JP7396827B2 - 硬質表面の処理方法 - Google Patents
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Description
特許文献2には、親水性、防曇性および防曇効果の保持性ならびに耐水性を有する被膜を形成するための親水性コート剤であって、ベタインモノマーおよびアルコキシシリル基含有化合物を含有するモノマー成分を重合させることによって得られるアルコキシシリル基含有ポリマーを含有する親水性コート剤が開示されている。
<工程I>
シラザン骨格を構成単位として含む高分子化合物[以下、(a)成分という]を含有する組成物(A)を硬質表面に付着させる工程。
<工程II>
工程Iで作成した、組成物(A)を付着させた硬質表面の部分に、アルコキシシリル基又はハロゲノシリル基を有する双性イオン化合物[以下、(b)成分という]を含有する組成物(B)を付着させる工程。
<工程I>
本発明の硬質表面の処理方法において、工程Iは、(a)成分を含有する組成物(A)(以下、本発明の組成物(A)という)を硬質表面に付着させる工程である。
(a)成分において、全構成単位中、一般式(a1)で表される構成単位の含有量は、親水化の観点から、好ましくは50モル%以上、より好ましくは70モル%以上、更に好ましくは90モル%以上、そして、好ましくは100モル%以下であり、また100モル%であってもよい。
(a)成分の数平均分子量は、凝固点降下法(溶媒:乾燥ベンゼン)により求めることができる。
触媒としては、アンモニア、有機アミン、有機酸、及び金属若しくは有機金属から選ばれる1種以上の触媒が挙げられる。
セトネート、及びアルミニウムトリス(エチルアセトアセテート)から選ばれる1種以上が挙げられる。
有機溶剤としては、石油溶剤、パラフィン系溶剤、芳香族系溶剤、環式脂肪族系溶剤、エーテル類、エステル類、ケトン類、及びハロゲン化炭化水素から選ばれる1種以上の有機溶剤が挙げられる。
パラフィン系溶剤としては、例えば、オクタン、2,2,3-トリメチルペンタン、ノナン、2,2,5-トリメチルヘキサン、デカン、及びn-ウンデカンから選ばれる1種以上が挙げられる。
芳香族系溶剤としては、例えば、キシレン、クメン、メシチレン、ナフタレン、テトラヒドロナフタレン、ブチルベンゼン、p-シメン、ジエチルベンゼン、テトラメチルベンゼン、及びペンチルベンゼンから選ばれる1種以上が挙げられる。
環式脂肪族系溶剤としては、例えば、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、p-メンタン、α-ピネン、ジペンテン、及びデカリンから選ばれる1種以上が挙げられる。
エーテル類としては、例えば、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、ジブチルエーテル、ポリグリコールエーテル、及びテトラヒドロフランから選ばれる1種以上が挙げられる。
エステル類としては、例えば、酢酸エチル、及び酢酸ブチルから選ばれる1種以上が挙げられる。
ケトン類としては、例えば、アセトン、及びメチルエチルケトンから選ばれる1種以上が挙げられる。
ハロゲン化炭化水素としては、例えば、ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロホルム、及びクロロベンゼンから選ばれる1種以上が挙げられる。
すなわち、工程Iは、下記の工程I-1、工程I-2を含む工程であることが好ましい。
<工程I>
工程I-1:組成物(A)を硬質表面に付着させる工程。
工程I-2:工程I-1で、組成物(A)を付着させた硬質表面を、5℃以上50℃以下の温度で、0.1分以上300分以下、乾燥させる工程。
本発明の硬質表面の処理方法において、工程IIは、工程Iで作成した、組成物(A)を付着させた硬質表面の部分に、(b)成分を含有する組成物(B)(以下、本発明の組成物(B)という)を付着させる工程である。
R4bは、親水化の観点から、好ましくは炭素数3以上5以下のアルキレン基である。
R5b、R6bは、親水化の観点から、それぞれ独立に、好ましくは炭素数1以上3以下のアルキル基である。
R7bは、親水化の観点から、ヒドロキシ基で置換されてもよい炭素数1以上3以下のアルキレン基である。
親水性溶剤として水を含む場合、親水性溶剤中の水の含有量は、好ましくは50質量%以上、より好ましくは70質量%以上、更に好ましくは90質量%以上、そして、100質量%以下であり、また100質量%であってもよい。
すなわち、工程IIは、下記の工程II-1、工程II-2を含む工程であることが好ましい。
<工程II>
工程II-1:工程Iで作成した、組成物(A)を付着させた硬質表面の部分に、組成物(B)を付着させる工程。
工程II-2:工程II-1で、組成物(B)を付着させた硬質表面を、5℃以上100℃以下の温度で、5分以上300分以下、乾燥させる工程。
本発明は、(a)成分を含有する組成物(A)と、(b)成分を含有する組成物(B)とを含んで構成される、硬質表面の処理用キットを提供する。
本発明の硬質表面の処理用キットにおいて、組成物(A)と組成物(B)は、本発明の硬質表面の処理方法で記載した組成物(A)と組成物(B)と同じである。
本発明の硬質表面の処理用キットは、本発明の硬質表面の処理方法で記載した事項を適宜適用することができる。
本発明の硬質表面の処理用キットは、本発明の硬質表面の処理方法用として、好適に用いることができる。
(a)成分
(a-1):ポリシラザン、一般式(a1)中、R1a、R2a、R3aが水素原子である構成単位からなる高分子化合物、メルク(株)製 NL 120A
(a’)成分((a)成分の比較成分)
(a’-1):ポリビニルアルコール、重量平均分子量70000、メルク(株)製
(a’-2):ドデシルトリメトキシシラン、東京化成工業(株)製
(a’-3):カテコール、東京化成工業(株)製
(b-1):ベタインシラン、一般式(b1)中、R1b、R2b、R3bがメトキシ基、R4bが炭素数3のアルキレン基、R5b、R6bがメチル基、R7bが炭素数3のアルキレン基、Xが-SO3である化合物
(b’)成分((b)成分の比較成分)
(b’-1):大阪有機化学工業製 LAMBIC-771WP(末端のアルコキシシリル基にN-アクリロイルオキシエチル-N、N-ジメチル-N-(3スルホプロピル)スルホベタインを重合させた、分子量1万以上のアクリル系スルホベタインポリマー)
(a)成分又は(a’)成分が表1、2に記載の濃度となるようにジブチルエーテル又は水を用いて希釈した液を作成し、組成物(A)として用いた。組成物(A)をガラスプレート(縦:75mm、横:25mm、厚さ:1mm)上に、(a)成分又は(a’)成分の総量が表1、2に記載の量になるようにフローコートし、表1、2に記載の乾燥温度、乾燥時間で静置した。余剰の組成物(A)を水道水で洗浄することによって除去したのち、基板を乾燥させることにより表面改質基板を作製した。
(b)成分又は(b’)成分が表1、2に記載の濃度となるように、0.01mol/L NaOH水溶液と0.01mol/L HCl水溶液を用いて、表1、2に記載のpHとなるように調整しながら希釈した液を作製し、組成物(B)として用いた。組成物(B)を工程Iにて作製した表面改質基板上に、(b)成分又は(b’)成分の総量が表1、2に記載の量になるようにフローコートし、温風乾燥機内に入れ、表1、2に記載の乾燥温度、乾燥時間で静置した。余剰の組成物(B)を水道水で洗浄することによって除去したのち、基板を乾燥させることにより表面親水化基板を作製した。
工程I、IIで処理した基板のイオン交換水に対する静止接触角を測定した。測定には協和界面科学株式会社製の全自動接触角計DM-500を使用し、20μlのイオン交換水の水滴を処理表面に着滴させ、着滴3秒後から1秒間隔で10回接触角を測定し、その平均値をデータとして記載した。結果を表1、2に示す。なお、処理前のガラス基板、ポリプロピレン基板、ステンレス基板、テフロン(登録商標)基板の静止接触角は、それぞれ28°、100°、88.3°、106.8°であった。
工程I、IIで処理した基板を流水ですすぎながら表面を指でこすりながら、その表面の感触を未処理のガラス基板と比較して、官能評価で下記基準により判定した。流水の条件は水温が25℃、流速が5L/minの水道水を使用した。なお、比較例1~3、5~7は、接触角が28°以上であったため、ぬるつき性の評価を行わなかった。
〇:ガラス基板と比較して、同程度のぬるつき性である。
△:ガラス基板と比較して、ややぬるつきを感じる。
×:ガラス基板と比較して、ぬるつきを感じる。
工程I、IIで処理した基板の摩耗試験に対する耐久性を評価した。表3に記載の各基板を学振型摩擦堅牢度試験機に固定し、水道水に浸した状態で、スポンジ(キクロン株式会社)で250回、500回、及び1000回摩耗を行い、乾燥させた後、上記した接触角の測定方法と同様の方法で静止接触角を測定した。結果を表3に示す。
Claims (9)
- 下記工程I及び工程IIを含む、表面の処理方法であり、前記表面に付着させる下記(a)成分の総量と下記(b)成分の総量との質量比(a)/(b)が、0.01以上50以下であり、前記表面がガラス、プラスチック、セラミックス及び金属から選ばれる材質からなる、表面の処理方法。
<工程I>
シラザン骨格を構成単位として含む高分子化合物[以下、(a)成分という]を含有する組成物(A)を表面に付着させる工程。
<工程II>
工程Iで作成した、組成物(A)を付着させた表面の部分に、下記一般式(b1)で表され、アルコキシシリル基又はハロゲノシリル基を有する双性イオン化合物[以下、(b)成分という]を含有する組成物(B)を付着させる工程。
(式中、R1b、R2b、R3bは、それぞれ独立に、炭素数1以上5以下のアルコキシ基、ハロゲノ基、及び炭素数1以上5以下のアルキル基から選ばれる基であり、R1b、R2b、R3bの内少なくとも一つはアルコキシ基又はハロゲノ基である。R4bは、エステル基、アミド基、又は尿素基で分断されてもよい炭素数1以上6以下のアルキレン基であり、R5b、R6bは、それぞれ独立に、炭素数1以上5以下のアルキル基である。R7bは、ヒドロキシ基で置換されてもよい炭素数1以上6以下のアルキレン基であり、Xは-SO3又は-COOから選ばれる基である。) - 組成物(A)中、(a)成分を0.1質量%以上20質量%以下含有する、請求項1又は2に記載の表面の処理方法。
- 組成物(B)中、(b)成分を0.1質量%以上10質量%以下含有する、請求項1~3の何れか1項に記載の表面の処理方法。
- 組成物(B)が水を含有し、pHが5.0以上9.0以下である、請求項1~4の何れか1項に記載の表面の処理方法。
- 工程Iが、下記の工程I-1、工程I-2を含む工程である、請求項1~5の何れか1項に記載の表面の処理方法。
<工程I>
工程I-1:組成物(A)を表面に付着させる工程。
工程I-2:工程I-1で、組成物(A)を付着させた表面を、5℃以上50℃以下の温度で、0.1分以上300分以下、乾燥させる工程。 - 工程IIが、下記の工程II-1、工程II-2を含む工程である、請求項1~6の何れか1項に記載の表面の処理方法。
<工程II>
工程II-1:工程Iで作成した、組成物(A)を付着させた表面の部分に、組成物(B)を付着させる工程。
工程II-2:工程II-1で、組成物(B)を付着させた表面を、5℃以上100℃以下の温度で、5分以上300分以下、乾燥させる工程。 - シラザン骨格を構成単位として含む高分子化合物[以下、(a)成分という]を含有する組成物(A)と、下記一般式(b1)で表され、アルコキシシリル基又はハロゲノシリル基を有する双性イオン化合物[以下、(b)成分という]を含有し、組成物(B)とを含んで構成される、表面の処理用キットであり、前記表面に付着させる(a)成分の総量と(b)成分の総量との質量比(a)/(b)が、0.01以上50以下で用いられ、ガラス、プラスチック、セラミックス及び金属から選ばれる材質からなる表面に用いられる、表面の処理用キット。
(式中、R1b、R2b、R3bは、それぞれ独立に、炭素数1以上5以下のアルコキシ基、ハロゲノ基、及び炭素数1以上5以下のアルキル基から選ばれる基であり、R1b、R2b、R3bの内少なくとも一つはアルコキシ基又はハロゲノ基である。R4bは、エステル基、アミド基、又は尿素基で分断されてもよい炭素数1以上6以下のアルキレン基であり、R5b、R6bは、それぞれ独立に、炭素数1以上5以下のアルキル基である。R7bは、ヒドロキシ基で置換されてもよい炭素数1以上6以下のアルキレン基であり、Xは-SO3又は-COOから選ばれる基である。) - 請求項1~7の何れか1項に記載の表面の処理方法に用いられる、請求項8に記載の表面の処理用キット。
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