JP6904758B2 - Coating agents, coatings, and methods for manufacturing coatings - Google Patents
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Description
本発明は、コーティング剤、及びそのコーティング剤による被膜、並びに前記コーティング剤を用いた被膜の製造方法に関する。 The present invention relates to a coating agent, a coating film using the coating agent, and a method for producing a coating film using the coating agent.
従来から、親水性を付与する対象となる基材に、親水性を付与するために界面活性剤を塗布することが広く行われている。その界面活性剤としては、ソルビタン系界面活性剤などのノニオン性界面活性剤、スルホン化物などのアニオン性界面活性剤、及び第4級アンモニウム型のカチオン性界面活性剤などが使用されている。しかし、界面活性剤を塗布する方法では、基材に水分が付着したときに界面活性剤が水分に溶解して基材表面から脱離し易く、親水性の効果が持続し難いという問題がある。 Conventionally, it has been widely practiced to apply a surfactant to a substrate to be imparted with hydrophilicity in order to impart hydrophilicity. As the surfactant, a nonionic surfactant such as a sorbitan-based surfactant, an anionic surfactant such as a sulfonate, a quaternary ammonium type cationic surfactant, and the like are used. However, the method of applying a surfactant has a problem that when water adheres to the base material, the surfactant dissolves in the water and easily separates from the surface of the base material, and the hydrophilic effect is difficult to maintain.
上述の問題に鑑みて、特定の高分子材料や、特定の単量体で構成された重合体(共重合体)を用いるコーティング剤が提案されている。 In view of the above problems, a coating agent using a specific polymer material or a polymer (copolymer) composed of a specific monomer has been proposed.
例えば、特許文献1では、カチオン化水溶性高分子、ポリビニルアルコールなどの水溶性高分子、及びプルロニック型界面活性剤などのノニオン性界面活性剤をそれぞれ特定量含有させた親水性コーティング剤が提案されている。 For example, Patent Document 1 proposes a hydrophilic coating agent containing a specific amount of each of a cationized water-soluble polymer, a water-soluble polymer such as polyvinyl alcohol, and a nonionic surfactant such as a pluronic type surfactant. ing.
また、特許文献2では、1分子中に少なくとも3つ以上の(メタ)アクリロイル基を有する単量体と、カルボキシ基などの特定の親水性基を有する単量体と、無機コロイドゾルを含む親水性ハードコート用組成物が提案されている。 Further, in Patent Document 2, hydrophilicity containing a monomer having at least three (meth) acryloyl groups in one molecule, a monomer having a specific hydrophilic group such as a carboxy group, and an inorganic colloid sol. Compositions for hard coating have been proposed.
さらに、特許文献3では、チオール基を有するアルコキシシリル基含有化合物を含有するI液を基材に塗布した後、(メタ)アクリル系化合物を含有するII液を塗布し、それらの化合物を反応させる表面改質基材の製造方法が提案されている。 Further, in Patent Document 3, a solution I containing an alkoxysilyl group-containing compound having a thiol group is applied to a base material, and then a solution II containing a (meth) acrylic compound is applied to react the compounds. A method for producing a surface-modified base material has been proposed.
しかし、これまで提案されてきたコーティング剤では、基材に対し、コーティング剤中に含有されるポリマーの密着性が劣り、長期間に亘って親水性の効果を発揮することができない場合があった。また、基材に対する密着性を高めようとすると、親水性の効果が弱くなるという場合もあった。 However, with the coating agents proposed so far, the adhesion of the polymer contained in the coating agent to the base material is inferior, and there are cases where the hydrophilic effect cannot be exhibited for a long period of time. .. Further, when trying to improve the adhesion to the base material, the effect of hydrophilicity may be weakened.
そこで、本発明は、良好な親水性及び耐久性を有する被膜を形成することが可能なコーティング剤を提供しようとするものである。 Therefore, the present invention is intended to provide a coating agent capable of forming a film having good hydrophilicity and durability.
本発明は、A鎖のポリマーブロック及びB鎖のポリマーブロックを含むA−Bブロックコポリマーを含有するコーティング剤であって、前記A鎖のポリマーブロックは、(a1)ポリエチレングリコールモノメタクリレート、(a2)ポリエチレングリコールモノメチルエーテルメタクリレート、(a3)第3級アミノ基を有するメタクリレート、及び(a4)第4級アンモニウム塩基を有するメタクリレートからなる群より選ばれる少なくとも1種に由来する構成単位を含むとともに、反応性基であるアルコキシシリル基を含まず、数平均分子量が3000〜50000であり、かつ、分子量分布が1.50以下であり、前記B鎖のポリマーブロックは、反応性基であるアルコキシシリル基を有するメタクリレートに由来する構成単位を含むとともに、数平均分子量が5000以下であり、かつ、前記A−Bブロックコポリマーにおける反応性鎖として機能するものである、コーティング剤を提供する。 The present invention is a coating agent containing an A-chain polymer block and an AB block copolymer containing a B-chain polymer block, wherein the A-chain polymer block is (a1) polyethylene glycol monomethacrylate, (a2). It contains a structural unit derived from at least one selected from the group consisting of polyethylene glycol monomethyl ether methacrylate, (a3) methacrylate having a tertiary amino group, and (a4) methacrylate having a quaternary ammonium base, and is reactive. The B-chain polymer block has an alkoxysilyl group which is a reactive group and does not contain an alkoxysilyl group which is a group, has a number average molecular weight of 3000 to 50,000 and a molecular weight distribution of 1.50 or less. Provided is a coating agent containing a structural unit derived from methacrylate, having a number average molecular weight of 5000 or less, and functioning as a reactive chain in the AB block copolymer.
本発明によれば、良好な親水性及び耐久性を有する被膜を形成することが可能なコーティング剤を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a coating agent capable of forming a film having good hydrophilicity and durability.
以下、本発明の実施の形態について説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described, but the present invention is not limited to the following embodiments.
<コーティング剤>
本発明の一実施形態のコーティング剤は、A鎖のポリマーブロック及びB鎖のポリマーブロックを含むA−Bブロックコポリマーを含有する。
<Coating agent>
The coating agent of one embodiment of the present invention contains an A-chain polymer block and an AB block copolymer containing a B-chain polymer block.
A鎖のポリマーブロックは、(a1)ポリエチレングリコールモノメタクリレート、(a2)ポリエチレングリコールモノメチルエーテルメタクリレート、(a3)第3級アミノ基を有するメタクリレート、及び(a4)第4級アンモニウム塩基を有するメタクリレートからなる群より選ばれる少なくとも1種に由来する構成単位を含むとともに、反応性基であるアルコキシシリル基を含まないものである。また、A鎖のポリマーブロックは、数平均分子量(以下、「Mn」と記載することがある。)が3000〜50000のものである。さらに、A鎖のポリマーブロックは、分子量分布が1.50以下のものである。なお、本明細書において、分子量分布は、Mw/Mn(Mwは重量平均分子量を表す。)で表される分子量分散指数(polydispersity index)を意味し、以下、分子量分布を「Mw/Mn」及び「PDI」と記載することがある。 The polymer block of the A chain consists of (a1) polyethylene glycol monomethacrylate, (a2) polyethylene glycol monomethyl ether methacrylate, (a3) methacrylate having a tertiary amino group, and (a4) methacrylate having a quaternary ammonium base. It contains a structural unit derived from at least one selected from the group and does not contain an alkoxysilyl group which is a reactive group. Further, the polymer block of the A chain has a number average molecular weight (hereinafter, may be referred to as “Mn”) of 3000 to 50,000. Further, the polymer block of the A chain has a molecular weight distribution of 1.50 or less. In addition, in this specification, a molecular weight distribution means a molecular weight dispersion index (polydispersity index) represented by Mw / Mn (Mw represents a weight average molecular weight), and hereinafter, the molecular weight distribution is referred to as "Mw / Mn" and "Mw / Mn". It may be described as "PDI".
一方、B鎖のポリマーブロックは、反応性基であるアルコキシシリル基を有するメタクリレートに由来する構成単位を含むものである。また、B鎖のポリマーブロックは、数平均分子量(Mn)が5000以下であり、かつ、A−Bブロックコポリマーにおける反応性鎖として機能するものである。 On the other hand, the polymer block of the B chain contains a structural unit derived from methacrylate having an alkoxysilyl group which is a reactive group. Further, the B-chain polymer block has a number average molecular weight (Mn) of 5000 or less and functions as a reactive chain in the AB block copolymer.
A−Bブロックコポリマーは、上記のA鎖及びB鎖の各ポリマーブロックの構成の通り、特定のメタクリレート系モノマーに由来する構成単位を含むとともにアルコキシシリル基を含むブロックコポリマーである。この特定のA−Bブロックコポリマーを含有するコーティング剤によって、良好な親水性及び耐久性を有する被膜を形成することが可能である。 The AB block copolymer is a block copolymer containing a structural unit derived from a specific methacrylate-based monomer and containing an alkoxysilyl group, as described above for the composition of each polymer block of the A chain and the B chain. A coating agent containing this particular AB block copolymer can form a coating with good hydrophilicity and durability.
本明細書において、「親水性」とは、水との親和性や相互作用が高いことをいい、水との間で水素結合やイオン解離による水和によってなされる性質をいう。例えば、水となじみやすい、水に溶解しやすい、水と混ざりやすい、及び水滴が薄く広がりやすい(水に濡れやすい)などの性質が、親水性に含まれる。親水性を有する面に水滴が接触して得られる接触角においては、その接触角が90度以下であり、より高い親水性の場合は45度以下、さらに高い親水性の場合は20度以下になるような状態をいう場合がある。 As used herein, the term "hydrophilic" means that it has a high affinity and interaction with water, and refers to a property formed by hydration due to hydrogen bonding or ion dissociation with water. For example, hydrophilicity includes properties such as being easily compatible with water, being easily dissolved in water, being easily mixed with water, and being easily spread thinly (easily getting wet with water). The contact angle obtained by contacting a water droplet with a hydrophilic surface is 90 degrees or less, 45 degrees or less in the case of higher hydrophilicity, and 20 degrees or less in the case of higher hydrophilicity. It may refer to such a state.
本発明の一実施形態のコーティング剤は、親水性を有する被膜を形成可能であることによって、その被膜に、流滴性、防曇性、水滴付着防止性、防塵性、及び帯電防止性等の機能を付与させることができる。また、被膜に、水性インクなどの受容層として印画性を向上させるインク受容性の機能を付与させることもできる。したがって、本発明の一実施形態のコーティング剤を使用することによって、表面が親水性化されたフィルム、成形品、包装材料、及び紙などを製造することが可能となる。 Since the coating agent of one embodiment of the present invention can form a hydrophilic film, the film has dripping property, anti-fog property, water drop adhesion prevention property, dust resistance, antistatic property and the like. Functions can be added. Further, it is also possible to impart an ink-receptive function of improving printability to the coating film as a receiving layer for water-based ink or the like. Therefore, by using the coating agent according to the embodiment of the present invention, it is possible to produce a film, a molded product, a packaging material, paper or the like having a hydrophilic surface.
本明細書において、「流滴性」とは、水滴を液滴のまま存在させないで流れさせる性質をいい、その性質を発揮させる効果を「流滴効果」という。例えば、流滴性を有する被膜に水蒸気が接触し、冷えて水滴になるとき、水滴が液滴にならず、あるいは小さい水滴が多数できるのではなく、水滴の接触角が小さくなることによって水滴は流動性を有するようになる。「防曇性」とは、水蒸気による表面の曇りを防止する性質をいい、その性質を発揮させる効果を「防曇効果」という。「水滴付着防止性」とは、水滴とならずに液滴が流れていく性質をいい、その性質を発揮させる効果を「水滴付着防止効果」という。「帯電防止性」とは、表面の親水性化によって水を吸着することによって、又はその被膜に含有されるイオン成分の移動によって、その表面の導電性を高めて表面抵抗を小さくして、静電気が帯びるのを防止することが可能な性質をいい、その性質を発揮させる効果を「帯電防止効果」という。「防塵性」とは、例えばタバコの灰を使用するアッシュテストのような、微粒子や軽い粉塵などが付着しにくい性質をいい、その性質を発揮させる効果を「防塵効果」という。さらに、「インク受容性」とは、水性インクを吸収し、その水性インク中の染料及び顔料などの色材を定着させ得る性質をいう。 As used herein, the term "dripping property" refers to the property of allowing water droplets to flow without being present as droplets, and the effect of exerting this property is referred to as the "dripping effect". For example, when water vapor comes into contact with a film having a drip property and cools to become water droplets, the water droplets do not become droplets, or instead of forming a large number of small water droplets, the water droplets become smaller due to the contact angle of the water droplets. It becomes fluid. The "anti-fog property" refers to the property of preventing the surface from fogging due to water vapor, and the effect of exerting the property is called the "anti-fog effect". The "water droplet adhesion prevention property" refers to the property that droplets flow without becoming water droplets, and the effect of exerting this property is called the "water droplet adhesion prevention effect". "Antistatic property" means static electricity by increasing the conductivity of the surface and reducing the surface resistance by adsorbing water by making the surface hydrophilic or by moving the ionic component contained in the coating film. It refers to the property of being able to prevent the formation of water, and the effect of exerting that property is called the "antistatic effect". The "dustproof property" refers to a property such as an ash test using tobacco ash, which makes it difficult for fine particles and light dust to adhere, and the effect of exerting the property is called a "dustproof effect". Further, "ink acceptability" refers to a property that can absorb a water-based ink and fix a coloring material such as a dye or a pigment in the water-based ink.
本発明の一実施形態のコーティング剤によって奏され得る効果をさらに説明する。まず、コーティング剤に含有させるA−Bブロックコポリマーは、上記のA鎖及びB鎖の各ポリマーブロックの構成の通り、ポリマー(コポリマー)の合成原料(モノマー)であるメタクリレート系モノマーに由来する構成単位を含む。メタクリレート系モノマーは、様々な構造のアルコール残基のエステルを得ることができることから、メタクリレート系モノマーを使用して得られるポリマーにおける様々な性能や物性を調整することに適している。また、得られるポリマーのガラス転移温度(Tg)を高くすることができる。さらには、得られるポリマーは、エステル基(アルコキシカルボニル基)が結合している炭素原子に結合している炭素原子の数が3である3級のエステル構造を有するため、加水分解し難く、耐薬品性及び耐水性などの耐性を向上させることができる。また、A−Bブロックコポリマーの原料にメタクリレート系モノマーを使用することで、後述する好適な重合方法によって、温和な条件下で、高収率であり、後処理が不要であり、かつ、分子量分布が狭い好適なA−Bブロックコポリマーを得ることができる。したがって、A−Bブロックコポリマーを構成するモノマーの主成分として、メタクリレート系モノマーが使用される。 The effects that can be achieved by the coating agent of one embodiment of the present invention will be further described. First, the AB block copolymer contained in the coating agent is a structural unit derived from a methacrylate-based monomer, which is a synthetic raw material (monomer) of the polymer (copolymer), as described above for the composition of each polymer block of the A chain and the B chain. including. Since the methacrylate-based monomer can obtain esters of alcohol residues having various structures, it is suitable for adjusting various performances and physical properties of the polymer obtained by using the methacrylate-based monomer. In addition, the glass transition temperature (Tg) of the obtained polymer can be increased. Furthermore, since the obtained polymer has a tertiary ester structure in which the number of carbon atoms bonded to the carbon atom to which the ester group (alkoxycarbonyl group) is bonded is 3, it is difficult to hydrolyze and is resistant to hydrolysis. It is possible to improve resistance such as chemical resistance and water resistance. Further, by using a methacrylate-based monomer as a raw material for the AB block copolymer, the yield is high under mild conditions, no post-treatment is required, and the molecular weight distribution is distributed by a suitable polymerization method described later. Suitable AB block copolymers with a narrow yield can be obtained. Therefore, a methacrylate-based monomer is used as the main component of the monomer constituting the AB block copolymer.
A−BブロックコポリマーにおけるA鎖のポリマーブロックは、上記(a1)〜(a4)のうちの1種又は2種以上に由来する構成単位を含むとともにアルコキシシリル基を含まず、かつ、特定のMn及びPDIを有する。そのため、A鎖のポリマーブロックは、コーティング剤で形成される被膜に親水性を付与することができる。また、B鎖のポリマーブロックは、アルコキシシリル基を有するメタクリレートに由来する構成単位を含むとともに特定のMnを有する。そのため、B鎖のポリマーブロックは、コーティング剤が設けられる対象となる基材と反応し、かつ、自己架橋して三次元網目構造を形成することができ、被膜における基材への密着性と、耐久性を向上させることが可能となる。反応性基であるアルコキシシリル基を、A鎖のポリマーブロックには導入せず、B鎖のポリマーブロックに集中させているため、A鎖及びB鎖の各ポリマーブロックが担う機能を明確に分けることが可能となる。 The A-chain polymer block in the AB block copolymer contains a structural unit derived from one or more of the above (a1) to (a4), does not contain an alkoxysilyl group, and has a specific Mn. And have PDI. Therefore, the A-chain polymer block can impart hydrophilicity to the coating film formed by the coating agent. In addition, the polymer block of the B chain contains a structural unit derived from methacrylate having an alkoxysilyl group and has a specific Mn. Therefore, the B-chain polymer block can react with the base material to which the coating agent is provided and can self-crosslink to form a three-dimensional network structure, and the adhesion to the base material in the coating film can be determined. It is possible to improve the durability. Since the alkoxysilyl group, which is a reactive group, is not introduced into the polymer block of the A chain but concentrated in the polymer block of the B chain, the functions of the polymer blocks of the A chain and the B chain are clearly separated. Is possible.
上述したA鎖及びB鎖の各ポリマーブロックが有する機能について、図面を参照しながらさらに説明する。図1は、A鎖のポリマーブロック及びB鎖のポリマーブロックの各機能を説明するための図であり、基材に設けられたコーティング剤(コーティング剤による被膜)中のA−Bブロックコポリマーの状態を模式的に表した図である。A鎖のポリマーブロックは、A−Bブロックコポリマーにおいて、反応性基であるアルコキシシリル基を含まないポリマーブロックの部分である。そのため、A鎖のポリマーブロックは、B鎖におけるアルコキシシリル基と反応せず、架橋による三次元構造をとらないポリマー鎖となる。一方、B鎖のポリマーブロックは、反応性基であるアルコキシシリル基を有するメタクリレートに由来する構成単位を含むため、反応性鎖として機能することで、基材と反応して密着し、かつ、自己架橋して三次元網目構造を形成することが可能である。そのため、A鎖のポリマーブロックが、基材の表面にグラフトしたような構造をとり、その構造によって、水と親和したり、水を吸収したり、水によって膨潤したりするような、高度な親水性を被膜にもたらすことができると考えられる。 The functions of the A chain and B chain polymer blocks described above will be further described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram for explaining each function of the A-chain polymer block and the B-chain polymer block, and is a state of the AB block copolymer in the coating agent (coating by the coating agent) provided on the base material. Is a diagram schematically showing. The A-chain polymer block is a portion of the A-B block copolymer that does not contain an alkoxysilyl group that is a reactive group. Therefore, the polymer block of the A chain does not react with the alkoxysilyl group in the B chain and becomes a polymer chain that does not have a three-dimensional structure due to cross-linking. On the other hand, since the polymer block of the B chain contains a structural unit derived from methacrylate having an alkoxysilyl group which is a reactive group, it functions as a reactive chain to react with the substrate and adhere to the substrate, and is self-sufficient. It is possible to crosslink to form a three-dimensional network structure. Therefore, the A-chain polymer block has a structure that is grafted on the surface of the base material, and depending on the structure, it is highly hydrophilic, such as being compatible with water, absorbing water, and swelling with water. It is believed that the properties can be brought to the coating.
[A−Bブロックコポリマー]
次に、コーティング剤に含有させるA−BブロックコポリマーにおけるA鎖及びB鎖のそれぞれのポリマーブロックの構成について、詳細に説明する。
[AB block copolymer]
Next, the constitution of each polymer block of A chain and B chain in the AB block copolymer contained in the coating agent will be described in detail.
(A鎖のポリマーブロック)
A鎖のポリマーブロックは、(a1)ポリエチレングリコールモノメタクリレート、(a2)ポリエチレングリコールモノメチルエーテルメタクリレート、(a3)第3級アミノ基を有するメタクリレート、及び(a4)第4級アンモニウム塩基を有するメタクリレートからなる群より選ばれる少なくとも1種に由来する構成単位を含む。
(A chain polymer block)
The polymer block of the A chain consists of (a1) polyethylene glycol monomethacrylate, (a2) polyethylene glycol monomethyl ether methacrylate, (a3) methacrylate having a tertiary amino group, and (a4) methacrylate having a quaternary ammonium base. Includes structural units derived from at least one selected from the group.
(a1)ポリエチレングリコールモノメタクリレートは、ポリエチレングリコール鎖(−(OCH2CH2)n−)を有し、その一方の末端が重合性基であるメタクリル残基(メタクリロイル基:CH2=C(CH3)−C(=O)−)であり、他方の末端がヒドロキシ基である。また、(a2)ポリエチレングリコールモノメチルエーテルメタクリレート(別称:メトキシポリエチレングリコールメタクリレート)は、ポリエチレングリコール鎖を有し、その一方の末端が重合性基であるメタクリル残基(メタクリロイル基)であり、他方の末端がメトキシ基である。これらのポリエチレングリコール鎖を有するメタクリレートの他方の末端が、炭素原子数2以上のアルコキシ基(例えばエトキシ基やドデシロキシ基など)ではなく、ヒドロキシ基又はメトキシ基であることにより、被膜に親水性を付与することができる。 (A1) Polyethylene glycol monomethacrylate has a polyethylene glycol chain (-(OCH 2 CH 2 ) n- ), and a methacryl residue (methacryloyl group: CH 2 = C (CH)" having a polymerizable group at one end thereof. 3 ) -C (= O)-), and the other end is a hydroxy group. Further, (a2) polyethylene glycol monomethyl ether methacrylate (also known as methoxypolyethylene glycol methacrylate) has a polyethylene glycol chain, one end of which is a methacryl residue (methacryloyl group) which is a polymerizable group, and the other end. Is a methoxy group. The other end of the methacrylate having a polyethylene glycol chain is not an alkoxy group having 2 or more carbon atoms (for example, an ethoxy group or a dodecyloxy group) but a hydroxy group or a methoxy group, thereby imparting hydrophilicity to the coating film. can do.
(a1)ポリエチレングリコールモノメタクリレート及び(a2)ポリエチレングリコールモノメチルエーテルメタクリレートの平均分子量は、いずれも200〜5000であること好ましい。(a1)及び(a2)の平均分子量が200以上であることにより、ポリエチレングリコール鎖が長く、コーティング剤による被膜に親水性を付与する効果を発揮しやすくなる。この観点から、(a1)及び(a2)の平均分子量は、300以上であることがより好ましく、400以上であることがさらに好ましい。一方、(a1)及び(a2)の平均分子量が5000以下であることにより、重合性が良好であり、重合せずに残存するようなことを生じ難くすることができる。この観点から、(a1)及び(a2)の平均分子量は、4500以下であることがより好ましく、4000以下であることがさらに好ましい。 The average molecular weights of (a1) polyethylene glycol monomethacrylate and (a2) polyethylene glycol monomethyl ether methacrylate are preferably 200 to 5000. When the average molecular weights of (a1) and (a2) are 200 or more, the polyethylene glycol chain is long, and it becomes easy to exert the effect of imparting hydrophilicity to the coating film by the coating agent. From this viewpoint, the average molecular weights of (a1) and (a2) are more preferably 300 or more, and further preferably 400 or more. On the other hand, when the average molecular weights of (a1) and (a2) are 5000 or less, the polymerizable property is good, and it is possible to prevent the occurrence of the residue without polymerization. From this viewpoint, the average molecular weights of (a1) and (a2) are more preferably 4500 or less, and further preferably 4000 or less.
なお、上記の(a1)及び(a2)の平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定される、ポリスチレン換算の値、又はNMRなどから求められる、メタクリル基を官能基とする官能基当量から算出される値である。(a1)及び(a2)としては、それぞれ、平均分子量が異なるものを1種又は2種以上用いることができる。 The average molecular weights of the above (a1) and (a2) are polystyrene-equivalent values measured by gel permeation chromatography (GPC), or functional groups having a methacryl group as a functional group, which is obtained from NMR or the like. It is a value calculated from the equivalent amount. As (a1) and (a2), one type or two or more types having different average molecular weights can be used, respectively.
(a3)第3級アミノ基を有するメタクリレートの好適な具体例としては、N,N−ジメチルアミノエチルメタクリレート、N,N−ジメチルアミノプロピルメタクリレート、N,N−ジエチルアミノエチルメタクリレート、及びN,N−ジエチルアミノプロピルメタクリレートなどのN,N−ジアルキルアミノアルキルメタクリレート、N−〔2−メタクリロイルオキシエチル〕ピペリジン、N−〔2−メタクリロイルオキシエチル〕ピロリジン、N−〔2−メタクリロイルオキシエチル〕モルホリン、並びに1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジルメタクリレートなどを挙げることができる。また、グリシジルメタクリレートと、例えばジメチルアミン、ジエチルアミン、及びジプロピルアミンなどの第2級アミノ化合物、又は例えばジメチルアミノプロピルメチルアミンなどのような第3級アミノ基及び第2級アミノ基を有する化合物を反応させて得られる、エポキシ基が開環してヒドロキシ基を有するメタクレート;メタクリロイルオキシエチルイソシアネートなどのイソシアネート基を有するメタクリレートに、ヒドロキシ基、又は1級若しくは2級アミノ基を有し、かつ、第3級アミノ基を有する化合物を反応させて得られる、ウレタン結合や尿素結合を有するメタクリレートなども挙げることができる。これらの(a3)第3級アミノ基を有するメタクリレートのうちの1種又は2種以上を使用することができる。(a3)としては、N,N−ジアルキルアミノアルキルメタクリレートがより好ましい。 (A3) Preferable specific examples of methacrylate having a tertiary amino group include N, N-dimethylaminoethyl methacrylate, N, N-dimethylaminopropyl methacrylate, N, N-diethylaminoethyl methacrylate, and N, N-. N, N-dialkylaminoalkyl methacrylates such as diethylaminopropyl methacrylate, N- [2-methacryloyloxyethyl] piperidine, N- [2-methacryloyloxyethyl] pyrrolidine, N- [2-methacryloyloxyethyl] morpholin, and 1, 2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl methacrylate and the like can be mentioned. In addition, glycidyl methacrylate and a secondary amino compound such as dimethylamine, diethylamine, and dipropylamine, or a compound having a tertiary amino group and a secondary amino group such as dimethylaminopropylmethylamine. Metacrate obtained by reaction, in which the epoxy group is ring-opened and has a hydroxy group; a methacrylate having an isocyanate group such as methacryloyloxyethyl isocyanate, which has a hydroxy group or a primary or secondary amino group, and has a second Also mentioned can be methacrylate having a urethane bond or a urea bond, which is obtained by reacting a compound having a tertiary amino group. One or more of these (a3) methacrylates having a tertiary amino group can be used. As (a3), N, N-dialkylaminoalkyl methacrylate is more preferable.
(a4)第4級アンモニウム塩基を有するメタクリレートとしては、第3級アミノ基を有するメタクリレートに、4級化剤を反応させたメタクリレートを挙げることができる。4級化剤としては、例えば、メチルクロライド、エチルクロライド、メチルブロマイド、メチルアイオダイド、プロピルクロライド、ドデシルクロライド、ベンジルクロライド、ベンジルブロマイド、ヨウ化メチル、及びベンジルアイオダイドなどの有機ハロゲン化物;メタンスルホン酸メチル、p−トルエンスルホン酸メチル、及びトリフルオロメタンスルホン酸メチルなどのスルホン酸エステル;ジメチル硫酸及びジエチル硫酸などの硫酸エステルなどが挙げられる。これらを3級アミノ基と反応させて、第4級アンモニウム塩とすることができる。また、4級化剤のうち、有機ハロゲン化物を使用した場合、窒素原子はカチオンであり、対イオンのハロゲンはアニオンとして第4級アンモニウム塩となるが、そのアニオンを他のアニオンで交換してできるモノマーを使用してもよい。そのアニオンを有する化合物しては、従来公知の化合物を使用でき、例えば、テトラフルオロホウ酸ナトリウム、トリフルオロメチル硫酸ナトリウム、過塩素酸ナトリウム、ヘキサフルオロリン酸ナトリウム、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドナトリウムなどの無機塩の化合物が挙げられる。 (A4) Examples of the methacrylate having a quaternary ammonium base include a methacrylate obtained by reacting a methacrylate having a tertiary amino group with a quaternary agent. Examples of the quaternary agent include organic halides such as methyl chloride, ethyl chloride, methyl bromide, methyl iodide, propyl chloride, dodecyl chloride, benzyl chloride, benzyl bromide, methyl iodide, and benzyl iodide; methanesulfon. Sulfonic acid esters such as methyl acid, methyl p-toluenesulfonate, and methyl trifluoromethanesulfonate; sulfate esters such as dimethylsulfate and diethylsulfate may be mentioned. These can be reacted with a tertiary amino group to form a quaternary ammonium salt. When an organic halide is used among the quaternary agents, the nitrogen atom is a cation, and the halogen of the counterion becomes a quaternary ammonium salt as an anion, but the anion is exchanged with another anion. You may use a monomer that can. Conventionally known compounds can be used as the compound having the anion, for example, sodium tetrafluoroborate, sodium trifluoromethylsulfate, sodium perchlorate, sodium hexafluorophosphate, bis (trifluoromethanesulfonyl) imide sodium. Examples include compounds of inorganic salts such as.
(a4)第4級アンモニウム塩基を有するメタクリレートの具体例としては、メタクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロライド、メタクリロイルオキシエチルベンジルジメチルアンモニウムクロライド、メタクリロイルオキシエチルジエチルメチルアンモニウムクロライド、メタクリロイルオキシエチルベンジルジエチルアンモニウムクロライド、及びメタクリロイルオキシ−2−ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウムクロライドなどの第4級アンモニウムクロライド;メタクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムブロマイド、メタクリロイルオキシエチルベンジルジメチルアンモニウムブロマイド、メタクリロイルオキシ−2−ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウムブロマイド、及びメタクリロイルオキシエチルベンジルジエチルアンモニウムブロマイドなどの第4級アンモニウムブロマイド;メタクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムアイオダイドなどの第4級アンモニウムアイオダイド;メタクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムメチルスルホネート、メタクリロイルオキシエチルトリエチルアンモニウムスルホネート、及びメタクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムトリフルオロメタンスルホネートなどの第4級硫酸エステル;メタクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムテトラフロロボレート、メタクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムヘキサフロロホスホニウム、メタクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムパークロネート、メタクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、メタクリロイルオキシ−2−ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドなどの無機性対イオン第4級アンモニウム塩が挙げられる。 (A4) Specific examples of methacrylate having a quaternary ammonium base include methacryloyloxyethyltrimethylammonium chloride, methacryloyloxyethylbenzyldimethylammonium chloride, methacryloyloxyethyldiethylmethylammonium chloride, methacryloyloxyethylbenzyldiethylammonium chloride, and methacryloyl. Tertiary ammonium chlorides such as oxy-2-hydroxypropyltrimethylammonium chloride; methacryloyloxyethyltrimethylammonium bromide, methacryloyloxyethylbenzyldimethylammonium bromide, methacryloyloxy-2-hydroxypropyltrimethylammonium bromide, and methacryloyloxyethylbenzyldimethylammonium. Tertiary ammonium bromide such as bromide; quaternary ammonium iodide such as methacryloyloxyethyltrimethylammonium iodide; methacryloyloxyethyltrimethylammonium methylsulfonate, methacryloyloxyethyltriethylammonium sulfonate, and methacryloyloxyethyltrimethylammonium trifluoromethanesulfonate and the like. Tertiary sulfate ester; Methacryloyloxyethyltrimethylammonium tetrafluoroborate, Methacryloyloxyethyltrimethylammonium hexafluorophosphonium, Methacryloyloxyethyltrimethylammonium percronate, Methacryloyloxyethyltrimethylammonium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide, Methacryloyloxy- Examples thereof include inorganic counterionic quaternary ammonium salts such as 2-hydroxypropyltrimethylammonium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide.
これらの(a4)第4級アンモニウム塩基を有するメタクリレートをそのまま、A−Bブロックコポリマーの合成原料に用いることができる。また、(a3)第3級アミノ基を有するメタクリレートを用いてA−Bブロックコポリマーを得た後、4級化剤により、ブロックコポリマーにおける第3級アミノ基を第4級アンモニウム塩にして、第4級アンモニウム塩基を有するメタクリレートに由来する構成単位を含むA−Bブロックコポリマーとしてもよい。 These (a4) methacrylates having a quaternary ammonium base can be used as they are as a raw material for synthesizing AB block copolymers. Further, (a3) an AB block copolymer is obtained using methacrylate having a tertiary amino group, and then a quaternary agent is used to convert the tertiary amino group in the block copolymer into a quaternary ammonium salt. It may be an AB block copolymer containing a structural unit derived from methacrylate having a quaternary ammonium base.
A鎖のポリマーブロックは、上記(a1)に由来する構成単位、上記(a2)に由来する構成単位、上記(a3)に由来する構成単位、及び上記(a4)に由来する構成単位からなる群より選ばれる1種又は2種以上の構成単位を含むことができる。親水性にさらに優れた被膜を得る観点から、A鎖のポリマーブロックは、平均分子量が200〜5000の(a2)ポリエチレングリコールモノメチルエーテルメタクリレートに由来する構成単位を含むことがより好ましい。また、同様の観点から、A鎖のポリマーブロックは、前述の(a3)に由来する構成単位における第3級アミノ基が4級化剤により4級化された(a4)第4級アンモニウム塩基を有するメタクリレートに由来する構成単位を含むこともより好ましい。 The polymer block of the A chain is a group consisting of a structural unit derived from the above (a1), a structural unit derived from the above (a2), a structural unit derived from the above (a3), and a structural unit derived from the above (a4). It can contain one or more structural units selected from the above. From the viewpoint of obtaining a film having more excellent hydrophilicity, it is more preferable that the polymer block of the A chain contains a structural unit derived from (a2) polyethylene glycol monomethyl ether methacrylate having an average molecular weight of 200 to 5000. From the same viewpoint, the polymer block of the A chain contains a (a4) quaternary ammonium base in which the tertiary amino group in the structural unit derived from the above (a3) is quaternized by a quaternary agent. It is also more preferable to include a structural unit derived from the methacrylate having.
A鎖のポリマーブロックは、上述した(a1)、(a2)、(a3)、及び(a4)からなる群より選ばれる1種又は2種以上に由来する構成単位のみで構成されていてもよい。また、本発明の目的を損なわない範囲において、A鎖のポリマーブロックは、(a1)〜(a4)と共重合可能な他のメタクリレート系モノマーに由来する構成単位を含んでいてもよい。A鎖のポリマーブロックを構成するモノマー中、(a1)〜(a4)の合計の使用量は、特に限定されず、使用されるモノマーの種類及びそれによって形成されるA鎖のポリマーブロックに由来する性能に応じて、適宜決定することができる。(a1)〜(a4)の合計の使用量は、A鎖のポリマーブロックを構成するモノマーの全質量を基準として、50質量%以上であることが好ましく、80質量%以上であることがより好ましい。 The polymer block of the A chain may be composed of only one or more structural units selected from the group consisting of (a1), (a2), (a3), and (a4) described above. .. Further, as long as the object of the present invention is not impaired, the polymer block of the A chain may contain a structural unit derived from another methacrylate-based monomer copolymerizable with (a1) to (a4). The total amount of (a1) to (a4) used in the monomers constituting the A-chain polymer block is not particularly limited, and is derived from the type of the monomer used and the A-chain polymer block formed thereby. It can be appropriately determined according to the performance. The total amount of (a1) to (a4) used is preferably 50% by mass or more, more preferably 80% by mass or more, based on the total mass of the monomers constituting the polymer block of the A chain. ..
他のメタクリレート系モノマーとしては、上述した(a1)〜(a4)以外のメタクリレート系モノマーであり、かつ、前述の通り、B鎖のポリマーブロックに使用される、アルコキシシリル基を有するメタクリレートを除くメタクリレート系モノマーである。A鎖のポリマーブロックには、他のメタクリレート系モノマーの1種又は2種以上が用いられてもよい。 The other methacrylate-based monomer is a methacrylate-based monomer other than the above-mentioned (a1) to (a4), and as described above, a methacrylate excluding the methacrylate having an alkoxysilyl group used in the polymer block of the B chain. It is a system monomer. One or more of other methacrylate-based monomers may be used for the A-chain polymer block.
他のメタクリレート系モノマーとしては、炭素原子数5以下のアルキル基を有するメタクリレート、シクロアルキル基を有するメタクリレート、芳香族基を有するメタクリレート、アルケニル基を有するメタクリレートなどを挙げることができる。炭素原子数5以下のアルキル基を有するメタクリレートの具体例としては、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、ブチルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、t−ブチルメタクリレート、及びペンチルメタクリレートなどを挙げることができる。シクロアルキル基を有するメタクリレートの具体例としては、シクロヘキシルメタクリレート、t−ブチルシクロヘキシルメタクリレート、イソボルニルメタクリレート、2,2,4−トリメチルシクロヘキシルメタクリレート、シクロデシルメタクリレート、及びシクロデシルメチルメタクリレートなどを挙げることができる。芳香族基を有するメタクリレートの具体例としては、ベンジルメタクリレート、フェニルメタクリレート、及びナフチルメタクリレートなどを挙げることができる。アルケニル基を有するメタクリレートの具体例としては、ビニルメタクリレート及びアリルメタクリレートなどを挙げることができる。 Examples of other methacrylate-based monomers include methacrylate having an alkyl group having 5 or less carbon atoms, methacrylate having a cycloalkyl group, methacrylate having an aromatic group, and methacrylate having an alkenyl group. Specific examples of methacrylate having an alkyl group having 5 or less carbon atoms include methyl methacrylate, ethyl methacrylate, propyl methacrylate, isopropyl methacrylate, butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, t-butyl methacrylate, and pentyl methacrylate. Specific examples of methacrylate having a cycloalkyl group include cyclohexyl methacrylate, t-butyl cyclohexyl methacrylate, isobornyl methacrylate, 2,2,4-trimethylcyclohexyl methacrylate, cyclodecyl methacrylate, cyclodecylmethyl methacrylate and the like. can. Specific examples of the methacrylate having an aromatic group include benzyl methacrylate, phenyl methacrylate, naphthyl methacrylate and the like. Specific examples of methacrylate having an alkenyl group include vinyl methacrylate and allyl methacrylate.
また、他のメタクリレート系モノマーとしては、ヒドロキシ基を有するメタクリレートを挙げることもできる。その具体例としては、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロキシプロピルメタクリレート、3−ヒドロキシプロピルメタクリレート、及び4−ヒドロキシブチルメタクリレートなどのヒドロキシアルキルメタクリレート(アルキレングリコールのモノメタクリレート)、並びに3−クロロ−2−ヒドロキシプロピルメタクリレートなどが挙げられる。なお、ヒドロキシ基を有するメタクリレートを用いると、A鎖の構造中に存在するヒドロキシ基が、B鎖に存在するアルコキシシリル基と反応するため、A鎖のポリマーブロックとB鎖におけるアルコキシシリル基が分子鎖間で反応してゲル化を引き起こす可能性がある。しかし、その反応で得られたものは水分や熱によって加水分解してシラノールとなるので、ゲル化したとしても、コーティング剤として使用可能であり、また、コーティング剤の使用条件の設定などにより、ゲル化を防止することも可能である。 Moreover, as another methacrylate-based monomer, methacrylate having a hydroxy group can also be mentioned. Specific examples thereof include hydroxyalkyl methacrylate (monomethacrylate of alkylene glycol) such as 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate, 3-hydroxypropyl methacrylate, and 4-hydroxybutyl methacrylate, and 3-chloro-2-. Hydroxypropyl methacrylate and the like can be mentioned. When a methacrylate having a hydroxy group is used, the hydroxy group existing in the structure of the A chain reacts with the alkoxysilyl group existing in the B chain, so that the polymer block of the A chain and the alkoxysilyl group in the B chain are molecules. It can react between chains and cause gelation. However, since the product obtained by the reaction is hydrolyzed by moisture or heat to silanol, it can be used as a coating agent even if it is gelled, and the gel can be used depending on the setting of the conditions for using the coating agent. It is also possible to prevent the conversion.
他のメタクリレート系モノマーとしては、ヘテロ原子として酸素原子を含む複素環を有するメタクリレートを挙げることもできる。その具体例としては、テトラヒドロフルフリルメタクリレート、及びグリシジルメタクリレートなどが挙げられる。さらには、他のメタクリレート系モノマーとしては、アセチル基を有するメタクリレートを挙げることもできる。その具体例としては、1−アセチルエチルメタクリレート、アセトアセチルエチルメタクリレート、及び2−アセトアセチルオキシエチルメタクリレートなどが挙げられる。 As another methacrylate-based monomer, methacrylate having a heterocycle containing an oxygen atom as a hetero atom can also be mentioned. Specific examples thereof include tetrahydrofurfuryl methacrylate and glycidyl methacrylate. Furthermore, as another methacrylate-based monomer, methacrylate having an acetyl group can also be mentioned. Specific examples thereof include 1-acetylethyl methacrylate, acetoacetylethyl methacrylate, 2-acetoacetyloxyethyl methacrylate and the like.
他のメタクリレート系モノマーとしては、イソシアネート基を有するメタクリレートを挙げることもできる。その具体例としては、メタクリロキシエチルイソシアネート、メタクリロキシエトキシエチルイソシアネート、及びそれらをカプロラクタムなどでブロックしてあるブロック化イソシアネート含有メタクリレートなどが挙げられる。 As another methacrylate-based monomer, methacrylate having an isocyanate group can also be mentioned. Specific examples thereof include methacryloxyethyl isocyanate, methacryloxyethoxyethyl isocyanate, and blocked isocyanate-containing methacrylate in which they are blocked with caprolactam or the like.
さらには、A鎖のポリマーブロックは、メタクリレート系モノマー以外の他のモノマーに由来する構成単位を含んでいてもよい。他のモノマーとしては、上述の他のメタクリレート系モノマーの具体例に対応するアクリレート系モノマーを挙げることができる。また、他のモノマーとしては、例えば、カルボキシ基を有するモノマーが挙げられる。カルボキシ基を有するモノマーとしては、例えば、アクリル酸;メタクリル酸;2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート及び4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートなどのヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートに、無水マレイン酸、無水コハク酸、又は無水フタル酸を反応させたモノマーなどを挙げることができる。 Furthermore, the polymer block of the A chain may contain a structural unit derived from a monomer other than the methacrylate-based monomer. Examples of other monomers include acrylate-based monomers corresponding to the above-mentioned specific examples of other methacrylate-based monomers. In addition, examples of other monomers include monomers having a carboxy group. Examples of the monomer having a carboxy group include acrylic acid; methacrylic acid; hydroxyalkyl (meth) acrylates such as 2-hydroxyethyl (meth) acrylate and 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, maleic anhydride, and succinic anhydride. , Or a monomer obtained by reacting with phthalic anhydride.
また、他のモノマーとしては、例えば、メタクリロイロキシエチルモノ又はポリカプロラクトンなどのような、(ポリ)アルキレングリコールモノ(メタ)アクリル酸エステルを開始剤として、ε−カプロラクトン及びγ−ブチロラクトンなどのラクトン類を開環重合して得られるポリエステル系モノ(メタ)アクリル酸エステル;2−(メタ)アクリロイロキシエチル−2−ヒドロキシエチルフタレート及び2−(メタ)アクリロイロキシエチル−2−ヒドロキシエチルサクシネートなどのような、(ポリ)アルキレングリコールモノ(メタ)アクリル酸エステルに2塩基酸を反応させてハーフエステル化した後、2塩基酸のもう一方のカルボキシ基に、アルコール又はアルキレングリコールを反応させたエステル系(メタ)アクリレート;2−(4−ベンゾキシ−3−ヒドロキシフェノキシ)エチルメタクリレート、2−(2’−ヒドロキシ−5−(メタ)アクリロイロキシエチルフェニル)−2H−ベンゾトリアゾールの如き紫外線を吸収するモノマー;ポリメタクリル酸メチルやポリスチレンの末端にメタクリロキシ基を導入したマクロモノマーなどが挙げられる。 In addition, as other monomers, for example, lactones such as ε-caprolactone and γ-butyrolactone, starting from (poly) alkylene glycol mono (meth) acrylic acid ester such as methacrylooxyethyl mono or polycaprolactone. Polyester mono (meth) acrylic acid ester obtained by ring-opening polymerization of the same compounds; 2- (meth) acryloyloxyethyl-2-hydroxyethyl phthalate and 2- (meth) acryloyloxyethyl-2-hydroxyethyl succi A (poly) alkylene glycol mono (meth) acrylic acid ester such as nate is reacted with a dibasic acid to form a half ester, and then the other carboxy group of the dibasic acid is reacted with an alcohol or an alkylene glycol. Ester-based (meth) acrylate; UV rays such as 2- (4-benzoxy-3-hydroxyphenoxy) ethyl methacrylate, 2- (2'-hydroxy-5- (meth) acryloyloxyethylphenyl) -2H-benzotriazole. Monomer that absorbs alcohol; examples thereof include polymethyl methacrylate and macromonomer in which a methacryloxy group is introduced at the end of polystyrene.
A鎖のポリマーブロックの原料には、上記のモノマーを使用することができるが、前述したA鎖としての機能を発揮できるように、カルボキシ基、ヒドロキシ基、エポキシ基、及びイソシアネート基を有しないモノマー(より好ましくはメタクリレート)を使用することが好ましい。なお、これらの反応性基を有するメタクリレートを使用し、それらの反応性基による反応を利用してポリマーを改質してもよい。 The above-mentioned monomer can be used as a raw material for the polymer block of the A chain, but a monomer having no carboxy group, a hydroxy group, an epoxy group, and an isocyanate group so as to exhibit the above-mentioned function as the A chain. It is preferable to use (more preferably methacrylate). In addition, the polymer may be modified by using the methacrylate having these reactive groups and utilizing the reaction by those reactive groups.
A鎖のポリマーブロックの数平均分子量(Mn)は、3000〜50000であり、好ましくは3000〜40000、より好ましくは5000〜30000、さらに好ましくは5000〜20000である。A鎖のポリマーブロックのMnが3000未満であると、コーティング剤で形成される被膜に親水性を付与する効果が十分に得られない場合がある。一方、A鎖のポリマーブロックのMnが50000を超えると、A鎖の分子量が大きすぎて、重合機構上、末端が不活性化してしまう確率が高くなり、B鎖の重合率が低下したり、それにより、B鎖を構成するモノマーが残存したりする場合がある。また、その結果、A鎖のみポリマー成分となってしまい、B鎖の反応による固定化が十分になされずに脱落するポリマー成分が出る場合がある。 The number average molecular weight (Mn) of the polymer block of the A chain is 3,000 to 50,000, preferably 3,000 to 40,000, more preferably 5,000 to 30,000, and even more preferably 5,000 to 20,000. If the Mn of the A-chain polymer block is less than 3000, the effect of imparting hydrophilicity to the coating film formed by the coating agent may not be sufficiently obtained. On the other hand, if the Mn of the polymer block of the A chain exceeds 50,000, the molecular weight of the A chain is too large, the probability that the end is inactivated due to the polymerization mechanism increases, the polymerization rate of the B chain decreases, or the polymerization rate of the B chain decreases. As a result, the monomers constituting the B chain may remain. Further, as a result, only the A chain becomes a polymer component, and the polymer component may be dropped due to insufficient immobilization by the reaction of the B chain.
本明細書において、A鎖のポリマーブロックのMnは、A−BブロックコポリマーにおけるA鎖のポリマーブロックに相当するA鎖のポリマーについて、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定される、ポリスチレン換算の値である。例えば、後述する実施例で採られた以下に示す測定条件にてGPCによる測定を行うことができる。
装置:ショウデックスGPC−104(昭光通商社製)
カラム:LF−404R(昭光通商社製) 2本
溶離液:THF
流速:0.1mL/min
温度:40℃
検出方法:示差屈折計(RI(Refractive Index)検出器)
In the present specification, the Mn of the A-chain polymer block is polystyrene-equivalent as measured by gel permeation chromatography (GPC) for the A-chain polymer corresponding to the A-chain polymer block in the AB block copolymer. The value. For example, the measurement by GPC can be performed under the following measurement conditions taken in the examples described later.
Equipment: Showdex GPC-104 (manufactured by Shoko Co., Ltd.)
Column: LF-404R (manufactured by Shoko Co., Ltd.) 2 Eluents: THF
Flow velocity: 0.1 mL / min
Temperature: 40 ° C
Detection method: Differential refractometer (RI (Refractive Index) detector)
A鎖のポリマーブロックの分子量分布(Mw/Mn;PDI)は、1.50以下であり、好ましくは1.48以下である。このA鎖のポリマーブロックの分子量分布は、上述の通り測定されるA鎖のポリマーブロックのMnと、A鎖のポリマーブロックの重量平均分子量(Mw)とから算出される。A鎖のポリマーブロックのMwは、上述のMnと同様、A−BブロックコポリマーにおけるA鎖のポリマーブロックに相当するA鎖のポリマーについて、GPCにより測定される、ポリスチレン換算の値である。A鎖のポリマーブロックのMw/Mnを1.50以下とすることにより、B鎖のポリマーブロックを重合成長させるときに、B鎖の分子量も均一に伸びると考えられる。 The molecular weight distribution (Mw / Mn; PDI) of the polymer block of the A chain is 1.50 or less, preferably 1.48 or less. The molecular weight distribution of the A-chain polymer block is calculated from the Mn of the A-chain polymer block measured as described above and the weight average molecular weight (Mw) of the A-chain polymer block. The Mw of the A-chain polymer block is a polystyrene-equivalent value measured by GPC for the A-chain polymer corresponding to the A-chain polymer block in the AB block copolymer, as in the case of Mn described above. By setting the Mw / Mn of the polymer block of the A chain to 1.50 or less, it is considered that the molecular weight of the B chain also extends uniformly when the polymer block of the B chain is polymerized and grown.
(B鎖のポリマーブロック)
次に、A−BブロックコポリマーにおけるB鎖のポリマーブロックについて説明する。B鎖のポリマーブロックは、反応性基であるアルコキシシリル基を有するメタクリレートに由来する構成単位を含み、その構成により、A−Bブロックコポリマーにおける反応性鎖として機能する。B鎖のポリマーブロックには、アルコキシシリル基を有するメタクリレートのうちの1種又は2種以上を使用することができる。
(B-chain polymer block)
Next, the B-chain polymer block in the AB block copolymer will be described. The B-chain polymer block contains a structural unit derived from a methacrylate having an alkoxysilyl group which is a reactive group, and by its composition, functions as a reactive chain in the AB block copolymer. For the polymer block of the B chain, one or more of the methacrylates having an alkoxysilyl group can be used.
好適なアルコキシシリル基を有するメタクリレートとしては、例えば、3−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン(別称:3−(ジメトキシメチルシリル)プロピルメタクリレート)、及び3−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン(別称:3−(ジエトキシメチルシリル)プロピルメタクリレート)などのメタクリロキシプロピルアルキルジアルコキシシラン;3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(別称:3−(トリメトキシシリル)プロピルメタクリレート)、及び3−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン(別称:3−(トリエトキシシリル)プロピルメタクリレート)などのメタクリロキシプロピルトリアルコキシシランを挙げることができる。アルコキシシリル基を有するメタクリレートとしては、メタクリロキシプロピルトリアルコキシシランがさらに好ましい。 Examples of methacrylate having a suitable alkoxysilyl group include 3-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane (also known as 3- (dimethoxymethylsilyl) propylmethacrylate) and 3-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane (also known as 3-). Methacryloxypropylalkyldialkoxysilanes such as (diethoxymethylsilyl) propylmethacrylate); 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane (also known as 3- (trimethoxysilyl) propylmethacrylate), and 3-methacryloxypropyltriethoxysilane. (Also known as: 3- (triethoxysilyl) propyl methacrylate) and the like methacryloxypropyltrialkoxysilane can be mentioned. As the methacrylate having an alkoxysilyl group, methacryloxypropyltrialkoxysilane is more preferable.
また、グリシジルメタクリレート及びメタクリロキシエチルイソシアネートなどの反応性基(グリシジル基及びイソシアネート基など)を有するモノマーに、アミノ基を有するシランカップリング剤(例えば、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、及び3−アミノプロピルメトキシシランなど)を反応させて得られる、アルコキシシリル基を有するメタクリレートを使用してもよい。さらには、メタクリル酸などのカルボキシ基を有するモノマーに、グリシジル基を有するシランカップリング剤(例えば、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、及び3−グリシドキシプロピルトリエトキシシランなど)、又は上記のアミノ基を有するシランカップリング剤を反応させて得られる、アルコキシシリル基を有するメタクリレートを使用してもよい。 Further, a silane coupling agent having an amino group (for example, N-2- (aminoethyl) -3-amino) is added to a monomer having a reactive group (glycidyl group, isocyanate group, etc.) such as glycidyl methacrylate and methacrylate ethyl isocyanate. Propylmethyldimethoxysilane, 3-aminopropylmethoxysilane, etc.) may be reacted to obtain a methacrylate having an alkoxysilyl group. Furthermore, a silane coupling agent having a glycidyl group (for example, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, and 3-glycidoxypropyltriethoxysilane) are added to a monomer having a carboxy group such as methacrylic acid. Etc.), or methacrylate having an alkoxysilyl group obtained by reacting the above-mentioned silane coupling agent having an amino group may be used.
また、A鎖を得た後、イソシアネート基、グリシジル基、又はカルボキシ基を有するモノマーを使用してブロックコポリマーとしてから、さらに、それらの基と反応する基を有するシランカップリング剤を反応させて、A−Bブロックコポリマーとしてもよい。その場合は、A鎖にはそのイソシアネート基、グリシジル基、又はカルボキシ基を有するモノマーを使用しないことが必要である。 Further, after obtaining the A chain, a monomer having an isocyanate group, a glycidyl group, or a carboxy group is used to form a block copolymer, and then a silane coupling agent having a group that reacts with those groups is further reacted. It may be an AB block copolymer. In that case, it is necessary not to use a monomer having an isocyanate group, a glycidyl group, or a carboxy group in the A chain.
なお、B鎖のポリマーブロックにおいては、アルコキシシリル基を有するメタクリレートを100質量%使用することが好ましいが、前述の他のメタクリレートを1種以上使用して、共重合鎖としてもよいし、A鎖の残留モノマーがB鎖に導入されてもよい。 In the B chain polymer block, it is preferable to use 100% by mass of a methacrylate having an alkoxysilyl group, but one or more of the above-mentioned other methacrylates may be used to form a copolymer chain, or the A chain. Residual monomer may be introduced into the B chain.
B鎖のポリマーブロックの数平均分子量(Mn)は、5000以下であり、好ましくは4000以下、より好ましくは500〜4000、さらに好ましくは1000〜3000である。このB鎖のポリマーブロックのMnは、A−BブロックコポリマーのMnから、前述したA鎖のポリマーブロックのMnを差し引いた値である。B鎖のポリマーブロックのMnが5000を超えると、B鎖が結合、粒子化して異物となる場合がある。B鎖のポリマーブロックはMnが5000以下というA鎖に比べて短い分子鎖であり、かつ、アルコキシシリル基をB鎖のポリマーブロックに集中させていることによって、B鎖のポリマーブロックが基材との反応と自己反応によって、均一な膜形成をすることができる。 The number average molecular weight (Mn) of the B-chain polymer block is 5000 or less, preferably 4000 or less, more preferably 500 to 4000, and even more preferably 1000 to 3000. The Mn of the B-chain polymer block is a value obtained by subtracting the Mn of the A-chain polymer block described above from the Mn of the AB block copolymer. If the Mn of the polymer block of the B chain exceeds 5000, the B chain may be bonded and atomized to become a foreign substance. The polymer block of the B chain is a molecular chain having a Mn of 5000 or less, which is shorter than that of the A chain, and by concentrating the alkoxysilyl group on the polymer block of the B chain, the polymer block of the B chain becomes a base material. A uniform film can be formed by the reaction and self-reaction of.
以上述べたA鎖及びB鎖の各ポリマーブロックを含むA−Bブロックコポリマーは、メタクリレート系モノマーで構成されていることが好ましい。A−Bブロックコポリマーを構成するモノマーが全てメタクリレート系モノマーである場合、前述の通り、加水分解し難く、耐薬品性及び耐水性などの耐性が良好であり、かつ、分子量分布が狭いA−Bブロックコポリマーが得られ易い。コーティング剤により、良好な親水性及び耐久性を有する被膜を形成するために、A−Bブロックコポリマーの分子量分布(Mw/Mn;PDI)は、1.60以下であることが好ましく、1.55以下であることがより好ましい。これは分子量分布が狭い、すなわち、分子量が揃っているということを表す。このような分子量分布を有するA−Bブロックコポリマーは、A−Bブロックコポリマーにおける多くの又はほぼ全ての高分子鎖が、前述したA鎖及びB鎖の各ポリマーブロックが担う機能を発揮できることとなるので好ましい。また、A−Bブロックコポリマーの数平均分子量(Mn)は、3500〜55000であることが好ましく、5000〜40000であることがより好ましく、6000〜30000であることがさらに好ましい。A−BブロックコポリマーのMn及びMwは、前述のA鎖のポリマーブロックのMn及びMwと同様、GPCにより測定される、ポリスチレン換算の値である。 The AB block copolymer containing each of the A chain and B chain polymer blocks described above is preferably composed of a methacrylate-based monomer. When all the monomers constituting the AB block copolymer are methacrylate-based monomers, as described above, AB is difficult to hydrolyze, has good resistance such as chemical resistance and water resistance, and has a narrow molecular weight distribution. Block copolymers are easy to obtain. The molecular weight distribution (Mw / Mn; PDI) of the AB block copolymer is preferably 1.60 or less, preferably 1.55, in order to form a film having good hydrophilicity and durability with the coating agent. More preferably: This means that the molecular weight distribution is narrow, that is, the molecular weights are uniform. In the AB block copolymer having such a molecular weight distribution, many or almost all the polymer chains in the AB block copolymer can exert the functions of the above-mentioned A chain and B chain polymer blocks. Therefore, it is preferable. The number average molecular weight (Mn) of the AB block copolymer is preferably 3500 to 55000, more preferably 5000 to 40,000, and even more preferably 6000 to 30000. The Mn and Mw of the AB block copolymer are polystyrene-equivalent values measured by GPC, similar to the Mn and Mw of the polymer block of the A chain described above.
A−Bブロックコポリマーの重合方法は、特に限定されないが、リビングラジカル重合により、A−Bブロックコポリマーを得ることが好ましい。このリビングラジカル重合は、下記一般反応式(1)で表される反応機構で進み、ドーマント種Polymer−X(P−X;Xは保護基)の成長ラジカルへの可逆的活性反応である。 The polymerization method of the AB block copolymer is not particularly limited, but it is preferable to obtain the AB block copolymer by living radical polymerization. This living radical polymerization proceeds by a reaction mechanism represented by the following general reaction formula (1), and is a reversible active reaction of the Dormant species Polymer-X (PX; X is a protecting group) to growth radicals.
この重合機構は、後述するリビングラジカル重合の種類によって変わる可能性があるが、P−Xから保護基であるXが触媒や熱によってX・のラジカルとして脱離して、できたP・にモノマーMが付加する。しかし、P−Xの方が化学的に安定なので、脱離したX・がすぐに結合して、末端を保護する。その作用によって、ラジカル重合の副反応である停止反応を防止することができ、これを繰り返すことで、分子量が均一で、そのXの量で分子量を調整することができ、さらには、ブロックコポリマーなどの今までのラジカル重合で得ることができないポリマーを得ることができる。 This polymerization mechanism may change depending on the type of living radical polymerization described later, but the protecting group X is desorbed from PX as a radical of X · by a catalyst or heat, and the resulting P · is a monomer M. Is added. However, since PX is chemically more stable, the desorbed X · immediately binds to protect the ends. By its action, it is possible to prevent the termination reaction, which is a side reaction of radical polymerization, and by repeating this, the molecular weight can be made uniform, and the molecular weight can be adjusted by the amount of X, and further, block copolymers and the like can be used. It is possible to obtain a polymer that cannot be obtained by the conventional radical polymerization.
リビングラジカル重合は、具体的には、アミンオキシドラジカルの解離と結合を利用するニトロキサイド法(Nitroxide mediated polymerization:NMP法);銅やルテニウム、ニッケル、鉄などの重金属、そして、それと錯体を形成するリガンドを使用して、ハロゲン化合物を開始化合物として重合する原子移動ラジカル重合法(Atom transfer radical polymerization:ATRP法);ジチオカルボン酸エステルやザンテート化合物などを開始化合物として、付加重合性モノマーとラジカル開始剤を使用して重合する可逆的付加開裂型連鎖移動重合法(Reversible addition− fragmentation chain transfer:RAFT法)や、MADIX(Macromolecular Design via Interchange of Xanthate)法;有機テルルや有機ビスマス、有機アンチモン、ハロゲン化アンチモン、有機ゲルマニウム、ハロゲン化ゲルマニウムなどの重金属を用いる方法(Degenerative transfer:DT法);ヨウ素化合物を開始剤化合物としたヨウ素移動重合法(Iodine Transfer Polymerization:ITR法);ヨウ素や臭素化合物を重合開始剤とし、有機化合物やヨウ素イオンを有する化合物を重合触媒とする可逆的移動触媒重合法(Reversible Transfer Catalized Polymerization:RTCP法やReversible Complexation Mediated Polymerization :RCMP法);が用いられる。 Living radical polymerization is specifically a nitroxide polymerization (NMP method) that utilizes the dissociation and binding of amine oxide radicals; heavy metals such as copper, ruthenium, nickel, and iron, and ligands that form complexes with them. Atom transfer radical polymerization (ATRP method) in which a halogen compound is polymerized as an initiator compound using Reversible addition-fragmentation chain transferer (RAFT method), MADIX (Macromolecular Design via Interchange of Xantate) method, organic anti-montel organic method , A method using a heavy metal such as organic germanium or germanium halide (Degenerative transfer: DT method); an iodine transfer polymerization method using an iodine compound as an initiator compound (Idine Transfer Polymerization: ITR method); a polymerization initiator using iodine or a bromine compound. Then, a reversible transfer-catalyzed polymerization method (RTCP method or Reversible Complexization Polymerization: RCMP method) using an organic compound or a compound having iodine ions as a polymerization catalyst is used.
上記のリビングラジカル集合法のなかでも、環境やコストの面を考慮すると、特殊な化合物や金属等を使用しないITR法、RTCP法、及びRCMP法が好ましい。ITR法、RTCP法、及びRCMP法では、メタクリレートを使用することで、その重合の過程で保護基Xが結合した末端が3級となるため、その反応性の点からも好ましい。これらの重合条件、後処理方法、使用する開始化合物、及び触媒などは、特に限定されず、従来公知の方法、条件、及び材料などを適宜採用することができる。得られたポリマーはそのままでもよいし、精製してもよい。 Among the above-mentioned living radical assembly methods, the ITR method, the RTCP method, and the RCMP method, which do not use special compounds or metals, are preferable in consideration of the environment and cost. In the ITR method, RTCP method, and RCMP method, by using methacrylate, the terminal to which the protecting group X is bonded becomes tertiary in the process of polymerization, which is also preferable from the viewpoint of its reactivity. These polymerization conditions, post-treatment methods, starting compounds to be used, catalysts and the like are not particularly limited, and conventionally known methods, conditions, materials and the like can be appropriately adopted. The obtained polymer may be used as it is or may be purified.
重合の形態としては、特に限定されない。塊状重合、懸濁重合、沈殿重合、乳化重合、分散重合、及び溶液重合などを挙げることができ、好ましくは溶液重合である。溶液重合に用いる溶媒をそのままコーティング剤に含有させる溶剤成分として利用することができ、溶液重合により、A−Bブロックコポリマー及び溶媒(溶剤)を含有するコーティング剤を得ることができる。この際に用いる溶媒は、特に限定されず、下記のものが例示できる。 The form of polymerization is not particularly limited. Bulk polymerization, suspension polymerization, precipitation polymerization, emulsion polymerization, dispersion polymerization, solution polymerization and the like can be mentioned, and solution polymerization is preferable. The solvent used for solution polymerization can be used as it is as a solvent component to be contained in the coating agent, and the coating agent containing the AB block copolymer and the solvent (solvent) can be obtained by solution polymerization. The solvent used in this case is not particularly limited, and the following can be exemplified.
溶液重合に用いる溶媒としては、例えば、ヘキサン、オクタン、デカン、イソデカン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、トルエン、キシレン、及びエチルベンゼンなどの炭化水素系溶剤; メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール、ヘキサノール、ベンジルアルコール、及びシクロヘキサノールなどのアルコール系溶剤; エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールプロピルエーテル、ジグライム、トリグライム、ジプロピリングリコールジメチルエーテル、ブチルカルビトール、ブチルトリエチレングリコール、メチルジプロピレングリコール、メチルセロソルブアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテートなどのグリコール系溶剤; ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、メチルシクロプロピルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、及びアニソールなどのエーテル系溶剤; メチルエチルケトン、ジエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、イソホロン、及びアセトフェノンなどのケトン系溶剤; 酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸プロピル、酪酸メチル、酪酸エチル、カプロラクトン、乳酸メチル、及び乳酸エチルなどのエステル系溶剤; クロロホルム、及びジクロロエタンなどのハロゲン化溶剤; ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ピロリドン、N−メチルピロリドン、カプロラクタム、3−メトキシ−N,N−ジメチルプロピオンアミド、及び3−ブトキシ−N,N−ジメチルプロピオンアミドなどのアミド系溶剤; ジメチルスルホキシド、スルホラン、テトラメチル尿素、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、及び炭酸ジメチルなどが挙げられる。これらの1種を単独で又は2種以上の混合溶剤として用いることができる。 Solvents used for solution polymerization include, for example, hydrocarbon solvents such as hexane, octane, decane, isodecane, cyclohexane, methylcyclohexane, toluene, xylene, and ethylbenzene; methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, isobutanol, hexanol. , Benzyl alcohol, and alcohol solvents such as cyclohexanol; ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, methyl cellosolve, ethyl cellosolve, butyl cellosolve, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol propyl ether, jigglime. , Triglime, dipropyrin glycol dimethyl ether, butyl carbitol, butyl triethylene glycol, methyl dipropylene glycol, methyl cellosolve acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, dipropylene glycol butyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate and other glycol solvents; diethyl ether , Dipropyl ether, methyl cyclopropyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, and anisole and other ether solvents; methyl ethyl ketone, diethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, isophorone, and acetophenone and other ketone solvents; methyl acetate, ethyl acetate, acetate. Ester solvents such as butyl, propyl acetate, methyl butyrate, ethyl butyrate, caprolactone, methyl lactate, and ethyl lactate; halogenated solvents such as chloroform and dichloroethane; dimethylformamide, dimethylacetamide, pyrrolidone, N-methylpyrrolidone, caprolactam, Amid solvents such as 3-methoxy-N, N-dimethylpropionamide, and 3-butoxy-N, N-dimethylpropionamide; dimethylsulfoxide, sulfolane, tetramethylurea, ethylene carbonate, propylene carbonate, dimethyl carbonate, etc. Can be mentioned. One of these can be used alone or as a mixed solvent of two or more.
溶媒としては、ヒドロキシ基を有していない溶媒を用いることが好ましい。ヒドロキシ基を有する溶媒を用いると、B鎖のポリマーブロックに用いるモノマーにおけるアルコキシシリル基のアルコキシ交換が起こる場合があり、そのアルコキシ脱離の反応性が劣り、B鎖のポリマーブロックによる反応が起こり難い場合がある。さらに、A鎖のポリマーブロックを構成するモノマーに、第4級アンモニウム塩基を有するメタクリレートを使用する場合は、それが塩(第4級アンモニウム塩)の構造を有することから、極性の高い溶媒を用いることが好ましい。そのような溶媒としては、上述した具体例のなかでは、例えば、低級炭素のアルコール系溶剤、グリコール系溶剤、アミド系溶剤、及びスルホキシド系溶剤などが挙げられる。これらのなかでも、上述したヒドロキシ基を有しない点、並びに乾燥性及び臭気などの点から、少なくともアミド系溶剤を使用することが好ましい。 As the solvent, it is preferable to use a solvent having no hydroxy group. When a solvent having a hydroxy group is used, alkoxy exchange of the alkoxysilyl group in the monomer used for the polymer block of the B chain may occur, the reactivity of the alkoxy elimination is poor, and the reaction by the polymer block of the B chain is unlikely to occur. In some cases. Furthermore, when methacrylate having a quaternary ammonium base is used as the monomer constituting the polymer block of the A chain, a highly polar solvent is used because it has a salt (quaternary ammonium salt) structure. Is preferable. Examples of such a solvent include lower carbon alcohol solvents, glycol solvents, amide solvents, sulfoxide solvents, and the like, among the above-mentioned specific examples. Among these, it is preferable to use at least an amide-based solvent from the viewpoint of not having the above-mentioned hydroxy group, dryness and odor.
上記のような方法で得られる重合液の固形分(モノマー濃度)は、特に限定されないが、好ましくは5〜80質量%、より好ましくは10〜60質量%である。重合が完結するように、重合液の固形分は、5質量%以上であることが好ましく、10質量%以上であることがより好ましい。一方、重合液の撹拌作業や重合収率を確保する観点から、重合液の固形分は、80質量%以下であることが好ましく、70質量%以下であることがより好ましく、60質量%以下であることがさらに好ましい。 The solid content (monomer concentration) of the polymerization solution obtained by the above method is not particularly limited, but is preferably 5 to 80% by mass, more preferably 10 to 60% by mass. The solid content of the polymerization solution is preferably 5% by mass or more, and more preferably 10% by mass or more so that the polymerization is completed. On the other hand, from the viewpoint of stirring the polymerization solution and ensuring the polymerization yield, the solid content of the polymerization solution is preferably 80% by mass or less, more preferably 70% by mass or less, and 60% by mass or less. It is more preferable to have.
重合温度は特に限定されず、好ましくは0℃〜150℃、さらに好ましくは30℃〜120℃である。重合温度は、それぞれの重合開始剤の半減期によって調整される。また、重合時間は、モノマーがなくなるまで重合を続けることが好ましいが、特に限定されず、例えば、0.5時間〜48時間、実用的な時間として好ましくは1時間〜24時間、さらに好ましくは2時間〜12時間である。 The polymerization temperature is not particularly limited, and is preferably 0 ° C. to 150 ° C., more preferably 30 ° C. to 120 ° C. The polymerization temperature is adjusted by the half-life of each polymerization initiator. The polymerization time is preferably continued until the monomer is exhausted, but is not particularly limited, and is, for example, 0.5 hour to 48 hours, preferably 1 hour to 24 hours as a practical time, and more preferably 2 hours. Hours to 12 hours.
A−Bブロックコポリマーを得る好ましい方法としては、A鎖を構成するモノマーを重合させて、その重合が完結していなくとも、アルコキシシリル基を有するメタクリレートを添加してB鎖のポリマーブロックを得るようにすることである。さらには、A鎖を構成するモノマーが完全に重合していなくても、B鎖のポリマーブロックが前述した分子量になればよく、A鎖を構成するモノマーの重合率が50%以上、さらに好ましくは80%以上になった時点で、B鎖を構成するモノマーを添加して重合してもよい。その添加は、一度に添加してもよいし、滴下装置で滴下して行ってもよい。滴下することで、A−Bブロックコポリマーは、B鎖のポリマーブロックにおけるモノマー組成が分子鎖に沿って連続的に変化する(濃度勾配をもつ)こと、すなわち、グラジエントポリマーとなることができる。 A preferred method for obtaining an AB block copolymer is to polymerize the monomers constituting the A chain and add a methacrylate having an alkoxysilyl group to obtain a B chain polymer block even if the polymerization is not completed. Is to do. Furthermore, even if the monomers constituting the A chain are not completely polymerized, the polymer block of the B chain may have the above-mentioned molecular weight, and the polymerization rate of the monomers constituting the A chain is 50% or more, more preferably. When it reaches 80% or more, the monomer constituting the B chain may be added for polymerization. The addition may be carried out at once, or may be dropped by a dropping device. By dropping, the AB block copolymer can become a gradient polymer in which the monomer composition in the polymer block of the B chain changes continuously along the molecular chain (has a concentration gradient).
以上のようにして、A−Bブロックコポリマーを得ることができる。A−Bブロックコポリマーを得た後、このアルコキシシリル基を含むブロックコポリマーの保存において、そのブロックコポリマーを含有する重合液をそのまま保存してもよい。この際、重合液への外部からの水の進入を防止して、アルコキシシリル基の加水分解による消失を防止することが好ましい。また、重合液に、必要に応じて脱水剤を添加することが好ましい。その脱水剤としては、例えば、オルトギ酸トリメチル、オルトギ酸トリエチル、オルト酢酸トリメチル、オルト酢酸トリエチル、及びオルト酢酸トリプロピルなどのオルトカルボン酸エステルを挙げることができる。これらの脱水剤の1種又は2種以上を用いることができる。脱水剤は、A−Bブロックコポリマー100質量部に対し0.1〜30質量部添加することが好ましい。 As described above, the AB block copolymer can be obtained. After obtaining the AB block copolymer, in the storage of the block copolymer containing the alkoxysilyl group, the polymerization solution containing the block copolymer may be stored as it is. At this time, it is preferable to prevent the ingress of water from the outside into the polymerization solution to prevent the alkoxysilyl group from disappearing due to hydrolysis. Further, it is preferable to add a dehydrating agent to the polymerization solution as needed. Examples of the dehydrating agent include orthocarboxylic acid esters such as trimethyl orthoformate, triethyl orthoformate, trimethyl orthoacetate, triethyl orthoacetate, and tripropyl orthoacetate. One or more of these dehydrating agents can be used. The dehydrating agent is preferably added in an amount of 0.1 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the AB block copolymer.
[溶剤]
コーティング剤には、前述したA−Bブロックコポリマーに加えて、溶剤を含有させることができる。この溶剤としては、従来公知のものが使用され、特に限定されない。その具体例としては、前述した溶液重合の際に用いることが可能な溶媒と同様のものを挙げることができる。コーティング剤を塗布し、乾燥させて被膜を形成する際の乾燥温度や乾燥時間を抑えるために、好ましくは沸点が200℃以下、より好ましくは150℃以下の溶剤を用いるのが良い。コーティング剤には、1種又は2種以上の溶剤を含有させることができる。
[solvent]
The coating agent can contain a solvent in addition to the AB block copolymer described above. As the solvent, a conventionally known solvent is used and is not particularly limited. Specific examples thereof include the same solvents as those that can be used in the above-mentioned solution polymerization. In order to suppress the drying temperature and drying time when the coating agent is applied and dried to form a film, it is preferable to use a solvent having a boiling point of 200 ° C. or lower, more preferably 150 ° C. or lower. The coating agent may contain one kind or two or more kinds of solvents.
[その他の成分]
コーティング剤には、必要に応じて、前述したA−Bブロックコポリマー及び溶剤のほか、その他の成分を含有させてもよい。その他の成分としては、公知の材料を用いることができ、コーティング剤の用途に合わせて、適宜選択して用いることができる。その材料としては、例えば、染料及び顔料などの着色剤;紫外線吸収剤、抗酸化剤、及び光安定剤などの耐久性向上剤;レベリング剤、消泡剤、芳香剤、抗菌剤、防かび剤、可塑剤、つや消し剤、顔料分散剤、沈降防止剤、光塩基発生剤、光酸発生剤、表面調整剤、及びチクソトロピック剤などを挙げることができる。さらに必要であれば、他のポリマー成分として、ポリオレフィン、アクリル樹脂、ポリエステル、ポリスチレン、及びポリウレタンなどの熱可塑性樹脂;エポキシ樹脂、フェノール樹脂、及びメラミン等の熱硬化性樹脂などをコーティング剤に含有させてもよい。また、アルコキシシリル基の反応性を上げるために、水及び塩酸などの酸性触媒、並びにアンモニア及びトリエチルアミンなどの塩基性触媒をコーティング剤に添加してもよい。上述したその他の成分は、予めコーティング剤に含有させておいてもよいし、コーティング剤を塗布する直前にコーティング剤に添加してもよい。
[Other ingredients]
If necessary, the coating agent may contain other components in addition to the above-mentioned AB block copolymer and solvent. As the other component, a known material can be used, and it can be appropriately selected and used according to the use of the coating agent. The materials include, for example, colorants such as dyes and pigments; durability improvers such as UV absorbers, antioxidants, and light stabilizers; leveling agents, antifoaming agents, fragrances, antibacterial agents, and antifungal agents. , Plasticizers, matting agents, pigment dispersants, antisettling agents, photobase generators, photoacid generators, surface conditioners, thixotropic agents and the like. If necessary, the coating agent may contain other polymer components such as thermoplastic resins such as polyolefin, acrylic resin, polyester, polystyrene, and polyurethane; and thermosetting resins such as epoxy resin, phenol resin, and melamine. You may. Further, in order to increase the reactivity of the alkoxysilyl group, an acidic catalyst such as water and hydrochloric acid and a basic catalyst such as ammonia and triethylamine may be added to the coating agent. The above-mentioned other components may be contained in the coating agent in advance, or may be added to the coating agent immediately before the coating agent is applied.
[コーティング剤の組成など]
コーティング剤中の各成分の含有量は、コーティング剤の用途に応じて、適宜設計されるが、例えば、A−Bブロックコポリマーの含有量は、コーティング剤の全質量を基準として、10〜80質量%程度であることが好ましい。また、コーティング剤は、適度な流動性を示す程度の適度な粘度を有することが好ましく、コーティング剤の粘度は、例えば、1.0〜10000mPa・s程度であることが好ましい。
[Composition of coating agent, etc.]
The content of each component in the coating agent is appropriately designed according to the application of the coating agent. For example, the content of the AB block copolymer is 10 to 80 mass based on the total mass of the coating agent. It is preferably about%. Further, the coating agent preferably has an appropriate viscosity to the extent that it exhibits an appropriate fluidity, and the viscosity of the coating agent is preferably, for example, about 1.0 to 10,000 mPa · s.
コーティング剤は、従来公知の方法で得られ、その製造方法は特に限定されない。前述したA−Bブロックコポリマー、及び必要に応じて用いられる各成分を配合した後、ディスパーなどの撹拌機にて良く混合して、場合によってはフィルターにて、粗大粒子、異物、及びゴミなどを除去して、コーティング剤を製造することができる。 The coating agent can be obtained by a conventionally known method, and the production method thereof is not particularly limited. After blending the above-mentioned AB block copolymer and each component used as necessary, mix well with a stirrer such as a disper, and in some cases, use a filter to remove coarse particles, foreign substances, dust, etc. It can be removed to produce a coating agent.
<コーティング剤の使用及び被膜>
本発明の一実施形態のコーティング剤を用いて、被膜を作製することができる。コーティング剤を様々な物品である基材に塗布し、コーティング剤の乾燥及び反応により、被膜を形成することができる。コーティング剤を塗布する方法は、特に限定されない。例えば、スピンコート法、グラビアコート法、インクジェット法、スクリーン印刷法、ドクタープレード法、ロールコート法、ディップ法、スプレー法、フレキソ印刷法、及びリバースロールコーター法などにより、コーティング剤を基材に塗布することができる。
<Use of coating agent and coating>
A coating can be prepared using the coating agent of one embodiment of the present invention. A coating agent can be applied to a base material which is various articles, and a film can be formed by drying and reacting the coating agent. The method of applying the coating agent is not particularly limited. For example, a coating agent is applied to a substrate by a spin coating method, a gravure coating method, an inkjet method, a screen printing method, a doctor plaid method, a roll coating method, a dip method, a spray method, a flexographic printing method, a reverse roll coater method, or the like. can do.
コーティング剤が塗布される基材としては、特に限定されず、例えば、光学材料分野、電気材料分野、建築材料分野、表示材料分野、エネルギー分野、分離機能材分野、及び医療材料分野などに使用される基材を挙げることができる。それらの分野における物品の表面コーティング剤や表面処理剤として、コーティング剤を好適に使用することができる。具体的には、基材の材質としては、ステンレス及び銅などの金属、ガラス、セラミック、無機酸化物、シリコン、木材、紙、ポリオレフィン及びナイロンなどのプラスチック材料、並びに炭素材料などが挙げられる。 The base material to which the coating agent is applied is not particularly limited, and is used, for example, in the fields of optical materials, electrical materials, building materials, display materials, energy, separation functional materials, medical materials, and the like. Substrate can be mentioned. Coating agents can be preferably used as surface coating agents and surface treatment agents for articles in those fields. Specifically, examples of the material of the base material include metals such as stainless steel and copper, plastic materials such as glass, ceramics, inorganic oxides, silicon, wood, paper, polyolefin and nylon, and carbon materials.
コーティング剤を基材に塗布した後、そのコーティング剤層から、溶剤が揮発などにより除去されて、被膜が形成される。この際、コーティング剤中のA−BブロックコポリマーにおけるB鎖のポリマーブロックのアルコキシシリル基が、基材の表面と反応し、かつ自己架橋することで、B鎖のポリマーブロックが基材に密着し、かつ三次元網目構造を形成することができる。すなわち、本発明の一実施形態の被膜の製造方法は、基材にコーティング剤を塗布し、B鎖のポリマーブロックにおけるアルコキシシリル基を、基材の表面に反応させ、かつ、自己縮合させて被膜(親水性被膜)を形成するものである。 After the coating agent is applied to the base material, the solvent is removed from the coating agent layer by volatilization or the like to form a film. At this time, the alkoxysilyl group of the B-chain polymer block in the AB block copolymer in the coating agent reacts with the surface of the base material and self-crosslinks, so that the B-chain polymer block adheres to the base material. , And a three-dimensional network structure can be formed. That is, in the method for producing a coating film according to an embodiment of the present invention, a coating agent is applied to a base material, and the alkoxysilyl group in the polymer block of the B chain is reacted with the surface of the base material and self-condensed to form a coating film. It forms a (hydrophilic film).
したがって、基材としては、その表面にヒドロキシ基を有しているものが好ましく、例えば、ガラス製やシリコン製の基材をそのまま使用することができ、また、それらの基材の表面に処理によってシラノール基を生成させたものを使用することができる。また、金属製の基材である場合には、その表面の金属酸化物をオゾンなどで還元してヒドロキシ基を生じさせたものが好ましい。木材や紙などの基材もそのまま使用できる可能性がある。さらには、セラミック、金属、及び炭素材料などの表面が不活性な基材の場合には、その基材の表面を予め酸化させた後、還元してヒドロキシ基を生じさせたものや、基材の表面にシリカ、アルミナ、及びジルコニアなどの処理を行い、ヒドロキシ基を付与させたものが好ましい。 Therefore, as the base material, those having a hydroxy group on the surface thereof are preferable, and for example, a base material made of glass or silicon can be used as it is, and the surface of the base material can be treated by treatment. Those having a silanol group generated can be used. Further, in the case of a metal base material, it is preferable that the metal oxide on the surface thereof is reduced with ozone or the like to generate a hydroxy group. There is a possibility that base materials such as wood and paper can be used as they are. Furthermore, in the case of a base material such as ceramic, metal, or carbon material whose surface is inert, the surface of the base material is oxidized in advance and then reduced to generate a hydroxy group, or the base material. The surface of the ceramic is preferably treated with silica, alumina, zirconia or the like to impart a hydroxy group.
A−BブロックコポリマーにおけるB鎖のポリマーブロックが有するアルコキシシリル基の反応は、次のような反応によって行われると考えられる。すなわち、A−Bブロックコポリマーの構造中のアルコキシシリル基が、熱や空気中の水分、又は必要に応じてコーティング剤に添加される水によって、アルコールとシラノール基となり、このシラノール基が脱水縮合し、また、基材表面のヒドロキシ基と脱水縮合すると考えられる。こうした反応によって、コーティング剤による被膜と基材との密着性を向上させ、かつ、三次元網目構造により、被膜の耐久性を向上させることができる。 The reaction of the alkoxysilyl group contained in the B-chain polymer block in the AB block copolymer is considered to be carried out by the following reaction. That is, the alkoxysilyl group in the structure of the AB block copolymer becomes an alcohol and a silanol group by heat, moisture in the air, or water added to the coating agent as needed, and this silanol group is dehydrated and condensed. Also, it is considered to be dehydrated and condensed with the hydroxy group on the surface of the base material. By such a reaction, the adhesion between the coating film by the coating agent and the base material can be improved, and the durability of the coating film can be improved by the three-dimensional network structure.
より詳しく説明すると、基材の表面の活性水素官能基(好ましくはヒドロキシ基)と、B鎖におけるアルコキシシリル基の加水分解によるシラノール基との脱水縮合反応によって、A−Bブロックコポリマーを基材に結合させることができる。また、A−BブロックコポリマーにおけるB鎖は多数のアルコキシシリル基を有するポリマーブロックであることから、多点で基材表面と反応し、基材に対して優れた密着性を示す被膜が得られる。そしてさらに、B鎖は多数のアルコキシシリル基を有することから、基材だけでなく、自己架橋することによって、B鎖のポリマーブロックが三次元網目構造となって、被膜の耐久性をより向上させることができる。 More specifically, the AB block copolymer is used as a base material by a dehydration condensation reaction between an active hydrogen functional group (preferably a hydroxy group) on the surface of the base material and a silanol group by hydrolysis of an alkoxysilyl group in the B chain. Can be combined. Further, since the B chain in the AB block copolymer is a polymer block having a large number of alkoxysilyl groups, it reacts with the surface of the base material at many points, and a film showing excellent adhesion to the base material can be obtained. .. Furthermore, since the B chain has a large number of alkoxysilyl groups, not only the base material but also the polymer block of the B chain becomes a three-dimensional network structure by self-crosslinking, and the durability of the coating film is further improved. be able to.
このとき、A−Bブロックコポリマーだけで基材と反応させてもよいが、必要に応じて、クロロシランやジアルコキシシリル基以上のアルコキシシリル基を有する低分子化合物であるアルコキシシリル化合物をコーティング剤に添加して、ゾルゲル法にて架橋構造をとってもよい。その際に使用する低分子化合物であるクロロシランやアルコキシシリル化合物は、特に限定されない。例えば、テトラクロロシラン、ジメチルジメトキシシラン、トリメトキシメチルシラン、n−ヘキシルトリエトキシシラン、ヘキシメチルジシラザン、ビニルトリエトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシランなどが挙げられる。その量も特に限定されないが、好ましくは、A−Bブロックコポリマー100質量部に対して0〜50質量部となるようにすればよい。 At this time, the AB block copolymer may be used alone to react with the base material, but if necessary, an alkoxysilyl compound, which is a low molecular weight compound having an alkoxysilyl group of chlorosilane or a dialkoxysilyl group or more, is used as a coating agent. In addition, a crosslinked structure may be obtained by the solgel method. The low molecular weight compound chlorosilane or alkoxysilyl compound used at that time is not particularly limited. For example, tetrachlorosilane, dimethyldimethoxysilane, trimethoxymethylsilane, n-hexyltriethoxysilane, hexmethyldisilazane, vinyltriethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane and the like can be mentioned. The amount thereof is not particularly limited, but is preferably 0 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the AB block copolymer.
また、コーティング剤に、触媒を加えてアルコキシシリル基の反応を促進させてもよい。触媒としては、塩酸などの酸類;アンモニア;トリエチルアミンなどのアミン類;ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫オキシド、及びジブチル錫アセチルアセトナートなどの錫化合物;イソプロポキシチタンビスアセチルアセトナート及びテトライソプロポキシチタネートなどのチタン化合物などが挙げられる。 Alternatively, a catalyst may be added to the coating agent to accelerate the reaction of the alkoxysilyl group. Catalysts include acids such as hydrochloric acid; ammonia; amines such as triethylamine; tin compounds such as dibutyltin dilaurate, dibutyltin oxide, and dibutyltin acetylacetonate; titanium such as isopropoxytitanium bisacetylacetonate and tetraisopropoxytitanate. Examples include compounds.
被膜を形成させるためのコーティング剤の乾燥温度は、特に限定されない。例えば、好ましくは50〜300℃、より好ましくは70〜250℃、さらに好ましくは100〜230℃である。乾燥時間としては、使用する溶剤の種類及び被膜の厚さなどによって適宜変更しうるが、例えば、10分間〜3時間程度とすることができる。また、塗布したコーティング剤を数回に分けて乾燥してもよい。例えば、1回目の乾燥で溶剤を揮発させ、2回目の乾燥で、場合によっては、より高温として、アルコキシシリル基の反応を十分にさせるという方法をとることができる。 The drying temperature of the coating agent for forming the film is not particularly limited. For example, it is preferably 50 to 300 ° C, more preferably 70 to 250 ° C, and even more preferably 100 to 230 ° C. The drying time can be appropriately changed depending on the type of solvent used, the thickness of the coating film, and the like, but can be, for example, about 10 minutes to 3 hours. Further, the applied coating agent may be dried in several times. For example, the solvent can be volatilized in the first drying, and the reaction of the alkoxysilyl group can be sufficiently made in the second drying, in some cases, at a higher temperature.
被膜の厚さは、特に限定されず、用途に応じて適宜設計される。被膜の厚さは、数nmという単層膜であってもよいし、数十μmという厚さであってもよい。 The thickness of the coating film is not particularly limited, and is appropriately designed according to the application. The thickness of the film may be a single-layer film of several nm or a thickness of several tens of μm.
本発明の一実施形態の被膜の製造方法では、コーティング剤中のA−BブロックコポリマーのA鎖のポリマーブロックに、前述の(a3)第3級アミノ基を有するメタクリレートを使用する場合、上述の方法のほか、次のようにして被膜を製造することが好ましい。すなわち、その製造方法では、前述の(a3)第3級アミノ基を有するメタクリレートに由来する構成単位を少なくとも含むA鎖のポリマーブロックを含むA−Bブロックコポリマーを含有するコーティング剤を用いる。そして、そのコーティング剤を基材に塗布した後、又はさらに前述したB鎖におけるアルコキシシリル基による反応をさせた後、A鎖のポリマーブロックにおける第3級アミノ基を前述の4級化剤により、第4級アンモニウム塩化させて被膜を形成することができる。このような方法によって、A鎖のポリマーブロックに(a4)第4級アンモニウム塩基を有するメタクリレートに由来する構成単位を含むA−Bブロックコポリマーを含有するコーティング剤を用いて得られる被膜と同様の被膜を製造することができる。 In the method for producing a coating film according to an embodiment of the present invention, when the above-mentioned (a3) methacrylate having a tertiary amino group is used for the polymer block of the A chain of the AB block copolymer in the coating agent, the above-mentioned In addition to the method, it is preferable to produce the coating film as follows. That is, in the production method, a coating agent containing an AB block copolymer containing an A chain polymer block containing at least a structural unit derived from the above-mentioned (a3) tertiary amino group methacrylate is used. Then, after applying the coating agent to the substrate, or further reacting with the alkoxysilyl group in the B chain described above, the tertiary amino group in the polymer block of the A chain is subjected to the quaternary agent described above. A film can be formed by quaternary ammonium chloride. By such a method, a coating similar to the coating obtained by using a coating agent containing an AB block copolymer containing a structural unit derived from (a4) quaternary ammonium base methacrylate in the polymer block of the A chain. Can be manufactured.
前述の通り、第4級アンモニウム塩は、そのイオン性があることから、A−Bブロックコポリマーを合成する際、第4級アンモニウム塩を溶解させるために、極性の高い溶媒を使用することが好ましい。一方、A鎖のポリマーブロックを構成するモノマーに第3級アミノ基を有するメタクリレートを用いれば、好適に使用可能な溶媒の選択の幅を広げることができ、また、汎用性の高いモノマーを使用できる点でコストの観点からも有利である。 As described above, since the quaternary ammonium salt has ionicity, it is preferable to use a highly polar solvent in order to dissolve the quaternary ammonium salt when synthesizing the AB block copolymer. .. On the other hand, if methacrylate having a tertiary amino group is used as the monomer constituting the polymer block of the A chain, the range of selection of a solvent that can be preferably used can be expanded, and a highly versatile monomer can be used. In that respect, it is also advantageous from the viewpoint of cost.
すなわち、(a3)第3級アミノ基を有するメタクリレートは、低極性の溶媒でも溶解することができる。そして、その(a3)に由来する構成単位を含むA−Bブロックコポリマーを含有するコーティング剤を基材に塗布して、第3級アミノ基を付与し、それを4級化剤で第4級アンモニウム塩化し、又は、(a4)第4級アンモニウム塩基を有するメタクリレートに由来する構成単位を含むA−Bブロックコポリマーを含有するコーティング剤を基材に塗布して第4級アンモニウム塩基を付与し、例えばビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドナトリウムなどの無機塩を添加して、塩交換させることができる。このような方法により、例えばメタクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドなどのようなモノマーを事前に用意する必要がなく、汎用性のモノマーを使用して、容易に上記のモノマーのような無機系のアニオンを有する第4級アンモニウム塩基を基材表面に導入することができる。 That is, (a3) methacrylate having a tertiary amino group can be dissolved even in a low-polarity solvent. Then, a coating agent containing an AB block copolymer containing a structural unit derived from the (a3) is applied to a base material to impart a tertiary amino group, which is quaternary with a quaternary agent. A coating agent containing an AB block copolymer containing a structural unit derived from a methacrylate having a quaternary ammonium base or ammonium chloride is applied to a base material to impart a quaternary ammonium base. For example, an inorganic salt such as bis (trifluoromethanesulfonyl) imide sodium can be added for salt exchange. By such a method, it is not necessary to prepare a monomer such as methacryloyloxyethyltrimethylammonium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide in advance, and a versatile monomer can be easily used to easily like the above-mentioned monomer. A quaternary ammonium base having an inorganic anion can be introduced into the surface of the substrate.
上述した第3級アミノ基を4級化剤で第4級アンモニウム塩化させて被膜を作製する方法としては、様々な方法を採ることができるが、その好適な具体例を以下に述べる。まず、上述の通り、第3級アミノ基をA鎖に有し、かつ、アルコキシシリル基をB鎖に有するA−Bブロックコポリマーを含有するコーティング剤を用意する。次いで、そのコーティング剤を基材に塗布し、被膜を作製する。このとき、B鎖におけるアルコキシシリル基による反応が十分に生じていなくても、次に行う4級化剤を用いた処理による第4級アンモニウム塩化を進行させることができ、乾燥被膜として得られていればよい。好ましくは、コーティング剤を基材に塗布した後、乾燥及び反応させることで、B鎖におけるアルコキシシリル基を基材の表面に反応させ、かつ、自己縮合させて被膜を形成させてから、4級化剤による処理を行うのが良い。 Various methods can be adopted as a method for producing a film by chlorinating the above-mentioned tertiary amino group with a quaternary ammonium chloride with a quaternary agent, and specific examples thereof will be described below. First, as described above, a coating agent containing an AB block copolymer having a tertiary amino group in the A chain and an alkoxysilyl group in the B chain is prepared. Next, the coating agent is applied to the base material to prepare a film. At this time, even if the reaction by the alkoxysilyl group in the B chain is not sufficiently generated, the quaternary ammonium chloride can be allowed to proceed by the next treatment using the quaternary agent, and it is obtained as a dry film. Just do it. Preferably, the coating agent is applied to the base material, dried and reacted to cause the alkoxysilyl group in the B chain to react with the surface of the base material and self-condensate to form a film, and then to form a quaternary grade. It is better to treat with an agent.
上述のように形成した被膜に、前述の4級化剤を接触させる処理を行う。具体的には、水、アルコール系溶剤、及びグリコール系溶剤などの極性が高い溶媒に溶解させた4級化剤を用いて、浸漬、塗布、又は噴霧などの手法により処理を行うことが好ましい。より好ましくは、4級化剤が溶媒に溶解した溶液に、被膜を設けた基材を浸漬させるのが良い。室温又は加温して、被膜における第3級アミノ基を第4級アンモニウム塩化する処理を行い、第4級アンモニウム塩化された被膜を得ることができる。さらに、その対イオンがハロゲンイオンである場合には、無機系の4級化剤の溶液に浸漬させることなどにより、アニオン交換が起こり、無機系のアニオンを対イオンとする第4級アンモニウム塩化による親水性被膜を得ることができる。この方法は、1種類の第3級アミノ基を有するメタクリレートに由来する構成単位を含むA−Bブロックコポリマーを用意することで、様々な対アニオンを形成させることができる点で有利である。また、4級化の処理後、水や溶剤で洗浄することで、工程などが煩雑な無機系アニオンを有する第4級アンモニウム塩を有するメタクリレートを予め調製する必要がなく、コスト、材料、及び環境の観点からも優位である。 The above-mentioned quaternizing agent is brought into contact with the film formed as described above. Specifically, it is preferable to perform the treatment by a method such as dipping, coating, or spraying using a quaternizing agent dissolved in a highly polar solvent such as water, an alcohol solvent, and a glycol solvent. More preferably, the base material having the coating is immersed in a solution in which the quaternizing agent is dissolved in a solvent. At room temperature or heating, the tertiary amino group in the film is treated with quaternary ammonium chloride to obtain a quaternary ammonium chloride film. Further, when the counterion is a halogen ion, anion exchange occurs by immersing the counterion in a solution of an inorganic quaternary agent, and the quaternary ammonium chloride having the inorganic anion as a counterion is used. A hydrophilic film can be obtained. This method is advantageous in that various counter anions can be formed by preparing an AB block copolymer containing a structural unit derived from methacrylate having one kind of tertiary amino group. Further, by washing with water or a solvent after the quaternary treatment, it is not necessary to prepare a methacrylate having a quaternary ammonium salt having an inorganic anion, which is complicated in the process, and the cost, material, and environment are not required. It is also superior from the viewpoint of.
以上のようにして、本発明の一実施形態の親水性被膜を物品に形成させることができる。この被膜の用途は特に限定されず、例えば、光学材料分野、電気材料分野、建築材料分野、表示材料分野、エネルギー分野、分離機能材分野、及び医療材料分野などが挙げられる。本発明の一実施形態の親水性被膜が付与された物品は、その親水性被膜により、水滴付着防止効果、防曇効果、流滴効果、帯電防止効果、及び防塵効果などの効果が長期的に持続し得る性質が付与される。好適な物品としては、例えば、台所、トイレ、及び浴槽などの家庭の水周りにおけるプラスチック成形品や鏡などを挙げることができる。また、フィルム状やシート状の好適な物品として、農業用フィルム、食品包装用フィルム、シュリンクフィルム、及び水滴付着防止保護シートなどを挙げることができる。さらに、被膜が親水性であることによって、水分を吸着して膨潤することができることから、その被膜によって、インク受容性を物品に付与することができる。そのため、今まで筆記やインクジェットインクでの印画が困難であった物品に、本発明の一実施形態の被膜を形成することによって、筆記や印画を行いやすくすることが可能となる。 As described above, the hydrophilic film of one embodiment of the present invention can be formed on the article. The application of this coating film is not particularly limited, and examples thereof include an optical material field, an electrical material field, a building material field, a display material field, an energy field, a separation functional material field, and a medical material field. The article to which the hydrophilic film of one embodiment of the present invention is provided has long-term effects such as water droplet adhesion prevention effect, antifogging effect, drip effect, antistatic effect, and dustproof effect due to the hydrophilic film. It is endowed with a sustainable property. Suitable articles include, for example, plastic molded articles and mirrors around household water such as kitchens, toilets, and bathtubs. Moreover, as a film-like or sheet-like suitable article, an agricultural film, a food packaging film, a shrink film, a water droplet adhesion prevention protective sheet and the like can be mentioned. Further, since the coating film is hydrophilic, it can adsorb moisture and swell, so that the coating film can impart ink acceptability to the article. Therefore, by forming the coating film of the embodiment of the present invention on an article for which it has been difficult to write or print with inkjet ink, it is possible to facilitate writing or printing.
以上詳述した本発明の一実施形態のコーティング剤、被膜、及び被膜の製造方法は、次のような構成をとることが可能である。
[1]A鎖のポリマーブロック及びB鎖のポリマーブロックを含むA−Bブロックコポリマーを含有するコーティング剤であって、前記A鎖のポリマーブロックは、(a1)ポリエチレングリコールモノメタクリレート、(a2)ポリエチレングリコールモノメチルエーテルメタクリレート、(a3)第3級アミノ基を有するメタクリレート、及び(a4)第4級アンモニウム塩基を有するメタクリレートからなる群より選ばれる少なくとも1種に由来する構成単位を含むとともに、反応性基であるアルコキシシリル基を含まず、数平均分子量が3000〜50000であり、かつ、分子量分布が1.50以下であり、
前記B鎖のポリマーブロックは、反応性基であるアルコキシシリル基を有するメタクリレートに由来する構成単位を含むとともに、数平均分子量が5000以下であり、かつ、前記A−Bブロックコポリマーにおける反応性鎖として機能するものである、コーティング剤。
[2]前記(a1)ポリエチレングリコールモノメタクリレートの平均分子量が200〜5000である前記[1]に記載のコーティング剤。
[3]前記(a2)ポリエチレングリコールモノメチルエーテルメタクリレートの平均分子量が200〜5000である前記[1]又は[2]に記載のコーティング剤。
[4]前記A−Bブロックコポリマーの分子量分布が1.60以下である前記[1]〜[3]のいずれかに記載のコーティング剤。
[5]前記アルコキシシリル基を有するメタクリレートが、メタクリロキシプロピルトリアルコキシシランを含む前記[1]〜[4]のいずれかに記載のコーティング剤。
[6]前記A−Bブロックコポリマーを構成するモノマーが、全てメタクリレート系モノマーである前記[1]〜[5]のいずれかに記載のコーティング剤。
[7]前記[1]〜[6]のいずれかに記載のコーティング剤を用いて作製された被膜。
[8]基材に、前記[1]〜[6]のいずれかに記載のコーティング剤を塗布し、前記B鎖のポリマーブロックにおける前記アルコキシシリル基を、前記基材の表面に反応させ、かつ、自己縮合させて被膜を形成する被膜の製造方法。
[9]前記コーティング剤が、前記(a3)第3級アミノ基を有するメタクリレートに由来する構成単位を少なくとも含む前記A鎖のポリマーブロックを含む前記A−Bブロックコポリマーを含有し、そのコーティング剤を前記基材に塗布した後、前記A鎖のポリマーブロックにおける前記第3級アミノ基を4級化剤により第4級アンモニウム塩化させて前記被膜を形成する前記[8]に記載の被膜の製造方法。
The coating agent, the coating film, and the method for producing the coating film according to the embodiment of the present invention described in detail above can have the following configurations.
[1] A coating agent containing an A-chain polymer block and an AB block copolymer containing a B-chain polymer block, wherein the A-chain polymer block is (a1) polyethylene glycol monomethacrylate and (a2) polyethylene. It contains a structural unit derived from at least one selected from the group consisting of glycol monomethyl ether methacrylate, (a3) methacrylate having a tertiary amino group, and (a4) methacrylate having a quaternary ammonium base, and a reactive group. It does not contain an alkoxysilyl group, has a number average molecular weight of 3000 to 50000, and has a molecular weight distribution of 1.50 or less.
The B-chain polymer block contains a structural unit derived from methacrylate having an alkoxysilyl group as a reactive group, has a number average molecular weight of 5000 or less, and serves as a reactive chain in the AB block copolymer. A coating agent that works.
[2] The coating agent according to the above [1], wherein the average molecular weight of the polyethylene glycol monomethacrylate (a1) is 200 to 5000.
[3] The coating agent according to the above [1] or [2], wherein the average molecular weight of the polyethylene glycol monomethyl ether methacrylate (a2) is 200 to 5000.
[4] The coating agent according to any one of [1] to [3], wherein the AB block copolymer has a molecular weight distribution of 1.60 or less.
[5] The coating agent according to any one of the above [1] to [4], wherein the methacrylate having an alkoxysilyl group contains a methacryloxypropyltrialkoxysilane.
[6] The coating agent according to any one of the above [1] to [5], wherein the monomers constituting the AB block copolymer are all methacrylate-based monomers.
[7] A coating film prepared by using the coating agent according to any one of the above [1] to [6].
[8] The coating agent according to any one of [1] to [6] is applied to the base material, and the alkoxysilyl group in the polymer block of the B chain is reacted with the surface of the base material. , A method for producing a coating film which is self-condensed to form a coating film.
[9] The coating agent contains the AB block copolymer containing the polymer block of the A chain containing at least the structural unit derived from the methacrylate having the tertiary amino group (a3), and the coating agent is used. The method for producing a coating film according to the above [8], wherein the tertiary amino group in the polymer block of the A chain is quaternary ammonium chlorided with a quaternary agent to form the coating film after being applied to the substrate. ..
以下、実施例及び比較例を挙げて、本発明の一実施形態のコーティング剤をさらに具体的に説明するが、そのコーティング剤は以下の実施例に限定されるものではない。なお、以下の文中において、「部」及び「%」との記載は、特に断らない限り、質量基準(それぞれ「質量部」及び「質量%」)である。 Hereinafter, the coating agent according to the embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples, but the coating agent is not limited to the following Examples. In the following sentences, the descriptions "part" and "%" are based on mass ("parts by mass" and "% by mass", respectively) unless otherwise specified.
<コーティング剤の製造>
[実施例1]
撹拌機、逆流コンデンサー、温度計、及び窒素導入管を取り付けた反応容器に、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(以下、PGMAcと略記)190.2部、2−アイオド−2−シアノ−プロパン(以下、CP−1と略記)1.56部、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル(以下、AIBNと略記)1.3部、N−アイオドコハクイミド(以下、NISと略記)を0.11部、平均分子量約400のポリエチレングリコールモノメチルエーテルメタクリレート(以下、PEGMEMA400と略記)を160.0部入れ、窒素を流しながら75℃で撹拌した。そして、5時間重合を行い、A鎖のポリマーを合成した。得られた重合液をサンプリングしてアルミ皿にとり、130℃の乾燥機で恒量に達するまで乾燥して、固形分を測定し(この方法を「固形分測定法1」とする)、その重合転化率を算出したところ、90%であった。また、得られた重合液をサンプリングして、GPCにて分子量を測定したところ、A鎖のポリマーの数平均分子量(Mn)は8000、分子量分布(PDI)は1.27であった。
<Manufacturing of coating agent>
[Example 1]
190.2 parts of propylene glycol monomethyl ether acetate (hereinafter abbreviated as PGMAc), 2-iodo-2-cyano-propane (hereinafter, CP) in a reaction vessel equipped with a stirrer, a backflow condenser, a thermometer, and a nitrogen introduction tube. -1) 1.56 parts, 2,2'-azobisisobutyronitrile (hereinafter abbreviated as AIBN) 1.3 parts, N-iodokohakuimide (hereinafter abbreviated as NIS) 0.11 160.0 parts of polyethylene glycol monomethyl ether methacrylate (hereinafter abbreviated as PEGMEMA400) having an average molecular weight of about 400 was added thereto, and the mixture was stirred at 75 ° C. while flowing nitrogen. Then, polymerization was carried out for 5 hours to synthesize an A-chain polymer. The obtained polymerization solution is sampled, placed in an aluminum dish, dried in a dryer at 130 ° C. until a constant amount is reached, the solid content is measured (this method is referred to as "solid content measurement method 1"), and the polymerization conversion thereof is performed. When the rate was calculated, it was 90%. Moreover, when the obtained polymer solution was sampled and the molecular weight was measured by GPC, the number average molecular weight (Mn) of the A-chain polymer was 8000, and the molecular weight distribution (PDI) was 1.27.
次いで、得られた重合液に、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業社製、商品名「KBM−503」;以下、KBM−503と略記)を24.8部添加し、75℃で、5時間重合を行い、B鎖を形成させた。重合後、ほぼ定量的に得られた。得られた重合液をサンプリングして、GPCにて分子量を測定したところ、Mnは11000であり、PDIは1.42であった。分子量がA鎖よりも大きくなっていることから、得られたポリマーは、A鎖のポリマーブロック及びB鎖のポリマーブロックを含むA−Bブロックコポリマーとなっていると考えられる。ここで、B鎖の分子量については、A−Bブロックコポリマー全体のMn値から、A鎖のポリマーブロックのMn値を引くことによって算出した。この結果、B鎖のポリマーブロックのMnは3000となった。以下、B鎖のMnは、このようにして算出した値である。 Next, 24.8 parts of 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., trade name "KBM-503"; hereinafter abbreviated as KBM-503) was added to the obtained polymerization solution at 75 ° C. Then, polymerization was carried out for 5 hours to form a B chain. After polymerization, it was obtained almost quantitatively. When the obtained polymerization solution was sampled and the molecular weight was measured by GPC, Mn was 11000 and PDI was 1.42. Since the molecular weight is larger than that of the A chain, it is considered that the obtained polymer is an AB block copolymer containing an A chain polymer block and a B chain polymer block. Here, the molecular weight of the B chain was calculated by subtracting the Mn value of the polymer block of the A chain from the Mn value of the entire AB block copolymer. As a result, the Mn of the B-chain polymer block was 3000. Hereinafter, Mn of the B chain is a value calculated in this way.
次いで、得られた重合液を冷却し、室温(25℃;以下の室温も同じ)付近になったらトリメチルオルト酢酸(以下、TMAと略記)1.9部とPGMAc1.9部の混合物を添加し、撹拌後、取り出した。このように得られた樹脂溶液の固液分は、49.0%であった。この固形分は、得られた樹脂溶液の一部をアルミ皿にサンプリングし、80℃の真空乾燥機にて恒量に達するまで乾燥させて、その残分から算出した値である(この方法を「固形分測定法2」とする)。また、ガスクロマトグラフィーで残留モノマーを測定したが、ほとんど検出されなかった。得られた樹脂溶液をPGMAcで固形分20%に希釈して、A−Bブロックコポリマーの溶液(これを「BP−1溶液」という)である、実施例1のコーティング剤を作製した。このようにして、PEGMEMA400に由来する構成単位を含むA鎖のポリマーブロックと、B鎖のポリマーブロックを含むA−Bブロックコポリマーを含有するコーティング剤を得た。 Next, the obtained polymer solution is cooled, and when it reaches room temperature (25 ° C.; the same applies to the room temperature below), a mixture of 1.9 parts of trimethyl orthoacetate (hereinafter abbreviated as TMA) and 1.9 parts of PGMAc is added. After stirring, it was taken out. The solid-liquid content of the resin solution thus obtained was 49.0%. This solid content is a value calculated from the remainder after sampling a part of the obtained resin solution on an aluminum dish and drying it in a vacuum dryer at 80 ° C. until it reaches a constant amount (this method is referred to as "solid content". Minute measurement method 2 "). In addition, the residual monomer was measured by gas chromatography, but it was hardly detected. The obtained resin solution was diluted with PGMAc to a solid content of 20% to prepare a coating agent of Example 1, which is a solution of AB block copolymer (this is referred to as "BP-1 solution"). In this way, a coating agent containing an A-chain polymer block containing a structural unit derived from PEGMEMA400 and an AB block copolymer containing a B-chain polymer block was obtained.
[実施例2]
上記反応容器に、PGMAcを147.8部、CP−1を1.56部、AIBNを1.3部、NISを0.11部、平均分子量約200のポリエチレングリコールモノメタクリレート(以下、PEGMA200と略記)を40.0部、平均分子量約4000のポリエチレングリコールモノメチルエーテルメタクリレート(以下、PEGMEMA4000と略記)を40.0部、メチルメタクリレート(以下、MMAと略記)を40.0部入れ、窒素を流しながら75℃で撹拌した。そして、5時間重合を行い、A鎖のポリマーを合成した。得られた重合液の固形分を固形分測定法1にて固形分を測定し、重合転化率を算出したところ、85%であった。また、得られた重合液をサンプリングして、GPCにて分子量を測定したところ、A鎖のポリマーのMnは12000、PDIは1.32であった。
[Example 2]
In the above reaction vessel, 147.8 parts of PGMAc, 1.56 parts of CP-1, 1.3 parts of AIBN, 0.11 parts of NIS, and polyethylene glycol monomethacrylate having an average molecular weight of about 200 (hereinafter abbreviated as PEGMA200). ), 40.0 parts of polyethylene glycol monomethyl ether methacrylate (hereinafter abbreviated as PEGMEMA4000) having an average molecular weight of about 4000, and 40.0 parts of methyl methacrylate (hereinafter abbreviated as MMA), while flowing nitrogen. The mixture was stirred at 75 ° C. Then, polymerization was carried out for 5 hours to synthesize an A-chain polymer. The solid content of the obtained polymerization liquid was measured by the solid content measurement method 1, and the polymerization conversion rate was calculated to be 85%. Moreover, when the obtained polymer solution was sampled and the molecular weight was measured by GPC, the Mn of the A-chain polymer was 12000 and the PDI was 1.32.
次いで、得られた重合液にKBM−503を24.8部添加し、75℃で、5時間重合を行い、B鎖を形成させた。重合後、ほぼ定量的に得られた。得られた重合液をサンプリングして、GPCにて分子量を測定したところ、Mnは13900であり、PDIは1.55であった。この結果、B鎖のポリマーブロックのMnは1900となった。 Next, 24.8 parts of KBM-503 was added to the obtained polymerization solution, and polymerization was carried out at 75 ° C. for 5 hours to form a B chain. After polymerization, it was obtained almost quantitatively. When the obtained polymerization solution was sampled and the molecular weight was measured by GPC, Mn was 13900 and PDI was 1.55. As a result, the Mn of the B-chain polymer block was 1900.
次いで、得られた重合液を冷却し、室温付近になったらTMA1.47部とPGMAc1.47部の混合物を添加し、撹拌後、取り出した。このように得られた樹脂溶液の上記固形分測定法2による固形分は、49.3%であった。得られた樹脂溶液をPGMAcで固形分20%に希釈して、A−Bブロックコポリマーの溶液(これを「BP−2溶液」という)である、実施例2のコーティング剤を作製した。このようにして、PEGMA200、PEGMEMA4000、及びMMAのそれぞれに由来する構成単位を含むA鎖のポリマーブロックと、B鎖のポリマーブロックを含むA−Bブロックコポリマーを含有するコーティング剤を得た。 Then, the obtained polymer solution was cooled, and when the temperature reached about room temperature, a mixture of 1.47 parts of TMA and 1.47 parts of PGMAc was added, stirred, and then taken out. The solid content of the resin solution thus obtained by the solid content measuring method 2 was 49.3%. The obtained resin solution was diluted with PGMAc to a solid content of 20% to prepare a coating agent of Example 2, which is a solution of AB block copolymer (this is referred to as "BP-2 solution"). In this way, a coating agent containing an A-chain polymer block containing a structural unit derived from each of PEGMA200, PEGMEMA4000, and MMA and an AB block copolymer containing a B-chain polymer block was obtained.
[実施例3]
上記反応容器に、PGMAc163.5部、CP−1を1.56部、AIBNを1.3部、NISを0.11部、N,N−ジメチルアミノエチルメタクリレート(以下、DMAEMAと略記)を62.8部、ベンジルメタクリレート(以下、BzMA)を70.48部入れ、窒素を流しながら75℃で撹拌した。そして、5時間重合を行い、A鎖のポリマーを合成した。得られた重合液の固形分を固形分測定法1にて固形分を測定し、重合転化率を算出したところ、92%であった。移動相(展開溶媒)として、臭化リチウム(LiBr)を0.1mmol/L添加したジメチルホルムアミド(DMF)を用いたGPCにて分子量を測定したところ、A鎖のポリマーのMnは15000、PDIは1.44であった。
[Example 3]
In the above reaction vessel, PGMAc 163.5 parts, CP-1 1.56 parts, AIBN 1.3 parts, NIS 0.11 parts, N, N-dimethylaminoethyl methacrylate (hereinafter abbreviated as DMAEMA) 62 parts. .8 parts and 70.48 parts of benzyl methacrylate (hereinafter, BzMA) were added, and the mixture was stirred at 75 ° C. while flowing nitrogen. Then, polymerization was carried out for 5 hours to synthesize an A-chain polymer. The solid content of the obtained polymerization liquid was measured by the solid content measuring method 1, and the polymerization conversion rate was calculated to be 92%. When the molecular weight was measured by GPC using dimethylformamide (DMF) to which 0.1 mmol / L of lithium bromide (LiBr) was added as the mobile phase (developing solvent), the Mn of the A chain polymer was 15,000 and the PDI was It was 1.44.
次いで、得られた重合液に、3−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン(信越化学工業社製、商品名「KBE−503」;以下、KBE−503と略記)を14.5部添加し、75℃で、5時間重合を行い、B鎖を形成させた。重合後、ほぼ定量的に得られた。得られた重合液をサンプリングして、移動相(展開溶媒)として、LiBrを0.1mmol/L添加したDMFを用いたGPCにて分子量を測定したところ、Mnは16200であり、PDIは1.55であった。この結果、B鎖の分子量は1200となった。 Next, 14.5 parts of 3-methacryloxypropyltriethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., trade name "KBE-503"; hereinafter abbreviated as KBE-503) was added to the obtained polymerization solution at 75 ° C. Then, polymerization was carried out for 5 hours to form a B chain. After polymerization, it was obtained almost quantitatively. When the obtained polymerization solution was sampled and the molecular weight was measured by GPC using DMF to which LiBr was added at 0.1 mmol / L as a mobile phase (developing solvent), Mn was 16200 and PDI was 1. It was 55. As a result, the molecular weight of the B chain was 1200.
次いで、得られた重合液を冷却し、室温付近になったらTMA1.63部とPGMAc1.63部の混合物を添加し、撹拌後、取り出した。このように得られた樹脂溶液の上記固形分測定法2による固形分は、49.2%であった。得られた樹脂溶液の一部をサンプリングし、0.5部測りとり、トルエン/エタノール=1/1(質量比)の混合液を100mL加えて希釈し、0.1N塩化クロライド/イソプロパノール溶液を滴定液として、ブロモフェノールブルーを指示薬として、変色するまで滴定し、アミン価を求めたところ、ポリマー固形分換算で140.8mgKOH/gであり、ほぼ理論通りであった。得られた樹脂溶液をPGMAcで固形分20%に希釈して、A−Bブロックコポリマーの溶液(これを「BP−3溶液」という)である、実施例3のコーティング剤を得た。このようにして、DMAEMA、及びBzMAのそれぞれに由来する構成単位を含むA鎖のポリマーブロックと、B鎖のポリマーブロックを含むA−Bブロックコポリマーを含有するコーティング剤を得た。 Then, the obtained polymer solution was cooled, and when the temperature reached about room temperature, a mixture of 1.63 parts of TMA and 1.63 parts of PGMAc was added, stirred, and then taken out. The solid content of the resin solution thus obtained by the solid content measuring method 2 was 49.2%. A part of the obtained resin solution is sampled, measured in 0.5 parts, and diluted by adding 100 mL of a mixture of toluene / ethanol = 1/1 (mass ratio), and a 0.1N chloride / isopropanol solution is titrated. As a solution, bromophenol blue was used as an indicator and titrated until the color changed, and the amine value was determined. As a result, it was 140.8 mgKOH / g in terms of polymer solid content, which was almost the same as the theory. The obtained resin solution was diluted with PGMAc to a solid content of 20% to obtain a coating agent of Example 3, which is a solution of AB block copolymer (this is referred to as "BP-3 solution"). In this way, a coating agent containing an A-chain polymer block containing a structural unit derived from each of DMAEMA and BzMA and an AB block copolymer containing a B-chain polymer block was obtained.
[実施例4]
上記反応容器に滴下ロートを設置し、その容器内に、実施例3で得られたBP−3溶液を100.0部、N−メチルピロリドン(以下、NMP)を192.8部入れた。次いで、別の反応容器にNMP15.6部と塩化ベンジル15.6部を混合して均一化し、滴下ロートに仕込んで、室温で1時間かけて滴下した。そして、80℃に加温して、6時間反応させて、樹脂溶液を得た。得られた樹脂溶液をサンプリングし、実施例3で述べた方法と同様の方法でアミン価を測定したところ、2.6mgKOH/gであった。この結果、BP−3溶液に含有されていたA−Bブロックコポリマーにおける第3級アミノ基が、塩化ベンジルでほとんど4級化されたと考えられる。また、得られた樹脂溶液を水に添加したところ、析出物がなく溶解した。これも第3級アミノ基が第4級アンモニウム塩化したためと考えられる。得られた樹脂溶液をサンプリングし、移動相(展開溶媒)として、LiBrを0.1mmol/L添加したDMFを用いたGPCにて分子量を測定したところ、Mnは21000であり、PDIは1.42であった。この樹脂溶液の調製には、実施例3で得られたBP−3溶液(それに含まれるA−BブロックコポリマーのB鎖のMnは1200である)を使用したため、A鎖のポリマーブロックのMnは19800であると考えられる。得られた樹脂溶液の固形分を上記固形分測定法2で測定したところ、19.6%であった。以上のようにして、A−Bブロックコポリマーの溶液(これを「BP−4溶液」という)である、実施例4のコーティング剤を得た。
[Example 4]
A dropping funnel was placed in the above reaction vessel, and 100.0 parts of the BP-3 solution obtained in Example 3 and 192.8 parts of N-methylpyrrolidone (hereinafter, NMP) were placed in the vessel. Next, 15.6 parts of NMP and 15.6 parts of benzyl chloride were mixed and homogenized in another reaction vessel, charged into a dropping funnel, and dropped over 1 hour at room temperature. Then, the mixture was heated to 80 ° C. and reacted for 6 hours to obtain a resin solution. The obtained resin solution was sampled and the amine value was measured by the same method as described in Example 3 and found to be 2.6 mgKOH / g. As a result, it is considered that the tertiary amino group in the AB block copolymer contained in the BP-3 solution was almost quaternized with benzyl chloride. Moreover, when the obtained resin solution was added to water, it dissolved without any precipitate. It is considered that this is also because the tertiary amino group was quaternary ammonium chloride. When the obtained resin solution was sampled and the molecular weight was measured by GPC using DMF to which LiBr was added at 0.1 mmol / L as a mobile phase (developing solvent), Mn was 21000 and PDI was 1.42. Met. For the preparation of this resin solution, the BP-3 solution obtained in Example 3 (the Mn of the B chain of the AB block copolymer contained therein is 1200) was used, so that the Mn of the polymer block of the A chain was It is believed to be 19800. When the solid content of the obtained resin solution was measured by the above solid content measuring method 2, it was 19.6%. As described above, the coating agent of Example 4 which is a solution of AB block copolymer (this is referred to as "BP-4 solution") was obtained.
[比較例1]
上記反応容器に、PGMAcを190.2部、CP−1を1.56部、AIBNを1.3部、NISを0.11部、PEGMEMA400を160.0部、KBM−503を24.8部入れ、窒素を流しながら80℃で撹拌し、9時間重合を行った。得られた重合液をサンプリングして、上記固形分測定法2で固形分を測定したところ、ほぼ定量的であり、また、GPCにて分子量を測定したところ、Mnは17300、PDIは1.25であった。得られた重合液を冷却し、TMAを2.8部添加し、撹拌後、取り出した。このようして得られた樹脂溶液の上記固形分測定法2による固形分は49.8%であった。この樹脂溶液をPGMAcで固形分20%に希釈して、実施例1で使用したモノマーの種類及び使用量が共通するランダムコポリマーを含有する溶液(これを「RP−1溶液」という)である、比較例1のコーティング剤を得た。
[Comparative Example 1]
In the above reaction vessel, 190.2 parts of PGMAC, 1.56 parts of CP-1, 1.3 parts of AIBN, 0.11 parts of NIS, 160.0 parts of PEGMEMA400, and 24.8 parts of KBM-503. The mixture was added, stirred at 80 ° C. while flowing nitrogen, and polymerized for 9 hours. When the obtained polymer solution was sampled and the solid content was measured by the above solid content measurement method 2, it was almost quantitative, and when the molecular weight was measured by GPC, Mn was 17300 and PDI was 1.25. Met. The obtained polymer solution was cooled, 2.8 parts of TMA was added, and the mixture was stirred and then taken out. The solid content of the resin solution thus obtained by the solid content measuring method 2 was 49.8%. This resin solution is diluted with PGMAc to a solid content of 20%, and is a solution containing a random copolymer having the same type and amount of monomer used in Example 1 (this is referred to as "RP-1 solution"). The coating agent of Comparative Example 1 was obtained.
[比較例2]
上記反応容器に、PGMAcを135.0部、CP−1を1.56部、AIBNを1.3部、NISを0.11部、PEGMEMA400を132.0部入れ、窒素を流しながら80℃で撹拌し、9時間重合を行った。得られた重合液をサンプリングして、上記固形分測定法1で固形分を測定したところ、ほぼ定量的であり、また、GPCにて分子量を測定したところ、Mnは9100、PDIは1.17であった。得られた重合液を冷却して取り出した。このようにして得られた樹脂溶液の上記固形分測定法2による固形分は49.2%であった。この樹脂溶液をPGMAcで固形分20%に希釈して、比較例2のコーティング剤を作製した。この比較例2のコーティング剤は、実施例1で製造したコーティング剤中のA−BブロックコポリマーにおけるA鎖のポリマーブロックのみに対応する、アルコキシシリル基を有しないホモポリマーを含有する溶液(これを「HP−1溶液」という)である。
[Comparative Example 2]
In the above reaction vessel, 135.0 parts of PGMAC, 1.56 parts of CP-1, 1.3 parts of AIBN, 0.11 part of NIS, and 132.0 parts of PEGMEMA400 were placed, and at 80 ° C. while flowing nitrogen. The mixture was stirred and polymerized for 9 hours. When the obtained polymer solution was sampled and the solid content was measured by the above solid content measurement method 1, it was almost quantitative, and when the molecular weight was measured by GPC, Mn was 9100 and PDI was 1.17. Met. The obtained polymer solution was cooled and taken out. The solid content of the resin solution thus obtained by the solid content measuring method 2 was 49.2%. This resin solution was diluted with PGMAc to a solid content of 20% to prepare a coating agent of Comparative Example 2. The coating agent of Comparative Example 2 is a solution containing a homopolymer having no alkoxysilyl group, which corresponds only to the polymer block of the A chain in the AB block copolymer in the coating agent produced in Example 1. "HP-1 solution").
<被膜の製造>
実施例1〜4、並びに比較例1及び2のそれぞれについて、各コーティング剤を用いて被膜を作製した。具体的には、溶剤でよく洗浄したガラス板(80mm四方、厚さ1mm)をスピンコーターにセットし、コーティング剤を最初300rpmで5秒間、次いで1200rpmで5秒間の条件でスピンコートした。次いで80℃で10分間プリベークを行った後、230℃で30分間乾燥させた。このようにして、ガラス板に厚さ1.6μmの被膜を形成したサンプル板を作製した。実施例1及び2、並びに比較例1及び2のサンプル板を、それぞれ、BP−1板、BP−2板、RP−1板、及びHP−1板と称し、4枚ずつ用意した。また、実施例3及び4のサンプル板を、それぞれ、BP−3板、及びBP−4板と称して8枚ずつ用意した。
<Manufacturing of coating>
For each of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2, a coating was prepared using each coating agent. Specifically, a glass plate (80 mm square, 1 mm thick) thoroughly washed with a solvent was set in a spin coater, and the coating agent was spin-coated at 300 rpm for 5 seconds and then at 1200 rpm for 5 seconds. Then, after prebaking at 80 ° C. for 10 minutes, it was dried at 230 ° C. for 30 minutes. In this way, a sample plate in which a coating film having a thickness of 1.6 μm was formed on the glass plate was produced. The sample plates of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 were referred to as BP-1 plate, BP-2 plate, RP-1 plate, and HP-1 plate, respectively, and four plates were prepared. In addition, eight sample plates of Examples 3 and 4 were prepared, which were referred to as BP-3 plate and BP-4 plate, respectively.
[実施例5]
実施例4で得られたBP−4溶液による被膜が形成されたガラス板(BP−4板)を、0.1%ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドリチウム水溶液に24時間浸漬させて、アニオン交換を行った。得られたガラス板を取り出し、イオン交換水でよく洗浄して、ドライヤーで送風乾燥した。このようにして、対イオンとして無機系のアニオンを有する第4級アンモニウム塩基を被膜に導入させたサンプル板(これをBP−5板という)を作製した。フーリエ変換赤外分光光度計(FT−IR)を用いた全反射法(ATR法)にて、サンプル板(BP−5板)の被膜表面の吸収スペクトルを測定した結果、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドアニオンのイミド基及びスルホニル基が確認され、イオン交換したと考えられる。
[Example 5]
The glass plate (BP-4 plate) coated with the BP-4 solution obtained in Example 4 was immersed in a 0.1% bis (trifluoromethanesulfonyl) imide lithium aqueous solution for 24 hours to exchange anions. went. The obtained glass plate was taken out, washed well with ion-exchanged water, and air-dried with a dryer. In this way, a sample plate (this is called a BP-5 plate) was prepared by introducing a quaternary ammonium base having an inorganic anion as a counter ion into the coating film. As a result of measuring the absorption spectrum of the coating surface of the sample plate (BP-5 plate) by the total reflection method (ATR method) using a Fourier transform infrared spectrophotometer (FT-IR), bis (trifluoromethanesulfonyl) It is considered that the imide group and the sulfonyl group of the imide anion were confirmed and ion exchanged.
[実施例6]
ヨウ化メチルが入った200mLビーカー上に、BP−3板を、その被膜がヨウ化メチルの液面に向く状態で載せて蓋をし、10時間、室温で放置した。この作業により、ヨウ化メチルの蒸気で、BP−3板の被膜を構成するA−BブロックコポリマーにおけるDMAEMAに由来する構成単位中の第3級アミノ基を、第4級アンモニウム塩化させた。次いで、10時間放置した後、ガラス基板をメタノールでよく洗浄し、乾燥した。このようにして、第3級アミノ基を有する被膜について4級化剤を使用し、その被膜に第4級アンモニウム塩基を導入させたサンプル板(これをBP−6板という)を作製した。FT−IRを用いたATR法にて、サンプル板(BP−6板)の被膜表面の吸収スペクトルを測定した結果、ジメチルアミノエチル基で確認できる2700〜2800cm-1のピークが消滅し、第4級アンモニウム塩が確認され、イオン化したと考えられる。
[Example 6]
A BP-3 plate was placed on a 200 mL beaker containing methyl iodide with its coating facing the liquid surface of methyl iodide, covered, and left at room temperature for 10 hours. By this work, the vapor of methyl iodide was used to chlorinate the tertiary amino groups in the building blocks derived from DMAEMA in the AB block copolymers that make up the coating of the BP-3 plate. Then, after leaving it for 10 hours, the glass substrate was thoroughly washed with methanol and dried. In this way, a quaternary agent was used for the coating film having a tertiary amino group, and a sample plate (this is called a BP-6 plate) in which a quaternary ammonium base was introduced into the coating film was prepared. As a result of measuring the absorption spectrum of the coating surface of the sample plate (BP-6 plate) by the ATR method using FT-IR, the peak of 2700 to 2800 cm -1 that can be confirmed by the dimethylaminoethyl group disappeared, and the fourth A quaternary ammonium salt was confirmed, and it is considered that it was ionized.
<評価試験>
作製した各サンプル板(BP−1〜6板、RP−1板、及びHP−1板)を用いて、以下に示す試験を行った。なお、ブランク試験では、サンプル板の代わりに、何も処理されていないガラス板を溶剤でよく洗浄し、乾燥させた無処理のガラス板を用いた。また、各試験については、温度23℃、相対湿度30%の恒温室にて試験を行った。
<Evaluation test>
The tests shown below were performed using each of the prepared sample plates (BP-1 to 6, RP-1 plate, and HP-1 plate). In the blank test, instead of the sample plate, an untreated glass plate obtained by thoroughly washing an untreated glass plate with a solvent and drying it was used. In addition, each test was conducted in a thermostatic chamber having a temperature of 23 ° C. and a relative humidity of 30%.
[接触角の測定]
サンプル板の被膜上に水を一滴垂らし、被膜に対する水滴の接触角を測定した。
[Measurement of contact angle]
A drop of water was dropped on the coating of the sample plate, and the contact angle of the water droplet with respect to the coating was measured.
[耐水性試験]
サンプル板を80℃の熱水に浸漬させた後に取り出し、水洗し、送風乾燥機で乾燥させて、被膜の残存状態を目視にて確認し、以下の評価基準にしたがって、耐水性を評価した。
A(良好):被膜にほとんど変化は見られなかった。
C(不良):被膜がほとんど残っていなかった。
[Water resistance test]
The sample plate was immersed in hot water at 80 ° C., taken out, washed with water, dried with a blower dryer, the residual state of the coating film was visually confirmed, and the water resistance was evaluated according to the following evaluation criteria.
A (good): There was almost no change in the coating film.
C (defective): Almost no film remained.
[耐溶剤性試験]
サンプル板をテトラヒドロフランに10分間浸漬させた後に取り出し、水洗して、送風乾燥機で乾燥させて、被膜の残存状態を目視にて確認し、上記の「耐水性試験」と同様の評価基準にしたがって、耐溶剤性を評価した。
[Solvent resistance test]
After immersing the sample plate in tetrahydrofuran for 10 minutes, take it out, wash it with water, dry it with a blower dryer, visually check the residual state of the film, and follow the same evaluation criteria as the above "water resistance test". , Solvent resistance was evaluated.
[水滴付着防止性の確認試験]
80℃の熱水を入れたビーカー上にサンプル板を載せ、15分後、サンプル板に付着した水滴の様子を観察し、以下の評価基準にしたがって、水滴付着防止性を評価した。
A(良好):水滴が玉にならず流れていた。
B(可) :水滴が大きな玉になっていた。
C(不良):水滴が多数の小さな玉になっていた。
[Confirmation test for water droplet adhesion prevention]
A sample plate was placed on a beaker containing hot water at 80 ° C., and after 15 minutes, the state of water droplets adhering to the sample plate was observed, and the water droplet adhesion prevention property was evaluated according to the following evaluation criteria.
A (good): Water droplets were flowing without beading.
B (OK): Water droplets were large balls.
C (defective): Water droplets were in the form of many small balls.
以上の水滴試験の評価結果を表1に示す。 Table 1 shows the evaluation results of the above water droplet test.
実施例1〜6で得られた被膜(及びBP−1〜6板)は、耐水性及び耐溶剤性がいずれも良好であり、優れた耐久性を有することが確認された。この結果は、これらの被膜に用いたコーティング剤中のA−Bブロックコポリマーにおけるアルコキシシリル基を有するB鎖とガラス板との反応による被膜の密着性向上、及びB鎖の自己縮合によるものと考えられる。また、実施例1〜6で得られた被膜(及びBP−1〜6板)は、いずれもブランク(ガラス板)に比べて、水との接触角が小さく、親水性が付与されていることが確認され、その親水性から、水滴付着防止性を示すことが確認された。なかでも、実施例1、2、4、及び6で得られた被膜(BP−1板、BP−2板、BP−4板、BP−6板)は、水との接触角が非常に小さく、良好な親水性及び水滴付着防止性を有し、さらにその良好な水滴付着防止性により、防曇性を示すことが確認された。 It was confirmed that the coating films (and BP-1 to 6 plates) obtained in Examples 1 to 6 had good water resistance and solvent resistance, and had excellent durability. It is considered that this result is due to the improvement of the adhesion of the coating film by the reaction between the B chain having an alkoxysilyl group and the glass plate in the AB block copolymer in the coating agent used for these coatings, and the self-condensation of the B chain. Be done. Further, the coating films (and BP-1 to 6 plates) obtained in Examples 1 to 6 all have a smaller contact angle with water and are imparted with hydrophilicity as compared with blanks (glass plates). Was confirmed, and it was confirmed that it exhibits water droplet adhesion prevention property from its hydrophilicity. Among them, the coating films (BP-1 plate, BP-2 plate, BP-4 plate, BP-6 plate) obtained in Examples 1, 2, 4, and 6 have a very small contact angle with water. It was confirmed that it has good hydrophilicity and water droplet adhesion prevention property, and further exhibits antifogging property due to its good water droplet adhesion prevention property.
一方、比較例1で得られた被膜は、耐水性及び耐溶剤性が良好であり、良好な密着性を示したが、実施例に比べて、水との接触角が大きく、また、水滴付着防止性に劣る結果となり、親水性が不足していた。これは、アルコキシシリル基による架橋間の分子量が小さいために、十分な親水性を得ることができなかったと推測される。比較例2で得られた被膜は、その被膜に、A鎖のポリマーブロックのみに対応するホモポリマーが使用されたために、そのポリマー鎖が十分な分子量であることで良好な親水性を示したものの、反応性基(アルコキシシリル基)を有していないために、ガラス板と反応できず、耐水性及び耐溶剤性が不良となり、耐久性が劣る結果になったものと考えられる。そのため、比較例2で得られた被膜は、良好な親水性を有するものの、水滴付着防止性の評価試験では、被膜が剥がれるという結果となった。 On the other hand, the coating film obtained in Comparative Example 1 had good water resistance and solvent resistance and showed good adhesion, but had a larger contact angle with water and adhered to water droplets as compared with Examples. As a result, the preventive property was inferior, and the hydrophilicity was insufficient. It is presumed that sufficient hydrophilicity could not be obtained because the molecular weight between the crosslinks by the alkoxysilyl group was small. The film obtained in Comparative Example 2 showed good hydrophilicity because the polymer chain had a sufficient molecular weight because a homopolymer corresponding only to the polymer block of the A chain was used for the film. Since it does not have a reactive group (alkoxysilyl group), it cannot react with the glass plate, resulting in poor water resistance and solvent resistance, resulting in poor durability. Therefore, although the coating film obtained in Comparative Example 2 has good hydrophilicity, the result of the evaluation test of water droplet adhesion prevention was that the coating film was peeled off.
[インク受容性]
実施例4で作製したBP−4板の被膜表面に、顔料水性黒ペン(ゼブラ社製、商品名「水性マッキー」)にて筆記したところ、文字が滲むことなく、認識するのも問題なく、筆記できた。また、綿布でこすっても文字が擦れることがなく、綿布も汚れていなかった。被膜の表面に第4級アンモニウム塩基を有することで、水を吸収して膨潤し、インクの定着性を向上させたものと考えられる。なお、ブランクのガラス板の表面に同様に筆記を試みたところ、インクがほとんどはじいてしまい、筆記することができなかった。
[Ink acceptability]
When writing with a pigment-based black pen (manufactured by Zebra, trade name "Aqueous McKee") on the coating surface of the BP-4 plate produced in Example 4, the characters did not blur and there was no problem in recognizing them. I was able to write. In addition, the characters were not rubbed even when rubbed with a cotton cloth, and the cotton cloth was not dirty. It is considered that the presence of the quaternary ammonium base on the surface of the film absorbs water and swells, improving the fixability of the ink. When I tried to write on the surface of the blank glass plate in the same way, most of the ink repelled and I could not write.
[抵抗値測定]
実施例5で作製したBP−5板における被膜、及びブランクであるガラス板の表面について、高抵抗抵抗率計(三菱ケミカルアナリテック社製、商品名「ハイレスタUX」)を使用して、表面抵抗値を測定した。その結果、BP−5板における被膜は、7×1010Ω/□(sq.)であって、ブランクであるガラス板の表面は、1×1014Ω/□(sq.)以上であった。よって、本発明の一実施形態のコーティング剤は、帯電防止性を有する被膜の形成に寄与できると考えられる。
[Measurement of resistance value]
A high resistivity meter (manufactured by Mitsubishi Chemical Analytech Co., Ltd., trade name "High Resta UX") is used for the surface resistance of the coating film on the BP-5 plate produced in Example 5 and the surface of the blank glass plate. The value was measured. As a result, the coating film on the BP-5 plate was 7 × 10 10 Ω / □ (sq.), And the surface of the blank glass plate was 1 × 10 14 Ω / □ (sq.) Or more. .. Therefore, it is considered that the coating agent of one embodiment of the present invention can contribute to the formation of an antistatic film.
以上の通り、本発明の一実施形態コーティング剤は、良好な親水性及び耐久性を有する被膜を形成可能であることが確認された。 As described above, it was confirmed that the coating agent of one embodiment of the present invention can form a film having good hydrophilicity and durability.
本発明の一実施形態のコーティング剤は、良好な親水性及び耐久性を有する被膜を形成可能であることから、そのコーティング剤で処理された物品にて、親水性を示す様々な用途や分野で使用されうる物品を得ることができる。例えば、ステンレス及び銅などの金属、ガラス、セラミック、無機酸化物、シリコン、木材、紙、ポリオレフィン及びナイロンなどのプラスチック材料、並びに炭素材料などの基材の親水加工にコーティング剤を利用することができる。そして、基材がコーティング剤によって親水加工された物品を、例えば、光学材料分野、電気材料分野、建築材料分野、表示材料分野、エネルギー分野、分離機能材分野、及び医療材料分野などに利用することができる。 Since the coating agent of one embodiment of the present invention can form a film having good hydrophilicity and durability, it is used in various applications and fields showing hydrophilicity in articles treated with the coating agent. Goods that can be used can be obtained. For example, coating agents can be used for hydrophilic processing of metals such as stainless steel and copper, glass, ceramics, inorganic oxides, silicon, wood, paper, plastic materials such as polyolefin and nylon, and base materials such as carbon materials. .. Then, the article whose base material is hydrophilically processed with a coating agent is used, for example, in the fields of optical materials, electrical materials, building materials, display materials, energy, separation functional materials, medical materials, and the like. Can be done.
Claims (9)
前記A鎖のポリマーブロックは、(a1)平均分子量が200〜5000であるポリエチレングリコールモノメタクリレート、(a2)平均分子量が200〜5000であるポリエチレングリコールモノメチルエーテルメタクリレート、及び(a3)第3級アミノ基を有するメタクリレートからなる群より選ばれる少なくとも1種に由来する構成単位を含むとともに、反応性基であるアルコキシシリル基を含まず、数平均分子量が3000〜50000であり、かつ、分子量分布が1.50以下であり、
前記B鎖のポリマーブロックは、反応性基であるアルコキシシリル基を有するメタクリレートに由来する構成単位を含むとともに、数平均分子量が5000以下であり、かつ、前記A−Bブロックコポリマーにおける反応性鎖として機能するものである、コーティング剤。 A coating agent containing an A-chain polymer block and an AB block copolymer containing a B-chain polymer block.
The polymer block of the A chain includes (a1) polyethylene glycol monomethacrylate having an average molecular weight of 200 to 5000, (a2) polyethylene glycol monomethyl ether methacrylate having an average molecular weight of 200 to 5000, and (a3) a tertiary amino group. together comprising a constitutional unit derived from at least one selected from Metakurire DOO or Ranaru group having not include an alkoxysilyl group is a reactive group, the number average molecular weight of 3,000 to 50,000, and the molecular weight distribution 1.50 or less,
The B-chain polymer block contains a structural unit derived from methacrylate having an alkoxysilyl group as a reactive group, has a number average molecular weight of 5000 or less, and serves as a reactive chain in the AB block copolymer. A coating agent that works.
前記B鎖のポリマーブロックは、前記A鎖のポリマーブロックに比べて短い分子鎖である、請求項1に記載のコーティング剤。The coating agent according to claim 1, wherein the B-chain polymer block is a molecular chain shorter than the A-chain polymer block.
そのコーティング剤を前記基材に塗布した後、前記A鎖のポリマーブロックにおける前記第3級アミノ基を4級化剤により第4級アンモニウム塩化させて前記被膜を形成する請求項8に記載の被膜の製造方法。 The coating agent contains the AB block copolymer containing the polymer block of the A chain containing at least the structural unit derived from the methacrylate having the tertiary amino group (a3).
The coating film according to claim 8, wherein the coating agent is applied to the substrate, and then the tertiary amino group in the polymer block of the A chain is quaternary ammonium chlorided with a quaternary agent to form the coating film. Manufacturing method.
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