(57)【要約】  表面を親水化及び防曇効果を有するベタイン系ケイ素化合物等を提供する。本発明は、下記式（１）で表されるベタイン系ケイ素化合物である。｛Ｘ１３−ｍ（ＣＨ３）ｍＳｉ−Ｒ１−（Ｙ１−Ｒ２）ｎ｝ｏ−Ｎ＋（Ｒ３）ｐ（Ｒ４）ｑ−Ｙ２ＣＯＯ−  （１）｛式中、Ｘ１は同一又は異なっても良い炭素数１〜５のアルコキシ基又はハロゲン原子を表し、ｍは０又は１を表し、Ｒ１は炭素数１〜５のアルキレン基、Ｙ１は−ＮＨＣＯＯ−、−ＮＨＣＯＮＨ−、−Ｓ−又は−ＳＯ２−を表し、ｎは０又は１を表し、Ｒ２は炭素数１〜１０のアルキレン基又は−ＣＨ２ＣＨ２Ｎ＋（ＣＨ３）（Ｙ２ＣＯＯ−）ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨ２−を表し、ｏは１、２又は３を表し、Ｒ３及びＲ４は同一又は異なっても良い炭素数１〜５のアルキル基を表し、Ｙ２は−ＣＨ２−等を表し、ｐ及びｑは０又は１を表す、ただしｏ＋ｐ＋ｑは３である｝。【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記式（１）で表されるベタイン系ケイ素化合物。
｛Ｘ１３−ｍ（ＣＨ３）ｍＳｉ−Ｒ１−（Ｙ１−Ｒ２）ｎ｝ｏ−Ｎ＋（Ｒ３）ｐ（Ｒ４）ｑ−Ｙ２ＣＯＯ−  （１）
｛式中、Ｘ１は同一又は異なっても良い炭素数１〜５のアルコキシ基又はハロゲン原子を表し、ｍは０又は１を表し、Ｒ１は炭素数１〜５のアルキレン基、Ｙ１は−ＮＨＣＯＯ−、−ＮＨＣＯＮＨ−、−Ｓ−又は−ＳＯ２−を表し、ｎは０又は１を表し、Ｒ２はエーテル結合、エステル結合又はアミド結合を含んでも良い炭素数１〜１０のアルキレン基又は−ＣＨ２ＣＨ２Ｎ＋（ＣＨ３）（Ｙ２ＣＯＯ−）ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨ２−を表し、ｏは１、２又は３を表し、Ｒ３及びＲ４は同一又は異なっても良い炭素数１〜５のアルキル基を表し、Ｙ２は−ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２−又は−ＣＨ２Ｃ６Ｈ４−を表し、ｐ及びｑは０又は１を表す、ただしｏ＋ｐ＋ｑは３である｝。
【請求項２】
請求項１に記載のベタイン系ケイ素化合物の加水分解生成物。
【請求項３】
請求項１に記載のベタイン系ケイ素化合物及び／又は請求項２に記載のベタイン系ケイ素化合物の加水分解生成物を溶液中に含有する親水性コーティング組成液。
【請求項４】
下記式（２）で表される界面活性剤と式（２）中の活性水素と反応可能な官能基を有するシランカップリング剤との反応生成物である界面活性シランカップリング剤及び／又はその加水分解物を、さらに溶液中に含有する請求項３に記載の親水性コーティング組成液。
Ｒ５−Ｘ２−（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｒ−Ｙ３              （２）
｛式中、Ｒ５は炭素数１〜２０のアルキル基（該アルキル基はベンゼン環及び二重結合を含んでいてもよい。）、Ｘ２は−Ｏ−、−ＣＯＯ−又は−ＣＯＮＨ−であり、ｒは１〜３０の自然数であり、Ｙ３は水素原子又は−ＣＨ２ＣＯＯＨを表す。｝
【請求項５】
金属アルコキサイド、金属アルコキサイドオリゴマー、金属酸化物ゾル及び金属酸化物の群から選ばれる少なくとも１種を、さらに含有する請求項３又は４に記載の親水性コーティング組成液。
【請求項６】
請求項３〜５のいずれかに記載のコーティング組成液を塗布後、硬化させて得られるコーティング膜。
【請求項７】
請求項１に記載のベタイン系ケイ素化合物をドライコーティングして得られるコーティング膜。
【請求項８】
下記式（３）で表されるシランカップリング剤と下記式（４）で表されるハロ酢酸化合物のアルカリ金属塩とを反応させることを特徴とする、請求項１に記載のベタイン系ケイ素化合物の製造方法。
｛Ｘ１３−ｍ（ＣＨ３）ｍＳｉ−Ｒ１−（Ｙ１−Ｒ２’）ｎ｝ｏ−Ｎ（Ｒ３）ｐ（Ｒ４）ｑ  （３）
｛式中、Ｘ１は同一又は異なっても良い炭素数１〜５のアルコキシ基又はハロゲン原子を表し、ｍは０又は１を表し、Ｒ１は炭素数１〜５のアルキレン基、Ｙ１は−ＮＨＣＯＯ−、−ＮＨＣＯＮＨ−、−Ｓ−又は−ＳＯ２−を表し、ｎは０又は１を表し、Ｒ２’はエーテル結合、エステル結合又はアミド結合を含んでも良い炭素数１〜１０のアルキレン基又は−ＣＨ２ＣＨ２Ｎ（ＣＨ３）ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨ２−を表し、ｏは１、２又は３を表し、Ｒ３及びＲ４は同一又は異なっても良い炭素数１〜３のアルキル基を表し、ｐ及びｑは０又は１を表す、ただしｏ＋ｐ＋ｑは３である。｝
Ｚ１−Ｙ５ＣＯＯＭ                                （４）
｛式中、Ｚ１はハロゲン原子、Ｙ５は−ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２−又は−ＣＨ２Ｃ６Ｈ４−を表し、Ｍはアルカリ金属原子を表す。｝
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面を親水化及び防曇効果を有するベタイン系ケイ素化合物に関する。さらに詳しくは、基材表面に被膜を形成することにより、基材表面に親水性を付与することができる親水性コーティング組成液及びコーティング膜に関する。
【背景技術】
【０００２】
基材に求められる表面特性として、防曇性、帯電防止性、防汚性及び生体適合性などが知られている。
これらの表面特性は、一般に基材に親水性を付与することによって与えられている。【０００３】
基材に親水性を付与することができるポリマーとして、例えば、ホスホリル基含有メタアクリル酸エステルのポリマー（例えば、特許文献１参照）やＮ−メタクリロイルオキシエチル−Ｎ，Ｎ−ジメチルアンモニウム−α−Ｎ−メチルカルボキシベタインのポリマーが知られている（例えば、特許文献２参照）。しかし、これらのポリマーはプラスチック基材にはコーティング可能で耐久性をある程度有するが、ガラスなどの無機基材に塗布した場合、無機基材との相互作用がほとんどなく耐久性に劣るという欠点を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−３１３００９号公報
【特許文献２】特開２００７−１３０１９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、前記従来技術に鑑みてなされたものであり、水と接触した場合であっても無機基材から離脱しがたく、優れた親水性を有する被膜を無機基材表面上でも形成しうるベタイン系ケイ素化合物、当該ベタイン系ケイ素化合物を溶液中に含有する親水性コーティング組成液及びコーティング膜を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、上記の様な従来技術の問題点に留意しつつ鋭意検討を行った結果、水との相互作用が非常に強いベタイン基を有する化合物に無機基材と共有結合を形成することが可能な官能基（例えば、アルコキシシリル基など）を導入した化合物が、上記課題を解決できることを見出し、本発明に至った。【０００７】
すなわち本発明は、以下の構成からなることを特徴とし、上記課題を解決するものである。
〔１〕  下記式（１）で表されるベタイン系ケイ素化合物。
｛Ｘ１３−ｍ（ＣＨ３）ｍＳｉ−Ｒ１−（Ｙ１−Ｒ２）ｎ｝ｏ−Ｎ＋（Ｒ３）ｐ（Ｒ４）ｑ−Ｙ２ＣＯＯ−  （１）
｛式中、Ｘ１は同一又は異なっても良い炭素数１〜５のアルコキシ基又はハロゲン原子を表し、ｍは０又は１を表し、Ｒ１は炭素数１〜５のアルキレン基、Ｙ１は−ＮＨＣＯＯ−、−ＮＨＣＯＮＨ−、−Ｓ−又は−ＳＯ２−を表し、ｎは０又は１を表し、Ｒ２はエーテル結合、エステル結合又はアミド結合を含んでも良い炭素数１〜１０のアルキレン基又は−ＣＨ２ＣＨ２Ｎ＋（ＣＨ３）（Ｙ２ＣＯＯ−）ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨ２−を表し、ｏは１、２又は３を表し、Ｒ３及びＲ４は同一又は異なっても良い炭素数１〜５のアルキル基を表し、Ｙ２は−ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２−又は−ＣＨ２Ｃ６Ｈ４−を表し、ｐ及びｑは０又は１を表す、ただしｏ＋ｐ＋ｑは３である｝。
〔２〕  前記〔１〕記載のベタイン系ケイ素化合物の加水分解生成物。
〔３〕  前記〔１〕〜〔２〕記載のベタイン系ケイ素化合物及び／又はベタイン系ケイ素化合物の加水分解生成物を溶液中に含有する親水性コーティング組成液。
〔４〕  前記〔３〕記載の親水性コーティング組成液に加えて、下記式（２）で表される界面活性剤と式（２）中の活性水素と反応可能な官能基を有するシランカップリング剤との反応生成物である界面活性シランカップリング剤及び／又はその加水分解物を、さらに溶液中に含有する親水性コーティング組成液。
Ｒ５−Ｘ２−（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｒ−Ｙ３              （２）
｛式中、Ｒ５は炭素数１〜２０のアルキル基（該アルキル基はベンゼン環及び二重結合を含んでいてもよい。）、Ｘ２は−Ｏ−、−ＣＯＯ−又は−ＣＯＮＨ−であり、ｒは１〜３０の自然数であり、Ｙ３は水素原子又は−ＣＨ２ＣＯＯＨを表す。｝
〔５〕  前記〔３〕〜〔４〕記載の親水性コーティング組成液に加えて、金属アルコキサイド、金属アルコキサイドオリゴマー、金属酸化物ゾル及び金属酸化物の群から選ばれる少なくとも１種を、さらに含有する親水性コーティング組成液。
〔６〕  前記〔３〕〜〔５〕に記載のコーティング組成液を塗布後、硬化させて得られるコーティング膜。
〔７〕  前記〔１〕記載のベタイン系ケイ素化合物をドライコーティングして得られるコーティング膜。
〔８〕  下記式（３）で表されるシランカップリング剤と下記式（４）で表されるハロ酢酸化合物のアルカリ金属塩とを反応させることを特徴とする、前記一般式（１）で表されるベタイン系ケイ素化合物の製造方法。
｛Ｘ１３−ｍ（ＣＨ３）ｍＳｉ−Ｒ１−（Ｙ１−Ｒ２’）ｎ｝ｏ−Ｎ（Ｒ３）ｐ（Ｒ４）ｑ  （３）
｛式中、Ｘ１は同一又は異なっても良い炭素数１〜５のアルコキシ基又はハロゲン原子を表し、ｍは０又は１を表し、Ｒ１は炭素数１〜５のアルキレン基、Ｙ１は−ＮＨＣＯＯ−、−ＮＨＣＯＮＨ−、−Ｓ−又は−ＳＯ２−を表し、ｎは０又は１を表し、Ｒ２’はエーテル結合、エステル結合又はアミド結合を含んでも良い炭素数１〜１０のアルキレン基又は−ＣＨ２ＣＨ２Ｎ（ＣＨ３）ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨ２−を表し、ｏは１、２又は３を表し、Ｒ３及びＲ４は同一又は異なっても良い炭素数１〜３のアルキル基を表し、ｐ及びｑは０又は１を表す、ただしｏ＋ｐ＋ｑは３である。｝
Ｚ１−Ｙ５ＣＯＯＭ                                （４）
｛式中、Ｚ１はハロゲン原子、Ｙ５は−ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２−又は−ＣＨ２Ｃ６Ｈ４−を表し、Ｍはアルカリ金属原子を表す。｝
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、無機、炭素及びポリマー基板に対しても親水及び防曇効果が大きく、かつ耐久性が高い、コーティング可能なベタイン系ケイ素化合物を提供することが出来る。
本発明のベタイン系ケイ素化合物及び親水性コーティング組成液は、例えば、ガラスプレート、医療用材料、生体適合性材料、化粧品材料、光学材料、樹脂フィルム及び樹脂シートなどの基材表面に親水性及び防曇性を付与するのに有用である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明のベタイン系ケイ素化合物は、下記式（１）で表されることを特徴とする。
｛Ｘ１３−ｍ（ＣＨ３）ｍＳｉ−Ｒ１−（Ｙ１−Ｒ２）ｎ｝ｏ−Ｎ＋（Ｒ３）ｐ（Ｒ４）ｑ−Ｙ２ＣＯＯ−  （１）
｛式中、Ｘ１は同一又は異なっても良い炭素数１〜５のアルコキシ基又はハロゲン原子を表し、ｍは０又は１を表し、Ｒ１は炭素数１〜５のアルキレン基、Ｙ１は−ＮＨＣＯＯ−、−ＮＨＣＯＮＨ−、−Ｓ−又は−ＳＯ２−を表し、ｎは０又は１を表し、Ｒ２はエーテル結合、エステル結合又はアミド結合を含んでも良い炭素数１〜１０のアルキレン基又は−ＣＨ２ＣＨ２Ｎ＋（ＣＨ３）（Ｙ２ＣＯＯ−）ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨ２−を表し、ｏは１、２又は３を表し、Ｒ３及びＲ４は同一又は異なっても良い炭素数１〜５のアルキル基を表し、Ｙ２は−ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２−又は−ＣＨ２Ｃ６Ｈ４−を表し、ｐ及びｑは０又は１を表す、ただしｏ＋ｐ＋ｑは３である｝。
【００１０】
また本発明のベタイン系ケイ素化合物は、上記式（１）の加水分解物であることを特徴とする。
【００１１】
また本発明は、下記式（３）で表されるシランカップリング剤と下記式（４）で表されるハロ酢酸化合物のアルカリ金属塩とを反応させることを特徴とする、前記一般式（１）で表されるベタイン系ケイ素化合物の製造方法を特徴とする。
｛Ｘ１３−ｍ（ＣＨ３）ｍＳｉ−Ｒ１−（Ｙ１−Ｒ２’）ｎ｝ｏ−Ｎ（Ｒ３）ｐ（Ｒ４）ｑ  （３）
｛式中、Ｘ１は同一又は異なっても良い炭素数１〜５のアルコキシ基又はハロゲン原子を表し、ｍは０又は１を表し、Ｒ１は炭素数１〜５のアルキレン基、Ｙ１は−ＮＨＣＯＯ−、−ＮＨＣＯＮＨ−、−Ｓ−又は−ＳＯ２−を表し、ｎは０又は１を表し、Ｒ２’はエーテル結合、エステル結合又はアミド結合を含んでも良い炭素数１〜１０のアルキレン基又は−ＣＨ２ＣＨ２Ｎ（ＣＨ３）ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨ２−を表し、ｏは１、２又は３を表し、Ｒ３及びＲ４は同一又は異なっても良い炭素数１〜３のアルキル基を表し、ｐ及びｑは０又は１を表す、ただしｏ＋ｐ＋ｑは３である。｝
Ｚ１−Ｙ５ＣＯＯＭ                                （４）
｛式中、Ｚ１はハロゲン原子、Ｙ５は−ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２−又は−ＣＨ２Ｃ６Ｈ４−を表し、Ｍはアルカリ金属原子を表す。｝
【００１２】
式（１）及び（３）中、Ｘ１の炭素数１〜５のアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、ｎ−プロプキシ基、ｉｓｏ−プロポキシ基、Ｘ１のハロゲン原子としては、塩素原子及び臭素原子などが挙げられる。これらのうち好ましいのは、アルコキシ基であるメトキシ基、エトキシ基、ｉｓｏ−プロポキシ基である。
【００１３】
式（１）及び（３）中、Ｒ１の炭素数１〜５のアルキレン基としては、−ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−が挙げられる。これらのうち、原料の入手のし易さを考慮すると−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−が好ましい。
【００１４】
式（１）及び（３）中、Ｙ１は−ＮＨＣＯＯ−、−ＮＨＣＯＮＨ−、−Ｓ−又は−ＳＯ２−である。
【００１５】
式（１）中、Ｒ２はエーテル結合、エステル結合又はアミド結合を含んでも良い炭素数１〜１０のアルキレン基又は−ＣＨ２ＣＨ２Ｎ＋（ＣＨ３）（Ｙ２ＣＯＯ−）ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨ２−であり、Ｙ２は−ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２−又は−ＣＨ２Ｃ６Ｈ４−である。
Ｒ２の具体例としては、−ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＯＯＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）ＣＯＯＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＯＮＨＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）ＣＯＮＨＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２Ｎ＋（ＣＨ３）（ＣＨ２ＣＯＯ−）ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨ２−及び−ＣＨ２ＣＨ２Ｎ＋（ＣＨ３）（ＣＨ２Ｃ６Ｈ４ＣＯＯ−）ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨ２−等が挙げられる。これらのうち好ましいのは−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＯＯＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）ＣＯＯＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＯＮＨＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）ＣＯＮＨＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−及び−ＣＨ２ＣＨ２Ｎ＋（ＣＨ３）（ＣＨ２ＣＯＯ−）ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨ２−である。
【００１６】
式（１）中、Ｙ２は−ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２−又は−ＣＨ２Ｃ６Ｈ４−であり、好ましくは−ＣＨ２−である。
【００１７】
式（２）中、Ｒ５の炭素数１〜２０のアルキル基としては、メチル基、エチル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、パルミトレイル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基及びオレイル基等が挙げられる。これらのうち原料入手の点を考慮すると、好ましくは、メチル基、ドデシル基及びヘプタデシル基である。
【００１８】
式（２）中、Ｘ２は−Ｏ−、−ＣＯＯ−又は−ＣＯＮＨ−である。
ｒは１〜３０の自然数であり、原料入手の点から及び液体として取り扱い易い１〜９が好ましい。
Ｙ３は水素原子又は−ＣＨ２ＣＯＯＨである。
【００１９】
前記一般式（２）で表される化合物は、界面活性剤であり、界面活性剤として市販されているものを使用することができる。
前記一般式（２）で表される化合物からなる界面活性剤で市販されているものは、通常エチレンオキサイドの付加数は一定でなく、その結果として単一なものでなく、エチレンオキサイドの付加数が異なった混合物として存在する。
前記式（２）で表される化合物の混合物である場合には、液体で取り扱いが容易な前記一般式（２）中のｒが平均で９以下であることが好ましい。
【００２０】
一般式（２）で表される具体的な化合物としては以下の化合物が挙げられる。
ＣＨ３Ｏ（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）２Ｈ
ＣＨ３Ｏ（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）３Ｈ
ＣＨ３Ｏ（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）４Ｈ
ＣＨ３Ｏ（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）５Ｈ
ＣＨ３Ｏ（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）６Ｈ
Ｃ１２Ｈ２５Ｏ（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）３ＣＨ２ＣＯＯＨ
Ｃ１２Ｈ２５Ｏ（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）４ＣＨ２ＣＯＯＨ
Ｃ１２Ｈ２５Ｏ（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）５ＣＨ２ＣＯＯＨ
Ｃ１３Ｈ２７Ｏ（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）３ＣＨ２ＣＯＯＨ
Ｃ１２Ｈ２５Ｏ（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）７Ｈ
Ｃ１２Ｈ２５Ｏ（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）８Ｈ
Ｃ１２Ｈ２５Ｏ（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）９Ｈ
Ｃ１２Ｈ２５Ｏ（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）１０Ｈ
Ｃ１２Ｈ２５Ｏ（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）１１Ｈ
Ｃ１７Ｈ３５ＣＯＯ（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）９Ｈ
Ｃ１７Ｈ３３ＣＯＯ（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）５Ｈ
Ｃ１７Ｈ３３ＣＯＯ（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）９Ｈ
Ｃ１７Ｈ３３ＣＯＯ（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）１４Ｈ
Ｃ１７Ｈ３５ＣＯＮＨＣＨ２ＣＨ２ＯＨ
【００２１】
前記式（２）で表される化合物中の活性水素と反応可能な官能基を有するシランカップリング剤は、エポキシ基、イソシアネート基、酸無水物基またはアミノ基のいずれかの官能基を有するシランカップリング剤である。
【００２２】
そして、好ましい式（２）中の活性水素と反応可能なシランカップリング剤としては、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、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、３−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、３−トリメトキシシリルプロピルコハク酸無水物、３−アミノプロピルトリメトキシシラン及び３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン等が挙げられる。
【００２３】
式（２）で表される化合物と式（２）中の活性水素と反応可能な官能基を有するシランカップリング剤との反応生成物である界面活性シランカップリング剤の具体例としては以下の化合物が挙げられる。
ＣＨ３−Ｏ−（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）３ＣＨ２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３    
ＣＨ３−Ｏ−（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）３ＣＨ２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＣＨ３）（ＯＣＨ３）２ 
Ｃ１２Ｈ２５−Ｏ−（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）７ＣＨ２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３ 
Ｃ１２Ｈ２５−Ｏ−（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）７ＣＨ２ＣＯＯＣＨ２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３ 
Ｃ１２Ｈ２５−Ｏ−（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）８ＣＨ２ＣＯＯＣＨ２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３ 
Ｃ１２Ｈ２５−Ｏ−（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）９ＣＨ２ＣＯＯＣＨ２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３ 
Ｃ１２Ｈ２５−Ｏ−（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）８ＣＨ２ＣＯＮＨＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３ 
Ｃ１２Ｈ２５−Ｏ−（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）９ＣＨ２ＣＯＮＨＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３
ＣＨ３−Ｏ−（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）３ＣＯＣＨ２ＣＨ（ＣＯＯＨ）ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３  
ＣＨ３−Ｏ−（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）３ＣＯＣＨ（ＣＨ２ＣＯＯＨ）ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３  
Ｃ１２Ｈ２５−Ｏ−（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）７ＣＯＣＨ２ＣＨ（ＣＯＯＨ）ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３  
Ｃ１２Ｈ２５−Ｏ−（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）８ＣＯＣＨ（ＣＨ２ＣＯＯＨ）ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３  
Ｃ１７Ｈ３５−ＣＯＯ−（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）９ＣＯＣＨ２ＣＨ（ＣＯＯＨ）ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３  
Ｃ１７Ｈ３３−ＣＯＯ−（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）５ＣＯＣＨ（ＣＨ２ＣＯＯＨ）ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３  
【００２４】
【化１】
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【００２５】
式（３）中、Ｒ２’としては、−ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＯＯＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）ＣＯＯＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＯＮＨＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）ＣＯＮＨＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−及び−ＣＨ２ＣＨ２Ｎ（ＣＨ３）ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨ２−等が挙げられる。これらのうち好ましいのは−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＯＯＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）ＣＯＯＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＯＮＨＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）ＣＯＮＨＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−及び−ＣＨ２ＣＨ２Ｎ（ＣＨ３）ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨ２−である。  
【００２６】
式（１）及び（３）中、Ｒ３及びＲ４の炭素数１〜３のアルキル基としては、メチル基、エチル基等が挙げられる。これらのうち好ましいのはメチル基である。
【００２７】
式（４）中、Ｚ１で表されるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子などが挙げられる。これらのうち好ましいのは、塩素原子及び臭素原子であり、特に好ましいのは塩素原子である。
【００２８】
式（４）中、Ｙ５は−ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２−又は−ＣＨ２Ｃ６Ｈ４−であり、好ましくは−ＣＨ２−である。
【００２９】
式（４）中、Ｍはアルカリ金属原子であり、リチウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン及びセシウムイオンなどが挙げられる。これらのうち好ましいのは、ナトリウムイオン及びカリウムイオンであり、原料入手の点からナトリウムイオンが特に好ましい。
【００３０】
本発明のベタイン系ケイ素化合物である式（１）で表される具体的な化合物として、以下の物が挙げられる。
なお、下記式中ｐは１、２又は３を表す。
（ＣＨ３Ｏ）３ＳｉＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｎ＋（ＣＨ３）２ＣＨ２ＣＯＯ−   （１−１）
（ＣＨ３Ｏ）２（ＣＨ３）ＳｉＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｎ＋（ＣＨ３）２ＣＨ２ＣＯＯ−  （１−２）
（ＣＨ３Ｏ）３−ｐ（Ｃ２Ｈ５Ｏ）ｐＳｉＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｎ＋（ＣＨ３）２ＣＨ２ＣＯＯ−  （１−３）
（ＣＨ３Ｏ）３ＳｉＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｎ＋（ＣＨ３）２ＣＨ２ＣＨ２ＣＯＯ−      （１−４）
（ＣＨ３Ｏ）２（ＣＨ３）ＳｉＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｎ＋（ＣＨ３）２ＣＨ２ＣＨ２ＣＯＯ−  （１−５）
（ＣＨ３Ｏ）３−ｐ（Ｃ２Ｈ５Ｏ）ｐＳｉＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｎ＋（ＣＨ３）２ＣＨ２ＣＨ２ＣＯＯ−  （１−６）
（ＣＨ３Ｏ）３ＳｉＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｎ＋（ＣＨ３）２ＣＨ２Ｃ６Ｈ４ＣＯＯ−      （１−７）
（ＣＨ３Ｏ）２（ＣＨ３）ＳｉＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｎ＋（ＣＨ３）２ＣＨ２Ｃ６Ｈ４ＣＯＯ−  （１−８）
（ＣＨ３Ｏ）３−ｐ（Ｃ２Ｈ５Ｏ）ｐＳｉＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｎ＋（ＣＨ３）２ＣＨ２Ｃ６Ｈ４ＣＯＯ−  （１−９）
（ＣＨ３Ｏ）３−ｐ（ｉｓｏ−Ｃ３Ｈ７Ｏ）ｐＳｉＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｎ＋（ＣＨ３）２ＣＨ２ＣＯＯ−  （１−１０）
（Ｃ２Ｈ５Ｏ）３ＳｉＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＮＨＣＯＯＣＨ２ＣＨ２Ｎ＋（ＣＨ３）２ＣＨ２ＣＯＯ−    （１−１１）
（Ｃ２Ｈ５Ｏ）２（ＣＨ３）ＳｉＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＮＨＣＯＯＣＨ２ＣＨ２Ｎ＋（ＣＨ３）２ＣＨ２ＣＯＯ−  （１−１２）
（Ｃ２Ｈ５Ｏ）３−ｐ（ｉｓｏ−Ｃ３Ｈ７Ｏ）ｐＳｉＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＮＨＣＯＯＣＨ２ＣＨ２Ｎ＋（ＣＨ３）２ＣＨ２ＣＯＯ−    （１−１３）
（Ｃ２Ｈ５Ｏ）２（ＣＨ３）ＳｉＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＮＨＣＯＯＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｎ＋（ＣＨ３）２ＣＨ２ＣＯＯ−  （１−１４）
（Ｃ２Ｈ５Ｏ）３−ｐ（ｉｓｏ−Ｃ３Ｈ７Ｏ）ｐＳｉＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＮＨＣＯＯＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｎ＋（ＣＨ３）２ＣＨ２ＣＯＯ−  （１−１５）
（Ｃ２Ｈ５Ｏ）３ＳｉＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＮＨＣＯＯＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｎ＋（ＣＨ３）２ＣＨ２ＣＯＯ−（１−１６）
（Ｃ２Ｈ５Ｏ）２（ＣＨ３）ＳｉＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＮＨＣＯＯＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｎ＋（ＣＨ３）２ＣＨ２ＣＯＯ−    （１−１7）
（Ｃ２Ｈ５Ｏ）３−ｐ（ｉｓｏ−Ｃ３Ｈ７Ｏ）ｐＳｉＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＮＨＣＯＯＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｎ＋（ＣＨ３）２ＣＨ２ＣＯＯ−  （１−１８）
（Ｃ２Ｈ５Ｏ）３ＳｉＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＮＨＣＯＯＣＨ２ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨ２Ｎ＋（ＣＨ３）２ＣＨ２ＣＯＯ−    （１−１９）
（Ｃ２Ｈ５Ｏ）２（ＣＨ３）ＳｉＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＮＨＣＯＯＣＨ２ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨ２Ｎ＋（ＣＨ３）２ＣＨ２ＣＯＯ−  （１−２０）
（Ｃ２Ｈ５Ｏ）３−ｐ（ｉｓｏ−Ｃ３Ｈ７Ｏ）ｐＳｉＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＮＨＣＯＯＣＨ２ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨ２Ｎ＋（ＣＨ３）２ＣＨ２ＣＯＯ−    （１−２１）
（Ｃ２Ｈ５Ｏ）３ＳｉＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＮＨＣＯＮＨＣＨ２ＣＨ２Ｎ＋（ＣＨ３）２ＣＨ２ＣＯＯ−    （１−２２）
（Ｃ２Ｈ５Ｏ）３ＳｉＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＮＨＣＯＮＨＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｎ＋（ＣＨ３）２ＣＨ２ＣＯＯ−  （１−２３）
（Ｃ２Ｈ５Ｏ）３ＳｉＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＮＨＣＯＮＨＣＨ２ＣＨ２Ｎ＋（ＣＨ３）２ＣＨ２ＣＨ２ＣＯＯ−（１−２４）
（Ｃ２Ｈ５Ｏ）３ＳｉＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＮＨＣＯＮＨＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｎ＋（ＣＨ３）２ＣＨ２ＣＨ２ＣＯＯ−  （１−２５）
（Ｃ２Ｈ５Ｏ）３ＳｉＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＮＨＣＯＮＨＣＨ２ＣＨ２Ｎ＋（ＣＨ３）２ＣＨ２Ｃ６Ｈ４ＣＯＯ−    （１−２６）
（Ｃ２Ｈ５Ｏ）３ＳｉＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＮＨＣＯＮＨＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｎ＋（ＣＨ３）２Ｃ６Ｈ４ＣＨ２ＣＯＯ−  （１−２７）
（ＣＨ３Ｏ）３ＳｉＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＳＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｎ＋（ＣＨ３）２ＣＨ２ＣＯＯ−  （１−２８）
（ＣＨ３Ｏ）２（ＣＨ３）ＳｉＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＳＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｎ＋（ＣＨ３）２ＣＨ２ＣＯＯ−（１−２９）
（ＣＨ３Ｏ）３−ｐ（Ｃ２Ｈ５Ｏ）ｐＳｉＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＳＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｎ＋（ＣＨ３）２ＣＨ２ＣＯＯ−    （１−３０）
（ＣＨ３Ｏ）３−ｐ（ｉｓｏ−Ｃ３Ｈ７Ｏ）ｐＳｉＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＳＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｎ＋（ＣＨ３）２ＣＨ２ＣＯＯ−    （１−３１）
（ＣＨ３Ｏ）３−ｐ（Ｃ２Ｈ５Ｏ）ｐＳｉＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓ（ＣＨ３）ＣＨ２ＣＨ２Ｎ＋（ＣＨ３）２ＣＨ２ＣＯＯ−    （１−３２）
（ＣＨ３Ｏ）３−ｐ（ｉｓｏ−Ｃ３Ｈ７Ｏ）ｐＳｉＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓ（ＣＨ３）ＣＨ２ＣＨ２Ｎ＋（ＣＨ３）２ＣＨ２ＣＯＯ−    （１−３３）
（ＣＨ３Ｏ）３ＳｉＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＳＣＨ２ＣＨ２ＣＯＯＣＨ２ＣＨ２Ｎ＋（ＣＨ３）２ＣＨ２ＣＯＯ−（１−３４）
（ＣＨ３Ｏ）２（ＣＨ３）ＳｉＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＳＣＨ２ＣＨ２ＣＯＯＣＨ２ＣＨ２Ｎ＋（ＣＨ３）２ＣＨ２ＣＯＯ−    （１−３５）
（ＣＨ３Ｏ）３−ｐ（Ｃ２Ｈ５Ｏ）ｐＳｉＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＳＣＨ２ＣＨ２ＣＯＯＣＨ２ＣＨ２Ｎ＋（ＣＨ３）２ＣＨ２ＣＯＯ−    （１−３６）
（ＣＨ３Ｏ）３ＳｉＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＳＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）ＣＯＯＣＨ２ＣＨ２Ｎ＋（ＣＨ３）２ＣＨ２ＣＯＯ−    （１−３７）
（ＣＨ３Ｏ）２（ＣＨ３）ＳｉＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＳＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）ＣＯＯＣＨ２ＣＨ２Ｎ＋（ＣＨ３）２ＣＨ２ＣＯＯ−    （１−３８）
（ＣＨ３Ｏ）３−ｐ（Ｃ２Ｈ５Ｏ）ｐＳｉＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＳＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）ＣＯＯＣＨ２ＣＨ２Ｎ＋（ＣＨ３）２ＣＨ２ＣＯＯ−    （１−３９）
（ＣＨ３Ｏ）３ＳｉＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＳＣＨ２ＣＨ２ＣＯＮＨＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｎ＋（ＣＨ３）２ＣＨ２ＣＯＯ−    （１−４０）
（ＣＨ３Ｏ）２（ＣＨ３）ＳｉＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＳＣＨ２ＣＨ２ＣＯＮＨＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｎ＋（ＣＨ３）２ＣＨ２ＣＯＯ−    （１−４１）
（ＣＨ３Ｏ）３−ｐ（Ｃ２Ｈ５Ｏ）ｐＳｉＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＳＣＨ２ＣＨ２ＣＯＮＨＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｎ＋（ＣＨ３）２ＣＨ２ＣＯＯ−  （１−４２） 
（ＣＨ３Ｏ）３ＳｉＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＳＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）ＣＯＮＨＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｎ＋（ＣＨ３）２ＣＨ２ＣＯＯ−    （１−４３）
（ＣＨ３Ｏ）２（ＣＨ３）ＳｉＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＳＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）ＣＯＮＨＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｎ＋（ＣＨ３）２ＣＨ２ＣＯＯ−    （１−４４）
（ＣＨ３Ｏ）３−ｐ（Ｃ２Ｈ５Ｏ）ｐＳｉＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＳＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）ＣＯＮＨＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｎ＋（ＣＨ３）２ＣＨ２ＣＯＯ−    （１−４５）
（Ｃ２Ｈ５Ｏ）３ＳｉＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＮＨＣＯＯＣＨ２ＣＨ２Ｎ＋（ＣＨ３）（ＣＨ２ＣＯＯ−）ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨ２Ｎ＋（ＣＨ３）２ＣＨ２ＣＯＯ−        （１−４６）
｛（Ｃ２Ｈ５Ｏ）３ＳｉＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＮＨＣＯＯＣＨ２ＣＨ２｝２Ｎ＋（ＣＨ３）ＣＨ２ＣＯＯ−    （１−４７）
｛（Ｃ２Ｈ５Ｏ）３ＳｉＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＮＨＣＯＯＣＨ２ＣＨ２｝３Ｎ＋ＣＨ２ＣＯＯ−    （１−４８）
【００３１】
本発明のベタイン系ケイ素化合物の加水分解物とは、上記ベタイン系ケイ素化合物のアルコキシ基が少なくとも１個加水分解して水酸基（−ＯＨ）になったものを表す。
【００３２】
本発明のベタイン系ケイ素化合物は、より具体的には以下の製造方法により得られる。
すなわち、式（３）で表されるシランカップリング剤（例えば、ジメチルアミノ基含有ケイ素化合物）に式（４）で表されるハロ酢酸化合物のアルカリ金属塩（例えば、ハロカルボン酸化合物類のアルカリ金属塩）を反応させることにより得ることが出来る。
アルカリ金属塩を用いることにより、ベタイン化の際に生じるハロゲン化アルカリ塩が沈殿として反応系外に移行する為、ろ過などにより容易に除去できる。
【００３３】
反応に用いる溶媒としては、非水系溶媒（アルコール系溶媒：メタノール、エタノール、イソプロパンール、ｎ−ブタノール、ｔｅｒｔ−ブタノール、ペンタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル及び１，４−ブタンジオール等、エーテル系溶媒：ジエチルエーテル、テトラハイドロフラン及びジオキサン等、ケトン系溶媒：アセトン及びメチルエチルケトン等、非プロトン溶媒：ジメチルスルホキサイド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等、芳香族系炭化水素溶媒：トルエン、キシレン等）及びこれらの混合溶媒等が挙げられる。
これらのうち好ましいのは、アルコール系溶媒であり、これらの溶媒は１種又は２種以上で使用できる。特に好ましいのは、メタノール、エタノール、イソプロパノール及びプロピレングリコールモノメチルエーテルである。
【００３４】
反応温度は用いる溶媒の沸点あるいはそれ以上が好ましく、沸点以上の温度にする為加圧下で反応を行っても良い。  
反応時間は通常６時間〜３６時間であり、好ましくは８時間〜３６時間であり、特に好ましくは８時間〜２４時間である。
【００３５】
原料であるジアルキルアミノ基含有ケイ素化合物は、市販の物をそのまま使用するか、あるいは市販のジアルキルアミノ基含有アルコール｛例えば：２−ジメチルアミノエタノール、３−ジメチルアミノプロパノール、４−ジメチルアミノブタノール、２−ジメチルアミノエトキシエタノール及びＮ，Ｎ，Ｎ’−トリメチル−Ｎ’−（２−ヒドロキシエチル）−ビス（２−アミノエチルエーテル等｝にイソシアネート基含有ケイ素化合物（例えば、３-イソシアネートプロピルトリエトキシシラン等）を反応させることにより得ることが出来るカーバメート基含有ケイ素化合物を用いることが出来る。
また、ジメチルアリルアミン、２−（ジメチルアミノ）エチルアクリレート、２−（ジメチルアミノ）エチルメタクリレート、Ｎ−［３−（ジメチルアミノ）プロピル］アクリルアミドやＮ−［３−（ジメチルアミノ）プロピル］メタクリルアミド等にチオール基含有ケイ素化合物（例えば、３−メルカプトプロピルトリメトキシや３−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン等）を反応させることにより得ることが出来るチオエーテル基含有ケイ素化合物を用いることが出来る。
【００３６】
上記反応は溶媒を用いても用いなくても良い。
上記反応に溶媒を用いる際、用いる溶媒としては、非水系溶媒（エステル系溶媒：例えば、酢酸メチル、酢酸エチル及び酢酸ブチル等、エーテル系溶媒：例えば、ジエチルエーテル、テトラハイドロフラン、１，２−ジメトキシエタン及びジオキサン等、ケトン系溶媒：例えば、アセトン及びメチルエチルケトン等、非プロトン溶媒：例えば、ジメチルスルホキサイド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等、芳香族系炭化水素溶媒：例えば、トルエン及びキシレン等）及びこれらの混合溶媒等が挙げられる。
これらのうち、無溶媒、エステル系溶媒（例えば、酢酸エチル及び酢酸ブチル）あるいはエーテル系溶媒（例えば、テトラハイドロフラン、１，２−ジメトキシエタン等）の方が好ましい。
【００３７】
また、反応温度は０℃〜２００℃で行うことが可能であり、室温〜１５０℃が好ましく、特に室温〜１００℃が好ましい。
【００３８】
また、ジメチルアミノ基含有アルコールとイソシアネート基含有ケイ素化合物の反応にはスズ系触媒（例えば、ジブチルジラウリル錫等）を用いてもよく、ジメチルアリルアミン、２−（ジメチルアミノ）エチルアクリレート、２−（ジメチルアミノ）エチルメタクリレート、Ｎ−［３−（ジメチルアミノ）プロピル］アクリルアミドやＮ−［３−（ジメチルアミノ）プロピル］メタクリルアミド等とチオール基含有ケイ素化合物の反応にはアゾ系触媒（例えば、アゾビスイソブチロニトリル等）を用いても良い。
【００３９】
本発明の親水性コーティング組成液は、前記〔１〕記載のベタイン系ケイ素化合物及び／又はベタイン系ケイ素化合物の加水分解生成物を溶液中に含有することを特徴とする。
また、本発明の親水性コーティング組成液は、前記〔１〕及び〔２〕記載のベタイン系ケイ素化合物及び／又はベタイン系ケイ素化合物の加水分解生成物に加えて前記〔４〕に記載の界面活性シランカップリング剤及び／又はその加水分解物を少なくとも１種含有させても良い。
【００４０】
上記界面活性シランカップリング剤及び／又はその加水分解物の添加量は、ベタイン系ケイ素化合物１．０ｇ当たりに対して通常０．００１〜５．０ｇであり、好ましくは０．０１〜３．０ｇである。  
上記範囲であると、成膜性が良好になり、又親水性や防曇性が向上する。
【００４１】
さらに、本発明の親水性コーティング組成液は、金属アルコキサイド、金属アルコキサイドオリゴマー、金属酸化物ゾル及び金属酸化物を少なくとも１種含有させても良い。
【００４２】
前記金属アルコキサイドの金属としては、ケイ素、チタン、ジルコニウム及びアルミニウム等が挙げられる。これらのうち、好ましいのはケイ素、チタン及びジルコニウムであり、特に好ましいのはケイ素である。
【００４３】
前記金属アルコキサイドのアルコキシ基としては、炭素数１〜１０のアルコキシ基（メトキシ基、エトキシ基、ｎ−プロポキシ基。ｉｓｏ−プロポキシ基、ｎ−ブトキシ基及びｔｅｒｔ−ブトキシ基等）が挙げられる。これらのうち、好ましいのはメトキシ基、エトキシ基、ｉｓｏ−プロポキシ基、ｎ−ブトキシ基及びｔｅｒｔ−ブトキシ基であり、さらに好ましいのはメトキシ基及びエトキシ基である。
【００４４】
なお、前記アルコキシ基の一部が他の有機基｛メチル基、ビニル基、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）基、３−グリシジル基、３−グリシドキシプロピル基、ｐ−スチリル基、３−メタクリロキシプロピル基、３−アクリロキシプロピル基、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピル基、３−アミノプロピル基、Ｎ−フェニル−３−アミノプロピル基、Ｎ−（ビニルベンジル）−２−アミノエチル−３−アミノプロピル基、３−ウレイドプロピル基、３−イソシアネートプロピル基（ブロックイソシアネート基も含む）、３−クロロプロピル基、β−ジケトナート基（２，４−ペンタジオネート基）等｝で置換されていてもよい。
【００４５】
前記アルコキシ基の一部が他の有機基で置換された、具体的な化合物の例としては以下のものが挙げられる。
【００４６】
【化２】
2016167097.tif 000003
【００４７】
【化３】
2016167097.tif 000004
【００４８】
前記金属アルコキサイドオリゴマーとしては、コルコート株式会社製のコルコートシリーズ（メチルシリケート５１、メチルシリケート５３Ａ、エチルシリケート４０、エチルシリケート４８、ＥＭＳ４８５、ＳＳ１０１、ＳＳ−Ｃ１、ＨＡＳ−５、ＨＡＳ−１、ＨＡＳ−１０、コルコートＰ、コルコート１０３−Ｘ等）等が挙げられる。
【００４９】
前記金属酸化物ゾルとしては、日産化学工業株式会社製のコロイダルシリカ｛スノーテックス（ＳＴ−ＸＳ、ＳＴ−３０、ＳＴ−５０、ＳＴ−ＮＸＳ、ＳＴ−Ｎ、ＳＴ−ＯＸＳ、ＳＴ−Ｏ、ＳＴ−Ｃ、ＳＴ−ＡＫ等）、オルガノシリカゾル（メタノール分散標準タイプ、メタノール分散Ｌタイプ、イソプロピルアルコール分散標準タイプ、イソプロピルアルコール分散Ｌタイプ等）、アルミナゾル（ＡＳ−１００、ＡＳ−２００、ＡＳ−５２０、ＡＳ−５５０等）｝、川研ファインケミカル株式会社製のアルミナゾル（アルミゾル-１０Ａ、アルミゾル-ＣＳＡ-１１０ＡＤ、アルミゾル-１０Ｄ等）、日揮触媒化成株式会社製の中空ナノシリカゾル（例えば、スルーリア等）、特許第５７５０４３６号公報、出願番号ＪＰ２０１５−２００８１９号公報及び出願番号ＪＰ２０１５−２００８２８号公報に記載の修飾金属酸化物ゾル等が挙げられる。
【００５０】
前記金属酸化物としては、日本アエロジル社のヒュームドシリカ（例えば：アエロジル９０、アエロジル１３０、アエロジル１５０、アエロジル２００、アエロジル２５５、アエロジル３００、アエロジル３８０、アエロキサイドＡｌｕ１３０、アエロキサイドＴｉＯ２Ｐ２５等）、日鉄鉱業株式会社製の中空ナノシリカ（例えば、シリナックス（登録商標）等）及び日揮触媒化成株式会社製の中空ナノシリカ（例えば、スルーリア等）等が挙げられる。
【００５１】
これらのうち、好ましいのはアルコキシ基の一部が他の有機基で置換していても良い金属アルコキサイド、金属酸化物ゾル及び金属アルコキサイドオリゴマーである。
【００５２】
上記一部が他の有機基で置換していても良い金属アルコキサイド、金属酸化物ゾル及び金属アルコキサイドオリゴマーの添加量は、ベタイン系ケイ素化合物１．０ｇ当たりに対して通常０．０１〜５．０ｇであり、好ましくは、０．１〜３．０ｇである。
上記範囲であると、ベタイン系ケイ素系化合物が有する特性（例えば、親水性、分散性、基板に対する密着性及び硬化特性等）がより発揮でき、また成膜性も良好となる。
【００５３】
続いて、親水性コーティング組成液の作製方法について説明する。
本発明の親水性コーティング組成液は、本発明のベタイン系ケイ素化合物を水溶性溶媒：例えばアルコール系溶媒：メタノール、エタノール、イソプロパンール、ｎ−ブタノール、ｔｅｒｔ−ブタノール、ペンタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール及び１，４−ブタンジオール等、エーテル系溶媒：テトラハイドロフラン及びジオキサン等、ケトン系溶媒：アセトン及びメチルエチルケトン等、非プロトン溶媒：ジメチルスルホキサイド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等及びこれらの混合溶媒等中で加水分解することにより得ることが出来る。
【００５４】
加水分解する際の温度は室温から用いる水溶性溶媒の沸点であり、沸点が好ましい。
また、加水分解の際には酸（例えば酢酸、塩酸、硝酸等）や塩基（水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、硝酸カリウム、硝酸カルシウム、硝酸バリウム等）を加えても良い。
【００５５】
加水分解に要する反応時間は、通常３０分〜４８時間、好ましくは２〜２４時間である。
【００５６】
本発明の親水性コーティング組成液は、さらに、作業性（取扱性及びコーティング性等）を向上させる為に希釈溶剤を含有させても良い。希釈溶媒としては、本発明の親水性コーティング組成液と反応せず、これらを溶解及び／又は分散させるものであれば制限がなく、例えば、エーテル系溶剤（テトラハイドロフラン、ジオキサン等）、アルコール系溶剤（メチルアルコール、エチルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、ｉｓｏ−プロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコールプロピレングリコールモノメチルエーテル等）、エステル系溶剤（酢酸エチル、酢酸ブチル等）、ケトン系溶剤（アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等）及び非プロトン性溶媒（Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドン、ジメチルスルホキシド等）及び水等が挙げられる。
【００５７】
希釈溶媒を含有する場合、希釈溶媒の含有量は、例えば、全溶媒に対する、本発明のベタイン系ケイ素化合物の重量％が、０．００５〜１５重量％（好ましくは０．０１〜１０重量％、特に好ましくは０．０１〜７．５重量％）となる量である。
【００５８】
これらの化合物を水溶性溶媒中で加水分解して無機材料にコーティングした場合、無機基材の表面に存在する具体的な官能基としては、以下の構造が挙げられる。
【００５９】
（−Ｏ−）３ＳｉＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｎ＋（ＣＨ３）２ＣＨ２ＣＯＯ−
（−Ｏ−）３ＳｉＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｎ＋（ＣＨ３）２ＣＨ２ＣＨ２ＣＯＯ−
（−Ｏ−）３ＳｉＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｎ＋（ＣＨ３）２ＣＨ２Ｃ６Ｈ４ＣＯＯ−
（−Ｏ−）３ＳｉＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＮＨＣＯＯＣＨ２ＣＨ２Ｎ＋（ＣＨ３）２ＣＨ２ＣＯＯ−
（−Ｏ−）３ＳｉＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＮＨＣＯＯＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｎ＋（ＣＨ３）２ＣＨ２ＣＯＯ−
（−Ｏ−）３ＳｉＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＮＨＣＯＯＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｎ＋（ＣＨ３）２ＣＨ２ＣＯＯ−
（−Ｏ−）３ＳｉＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＮＨＣＯＮＨＣＨ２ＣＨ２Ｎ＋（ＣＨ３）２ＣＨ２ＣＯＯ−
（−Ｏ−）３ＳｉＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＮＨＣＯＮＨＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｎ＋（ＣＨ３）２ＣＨ２ＣＯＯ−
（−Ｏ−）３ＳｉＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＮＨＣＯＯＣＨ２ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨ２Ｎ＋（ＣＨ３）２ＣＨ２ＣＯＯ−
（−Ｏ−）３ＳｉＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＳＣＨ２ＣＨ２ＣＯＯＣＨ２ＣＨ２Ｎ＋（ＣＨ３）２ＣＨ２ＣＯＯ−
（−Ｏ−）３ＳｉＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＳＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）ＣＯＯＣＨ２ＣＨ２Ｎ＋（ＣＨ３）２ＣＨ２ＣＯＯ−
（−Ｏ−）３ＳｉＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＳＯ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＯＯＣＨ２ＣＨ２Ｎ＋（ＣＨ３）２ＣＨ２ＣＯＯ−
（−Ｏ−）３ＳｉＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＳＯ２ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）ＣＯＯＣＨ２ＣＨ２Ｎ＋（ＣＨ３）２ＣＨ２ＣＯＯ−
（−Ｏ−）３ＳｉＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＳＣＨ２ＣＨ２ＣＯＮＨＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｎ＋（ＣＨ３）２ＣＨ２ＣＯＯ−
（−Ｏ−）３ＳｉＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＳＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）ＣＯＮＨＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｎ＋（ＣＨ３）２ＣＨ２ＣＯＯ−
（−Ｏ−）３ＳｉＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＳＯ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＯＮＨＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｎ＋（ＣＨ３）２ＣＨ２ＣＯＯ−
（−Ｏ−）３ＳｉＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＳＯ２ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）ＣＯＮＨＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｎ＋（ＣＨ３）２ＣＨ２ＣＯＯ−
（−Ｏ−）３ＳｉＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＳＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｎ＋（ＣＨ３）２ＣＨ２ＣＯＯ−
（−Ｏ−）３ＳｉＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＳＯ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｎ＋（ＣＨ３）２ＣＨ２ＣＯＯ−
（−Ｏ−）３ＳｉＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓ（ＣＨ３）ＣＨ２ＣＨ２Ｎ＋（ＣＨ３）２ＣＨ２ＣＯＯ−
（−Ｏ−）３ＳｉＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＳＯ２（ＣＨ３）ＣＨ２ＣＨ２Ｎ＋（ＣＨ３）２ＣＨ２ＣＯＯ−
（−Ｏ−）２（ＣＨ３）ＳｉＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｎ＋（ＣＨ３）２ＣＨ２ＣＯＯ−
（−Ｏ−）２（ＣＨ３）ＳｉＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＮＨＣＯＯＣＨ２ＣＨ２Ｎ＋（ＣＨ３）２ＣＨ２ＣＯＯ−
（−Ｏ−）２（ＣＨ３）ＳｉＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＮＨＣＯＯＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｎ＋（ＣＨ３）２ＣＨ２ＣＯＯ−
（−Ｏ−）２（ＣＨ３）ＳｉＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＮＨＣＯＯＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｎ＋（ＣＨ３）２ＣＨ２ＣＯＯ−
（−Ｏ−）２（ＣＨ３）ＳｉＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＮＨＣＯＯＣＨ２ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨ２Ｎ＋（ＣＨ３）２ＣＨ２ＣＯＯ−
（−Ｏ−）２（ＣＨ３）ＳｉＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＳＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｎ＋（ＣＨ３）２ＣＨ２ＣＯＯ−
（−Ｏ−）２（ＣＨ３）ＳｉＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＳＯ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｎ＋（ＣＨ３）２ＣＨ２ＣＯＯ−
（−Ｏ−）２（ＣＨ３）ＳｉＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓ（ＣＨ３）ＣＨ２ＣＨ２Ｎ＋（ＣＨ３）２ＣＨ２ＣＯＯ−
（−Ｏ−）２（ＣＨ３）ＳｉＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＳＯ２（ＣＨ３）ＣＨ２ＣＨ２Ｎ＋（ＣＨ３）２ＣＨ２ＣＯＯ−
（−Ｏ−）２（ＣＨ３）ＳｉＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＳＣＨ２ＣＨ２ＣＯＯＣＨ２ＣＨ２Ｎ＋（ＣＨ３）２ＣＨ２ＣＯＯ−
（−Ｏ−）２（ＣＨ３）ＳｉＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＳＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）ＣＯＯＣＨ２ＣＨ２Ｎ＋（ＣＨ３）２ＣＨ２ＣＯＯ−
（−Ｏ−）２（ＣＨ３）ＳｉＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＳＯ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＯＯＣＨ２ＣＨ２Ｎ＋（ＣＨ３）２ＣＨ２ＣＯＯ−
（−Ｏ−）２（ＣＨ３）ＳｉＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＳＯ２ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）ＣＯＯＣＨ２ＣＨ２Ｎ＋（ＣＨ３）２ＣＨ２ＣＯＯ−
（−Ｏ−）２（ＣＨ３）ＳｉＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＳＣＨ２ＣＨ２ＣＯＮＨＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｎ＋（ＣＨ３）２ＣＨ２ＣＯＯ−
（−Ｏ−）２（ＣＨ３）ＳｉＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＳＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）ＣＯＮＨＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｎ＋（ＣＨ３）２ＣＨ２ＣＯＯ−
（−Ｏ−）２（ＣＨ３）ＳｉＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＳＯ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＯＮＨＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｎ＋（ＣＨ３）２ＣＨ２ＣＯＯ−
（−Ｏ−）２（ＣＨ３）ＳｉＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＳＯ２ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）ＣＯＮＨＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｎ＋（ＣＨ３）２ＣＨ２ＣＯＯ−
（-Ｏ-）３ＳｉＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＮＨＣＯＯＣＨ２ＣＨ２Ｎ＋（ＣＨ３）（ＣＨ２ＣＯＯ−）ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨ２Ｎ＋（ＣＨ３）２ＣＨ２ＣＯＯ−
｛（−Ｏ−）３ＳｉＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＮＨＣＯＮＨＣＨ２ＣＨ２｝２Ｎ＋（ＣＨ３）ＣＨ２ＣＯＯ−
｛（−Ｏ−）３ＳｉＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＮＨＣＯＮＨＣＨ２ＣＨ２｝３Ｎ＋ＣＨ２ＣＯＯ−
【００６０】
本発明の親水性コーティング組成液は、上記化合物を含有すればよいが、上記化合物以外に、界面活性シランカップリング剤、金属アルコキサイド、金属アルコキサイドオリゴマー、金属酸化物ゾル及び金属酸化物などを１種類以上含有してもよい。
【００６１】
上記金属界面活性シランカップリング剤、アルコキサイド、金属アルコキサイドオリゴマー、金属酸化物ゾル及び金属酸化物等は、本発明のベタイン系ケイ素化合物を水溶性溶媒中に予め加えておき加水分解してもよいし、加水分解する際同時に加えてもよいし、また、ベタイン系ケイ素化合物を水溶性溶媒中で加水分解した後に加えても良い。好ましくは、加水分解する前又は加水分解する際に同時に加える方がよい。
【００６２】
本発明の親水性コーティング組成液は、硬化を促進させるために金属塩あるいは塩基を添加してもよい。
金属塩としては、水酸化物（水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化セシウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム等）、酢酸塩（酢酸リチウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム及び酢酸銀等）、硝酸塩（硝酸カルシウム、硝酸バリウム等）及び金属酸化物（酸化銀等）が挙げられる。
塩基としては、アンモニア、トリメチルアミン、トリエチルアミン、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド、テトラエチルアンモニウムハイドロオキサイド等が挙げられる。
金属塩あるいは塩基の添加量は、修飾金属酸化物ゾルに対して通常０．００１〜５０重量％であり、好ましくは、０．００５〜２０重量％であり、より好ましくは、０．０１〜１０重量％である。
【００６３】
本発明の親水性コーティング組成液は、さらに作業性（基材との濡れ性等）を向上させる為にレベリング剤（濡れ剤）を含有させても良い。レベリング剤としては、通常の炭化水素系界面活性剤及びフッ素系界面活性剤（アニオン型界面活性剤、カチオン型界面活性剤、ノニオン型界面活性剤、両性型界面活性剤）が挙げられる。これらのうち少量の添加で効果を発現するフッ素系界面活性剤および非イオン性界面活性剤が好ましい。
【００６４】
フッ素系界面活性剤の具体例としては以下に示す、株式会社ネオス社のフタージェント（商品名）が挙げられる。
具体的には、フタージェント１００、フタージェント１００Ｃ、フタージェント１１０、フタージェント１５０、フタージェント１５０ＣＨ、フタージェントＡ−Ｋ、フタージェント５０１、フタージェント２５０、フタージェント２５１、フタージェント２２２Ｆ、フタージェント２０８Ｇ、フタージェント３００、フタージェント３１０及びフタージェント４００ＳＷ等が挙げられる。
【００６５】
非イオン系界面活性剤としては、日信化学工業社製サーフィノール（商品名）が挙げられる。  具体的には、サーフィノール１０４シリーズ等が挙げられる。
【００６６】
本発明のコーティング膜は、親水性コーティング組成液によりウエットコーティングすることにより得られる。すなわち、本発明のコーティング膜は、本発明の親水性コーティング組成液を基材に塗布後、硬化させて得られる。
【００６７】
本発明の親水性コーティング組成液は、ガラス、プラスチック｛ポリメチルメタクリレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ＡＢＳ、ポリカーボネート、ポリスチレン、エポキシ、不飽和ポリエステル、メラミン、ジアリルフタレート、ポリイミド、ウレタン、ナイロン、ポリエチレン、ポリプロピレン、シクロオレフィンポリマー、ポリ塩化ビニル、フッ素樹脂（ポリテトラフルオロエチレン樹脂、ポリクロロトリフルオロエチレン樹脂、ポリフッ化ビニリデン樹脂、ポリフッ化ビニル樹脂、ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂、四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体樹脂、エチレン・四フッ化エチレン共重合体樹脂、エチレン・クロロトリフルオロエチレン共重合体樹脂等）、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ＳＢＲ、ニトリルラバー、ＥＰＭ、ＥＰＤＭ、エピクロルヒドリンラバー、ネオプレンラバー、ポルサルファイド及びブチルラバー等｝、金属（鉄、アルミニウム、ステンレス、チタン、銅、黄銅及びこれらの合金等）、セルロース、セルロース誘導体、セルロース類似体（キチン、キトサン及びポルフィラン等）あるいは天然繊維（シルク及びコットン等）等の基板、シート、フィルム及び繊維の表面親水化等に適用出来る。
【００６８】
また必要に応じて基板等との接着性を向上させるためプライマーあるいは、真空プラズマ、大気圧プラズマ、コロナ放電処理、フレーム処理、イトロ処理、紫外線照射及びオゾン処理等の表面活性化処理（基材表面の表面エネルギーを高くする手法）を用いても良い。
【００６９】
本発明の親水性コーティング組成液からなるコーティング液の塗布方法としては、ディプコーティング、スピンコーティング、フローコーティング及びスプレーコーティング等が挙げられる。
【００７０】
親水性コーティング組成液を上記塗布方法等で塗布し乾燥させた後、生成したコーティング膜を硬化させる為の脱水縮合を促進させる物質（触媒、例えば、塩基性物質：アンモニアガス等）等による処理により、コーティング膜の機械物性及び化学物性を向上させても良い。
【００７１】
熱処理のみで硬化させる場合、熱処理温度は通常室温〜３００℃、好ましくは室温〜２５０℃、特に好ましくは室温〜２００℃である。
【００７２】
熱処理をする時間は通常１分〜４８時間、好ましくは３分〜４８時間、特に好ましくは３分〜２４時間である。
【００７３】
次に、前記〔１〕記載のベタイン系ケイ素化合物をドライコーティングしてコーティング膜を形成する方法について説明する。
本発明のベタイン系ケイ素化合物は、ドライプロセス、すなわち、真空蒸着、スパッタリング、イオン化蒸着、イオンビーム及びＣＶＤ等により対象の各種基材にドライコーティング可能である。
真空蒸着としては、抵抗加熱、高周波誘導加熱、電子ビーム加熱、アーク放電、レーザーアブレーション及び分子線エピタキシ等が挙げられる。
イオン化蒸着としては、ＤＣイオンプレーティング、ＲＦイオンプレーティング、ホロカソードディスチャージ、活性化反応性蒸着及びクラスタイオンビーム等が挙げられる。
スパッタリングとしては、ＤＣマグネトロン、ＡＣマグネトロン、Ｄｕａｌマグネトロン、対向ターゲット、イオンビームスパッタリング、ＥＣＲスパッタリング等が挙げられる。
イオンビームとしては、イオンビーム蒸着、イオンビームアシスト蒸着、イオンビームスパッタリング等が挙げられる。
ＣＶＤとしては、プラズマＣＶＤ、熱ＣＶＤ、光ＣＶＤ及びＭＯＣＶＤ等が挙げられる。
【実施例】
【００７４】
以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。【００７５】
ベタイン系ケイ素化合物の作成（実施例１〜１３）
実施例１
アルゴン雰囲気下、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルトリメトキシシラン（東京化成工業株式会社製）６０．２ｇ（２９０ミリモル）とクロロ酢酸ナトリウム（ナカライテスク株式会社製）３３．８ｇ（２９０ミリモル）を脱水エタノール３００ｍｌに溶解させた後、２４時間加熱還流した。反応終了後沈殿として生じた塩化ナトリウムを吸引ろ過により除去することにより、本発明のベタイン系ケイ素化合物であるＮｏ１−１とＮｏ１−３の混合物のエタノール溶液を３８２．０ｇ得た。（なお、ベタイン系ケイ素化合物のＮｏは、前記のベタイン系ケイ素化合物の具体例として記載したＮｏである。以下の実施例についても同じ。）
エタノール溶液のエタノールを除去後、残渣を赤外吸収スペクトル法により測定した。
原料（クロロ酢酸ナトリウム）のカルボニル基の吸収（１６００ｃｍ−１）が消失し、新たに目的物のカルボニル基の吸収（１６２８ｃｍ−１）を確認した。【００７６】
実施例２
アルゴン雰囲気下、ジメチルアミノエタノール（ナカライテスク株式会社製）３．６ｇ（４０．４ミリモル）に３−（トリエトキシシリル）プロピルイソシアネート（信越化学工業株式会社製）１０．０ｇ（４０．４ミリモル）を加え、９０℃で４８時間反応させることにより、ジメチルアミノエチル基がカーバメート結合を介して３−（トリエトキシシリル）プロピル基と結合した化合物（Ａ）を１２．７ｇ得た。
１Ｈ−ＮＭＲ測定から原料である３−（トリエトキシシリル）プロピルイソシアネートのイソシアネート基が結合した炭素のプロトン（３．３０ｐｐｍ）の吸収が消失して、新たに目的物のカーバメート基が結合した炭素のプロトン（３．１７ｐｐｍ）の吸収を確認した。
化合物（Ａ）５．０ｇ（１４．９ミリモル）とクロロ酢酸ナトリウム（ナカライテスク株式会社製）１．８０ｇ（１５．４ミリモル）を脱水エタノール５０ｍｌに溶解させた後、２４時間加熱還流した。反応終了後沈殿として生じた塩化ナトリウム及び過剰のクロロ酢酸ナトリウムを吸引ろ過により除去後、エタノールを除去することにより、本発明のベタイン系ケイ素化合物であるＮｏ１−１１を４．３ｇ得た。
得られた本発明のベタイン系ケイ素化合物を赤外吸収スペクトル法により測定した。
原料（クロロ酢酸ナトリウム）のカルボニル基の吸収（１６００ｃｍ−１）が消失し、新たに目的物のカルボニル基の吸収（１６３１ｃｍ−１）を確認した。【００７７】
実施例３
アルゴン雰囲気下、２−[２−（ジメチルアミノ）エトキシ]エタノール（東京化成工業株式会社製）５．４ｇ（４０．６ミリモル）と３−（トリエトキシシリル）プロピルイソシアネート（信越化学工業株式会社製）１０．０ｇ（４０．４ミリモル）を加え、９０℃で４８時間反応させることにより、２−[２−（ジメチルアミノ）エトキシ]エチル基がカーバメート結合を介して３−（トリエトキシシリル）プロピル基と結合した化合物（Ｂ）を１４．３ｇ得た。
１Ｈ−ＮＭＲ測定から原料である３−（トリエトキシシリル）プロピルイソシアネートのイソシアネート基が結合した炭素のプロトン（３．３０ｐｐｍ）の吸収が消失して、新たに目的物のカーバメート基が結合した炭素に結合したプロトン（３．１７ｐｐｍ）の吸収を確認した。
化合物（Ｂ）７．８５ｇ（２０．６ミリモル）とクロロ酢酸ナトリウム（ナカライテスク株式会社製）２．４１ｇ（２０．７ミリモル）を脱水エタノール３０ｍｌに溶解させた後、２４時間加熱還流した。反応終了後沈殿として生じた塩化ナトリウム及び過剰のクロロ酢酸ナトリウムを吸引ろ過により除去することにより、本発明のベタイン系ケイ素化合物であるＮｏ１−１９のエタノール溶液を３９．３ｇ得た。
エタノール溶液のエタノールを除去後、残渣を赤外吸収スペクトル法により測定した。
原料（クロロ酢酸ナトリウム）のカルボニル基の吸収（１６００ｃｍ−１）が消失し、新たに目的物のカルボニル基の吸収（１６４０ｃｍ−１）を確認した。【００７８】
実施例４
アルゴン雰囲気下、３−（ジメチルアミノ）−１−プロパノール（東京化成工業株式会社製）３．４ｇ（４０．４ミリモル）に３−（トリエトキシシリル）プロピルイソシアネート（信越化学工業株式会社製）８．３ｇ（４０．４ミリモル）を加え、９０℃で４８時間反応させることにより、ジメチルアミノエチル基がカーバメート結合を介して３−（トリエトキシシリル）プロピル基と結合した化合物（Ｃ）を１０．１ｇ得た。
１Ｈ−ＮＭＲ測定から原料である３−（トリエトキシシリル）プロピルイソシアネートのイソシアネート基が結合した炭素のプロトン（３．３０ｐｐｍ）の吸収が消失して、新たに目的物のカーバメート基が結合した炭素のプロトン（３．１７ｐｐｍ）の吸収を確認した。
化合物（Ｃ）６．０ｇ（２０．６ミリモル）とクロロ酢酸ナトリウム（ナカライテスク株式会社製）２．４１ｇ（２０．７ミリモル）を脱水メタノール３０ｍｌに溶解させた後、４８時間加熱還流した。反応終了後沈殿として生じた塩化ナトリウム及び過剰のクロロ酢酸ナトリウムを吸引ろ過により除去することにより、本発明のベタイン系ケイ素化合物であるＮｏ１−１６のメタノール溶液を３９．３ｇ得た。
エタノール溶液のメタノールを除去後、残渣を赤外吸収スペクトル法により測定した。
原料（クロロ酢酸ナトリウム）のカルボニル基の吸収（１６００ｃｍ−１）が消失し、新たに目的物のカルボニル基の吸収（１６４２ｃｍ−１）を確認した。【００７９】
実施例５
アルゴン雰囲気下、ジメチルアリルアミン（東京化成工業株式会社製）８．５ｇ（１００ミリモル）と３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン（信越化学工業株式会社製）１９．６ｇ（１００ミリモル）の混合物の中にアゾビスイソブチロニトリル（ナカライテスク社製）３２８ｍｇ（２ミリモル）を溶解させ溶液をアルゴンガスでバブリングして反応系内をアルゴンガスで置換した後、２４時間８０℃で加熱撹拌することにより、３−ジメチルアミノプロピル基がチオエーテル結合を介してと３−（トリメトキシシリル）プロピル基と結合した化合物（Ｄ）を２７．９ｇ得た。
１Ｈ−ＮＭＲ測定から原料であるジメチルアリルアミンのアリル基のプロトン（５．１１〜５．２１及び５．７８〜５．９３ｐｐｍ）が消失していることを確認した。
化合物（Ｄ）１０．０ｇ（３５．６ミリモル）とクロロ酢酸ナトリウム（ナカライテスク株式会社製）４．２ｇ（３６．０ミリモル）を脱水イソプロピルアルコール５０ｍｌに溶解させた後、２４時間加熱還流した。反応終了後沈殿として生じた塩化ナトリウム及び過剰のクロロ酢酸ナトリウムを吸引ろ過により除去することにより、本発明のベタイン系ケイ素化合物であるＮｏ１−２８及びＮｏ１−３０の混合物のイソプロピルアルコール溶液を５４．２ｇ得た。
イソプロピルアルコール溶液のイソプロピルアルコールを除去後、残渣を赤外吸収スペクトル法により測定した。
原料（クロロ酢酸ナトリウム）のカルボニル基の吸収（１６００ｃｍ−１）が消失し、新たに目的物のカルボニル基の吸収（１６３４ｃｍ−１）を確認した。【００８０】
実施例６
アルゴン雰囲気下、２−（ジメチルアミノ）エチルアクリレート（東京化成工業株式会社製）１４．３ｇ（１００ミリモル）と３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン（信越化学工業株式会社製）１９．６ｇ（１００ミリモル）と脱水酢酸エチル１００ｍｌの混合物の中にアゾビスイソブチロニトリル（ナカライテスク社製）３２８ｍｇ（２ミリモル）を溶解させ、溶液をアルゴンガスでバブリングして反応系内をアルゴンガスで置換した後、２４時間８０℃で加熱撹拌後、酢酸エチルを除去することにより、２−（ジメチルアミノ）エチルアクリレートのアクリル基がチオエーテル結合を介してと３−（トリメトキシシリル）プロピル基と結合した化合物（Ｅ）を３４．２ｇ得た。
１Ｈ−ＮＭＲ測定から原料である２−（ジメチルアミノ）エチルアクリレートのアクリル基のプロトン（５．８０、６．１６及び６．４３ｐｐｍ）が消失していることを確認した。
化合物（Ｅ）１０．０ｇ（２９．５ミリモル）とクロロ酢酸ナトリウム（ナカライテスク株式会社製）３．４３ｇ（２９．５ミリモル）を脱水エチルアルコール６０ｍｌに溶解させた後、２４時間加熱還流した。反応終了後沈殿として生じた塩化ナトリウムを吸引ろ過により除去することにより、本発明のベタイン系ケイ素化合物であるＮｏ１−３４及びＮｏ１−３６の混合物のエチルアルコール溶液を５６．３ｇ得た。
エチルアルコール溶液のエチルアルコールを除去後、残渣を赤外吸収スペクトル法により測定した。
原料（クロロ酢酸ナトリウム）のカルボニル基の吸収（１６００ｃｍ−１）が消失し、新たに目的物のカルボニル基の吸収（１６３３ｃｍ−１）を確認した。【００８１】
実施例７
アルゴン雰囲気下、２−（ジメチルアミノ）エチルメタクリレート（和光純薬工業株式会社製）１５．７ｇ（１００ミリモル）と３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン（信越化学工業株式会社製）１９．６ｇ（１００ミリモル）と脱水酢酸エチル１００ｍｌの混合物の中にアゾビスイソブチロニトリル（ナカライテスク社製）３２８ｍｇ（２ミリモル）を溶解させ、溶液をアルゴンガスでバブリングして反応系内をアルゴンガスで置換した後、２４時間８０℃で加熱撹拌後、酢酸エチルを除去することにより２−（ジメチルアミノ）エチルメタクリレートのメタクリル基がチオエーテル結合を介してと３−（トリメトキシシリル）プロピル基と結合した化合物（Ｆ）を３２．９ｇ得た。
１Ｈ−ＮＭＲ測定から原料である２−（ジメチルアミノ）エチルメタクリレートのメタクリル基のプロトン（５．７５及び６．１１ｐｐｍ）が消失していることを確認した。
化合物（Ｆ）１０．０ｇ（２８．３ミリモル）とクロロ酢酸ナトリウム（ナカライテスク株式会社製）３．３ｇ（２８．３ミリモル）を脱水エチルアルコール６０ｍｌに溶解させた後、２４時間加熱還流した。反応終了後沈殿として生じた塩化ナトリウムを吸引ろ過により除去することにより、本発明のベタイン系ケイ素化合物であるＮｏ１−３７及びＮｏ１−３９の混合物のエチルアルコール溶液を５５．７ｇ得た。
エチルアルコール溶液のエチルアルコールを除去後、残渣を赤外吸収スペクトル法により測定した。
原料（クロロ酢酸ナトリウム）のカルボニル基の吸収（１６００ｃｍ−１）が消失し、新たに目的物のカルボニル基の吸収（１６３０ｃｍ−１）を確認した。【００８２】
実施例８
アルゴン雰囲気下、Ｎ−[３−（ジメチルアミノ）プロピル]アクリルアミド（和光純薬工業株式会社製）１５．６ｇ（１００ミリモル）、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン（信越化学工業株式会社製）１９．６ｇ（１００ミリモル）と脱水酢酸エチル１００ｍｌの混合物の中にアゾビスイソブチロニトリル（ナカライテスク社製）３２８ｍｇ（２ミリモル）を溶解させ、溶液をアルゴンガスでバブリングして反応系内をアルゴンガスで置換した後、アルゴン雰囲気下で２４時間８０℃で加熱撹拌後、酢酸エチルを除去することにより、Ｎ−[３−（ジメチルアミノ）プロピル]アクリルアミドのアクリル基がチオエーテル結合を介してと３−（トリメトキシシリル）プロピル基と結合した化合物（Ｇ）を３４．２ｇ得た。
１Ｈ−ＮＭＲ測定から原料であるＮ−[３−（ジメチルアミノ）プロピル]アクリルアミドのアクリル基のプロトン（５．６０、６．０５及び６．２１ｐｐｍ）が消失していることを確認した。
化合物（Ｇ）１０．０ｇ（２８．４ミリモル）とクロロ酢酸ナトリウム（ナカライテスク株式会社製）３．３１ｇ（２８．４ミリモル）を脱水エチルアルコール６０ｍｌに溶解させた後、２４時間加熱還流した。反応終了後沈殿として生じた塩化ナトリウムを吸引ろ過により除去することにより、本発明のベタイン系ケイ素化合物であるＮｏ１−４０及びＮｏ１−４２の混合物のエチルアルコール溶液を５９．８ｇ得た。
エチルアルコール溶液のエチルアルコールを除去後、残渣を赤外吸収スペクトル法により測定した。
原料（クロロ酢酸ナトリウム）のカルボニル基の吸収（１６００ｃｍ−１）が消失し、新たに目的物のカルボニル基の吸収（１６３４ｃｍ−１）を確認した。【００８３】
実施例９
アルゴン雰囲気下、Ｎ−[３−（ジメチルアミノ）プロピル]メタクリルアミド（東京化成工業株式会社製）１７．０ｇ（１００ミリモル）、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン（信越化学工業株式会社製）１９．６ｇ（１００ミリモル）と脱水酢酸エチル１００ｍｌの混合物の中にアゾビスイソブチロニトリル（ナカライテスク社製）３２８ｍｇ（２ミリモル）を溶解させ、溶液をアルゴンガスでバブリングして反応系内をアルゴンガスで置換した後、アルゴン雰囲気下で２４時間８０℃で加熱撹拌後、酢酸エチルを除去することにより、Ｎ−[３−（ジメチルアミノ）プロピル]メタクリルアミドのメタクリル基がチオエーテル結合を介してと３−（トリメトキシシリル）プロピル基と結合した化合物（Ｈ）を３５．６ｇ得た。
１Ｈ−ＮＭＲ測定から原料であるＮ−[３−（ジメチルアミノ）プロピル]メタクリルアミドのメタクリル基のプロトン（５．３０及び５．７４ｐｐｍ）が消失していることを確認した。
化合物（Ｆ）１０．０ｇ（２７．３ミリモル）とクロロ酢酸ナトリウム（ナカライテスク株式会社製）３．１８ｇ（２７．３ミリモル）を脱水エチルアルコール６０ｍｌに溶解させた後、２４時間加熱還流した。反応終了後沈殿として生じた塩化ナトリウムを吸引ろ過により除去することにより、本発明のベタイン系ケイ素化合物であるＮｏ１−４３及びＮｏ１−４５の混合物のエチルアルコール溶液を５４．２ｇ得た。
エチルアルコール溶液のエチルアルコールを除去後、残渣を赤外吸収スペクトル法により測定した。
原料（クロロ酢酸ナトリウム）のカルボニル基の吸収（１６００ｃｍ−１）が消失し、新たに目的物のカルボニル基の吸収（１６３５ｃｍ−１）を確認した。【００８４】
実施例１０
アルゴン雰囲気下、Ｎ，Ｎ，Ｎ’−トリメチル−Ｎ’−（２−ヒドロキシエチル）−ビス（２−アミノエチルエーテル）（東京化成工業株式会社製）１０．０ｇ（５２．６ミリモル）に３−（トリエトキシシリル）プロピルイソシアネート（信越化学工業株式会社製）１３．０ｇ（５２．６ミリモル）を加え、室温で４８時間反応させることにより、Ｎ，Ｎ，Ｎ’−トリメチル−Ｎ’−（２−ヒドロキシエチル）−ビス（２−アミノエチルエーテル）のヒドロキシエチル基がカーバメート結合を介して３−（トリエトキシシリル）プロピル基と結合した化合物（Ｉ）を２２．３ｇ得た。
１Ｈ−ＮＭＲ測定から原料である３−（トリエトキシシリル）プロピルイソシアネートのイソシアネート基が結合した炭素のプロトン（３．３０ｐｐｍ）の吸収が消失して、新たに目的物のカーバメート基が結合した炭素のプロトン（３．１６ｐｐｍ）の吸収を確認した。
化合物（Ｉ）１０．０ｇ（２２．９ミリモル）とクロロ酢酸ナトリウム（ナカライテスク株式会社製）５．４ｇ（４６．３ミリモル）を脱水エタノール４０ｍｌに溶解させた後、２４時間加熱還流した。反応終了後沈殿として生じた塩化ナトリウム及び過剰のクロロ酢酸ナトリウムを吸引ろ過により除去することにより、本発明のベタイン系ケイ素化合物であるＮｏ１−４６のエタノール溶液を４２．６ｇ得た。
得られた本発明のベタイン系ケイ素化合物を赤外吸収スペクトル法により測定した。
原料（クロロ酢酸ナトリウム）のカルボニル基の吸収（１６００ｃｍ−１）が消失し、新たに目的物のカルボニル基の吸収（１６４０ｃｍ−１）を確認した。【００８５】
実施例１１
アルゴン雰囲気下、Ｎ，Ｎ−ジメチル−１，３−プロパンジアミン（ナカライテスク株式会社製）５．１ｇ（５０．０ミリモル）に３−（トリエトキシシリル）プロピルイソシアネート（信越化学工業株式会社製）１２．３５ｇ（５０．０ミリモル）を加え、室温で４８時間反応させることにより、Ｎ，Ｎ−ジメチル−１，３−プロパンジアミノ基がウレア結合を介して３−（トリエトキシシリル）プロピル基と結合した化合物（Ｊ）を１６．７ｇ得た。
１Ｈ−ＮＭＲ測定から原料である３−（トリエトキシシリル）プロピルイソシアネートのイソシアネート基が結合した炭素のプロトン（３．３０ｐｐｍ）の吸収が消失して、新たに目的物のウレア基が結合した炭素のプロトン（３．１４ｐｐｍ）の吸収を確認した。
化合物（Ｊ）３．８４ｇ（１１．０ミリモル）とクロロ酢酸ナトリウム（ナカライテスク株式会社製）１．２８ｇ（１１．０ミリモル）を脱水エタノール約３５ｍｌに溶解させた後、２４時間加熱還流した。反応終了後沈殿として生じた塩化ナトリウム及び過剰のクロロ酢酸ナトリウムを吸引ろ過により除去することにより、本発明のベタイン系ケイ素化合物であるＮｏ１−２３のメタノール溶液を４０．６ｇ得た。
エタノール溶液のメタノールを除去後、残渣を赤外吸収スペクトル法により測定した。
原料（クロロ酢酸ナトリウム）のカルボニル基の吸収（１６００ｃｍ−１）が消失し、新たに目的物のカルボニル基の吸収（１６４３ｃｍ−１）を確認した。【００８６】
実施例１２
アルゴン雰囲気下、モノメチルジエタノールアミン（ナカライテスク株式会社製）５．９６ｇ（５０．０ミリモル）に３−（トリエトキシシリル）プロピルイソシアネート（信越化学工業株式会社製）２４．７ｇ（５０．０ミリモル）を加え、９０℃で４８時間反応させることにより、モノメチルジエタノールアミンの水酸基がカーバメート結合を介して３−（トリエトキシシリル）プロピル基と結合した化合物（Ｋ）を２９．７ｇ得た。
１Ｈ−ＮＭＲ測定から原料である３−（トリエトキシシリル）プロピルイソシアネートのイソシアネート基が結合した炭素のプロトン（３．３０ｐｐｍ）の吸収が消失して、新たに目的物のカーバメート基が結合した炭素のプロトン（３．１５ｐｐｍ）の吸収を確認した。
化合物（Ｋ）９．５ｇ（１５．５ミリモル）とクロロ酢酸ナトリウム（ナカライテスク株式会社製）１．８９ｇ（１６．２ミリモル）を脱水エタノール約４０ｍｌに溶解させた後、２４時間加熱還流した。反応終了後沈殿として生じた塩化ナトリウム及び過剰のクロロ酢酸ナトリウムを吸引ろ過により除去することにより、本発明のベタイン系ケイ素化合物であるＮｏ１−４７のメタノール溶液を４４．８ｇ得た。
エタノール溶液のメタノールを除去後、残渣を赤外吸収スペクトル法により測定した。
原料（クロロ酢酸ナトリウム）のカルボニル基の吸収（１６００ｃｍ−１）が消失し、新たに目的物のカルボニル基の吸収（１７２６ｃｍ−１）を確認した。【００８７】
実施例１３
アルゴン雰囲気下、トリエタノールアミン（ナカライテスク株式会社製）２．５０ｇ（１６．８ミリモル）に３−（トリエトキシシリル）プロピルイソシアネート（信越化学工業株式会社製）１２．４ｇ（５０．４ミリモル）を加え、９０℃で４８時間反応させることにより、トリエタノールアミンの水酸基がカーバメート結合を介して３−（トリエトキシシリル）プロピル基と結合した化合物（Ｌ）を１３．６ｇ得た。
１Ｈ−ＮＭＲ測定から原料である３−（トリエトキシシリル）プロピルイソシアネートのイソシアネート基が結合した炭素のプロトン（３．３０ｐｐｍ）の吸収が消失して、新たに目的物のカーバメート基が結合した炭素のプロトン（３．１５ｐｐｍ）の吸収を確認した。
化合物（Ｌ）１３．８ｇ（１５．５ミリモル）とクロロ酢酸ナトリウム（ナカライテスク株式会社製）１．８９ｇ（１６．２ミリモル）を脱水エタノール約４０ｍｌに溶解させた後、２４時間加熱還流した。反応終了後沈殿として生じた塩化ナトリウム及び過剰のクロロ酢酸ナトリウムを吸引ろ過により除去することにより、本発明のベタイン系ケイ素化合物であるＮｏ１−４８のメタノール溶液を４４．８ｇ得た。
エタノール溶液のメタノールを除去後、残渣を赤外吸収スペクトル法により測定した。
原料（クロロ酢酸ナトリウム）のカルボニル基の吸収（１６００ｃｍ−１）が消失し、新たに目的物のカルボニル基の吸収（１７２４ｃｍ−１）を確認した。【００８８】
界面活性シランカップリング剤の作成（合成例１〜３）
合成例１
（１）三洋化成工業株式会社製界面活性剤（ビューライトＬＣＡ−Ｈ、ポリオキシエチレンラウリルエーテル酢酸、酸価：１０７）７．５７ｇと３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン３．４ｇをアルゴン雰囲気下、１００℃で２日間反応させることにより、ビューライトＬＣＡ−Ｈと３−グリシドキシプロピルトリメトキシシランがエステル結合を介して結合した界面活性シランカップリング剤（Ｍ）１０．３ｇを得た。１Ｈ−ＮＭＲ測定から原料である３−グリシドキシプロピルトリメトキシシランのエポキシ環上のプロトン（２．６２、２．８０、３．１６ｐｐｍ）の吸収が消失したことを確認した。【００８９】
合成例２
三洋化成工業株式会社製界面活性剤（エマルミンＬ−９０−Ｓ、ドデシルアルコールのエチレンオキサイド付加物、水酸基価：９８．３）２０．２ｇと３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン８．４ｇを、触媒としてｐ−トルエンスルホン酸０．１ｇを用い、アルゴン雰囲気下、１００℃で２日間反応させることにより、エマルミンＬ−９０−Ｓとグリシドキシプロピルトリメトキシシランがエーテル結合を介して結合した界面活性シランカップリング剤（Ｎ）２８．１ｇを得た。１Ｈ−ＮＭＲ測定から原料である３−グリシドキシプロピルトリメトキシシランのエポキシ環上のプロトン（２．６２、２．８０、３．１６ｐｐｍ）の吸収が消失したことを確認した。【００９０】
合成例３
アルゴン雰囲気下、ポリオキシエチレンラウリルエーテル（三洋化成工業株式会社製、商品名：エマルミンＬ９０−Ｓ、ラウリルアルコールにエチレンオキサイドが約９分子付加し、水酸基価が９８．３の物）１０．０ｇに３−（トリエトキシシリル）プロピルイソシアネート（信越化学工業株式会社製）４．３３ｇ（１７．５ミリモル）を加え、９０℃で４８時間反応させることのより、界面活性シランカップリング剤（Ｏ）１４．３ｇを得た。
１Ｈ−ＮＭＲより、３−（トリエトキシシリル）プロピルイソシアネートのイソシアネート基のα位のメチレン基のケミカルシフトが、３．２９ｐｐｍから３．１６ｐｐｍにシフトしたことを確認した。【００９１】
ブロックドイソシアナート化合物の作成
合成例４
３，５−ジメチルピラゾール４．８１ｇ（５０．０ミリモル）と３−イソシアナートプロピルトリエトキシシラン１２．３５ｇ（５０．０ミリモル）を脱水酢酸エチル１００ｍｌに溶かし、室温で３日間撹拌した。反応終了後酢酸エチルを除去することにより３−イソシアナートプロピルトリエトキシシランのイソシアナート基を３，５−ジメチルピラゾールでブロックしたブロックドイソシアナート化合物（Ｐ）１６．８ｇを得た。【００９２】
金属酸化物ゾルの作成（合成例５〜７）
合成例５
３−（トリメトキシシリル）プロパン−１−チオール（チッソ株式会社）１．０ｇ（５．１ミリモル）をエタノール３０ｇに溶解させた後、オルガノシリカゾル（日産化学製、３０％イソプロパノール溶液）６．０ｇ、水６.５ｇを加え２４時間加熱還流した。冷却後過酸化水素水（三徳化学工業株式会社製、３０％水溶液）３．５ｇ（３０．８ミリモル）を加え２４時間加熱還流した。反応終了後室温まで冷却後、水酸化リチウム１水和物０.２１４ｇ（５．１ミリモル）を少量の水に溶かして加え中和することにより、ＬｉＯＳＯ２−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（−Ｏ−）３基で修飾されたイソプロパノールシリカゾルを含むエタノール溶液５０．０ｇを得た。【００９３】
合成例６
３−（トリメトキシシリル）プロパン−１−チオール（チッソ株式会社）１．０ｇ（５．１ミリモル）および合成例１で合成した化合物（Ｍ）０．４ｇをエタノール３６ｇに溶解させた後、オルガノシリカゾル（日産化学製、３０％イソプロパノール溶液）６．０ｇ、水６．５ｇ（３６１ミリモル）を加え２４時間加熱還流した。冷却後過酸化水素水（三徳化学工業株式会社製、３０％水溶液）３．５ｇ（３０．８ミリモル）を加え２４時間加熱還流した。反応終了後室温まで冷却し、水酸化リチウム１水和物０.２１４ｇ（５．１ミリモル）を少量の水に溶かして加え中和することにより、ＬｉＯＳＯ２−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（−Ｏ−）３基とビューライトＬＣＡ−Ｈと３−グリシドキシプロピルトリメトキシシランがエステル結合を介して結合した基で修飾されたイソプロパノールシリカゾルを含むエタノール溶液５０．０ｇを得た。【００９４】
合成例７
オルガノシリカゾル（日産化学製、３０％イソプロパノール溶液）６．０ｇをエタノール４４．０ｇで希釈することにより、無修飾のイソプロパノールシリカゾルを含むエタノール溶液５０．０ｇを得た。【００９５】
〔親水性コーティング組成液の作成〕
実施例１〜１３で得たベタイン系ケイ素化合物のエタノール溶液、水、金属アルコキサイド、合成例１〜３で得た界面活性シランカップリング剤、合成例４で得たブロックドイソシアナート化合物、合成例５〜７で得た金属酸化物ゾル及び３５％過酸化水素水を表１に示す量を加え２４時間加熱還流した。得られたエタノール溶液をエタノールで１０倍に希釈して処理液（親水性コーティング組成液）とした。【００９６】
【表１】
2016167097.tif 000005
【００９７】
各実施例の補足説明（表２においても同様）
実施例１−２：実施例１の化合物（エタノール溶液）にＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）を添加
実施例１−３：実施例１の化合物（エタノール溶液）に３−アミノプロピルトリメトキシシランを添加
実施例１−４：実施例１の化合物（エタノール溶液）に３−メルカプトプロピルトリメトキシシランを添加
実施例１−５：実施例１の化合物（エタノール溶液）に合成例４の化合物（Ｐ）を添加
実施例１−６：実施例１の化合物（エタノール溶液）に合成例１の化合物（Ｍ）を添加
実施例１−７：実施例１の化合物（エタノール溶液）に合成例２の化合物（Ｎ）を添加
実施例１−８：実施例１の化合物（エタノール溶液）に合成例３の化合物（Ｏ）を添加
実施例１−９：実施例１の化合物（エタノール溶液）に合成例１及び合成例４の化合物、（Ｍ）及び（Ｐ）を添加
実施例１−１０：実施例１−６で得たエタノール溶液に合成例５で得たエタノール溶液１．２５ｇを添加し、エタノールで１０倍に希釈せずそのまま使用
実施例１−１１：実施例１−６で得たエタノール溶液に合成例６で得たエタノール溶液１．２５ｇを添加し、エタノールで１０倍に希釈せずそのまま使用
実施例１−１２：実施例１−６で得たエタノール溶液に合成例７で得たエタノール溶液１．２５ｇを添加し、エタノールで１０倍に希釈せずそのまま使用
実施例１−１３：実施例１−６で得たエタノール溶液にスルーリアのゾル溶液（日揮触媒化成株式会社製）０．１ｇ及びＩＰＡ−ＳＴゾル溶液（日産化学工業株式会社製）０．１ｇを添加し、エタノールで１０倍に希釈せずそのまま使用
実施例２：ベタイン系ケイ素化合物のみを使用
実施例３−２：実施例３の化合物に合成例１の化合物（Ｍ）を添加
実施例４−２：実施例４の化合物に合成例１の化合物（Ｍ）を添加
実施例５−２：実施例５の化合物に過酸化水素水を添加
実施例６−２：実施例６の化合物に過酸化水素水を添加
実施例９−２：実施例９の化合物に過酸化水素水を添加
実施例１２：実施例１２の化合物に合成例１の化合物（Ｍ）を添加
実施例１３：実施例１３の化合物に合成例１の化合物（Ｍ）を添加【００９８】
〔親水性評価結果〕
スライドガラス｛７６ｍｍ、２６ｍｍ、１．２ｍｍ；水酸化ナトリウムの２−プロパノール飽和溶液に２４時間浸漬した後、水洗し、乾燥（６０℃、２時間）したもの｝を処理液（親水性コーティング組成液）に浸漬し、スライドガラスを取り出した後、液切りをし、１３０℃、１間加熱処理した表面改質スライドガラスを得た。
ただし、実施例１−９においては、スライドガラスと同じサイズのポリカーボネート板を使用して、表面改質ポリカーボネート板を得た。【００９９】
接触角測定装置｛協和界面化学株式会社、ＤＲＯＰ  ＭＡＳＴＥＲ  ５００、液適量２μＬ、測定間隔１０００ｍｓ、測定回数３０回｝で、表面改質スライドガラスの表面の任意の５箇所について、接触角（度）を測定し、平均値を算出した。結果を表２に示した。
接触角を測定し、防曇性を評価した表面改質ガラスを、純水に３０分間浸漬した後風乾した。その表面改質ガラスを上記接触角測定装置で同様の測定条件にて接触角（度）を測定した。結果を表２に示した。【０１００】
〔防曇性評価結果〕
各実施例で得たテストピースを７０℃の温水浴上部に基板を置いて防曇性能（水蒸気による曇りの有無）を評価した。結果を表２に示した。【０１０１】
【表２】
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【０１０２】
防曇性の説明：○（防曇性あり）、×（防曇性なし）【０１０３】
表２から明らかなように本発明のベタイン系ケイ素化合物は基材の親水化に非常に有用であり、耐久性が高く防曇性の付与にも有用である。
【産業上の利用可能性】
【０１０４】
本発明のベタイン系ケイ素化合物は親水化効果及び防曇化効果が大きく、コーティング可能で安価に製造出来るため、本発明のベタイン系ケイ素化合物及び親水性コーティング組成液は、例えば、ガラスプレート、医療用材料、生体適合性材料、化粧品材料、光学材料（メガネ、カメラレンズなど）、樹脂フィルム、樹脂シートなどの基材表面をコーティングして親水性を付与するのに有用である。すなわち、本発明のコーティング膜は、水と接触した場合であっても基材から離脱しがたく、優れた親水性及び防曇性を有する。
【国際調査報告】
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