KR20220162707A - 친수 처리 도료 조성물 및 친수화 처리 방법 - Google Patents
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Abstract
오염 부착 방지성을 부여함과 함께, 오염 부착 방지 성능의 내구성이 우수한, 친수 처리 도료 조성물을 제공한다. 실레인 커플링제(S)로 표면 처리한 무기 기재용의 친수 처리 도료 조성물로서, 친수성 화합물(A) 및 친수성 화합물(B)를 포함하고, 친수성 화합물(A)는 설폰산기 및 설폰산기의 알칼리 금속염 중 적어도 한쪽을 갖는 화합물이고, 친수성 화합물(B)는 제4급 암모늄 양이온성기를 갖는 화합물인, 친수 처리 도료 조성물이다.
Description
본 발명은, 친수 처리 도료 조성물 및 이것을 이용한 친수화 처리 방법에 관한 것이다.
종래, 변기, 세면대 등 물을 사용하는 곳에 설치되는 도기류 등에 대해, 표면의 오염을 세정하기 쉽게 하기 위해서 여러 가지의 표면 처리가 행해지고 있다.
표면을 세정하는 것을 목적으로 한 것은 아니지만, 유리 제품에 대해, 방담성, 방오성 등을 부여하기 위해서, 산화 규소를 주로 포함하는 물질의 표면을 실레인 커플링제로 처리한 후에, 그의 표면에, 측쇄 또는 소수성기의 중간에 아크릴로일기 또는 바이닐기 등의 반응성기를 갖는 반응성 계면활성제를 반응시키는 방법 및 구체적인 화합물이 제안되어 있다(일본 특허공개 평8-259270호 공보(특허문헌 1) 참조).
일본 특허공개 2016-20461호 공보(특허문헌 2)에는, 무기 화합물을 함유하는 표면층을, 라디칼 반응성 작용기를 함유하는 실레인 커플링제에 의해 처리한 후에, 상기 실레인 커플링제의 라디칼 반응성 작용기에 대해서 반응시키는 조성물이 개시되어 있다. 이 조성물은, 라디칼 반응성 작용기 및 설폰산기의 알칼리 금속염을 함유하고, 분자쇄의 단부 이외의 친수부 및 분기쇄를 함유하지 않는 친수성 화합물과, 라디칼 중합 개시제와, 극성을 갖는 상용화제를 함유한다. 일본 특허공개 2016-20462호 공보(특허문헌 3)에는, 무기 화합물을 함유하는 표면층을, 아이소사이아네이트기, 에폭시기, 아미노기, 머캅토기로부터 선택되는 적어도 하나의 반응성 작용기를 함유하는 실레인 커플링제에 의해 처리한 후에, 상기 실레인 커플링제의 반응성 작용기에 대해서 반응시키는 조성물이 개시되어 있다. 이 조성물은, 아미노기, 수산기, 머캅토기, 에폭시기로부터 선택되는 적어도 하나이고, 상기 실레인 커플링제의 반응성 작용기와 반응하는 작용기, 및, 설폰산기 또는 설폰산기의 알칼리 금속염을 함유하고, 분자쇄의 단부 이외에 친수부를 함유하지 않는 친수성 화합물과, 극성을 갖는 상용화제를 함유하는 친수 처리 도료 조성물이 개시되어 있다.
상기 특허문헌 1에 기재된 화합물은, 분기쇄 구조를 갖기 때문에, 친수부가 표면에 집약되기 어렵다. 그 때문에, 그 화합물을, 변기, 세면대 등 물에 의한 세정이 빈번하게 이루어지는 도기류에 이용하더라도, 충분한 세정성을 갖지 않을 것이 염려된다. 또한, 한편으로 분기 구조를 갖지 않는 화합물은, 친수기의 친수성이 높기 때문에 결정화되기 쉽다. 그 때문에, 이 화합물을 이용하더라도, 도기류 등의 표면을 균일하게 친수화 처리하는 것이 곤란하다.
상기 특허문헌 2, 3에 기재된 친수화 처리제는, 산화 규소 등의 무기 화합물이 함유되는, 변기, 세면대 등의 도기류에 대해서 이용하는 것에 의해, 칼슘 등의 침착을 막음과 함께, 균의 번식이나 취기(臭氣)의 원인이 되는 유성의 오염도 세정하기 쉬워진다고 기재되어 있다. 한편으로, 상기 도기류는 일반 가정에 있어서 세정용 세제를 이용하여 세정되는 경우가 많고, 그리고 세정용 세제로서 다종다양한 종류의 세제가 시판되고 있다. 이와 같은 세제는, 보다 높은 세정 기능을 갖는 신상품의 개발이 요망되고 있고, 그리고 실제로 다양한 신상품이 등장하고 있다. 상기 도기류에 이용할 수 있는 친수화 처리제는, 새롭게 등장하는 다양한 세정용 세제에 대해서도, 우수한 내구성을 가질 것이 필요하게 된다.
본 발명은 상기 종래의 과제를 해결하는 것으로, 그 목적으로 하는 바는, 예를 들면 도기류 등의 피도물에 대해서, 오염 부착 방지성을 부여함과 함께, 오염 부착 방지 성능의 내구성이 우수한, 친수 처리 도료 조성물 및 친수화 처리 방법을 제공하는 것에 있다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 하기 태양을 제공한다.
[1]
실레인 커플링제(S)로 표면 처리한 무기 기재용의, 친수 처리 도료 조성물로서,
친수성 화합물(A), 및
친수성 화합물(B)
를 포함하고,
상기 친수성 화합물(A)는, 설폰산기 및 설폰산기의 알칼리 금속염 중 적어도 한쪽을 갖는 화합물이고,
상기 친수성 화합물(B)는, 제4급 암모늄 양이온성기를 갖는 화합물인,
친수 처리 도료 조성물.
[2]
무기 기재용의, 친수 처리 도료 조성물로서,
실레인 커플링제(S),
친수성 화합물(A), 및
친수성 화합물(B)
를 포함하고,
상기 친수성 화합물(A)는, 설폰산기 및 설폰산기의 알칼리 금속염 중 적어도 한쪽을 갖는 화합물이고,
상기 친수성 화합물(B)는, 제4급 암모늄 양이온성기를 갖는 화합물인,
친수 처리 도료 조성물.
[3]
상기 실레인 커플링제(S)는, 라디칼 반응성 작용기(RS)를 갖고,
상기 친수성 화합물(A)는 라디칼 반응성 작용기(RA)를 갖고, 또한
상기 친수성 화합물(B)는 라디칼 반응성 작용기(RB)를 갖고,
상기 조성물은, 라디칼 중합 개시제를 더 포함하는,
[1] 또는 [2]에 기재된 친수 처리 도료 조성물.
[4]
상기 실레인 커플링제(S)는, 1개의 축합형의 반응성 작용기(RS2)를 갖는 단작용기형의 실레인 커플링제이며,
상기 친수성 화합물(A)는, 축합형의 반응성 작용기(RA2)를 갖고,
상기 친수성 화합물(B)는, 축합형의 반응성 작용기(RB2)를 갖는,
[1] 또는 [2]에 기재된 친수 처리 도료 조성물.
[5]
상기 친수성 화합물의 라디칼 반응성 작용기(RA) 및 (RB) 중 적어도 하나가, 아크릴아마이드기, 아크릴로일기, 메타크릴로일기, 알릴기, 바이닐기, 스타이릴기 및 머캅토기로부터 선택되는 적어도 1종인, [1]∼[3] 중 어느 하나에 기재된 친수 처리 도료 조성물.
[6]
상기 친수성 화합물(A)는, 분자쇄의 단부 이외에 친수부를 갖지 않는, [1]∼[5] 중 어느 하나에 기재된 친수 처리 도료 조성물.
[7]
상기 친수성 화합물(B)는, 분자쇄의 단부 이외에 친수부를 갖지 않는, [1]∼[6] 중 어느 하나에 기재된 친수 처리 도료 조성물.
[8]
상기 친수성 화합물(A)의 수 평균 분자량이, 70∼500이고,
상기 친수성 화합물(B)의 수 평균 분자량이, 70∼500인,
[1]∼[7] 중 어느 하나에 기재된 친수 처리 도료 조성물.
[9]
상기 친수성 화합물(A)의 라디칼 반응성 작용기(RA)와 설폰산기 사이에 존재하는 탄소수의 평균치를 (n1)로 하고,
상기 친수성 화합물(B)의 라디칼 반응성 작용기(RB)와 제4급 암모늄 양이온성 작용기 사이에 존재하는 탄소수의 평균치를 (n2)로 하고,
상기 (n1)과 상기 (n2)가,
(n2)>(n1)
의 관계를 갖는, [3] 및 [5]∼[8] 중 어느 하나에 기재된 친수 처리 도료 조성물.
[10]
상기 친수성 화합물(A)에 있어서의, 상기 축합형의 반응성 작용기(RA2)와, 설폰산기 사이에 존재하는 탄소수의 평균치를 (n12)로 하고,
상기 친수성 화합물(B)에 있어서의, 상기 축합형의 반응성 작용기(RB2)와, 제4급 암모늄 양이온성 작용기 사이에 존재하는 탄소수의 평균치를 (n22)로 하고,
상기 (n12)와 상기 (n22)가,
(n22)>(n12)
의 관계를 갖는, [4] 및 [6]∼[8] 중 어느 하나에 기재된 친수 처리 도료 조성물.
[11]
[1]∼[10] 중 어느 하나에 기재된 친수 처리 도료 조성물에 있어서의, 상기 친수성 화합물(A)와, 상기 친수성 화합물(B)가, 서로 나누어 수납된,
친수 처리 도료 조성물 세트.
[12]
무기 기재의 표면을, 실레인 커플링제(S)로 표면 처리하는 공정과,
상기 실레인 커플링제(S)로 처리한 무기 기재에, [1] 및 [3]∼[11] 중 어느 하나에 기재된 친수 처리 도료 조성물을 도포하고,
광 또는 열에 의해, 상기 실레인 커플링제(S)와,
상기 친수성 화합물(A) 및 상기 친수성 화합물(B) 중 적어도 하나를 반응시키는 공정을 포함하는, 무기 기재의 친수화 처리 방법.
[13]
[2]∼[11] 중 어느 하나에 기재된 친수 처리 도료 조성물에 광 또는 열을 가하여,
상기 실레인 커플링제(S)와, 상기 친수성 화합물(A) 및 상기 친수성 화합물(B) 중 적어도 하나를 반응시키는 것을 포함하고,
상기 반응 후의 상기 친수 처리 도료 조성물을, 무기 기재의 표면에 도장하는 것을 포함하는,
무기 기재의 친수화 처리 방법.
[14]
무기 기재의 표면에, [2]∼[11] 중 어느 하나에 기재된 친수 처리 도료 조성물을 도포하고,
광 조사 또는 가열에 의해, 상기 실레인 커플링제(S)와, 상기 친수성 화합물(A) 및 상기 친수성 화합물(B) 중 적어도 하나를 반응시키는 것을 포함하는,
무기 기재의 친수화 처리 방법.
[15]
상기 실레인 커플링제(S)와, 상기 친수성 화합물(A) 및 상기 친수성 화합물(B) 중 적어도 하나를, 광 조사에 의해 반응시키는 것을 포함하는, [12]∼[14] 중 어느 하나에 기재된, 무기 기재의 친수화 처리 방법.
[16]
상기 무기 기재가 위생 도기인, [1]∼[10] 중 어느 하나에 기재된 친수화 처리 방법.
상기 친수 처리 도료 조성물을 이용하는 것에 의해, 산화 규소 등의 무기 화합물이 함유되는, 변기, 세면대 등의 물을 사용하는 곳에 설치되는 도기류 등에 대해, 칼슘 등의 침착을 효과적으로 막을 수 있다. 상기 친수 처리 도료 조성물은 추가로, 이와 같은 오염 부착 방지 성능의 내구성이 우수한 이점이 있다.
이하, 상기 친수 처리 도료 조성물, 친수 처리 도료 조성물 세트 및 친수화 처리 방법에 대하여 설명한다.
본 명세서에 있어서의 친수 처리 도료 조성물은, 하기 제 1 태양 및 제 2 태양으로 대별할 수 있다.
제 1 태양
실레인 커플링제(S)로 표면 처리한 무기 기재용의, 친수 처리 도료 조성물로서,
친수성 화합물(A), 및
친수성 화합물(B)
를 포함하고,
상기 친수성 화합물(A)는, 설폰산기 및 설폰산기의 알칼리 금속염 중 적어도 한쪽을 갖는 화합물이고,
상기 친수성 화합물(B)는, 제4급 암모늄 양이온성기를 갖는 화합물이다.
제 2 태양
무기 기재용의, 친수 처리 도료 조성물로서,
실레인 커플링제(S),
친수성 화합물(A), 및
친수성 화합물(B)
를 포함하고,
상기 친수성 화합물(A)는, 설폰산기 및 설폰산기의 알칼리 금속염 중 적어도 한쪽을 갖는 화합물이고,
상기 친수성 화합물(B)는, 제4급 암모늄 양이온성기를 갖는 화합물이다.
상기 제 1 태양 및 제 2 태양 모두, 상기 실레인 커플링제(S), 친수성 화합물(A) 및 친수성 화합물(B)가 이용된다. 이하, 각 성분에 대하여 기재한다.
실레인 커플링제(S)
상기 친수 처리 도료 조성물에 있어서 이용되는 실레인 커플링제(S)는, 분자 중에 반응성 실릴기 및 유기 작용기의 양쪽을 갖는 화합물이다. 반응성 실릴기로서, 가수분해에 의해 실란올기를 생성하는 기를 들 수 있다. 반응성 실릴기의 구체예로서, 예를 들면, 트라이알콕시실릴기(알콕시기에 포함되는 탄소수는 1∼7이 바람직하다), 다이알콕시알킬기(알콕시기에 포함되는 탄소수는 1∼7이 바람직하고, 알킬기에 포함되는 탄소수는 1∼7이 바람직하다)를 들 수 있고, 보다 구체적으로는, 트라이메톡시실릴기, 트라이에톡시실릴기, 트라이프로폭시실릴기, 트리스(2-메톡시에톡시)실릴기, 다이메톡시알킬실릴기, 다이에톡시알킬실릴기, 다이프로폭시알킬실릴기, 비스(2-메톡시에톡시)알킬실릴기(상기 알킬기는, 탄소수 1∼7의 직쇄상 또는 분기상 알킬기여도 된다) 등을 들 수 있다.
상기 유기 작용기의 일례로서, 라디칼 반응성 작용기(RS)를 들 수 있다. 라디칼 반응성 작용기(RS)로서, 예를 들면, 아크릴아마이드기, 아크릴로일기, 메타크릴로일기, 알릴기, 바이닐기, 스타이릴기, 머캅토기 등을 들 수 있다. 이들 유기 작용기는, 1종만을 포함해도 되고, 2종 또는 그 이상을 포함해도 된다.
상기 유기 작용기의 다른 일례로서, 축합형의 반응성 작용기(RS2)를 들 수 있다. 축합형의 반응성 작용기(RS2)로서, 예를 들면, 카복시기, 하이드록시기, 아미노기, 에폭시기, 유레이도기, 아이소사이아네이트기, 아이소사이아누레이트기 등을 들 수 있다. 이들 유기 작용기는, 1종만을 포함해도 되고, 2종 또는 그 이상을 포함해도 된다.
상기 실레인 커플링제(S)의 구체예로서,
바이닐트라이에톡시실레인,
바이닐트라이메톡시실레인,
바이닐트리스(2-메톡시에톡시)실레인,
바이닐메틸다이메톡시실레인,
p-스타이릴트라이메톡시실레인,
p-스타이릴트라이에톡시실레인,
3-메타크릴옥시프로필트라이에톡시실레인,
3-메타크릴옥시프로필트라이메톡시실레인,
3-메타크릴옥시프로필메틸다이메톡시실레인,
3-메타크릴옥시프로필메틸다이에톡시실레인,
3-아크릴옥시프로필트라이메톡시실레인,
2-(3,4-에폭시사이클로헥실)에틸트라이메톡시실레인,
3-글라이시독시프로필트라이메톡시실레인,
3-글라이시독시프로필트라이에톡시실레인,
3-글라이시독시프로필메틸다이메톡시실레인,
3-글라이시독시프로필메틸다이에톡시실레인,
3-머캅토프로필메틸다이메톡시실레인,
3-머캅토프로필트라이메톡시실레인,
3-머캅토프로필트라이에톡시실레인,
3-옥타노일싸이오-1-프로필트라이에톡시실레인,
3-아미노프로필트라이에톡시실레인,
3-아미노프로필트라이메톡시실레인,
N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트라이메톡시실레인,
N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필메틸다이메톡시실레인,
3-(N-페닐)아미노프로필트라이메톡시실레인,
3-트라이에톡시실릴-N-(1,3-다이메틸-뷰틸리덴)프로필아민,
N-(바이닐벤질)-2-아미노에틸-3-아미노프로필트라이메톡시실레인,
3-유레이도프로필트라이에톡시실레인,
3-아이소사이아네이트프로필트라이에톡시실레인,
3-아이소사이아네이트프로필트라이메톡시실레인,
트리스(트라이메톡시실릴프로필)아이소사이아누레이트
등을 들 수 있다.
상기 실레인 커플링제(S)는, 1종을 단독으로 이용해도 되고, 2종 또는 그 이상을 병용해도 된다.
실레인 커플링제(S)의 일례로서. 실레인 커플링제(S)가 2 또는 그 이상의 라디칼 반응성 작용기(RS)를 갖는 태양을 들 수 있다. 이 태양에서는, 실레인 커플링제(S)의 적어도 1개의 라디칼 반응성 작용기(RS)와 친수성 화합물(A)가 결합성을 갖고, 실레인 커플링제(S)의 적어도 다른 1개의 라디칼 반응성 작용기(RS)와 친수성 화합물(B)가 결합성을 더 갖게 된다. 이에 의해, 예를 들면 시판되는 세제 등에 포함되는 경우가 있는 4급 암모늄염 등의 염기성 세정 성분이, 친수성 화합물(A)가 갖는 설폰산류와 이온 결합하는 것을 효과적으로 막을 수 있어, 오염 부착 방지 성능의 내구성이 보다 우수하게 되는 등의 이점이 있다.
상기 실레인 커플링제(S)로서 시판품을 이용할 수도 있다. 시판품으로서, 예를 들면 신에쓰 화학공업사, 모멘티브사, 도아 합성사, 아사히 화성사 등으로부터 입수할 수 있는 각종 실레인 커플링제를 이용할 수 있다.
상기 실레인 커플링제(S)를 이용하면, 무기 표면을 갖는 기재인 무기 기재의 표면에, 반응성 실릴기의 가수분해에 의해 생성된 실란올기가 결합 반응한다고 생각된다.
상기 제 1 태양에 있어서, 이용되는 실레인 커플링제(S)의 양은, 친수성 화합물의 합계량 100질량부에 대해서, 0.1질량부 이상 10질량부 이하가 바람직하고, 1질량부 이상 5질량부 이하가 보다 바람직하다.
상기 제 2 태양에 있어서, 친수 처리 도료 조성물 중에 포함되는 실레인 커플링제(S)의 양은, 친수성 화합물의 합계량 100질량부에 대해서, 0.1질량부 이상 10질량부 이하가 바람직하고, 0.2질량부 이상 7질량부 이하가 보다 바람직하다. 여기에서 「친수성 화합물의 합계량」은, 친수성 화합물로서 친수성 화합물(A) 및 친수성 화합물(B)가 포함되는 경우는, 친수성 화합물(A) 및 친수성 화합물(B)의 합계량을 의미한다.
상기 제 1 태양, 제 2 태양에 있어서, 실레인 커플링제(S)와 아울러, 촉매를 이용해도 된다. 촉매로서는, 산성 촉매(예를 들면, 염산 수용액, 황산 수용액, 질산 수용액, 인산 수용액, 폼산, 아세트산, 프로피온산 등의 카복실산을 갖는 화합물의 수용액 등), 및, 염기성 촉매(예를 들면, 암모니아 수용액, 모폴린, N-메틸모폴린, N-에틸모폴린, 피페라진, 하이드록시에틸피페라진, 2-메틸피페라진, 트랜스 2,5-다이메틸피페라진, 시스 2,6-다이메틸피페라진, 트라이에틸아민, N,N-다이메틸에탄올아민, N,N-다이에틸에탄올아민, N-(β-아미노에틸)에탄올아민, N-메틸다이에탄올아민, N-n-뷰틸에탄올아민, N-n-뷰틸다이에탄올아민, N-t-뷰틸에탄올아민, N-t-뷰틸다이에탄올아민, N-(β-아미노에틸)아이소프로판올아민, N,N-다이에틸아이소프로판올아민, 2-아미노-2-메틸-1-프로판올, 수산화 나트륨 수용액, 수산화 칼륨 수용액 등)를 들 수 있다.
친수성 화합물(A)
상기 친수성 화합물(A)는, 설폰산기 및 설폰산기의 알칼리 금속염 중 적어도 한쪽(이하 「설폰산기류」라고 약기하는 경우도 있다.)을 갖는 화합물이다. 친수 처리 도료 조성물이 친수성 화합물(A)를 포함하는 것에 의해, 무기 기재에 대해서 설폰산기 및/또는 그의 염을 도입할 수 있고, 이에 의해 친수성의 기능이 발휘되게 된다.
상기 친수성 화합물(A)는, 상기 설폰산기에 더하여, 실레인 커플링제(S)와 반응하는 작용기를 갖는 것이 바람직하다. 여기에서, 상기 실레인 커플링제(S)가 라디칼 반응성 작용기(RS)를 갖는 경우는, 친수성 화합물(A)는 라디칼 반응성 작용기(RA)를 갖는 것이 바람직하다. 라디칼 반응성 작용기(RA)의 예로서, 아크릴아마이드기, 아크릴로일기, 메타크릴로일기, 알릴기, 바이닐기, 스타이릴기, 머캅토기 등을 들 수 있다. 이들 라디칼 반응성 작용기는, 1종만을 포함해도 되고, 2종 또는 그 이상을 포함해도 된다.
또한, 상기 실레인 커플링제(S)가 축합형의 반응성 작용기(RS2)를 갖는 경우는, 친수성 화합물(A)는 축합형의 반응성 작용기(RA2)를 갖는 것이 바람직하다. 축합형의 반응성 작용기(RA2)의 예로서, 카복시기, 하이드록시기, 아미노기, 에폭시기, 유레이도기, 아이소사이아네이트기, 아이소사이아누레이트기 등을 들 수 있다. 이들 축합형의 반응성 작용기는, 1종만을 포함해도 되고, 2종 또는 그 이상을 포함해도 된다.
상기 친수성 화합물(A)는, 분자쇄의 단부 이외에 친수부를 갖지 않는 것이 바람직하다. 친수성 화합물(A)에 있어서의 「친수부」란, 친수성 화합물(A)가 갖는 설폰산기류, 및 그 밖의 친수성기를 의미한다. 친수성 화합물(A)가 이와 같은 구조를 갖는 것에 의해, 친수성 화합물(A)의 친수기를 무기 기재 측이 아닌 도막 표면에 집약시킬 수 있다. 그 때문에, 예를 들면 위생 도기 등과 같이, 물에 의한 세정이 빈번하게 이루어지는 부재류에 대해서, 충분한 세정성 및 세정 내구성을 부여할 수 있는 이점이 있다.
상기 친수성 화합물(A)의 구체예로서,
바이닐 설폰산 나트륨,
바이닐 설폰산,
N-t-뷰틸아크릴아마이드설폰산 리튬,
N-t-뷰틸아크릴아마이드설폰산 나트륨,
N-t-뷰틸아크릴아마이드설폰산 칼륨,
2-나트륨 설포에틸 메타크릴레이트,
알릴설폰산 나트륨,
p-스타이렌설폰산 나트륨,
설폰산 나트륨 함유 유레테인 아크릴레이트,
N-t-뷰틸아크릴아마이드설폰산
등을 들 수 있다. 상기 친수성 화합물(A)는, 1종을 단독으로 이용해도 되고, 2종 또는 그 이상을 병용해도 된다. 상기 친수성 화합물(A)에 대해서, 수산화 나트륨, 수산화 칼륨 등의 알칼리 금속의 수산화물 수용액을 가하여 중화시켜, 설폰산염을 형성해도 된다.
친수성 화합물(A)로서 시판품을 이용해도 된다. 시판품으로서, 예를 들면, 도아 합성 주식회사의 ATBS(등록상표)-Na, 아사히 화성 파인켐 주식회사의 N-SVS-25, 닛폰유화제 주식회사의 안톡스 MS-2N, 도소 유기 화학 주식회사의 스피노머(등록상표) NaSS 등을 들 수 있다. 친수성 화합물(A)는 또한, 통상 이용되는 수법에 의해 조제해도 된다. 예를 들면 설폰산 나트륨 함유 유레테인 아크릴레이트 등은, 당업자에게 통상 이용되는 수법에 의해 조제할 수 있다.
상기 친수성 화합물(A)는, 수 평균 분자량이 70 이상 500 이하가 바람직하다. 수 평균 분자량이 상기 범위 내인 것에 의해, 친수성을 보다 양호하게 부여할 수 있는 이점이 있다.
친수성 화합물(B)
상기 친수성 화합물(B)는, 제4급 암모늄 양이온성기를 갖는 화합물이다. 상기 친수 처리 도료 조성물이, 친수성 화합물(A)에 더하여 친수성 화합물(B)를 포함하는 것에 의해, 양호한 오염 부착 방지성, 및, 오염 부착 방지 성능의 양호한 내구성을 얻을 수 있는 이점이 있다. 특정의 이론에 구속되는 것은 아니지만, 친수성 화합물(A)에 더하여 친수성 화합물(B)가 포함되는 것에 의해, 예를 들면 시판되는 세제 등에 포함되는 경우가 있는 4급 암모늄염 등의 염기성 세정 성분이, 친수성 화합물(A)가 갖는 설폰산류와 이온 결합하는 것을 효과적으로 막을 수 있고, 이에 의해, 오염 부착 방지 성능의 내구성이 양호해진다고 생각된다.
상기 친수성 화합물(B)는, 제4급 암모늄 양이온성기에 더하여, 실레인 커플링제(S)와 반응하는 작용기를 갖는 것이 바람직하다. 여기에서, 상기 실레인 커플링제(S)가 라디칼 반응성 작용기(RS)를 갖는 경우는, 친수성 화합물(B)는 라디칼 반응성 작용기(RB)를 갖는 것이 바람직하다. 라디칼 반응성 작용기(RB)의 예로서, 아크릴아마이드기, 아크릴로일기, 메타크릴로일기, 알릴기, 바이닐기, 스타이릴기, 머캅토기 등을 들 수 있다. 이들 라디칼 반응성 작용기는, 1종만을 포함해도 되고, 2종 또는 그 이상을 포함해도 된다.
또한, 상기 실레인 커플링제(S)가 축합형의 반응성 작용기(RS2)를 갖는 경우는, 친수성 화합물(B)는 축합형의 반응성 작용기(RB2)를 갖는 것이 바람직하다. 축합형의 반응성 작용기(RB2)의 예로서, 카복시기, 하이드록시기, 아미노기, 에폭시기, 유레이도기, 아이소사이아네이트기, 아이소사이아누레이트기 등을 들 수 있다. 이들 축합형의 반응성 작용기는, 1종만을 포함해도 되고, 2종 또는 그 이상을 포함해도 된다.
상기 친수성 화합물(B)는, 분자쇄의 단부 이외에 친수부를 갖지 않는 것이 바람직하다. 친수성 화합물(B)에 있어서의 「친수부」란, 친수성 화합물(B)가 갖는 제4급 암모늄 양이온성기, 및 그 밖의 친수성기를 의미한다. 친수성 화합물(B)가 이와 같은 구조를 갖는 것에 의해, 친수성 화합물(B)의 친수기를 무기 기재 측이 아닌 도막 표면에 집약시킬 수 있다. 이에 의해, 예를 들면 위생 도기 등과 같이, 물에 의한 세정이 빈번하게 이루어지는 부재류에 대해서, 충분한 세정성 및 세정 내구성을 부여할 수 있는 이점이 있다.
상기 친수성 화합물(B)의 구체예로서,
(3-아크릴아마이드프로필)트라이메틸암모늄 클로라이드,
(3-아크릴아마이드프로필)트라이메틸암모늄 브로마이드,
[3-(메타크릴로일아미노)프로필]트라이메틸암모늄 클로라이드,
2-(아크릴로일옥시)-N,N,N-트라이메틸에테인아미늄·클로라이드,
2-(메타크릴로일옥시)에틸트라이메틸암모늄 클로라이드
등을 들 수 있다. 상기 친수성 화합물(B)는, 1종을 단독으로 이용해도 되고, 2종 또는 그 이상을 병용해도 된다.
친수성 화합물(B)로서 시판품을 이용해도 된다. 친수성 화합물(B)는 또한, 통상 이용되는 수법에 의해 조제해도 된다.
상기 친수성 화합물(B)는, 수 평균 분자량이 70 이상 500 이하가 바람직하다. 수 평균 분자량이 상기 범위 내인 것에 의해, 친수성을 보다 양호하게 부여할 수 있는 이점이 있다.
상기 친수 처리 도료 조성물 중에 포함되는 친수성 화합물(A) 및 친수성 화합물(B)의 양의 비율은, (A):(B)=15:85∼85:15가 바람직하고, 30:70∼70:30이 보다 바람직하며, 40:60∼60:40이 더 바람직하다. 비율 (A):(B)가 상기 범위 내인 것에 의해, 오염 부착 방지 성능의 양호한 내구성을 얻을 수 있는 이점이 있다.
상기 친수성 화합물(A) 및 친수성 화합물(B)가 라디칼 반응성 작용기를 갖는 경우에 있어서, 상기 친수성 화합물(A)의 라디칼 반응성 작용기(RA)와 설폰산기 사이에 존재하는 탄소수의 평균치를 (n1)로 하고, 상기 친수성 화합물(B)의 라디칼 반응성 작용기(RB)와 제4급 암모늄 양이온성 작용기 사이에 존재하는 탄소수의 평균치를 (n2)로 했을 때,
상기 (n1)과 상기 (n2)가,
(n2)>(n1)
의 관계를 갖는 것이 바람직하다.
상기 탄소수의 평균치(n1), 탄소수의 평균치(n2)가, (n2)>(n1)의 관계를 갖는 경우는, 친수 처리 도료 조성물을 무기 기재에 도포하고, 반응시킨 후에 있어서, 친수성 화합물(B)가 갖는 제4급 암모늄 양이온성 작용기가, 친수성 화합물(A)가 갖는 설폰산류와 비교하여, 보다 표면 측에 존재하는 비율이 높아진다고 생각된다. 이에 의해, 오염 부착 방지 성능의 보다 양호한 내구성을 달성하는 것이 가능해진다고 생각된다. 상기 탄소수의 평균치(n1) 및 탄소수의 평균치(n2)의 차는, 1 이상인 것이 보다 바람직하고, 2 이상인 것이 더 바람직하다.
마찬가지로, 상기 친수성 화합물(A) 및 친수성 화합물(B)가 축합형의 반응성 작용기를 갖는 경우에 있어서는, 상기 친수성 화합물(A)의 축합형의 반응성 작용기(RA2)와 설폰산기 사이에 존재하는 탄소수의 평균치를 (n12)로 하고, 상기 친수성 화합물(B)의 축합형의 반응성 작용기(RB2)와 제4급 암모늄 양이온성 작용기 사이에 존재하는 탄소수의 평균치를 (n22)로 했을 때,
상기 (n12)와 상기 (n22)가,
(n22)>(n12)
의 관계를 갖는 것이 바람직하다. 상기 탄소수의 평균치(n12) 및 탄소수의 평균치(n22)의 차는, 1 이상인 것이 보다 바람직하고, 2 이상인 것이 더 바람직하다.
친수 처리 도료 조성물의 다른 태양에 있어서, 예를 들면,
상기 친수성 화합물(A) 및 친수성 화합물(B)는, 모두, 공중합성을 갖고, 이들 화합물은, 교대 공중합체, 랜덤 공중합체 및 블록 공중합체로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 직쇄상 폴리머를 형성하는 화합물이며, 또한,
상기 친수성 화합물(A) 및 친수성 화합물(B) 중 적어도 한쪽이, 실레인 커플링제와의 결합성을 더 갖는,
친수 처리 도료 조성물인 태양을 들 수 있다. 이와 같은 태양에 있어서도, 무기 화합물을 포함하는 표면층을 갖는 무기 기재에 대해서, 양호한 오염 부착 방지성을 부여할 수 있는 이점이 있다.
친수성 화합물(C)
상기 친수 처리 도료 조성물은, 필요에 따라서 친수성 화합물(C)를 포함해도 된다. 친수성 화합물(C)는, 비이온성기를 갖는 친수성 화합물이다. 단, 비이온성기를 갖는 친수성 화합물이더라도, 상기 친수성 화합물(A) 또는 (B)에 해당하는 화합물은, 친수성 화합물(C)로는 간주되지 않는다.
라디칼 중합 개시제
상기 실레인 커플링제(S), 친수성 화합물(A) 및 친수성 화합물(B)가 라디칼 반응성 작용기를 갖는 경우는, 상기 친수 처리 도료 조성물은 라디칼 중합 개시제를 더 포함하는 것이 바람직하다. 라디칼 중합 개시제는, 광 또는 열에 의해 분해되어, 라디칼을 발생시키는 화합물이다. 라디칼 중합 개시제로는, 광에 의해 분해되는 광 라디칼 중합 개시제와, 열에 의해 분해되는 열 라디칼 중합 개시제로 분류된다. 라디칼 중합 개시제는, 수용성인 것이 바람직하다.
광 라디칼 중합 개시제로서는, 벤조페논, 1-하이드록시-사이클로헥실-페닐-케톤, 1-하이드록시-사이클로헥실-페닐-케톤과 벤조페논의 혼합물, 1-[4-(2-하이드록시에톡시)-페닐]-2-하이드록시-2-메틸-1-프로판-1-온, 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐-프로판-1-온, 2-하이드록시-1-[4-{4-(2-하이드록시-2-메틸-프로피온일)-벤질}페닐]-2-메틸-1-프로판-1-온, 옥시페닐아세트산, 2-[2-옥소-2-페닐아세톡시에톡시]에틸 에스터와 옥시페닐아세트산, 2-(2-하이드록시에톡시)에틸 에스터의 혼합물, 비스(2,4,6-트라이메틸벤조일)-페닐포스핀 옥사이드 등이 바람직하다. 필요에 따라서, 상기 광 라디칼 중합 개시제에, p-다이메틸아미노벤조산 에틸(닛폰화약 주식회사제 카야큐어 EPA) 등의 증감제 등을 첨가할 수도 있다. 이들의 시판품으로서, IGM RESINS사의 Omnirad(등록상표) 184, Omnirad(등록상표) 500, Omnirad(등록상표) 2959, DAROCURE(등록상표) 1173, Omnirad(등록상표) 127, Omnirad(등록상표) 754, Omnirad(등록상표) 819DW 등을 사용할 수 있다.
열 라디칼 중합 개시제로서는, 2,2'-아조비스[2-(2-이미다졸린-2-일)프로페인]다이하이드로클로라이드, 2,2'-아조비스[2-(2-이미다졸린-2-일)프로페인]다이설페이트다이하이드레이트, 2,2'-아조비스[2-(2-이미다졸린-2-일)프로페인], 2,2'-아조비스(프로페인-2-카보아미딘)이염산염, 2,2'-아조비스[N-(2-카복시에틸)-2-메틸프로피온아미딘]n-하이드레이트, 2,2'-아조비스[2-메틸-N-(2-하이드록시에틸)프로피온아마이드], 4,4'-아조비스(4-사이아노펜타노익 애시드) 등의 아조계 화합물, 과황산 암모늄, 과황산 나트륨, 과황산 칼륨 등의 과황산염, 과산화수소, 큐밀 퍼옥시네오데카노에이트, 1,1,3,3-테트라메틸뷰틸 퍼옥시네오데카노에이트, t-헥실 퍼옥시네오데카노에이트, t-뷰틸 퍼옥시네오데카노에이트, t-헥실 퍼옥시피발레이트, t-뷰틸 퍼옥시피발레이트 등의 과산화물 등이 바람직하다. 또한, 필요에 따라서, 상기 열 라디칼 중합 개시제에, 물 등을 첨가할 수도 있다. 이들의 시판품으로서, 와코준야쿠 공업 주식회사의 VA-044, VA-046B, VA-061, V-50, VA-057, VA-086, V-501, 니치유 주식회사의 퍼큐밀 ND-50E, 퍼옥타 ND-50E, 퍼헥실 ND-50E, 퍼뷰틸 ND-50E, 퍼헥실 PV-50E, 퍼뷰틸 PV-40E, 각 회사 시약을 사용할 수 있다.
라디칼 중합 개시제의 배합량은, 상기 친수성 화합물의 합계량(고형분 질량) 100질량부에 대해서 1질량부 이상 75질량부 이하가 바람직하고, 5질량부 이상 60질량부 이하가 더 바람직하다.
그 밖의 성분
상기 친수 처리 도료 조성물은, 필요에 따라서 용매를 포함해도 된다. 용매를 포함하는 것에 의해, 친수성 화합물을 양호하게 용해 또는 분산시킬 수 있는 이점이 있다. 바람직한 용매로서, 예를 들면, 물, 메탄올, 에탄올, 아이소프로필알코올, n-프로필알코올 등을 들 수 있다. 이들 용매는, 상기 각 친수성 화합물의 종류 및 함유량 등에 따라 적절히 선택할 수 있다.
상기 친수 처리 도료 조성물은, 상기 성분에 더하여, 필요에 따른 첨가제를 포함해도 된다. 첨가제로서, 예를 들면, 표면 조정제, 상용화제, 레벨링제, 가소제, 소포제, 자외선 흡수제, 산화 방지제, 점성 제어제 등을 들 수 있다. 이들 첨가제는 1종만을 포함해도 되고, 2종 또는 그 이상을 포함해도 된다.
첨가제로서 이용할 수 있는 상용화제로서, 예를 들면, 요소, 멜라민, 아크릴로일모폴린, 다이메틸아크릴아마이드, 다이메틸아미노프로필아크릴아마이드, 아이소프로필아크릴아마이드, 다이에틸아크릴아마이드, 하이드록시에틸아크릴아마이드 등의 아마이드 화합물, 다이메틸설폭사이드, 아세토나이트릴, N,N-다이메틸폼아마이드 등의 비프로톤성 극성 용매, 에틸렌 글라이콜, 글리세린, 트라이메틸올프로페인, 다이트라이메틸올프로페인, 에리트리톨, 에리스리톨, 다이펜타에리스리톨 등의 다가 알코올, 트리오스, 테트로오스, 펜토오스, 헥소오스, 세도헵툴로오스, 글루코오스, 말토오스, 수크로오스(자당), 락토오스, 셀로비오스, 라피노오스, 아카보오스, 올리고당, 사이클로덱스트린, 덱스트린, 전분 등의 당류, 카복시메틸셀룰로스 나트륨, 폴리바이닐 피롤리돈, 폴리아크릴산 나트륨, 변성 유레아 등의 극성을 갖는 수지, 탄산수소 나트륨, 탄산 나트륨, 황산수소 나트륨, 황산 나트륨 등의 무기염류 등을 들 수 있다. 상용화제의 함유량은, 친수성 화합물의 합계량 100질량부에 대해서 10질량부 이상 100질량부 이하가 바람직하다.
상기 친수성 화합물의 고형분 농도는, 0.1질량% 이상 60질량% 이하가 바람직하다. 고형분 농도가 상기 범위 내인 것에 의해, 양호한 오염 부착 방지성 등을 얻을 수 있는 이점이 있다.
상기 친수 처리 도료 조성물의 다른 태양으로서, 예를 들면, 친수성 화합물(A)와 친수성 화합물(B)가 서로 나누어 수납된, 친수 처리 도료 조성물 세트인 태양을 들 수 있다. 그 밖에도, 상기 제 2 태양에 있어서, 실레인 커플링제(S), 친수성 화합물(A), 친수성 화합물(B)가 서로 나누어 수납된, 친수 처리 도료 조성물 세트인 태양을 들 수 있다. 이들 태양은, 각 성분의 보존 안정성 및 반응성에 따라서 적절히 선택할 수 있다.
무기 기재의 친수화 처리 방법
본 명세서는, 상기 친수 처리 도료 조성물을 이용한 무기 기재의 친수화 처리를 제공한다. 친수화 처리 방법으로서, 하기의 2 태양을 들 수 있다.
친수화 처리 방법의 제 1 태양
상기 제 1 태양의 친수 처리 도료 조성물을 이용하는, 친수화 처리 방법으로서,
무기 기재의 표면을, 실레인 커플링제(S)로 표면 처리하고,
상기 실레인 커플링제(S)로 처리한 무기 기재에, 상기 제 1 태양의 친수 처리 도료 조성물을 도포하고,
광 또는 열에 의해, 상기 실레인 커플링제(S)와, 친수성 화합물(A) 및 친수성 화합물(B) 중 적어도 하나를 반응시키는 것
을 포함하는, 무기 기재의 친수화 처리 방법.
친수화 처리 방법의 제 2 태양(1)
상기 제 2 태양의 친수 처리 도료 조성물에 광 또는 열을 가하여,
실레인 커플링제(S)와, 상기 친수성 화합물(A) 및 친수성 화합물(B) 중 적어도 하나를 반응시키는 것을 포함하고,
상기 반응 후의 상기 친수 처리 도료 조성물을, 무기 기재의 표면에 도장하는 것을 포함하는,
무기 기재의 친수화 처리 방법.
친수화 처리 방법의 제 2 태양(2)
무기 기재의 표면에, 상기 제 2 태양의 친수 처리 도료 조성물을 도포하고,
광 조사 또는 가열에 의해, 실레인 커플링제(S)와, 친수성 화합물(A) 및 친수성 화합물(B) 중 적어도 하나를 반응시키는 것을 포함하는,
무기 기재의 친수화 처리 방법.
상기 어느 친수화 처리 방법에 있어서, 친수 처리 도료 조성물을 이용한 친수화 처리 방법을 행하는 대상(피도물)은, 무기 기재이다. 본 명세서에 있어서 「무기 기재」란, 무기 화합물을 포함하는 표면층을 갖는 기재(무기 표면을 갖는 기재)를 의미한다. 무기 화합물을 포함하는 표면층으로서 예를 들면, 유리, 금속 및 금속 산화물, 유리 이외의 이산화 규소 등을 들 수 있다. 무기 기재의 구체예로서, 예를 들면, 위생 도기, 타일, 법랑, 유리, 사이딩재, 새시, 벽, 거울, 욕조 등의 주택 등 관련 부재를 들 수 있다. 상기 친수화 처리 방법에 있어서의 적합한 피도물의 일례로서, 위생 도기를 들 수 있다. 위생 도기는, 변기, 세면기, 화장실 등의 물을 사용하는 곳의 주택 설비 기기로서 그의 대부분 또는 그의 일부가 도기로 구성되는 부재이다. 이와 같은 위생 도기는 일반적으로, 점토, 도석(陶石), 장석(長石) 등의 원료로 구성된 소지(예를 들면 초벌구이 도기 등)에, 유약을 입혀 소성하는 것에 의해, 그의 표면에 유리질의 층이 형성된 부재이다.
상기 친수화 처리 방법의 제 1 태양에 있어서는, 무기 기재의 표면에 대해서 실레인 커플링제(S)를 도포하는 것에 의해, 무기 기재의 표면이 실레인 커플링제(S)로 표면 처리된다. 보다 구체적으로는, 무기 기재가 갖는 무기 표면에 대해서, 반응성 실릴기의 가수분해에 의해 생성된 실란올기가 결합 반응한다.
이어서, 상기 실레인 커플링제(S)로 처리한 무기 기재에, 상기 제 1 태양의 친수 처리 도료 조성물을 도포한다. 그리고, 친수 처리 도료 조성물을 도포한 후에, 광 또는 열에 의해, 상기 실레인 커플링제(S)와, 친수성 화합물(A) 및 친수성 화합물(B) 중 적어도 하나를 반응시킨다. 예를 들면, 상기 실레인 커플링제(S), 친수성 화합물(A) 및 친수성 화합물(B)가 라디칼 반응성 작용기를 갖는 경우는, 광을 조사하거나 또는 가열하는 것에 의해, 실레인 커플링제(S), 친수성 화합물(A) 및 친수성 화합물(B)가 갖는 라디칼 반응성 작용기를 라디칼 반응시킬 수 있다. 또한, 상기 실레인 커플링제(S), 친수성 화합물(A) 및 친수성 화합물(B)가 축합형의 반응성 작용기를 갖는 경우는, 가열하는 것에 의해, 실레인 커플링제(S), 친수성 화합물(A) 및 친수성 화합물(B)가 갖는 축합형 반응성 작용기를 축합 반응시킬 수 있다.
상기 반응에 의해, 무기 기재의 표면을 친수화 처리할 수 있다. 상기 친수 처리 도료 조성물을 이용하는 친수화 처리에 있어서, 친수 처리 도료 조성물이 친수성 화합물(A) 및 친수성 화합물(B)의 양쪽을 포함하는 것에 의해, 양호한 오염 부착 방지성이 얻어짐과 함께, 양호한 오염 부착 방지 성능 내구성도 얻을 수 있는 이점이 있다.
상기 친수화 처리 방법의 제 2 태양(1)에 있어서는, 제 2 태양의 친수 처리 도료 조성물, 즉 실레인 커플링제(S), 친수성 화합물(A) 및 친수성 화합물(B)를 적어도 포함하는 친수 처리 도료 조성물에 대해서, 광 또는 열을 가하는 것에 의해, 실레인 커플링제(S)와, 상기 친수성 화합물(A) 및 친수성 화합물(B) 중 적어도 하나가 반응하게 된다. 이 반응은, 상기 실레인 커플링제(S), 친수성 화합물(A) 및 친수성 화합물(B)가 라디칼 반응성 작용기를 갖는 경우는, 광을 조사하거나 또는 가열하는 것에 의해, 실레인 커플링제(S), 친수성 화합물(A) 및 친수성 화합물(B)가 갖는 라디칼 반응성 작용기를 라디칼 반응시킬 수 있다. 또한, 상기 실레인 커플링제(S), 친수성 화합물(A) 및 친수성 화합물(B)가 축합형의 반응성 작용기를 갖는 경우는, 가열하는 것에 의해, 실레인 커플링제(S), 친수성 화합물(A) 및 친수성 화합물(B)가 갖는 축합형 반응성 작용기를 축합 반응시킬 수 있다.
상기 반응한 조성물을, 무기 기재가 갖는 무기 표면에 도포하는 것에 의해, 실레인 커플링제(S)가 갖는 반응성 실릴기의 가수분해에 의해 생성된 실란올기가, 무기 기재가 갖는 무기 표면에 대해서 반응하고, 이에 의해 무기 기재의 표면을 친수화 처리할 수 있다.
상기 친수화 처리 방법의 제 2 태양(2)에 있어서는, 제 2 태양의 친수 처리 도료 조성물, 즉 실레인 커플링제(S), 친수성 화합물(A) 및 친수성 화합물(B)를 적어도 포함하는 친수 처리 도료 조성물을, 무기 기재가 갖는 무기 표면에 도포한 후, 광 또는 열을 가한다. 여기에서, 실레인 커플링제(S)에 있어서의 라디칼 반응성 작용기와, 상기 친수성 화합물(A) 및 친수성 화합물(B)가 갖는 라디칼 반응성 작용기 중 적어도 하나가 반응하거나, 또는, 실레인 커플링제(S)에 있어서의 축합형 반응성 작용기와, 상기 친수성 화합물(A) 및 친수성 화합물(B)가 갖는 축합형 반응성 작용기 중 적어도 하나가 반응한다. 그 한편으로, 실레인 커플링제(S)가 갖는 반응성 실릴기의 가수분해에 의해 생성된 실란올기가, 무기 기재가 갖는 무기 표면에 대해서 반응하고, 반응성 실릴기의 가수분해에 의해 생성된 실란올기가 결합 반응한다. 이에 의해 무기 기재의 표면을 친수화 처리할 수 있다.
상기 실레인 커플링제(S)와, 친수성 화합물(A) 및 친수성 화합물(B)의 반응에 있어서, 친수성 화합물(A) 및 친수성 화합물(B) 중 어느 한쪽을 우선적으로 반응시키고, 그 후에, 다른 한쪽을 반응시키는 태양이어도 된다. 친수성 화합물(A) 및 친수성 화합물(B)의 반응 순서를 제어하는 방법으로서, 예를 들면, 친수성 화합물(A) 및 친수성 화합물(B) 중 어느 한쪽으로서, 반응성이 보다 높은 화합물을 이용하는 방법 등을 들 수 있다.
상기 광 조사로서, 활성 에너지선을 조사하는 태양을 들 수 있다. 보다 구체적으로는, 예를 들면 고압 수은 램프, 초고압 수은 램프, 메탈 할라이드 램프, 자외선 LED 램프 등을 이용하여, 활성 에너지선, 보다 바람직하게는 예를 들면 파장 220∼450nm의 범위의 자외선을 조사하면 된다. 상기 가열 조건으로서는, 예를 들면, 통상 이용되는 가열로, 열풍 건조기 또는 IR 히터 등을 이용한 가열, 적외선 열 조사 장치 등을 이용한 열 조사, 등을 들 수 있다. 가열 조건에 있어서는, 예를 들면 가열 온도는 80℃ 이상 150℃ 이하여도 된다.
실시예
이하의 실시예에 의해 본 발명을 더 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들로 한정되지 않는다. 실시예 중, 「부」 및 「%」는, 예고가 없는 한, 질량 기준에 의한다.
합성예 1 설폰산 나트륨 함유 유레테인 아크릴레이트의 합성
아미노에틸 설폰산 45.2질량부, 수산화 나트륨 14.8질량부, 이온 교환수 40질량부를, 20∼25℃의 실온에서 반응시켰다.
얻어진 반응물 42.5질량부를 5∼10℃의 온도로 유지하고, 이것에, 1-메톡시-2-프로판올 33질량부에 2-아이소사이아네이토에틸 아크릴레이트(쇼와덴코 주식회사제 카렌즈 AOI(등록상표)) 24.5질량부를 혼합 용해한 용액을 5분에 걸쳐 적하했다. 계속해서, 4시간 교반했다. 적외 흡수 스펙트럼으로, 아이소사이아네이트기에서 유래하는 흡수가 확인되지 않고 반응이 종료된 것을 확인하여, 설폰산 나트륨 함유 유레테인 아크릴레이트를 얻었다.
실시예 1-1
친수 처리 도료 조성물의 조제
이온 교환수 27.5중량부 및 요소 10중량부를 혼합하여 요소가 용해될 때까지 교반했다. 이어서, 이것에, 바이닐 설폰산 나트륨 30질량부, (3-아크릴아마이드프로필)트라이메틸암모늄 클로라이드 70질량부, 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐프로판온 50질량부, 아이소프로필알코올 100질량부를 가하고, 투명한 균일 용액이 될 때까지 교반하여, 친수 처리 도료 조성물을 조제했다.
친수화 처리
실레인 커플링제(S)인 3-메타크릴옥시프로필트라이메톡시실레인 1부 및 1-메톡시-2-프로판올 98질량부를 실온에서 교반 혼합했다. 이어서, 이것에 3% 염산 수용액 1질량부를 가하고, 추가로 30분간 교반하여, 가수분해를 행했다.
산화 규소를 표면에 갖는 도기에 얻어진 용액을 도포하고, 전기 오븐을 이용하여 60℃에서 30분간 건조시키고, 이어서 실온에서 30분간 방치했다.
계속해서, 상기에서 조제한 친수 처리 도료 조성물을 도포했다. 그 후, 고압 수은 램프를 이용하여 적산 광량이 1000mJ/cm2인 에너지가 되는 자외선 조사를 행하는 것에 의해, 친수화 처리를 행했다.
실시예 1-2∼1-42 및 비교예 1-1∼1-16
실시예 1-2∼1-42 및 비교예 1-1∼1-16에서는, 실레인 커플링제(S)의 종류 및 양, 그리고, 친수성 화합물(A), (B), 중합 개시제의 종류 및 양 등을, 하기 표 1 또는 2에 따라 변경한 것 이외에는, 실시예 1-1과 마찬가지로 하여, 친수 처리 도료 조성물을 조제하여, 친수화 처리를 행했다.
실시예 2-1
친수 처리 도료 조성물의 조제
이온 교환수 27.5중량부 및 요소 10중량부를 혼합하여 요소가 용해될 때까지 교반했다. 그 후, 이것에, 바이닐 설폰산 나트륨 30질량부, (3-아크릴아마이드프로필)트라이메틸암모늄 클로라이드 70질량부, 과황산 칼륨 5질량부, 아이소프로필알코올 100질량부를 가하고, 투명한 균일 용액이 될 때까지 교반하여, 친수 처리 도료 조성물을 조제했다.
친수화 처리
실레인 커플링제(S)인 3-메타크릴옥시프로필트라이메톡시실레인 1부 및 1-메톡시-2-프로판올 98질량부를 실온에서 교반 혼합했다. 그 후, 이것에 3% 염산 수용액 1질량부를 가하고, 추가로 30분간 교반하여, 가수분해를 행했다.
산화 규소를 표면에 갖는 도기에 얻어진 용액을 도포하고, 전기 오븐을 이용하여 60℃에서 30분간 건조시키고, 이어서 실온에서 30분간 방치했다.
이어서, 상기에서 조제한 친수 처리 도료 조성물을 도포하고, 그 후, 전기 오븐을 이용하여 가열을 행하는 것에 의해, 친수화 처리를 행했다.
실시예 2-2∼2-32 및 비교예 2-1∼2-15
실시예 2-2∼2-32 및 비교예 2-1∼2-15에서는, 실레인 커플링제(S)의 종류, 및, 친수성 화합물(A), (B), 중합 개시제의 종류 및 양 등을, 하기 표에 따라 변경한 것 이외에는, 실시예 2-1과 마찬가지로 하여, 친수 처리 도료 조성물을 조제하여, 친수화 처리를 행했다.
상기 실시예 및 비교예에 있어서 행한 친수화 처리에 대하여, 하기 평가를 행했다. 평가 결과를 하기 표에 나타낸다.
내구성 평가
친수화 처리의 내구성을 평가하는 기준으로서, JIS R 3257 「기판 유리 표면의 젖음성 시험 방법」(시험 방법의 종류로서, 정적법을 채용)에 준하여, 표면의 물방울의 접촉각을 이용했다.
구체적으로는, 물방울의 접촉각의 측정에 대하여, 교와 계면 과학 주식회사제의 DMo-701을 이용하고, 증류수 4μL를 도막에 적하하여 60초 후의 접촉각을 측정했다. 표면에 물리적 또는 화학적 처리를 행하는 것에 의해 물리적 또는 화학적 변화가 일어난 경우, 물방울의 접촉각이 변화되는 것을 이용한 것이다.
친수화 처리 후의 피도물 도면에 대해서, 아무것도 처리를 행하지 않는 것을 「초기」로 했다.
친수화 처리 후의 피도물 도면에 대해서, 양이온성 계면활성제인 선폴(상품명) 1mL를 적하한 후, 물로 세정한 도막에 대한 평가를, 「내세제성(양이온)」으로 했다.
친수화 처리 후의 피도물 도면에 대해서, 비이온성 계면활성제인 배스 매직 클린(상품명) 1mL를 적하한 후, 물로 세정한 도막에 대한 평가를, 「내세제성(비이온)」으로 했다.
친수화 처리 후의 피도물 도면에 대해서, 음이온성 계면활성제인 마마 레몬(상품명) 1mL를 적하한 후, 물로 세정한 도막에 대한 평가를, 「내세제성(음이온)」으로 했다.
각각의 도막에 대한, 물방울의 접촉각을 측정하여, 이하의 기준에 의해 평가를 행했다. 평가에 있어서 ○, △를 양호, ×를 불량으로 판단했다.
○: 물방울의 접촉각이 10°보다 크고 20° 이하인 것
△: 물방울의 접촉각이 20°보다 크고 40° 이하인 것
×: 물방울의 접촉각이 40°보다 큰 것
미네랄 제거성 평가(무기물에 대한 세정성 평가)
친수화 처리 후의 피도물의 도면에 대해서, 150μL의 물을 적하하고, 40℃에서 24시간 건조시켜 백색의 물방울 얼룩을 작성했다. 그 후, 20∼25℃의 수중에 있어서 3M 스카치 브라이트(상표) 항균 유레테인 스펀지 S-21KS를 이용하여, 500gf 하중을 가하여 20왕복하고, 잔존하는 물방울 얼룩을 육안으로 관찰하여, 이하의 기준에 의해 평가를 행했다. 하기 기준에 있어서, ○ 및 △를 합격으로 하고, ×를 불량으로 판단했다.
○: 20왕복 후의 상태에서, 물방울 얼룩이 시인되지 않는다
△: 20왕복 후의 상태에서, 약간 물방울 얼룩이 시인된다
×: 20왕복 후의 상태에서, 물방울 얼룩이 확실히 시인된다
실시예의 친수 처리 조성물을 이용하는 경우는 모두, 양호한 내구성 및 미네랄 제거가 얻어지는 것이 확인되었다.
비교예 1-1, 2-1은, 실레인 커플링제(S)가 이용되지 않는 예이다. 이들 예에서는, 내구성 및 미네랄 제거성의 양쪽이 뒤떨어지는 것이 확인되었다.
상기 이외의 비교예는 모두, 친수성 화합물(A), (B) 중 어느 한쪽만이 이용된 예이다. 이들 예에서는, 양이온 내세제성, 음이온 내세제성 및 미네랄 제거성 평가 중에서, 적어도 하나가 뒤떨어지는 것이 확인되었다.
본 개시는, 오염 부착 방지성을 부여함과 함께, 오염 부착 방지 성능의 내구성이 우수한, 친수 처리 도료 조성물 및 친수화 처리 방법을 제공한다.
본원은, 2020년 3월 13일자로 일본에서 출원된 특허출원 2020-044430에 기초하는 우선권을 주장하고, 그 기재 내용의 모두가, 참조하는 것에 의해 본 명세서에 원용된다.
Claims (16)
- 실레인 커플링제(S)로 표면 처리한 무기 기재용의, 친수 처리 도료 조성물로서,
친수성 화합물(A), 및
친수성 화합물(B)
를 포함하고,
상기 친수성 화합물(A)는, 설폰산기 및 설폰산기의 알칼리 금속염 중 적어도 한쪽을 갖는 화합물이고,
상기 친수성 화합물(B)는, 제4급 암모늄 양이온성기를 갖는 화합물인,
친수 처리 도료 조성물. - 무기 기재용의, 친수 처리 도료 조성물로서,
실레인 커플링제(S),
친수성 화합물(A), 및
친수성 화합물(B)
를 포함하고,
상기 친수성 화합물(A)는, 설폰산기 및 설폰산기의 알칼리 금속염 중 적어도 한쪽을 갖는 화합물이고,
상기 친수성 화합물(B)는, 제4급 암모늄 양이온성기를 갖는 화합물인,
친수 처리 도료 조성물. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 실레인 커플링제(S)는, 라디칼 반응성 작용기(RS)를 갖고,
상기 친수성 화합물(A)는 라디칼 반응성 작용기(RA)를 갖고, 또한
상기 친수성 화합물(B)는 라디칼 반응성 작용기(RB)를 갖고,
상기 조성물은, 라디칼 중합 개시제를 더 포함하는,
친수 처리 도료 조성물. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 실레인 커플링제(S)는, 1개의 축합형의 반응성 작용기(RS2)를 갖는 단작용기형의 실레인 커플링제이며,
상기 친수성 화합물(A)는, 축합형의 반응성 작용기(RA2)를 갖고,
상기 친수성 화합물(B)는, 축합형의 반응성 작용기(RB2)를 갖는,
친수 처리 도료 조성물. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 친수성 화합물의 라디칼 반응성 작용기(RA) 및 (RB) 중 적어도 하나가, 아크릴아마이드기, 아크릴로일기, 메타크릴로일기, 알릴기, 바이닐기, 스타이릴기 및 머캅토기로부터 선택되는 적어도 1종인, 친수 처리 도료 조성물. - 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 친수성 화합물(A)는, 분자쇄의 단부 이외에 친수부를 갖지 않는, 친수 처리 도료 조성물. - 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 친수성 화합물(B)는, 분자쇄의 단부 이외에 친수부를 갖지 않는, 친수 처리 도료 조성물. - 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 친수성 화합물(A)의 수 평균 분자량이, 70∼500이고,
상기 친수성 화합물(B)의 수 평균 분자량이, 70∼500인,
친수 처리 도료 조성물. - 제 3 항 및 제 5 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 친수성 화합물(A)의 라디칼 반응성 작용기(RA)와 설폰산기 사이에 존재하는 탄소수의 평균치를 (n1)로 하고,
상기 친수성 화합물(B)의 라디칼 반응성 작용기(RB)와 제4급 암모늄 양이온성 작용기 사이에 존재하는 탄소수의 평균치를 (n2)로 하고,
상기 (n1)과 상기 (n2)가,
(n2)>(n1)
의 관계를 갖는, 친수 처리 도료 조성물. - 제 4 항 및 제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 친수성 화합물(A)에 있어서의, 상기 축합형의 반응성 작용기(RA2)와, 설폰산기 사이에 존재하는 탄소수의 평균치를 (n12)로 하고,
상기 친수성 화합물(B)에 있어서의, 상기 축합형의 반응성 작용기(RB2)와, 제4급 암모늄 양이온성 작용기 사이에 존재하는 탄소수의 평균치를 (n22)로 하고,
상기 (n12)와 상기 (n22)가,
(n22)>(n12)
의 관계를 갖는, 친수 처리 도료 조성물. - 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 기재된 친수 처리 도료 조성물에 있어서의, 상기 친수성 화합물(A)와, 상기 친수성 화합물(B)가, 서로 나누어 수납된,
친수 처리 도료 조성물 세트. - 무기 기재의 표면을, 실레인 커플링제(S)로 표면 처리하는 공정과,
상기 실레인 커플링제(S)로 처리한 무기 기재에, 제 1 항 및 제 3 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 기재된 친수 처리 도료 조성물을 도포하고,
광 또는 열에 의해, 상기 실레인 커플링제(S)와,
상기 친수성 화합물(A) 및 상기 친수성 화합물(B) 중 적어도 하나를 반응시키는 공정을 포함하는, 무기 기재의 친수화 처리 방법. - 제 2 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 기재된 친수 처리 도료 조성물에 광 또는 열을 가하여,
상기 실레인 커플링제(S)와, 상기 친수성 화합물(A) 및 상기 친수성 화합물(B) 중 적어도 하나를 반응시키는 것을 포함하고,
상기 반응 후의 상기 친수 처리 도료 조성물을, 무기 기재의 표면에 도장하는 것을 포함하는,
무기 기재의 친수화 처리 방법. - 무기 기재의 표면에, 제 2 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 기재된 친수 처리 도료 조성물을 도포하고,
광 조사 또는 가열에 의해, 상기 실레인 커플링제(S)와, 상기 친수성 화합물(A) 및 상기 친수성 화합물(B) 중 적어도 하나를 반응시키는 것을 포함하는,
무기 기재의 친수화 처리 방법. - 제 12 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 실레인 커플링제(S)와, 상기 친수성 화합물(A) 및 상기 친수성 화합물(B) 중 적어도 하나를, 광 조사에 의해 반응시키는 것을 포함하는, 무기 기재의 친수화 처리 방법. - 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 무기 기재가 위생 도기인, 친수화 처리 방법.
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