた時の応力を測定する。
[実施例1]
2,3−ジヒドロキシ−プロピル−メタクリルアミド15.0g、1,3−ジメタクリロイルオキシ−2−ヒドロキシ−プロパン3.5g、ペンタエリスリトールトリアクリレート1.5gの混合液に、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン1.0g(5wt%)、ベンゾフェノン1.0g(5wt%)、アクリロイルモルホリン1.0g(5wt%)、メタノール5.0g(25wt%)を加えて混合し、組成物を調製した。
コロナ処理した厚さ20μmの二軸延伸ポリプロピレンフィルム(水接触角は85度)、コロナ処理を施さない厚さ1mmのポリメチルメタクリレートシート(以下、「未処理のPMMAシート」と略記する。水接触角は67度)、コロナ処理を施さない厚さ1mmのポリカーボネートシート(以下、「未処理のPCシート」と略記する。水接触角は62度)のそれぞれの表面に、ポリエステルポリウレタン系の接着剤をバーコーターで塗布し、加熱乾燥させた。次に、形成されたプライマー面に、上記の組成物をバーコーターで同様に塗布し、加熱乾燥後、高圧水銀ランプを用いて強度240mW/cm2の紫外線を11秒間照射して、重合体からなる塗膜を形成させた。
フィルム及び各シートに形成された塗膜は、均一かつ透明で、手で触っても粘着性がなく、水接触角は12度、フィルム及び各シートに強固に密着していた。
また、塗膜面の表面抵抗は2.5×1011Ωであった(23℃、湿度55%RH)。
さらに、重合体からなる塗膜が形成されたポリプロピレンフィルムを、幅25mmにカットし、ループタック試験、及び180度引き剥がし粘着力測定試験を行った結果、両測定値とも0kgf/25mmであった。
[実施例2]
2,3−ジヒドロキシ−プロピル−メタクリルアミド15.0g、ジ(メタクリロイルオキシエチル)リン酸 5.0gの混合液に、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン1.0g(5wt%)、ベンゾフェノン1.0g(5wt%)、N,N−ジメチルアミノ−エチル−メタクリレート1.0g(5wt%)、メタノール8.0gを加えて混合し、組成物を調製した。
この組成物を、実施例1と同様に3種類のシート表面に塗布し、高圧水銀ランプを使って、積算光量1500〜2000mJ/cm2の紫外線を照射して、重合体からなる塗膜を形成させた。
フィルム及び各シートに形成された塗膜は、実施例1と同様に均一かつ透明で、手で触っても粘着性がなく、水接触角は10度、フィルム及び各シートに強固に密着していた。
また、塗膜面の表面抵抗は8.2×1010Ωであった(23℃、湿度55%RH)。
実施例1と同様に、重合体からなる塗膜が形成されたポリプロピレンフィルムを用いたループタック試験及び180度引き剥がし粘着力測定試験を行った。いずれの測定値も0kgf/25mmであった。
(汚染物質1での実施例1及び実施例2の塗膜のセルフクリーニング試験)
外気疎水性物質の疑似物質として、モーターオイル(新日本石油,API SL 10W−30)80.0gと粉末活性炭(和光純薬,試薬特級)10.0gからなる混合物(以下、「汚染物質1」と略記する。)を調製した。この汚染物質1を各シートの重合体からなる塗膜の表面に約2ml滴下し、汚染物質1をシート表面に広げた後、直ちに160ml/secのシャワー水(噴出し圧力1.2Kgf/cm)を10秒間当て、目視にて汚染状態を判定した。試験シート表面に汚染物質1の付着がほとんどなくなっていた場合を(〇)、明らかに汚染物質が付着して残っていた場合を(×)、とした。結果を表1に示した。
(汚染物質2での実施例1及び実施例2の塗膜のセルフクリーニング試験)
外気疎水性物質の疑似物質として、流動パラフィン(純正化学,試薬特級)80.0gと粉末活性炭(和光純薬,試薬特級)11.2gからなる混合物(以下「汚染物質2」と略記する。)を調製し、同様の試験を行った。各シートの重合体からなる塗膜の表面に汚染物質2の付着がほとんどなくなっていた場合を(〇)、明らかに汚染物質が残っていた場合を(×)、とした。
結果を表1に示した。
(実施例1及び実施例2の塗膜の曇り試験)
下記の各シートの重合体からなる塗膜の表面に対して至近距離から直接息を吹きかけて、シート表面が曇らなかった場合を(〇)、曇った場合を(×)とした。結果を表1に示した。
Figure 0004536369
[比較例1]
2−アセトアミド−エチル−アクリレート20.0gに自己開裂型光ラジカル重合開始剤として2−ヒドロキシ−2,2−ジメチル−1−フェニル−エタン−1−オン1.0g(5wt%)を加えて混合し、組成物を調製した。
この組成物を用いて実施例1と同様に重合体からなる塗膜を形成させた。フィルム及び各シートに形成された塗膜は、均一かつ透明な膜で、その表面は水接触角18度であったが、手で触ると明らかに粘着性を有していた。また、実施例1と同様に、塗膜が形成されたポリプロピレンフィルムを用いたループタック試験及び180度引き剥がし粘着力測定試験を行ったところ、測定値はそれぞれ40gf/25mm(ピーク値)、80gf/25mm(ピーク値)であった。結果を表2に掲載する。
[実施例3]
2−ヒドロキシプロピル−メタクリルアミド16.0g、1,3−ジメタクリロイルオキシ−2−ヒドロキシ−プロパン4.0gの混合液に、光重合開始剤としてダロキュアー1173(チバ・スペシャリティー・ケミカルズ社製)0.06g(0.3wt%)、熱重合開始剤としてt−ブチルパーオキシ−3,5,5−トリメチルヘキサノエート0.06g(0.3wt%)、内部離型剤としてビス(5−n−ブトキシ−1,4−ジメチル−3−オキサペンチル)リン酸0.06g(0.3wt%)を加えて減圧下で混合脱泡し、組成物を調製した。
この組成物を、樹脂製の粘着テープとガラス板からなるガラスモールドに移液し、強度150mW/cm2の紫外線を照射して硬化させ、次いで100℃で2時間エージングした。冷却後、ガラスモールドから離型させて得られた重合体は、均一かつ透明な成形体であった。樹脂表面は手で触っても粘着性がなく、水接触角は2424度であった。結果を表2に掲載する。
[実施例4〜25、実施例27〜60、比較例2〜3]
実施例3と同様に重合体からなる成型体を製造した。結果を表2に掲載する。
[実施例26]
先ず、ガラス板にイソシアナート系プライマーを塗布し、120℃で30分間加熱乾燥した。次に、2,3−ジヒドロキシ−プロピル−メタクリルアミド6.7g、サイクロマーP/品番ACA−200M(固形分48.3wt%、ダイセル化学工業社製)6.8g、光重合開始剤としてエサキュアーKTO/46(ランベルティー社製)0.5g(5.0wt%)、重合促進剤としてN,N−ジメチルアミノ−エチル−メタクリレート0.5g(5wt%)、希釈溶剤としてメタノール10.0gを混合して得られた組成物を、プライマー処理されたガラスに塗布し(プライマー面)、再び120℃で30分間加熱乾燥した。
最後に、冷却して取り出したガラス板に紫外線を照射して重合体からなる塗膜を形成させた。
ガラス板に形成された塗膜は、実施例1と同様に均一かつ透明で、手で触っても粘着性がなく、水接触角は26〜47度であった。
以下、表2に、実施例1〜60および比較例1〜3の概要をまとめる。表2において、化合物Iとは、一般式(1)で表される化合物を示し、化合物II-1は、分子内に少なくとも2個の(メタ)アクリロイル基を有する化合物、化合物II-2は一般式(19)で表される化合物を示す。
また、表2における化合物の略号は以下のとおりである。
化合物I
DHPM;2,3-ジヒドロキシプロピルメタクリルアミド
HPM;3-ヒドロキシプロピルメタクリルアミド
HEMAM;2-ヒドロキシエチルメタクリルアミド
BHM;ビス(2-ヒドロキシエチル)メタクリルアミド
BHAM;ビス(2-ヒドロキシエチル)アクリルアミド
HMA;N-メチロールアクリルアミド
GDM;2-ヒドロキシプロピル-1,3-ジメタクリレート
PE-3A;ペンタエリスリトールトリアクリレート
G-201P;1-アクリロイルオキシ-2-ヒドロキシ-3-メタクリロイルオキシ-プロパン
P-2M;ビス(メタクリロイルオキシエチル)リン酸
EGMA;エチレングリコールジメタクリレート
NP-A;ネオペンチルグリコールジアクリレート
HPP-A;ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジアクリレート
DCP-A;ジメチロールトリシクロデカンジアクリレート
3002M;ビス[4-(6-メタクリロイルオキシ-5-ヒドロキシ-2-メチル-3-オキサヘキシル-オキシ)フェニル]-1,1-プロパン
40EM;1,10-ジメタクリロイルオキシ-2,9-ジヒドロキシ-4,7-ジオキサデカン
UA-306I;ペンタエリスリトールトリアクリレート-イソホロンジイソシアナート-ウレタンプレポリマー
PE-4A;ペンタエリスリトールテトラアクリレート
BP-4EA;ビス[4-(5-アクリロイルオキシ-3-オキサペンチル-オキシ)フェニル]-1,1-プロパン
TMP-M;トリメチロールプロパントリメタクリレート
DPE-6A;ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート
TMP-A;トリメチロールプロパントリアクリレート
化合物II−2
HEMA;2-ヒドロキシエチルメタクリレート
HEA;2-ヒドロキシエチルアクリレート
2-HPM;2-ヒドロキシプロピルメタクリレート
2-HBM;2-ヒドロキシブチルメタクリレート
HOMS;コハク酸-メタクリロイルオキシエチル-エステル
THFM;テトラヒドロフルフリルメタクリレート
MMA;メタクリル酸メチル
HOA-HH;ヘキサヒドロフタル酸-アクリロイルオキシエチル-エステル
P-1M;メタクリロイルオキシエチル-リン酸
その他
AEA;2-アセトアミドエチルアクリレート
Figure 0004536369
Figure 0004536369
Figure 0004536369
Figure 0004536369
Figure 0004536369
Figure 0004536369
Figure 0004536369
Figure 0004536369
ループタック試験法の概略図を示す。 180度引き剥がし粘着力測定試験法の概略図を示す。

Claims (5)

  1. 一般式(1)
    Figure 0004536369
    (式中、Gは水素原子またはメチル基を表し、J及びQは、独立して、水素原子、メチル基、-CH2OH、-CH2CH2OH、-CH2CH2CH2OH、または‐CH2CH(OH)CH2OHを表す。但し、JとQの組み合わせが同時に、水素原子と水素原子、水素原子
    とメチル基、メチル基とメチル基となる場合を除く。)で表される化合物と、2−ヒドロキシプロピル−1,3−ジメタクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、1−アクリロイルオキシ−2−ヒドロキシ−3−メタクリロイルオキシ−プロパン、ビス(メタクリロイルオキシエチル)リン酸、エチレングリコールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジアクリレート、ジメチロールトリシクロデカンジアクリレート、ビス[4−(6−メタクリロイルオキシ−5−ヒドロキシ−2−メチル−3−オキサヘキシル-オキシ)フェニル]−1,1−プロパン、1,10−ジメタクリロイルオキシ−2,9−ジヒドロキシ−4,7−ジオキサデカン、ペンタエリスリトールトリアクリレート−イソホロンジイソシアナート−ウレタンプレポリマー、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ビス[4−(5−アクリロイルオキシ−3−オキサペンチル-オキシ)フェニル]−1,1−プロパン、トリメチ
    ロールプロパントリメタクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、およびトリメチロールプロパントリアクリレートから選ばれる少なくとも1つの分子内に少なくとも2個の(メタ)アクリロイル基を有する化合物とを含み、上記一般式(1)で表される化合物と分子内に少なくとも2個の(メタ)アクリロイル基を有する化合物との重量比が2:8〜8:2の範囲である組成物を共重合して得られる共重合体からなる防汚材料。
  2. 上記一般式(1)で表される化合物が、N-メチロールアクリルアミド、3−ヒドロキシ−プロピル−(メタ)アクリルアミド、2,3−ジヒドロキシ−プロピル−(メタ)アク
    リルアミド、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)−(メタ)アクリルアミドから選ばれる少なくとも1つの化合物である請求項1記載の防汚材料。
  3. 一般式(1)
    Figure 0004536369
    (式中、Gは水素原子またはメチル基を表し、J及びQは、独立して、水素原子、メチル基、-CH2OH、-CH2CH2OH、-CH2CH2CH2OH、または‐CH2CH(OH)CH2OHを表す。但し、JとQの組み合わせが同時に、水素原子と水素原子、水素原子
    とメチル基、メチル基とメチル基となる場合を除く。)で表される化合物と分子内に少なくとも2個の(メタ)アクリロイル基を有する化合物と、下記一般式(19)で表される化合物とを含む組成物を共重合して得られる共重合体からなる防汚材料。
    Figure 0004536369
  4. 請求項1記載の組成物を共重合して得られる共重合体の透明度値が0.1〜5.0である請求項1記載の防汚材料。
  5. 請求項3記載の組成物を共重合して得られる共重合体の透明度値が0.1〜5.0である請求項3記載の防汚材料。
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