(57)【要約】【課題】生産性に優れ、活性エネルギー線照射により優れた被膜耐性と生体適合性を発現する両性イオン型硬化性化合物、および活性エネルギー線硬化型コーティング剤、及び生体適合性材料を提供すること。【解決手段】エチレン性不飽和基を３個以上有する硬化性化合物（Ｂ）のエチレン性不飽和基の少なくとも一部に、２級アミノ基およびカルボキシル基を有する化合物（Ｃ）の２級アミノ基をマイケル付加させてなることを特徴とする、エチレン性不飽和基、３級アミノ基およびカルボキシル基を有する両性イオン型硬化性化合物（Ａ）。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
エチレン性不飽和基を３個以上有する硬化性化合物（Ｂ）のエチレン性不飽和基の少なくとも一部に、２級アミノ基およびカルボキシル基を有する化合物（Ｃ）の２級アミノ基をマイケル付加させてなることを特徴とする、エチレン性不飽和基、３級アミノ基およびカルボキシル基を有する両性イオン型硬化性化合物（Ａ）。
【請求項２】
請求項１記載の両性イオン型硬化性化合物（Ａ）と、溶剤（Ｄ）とを含むことを特徴とする活性エネルギー線硬化型コーティング剤。
【請求項３】
さらに、重合開始剤（Ｅ）を含むことを特徴とする請求項２記載の活性エネルギー線硬化型コーティング剤。
【請求項４】
基材の上に、請求項２または３記載の活性エネルギー線硬化型コーティング剤を塗工し、硬化させてなる硬化被膜。
【請求項５】
エチレン性不飽和基を３個以上有する硬化性化合物（Ｂ）のエチレン性不飽和基の少なくとも一部に、２級アミノ基およびカルボキシル基を有する化合物（Ｃ）の２級アミノ基をマイケル付加させることを特徴とする、エチレン性不飽和基、３級アミノ基およびカルボキシル基を有する両性イオン型硬化性化合物（Ａ）の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、両性イオン型硬化性化合物、活性エネルギー線硬化型コーティング剤ならびに、活性エネルギー線照射により硬化させることで得られる生体適合性材料と、その製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、バイオテクノロジーの急速な発展により、医療用デバイスやヘルスケアデバイスと生体成分とが接触する界面において、たんぱく質などの生体分子が吸着、活性化されない、生体適合性を有する高分子材料の開発が活発に検討されている。中でも、両性イオン型の単量体から製造される高分子材料は、電解質にもかかわらず、水の水素結合のネットワークを撹乱しない事から、上記の生体適合性に優れる素材として注目を集めている。
特許文献１では、２−メタクリロリルオキシエチルホスホコリンを重合して得られるホスホベタイン型の高分子材料（ＭＰＣポリマー）が開示されている。特許文献２では、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を重合して得られるカルボキシベタイン型の高分子材料が開示されている。
また、両性イオン構造を有するアミノ酸分子もＭＰＣポリマーなどと同様に、生体適合性に優れる素材として注目されており、特許文献３ではアミノ酸残基を有する両性イオン型単量体の（メタ）アクリル酸セリンエステルとそれを重合した高分子材料が開示されている。
しかしながら、これら生体適合性を有する高分子材料はいずれも水との親和性が高い故に被膜の耐水性を得ることが困難である。これを解決するために架橋剤を使用すると、架橋剤の影響により生体適合性を悪化させてしまうため、被膜耐性と生体適合性の両立が課題となっている。
また、これら先行文献に例示される生体適合性の単量体を合成するには煩雑な合成工程及び精製工程が必要であり、産業での利用を考慮した際に、生産性の良い合成法であるとは言い難い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開Ｈ０９−３１３２号公報
【特許文献２】特開２００７−１３０１９４号公報
【特許文献３】特開１９９８−２５１２０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、生産性に優れ、活性エネルギー線照射により優れた被膜耐性と生体適合性を発現する両性イオン型硬化性化合物、および活性エネルギー線硬化型コーティング剤の提供、また該両性イオン型硬化性化合物を活性エネルギー線照射により硬化させた生体適合性材料の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
すなわち、本発明は、エチレン性不飽和基を３個以上有する硬化性化合物（Ｂ）のエチレン性不飽和基の少なくとも一部に、２級アミノ基およびカルボキシル基を有する化合物（Ｃ）の２級アミノ基をマイケル付加させてなることを特徴とする、エチレン性不飽和基,
３級アミノ基およびカルボキシル基を有する両性イオン型硬化性化合物（Ａ）に関する。
【０００６】
また、本発明は、上記両性イオン型硬化性化合物（Ａ）と、溶剤（Ｄ）とを含むことを特徴とする活性エネルギー線硬化型コーティング剤に関する。
【０００７】
また、本発明は、さらに、重合開始剤（Ｅ）を含むことを特徴とする上記活性エネルギー線硬化型コーティング剤に関する。
【０００８】
また、本発明は、基材の上に、上記活性エネルギー線硬化型コーティング剤を塗工し、硬化させてなる硬化被膜に関する。
【０００９】
また、本発明は、エチレン性不飽和基を３個以上有する硬化性化合物（Ｂ）のエチレン性不飽和基の少なくとも一部に、２級アミノ基およびカルボキシル基を有する化合物（Ｃ）の２級アミノ基をマイケル付加させることを特徴とする、エチレン性不飽和基、３級アミノ基およびカルボキシル基を有する両性イオン型硬化性化合物（Ａ）の製造方法に関する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、両性イオン構造を有する新規の硬化性化合物であり、活性エネルギー線により硬化するエチレン性不飽和基と生体適合性に優れる両性イオン骨格とを有する。これを活性エネルギー線の照射で硬化させる事で被膜耐性および生体適合性に優れる生体適合性材料を提供する事ができる。該生体適合性材料は、優れた被膜耐性を備え、かつタンパク質の付着の抑制が必要とされる用途、好適には医療用途やヘルスケア用途等での展開が期待される。なお、本明細書における「生体適合性」とは、タンパク質が吸着されがたい性質のことを意味する。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜両性イオン型硬化性化合物（Ａ）＞
本発明の両性イオン型硬化性化合物（Ａ）は、エチレン性不飽和樹脂組成物（Ｂ）のエチレン性不飽和基に、２級アミノ基とカルボキシル基を有する化合物（Ｃ）の２級アミノ基をマイケル付加反応させるという簡便な合成法により得られる、エチレン性不飽和基と３級アミノ基およびカルボキシル基を有する両性イオン型硬化性化合物である。
【００１２】
両性イオン型硬化性化合物（Ａ）は、その部分構造として下記一般式（１）、（２）、及び（３）で示される両性イオン構造を有するものが好ましい。より好ましくは、一般式（１）、及び（３）である。
【００１３】
一般式（１）
【化１】
2016056285.tif 000002
(Ｘは酸素原子またはNH基を示す。)
【００１４】
一般式（２）
【化２】
2016056285.tif 000003
(Ｘは酸素原子またはNH基を示す。)
【００１５】
一般式（３）
【化３】
2016056285.tif 000004
(Ｘは酸素原子またはＮＨ基を示す。)
【００１６】
本発明の両性イオン型硬化性化合物（Ａ）は、１つ以上のエチレン性不飽和基を有しており、硬化膜の耐久性の観点から１分子あたり平均してエチレン性不飽和基を２個以上有していることが好ましく、更に好ましくは３個以上である。また、両性イオン型硬化性化合物（Ａ）のエチレン性不飽和基の平均個数は、下記計算式により求められる。
「両性イオン型硬化性化合物（Ａ）１分子あたりのエチレン性不飽和基の平均個数＝硬化性化合物（Ｂ）エチレン性不飽和基の個数−２級アミノ基とカルボキシル基を有する化合物（Ｃ）の２級アミノ基の個数×（２級アミノ基とカルボキシル基を有する化合物（Ｃ）のモル数／硬化性化合物（Ｂ）のモル数）」
【００１７】
両性イオン型硬化性化合物（Ａ）のエチレン性不飽和基の数は、硬化膜の耐久性の観点から１〜１０個が好ましく、１．５〜５個がより好ましい。
【００１８】
本発明の両性イオン型硬化性化合物（Ａ）は、生体適合性の観点から、２級アミノ基とカルボキシル基を有する化合物（Ｃ）１モルあたりの分子量（以下、両性イオン当量と呼ぶ）が１００〜１５，０００が好ましく、１００〜５，０００がより好ましく、１００〜１，５００が更に好ましい。
両性イオン型硬化性化合物（Ａ）の両性イオン当量は下記計算式より求められる。
「両性イオン型硬化性化合物（Ａ）の両性イオン当量＝（反応性化合物（Ｂ）の配合量（重量部）＋２級アミノ基とカルボキシル基を有する化合物（Ｃ）の配合量（重量部））／２級アミノ基とカルボキシル基を有する化合物（Ｃ）のモル数」
【００１９】
＜硬化性化合物（Ｂ）＞
本発明で使用される硬化性化合物（Ｂ）は、１分子あたりエチレン性不飽和基を３個以上有し、更に好ましくは４個以上である。エチレン性不飽和基が３個よりも少ない場合、両性イオン型硬化性化合物（Ａ）のエチレン性不飽和基の数が少なくなり硬化膜の十分な耐性が得られない恐れがある。
【００２０】
本発明で使用される硬化性化合物（Ｂ）は、エチレン性不飽和基を３個以上有している化合物であれば特に限定されず、好ましくは、エチレン性不飽和基を３個以上有しているモノマーまたはオリゴマーである。好ましい具体例としては、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレートおよび（メタ）アクリルアミド、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレートおよび（メタ）アクリルアミド、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレートおよび（メタ）アクリルアミド、ＥＯ変性トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレートおよび（メタ）アクリルアミド、ＰＯ変性トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレートおよび（メタ）アクリルアミド、トリス（アクリロキシエチル）イソシアヌレート、カプロラクトン変性トリス（アクリロキシエチル）イソシアヌレート、トリメチロールエタントリ（メタ）アクリレートおよび（メタ）アクリルアミド、ジペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレートおよび（メタ）アクリルアミド、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレートおよび（メタ）アクリルアミド、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレートおよび（メタ）アクリルアミド、アルキル変性ジペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレートおよび（メタ）アクリルアミド、アルキル変性ジペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレートおよび（メタ）アクリルアミド、アルキル変性ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレートおよび（メタ）アクリルアミド、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレートおよび（メタ）アクリルアミド、１,２，３−シクロヘキサンテトラ（メタ）アクリレートおよび（メタ）アクリルアミド等の多価アルコールと（メタ）アクリル酸および（メタ）アクリルアミドとのエステル化合物；
ポリウレタンポリ（メタ）アクリレートおよび（メタ）アクリルアミド、ポリエステルポリ（メタ）アクリレートおよび（メタ）アクリルアミド、ポリエーテルポリ（メタ）アクリレートおよび（メタ）アクリルアミド、ポリアクリルポリ（メタ）アクリレートおよび（メタ）アクリルアミド、ポリアルキッドポリ（メタ）アクリレートおよび（メタ）アクリルアミド、ポリエポキシポリ（メタ）アクリレートおよび（メタ）アクリルアミド、ポリスピロアセタールポリ（メタ）アクリレートおよび（メタ）アクリルアミド、ポリブタジエンポリ（メタ）アクリレートおよび（メタ）アクリルアミド、ポリチオールポリエンポリ（メタ）アクリレートおよび（メタ）アクリルアミド、ポリシリコンポリ（メタ）アクリレート等の多官能化合物のポリ（メタ）アクリレートおよび（メタ）アクリルアミド化合物；
多価アルコールと多塩基酸および（メタ）アクリル酸とから合成されるエステル化合物、例えばトリメチロールエタン／コハク酸／アクリル酸＝２／１／４（モル比）から合成されるエステル化合物等が挙げられる。これらは単独で使用しても良いし、任意の組み合わせで２種以上を併用しても良い。
【００２１】
硬化性化合物（Ｂ）は、重量平均分子量が２００〜１５０，０００の範囲が好ましく、２００〜２０，０００がより好ましく、２５０〜１０，０００の範囲が更に好ましい。重量平均分子量が２００よりも小さい場合、硬化膜の十分な耐性が得られない恐れがあり、重量平均分子量が１５０，０００よりも大きい場合、２級アミノ基とカルボキシル基を有する化合物（Ｃ）とのマイケル付加反応後に粘度が高くなりすぎてハンドリングが悪化したり、粘度上昇によるレベリングの悪化から生体適合性が悪化してしまったりする恐れがある。
【００２２】
硬化性化合物（Ｂ）のエチレン性不飽和基の数は、硬化膜の耐久性の観点から３〜２０個が好ましく、３〜１０個がより好ましく、３〜８個がさらに好ましい。
【００２３】
＜２級アミノ基およびカルボキシル基を有する化合物（Ｃ）＞
本発明で使用される１分子中に２級アミノ基およびカルボキシル基を有する化合物（Ｃ）は、１級アミノ基を有する場合に比べてマイケル付加反応時の溶剤に対する溶解性や、生成する両性イオン型硬化性化合物（Ａ）の溶剤溶解性に優れている。化合物（Ｃ）は２級アミノ基およびカルボキシル基を有する有機化合物であれば特に限定されないが、製造方法の観点からはアルコール溶剤に可溶であることが好ましい。アルコール溶剤への溶解性に優れること、また、水への溶解性にも非常に優れ、親水基として導入した場合に強力な親水基になることから、下記一般式（４）〜（６）で表される環状のイミノ酸が好ましい。好ましくは、一般式（４）または（６）である。
【００２４】
一般式（４）
【化４】
2016056285.tif 000005
【００２５】
一般式（５）
【化５】
2016056285.tif 000006
【００２６】
一般式（６）
【化６】
2016056285.tif 000007
【００２７】
一般式（４）〜（６）で表される好ましい具体例として、ピロリジン−２−カルボン酸、４−ヒドロキシピロリジンー２−カルボン酸、ピペリジン−２−カルボン酸、ピペリジン−４−カルボン酸等が挙げられ、溶剤溶解性の観点からピロリジン−２−カルボン酸がより好ましい。
【００２８】
＜マイケル付加反応＞
両性イオン型硬化性化合物（Ａ）を得るために行う、硬化性化合物（Ｂ）と２級アミノ基とカルボキシル基を有する化合物（Ｃ）とのマイケル付加反応は溶剤の存在下で行うことが好ましく、使用できる溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール、１−ブタノール等のアルコール系溶剤；
メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン系溶剤；
酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系溶剤；
エタノール、メタノール、ｎ−プロパノール、２−プロパノール、ブタノール、ヘキサノール等のアルコール系溶剤；
ジイソプロピルエーテル、ブチルセロソルブ、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ブチルカルビトール等のエーテル系溶剤；
ジエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングルコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル等のグリコールエーテル系溶剤；
エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロプレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート等のグリコールエステル系溶剤等が挙げられる。これらは単独で使用しても良いし、任意の組み合わせで２種以上を併用しても良い。中でも、硬化性化合物（Ｂ）および２級アミノ基とカルボキシル基を有する化合物（Ｃ）の溶解性が高く、マイケル付加反応を促進させる効果があることからアルコール系溶剤を用いることが好ましい。
【００２９】
また、マイケル付加反応は硬化性化合物（Ｂ）の安定性を保つため５０〜９０℃の範囲で行う事が好ましく、反応時間は１時間〜１５時間である事が好ましい。また、硬化性化合物（Ｂ）の安定性を確保するためにメトキシフェノールやハイドロキノン等の公知の重合禁止剤を使用しても良い。
【００３０】
両性イオン型硬化性化合物（Ａ）は、活性エネルギー線により硬化するエチレン性不飽和基と生体適合性に優れる両性イオン骨格を有しており、両性イオン型硬化性化合物（Ａ）を含む被膜を基材表面に形成した後、活性エネルギー線で硬化させるプロセスにより生体適合性と耐久性を併せ持つ硬化被膜を容易に得ることが出来る。
【００３１】
本発明で使用される両性イオン型硬化性化合物（Ａ）を含む被膜を基材表面に形成する方法としては、特に限定されず、例えば、両性イオン型硬化性化合物（Ａ）を含むコーティング剤を、バーコーティング、ブレードコーティング、スピンコーティング、リバースコーティング、ダイコーティング、スプレーコーティング、ロールコーティング、グラビアコーティング、マイクログラビアコーティング、リップコーティング、エアーナイフコーティング、ディッピング等の方法により塗工する方法が挙げられる。被膜の膜厚は、特に限定されるわけではないが、１〜３０μｍ程度が好ましい。
【００３２】
前記基材を構成する素材としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ナイロン、ポリウレタン、ポリウレア、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、ポリ(メタ)アクリル酸、ポリ(メタ)アクリル酸誘導体、ポリアクリロニトリル、ポリ(メタ)アクリルアミド、ポリ(メタ)アクリルアミド誘導体、ポリスルホン、ポリカーボネート、セルロース、セルロース誘導体、ポリシリコーン、ガラス、セラミック、金属などが挙げられる。これらの素材は、それぞれ単独で使用しても良いし、任意の組み合わせで２種以上を併用しても良い。
【００３３】
＜コーティング剤＞
両性イオン型硬化性化合物（Ａ）を含むコーティング剤は、塗工方法に最適な塗工粘度となるように溶剤（Ｄ）を使用することが好ましい。本発明で使用される溶剤（Ｄ）は、例えば、上述のマイケル付加反応時に使用できる溶剤に例示される溶剤が使用できる。これらは単独で使用しても良いし、任意の組み合わせで併用しても良い。中でも、両性イオン型硬化性化合物（Ａ）の溶解性が良いという点からアルコール系溶剤を使用することが好ましい。マイケル付加反応で使用する溶剤と、コーティング剤で使用する溶剤（Ｄ）は、同じであっても、異なっていても良い。
【００３４】
上述の塗工方法により両性イオン型硬化性化合物（Ａ）を含むコーティング剤を基材表面に塗工した後に、必要に応じてコーティング剤に含む溶剤を加熱乾燥させ、活性エネルギー線を照射することにより硬化被膜を得ることができる。本発明における「活性エネルギー線」とは、被照射体の重合性成分の電子軌道に影響し、ラジカル重合反応を誘発させることが可能であるエネルギー線を意味する。上記活性エネルギー線としては、例えば、キセノンランプ、低圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、メタルハライドランプ、カーボンアーク灯、タングステンランプ、ＬＥＤ等の光源から発せられる紫外線あるいは、通常２０〜２０００ＫｅＶのコックロフワルトン型、バンデグラフ型、共振変圧型、絶縁コア変圧器型、直線型、ダイナミトロン型、高周波型等の電子線加速器から取り出される電子線、α線、β線、γ線等を用いることができる。
【００３５】
本発明で使用される両性イオン型硬化性化合物（Ａ）を含む被膜を紫外線により硬化させる場合、硬化反応を効率的に進行させるために重合開始剤（Ｅ）を用いることが好ましい。重合開始剤（Ｅ）は、光励起によってラジカル重合を開始できる機能を有するものであれば特に限定はなく、例えば、アセトフェノン化合物、ベンゾイン化合物、ベンゾフェノン化合物、ホスフィンオキサイド化合物、ケタール化合物、アントラキノン化合物、チオキサントン化合物等が挙げられる。具体的には、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインブチルエーテル、ジエトキシアセトフェノン、ベンジルジメチルケタール、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ベンゾフェノン、２，４，６−トリメチルベンゾインジフェニルホスフィンオキサイド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ安息香酸イソアミン、２−クロロチオキサントン、２，４−ジエチルチオキサントン等が挙げられる。これらは単独で使用しても良いし、任意の組み合わせで２種以上を併用しても良い。また、光増感剤として公知の有機アミンを加えることもできる。
【００３６】
本発明で使用される重合開始剤（Ｅ）の配合量としては、両性イオン型硬化性化合物（Ａ）１００重量部に対して、０．１〜２０重量部の範囲が好ましく、１〜１０重量部がより好ましい。重合開始剤（Ｅ）の配合量が０．１重量部未満および２０重量部より多い場合、硬化塗膜の耐久性が悪化する恐れがある。
【００３７】
本発明で使用される両性イオン型硬化性化合物（Ａ）を含むコーティング剤において、硬化膜の硬度を調整するために本発明の効果を損ねない範囲で、１分子あたりに平均して２個以上のエチレン性不飽和基を有し、両性イオン構造を有さないエチレン性不飽和樹脂組成物（Ｆ）を併用しても良い。本発明で使用される併用可能なエチレン性不飽和樹脂組成物（Ｆ）としては、例えば、上述の硬化性化合物（Ｂ）に例示される構造の多官能エチレン性不飽和化合物が挙げられる。これらは単独で使用しても良いし、任意の組み合わせで２種以上を併用しても良い。
【００３８】
本発明で使用される併用可能なエチレン性不飽和樹脂組成物（Ｆ）の配合量としては、両性イオン型硬化性化合物（Ａ）１００重量部に対して、２００重量部以下が好ましく、より好ましくは１００重量部以下である。併用可能なエチレン性不飽和樹脂組成物（Ｆ）の配合量が２００重量部より多い場合、硬化塗膜の生体適合性が悪化する恐れがある。
【００３９】
本発明の両性イオン型硬化性化合物（Ａ）を含むコーティング剤において、本発明の効果を損ねない範囲で、滑剤、レベリング剤、消泡剤、重合禁止剤、フィラー等の公知の添加剤を使用することができる。
【実施例】
【００４０】
以下に、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、以下の実施例は本発明の権利範囲を何ら制限するものではない。なお、実施例における「部」は「重量部」、「％」は「重量％」を表す。
【００４１】
化合物（Ａ）のエチレン性不飽和基の個数、両性イオン当量は本願明細書に記載の計算式により算出した。
＜重量平均分子量＞
重量平均分子量の測定は、東ソー社製ＧＰＣ（ゲルパーミエーションクロマトグラフィー）「ＨＰＣ−８０２０」を用い、カラムとして東ソー社製ＳＵＰＥＲ  ＡＷ３０００を直列に連結し、添加剤としてトリエチルアミンが３０ｍＭ、臭化リチウムが１０ｍＭとなるように溶解したジメチルホルムアミド溶液を溶離液として用いて、４０℃にて測定した。重量平均分子量は標準ポリスチレン換算で行った。
【００４２】
＜両性イオン型エチレン性不飽和化合物（Ａ−１）〜（Ａ´−６）の合成＞
表１に示す配合で各種両性イオン型エチレン性不飽和化合物（Ａ）を合成した。具体的な反応工程に関しては以下に示す。
【００４３】
（実施例１）
＜両性イオン型エチレン性不飽和化合物（Ａ−１）の合成＞
還流器および攪拌機を備えた反応容器に、硬化性化合物（Ｂ）としてＡ−ＴＭＰＴ（新中村化学工業社製トリメチロールプロパントリアクリレート、１分子あたりのエチレン性不飽和基の個数３個、重量平均分子量３００）を４２．０部、２級アミノ基およびカルボキシル基を有する化合物（Ｃ）としてピロリジン−２−カルボン酸を８．０部、溶剤（Ｄ）としてエタノールを５０部仕込んだ。次に空気を吹き込みながら撹拌し、７０℃まで昇温した。その後７０℃で保持し５時間反応させたところで反応を終了させた。
こうして固形分５０％、１分子あたりのエチレン性不飽和基の個数が２．５個の両性イオン型エチレン性不飽和化合物（Ａ−１）溶液を得た。
【００４４】
（実施例２）
＜両性イオン型エチレン性不飽和化合物（Ａ−２）の合成＞
還流器および攪拌機を備えた反応容器に、硬化性化合物（Ｂ）としてＡＤ−ＴＭＰ（新中村化学工業社製ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、１分子あたりのエチレン性不飽和基の個数４個、重量平均分子量４７０）を３９．２部、２級アミノ基およびカルボキシル基を有する化合物（Ｃ）としてピペリジン−２−カルボン酸を１０．８部、溶剤（Ｄ）としてプロピレングリコールモノメチルエーテル（ＰＧＭ）を２５部、メタノールを２５部仕込んだ。次に空気を吹き込みながら撹拌し、７０℃まで昇温した。その後７０℃で保持し５時間反応させたところで反応を終了させた。
こうして固形分５０％、１分子あたりのエチレン性不飽和基の個数が３個の両性イオン型エチレン性不飽和化合物（Ａ−２）溶液を得た。
【００４５】
（実施例３）
＜両性イオン型エチレン性不飽和化合物（Ａ−３）の合成＞
還流器および攪拌機を備えた反応容器に、硬化性化合物（Ｂ）としてＡ−ＤＰＨ（新中村化学工業社製ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、１分子あたりのエチレン性不飽和基の個数６個、重量平均分子量５８０）を３３．４部、２級アミノ基およびカルボキシル基を有する化合物（Ｃ）としてピロリジン−２−カルボン酸を１６．６部、溶剤（Ｄ）としてエタノールを５０部仕込んだ。次に空気を吹き込みながら撹拌し、７０℃まで昇温した。その後７０℃で保持し５時間反応させたところで反応を終了させた。
こうして固形分５０％、１分子あたりのエチレン性不飽和基の個数が３．５個の両性イオン型エチレン性不飽和化合物（Ａ−３）溶液を得た。
【００４６】
（実施例４）
＜両性イオン型エチレン性不飽和化合物（Ａ−４）の合成＞
還流器および攪拌機を備えた反応容器に、硬化性化合物（Ｂ）としてＵＶ−７６１０Ｂ（日本合成化学社製ウレタンアクリレート、１分子あたりのエチレン性不飽和基の個数９個、重量平均分子量１１，０００）を４７．５部、ピロリジン−２−カルボン酸を２．５部、エタノールを５０部仕込んだ。次に空気を吹き込みながら撹拌し、７０℃まで昇温した。その後７０℃で保持し５時間反応させたところで反応を終了させた。
こうして固形分５０％、１分子あたりのエチレン性不飽和基の個数は４個の両性イオン型エチレン性不飽和化合物（Ａ−４）溶液を得た。
【００４７】
（実施例５）
＜両性イオン型エチレン性不飽和化合物（Ａ−５）の合成＞
還流器および攪拌機を備えた反応容器に、硬化性化合物（Ｂ）としてＵＮ−９０５（根上工業社製ウレタンアクリレート、１分子あたりのエチレン性不飽和基の個数１５個、重量平均分子量１２０，０００）を４９．５部、２級アミノ基およびカルボキシル基を有する化合物（Ｃ）としてピロリジン−２−カルボン酸を０．５部、溶剤（Ｄ）としてエタノールを５０部仕込んだ。次に空気を吹き込みながら撹拌し、７０℃まで昇温した。その後７０℃で保持し５時間反応させたところで反応を終了させた。
こうして固形分５０％、１分子あたりのエチレン性不飽和基の個数は４個の両性イオン型エチレン性不飽和化合物（Ａ−５）溶液を得た。
【００４８】
（比較例１）
還流器および攪拌機を備えた反応容器に、硬化性化合物（Ｂ）としてＡ−ＨＤ−Ｎ（新中村化学工業社製１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、１分子あたりのエチレン性不飽和基の個数２個、重量平均分子量２３０）を２５．０部、２級アミノ基およびカルボキシル基を有する化合物（Ｃ）としてピロリジン−２−カルボン酸を２５．０部、溶剤（Ｄ）としてエタノールを５０部仕込んだ。次に空気を吹き込みながら撹拌し、７０℃まで昇温した。その後７０℃で保持し５時間反応させたところで反応を終了させた。
こうして固形分５０％、１分子あたりのエチレン性不飽和基の個数が０個の、エチレン性不飽和基を有さない両性イオン型化合物（Ａ’−６）溶液を得た。
【００４９】
（比較例２）
還流器および攪拌機を備えた反応容器に、硬化性化合物（Ｂ）としてＡ−ＤＰＨ（新中村化学工業社製ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、１分子あたりのエチレン性不飽和基の個数６個、重量平均分子量５８０）を３６．１部、２級アミノ基およびカルボキシル基を有する化合物（Ｃ）の代わりに１級アミノ基およびカルボキシル基を有する化合物であるアラニンを１３．９部、溶剤（Ｄ）としてエタノールを５０部仕込んだ。次に空気を吹き込みながら撹拌し、７０℃まで昇温した。その後７０℃で保持し５時間反応させたが、アラニンのエタノール溶解性が悪いためにマイケル付加反応が進行せず、途中で反応を終了し本反応物は試験を行わなかった
【００５０】
【表１】
2016056285.tif 000008
【００５１】
・Ａ−ＴＭＰＴ：トリメチロールプロパントリアクリレート（新中村化学工業社製）
・ＡＤ−ＴＭＰ：ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート（新中村化学工業社製）
・Ａ−ＤＰＨ：ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（新中村化学工業社製）
・ＵＶ−７６１０Ｂ：ウレタンアクリレート（日本合成化学社製）
・ＵＮ−９０５：ウレタンアクリレート（根上工業社製）
・Ａ−ＨＤ−Ｎ：1,6-ヘキサンジオールアクリレート（新中村化学工業社製）
・ＰＧＭ：プロピレングリコールモノメチルエーテル
【００５２】
（実施例６）
＜コーティング剤１の調製＞
攪拌機を備えた混合容器に両性イオン型エチレン性不飽和化合物（Ａ）として両性イオン型エチレン性不飽和化合物（Ａ−１）溶液を４０部、重合開始剤（Ｅ）としてイルガキュアー１８４（ＢＡＳＦ社製）を１部、溶剤（Ｄ）としてエタノールを１１．５部加えて均一になるまで攪拌した。
こうして固形分４０％に調整したコーティング剤１を得た。
【００５３】
（実施例７）
＜コーティング剤２の調製＞
攪拌機を備えた混合容器に両性イオン型エチレン性不飽和化合物（Ａ）として両性イオン型エチレン性不飽和化合物（Ａ−２）溶液を４０部、重合開始剤（Ｅ）としてイルガキュアー１８４（ＢＡＳＦ社製）を１部、溶剤（Ｄ）としてエタノールを１１．５部加えて均一になるまで攪拌した。
こうして固形分４０％に調整したコーティング剤２を得た。
【００５４】
（実施例８）
＜コーティング剤３の調製＞
攪拌機を備えた混合容器に両性イオン型エチレン性不飽和化合物（Ａ）として両性イオン型エチレン性不飽和化合物（Ａ−２）溶液を４０部、重合開始剤（Ｅ）としてイルガキュアー１８４（ＢＡＳＦ社製）を１部、エチレン性不飽和化合物（Ｆ）としてＡ−ＤＰＨ（新中村化学工業社製ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、１分子あたりのエチレン性不飽和基の個数６個、重量平均分子量５８０）を４部、溶剤（Ｄ）としてエタノールを３７．５部加えて均一になるまで攪拌した。
こうして固形分４０％に調整したコーティング剤３を得た。
【００５５】
（実施例９）
＜コーティング剤４の調製＞
攪拌機を備えた混合容器に両性イオン型エチレン性不飽和化合物（Ａ）として両性イオン型エチレン性不飽和化合物（Ａ−３）溶液を４０部、重合開始剤（Ｅ）としてイルガキュアー１８４（ＢＡＳＦ社製）を１部、溶剤（Ｄ）としてエタノールを１１．５部加えて均一になるまで攪拌した。
こうして固形分４０％に調整したコーティング剤４を得た。
【００５６】
（実施例１０）
＜コーティング剤５の調製＞
攪拌機を備えた混合容器に両性イオン型エチレン性不飽和化合物（Ａ）として両性イオン型エチレン性不飽和化合物（Ａ−３）溶液を４０部、溶剤（Ｄ）としてエタノールを１０部加えて均一になるまで攪拌した。
こうして固形分４０％に調整したコーティング剤５を得た。
【００５７】
（実施例１１）
＜コーティング剤６の調製＞
攪拌機を備えた混合容器に両性イオン型エチレン性不飽和化合物（Ａ）として両性イオン型エチレン性不飽和化合物（Ａ−４）溶液を４０部、重合開始剤（Ｅ）としてイルガキュアー１８４（ＢＡＳＦ社製）を１部、溶剤（Ｄ）としてエタノールを１１．５部加えて均一になるまで攪拌した。
こうして固形分４０％に調整したコーティング剤６を得た。
【００５８】
（実施例１２）
＜コーティング剤７の調製＞
攪拌機を備えた混合容器に両性イオン型エチレン性不飽和化合物（Ａ）として両性イオン型エチレン性不飽和化合物（Ａ−５）溶液を４０部、重合開始剤（Ｅ）としてイルガキュアー１８４（ＢＡＳＦ社製）を１部、溶剤（Ｄ）としてエタノールを１１．５部加えて均一になるまで攪拌した。
こうして固形分４０％に調整したコーティング剤７を得た。
【００５９】
（比較例３）
＜コーティング剤８の調製＞
攪拌機を備えた混合容器に比較例１で作製した両性イオン型化合物（Ａ’−６）溶液を４０部、重合開始剤（Ｅ）としてイルガキュアー１８４（ＢＡＳＦ社製）を１部、溶剤（Ｄ）としてエタノールを１１．５部加えて均一になるまで攪拌した。
こうして固形分４０％に調整したコーティング剤８を得た。
【００６０】
（実施例１３〜１８、比較例４）
＜生態適合材料の作製＞
表２に示す各種コーティング剤を、十分に滅菌されたポリスチレン基材(縦：３０ｍｍ、横：３０ｍｍ、厚さ：２ｍｍ)にバーコーターを用いて乾燥被膜厚が約５μｍとなるよう塗布し、熱風オーブンで十分に乾燥し溶剤を除去した後に、出力１２０ｗ／ｃｍ２の高圧水銀ランプで塗工面から１０ｃｍの距離で紫外線を照射し硬化被膜（生態適合性材料）を得た。なお、実施例１７は上記硬化被膜作製工程のうち高圧水銀ランプによる紫外線照射の代わりに電子線照射装置を用いて１５０ｋｅＶ、５０ｋＧｙの条件で電子線を照射し硬化被膜を得た。次に、各サンプルをエタノールに３０秒浸漬しながら超音波洗浄を行い、その後取り出したサンプルを精製水中に１０分間浸漬させた後に窒素ガスで乾燥させた。こうして作製したサンプルを試験片として、耐摩耗性の評価、耐水性の評価、生体適合性の評価を行った。その結果を表２に示す。
【００６１】
＜耐摩耗性の評価＞
各試験片に対して５００ｇの荷重をかけながら日本製紙クレシア社製キムワイプＳ−２００を用いて１０００往復擦った後に、試験片の表面状態を目視にて評価した。
〇：傷、ハガレなし（外観変化なし、良好）
×：傷、ハガレあり（外観変化あり、不良）
【００６２】
＜耐水性の評価＞
各試験片に対して５００ｇの荷重をかけながら、水で濡らした日本製紙クレシア社製キムワイプＳ−２００を用いて１０００往復擦った後に、試験片の表面状態を目視にて評価した。
〇：傷、ハガレなし（外観変化なし、良好）
×：傷、ハガレあり（外観変化あり、不良）
【００６３】
＜生体適合性の評価＞
タンパク質としてウシ血清アルブミンを用いた。各試験片をウシ血清アルブミン０．５重量％のリン酸緩衝生理食塩水（PBS）に入れ、２４時間インキュベートした後、精製水で洗浄を行い窒素ガスにて乾燥させた。これをタカラバイオ社製Ｍｉｃｒｏ  ＢＣＡ  Ｐｒｏｔｅｉｎ  Ａｓｓａｙ  Ｋｉｔを用いて波長５６２ｎｍの吸光度を測定した。試験片作製で用いたポリスチレン基材でも同様の操作を行い、ポリスチレン基材で測定した吸光度に対する各試験片における吸光度の比から各試験片の生体適合性を評価した（以降、ポリスチレン基材で測定した吸光度に対する各試験片における吸光度の比を吸光度比と呼ぶ）。吸光度比の値が小さいほどタンパク質の吸着量が少なく、生体適合性に優れる。
◎：吸光度比が０．４未満（生態適合性に優れる）
〇：吸光度比が０．４以上０．６未満（使用可能）×：吸光度比が０．６以上（使用不可）
【００６４】
【表２】
2016056285.tif 000009
【００６５】
・Ｉｒｇ１８４：イルガキュアー１８４（BASF社製）
・Ａ−ＤＰＨ：ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（新中村化学工業社製）
【００６６】
表２に示すように、比較例４では使用したコーティング剤８に含まれる両性イオン型化合物（Ａ’−６）がエチレン性不飽和基を有さないために硬化反応が進行せず、超音波洗浄の工程で硬化被膜が溶出してしまい、耐摩耗性、耐水性、生体適合性が著しく低下した。
一方、表２に示す実施例６〜１２のコーティング剤は、エチレン性不飽和基を３個以上有する硬化性化合物（Ｂ）のエチレン性不飽和基の少なくとも一部に、２級アミノ基およびカルボキシル基を有する化合物（Ｃ）の２級アミノ基をマイケル付加させてなることを特徴とする、エチレン性不飽和基と３級アミノ基およびカルボキシル基を有する両性イオン型硬化性化合物（Ａ）を使用しているため、すべて耐摩耗性、耐水性、生体適合性をバランスよく満たしていた。中でも実施例６〜１１のコーティング剤は、実施例１２のコーティング剤と比較して、含有する両性イオン型硬化性化合物（Ａ）を合成する際に使用した硬化性化合物（Ｂ）の重量平均分子量が２００〜２０，０００の好適な範囲であり、両性イオン型硬化性化合物（Ａ）の両性イオン当量が１００〜５，０００であったため、優れた生体適合性が得られた。更に実施例６〜１０のコーティング剤は、実施例１１のコーティング剤と比較して、含有する両性イオン型硬化性化合物（Ａ）を合成する際に使用した硬化性化合物（Ｂ）の重量平均分子量が２５０〜１０，０００のより好適な範囲であり、両性イオン型硬化性化合物（Ａ）の両性イオン当量が１００〜１，５００であったため、更に優れた生体適合性が得られた。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明の両性イオン型硬化性化合物は、ガラス、金属、樹脂等の材料からなる基材表面に塗布し活性エネルギー線照射により硬化させることで、その基材表面に耐摩耗性、耐水性、生体適合性に優れた硬化被膜を形成させることができることから、タンパク質、細胞等の付着が抑制された耐久性を有する生体適合性材料に好適に使用することが出来る。