KR20230017216A - 친수화 처리제 - Google Patents

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켄 타마모토
소우헤이 카네코
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니뽄 페인트 서프 케미컬즈 컴퍼니 리미티드
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Abstract

바람직한 친수성과 방담성이 얻어지는 동시에, 내습열성 및 내찰상성이 우수한 친수 피막을 형성할 수 있는 친수화 처리제를 제공하는 것. 분자 내에 알콕시실릴기 및 그 가수 분해체 중 적어도 어느 하나와, 베타인 구조를 갖는 친수성 폴리머 (A)와, 이온성 관능기를 갖는 친수성 폴리머 및 비이온계 친수성 폴리머 중 적어도 어느 하나인 친수성 폴리머 (B)를 포함하는 친수화 처리제. B/(A+B)는 1.0~51.0%이다. 친수성 폴리머 (A)와 친수성 폴리머 (B)가 이온 가교 네트워크 또는 쌍극자-쌍극자 상호 작용 네트워크를 형성함으로써, 친수화 처리제에 의해 형성되는 친수 피막의 바람직한 내습열성 및 내찰상성이 얻어진다.

Description

친수화 처리제
본 발명은 친수화 처리제에 관한 것이다.
종래, 유리 등의 기재에 방담(防曇, Antifogging)성을 부여하는 친수화 처리제로서는, 실리케이트 올리고머나 실리카 겔을 함유하는 것이 알려져 있다. 또한, 베타인 구조를 갖는 친수화 처리제도 알려져 있다(예를 들어, 특허 문헌 1 참조).
특허 문헌 1: 국제 공개 제2014/084219호
특허 문헌 1에는, 베타인 모노머 및 알콕시실릴기 함유 화합물을 함유하는 모노머 성분을 중합시켜 이루어지는 친수성 코팅제가 개시되어 있다. 그리고, 상기 친수성 코팅제에 의해 형성되는 피막은 방담성, 내마모성이 우수하다고 되어 있다. 그러나, 특허 문헌 1에 개시되어 있는 기술을 포함하여, 종래의 친수성 코팅제는 형성되는 친수 피막이 습열 환경하에서 방담성이 쉽게 열화되는 문제가 있었다. 또한, 친수 피막의 내찰상성에 대해서도 여전히 개선의 여지가 있었다.
본 발명은 상기에 비추어 이루어진 것으로, 바람직한 친수성과 방담성이 얻어지는 동시에, 내습열성 및 내찰상성이 우수한 친수 피막을 형성할 수 있는 친수화 처리제를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 분자 내에 알콕시실릴기 및 그 가수 분해체 중 적어도 어느 하나와, 베타인 구조를 갖는 친수성 폴리머 (A)와, 이온성 관능기를 갖는 친수성 폴리머 및 극성 관능기를 갖는 비이온계 친수성 폴리머 중 적어도 어느 하나인 친수성 폴리머 (B)를 포함하며, 상기 친수성 폴리머 (A)와 상기 친수성 폴리머 (B)의 고형분의 합계 질량에 대한, 상기 친수성 폴리머 (B)의 고형분 질량비인 B/(A+B)가 1.0~51.0%인, 친수화 처리제에 관한 것이다.
본 발명에 의하면, 바람직한 친수성과 방담성이 얻어지는 동시에, 내습열성 및 내찰상성이 우수한 친수 피막을 형성할 수 있는 친수화 처리제를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 친수화 처리제를 이용한 습열 시험 결과를 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 일 실시 형태에 대해 설명한다. 본 발명은 이하의 실시 형태로 한정되지 않는다.
<친수화 처리제>
본 실시 형태에 따른 친수화 처리제는 분자 내에 알콕시실릴기 및 그 가수 분해체 중 적어도 어느 하나와, 베타인 구조를 갖는 친수성 폴리머 (A)와, 이온성 관능기를 갖는 친수성 폴리머 및 극성 관능기를 갖는 비이온계 친수성 폴리머 중 적어도 하나를 갖는 친수성 폴리머 (B)를 포함한다. 친수성 폴리머 (A)와 친수성 폴리머 (B)가, 친수화 처리제에 의해 형성되는 친수 피막 내에서 이온 가교 네트워크 또는 쌍극자-쌍극자 상호 작용에 의한 네트워크를 형성함으로써, 친수 피막의 바람직한 내습열성이나 내찰상성이 얻어진다.
(친수성 폴리머 (A))
친수성 폴리머 (A)는 베타인 구조를 가지며, 분자 내의 적어도 말단에 알콕시실릴기 또는 실라놀기를 갖는 것이 바람직하다. 친수성 폴리머 (A)는 예를 들어, 베타인 모노머와, 알콕시실릴기 또는 실라놀기를 함유하는 화합물을 중합시킴으로써 얻어진다.
베타인 모노머는 분자 내에 베타인 구조를 갖는 화합물이다. 친수성 폴리머 (A)가 분자 내에 베타인 구조를 가짐으로써, 친수화 처리제에 의해 형성되는 친수 피막에 바람직한 방담성을 부여할 수 있다. 베타인 구조는 베타인 모노머의 동일 분자 내에서의 양이온 및 음이온으로 이루어진다. 상기 양이온으로서는 특별히 제한되지 않으나, 예를 들어 4급 암모늄, 설포늄, 포스포늄 등을 들 수 있다. 상기 음이온으로서는 특별히 제한되지 않으나, 예를 들어 -SO3-, -CO2-, -PO3H-, -OPO3- 등을 들 수 있다. 베타인 모노머로서는, 예를 들어 4급 암모늄을 양이온으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 4급 암모늄을 양이온으로 하고, 설폭시기(-SO3-)를 음이온으로 하는 것이 보다 바람직하다. 이들 베타인 모노머는 단독으로 이용할 수도 있고, 2종 이상을 병용할 수도 있다.
베타인 모노머는 상기 베타인 구조 이외에, 아크릴로일기 또는 메타크릴로일기(이하, 「(메타)아크릴로일기」라고 기재하는 경우가 있다) 등의 하나 또는 복수의 중합성 관능기를 갖는다. 상기 중합성 관능기로서는 특별히 제한되지 않으나, 예를 들어 알킬기의 탄소수가 1~4인 (메타)아크릴로일 아미노알킬기, 알킬기의 탄소수가 1~4인 (메타)아크릴로일 옥시알킬기 등을 들 수 있다.
상기 탄소수가 1~4인 (메타)아크릴로일 아미노알킬기로서는, 예를 들어 (메타)아크릴로일 아미노메틸기, (메타)아크릴로일 아미노에틸기, (메타)아크릴로일 아미노프로필기, (메타)아크릴로일 아미노부틸기 등을 들 수 있다. 상기 알킬기의 탄소수가 1~4인 (메타)아크릴로일 옥시알킬기로서는, 예를 들어 (메타)아크릴로일 옥시메틸기, (메타)아크릴로일 옥시에틸기, (메타)아크릴로일 옥시프로필기, (메타)아크릴로일 옥시부틸기 등을 들 수 있다.
상기 4급 암모늄을 양이온으로 하고, 설폭시기(-SO3-)를 음이온으로 하는 베타인 모노머로서는 특별히 제한되지 않으나, 예를 들어 N-(메타)아크릴로일 옥시알킬-N, N-디메틸암모늄 알킬-α-설포베타인, N-(메타)아크릴로일 옥시알콕시 알콕시-N, N-디메틸암모늄 알킬-α-설포베타인, N, N-디(메타)아크릴로일 옥시알킬-N-메틸암모늄 알킬-α-설포베타인, N, N, N-트리(메타)아크릴로일 옥시알킬암모늄 알킬-α-설포베타인 등을 들 수 있다.
상기 4급 암모늄을 양이온으로 하고, 카복실레이트기(-CO2-)를 음이온으로 하는 베타인 모노머로서는 특별히 제한되지 않으나, 예를 들어 N-(메타)아크릴로일 옥시알킬-N, N-디메틸암모늄-α-카복실베타인, N, N-디(메타)아크릴로일 옥시알킬-N-메틸암모늄-α-카복실베타인, N, N, N-트리(메타)아크릴로일 옥시알킬암모늄-α-카복실베타인 등을 들 수 있다.
알콕시실릴기를 함유하는 화합물로서는 특별히 제한되지 않으나, 예를 들어 분자 내에 탄소수 1~4의 알콕시기를 적어도 1개 갖는 것이 바람직하다. 또한, 상기에 더하여, 분자 내에 (-R1-SH)로 표시되는 메르캅토기를 갖는 것이 바람직하다. 상기의 경우, R1은 탄소수 1~12의 알킬렌기를 나타낸다. 이러한 화합물의 구체적인 예로서는, 예를 들어 2-메르캅토메틸 트리메톡시실란, 2-메르캅토에틸 트리메톡시실란, 2-메르캅토프로필 트리메톡시실란, 2-메르캅토부틸 트리메톡시실란, 2-메르캅토메틸 트리에톡시실란, 2-메르캅토에틸 트리에톡시실란, 2-메르캅토프로필 트리에톡시실란, 2-메르캅토부틸 트리에톡시실란, 2-메르캅토메틸 트리프로폭시실란, 2-메르캅토에틸 트리프로폭시실란, 2-메르캅토프로필 트리프로폭시실란, 2-메르캅토부틸 트리프로폭시실란, 2-메르캅토메틸 트리부톡시실란, 2-메르캅토에틸 트리부톡시실란, 2-메르캅토프로필 트리부톡시실란, 2-메르캅토부틸 트리부톡시실란 등을 들 수 있다.
알콕시실릴기를 함유하는 화합물로서는, 상술한 분자 내에 탄소수 1~4의 알콕시기를 적어도 1개 갖는 2개의 화합물의 분자가 아조기로 연결된 화합물인 것이 바람직하다. 이로써, 형성되는 친수 피막의 내마모성이 향상된다. 상기 화합물은 그 외에 메틸렌기, -O-기, -C(O)O-기, -O(O)C-기, -NH-기, -CO-기, 아릴렌기, 우레탄 결합, 1, 2-이미다졸린기 등을 가지고 있을 수도 있다. 이러한 화합물의 구체적인 예로서는, 예를 들어 2, 2'-아조비스[2-(1-(트리메톡시실릴프로필카바모일)-2-이미다졸린-2-일)프로판], 2, 2'-아조비스[2-(1-(트리에톡시실릴프로필카바모일)-2-이미다졸린-2-일)프로판], 2, 2'-아조비스[2-(1-(트리프로폭시실릴프로필카바모일)-2-이미다졸린-2­일)프로판], 2, 2'-아조비스[N-[2-(트리메톡시실릴프로필카바모일)에틸]이소부틸아미드], 2, 2'-아조비스[N-[2-(트리에톡시실릴프로필카바모일)에틸]이소부틸아미드], 2, 2'-아조비스[N-[2-(트리프로폭시실릴프로필카바모일)에틸]이소부틸아미드] 등을 들 수 있다.
실라놀기를 함유하는 화합물은 특별히 제한되지 않으나, 예를 들어 상기 알콕시실릴기를 함유하는 화합물의 알콕시실릴기가 가수 분해되어 실라놀기를 형성함으로써 얻어진다. 실라놀기를 함유하는 화합물은 상기 이외에, 트리메틸실릴 클로라이드나 디메틸(t-부틸) 클로라이드 등의 실릴 클로라이드를 활성 수소 함유 화합물과 반응시킴으로써 얻어진다.
상기 알콕시실릴기 또는 실라놀기를 갖는 화합물은 1종을 이용할 수도 있고, 2종 이상을 병용하여 이용할 수도 있다.
친수성 폴리머 (A)에서의 알콕시실릴기 또는 실라놀기를 갖는 화합물의 함유량은 친수성 폴리머 (A) 100질량부당 0.01~30질량부인 것이 바람직하다.
친수성 폴리머 (A)는 본 발명의 효과가 저해되지 않는 범위 내에서, 상기 베타인 모노머, 및 알콕시실릴기 또는 실라놀기를 갖는 화합물 이외의 화합물이 함유되어 있을 수도 있다. 이러한 화합물로서는 특별히 제한되지 않으며, 종래 공지된 것이 이용된다.
상기 베타인 모노머, 및 알콕시실릴기 또는 실라놀기를 갖는 화합물 등을 중합시켜 친수성 폴리머 (A)를 얻는 방법으로서는 특별히 제한되지 않으며, 용매에 각 성분을 용해시키고, 필요에 따라 중합 개시제를 가하고 중합시키는 용액 중합법 등의 방법을 들 수 있다. 용매의 양은 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어 용액에서의 모노머 성분의 농도가 10~80질량%가 되도록 조정할 수 있다.
(친수성 폴리머 (B))
친수성 폴리머 (B)는 이온성 관능기를 갖는 이온화 가능한 친수성 폴리머, 및 극성 관능기를 갖는 비이온계 친수성 폴리머 중 적어도 어느 하나면 무방하다. 친수화 처리제에 친수성 폴리머 (B)가 함유됨으로써, 얻어지는 친수 피막의 바람직한 내습열성 및 내찰상성이 얻어진다. 친수성 폴리머 (B)는 이온성 관능기를 갖는 이온화 가능한 친수성 폴리머인 것이 바람직하다.
친수성 폴리머 (B)가 친수화 처리제에 함유됨으로써 상기 효과가 얻어지는 이유에 대해서는 확실하지 않지만, 친수성 폴리머 (A)와 이온성 관능기를 갖는 이온화 가능한 친수성 폴리머 (B)가 함유되는 본 실시 형태에 따른 친수화 처리제에 의해 형성되는 친수 피막의 FT-IR 측정을 수행한 바, 상기 친수성 폴리머 (A) 및 상기 친수성 폴리머 (B) 사이에서 이온 가교 네트워크가 형성되어 있는 것이 확인되었다. 따라서, 종래의 친수화 처리제와 비교해, 형성되는 친수 피막의 바람직한 내찰상성이 얻어지는 것으로 생각된다. 또한, 이 이온 가교 네트워크를 주로 하는 피막에는, 습열 환경하, 화학 반응에 의해 친수성의 저하를 야기하는 것으로 생각되는 관능기를 포함하지 않기 때문에, 습열 환경하에서의 친수성 저하도 일어나기 어려운 것으로 생각된다. 또한, 친수성 폴리머 (A)와 극성 관능기를 갖는 비이온계 친수성 폴리머 (B)가 함유되는 친수화 처리제에 대해서도, 쌍극자-쌍극자 상호 작용에 의한 네트워크가 형성됨으로써, 상기와 동일한 효과가 얻어지는 것으로 생각된다.
이온성 관능기를 갖는 친수성 폴리머 (B)가 갖는 이온성 관능기는 음이온성 관능기 또는 양성(兩性) 관능기인 것이 바람직하며, 음이온성 관능기인 것이 보다 바람직하다. 음이온성 관능기로서는 특별히 제한되지 않으나, 카복시기 및 설포기 중 어느 하나인 것이 바람직하다.
카복시기를 갖는 친수성 폴리머 (B)로서는 특별히 제한되지 않으나, 예를 들어 폴리아크릴산, 폴리아크릴산나트륨, 폴리아크릴산암모늄, 무수 말레산 공중합체, 이타콘산 공중합체 및 이들의 유도체 등을 들 수 있다.
설포기를 갖는 친수성 폴리머 (B)로서는 특별히 제한되지 않으나, 예를 들어 폴리비닐 설폰산, 폴리스티렌 설폰산, 폴리알릴 설폰산, 폴리2-아크릴아미드-2-메틸프로판 설폰산, 폴리이소프렌 설폰산 및 이들과 폴리아크릴산의 공중합체나, 폴리아크릴산에틸 설폰산, 폴리아크릴산부틸 설폰산 등을 들 수 있다.
양성 관능기를 갖는 친수성 폴리머 (B)로서는 특별히 제한되지 않으나, 예를 들어 알릴아민-말레산 공중합체, 스티렌-아크릴산-아크릴산 디알킬아미노 에스테르 공중합체, 아미노에틸 메타크릴레이트-메타크릴산 공중합체, 메틸아미노에틸 메타크릴레이트-아크릴산 공중합체, 비닐피리딘-말레산 공중합체, 비닐피리딘-이타콘산 공중합체, 메틸알릴아민-이타콘산 공중합체 등을 들 수 있다.
비이온계 극성 관능기를 갖는 친수성 폴리머 (B)는 비이온성의 친수기를 갖는 친수성 폴리머이다. 비이온계 극성 관능기를 갖는 친수성 폴리머 (B)로서는, 폴리비닐피롤리돈, 및 비닐피롤리돈과 아세트산 비닐의 공중합체, 비닐피롤리돈과 비닐기를 갖는 화합물의 공중합체 등을 들 수 있다. 상기 이외에, 친수성 폴리머 (B)는 수산기를 갖는 친수성 폴리머 (B)일 수도 있다. 수산기를 갖는 친수성 폴리머 (B)로서는, 예를 들어 폴리비닐 알코올 등을 들 수 있다. 비이온계 극성 관능기를 갖는 친수성 폴리머는 폴리비닐피롤리돈 또는 폴리비닐 알코올인 것이 바람직하다.
친수성 폴리머 (B)는 상기 예시한 1종류를 이용할 수도 있고, 2종 이상의 친수성 폴리머 (B)를 조합하여 이용할 수도 있다.
친수성 폴리머 (B)의 분자량은 특별히 제한되지 않으나, 중량 평균 분자량으로 1000~1000000인 것이 바람직하다. 중량 평균 분자량으로 5000~800000인 것이 보다 바람직하며, 얻어지는 친수 피막의 우수한 내습열성이 발현된다. 또한, 중량 평균 분자량으로 5000~50000인 것이 더욱 바람직하다. 이로써, 얻어지는 친수 피막의 바람직한 내찰상성과 내습열성이 얻어진다.
친수성 폴리머 (A)와 친수성 폴리머 (B)의 고형분의 합계 질량에 대한, 친수성 폴리머 (B)의 고형분 질량비인 B/(A+B)는 1.0%~51.0%인 것이 바람직하다. 상기 B/(A+B)는 얻어지는 친수 피막의 바람직한 내습열성이 얻어지는 관점에서, 5.0%~23.8%인 것이 보다 바람직하다. 또한, 상기 B/(A+B)는 얻어지는 친수 피막의 바람직한 내찰상성이 얻어지는 관점에서, 5.0%~38.5%인 것이 보다 바람직하다. 즉, 상기를 종합하면, 상기 B/(A+B)는 5.0%~23.8%인 것이 가장 바람직하다.
(계면 활성제)
본 실시 형태에 따른 친수화 처리제는 계면 활성제를 함유하고 있을 수도 있다. 친수화 처리제에 계면 활성제가 함유됨으로써, 각 성분의 분산성이 양호해져, 친수화 처리제의 도장 시에 보다 균일한 도장이 가능해진다. 상기 계면 활성제로서는 특별히 제한되지 않으며, 공지된 음이온계 계면 활성제, 양이온계 계면 활성제, 비이온계 계면 활성제 등을 이용할 수 있다.
(그 외 성분)
본 실시 형태에 따른 친수화 처리제는 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위 내에서, 상기 이외의 성분을 함유하고 있을 수도 있다. 예를 들어, 다른 종류의 폴리머 성분, 물 등의 용매, 및 NaCl, Na2SO4, KCl, KBr, KNO3, K2SO4, CaCl2, Si, Ti, 알루미나 등의 무기염을 함유하고 있을 수도 있다.
<친수화 처리제의 조제 방법>
본 실시 형태에 따른 친수화 처리제의 조제 방법으로서는 특별히 제한되지 않으나, 예를 들어 상기 친수성 폴리머 (A) 및 친수성 폴리머 (B), 및 그 외 성분을 소정량 배합하고, 필요에 따라 물 등의 용매를 가하고 교반함으로써 얻어진다.
<친수화 처리제의 도장 방법>
친수화 처리제의 도장 방법은 상기에 의해 얻어진 친수화 처리제를 기재에 도장하여, 기재 표면에 친수 피막을 형성하는 방법이다. 친수화 처리제가 도장되는 대상의 기재로서는 특별히 제한되지 않으나, 예를 들어 차량 등에 이용되는 유리, 알루미늄 등의 무기 기재나, PET, PC, PMMA 등의 유기 기재를 들 수 있다.
친수화 처리제의 도장 방법은 예를 들어 전처리 공정, 도포 공정, 소부(燒付) 공정을 포함한다.
전처리 공정은 예를 들어 친수화 처리제가 도포되는 기재 표면을 연마하는 연마 공정과, 연마제 등을 세정하는 세정 공정을 포함하고 있을 수도 있다. 연마 공정은 공지의 연마재나 연마기를 이용하여 수행할 수 있다. 세정 공정은 물 세정, UV 세정 등의 방법에 의해 기재 표면에 잔존한 연마재나 유기물을 제거한다. 세정 공정으로서 물 세정을 수행한 경우, 세정 공정 후에 건조 공정을 마련하는 것이 바람직하다. 기재로서 유리 등의 무기 기재를 이용하는 경우, 전처리 공정은 연마 공정과 세정 공정을 포함하며, 연마 공정에 의해 연마를 수행한 후, 세정 공정에 의해 물 세정 및 UV 세정을 수행하는 것이 바람직하다. 기재로서 상기 유기 기재를 이용하는 경우, 전처리 공정은 세정 공정을 포함하며, 세정 공정에 의해 UV 세정을 수행하는 것이 바람직하다. 또한, 유기 기재를 이용하는 경우에는, 세정 공정 대신, 또는 세정 공정 후에 프라이머 처리를 수행할 수도 있다.
도포 공정은 친수화 처리제를 기재 표면에 도포하는 공정이다. 도포 방법으로서는 특별히 제한되지 않으며, 기재를 친수화 처리제에 침지하는 방법이나, 바 코터, 스핀 코터를 이용하는 방법 등을 들 수 있다.
소부 공정은 친수화 처리제가 도포된 기재를 소부하는 공정이다. 본 실시 형태에 따른 친수화 처리제의 도장 방법은 소부 공정을 포함하지 않아도 되지만, 소부 공정이 포함됨으로써 기재와 친수화 처리제에 포함되는 실라놀기 등과의 가교 반응이 촉진되기 때문에 바람직하다. 소부 온도 및 시간은 특별히 제한되지 않으나, 예를 들어 120℃, 15 min과 같은 조건으로 수행할 수 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대해 설명했지만, 본 발명은 상기 실시 형태로 제한되지 않으며, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위 내에서 적절히 변경을 가한 것도 본 발명의 범위에 포함된다.
실시예
이하, 실시예를 기초로 본 발명의 내용을 더욱 상세히 설명한다. 본 발명의 내용은 이하의 실시예의 기재로 한정되지 않는다.
[친수화 처리제의 조제]
(실시예 1)
500 ml의 일회용 컵에 전체 길이 20 mm, 지름 7 mm의 PTFE 소재 회전자를 넣고, 회전자를 천천히 회전시키면서, 표 1에 기재한 원료를 고형분 함유량을 산출하여 배합했다. 그 후, 회전자를 400 rpm으로 10분간 회전시켜 교반을 수행함으로써 실시예 1의 친수화 처리제를 조제했다.
(실시예 2~27, 비교예 1~9)
배합하는 원료를 표 1 및 표 2에 기재한 원료로 한 것 이외는, 실시예 1과 동일하게 하여 실시예 2~27, 비교예 3~9의 친수화 처리제를 조제했다. 표 1 및 표 2에 나타내는 원료로서는 이하에 나타내는 것을 이용했다. 또한, 계면 활성제를 각 실시예 및 비교예에서 소정량 첨가했다. 아울러, 표 1 및 표 2의 수치는 각 성분의 고형분 함유량(질량부)을 나타내며, 비교예 1 및 2는 이하에 나타내는 시판의 실리케이트계 친수화 처리제를 이용했다.
비교예 1: 서프코트(SURFCOAT) AF1(닛폰페인트서프케미칼즈 가부시키가이샤(Nippon Paint Surf Chemicals Co., Ltd.) 제품)
비교예 2: 엑셀 퓨어(EXCEL PURE) BD-S01(츄오지도샤 가부시키가이샤(CENTRAL AUTOMOTIVE PRODUCTS LTD.) 제품)
AMK: 아모겐(AMOGEN) K(라우린디메틸아미노 아세트산 베타인, 다이이치코교세이야쿠 가부시키가이샤(DKS Co. Ltd.) 제품)
1000W: LAMBIC-1000W(베타인 구조 및 실라놀기 함유 친수성 폴리머, 오사카유키카가쿠코교 가부시키가이샤(OSAKA ORGANIC CHEMICAL INDUSTRY LTD.) 제품)
771W: LAMBIC-771W(베타인 구조 및 실라놀기 함유 친수성 폴리머, 오사카유키카가쿠코교 가부시키가이샤 제품)
10L: 쥬리머(JURYMER) AC-10L(폴리아크릴산, 중량 평균 분자량 50000, 도아고세이 가부시키가이샤(TOAGOSEI CO., LTD.) 제품)
10H: 쥬리머 AC-10H(폴리아크릴산, 중량 평균 분자량 800000, 도아고세이 가부시키가이샤 제품)
10SL: 아론(ARON) A-10SL(폴리아크릴산, 중량 평균 분자량 5000, 도아고세이 가부시키가이샤 제품)
AN: 샤롤(SHALLOL) AN-103P(폴리아크릴산나트륨, 중량 평균 분자량 10000, 다이이치코교세이야쿠 가부시키가이샤 제품)
AH: 샤롤 AH-103P(폴리아크릴산암모늄, 중량 평균 분자량 10000, 다이이치코교세이야쿠 가부시키가이샤 제품)
PA-PS: 아론 A-12SL(아크릴산과 2-아크릴아미드-2-메틸프로판 설폰산의 공중합체, 중량 평균 분자량 10000, 도아고세이 가부시키가이샤 제품)
PAA: PAA-1151(알릴아민-말레산 공중합체, 니토보메디칼 가부시키가이샤(NITTOBO MEDICAL CO.,LTD.) 제품)
PVA: PVA-105MC(폴리비닐 알코올계 수지, 비누화도: 98~99%, 중합도: 500, 가부시키가이샤 구라레(KURARAY CO., LTD.) 제품)
PVP: 핏츠콜 K-90L(폴리비닐피롤리돈, 중량 평균 분자량 1200000, 다이이치코교세이야쿠 가부시키가이샤 제품)
NaCl: 염화나트륨(시카 1급, 간토카가쿠 가부시키가이샤(Kanto Chemical Co., Inc.) 제품)
KCl: 염화칼륨(와코 1급, 후지필름 와코쥰야쿠 가부시키가이샤(FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation) 제품)
KBr: 브롬화칼륨(쥰세이 1급, 쥰세이카가쿠 가부시키가이샤(JUNSEI CHEMICAL CO.,LTD.) 제품)
Si: 스노우텍스O(콜로이달 실리카, 닛산카가쿠 가부시키가이샤(Nissan Chemical Corporation) 제품)
Ti: 타이녹 M-6(산화티타늄 졸, 다키카가쿠 가부시키가이샤(Taki Chemical Co., Ltd.) 제품)
알루미나: 알루미나 졸 520-A(알루미나 졸, 닛산카가쿠 가부시키가이샤 제품)
Figure pct00001
Figure pct00002
[친수화 처리제의 도장]
친수화 처리제를 도장하는 기재로서, 실시예 1~18, 실시예 22~27 및 비교예 1~9는 유리 기재(마츠나미가라스코교 가부시키가이샤 제품(Matsunami Glass Ind.,Ltd. ) S9213(76×52 mm)를 이용했다. 실시예 19는 PET 기재, 실시예 20은 PC 기재, 실시예 21은 PMMA 기재를 각각 이용했다. 실시예 1~18, 실시예 22~27 및 비교예 1~9에 이용한 유리 기재는 도장 전에 키이로빈 골드(Kiirobin Gold)(가부시키가이샤 프로스타프(PROSTAFF Co., Ltd.) 제품)에 의해 전처리했다. 상기 전처리는 PROXXON 마이크로 폴리셔(일식 울 패드 50 장착)를 이용하여 연마 전처리를 실시하고, 그 후, 순수에 의해 키이로빈 골드를 세정하고, 기재를 드라이어로 건조시킴으로써 수행했다. 실시예 19~21에 이용한 기재는 UV 세정에 의해 전처리를 수행했다. 상기 전처리 후, 기재의 접촉각을 이하에 나타내는 방법으로 측정했다. 접촉각이 10° 이하인 것을 확인하고, 각 기재에 친수화 처리제의 도장을 수행했다. 접촉각이 10°를 초과하는 경우, 재차 상기 전처리를 수행했다.
상기 전처리한 각 기재를 상기 조제한 실시예 및 비교예의 친수화 처리제에 침지함으로써 도장했다. 세팅 시간은 1 min으로 했다. 그 후, 실시예 1~18, 실시예 22~27 및 비교예 1~9의 유리 기재에 도장한 샘플은 120℃, 15 min의 조건으로 소부를 수행했다. 실시예 19~21의 PET, PC, PMMA 기재에 각각 도장한 샘플은 80℃, 30 min의 조건으로 소부를 수행했다. 이상에 의해, 실시예 및 비교예의 친수화 처리제가 도장된 샘플을 제작했다.
상기 제작한 실시예 및 비교예의 샘플을 이하에 나타내는 방법으로 평가했다. 결과를 표 3에 나타낸다.
(친수성)
25℃, 50% RH 환경하에서 각 샘플 기재 표면에 5 μl의 순수를 적하하고, 접촉각을 측정했다. 측정 장치는 자동 접촉각계 DM501: 교와카이멘카가쿠 가부시키가이샤(Kyowa Interface Science Co., Ltd) 제품을 이용했다. 이하의 기준에 따라 친수성을 평가하고, 3을 합격으로 했다.
3 접촉각이 10° 이하
2 접촉각이 10° 초과~20° 이하
1 접촉각이 20° 초과
(방담성)
각 샘플 기재 표면에 25℃, 50% RH 환경하에서 내쉬는 숨을 가했을 때의 흐림 상태를 이하의 기준에 따라 평가하고, 3 이상을 합격으로 했다.
4 흐리지 않음
3 흐리지 않지만 젖어 퍼진 수막에 다소 얼룩이 있음
2 흐리지 않지만 젖어 퍼진 수막에 상당히 얼룩이 있음
1 흐림
(내찰상성 시험)
실시예 및 비교예의 각 샘플 기재 표면에 부직포(상품명: 에리에르 프로와이프 스트롱 타월(Elleair prowipe strong towel) E50, 다이오세이시 가부시키가이샤(Daio Paper Corporation) 제품)를 접촉시키고, 500 g 하중을 걸어 100회 왕복 이동시켰다. 시험 후의 각 샘플을 상기 친수성 평가 및 방담성 평가의 방법에 의해 평가했다.
(내습열성 시험)
실시예 및 비교예의 각 샘플을 60℃, 90% RH의 습열 환경하에서 24시간 폭로했다. 시험 후의 각 샘플을 상기 친수성 평가 및 방담성 평가의 방법에 의해 평가했다. 또한, 실시예 2, 비교예 1 및 비교예 4의 샘플에 대해, 상기 조건으로 폭로한 일수를 각각 5일간, 10일간, 15일간, 20일간으로 하여 내습열성 시험을 수행했다. 시험 후의 각 샘플에 대해, 상기 친수성 평가에서의 방법으로 접촉각(°) 측정을 수행했다. 결과를 도 1에 나타냈다.
초기 내습열성 시험 후 내찰상성 시험 후
친수성 방담성 친수성 방담성 친수성 방담성
실시예 1 3 4 3 3 3 3
실시예 2 3 4 3 4 3 4
실시예 3 3 4 3 4 3 4
실시예 4 3 4 3 3 3 4
실시예 5 3 4 3 3 3 4
실시예 6 3 4 3 3 3 4
실시예 7 3 4 3 3 3 3
실시예 8 3 4 3 4 3 4
실시예 9 3 4 3 4 3 4
실시예 10 3 4 3 4 3 4
실시예 11 3 4 3 3 3 4
실시예 12 3 4 3 3 3 3
실시예 13 3 4 3 3 3 3
실시예 14 3 4 3 4 3 4
실시예 15 3 4 3 4 3 4
실시예 16 3 4 3 4 3 4
실시예 17 3 4 3 4 3 3
실시예 18 3 4 3 4 3 4
실시예 19 3 4 3 4 3 3
실시예 20 3 4 3 4 3 3
실시예 21 3 4 3 4 3 3
실시예 22 3 4 3 4 3 4
실시예 23 3 4 3 4 3 4
실시예 24 3 4 3 4 3 4
실시예 25 3 4 3 3 3 4
실시예 26 3 4 3 3 3 4
실시예 27 3 4 3 3 3 4
비교예 1 3 4 1 1 1 2
비교예 2 3 4 1 1 2 2
비교예 3 3 4 2 2 2 2
비교예 4 3 4 3 2 2 3
비교예 5 3 3 1 1 1 1
비교예 6 3 3 3 2 2 3
비교예 7 3 3 2 2 2 3
비교예 8 3 3 2 1 2 3
비교예 9 3 3 1 1 2 3
실시예 및 비교예의 평가 결과로부터 명백한 바와 같이, 실시예의 친수화 처리제에 의해 형성되는 친수 피막은 비교예의 친수화 처리제에 의해 형성되는 친수 피막과 비교하여, 바람직한 친수성 및 방담성이 얻어지는 동시에, 내습열성 시험 후 및 내찰상성 시험 후에도 바람직한 친수성 및 방담성이 유지되는 것이 확인되었다.

Claims (4)

  1. 분자 내에 알콕시실릴기 및 그 가수 분해체 중 적어도 어느 하나와, 베타인 구조를 갖는 친수성 폴리머 (A)와,
    이온성 관능기를 갖는 친수성 폴리머 및 극성 관능기를 갖는 비이온계 친수성 폴리머 중 적어도 어느 하나인 친수성 폴리머 (B)를 포함하며,
    상기 친수성 폴리머 (A)와 상기 친수성 폴리머 (B)의 고형분의 합계 질량에 대한, 상기 친수성 폴리머 (B)의 고형분 질량비인 B/(A+B)가 1.0~51.0%인, 친수화 처리제.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 친수성 폴리머 (A)는 분자 내의 적어도 말단에 알콕시실릴기 및 실라놀기 중 적어도 어느 하나를 갖는, 친수화 처리제.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 이온성 관능기 중 적어도 일부는 음이온성 관능기인, 친수화 처리제.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이온성 관능기는 카복시기 및 설포기 중 어느 하나인, 친수화 처리제.
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