KR20100067647A - 친수성 피복제, 친수성 피막 및 친수성 기재 - Google Patents

친수성 피복제, 친수성 피막 및 친수성 기재 Download PDF

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Abstract

본 발명은 높은 친수성에 의한 방담성과 경도, 내수성, 내알칼리성을 겸비한 친수성 피막을 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명의 일국면은 (A) 콜로이달실리카졸과, (B) 활성 수소를 갖는 중량 평균 분자량 5000~200000의 아크릴 폴리머와, (C) 반응성 실란 커플링제와, (D) 아크릴 폴리머(B)에 대한 경화제를 함유하고, (A)성분과 (B)성분의 질량비[(A)/(B)]가 5/95~95/5이며, 또한 (A)성분 및 (B)성분의 합계와 (C)성분의 질량비[(A+B)/(C)]가 30/70~95/5인 것을 특징으로 하는 친수성 피복제이다.

Description

친수성 피복제, 친수성 피막 및 친수성 기재{HYDROPHILIC COATING AGENT, HYDROPHILIC COATING FILM, AND HYDROPHILIC BASE}
본 발명은 안경 렌즈, 창재 등에 방담성(防曇性)을 부여하기 위한 친수성 피복제 및 상기 친수성 피복제로부터 얻어지는 친수성 피막 및 상기 친수성 피막이 형성된 친수성 기재에 관한 것이다.
종래부터, 유리나 플라스틱 재료 등을 기재로 하는 안경 렌즈나 창재 등에 방담성을 부여하기 위한 친수성 피복제가 알려져 있다.
예를 들면, 하기 특허 문헌 1에는 내찰상성과 방담성을 양립하는 친수성 피막을 형성하기 위한 친수성 하드코트용 조성물이 개시되어 있다. 구체적으로는 1분자 중에 적어도 3개 이상의 (메타)아크릴로일기를 갖는 모노머와 카르복실기, 술폰산기, 인산기에서 선택되는 관능기를 갖는 친수성 모노머와 무기 콜로이드졸을 함유하는 친수성 하드코트용 조성물이 개시되어 있다.
또한, 하기 특허 문헌 2에는 내마모성이 우수한 방담성 피막을 형성하기 위한 도포제로서, 레벨링 공정의 시간 단축을 도모하는 도포제가 개시되어 있다. 구체적으로는 유기 이소시아네이트, 흡수성 폴리올, 아크릴폴리올, 활성 수소기 함유 계면활성제 및 용매의 혼합물로 이루어지는 도포제가 개시되어 있다.
또한, 하기 특허 문헌 3에는 하드코트층을 형성하는 안경용 플라스틱 렌즈 기재 상에 유기물 및 무기물로 이루어지는 방담 코트층을 형성하는 방담성 안경 렌즈가 개시되어 있다. 상기 방담 코트층의 구체예로서는 콜로이달실리카와 폴리비닐알콜과 폴리아크릴산과 물 함유 유기 용매를 함유하는 코팅 조성물을 제 1 층으로서 적층하고, 이 제 1 층 상에 메틸실리케이트와 아세틸아세톤알루미늄과 물 함유 유기 용매를 함유하는 제 2 층을 적층하여 이루어지는 것이 개시되어 있다. 또한, 상기 방담 코트층의 구체예로서는 에틸실리케이트와 콜로이달실리카와 물 함유 유기 용매를 함유하는 코팅 조성물을 제 1 층으로서 적층하고, 이 제 1 층 상에 폴리비닐알콜 부분 비누화물과 메틸실리케이트와 아세틸아세톤알루미늄과 에폭시실리카 등을 함유하는 제 2 층을 적층하여 이루어지는 것이 개시되어 있다.
또한, 하기 특허 문헌 4에는 물 분산성 실리카(A)와 아크릴 공중합체 등의 수용성 또는 물 분산성 중합체(B)와 필요에 따라서 반응성 실란 화합물로 이루어지고, 특정의 성분(A)와 (B)의 배합비를 만족시키는 유기-무기 복합체 반응물로 금속 표면을 피복하는 것이 기재되어 있다.
또한, 하기 특허 문헌 5에는 방담 성능의 수명이 우수한 도막을 형성하기 위한 방담 도료가 개시되어 있다. 구체적으로는 콜로이달실리카졸과 친수성 폴리머를 필수 성분으로서 함유하는 방담 도료가 기재되어 있다. 상기 친수성 폴리머의 구체예로서는 예를 들면, 폴리비닐알콜, 변성 폴리비닐알콜, 폴리비닐피롤리돈, 변성 폴리비닐피롤리돈, 친수성 아크릴계 폴리머 등이 열거되어 있다. 또한, 방담 도료에는 폴리이소시아네이트 화합물 등의 가교제를 더 함유해도 좋은 것이 기재되어 있다.
상기 어느 문헌에 개시된 피복제로 형성되는 친수성 피막도 친수성을 나타낸다. 그러나, 높은 경도, 내수성, 내알칼리성의 모두를 더 구비하는 것은 아니었다.
특허 문헌 1: 일본 특허 공개 2005-187576호 공보
특허 문헌 2: 일본 특허 공개 2006-169440호 공보
특허 문헌 3: 일본 특허 공개 2005-234066호 공보
특허 문헌 4: 일본 특허 공개 소 55-99976호 공보
특허 문헌 5: 일본 특허 공개 2005-314495호 공보
본 발명은 높은 친수성에 의한 방담성과 경도, 내수성, 내알칼리성을 겸비한 친수성 피막을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일국면은 (A) 콜로이달실리카졸과, (B) 활성 수소를 갖는 중량 평균 분자량 5000~200000의 아크릴 폴리머와, (C) 반응성 실란 커플링제와, (D) 아크릴 폴리머(B)에 대한 경화제를 함유하고, (A)성분과 (B)성분의 질량비[(A)/(B)]가 5/95~95/5이며, 또한 (A)성분 및 (B)성분의 합계와 (C)성분의 질량비[(A+B)/(C)]가 30/70~95/5인 것을 특징으로 하는 친수성 피복제이다.
본 발명의 목적, 특징, 국면 및 이점은 이하의 상세한 설명에 의해 보다 명백해진다.
이하, 본 발명을 실시형태에 의거하여 상세하게 설명한다. 또한, 본 발명은 이하에 설명하는 실시형태에 의해 조금도 한정되지 않는다.
본 실시형태에 있어서의 친수성 피복제는 (A) 콜로이달실리카졸과, (B) 활성 수소를 갖는 중량 평균 분자량 5000~200000의 아크릴 폴리머와, (C) 반응성 실란 커플링제와, (D) 아크릴 폴리머(B)에 대한 경화제를 함유하고, (A)성분과 (B)성분의 질량비[(A)/(B)]가 5/95~95/5이며, 또한 (A)성분 및 (B)성분의 합계와 (C)성분의 질량비[(A+B)/(C)]가 30/70~95/5인 것을 특징으로 한다.
콜로이달실리카졸(A)은 물, 메탄올, 에탄올, 이소프로필알콜, 부탄올, 크실렌, 디메틸포름아미드 등을 분산매로 하는 실란올기(-Si-OH)를 갖는 실리카계 화합물의 콜로이드 또는 졸이다. 콜로이달실리카졸로서는 메틸실리케이트, 에틸실리케이트 및 그들의 올리고머 등을 원료로 해서 염기성 촉매를 이용하여 제조되는 실리카 미립자나 장쇄상의 분자를 분산질로서 포함하는 것이 열거된다.
분산질의 평균 입자경으로서는 1~200nm, 또한 10~100nm인 것이 피복제의 안정성, 경화 후의 투명성이 우수한 점에서 바람직하다. 또한, 상기 평균 입자경은 비표면적 환산하여 산출된 값이다.
또한, 콜로이달실리카졸(A) 중의 실리카계 화합물의 함유 비율로서는 5~50질량%, 또한 10~40질량%인 것이 입자의 안정성이 우수한 점에서 바람직하다.
콜로이달실리카졸(A)의 구체예로서는 시판품인 MEK-ST, 메탄올실리카졸 등의 SNOWTEX 시리즈(모두 NISSAN CHEMICAL INDUSTRIES, LTD. 제품); Quartron(FUSO CHEMICAL CO., LTD. 제품); Cataloid S(SGC C&C 제품); LUDOX(Grace Corporation 제품); SILICADOL(Nippon Chemical Industrial Co., LTD. 제품); ADELITE(ADEKA CORPORATION 제품) 등이 열거된다.
본 실시형태에 있어서의 아크릴 폴리머(B)는 활성 수소를 갖는 중량 평균 분자량 5000~200000의 아크릴 폴리머이다. 아크릴 폴리머에 포함되는 활성 수소에 의해 아크릴 폴리머(B)는 반응성 실란 커플링제(C)를 개재하여 콜로이달실리카졸(A)과 가교 구조를 형성한다. 또한, 아크릴 폴리머(B)의 활성 수소는 경화제(D)에 의한 경화점이어도 좋다.
활성 수소를 갖는 아크릴 폴리머(B)는 활성 수소를 갖는 관능기를 갖는 라디칼 중합성 모노머(이하, 단지 활성 수소 함유 모노머라고도 칭함)를 함유하는 모노머 혼합액을 중합함으로써 얻어진다. 중합 방법의 구체예로서는 용액 중합, 현탁 중합, 유화 중합 등이 열거된다. 이들 중에서는 모노머 혼합액을 용매에 용해시켜 필요에 따라서 중합 개시제의 존재 하에서 중합시키는 용액 중합을 사용하는 것이 바람직하다.
활성 수소를 갖는 관능기의 구체예로서는 예를 들면 수산기, 카르복실기, 술폰산기, 아미노기, 아미드기, 포스페이트기, 메르캅토기 등이 열거된다. 이들 중에서는 수산기가 커플링제와의 반응성이 우수한 점 및 피복제의 안정성이 우수한 점에서 바람직하다.
아크릴 폴리머(B)는 활성 수소 함유 모노머 단위를 함유하는 중합체이면 특별하게 한정되지 않고, 활성 수소 함유 모노머와 상기 활성 수소 함유 모노머와 공중합 가능한 활성 수소를 갖지 않는 라디칼 중합성 모노머(이하, 단지 활성 수소 비함유 모노머라고도 칭함)의 공중합체이어도, 활성 수소 함유 모노머의 단독 중합체이어도 좋다.
아크릴 폴리머(B) 중의 활성 수소 함유 모노머 단위의 함유 비율로서는 10질량% 이상, 또한 20질량% 이상, 100질량% 이하, 또한 80질량% 이하인 것이 바람직하다. 상기 활성 수소 함유 모노머 단위의 함유 비율이 지나치게 낮을 경우에는 얻어지는 피막의 친수성이 불충분해지는 경향이 있다.
아크릴 폴리머(B)의 중량 평균 분자량(Mw)은 5000~200000의 범위이고, 바람직하게는 20000~150000, 보다 바람직하게는 40000~100000의 범위이다. 상기 중량 평균 분자량이 5000 미만인 경우에는 형성되는 친수성 피막의 표면의 내수성, 내알칼리성이 저하된다. 한편, 상기 중량 평균 분자량이 200000을 초과하는 경우에는 (A) 콜로이달실리카졸과의 상용성이 저하됨으로써 피복제 중에 응집이 발생하여 도포가 곤란해지거나 양호한 도막이 얻어지지 않게 된다.
본 실시형태의 친수성 피복제에 있어서는 콜로이달실리카졸(A)과 아크릴 폴리머(B)의 질량비[(A)/(B)]는 5/95~95/5이고, 바람직하게는 20/80~80/20이며, 보다 바람직하게는 25/75~75/25이다. A/B가 5/95 미만인 경우에는 높은 표면 경도가 얻어지고, 또한 내용제성이 저하되며, A/B가 95/5보다도 높을 경우에는 크랙이 발생하는 등 양호한 도막이 얻어지지 않는다.
수산기를 갖는 라디칼 중합성 모노머로서는 수산기를 갖는(메타)아크릴산 에스테르, 비닐에테르 또는 (메타)아크릴산 에스테르의 글리콜계 부가물 등이 열거된다.
수산기를 갖는 라디칼 중합성 모노머의 구체예로서는 예를 들면 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸(메타)아크릴레이트 등의 (메타)아크릴산 히드록시알킬에스테르; 4-히드록시부틸비닐에테르, 시클로헥산디메탄올모노비닐에테르 등의 히드록시알킬비닐에테르; 히드록시에틸알릴에테르, 시클로헥산디메탄올모노알릴에테르 등의 히드록시알킬알릴에테르; 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 테트라메틸렌글리콜 등의 폴리알킬렌폴리올과 (메타)아크릴산의 에스테르인 폴리올모노(메타)아크릴레이트; 폴리알킬렌폴리올과 ε-카프로락톤의 부가물 등이 열거된다. 또한, 폴리올모노(메타)아크릴레이트의 구체예로서는 시판품으로서 BLEMMER AET 시리즈, APT 시리즈, AE 시리즈, AEP 시리즈, BLEMMER AP-400, AP-550, AP-800, BLEMMER PEP 시리즈, PET 시리즈, PPT 시리즈, PP 시리즈(모두 NOF CORPORATION 제품); Nippon Nyukazai Co., Ltd. 제품인 MA 시리즈; DAI-ICHI KOGYO SEIYAKU CO., LTD. 제품인 NEW FRONTIER NF 시리즈; Daicel Chemical Industries, Ltd. 제품인 PLACCEL FM 시리즈, FA 시리즈 등이 열거된다.
카르복실기를 함유하는 라디칼 중합성 모노머의 구체예로서는 (메타)아크릴산, 크로톤산, 말레산, 푸마르산, 이타콘산, 2-아크릴로일옥시에틸프탈산, 2-아크릴로일옥시에틸숙신산, ω-카르복시-폴리카프로락톤모노(메타)아크릴레이트 등의 불포화 카르복실산류가 열거된다.
술폰산기를 함유하는 라디칼 중합성 모노머의 구체예로서는 예를 들면 비닐술폰산, 비닐벤젠술폰산, 알릴술폰산, 2-아크릴아미드-2-메틸프로판술폰산 등이 열거된다.
아미드기를 함유하는 라디칼 중합성 모노머의 구체예로서는 예를 들면 (메타)아크릴아미드, 디메틸(메타)아크릴아미드, 디메틸아미노프로필아크릴아미드, 디아세톤아크릴아미드, N-메틸롤아크릴아미드 등이 열거된다.
아미노기를 함유하는 라디칼 중합성 모노머의 구체예로서는 예를 들면 디메틸아미노에틸(메타)아크릴레이트, 디에틸아미노에틸(메타)아크릴레이트, 디에틸아미노프로필(메타)아크릴레이트 등이 열거된다.
포스페이트기를 함유하는 라디칼 중합성 모노머의 구체예로서는 2-(메타)아크릴로일옥시에틸애시드포스페이트 등의 (메타)아크릴로일옥시알킬애시드포스페이트류가 열거된다.
한편, 활성 수소를 갖는 관능기를 갖지 않는 라디칼 중합성 모노머의 구체예로서는 예를 들면 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 프로필(메타)아크릴레이트, 부틸(메타)아크릴레이트, 시클로헥실(메타)아크릴레이트, 벤질(메타)아크릴레이트, 디시클로펜타디에닐(메타)아크릴레이트 등의 알킬(메타)아크릴레이트; 글리시딜(메타)아크릴레이트; 트리플루오로에틸(메타)아크릴레이트; 폴리실록산 함유 (메타)아크릴레이트; 스티렌, 비닐톨루엔, α-메틸스티렌 등의 방향족 비닐 화합물; 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴 등의 시안화 비닐 화합물; 3-메타크릴옥시프로필트리에톡시실란, 비닐트리메톡시실란 등의 알콕시실릴기 함유 비닐 화합물 등이 열거된다.
상기 모노머는 어느 것이나 단독으로도 2종 이상을 조합시켜서 사용해도 좋다.
중합 개시제의 구체예로서는 예를 들면 벤조일퍼옥시드, 라우릴퍼옥시드, 카프로일퍼옥시드, t-헥실퍼옥시네오데카네이트, t-부틸퍼옥시피발레이트 등의 유기 과산화물, 2,2-아조비스-iso-부티로니트릴, 2,2-아조비스-2,4-디메틸발레로니트릴, 2,2-아조비스-4-메톡시-2,4-디메틸발레로니트릴 등의 아조 화합물이 열거된다. 중합 개시제는 단독으로도, 2종 이상을 조합시켜서 사용해도 좋다. 중합 개시제의 배합 비율로서는 라디칼 중합성 모노머 100질량부에 대하여 0.01~5질량부, 또한 0.5~2질량부인 것이 바람직하다.
또한, 용액 중합에 있어서의 용매로서는 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤 등의 케톤계 유기 용제, 아세트산 메틸, 아세트산 에틸, 아세트산 부틸 등의 에스테르계 유기 용제, 디메틸포름아미드, 디메틸술폭시드, N-메틸-2-피롤리돈 등의 극성 용제, 메틸알콜, 에틸알콜, 이소프로필알콜 등의 알콜계 유기 용제, 톨루엔, 크실렌, 「Solvesso 100」(Exxon Mobil Corporation 제품) 등의 방향족 탄화수소계 유기 용제, n-헥산, 시클로헥산, 메틸시클로헥산, 「LAWS」, 「Mineral Spirit EC」(모두 Shell 제품) 등의 지방족 탄화수소계/지환족 탄화수소계 유기 용제, 메틸셀로솔브, 에틸셀로솔브, 부틸셀로솔브 등의 셀로솔브계 유기 용제, 테트라히드로푸란, 디옥산 등의 에테르계 유기 용제, n-부틸카르비톨, iso-아밀카르비톨 등의 카르비톨계 유기 용제가 열거된다. 이들은 단독으로도 2종 이상을 조합시켜서 사용해도 좋다.
아크릴 폴리머(B)는 아크릴 수지 용액, 아크릴 에멀젼, 아크릴 서스펜션 등의 액체 상태에서 배합된다. 아크릴 수지 용액, 아크릴 에멀젼 또는 아크릴 서스펜션 중의 아크릴 폴리머(B)의 고형분 농도로서는 10~80질량%, 또한 20~60질량%인 것이 아크릴 폴리머 제조시의 안정 제조 및 작업성의 점에서 바람직하다.
한편, 본 실시형태에 있어서의 반응성 실란 커플링제(C)는 콜로이달실리카졸(A)과 아크릴 폴리머(B)의 사이에 가교 구조를 형성하기 위해서 사용된다. 즉, 반응성 실란 커플링제(C)는 그 말단 관능기에 의해 아크릴 폴리머(B)의 활성 수소와 반응하고, 또한 그 말단의 알콕시실릴기에 의해 반응 콜로이달실리카졸(A) 표면의 실란올기와 실란올 결합을 형성한다. 그리고, 콜로이달실리카졸(A)과 아크릴 폴리머(B)의 사이에 가교 구조를 형성함으로써, 얻어지는 피막 표면에 높은 내알칼리성과 높은 친수성을 부여할 수 있다고 생각된다.
반응성 실란 커플링제(C)의 구체예로서는 예를 들면 글리시독시프로필트리메톡시실란(Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. 제품 KBM403, CHISSO CORPORATION 제품 Silaplane S-510 등), 글리시독시프로필트리에톡시실란(Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. 제품 KBE403, Dow Corning Toray Co., Ltd. 제품 Z-6041 등) 등의 에폭시기 함유 실란 커플링제; 아미노프로필트리메톡시실란(Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. 제품 KBM903, Dow Corning Toray Co., Ltd. 제품 Z-6610 등), 아미노프로필트리에톡시실란(Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. 제품 KBE903, CHISSO CORPORATION 제품 Silaplane S330 등) 등의 아미노기 함유 실란 커플링제; 메르캅토프로필트리메톡시실란(Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. 제품 KBM803, Dow Corning Toray Co., Ltd. 제품 Z-6062 등)의 메르캅토기 함유 실란 커플링제; 우레이도프로필트리에톡시실란(Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. 제품 KBE585, Dow Corning Toray Co., Ltd. 제품 Z-6676 등) 등의 우레탄기 함유 실란 커플링제; 이소시아네이트프로필트리에톡시실란(Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. 제품 KBE9007 등)의 이소시아네이트기 함유 실란 커플링제 등이 열거된다. 이들 중에서는 글리시독시프로필트리메톡시실란, 아미노프로필트리메톡시실란, 이소시아네이트프로필트리에톡시실란이 피복제의 안정성 및 반응성이 우수한 점에서 바람직하다.
반응성 실란 커플링제(C)의 배합 비율로서는 콜로이달실리카졸(A)과 아크릴 폴리머(B)의 합계량(A+B)과 실란 커플링제(C)의 질량비[(A+B)/(C)]로 30/70~95/5이고, 바람직하게는 50/50~90/10이며, 보다 바람직하게는 60/40~80/20이다. 질량비[(A+B)/(C)]가 30/70 미만인 경우에는 성막성이 저하되고, 표면 경도 및 내수성이 저하된다. 또한, 질량비[(A+B)/(C)]가 95/5를 초과하는 경우에는 콜로이달실리카(A)와 아크릴 폴리머(B)의 가교가 적어짐으로써 콜로이달실리카졸(A)과 아크릴 폴리머(B)의 계면에서의 결합이 적어지기 때문에, 친수성 및 내알칼리성이 저하된다.
본 실시형태에 있어서의 아크릴 폴리머(B)에 대한 경화제(D)는 아크릴 폴리머(B)를 경화시킴으로써, 형성되는 피막에 높은 내알칼리성, 내수성 및 내용제성 등을 부여하는 성분이다.
경화제(D)는 아크릴 폴리머(B)가 갖는 활성 수소와의 반응성을 구비하는 관능기를 적어도 2개 이상 갖는 화합물이면 특별하게 한정없이 사용된다.
경화제(D)의 구체예로서는 적어도 2개 이상의 반응성의 관능기를 갖는 예를 들면 폴리이소시아네이트, 멜라민 수지계 경화제, 에폭시계 경화제, 카르보디이미드계 경화제, 옥사졸린계 경화제 등이 열거된다. 이들 중에서는 폴리이소시아네이트, 멜라민 수지계 경화제가 특히 폴리이소시아네이트가 비교적 저온에서도 반응성이 우수한 점에서 바람직하다.
폴리이소시아네이트의 구체예로서는 예를 들면 헥사메틸렌디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트, 톨루엔디이소시아네이트 등을 출발 원료로 한 뷰렛, 이소시아누레이트 구조를 갖는 3관능의 폴리이소시아네이트(MITSUI　TAKEDA CHEMICALS，INC. 제품 NP1100(뷰렛 구조), D-170N(이소시아누레이트 구조) 등), 에틸렌옥사이드 등의 친수기에 의해 변성된 물 분산형 폴리이소시아네이트(MITSUI　TAKEDA CHEMICALS，INC. 제품 WD 시리즈, Asahi Kasei Chemicals Corporation 제품 Duranate WB40-100) 또는 물 분산 블록형의 이소시아네이트(MITSUI TAKEDA CHEMICALS, INC. 제품 WB 시리즈) 등이 열거된다.
또한, 멜라민 수지계 경화제의 구체예로서는 예를 들면 시판품으로서 Sanwa Chemical Co., Ltd. 제품인 NIKALAC 시리즈가 열거된다.
또한, 에폭시계 경화제의 구체예로서는 예를 들면 시판품으로서 Japan Epoxy Resin Co., Ltd. 제품인 Epicoat 시리즈, KYOEISHA CHEMICAL Co., LTD. 제품인 EPOLITE 시리즈 등이 열거된다.
또한, 카르보디이미드계 경화제의 구체예로서는 예를 들면 시판품으로서 Nisshinbo Chemical, Inc. 제품인 CARBODILITE 시리즈 등이 열거된다.
또한, 옥사졸린계 경화제의 구체예로서는 예를 들면 시판품으로서 NIPPON SHOKUBAI CO., LTD. 제품인 EPOCROS 시리즈 등이 열거된다.
경화제(D)의 배합 비율은 아크릴 폴리머(B)를 충분히 경화시키는 비율이면 특별하게 한정되지 않고, 아크릴 폴리머(B)의 종류나 활성 수소 함유량 등에 의해 적당하게 선택된다. 구체적으로는 예를 들면 아크릴 폴리머(B)가 수산기 함유 아크릴 폴리머이고, 경화제(D)가 폴리이소시아네이트일 경우에는 수산기 함유 아크릴 폴리머의 수산기 1당량에 대하여 폴리이소시아네이트의 이소시아네이트기가 0.2~3당량이 되도록 하는 배합 비율인 것이 바람직하다.
본 실시형태의 피복제에 있어서는 활성 수소를 갖는 계면활성제(E)를 더 배합해도 좋다. 활성 수소를 갖는 계면활성제(E)를 배합함으로써, 얻어지는 피막 표면의 친수성이 더 향상된다. 또한, 계면활성제가 활성 수소를 갖기 때문에, 반응성 실란 커플링제(C)나 경화제(D)와 반응함으로써 친수성의 향상 효과가 장기간 유지된다.
계면활성제(E)로서는 활성 수소를 갖는 것인 한 특별하게 한정되지 않는다. 구체적으로는 활성 수소를 갖는 관능기를 갖는 음이온계 계면활성제, 양이온계 계면활성제, 비이온계 계면활성제, 양성 계면활성제가 열거된다. 활성 수소를 갖는 관능기로서는 수산기, 카르복실기, 아미노기, 아미드기 등이 열거된다.
활성 수소를 함유하는 음이온계 계면활성제의 구체예로서는 예를 들면 피마자유 모노설페이트, 피마자유 모노포스페이트, 소르비탄 지방산 에스테르설페이트, 소르비탄 지방산 에스테르포스페이트, 폴리옥시알킬렌글리세린에테르모노설페이트, 폴리옥시알킬렌글리세린에테르모노포스페이트, 퍼플루오로알킬에스테르포스페이트 등이 열거된다.
활성 수소를 함유하는 양이온계 계면활성제의 구체예로서는 디알칸올아민염, 폴리옥시알킬렌알킬아민에테르염, 폴리옥시알킬렌알킬암모늄염, 폴리옥시알킬렌디알칸올아민에테르염 등이 열거된다.
활성 수소를 함유하는 비이온계 계면활성제로서는 폴리옥시에틸렌 폴리옥시프로필렌 블록 폴리머, 소르비탄 지방산 에스테르, 폴리옥시알킬렌 소르비탄 지방산 에스테르, 폴리글리세린 지방산 에스테르 등이 열거된다.
활성 수소를 함유하는 양성 계면활성제의 구체예로서는 N,N-디(β-히드록시알킬)N-히드록시에틸-N-카르복시알킬암모늄베타인, N,N-디(폴리옥시에틸렌)-N-알킬-N-술포알킬암모늄베타인, 퍼플루오로알킬베타인 등이 열거된다.
계면활성제(E)의 배합 비율로서는 아크릴 폴리머(B)와 계면활성제(E)의 합계량[(B)+(E)]에 대하여 30질량% 이하, 또한 20질량% 이하이고, 5질량% 이상, 또한 10질량% 이상인 것이 바람직하다. 계면활성제(E)의 배합 비율이 30질량%를 초과하는 경우에는 얻어지는 피막의 경도, 내수성, 내알칼리성 및 내용제성이 저하되는 경향이 있다.
본 실시형태의 표면 친수성 피복제는 경화 금속 촉매(F)를 더 함유하는 것이 바람직하다. 경화 금속 촉매(F)를 배합함으로써, 콜로이달실리카졸(A)과 반응성 실란 커플링제(C)의 축합 반응이 촉진되어서 얻어지는 피막의 경도 및 내알칼리성을 더 향상시킬 수 있다.
경화 금속 촉매(F)의 구체예로서는 예를 들면 주석, 티타늄, 아연, 철, 코발트, 알루미늄의 금속염, 알콕시드, 킬레이트 화합물 등이 열거된다. 구체적으로는 알루미륨모노아세틸아세토네이트, 디이소프로폭시티타늄비스(에틸아세토아세테이트), 지르코늄테트라에틸아세토아세테이트 등이 열거된다.
경화 금속 촉매(F)의 배합 비율로서는 표면 친수성 피복제의 전량 중 0.01~0.2질량%, 또한 0.05~0.1질량%의 범위인 것이 바람직하다. 경화 금속 촉매(F)의 배합 비율이 지나치게 높을 경우에는 얻어지는 피막의 경도, 내알칼리성은 향상되지만, 친수성이 저하되는 경향이 있다.
본 실시형태의 표면 친수성 피복제에는 본 발명의 효과를 손상하지 않는 범위에서 필요에 따라서 자외선 흡수제, 산화 방지제, 광안정제, 내열안정제, 대전 방지제, 소포제 등의 각종 첨가제를 더 배합해도 좋다.
본 실시형태의 표면 친수성 피복제는 콜로이달실리카졸(A), 아크릴 폴리머(B)의 용액, 반응성 실란 커플링제(C), 경화제(D)를 상술한 배합 비율이 되도록 혼합함으로써 조제된다. 또한, 경화제(D)를 콜로이달실리카졸(A)이나 아크릴 폴리머(B)와 혼합하면 곧 가교 반응이 개시되므로, 경화제(D)는 도포 직전에 배합하는 것이 바람직하다. 구체적으로는 콜로이달실리카졸(A)과 반응성 실란 커플링제(C), 필요에 따라서 계면활성제(E) 및 경화 금속 촉매(F)를 예비 혼합한 후, 아크릴 폴리머(B)의 용액을 서서히 첨가하여 균일 혼합해서 주제를 얻는다. 그리고, 기재에 도포하기 직전에 주제에 경화제(D)를 첨가함으로써 표면 친수성 피복제가 조제된다. 보다 구체적으로는 예를 들면 콜로이달실리카(A), 반응성 실란 커플링제(C), 계면활성제(E) 및 경화 금속 촉매(F)를 용기에 투입하고, 40℃까지 승온한다. 그리고, 상기 용기에 아크릴 폴리머(B)를 서서히, 구체적으로는 30~60분간 정도에 걸쳐서 적하한다. 그리고, 적하 종료 후, 또한 40℃에서 30~60분간 정도 교반함으로써 주제를 조정한다. 그리고, 기재에 도포하기 직전에 주제에 경화제(D)를 배합해서 교반 혼합함으로써 표면 피복제가 조제된다.
조제된 표면 친수성 피복제는 반응이 진행되기 전에 기재에 도포하는 것이 바람직하다.
기재는 특별하게 한정되지 않고, 폴리카보네이트 수지, 폴리아크릴계 수지, 스티렌계 수지 등의 각종 수지 기재, 스테인레스, 강, 알루미늄 등의 각종 금속 기재, 유리 등의 무기 기재 등이 특별하게 한정없이 사용된다. 또한, 기재의 형태도 판, 필름, 성형품 등 특별하게 한정되지 않는다.
도포 방법은 특별하게 한정되지 않고, 딥핑, 롤 코트, 스핀 코트, 바 코트 등의 각종 도포 방법이 특별하게 한정없이 사용될 수 있다.
도포된 표면 피복제는 60~180℃, 바람직하게는 80~150℃ 정도의 온도에서 15~120분간, 바람직하게는 30~60분간 정도 가열함으로써 열경화시킨다. 이에 의해 친수성 피막이 형성된다. 또한, 가능한 한 상온 경화나 광경화에 의한 경화이어도 좋다.
친수성 피막의 막 두께는 특별하게 한정되지 않지만, 예를 들면 2~90㎛, 또한 5~50㎛ 정도인 것이 바람직하다.
이러한 표면 피복제는 안경, 고글 등의 렌즈, 건축용, 차량용, 계기용의 창재 등에 친수성 피복을 형성하기 위해서 바람직하게 사용된다.
실시예
이하, 본 발명을 실시예에 의해 더욱 상세하게 설명한다. 또한, 이하의 「%」, 「부」는 질량 기준을 의미한다.
또한, 본 발명은 하기 실시예에 조금도 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 임의의 변형을 할 수 있다.
<<수산기를 갖는 아크릴 폴리머의 합성예>>
(합성예 1)
반응 용기 중에 메틸에틸케톤(MEK) 224부와 N-메틸-2-피롤리돈(NMP) 56부로 이루어지는 혼합 용매를 투입하고, 60℃까지 승온했다.
한편, 메틸메타크릴레이트(MMA) 78부 및 폴리에틸렌글리콜의 메타크릴산 에스테르(MA-50A, Nippon Nyukazai Co., Ltd. 제품) 42부로 이루어지는 혼합 모노머와 중합 촉매로서 t-헥실퍼옥시네오데카네이트(퍼헥실 ND, NOF CORPORATION 제품) 1.2부를 교반 혼합함으로써 모노머 혼합액을 조제했다.
상기 혼합 용매에 모노머 혼합액을 60℃에서 3시간에 걸쳐서 적하하고, 3시간 후에 반응을 종료했다. 이렇게 하여 수산기를 갖는 Mw 80000의 아크릴 폴리머를 함유하는 수지 용액을 제조했다.
(합성예 2)
모노머 혼합액으로서 MA-50A로 이루어지는 모노머 120부와 퍼헥실 ND 1.8부를 교반 혼합함으로써 조제한 모노머 혼합액을 사용하는 것 이외에는 합성예 1과 같이 하여 수산기를 갖는 Mw 40000의 아크릴 폴리머를 함유하는 수지 용액을 제조했다.
(합성예 3)
혼합 모노머로서 MMA 78부, MA-50A 36부 및 아크릴산(AA) 6부로 이루어지는 혼합 모노머를 사용한 것 이외에는 합성예 1과 같이 하여 수산기와 카르복실기를 갖는 Mw 90000의 아크릴 폴리머를 함유하는 수지 용액을 제조했다.
(합성예 4)
혼합 모노머로서 MMA 102부 및 MA-50A 18부로 이루어지는 혼합 모노머를 사용한 것 이외에는 합성예 1과 같이 하여 수산기를 갖는 Mw 85000의 아크릴 폴리머를 함유하는 수지 용액을 제조했다.
(합성예 5)
혼합 모노머로서 MMA 60부 및 2-히드록시에틸메타크릴레이트(2-HEA) 60부로 이루어지는 혼합 모노머를 사용한 것 이외에는 합성예 1과 같이 하여 수산기를 갖는 Mw 100000의 아크릴 폴리머를 함유하는 수지 용액을 제조했다.
(합성예 6)
모노머 혼합액으로서 MA-50A 120부와 퍼헥실 ND 6부와 연쇄 이동제(2-메르캅토에탄올) 2.4부를 교반 혼합함으로써 조제한 모노머 혼합액을 사용한 것 이외에는 합성예 1과 같이 하여 수산기를 갖는 Mw 4000의 아크릴 폴리머를 함유하는 수지 용액을 제조했다.
(합성예 7)
중합 촉매(퍼헥실 ND)의 첨가량을 1.2부에서 0.6부로 변경한 것 이외에는 합성예 1과 같이 하여 수산기를 갖는 Mw 250000의 아크릴 폴리머를 함유하는 수지 용액을 제조했다.
표 1에 합성예 1~합성예 7에 있어서의 모노머 조성, 용매의 종류 및 얻어진 아크릴 폴리머의 중량 평균 분자량(Mw), 수지 용액의 점도 및 불휘발분, 아크릴 폴리머의 수산기가를 정리해서 나타낸다.
Figure pct00001
<<실시예>>
합성예 1~합성예 7에서 얻어진 수산기 함유 아크릴 폴리머를 이용하여 이하와 같이 친수성 피복제를 제조했다.
또한, 본 실시예에서 사용한 그 밖의 원재료에 대해서 이하에 정리하여 설명한다.
(A) 콜로이달실리카졸
ㆍ MEK-ST: 분산 입경 10~15nm의 NISSAN CHEMICAL INDUSTRIES, LTD. 제품, SNOWTEX 시리즈, 불휘발분 30%
ㆍ 메탄올실리카졸: 분산 입경 10~15nm의 NISSAN CHEMICAL INDUSTRIES, LTD. 제품, SNOWTEX 시리즈, 불휘발분 30%
(C1) 반응성 실란 커플링제
ㆍ S-510 용액: 글리시독시프로필트리메톡시실란(Silaplane S-510, CHISSO CORPORATION 제품)의 MEK 용액, 불휘발분 30%
ㆍ KBE-9007 용액: 이소시아네이트프로필트리에톡시실란(KBE-9007, Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. 제품)의 MEK 용액, 불휘발분 30%
(C2) 비반응성 실란 커플링제
ㆍ 메틸실리케이트 용액: 메틸실리케이트의 MEK 용액, 불휘발분 30%
(D) 경화제
ㆍ WB40-100 용액: Duranate WB40-100(Asahi Kasei Chemicals Corporation 제품인 친수기 부여 변성 헥사메틸렌디이소시아네이트(HDI)의 뷰렛형 물 분산 폴리우레탄 수지)의 용액, 불휘발분 30%
ㆍ NP1100 용액: MT-OLESTER-NP1100(MITSUI　TAKEDA　CHEMICALS，INC．제품인 헥사메틸렌디이소시아네이트(HDI)의 뷰렛형 폴리우레탄)의 MEK 용액, 불휘발분 30%
(E) 계면활성제
ㆍ EPAN U105 용액: 폴리옥시에틸렌폴리옥시프로필렌글리콜에테르(DAI-ICHI KOGYO SEIYAKU CO., LTD. 제품인 EPAN U105)의 MEK 용액, 불휘발분 30%
ㆍ VISGARD-A: 술폰산 아민염(67%)과 옥시에틸렌옥시프로필렌(37%)의 공중합체의 용액(Film Specialties, Inc. 제품), 불휘발분 27%
(F) 경화 촉매
ㆍ Alumi CHELATE D: 알루미늄모노아세틸아세테이트(Kawaken Fine Chemicals Co., Ltd. 제품인 Alumi CHELATE D)의 MEK 용액, 불휘발분 30%
(G) 흡수 폴리올
ㆍ PEG-1000 용액: 폴리에틸렌글리콜(DAI-ICHI KOGYO SEIYAKU CO., LTD. 제품인 PEG-1000)의 MEK 용액, 불휘발분 30%
(실시예 1)
표 2에 나타낸 바와 같은 조성에 의해 이하의 방법에 따라 친수성 피복제를 조제했다.
처음에, 반응 용기 중에 MEK-ST 40부 및 S-510 용액 40부를 투입하고, 40℃까지 승온했다.
이어서, 합성예 1에서 얻어진 수산기 함유 아크릴 폴리머 용액 20부를 상기 반응 용기 내에 45분간에 걸쳐서 적하하고, 적하 종료 후에 40℃에서 30분간 교반함으로써 주제를 조제했다.
그리고, 얻어진 주제에 WB40-100 용액 7.7부를 교반 혼합함으로써 친수성 피복제를 얻었다.
(실시예 2~실시예 14)
표 2의 조성에 따라서 조제한 것 이외에는 실시예 1과 같이 하여 친수성 피복제를 얻었다.
(비교예 1~비교예 11)
표 3의 조성에 따라서 조제한 것 이외에는 실시예 1과 같이 하여 친수성 피복제를 얻었다.
Figure pct00002
Figure pct00003
<<친수성 피복제의 평가 방법>>
상기 실시예 1~실시예 14 및 비교예 1~비교예 11에서 얻어진 주제에 경화제(D)를 교반 혼합하여 친수성 피복제를 조제했다. 그리고, 어플리케이터 4mil로 150mm×70mm×0.5mm(두께)의 유리판에 얻어진 피복제를 도포한 후, 120℃, 20분의 조건에서 건조시켜 시험판을 작성했다. 그리고, 얻어진 시험판을 이용하여 하기 평가 시험에 제공했다.
단, 비교예 1에서 얻어진 친수성 피복제는 도막 표면에 분말상의 입자가 다수 발생하고, 또한 비교예 10에서 얻어진 친수성 피복제는 도포액이 응집했기 때문에 모두 시험할 수 없었다.
(외관 평가)
JIS K 5600-1-1의 4.4 「도막의 외관」의 시험법에 준거하여 하기의 기준에 의해 투명성 및 크랙의 유무를 판정했다.
우수: 무색 투명이고, 크랙이 없다.
열악: 백탁되거나 또는 크랙이 발생했다.
(연필 경도)
JIS K 5600-5-4 「스크래치 경도(연필법)」의 시험법에 준거하여 연필 경도 시험을 실시했다. 연필 경도 시험에 있어서는 경도가 낮은 쪽에서 높은 쪽으로 B, HB, F, H의 순차로 배열된다. 또한, 「H」의 앞에 붙는 숫자가 클수록 경도가 높고, 「B」의 앞에 붙는 숫자가 클수록 경도가 낮다.
(내수성)
시험판을 23℃±2℃의 물 중에 3일간 침지했다. 그리고, 침지 후의 시험편의 외관을 관찰하고, JIS K 5600-1-1의 4.4 「도막의 외관」의 시험법에 준거하여 내수성을 판정했다.
우수: 무색 투명이었다.
보통: 반투명이었다.
열악: 백화 또는 용해되었다.
(내알칼리성)
시험판을 23℃±2℃의 5% 수산화 나트륨 수용액 중에 3일간 침지했다. 그리고, 침지 후의 시험편의 외관을 관찰하고, JIS K 5600-1-1의 4.4 「도막의 외관」의 시험법에 준거하여 내알칼리성을 판정했다.
우수: 무색 투명이었다.
보통: 반투명이었다.
열악: 백화 또는 용해되었다.
(내용제성)
시험판 표면에 형성된 피막의 표면에 아세톤을 적하한 후, 하중 100g을 가해서 50회 러빙 시험을 행했다. 그리고, JIS K 5600-1-1의 4.4 「도막의 외관」의 시험법에 준거하여 내용제성을 판정했다.
우수: 무색 투명이었다.
보통: 반투명이었다.
열악: 백화 또는 용해되었다.
(방담성)
50℃의 온수 중에 표면에 1cm 간격을 비워서 시험판의 도포면을 대향시켜 피막의 표면이 흐려지기 시작할 때까지의 시간을 측정했다.
우수: 흐려지기 시작할 때까지의 시간으로 2분 이상을 필요로 했다.
보통: 흐려지기 시작할 때까지의 시간이 1분 이상, 2분 미만이었다.
열악: 흐려지기 시작할 때까지의 시간이 1분 미만이었다.
(표면 친수성(물 접촉각))
시험판 표면에 0.4㎕의 수적을 흘리고, 접촉각계(Kyowa Interface Science Co., LTD. 제품, Drop Master500)에 의해 접촉각을 측정했다. 결과를 표 4 및 표 5에 나타낸다.
Figure pct00004
Figure pct00005
실시예 1~실시예 14에서 조제한 표면 피복제로부터 얻어진 피막의 외관은 어느 것이라도 무색 투명이고, 크랙의 발생이 없어 외관성이 우수한 것이었다. 또한, 그 연필 경도는 어느 것이라도 2H 이상이었다. 또한, 내수성, 내알칼리성, 내용제성, 방담성도 우수했다. 또한, 어느 피막도 물에 대한 접촉각이 낮아 친수성이 우수했다.
한편, 비교예 1에서 얻어진 친수성 피복제는 콜로이달실리카졸(A)의 비율이 지나치게 높아 도막 표면에 분말상의 입자가 다수 발생하여 정상인 도막이 얻어지지 않았다. 또한, 비교예 2에서 얻어진 친수성 피복제는 콜로이달실리카졸(A)의 비율이 지나치게 적어 외관성은 우수했지만, 경도나 내용제성이 저하되었다.
또한, 비교예 3에서 얻어진 친수성 피복제는 반응성 실란 커플링제(C)가 지나치게 적어 친수성이 낮아져서 방담성이 저하되었다. 또한, 피막의 내알칼리성도 저하되었다. 한편, 비교예 4에서 얻어진 친수성 피복제는 반응성 실란 커플링제(C)가 지나치게 많아 친수성이 저하됨으로써 방담성이 저하되었다. 또한, 피막의 경도도 대폭 저하되었고, 내수성, 내알칼리성 및 내용제성이 열악했다.
또한, 비교예 5에서 얻어진 친수성 피복제는 경화제(D)를 함유하지 않으므로 아크릴 폴리머(B)가 가교 구조를 형성하지 않는다. 따라서, 내알칼리성, 내수성 및 내용제성이 열악했다.
또한, 비교예 6에서 얻어진 친수성 피복제는 반응성 실란 커플링제(C)를 함유하지 않으므로 콜로이달실리카졸(A)에 대한 아크릴 폴리머(B)의 가교 형성이 불충분하기 때문에 내알칼리성이나 방담성이 열악했다.
또한, 비교예 7에서 얻어진 친수성 피복제는 콜로이달실리카졸(A)을 함유하지 않으므로 경도 및 내용제성이 열악했다.
또한, 비교예 8에서 얻어진 친수성 피복제는 말단 관능기를 갖지 않는 실란 커플링제를 함유하므로 비교예 6과 같이 콜로이달실리카졸(A)에 대한 아크릴 폴리머(B)의 가교 형성이 불충분해지기 때문에 내알칼리성이나 방담성이 열악했다.
또한, 비교예 9에서 얻어진 친수성 피복제는 아크릴 폴리머(B)의 분자량이 낮기 때문에 내수성이나 내알칼리성이 열악했다. 또한, 비교예 10에서 얻어진 친수성 피복제는 아크릴 폴리머(B)의 분자량이 지나치게 높으므로 콜로이달실리카졸(A)과의 상용성이 저하되고, 제조시에 응집하여 도포가 곤란한 상태가 되었다.
또한, 비교예 11에서 얻어진 친수성 피복제는 특허 문헌 2에 기재된 발명에 속하는 것이다. 비교예 11에서 얻어진 친수성 피복제는 콜로이달실리카졸(A)을 함유하지 않고, 또한 계면활성제(E)의 함유 비율 높기 때문에 경도가 매우 낮았다.
이상 상술한 바와 같이, 본 발명의 일국면의 친수성 피복제는 (A) 콜로이달실리카졸과 (B) 활성 수소를 갖는 중량 평균 분자량(Mw) 5000~200000의 아크릴 폴리머와 (C) 반응성 실란 커플링제와 (D) 아크릴 폴리머(B)에 대한 경화제를 함유하고, (A)성분과 (B)성분의 질량비[(A)/(B)]가 5/95~95/5이며, 또한 (A)성분 및 (B)성분의 합계와 (C)성분의 질량비[(A+B)/(C)]가 30/70~95/5인 것을 특징으로 한다. 이러한 친수성 피복제에 의하면, 높은 친수성 및 방담성, 경도, 내수성, 내알칼리성을 겸비한 친수성 피막을 형성할 수 있다.
또한, 상기 친수성 피복제는 (B)성분과 (E)성분의 합계량에 대하여 활성 수소를 갖는 계면활성제(E)를 30질량% 이하의 비율, 보다 바람직하게는 5~20질량%의 범위에서 더 함유하는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의하면, 피막의 친수성을 더 향상시킬 수 있다. 또한, 계면활성제가 활성 수소를 갖기 때문에 반응성 실란 커플링제(C)나 경화제(D)와 반응함으로써 친수성의 향상 효과가 장시간 유지된다.
또한, 상기 아크릴 폴리머(B)는 활성 수소를 갖는 라디칼 반응성 모노머 단위와 활성 수소를 갖지 않는 라디칼 반응성 모노머 단위의 공중합체이고, 상기 활성 수소를 갖는 라디칼 반응성 모노머 단위의 구성 비율이 20질량% 이상인 것이 피막에 보다 우수한 친수성을 부여할 수 있는 점에서 바람직하다.
또한, 아크릴 폴리머(B)는 수산기, 카르복실기, 아미노기, 아미드기, 술폰산기 및 포스페이트기로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 관능기를 갖는 것이 활성 수소를 갖는 점에서 바람직하다.
또한, 콜로이달실리카졸(A)이 평균 입자경 1~200nm의 미립자 실리카를 분산질로서 함유할 경우에는 피복제의 안정성이 우수하고, 경화 후의 피막의 투명성이 우수한 점에서 바람직하다.
또한, 실란 커플링제(C)로서는 글리시독시프로필트리메톡시실란, 아미노프로필트리메톡시실란 및 이소시아네이트프로필트리에톡시실란으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종이 피복제의 안정성 및 반응성이 우수한 점에서 바람직하다.
또한, 경화제(D)로서는 폴리이소시아네이트 및 멜라민 수지로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종인 것이 비교적 낮은 온도에 있어서도 반응성이 우수한 점에서 바람직하다.
또한, 상기 친수성 피복제는 경화 금속 촉매(F)를 더 함유하는 것이 콜로이달실리카졸(A)과 반응성 실란 커플링제(C)의 축합 반응이 촉진됨으로써 얻어지는 피막의 경도 및 내알칼리성을 보다 향상시킬 수 있는 점에서 바람직하다.
또한, 본 발명의 다른 일국면의 친수성 피막은 상기 어느 하나의 친수성 피복제를 기재에 도포하고, 경화시켜서 얻어지는 것을 특징으로 한다. 이러한 친수성 피막은 높은 친수성 및 방담성과 경도, 내수성, 내알칼리성을 겸비한 것이다.
또한, 본 발명의 다른 일국면의 친수성 기재는 상기 친수성 피막으로 피복된 것을 특징으로 한다. 이러한 친수성 기재는 높은 친수성 및 방담성과 경도, 내수성, 내알칼리성을 겸비한 표면을 갖는다.
(산업상의 이용 가능성)
본 발명의 친수성 피복제는 친수성 하드코트용 재료, 방담용 코팅제, 대전 방지용 코팅제, 기름때나 지문 등의 방오 코팅제 등에 널리 이용된다.

Claims (11)

  1. (A) 콜로이달실리카졸과, (B) 활성 수소를 갖는 중량 평균 분자량(Mw) 5000~200000의 아크릴 폴리머와, (C) 반응성 실란 커플링제와, (D) 아크릴 폴리머(B)에 대한 경화제를 함유하고:
    상기 (A)성분과 상기 (B)성분의 질량비[(A)/(B)]는 5/95~95/5이고, 또한 상기 (A)성분 및 (B)성분의 합계와 상기 (C)성분의 질량비[(A+B)/(C)]는 30/70~95/5인 것을 특징으로 하는 친수성 피복제.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 (B)성분과 (E)성분의 합계량에 대하여 활성 수소를 갖는 계면활성제(E)를 30질량% 이하의 비율로 함유하는 것을 특징으로 하는 친수성 피복제.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 (B)성분과 (E)성분의 합계량에 대하여 활성 수소를 갖는 계면활성제(E)를 5~20질량%의 비율로 함유하는 것을 특징으로 하는 친수성 피복제.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 아크릴 폴리머(B)는 활성 수소를 갖는 라디칼 반응성 모노머 단위와 활성 수소를 갖지 않는 라디칼 반응성 모노머 단위의 공중합체이고, 상기 활성 수소를 갖는 라디칼 반응성 모노머 단위의 구성 비율이 20질량% 이상인 것을 특징으로 하는 친수성 피복제.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 아크릴 폴리머(B)는 수산기, 카르복실기, 아미노기, 아미드기, 술폰산기 및 포스페이트기로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 관능기를 갖는 것을 특징으로 하는 친수성 피복제.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 콜로이달실리카졸(A)은 평균 입자경 1~200nm의 미립자 실리카를 분산질로서 함유하는 것을 특징으로 하는 친수성 피복제.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 실란 커플링제(C)는 글리시독시프로필트리메톡시실란, 아미노프로필트리메톡시실란 및 이소시아네이트프로필트리에톡시실란으로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 친수성 피복제.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 경화제(D)는 폴리이소시아네이트 및 멜라민 수지로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 친수성 피복제.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    경화 금속 촉매(F)를 더 함유하는 것을 특징으로 하는 친수성 피복제.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 기재된 친수성 피복제를 기재에 도포하고, 경화시켜서 얻어지는 것을 특징으로 하는 친수성 피막.
  11. 제 10 항에 기재된 친수성 피막으로 피복된 것을 특징으로 하는 친수성 기재.
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