ケイ素化合物及びこの製造方法
【課題】
高い親水性を付与できるケイ素化合物を提供することである。
【課題を解決するための手段】
式（１）で表されることを特徴とするケイ素化合物を用いる。
（ＭＯＳＯ２-Ｒ１-）ｍＺ-Ｒ３-Ｓｉ（ＣＨ３）ｎ（-Ｙ）３−ｎ （１）
ただし、Ｍは水素原子、炭素数１〜４のアルキル基、アルカリ金属原子又はアンモニウム（ＮＨ４）、Ｒ１及びＲ３は炭素数１〜４のアルキレン基又は炭素数６〜８のアリーレン基、Ｚは-Ｏ（ＣＯ）-Ｒ２-Ｓ-、-Ｏ（ＣＯ）-Ｒ２-Ｏ-、-Ｏ（ＣＯ）-Ｒ２-ＮＨ-、（-Ｏ（ＣＯ）-Ｒ２-）２Ｎ-、-Ｓ-、-Ｏ-、-ＮＨ-、＞Ｎ−、-Ｓ-Ｒ２-ＣＯ２-又は−ＮＨＣＯＮＨ−で表される基（Ｒ２はエチレン又は１−メチルエチレン）、Ｙは炭素数１〜３のアルコキシ基、Ｃは炭素原子、Ｏは酸素原子、Ｎは窒素原子、Ｓは硫黄原子、Ｈは水素原子、Ｓｉはケイ素原子、ｍは１又は２、ｎは０又は１を表す。
高い親水性を付与できるケイ素化合物を提供することである。
【課題を解決するための手段】
式（１）で表されることを特徴とするケイ素化合物を用いる。
（ＭＯＳＯ２-Ｒ１-）ｍＺ-Ｒ３-Ｓｉ（ＣＨ３）ｎ（-Ｙ）３−ｎ （１）
ただし、Ｍは水素原子、炭素数１〜４のアルキル基、アルカリ金属原子又はアンモニウム（ＮＨ４）、Ｒ１及びＲ３は炭素数１〜４のアルキレン基又は炭素数６〜８のアリーレン基、Ｚは-Ｏ（ＣＯ）-Ｒ２-Ｓ-、-Ｏ（ＣＯ）-Ｒ２-Ｏ-、-Ｏ（ＣＯ）-Ｒ２-ＮＨ-、（-Ｏ（ＣＯ）-Ｒ２-）２Ｎ-、-Ｓ-、-Ｏ-、-ＮＨ-、＞Ｎ−、-Ｓ-Ｒ２-ＣＯ２-又は−ＮＨＣＯＮＨ−で表される基（Ｒ２はエチレン又は１−メチルエチレン）、Ｙは炭素数１〜３のアルコキシ基、Ｃは炭素原子、Ｏは酸素原子、Ｎは窒素原子、Ｓは硫黄原子、Ｈは水素原子、Ｓｉはケイ素原子、ｍは１又は２、ｎは０又は１を表す。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ケイ素化合物及びこの製造方法に関する。さらに詳しくは改質剤用として好適なケイ素化合物及びこの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、親水性基としてポリオキシアルキレン鎖をもつケイ素化合物が知られている(特許文献１)。
【特許文献１】特開２００７−２３８８２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、従来のケイ素化合物は、親水性が不十分に付与できないという問題がある。本発明の目的は、高い親水性を付与することができるケイ素化合物を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明のケイ素化合物の特徴は、式（１）で表される点を要旨とする。
（ＭＯＳＯ２-Ｒ１-）ｍＺ-Ｒ３-Ｓｉ（ＣＨ３）ｎ（-Ｙ）３−ｎ （１）
【０００５】
ただし、Ｍは水素原子、炭素数１〜４のアルキル基、アルカリ金属原子又はアンモニウム（ＮＨ４）、Ｒ１及びＲ３は炭素数１〜４のアルキレン基又は炭素数６〜８のアリーレン基、Ｚは-Ｏ（ＣＯ）-Ｒ２-Ｓ-、-Ｏ（ＣＯ）-Ｒ２-Ｏ-、-Ｏ（ＣＯ）-Ｒ２-ＮＨ-、（-Ｏ（ＣＯ）-Ｒ２-）２Ｎ-、-Ｓ-、-Ｏ-、-ＮＨ-、＞Ｎ−、-Ｓ-Ｒ２-ＣＯ２-又は−ＮＨＣＯＮＨ−で表される基（Ｒ２はエチレン又は１−メチルエチレン）、Ｙは炭素数１〜３のアルコキシ基、Ｃは炭素原子、Ｏは酸素原子、Ｎは窒素原子、Ｓは硫黄原子、Ｈは水素原子、Ｓｉはケイ素原子、ｍは１又は２、ｎは０又は１を表す。
【０００６】
本発明のケイ素化合物の特徴は、式（２）〜（６）のいずれかで表される点を要旨とする。
【０００７】
【０００８】
ただし、Ｍは水素原子、炭素数１〜４のアルキル基、アルカリ金属原子又はアンモニウム（ＮＨ４）、Ｒ１及びＲ３は炭素数１〜４のアルキレン基又は炭素数６〜８のアリーレン基、Ｒ２はエチレン又は１−メチルエチレン、Ｒ４はエチレン又はフェニレンエチレン基（−Ｃ６Ｈ４−ＣＨ２ＣＨ２−）、Ｘは−Ｓ−、−Ｏ−、−ＮＨ−又は＞Ｎ−で表される基、Ｙは炭素数１〜４のアルコキシ基、Ｃは炭素原子、Ｏは酸素原子、Ｎは窒素原子、Ｓは硫黄原子、Ｈは水素原子、Ｓｉはケイ素原子、ｍは１又は２、ｎは０又は１を表す。
【０００９】
本発明の改質剤の特徴は、上記のケイ素化合物を含有する点を要旨とする。
【００１０】
本発明の製造方法の特徴は、上記のケイ素化合物を製造する方法であって、
(メタ)アクリロイルオキシアルカンスルホン酸(エステル又は塩)と、アルコキシシリルアルカンチオール、アルコキシシリルアルキルアミン、アルコキシシリルアレーンチオール若しくはアルコキシシリルアリールアミンとを反応する反応工程（１）、
【００１１】
ビニルベンゼンスルホン酸(エステル又は塩)若しくはビニルスルホン酸(エステル又は塩)と、アルコキシシリルアルカンチオール、アルコキシシリルアルキルアミン、アルコキシシリルアレーンチオール若しくはアルコキシシリルアリールアミンとを反応する反応工程（２）、
【００１２】
ヒドロキシアルカンスルホン酸(エステル又は塩)と、イソシアン酸アルコキシシリルアルキル若しくはイソシアン酸アルコキシシリルアリールとを反応する反応工程（３）、
【００１３】
メルカプトアルカンスルホン酸(エステル又は塩)と、（メタ）アクリル酸アルコキシシリルアルキルとを反応する反応工程（４）、又は
【００１４】
アミノアルカンスルホン酸(エステル又は塩)若しくはアミノアレーンスルホン酸（エステル又は塩）と、イソシアン酸アルコキシシリルアルキル若しくはイソシアン酸アルコキシシリルアリールとを反応する反応工程（５）
を含む点を要旨とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のケイ素化合物は、高い親水性を付与できる。本発明の改質剤は、上記のケイ素化合物を含有するため、高い親水性を容易に付与することができる。また、本発明のケイ素化合物の製造方法によると、高い親水性を付与できるケイ素化合物を容易に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
＜式（１）で表されるケイ素化合物＞
水素原子、炭素数１〜４のアルキル基、アルカリ金属原子又はアンモニウム（ＮＨ４）（Ｍ）のうち、炭素数１〜４のアルキル基としては、メチル、エチル、イソプロピル、ｎ−ブチル及びｔ−ブチルが含まれる。
また、アルカリ金属原子としては、リチウム原子、カリウム原子及びナトリウム原子が含まれる。
【００１７】
これらのうち、親水性の観点から、アルカリ金属原子が好ましく、さらに好ましくはリチウム原子、カリウム原子及びナトリウム原子である。
【００１８】
炭素数１〜４のアルキレン基又は炭素数６〜８のアリーレン基（Ｒ１、Ｒ３）のうち、アルキレン基としては、メチレン、エチレン、トリメチレン、１，２−プロピレン、テトラメチレン及び２−メチルトリメチレン等が挙げられる。また、アリーレン基としては、フェニル、メチレンフェニレン（−ＣＨ２−Ｃ６Ｈ４−）、エチレンフェニレン（−ＣＨ２ＣＨ２−Ｃ６Ｈ４−）及びフェニレンエチレン（−Ｃ６Ｈ４−ＣＨ２ＣＨ２−）等が挙げられる。
【００１９】
炭素数１〜４のアルコキシ基（Ｙ）としては、メチル、エチル、ｎ−プロピル、ｉｓｏープロピル、ｎ−ブチル及びｔｅｒｔ−ブチル等が挙げられる。
【００２０】
＜式（２）〜（５）で表されるケイ素化合物＞
式（１）で表されるケイ素化合物のうち、式（２）〜（５）のいずれかで表されるケイ素化合物が好ましい。
【００２１】
式（２）で表されるケイ素化合物としては、たとえば、以下の化学式で表される化合物が含まれる。
ＬｉＯＳＯ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＯＣＨ２ＣＨ２-Ｓ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３
ＮａＯＳＯ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＯＣＨ２ＣＨ２-Ｓ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３
ＫＯＳＯ２ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＯＣＨ２ＣＨ２-Ｓ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３
ＫＯＳＯ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＯＣＨ２ＣＨ２-Ｓ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３
ＫＯＳＯ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＯＣＨ（ＣＨ３）ＣＨ２-Ｓ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３
ＫＯＳＯ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＯＣＨ２ＣＨ２-ＮＨ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３
（ＫＯＳＯ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＯＣＨ２ＣＨ２）２Ｎ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３
ＫＯＳＯ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＯＣＨ２ＣＨ２-Ｓ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＳｉＣＨ３（ＯＣＨ３）２
ＫＯＳＯ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＯＣＨ２ＣＨ２-Ｓ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ２ＣＨ３）３
ＣＨ３ＯＳＯ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＯＣＨ２ＣＨ２-Ｓ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３
ＣＨ３ＯＳＯ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＯＣＨ２ＣＨ２-Ｓ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３
【００２２】
式（３）で表されるケイ素化合物としては、たとえば、以下の化学式で表される化合物が含まれる。
ＬｉＯＳＯ２-ｐ-Ｃ６Ｈ４ＣＨ２ＣＨ２-Ｓ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３
ＬｉＯＳＯ２-ｐ-Ｃ６Ｈ４ＣＨ２ＣＨ２-ＮＨ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３
（ＬｉＯＳＯ２-ｐ-Ｃ６Ｈ４ＣＨ２ＣＨ２）２Ｎ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３
ＬｉＯＳＯ２-ｐ-Ｃ６Ｈ４ＣＨ２ＣＨ２-Ｓ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＳｉＣＨ３（ＯＣＨ３）２
ＬｉＯＳＯ２-ｐ-Ｃ６Ｈ４ＣＨ２ＣＨ２-Ｓ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ２ＣＨ３）３
ＬｉＯＳＯ２-ｐ-Ｃ６Ｈ４ＣＨ２ＣＨ２-Ｓ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＳｉＣＨ３（ＯＣＨ３）２
ＣＨ３ＣＨ２ＯＳＯ２-ｐ-Ｃ６Ｈ４ＣＨ２ＣＨ２-Ｓ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３
ＣＨ３ＣＨ２ＯＳＯ２-ｐ-Ｃ６Ｈ４ＣＨ２ＣＨ２-ＮＨ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３
ＣＨ３ＯＳＯ２-ｐ-Ｃ６Ｈ４ＣＨ２ＣＨ２-ＮＨ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３
ＮａＯＳＯ２-ｐ-Ｃ６Ｈ４ＣＨ２ＣＨ２-Ｓ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３
ＫＯＳＯ２-ｐ-Ｃ６Ｈ４ＣＨ２ＣＨ２-Ｓ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３
ＮａＯＳＯ２-ＣＨ２ＣＨ２-Ｓ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ２ＣＨ３）３
【００２３】
式（４）で表されるケイ素化合物としては、たとえば、以下の化学式で表される化合物が含まれる。
ＬｉＯＳＯ２ＣＨ２ＣＨ２-ＯＣＯＮＨ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ２ＣＨ３）３
ＮａＯＳＯ２ＣＨ２ＣＨ２-ＯＣＯＮＨ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ２ＣＨ３）３
ＮａＯＳＯ２ＣＨ２ＣＨ２-ＯＣＯＮＨ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３
ＣＨ３ＯＳＯ２ＣＨ２ＣＨ２-ＯＣＯＮＨ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３
ＣＨ３ＣＨ２ＯＳＯ２ＣＨ２ＣＨ２-ＯＣＯＮＨ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３
ＫＯＳＯ２ＣＨ２ＣＨ２-ＯＣＯＮＨ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ２ＣＨ３）３
ＬｉＯＳＯ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２-ＯＣＯＮＨ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ２ＣＨ３）３
ＮａＯＳＯ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２-ＯＣＯＮＨ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ２ＣＨ３）３
ＮａＯＳＯ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２-ＯＣＯＮＨ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３
ＣＨ３ＯＳＯ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２-ＯＣＯＮＨ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３
ＣＨ３ＣＨ２ＯＳＯ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２-ＯＣＯＮＨ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３
ＣＨ３ＯＳＯ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２-ＯＣＯＮＨ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ２ＣＨ３）３
ＮａＯＳＯ２ＣＨ２-ＯＣＯＮＨ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ２ＣＨ３）３
【００２４】
式（５）で表されるケイ素化合物としては、たとえば、以下の化学式で表される化合物が含まれる。
ＮａＯＳＯ２ＣＨ２ＣＨ２-Ｓ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＯＯ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３
ＮａＯＳＯ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２-Ｓ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＯＯ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３
ＬｉＯＳＯ２ＣＨ２ＣＨ２-Ｓ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＯＯ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３
ＬｉＯＳＯ２ＣＨ２ＣＨ２-Ｓ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＯＯ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ２ＣＨ３）３
ＣＨ３ＯＳＯ２ＣＨ２ＣＨ２-Ｓ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＯＯ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３
【００２５】
式（６）で表されるケイ素化合物としては、たとえば、以下の化学式で表される化合物が含まれる。
ＮａＯＳＯ２-ｐ-Ｃ６Ｈ４-ＮＨＣＯＮＨ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３
ＮａＯＳＯ２-ｐ-Ｃ６Ｈ４-ＮＨＣＯＮＨ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ２ＣＨ３）３
ＬｉＯＳＯ２-ｐ-Ｃ６Ｈ４-ＮＨＣＯＮＨ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３
ＫＯＳＯ２-ｐ-Ｃ６Ｈ４-ＮＨＣＯＮＨ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３
ＣＨ３ＯＳＯ２-ｐ-Ｃ６Ｈ４-ＮＨＣＯＮＨ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３
ＮａＯＳＯ２-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２-ＮＨＣＯＮＨ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ２ＣＨ３）３
【００２６】
本発明のケイ素化合物は公知の製造方法で容易に得ることができる。
一般式（２）で表されるケイ素化合物の製造方法には、(メタ)アクリロイルオキシアルカンスルホン酸(エステル又は塩)と、アルコキシシリルアルカンチオール、アルコキシシリルアルキルアミン、アルコキシシリルアレーンチオール若しくはアルコキシシリルアリールアミンとを反応する反応工程（１）を含むことが好ましい。
【００２７】
反応工程（１）には、反応溶媒を用いてもよい。反応溶媒としては、(メタ)アクリロイルオキシアルカンスルホン酸(エステル又は塩)及びアルコキシシリルアルカンチオール等と反応しないものであれば制限がなく、たとえば、エーテル｛ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、１，２−ジメトキシエタン及びジオキサン等｝、ケトン｛アセトン、メチルエチルケトン及びメチルイソブチルケトン等｝、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−メチルピロリドン及びジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）等｝及び炭化水素｛ヘキサン、オクタン、ベンゼン、トルエン及びキシレン等｝等が挙げられる。
【００２８】
反応工程（１）において、アルコキシシリルアルカンチオール又はアルコキシシリルアレーンチオールを用いる場合、公知のラジカル開始剤｛たとえば、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル｝を用いるか又は、紫外線を照射することが好ましい。一方、アルコキシシリルアルキルアミン又はアルコキシシリルアリールアミンを用いる場合、ラジカル開始剤を用いたり、紫外線を照射する必要はない。
【００２９】
反応工程（１）の反応温度は付加反応が進行すれば制限がなく、たとえば、−１０〜２００℃（好ましくは０〜１５０℃、さらに好ましくは１０〜１５０℃、特に好ましくは２０〜１３０℃）程度である。
【００３０】
一般式（３）で表されるケイ素化合物の製造方法には、ビニルベンゼンスルホン酸(エステル又は塩)若しくはビニルスルホン酸(エステル又は塩)と、アルコキシシリルアルカンチオール、アルコキシシリルアルキルアミン、アルコキシシリルアレーンチオール若しくはアルコキシシリルアリールアミンとを反応する反応工程（２）を含むことが好ましい。
【００３１】
反応工程（２）において、公知のラジカル開始剤｛たとえば、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル｝を用いるか又は、紫外線を照射することが好ましい。
【００３２】
反応工程（２）には、反応溶媒を用いてもよい。反応溶媒としては、ビニルベンゼンスルホン酸(エステル又は塩)若しくはビニルスルホン酸(エステル又は塩)及びアルコキシシリルアルカンチオール等と反応しないものであれば制限がなく、たとえば、反応工程（１）の場合と同様の溶媒及びアルコール（エチルアルコール等）等が挙げられる。
【００３３】
反応工程（２）の反応温度は反応が進行すれば制限がなく、たとえば、−１０〜１５０℃（好ましくは０〜１５０℃、さらに好ましくは１０〜１５０℃、特に好ましくは２０〜１３０℃）程度である。
【００３４】
一般式（４）で表されるケイ素化合物の製造方法には、ヒドロキシアルカンスルホン酸(エステル又は塩)と、イソシアン酸アルコキシシリルアルキル若しくはイソシアン酸アルコキシシリルアリールとを反応する反応工程（３）を含むことが好ましい。
【００３５】
反応工程（３）には、反応溶媒を用いてもよい。反応溶媒としては、ヒドロキシアルカンスルホン酸(エステル又は塩)及びイソシアン酸アルコキシシリルアルキル等と反応しないものであれば制限がなく、たとえば、反応工程（１）の場合と同様の溶媒等が挙げられる。
【００３６】
反応工程（３）には、公知のウレタン化触媒｛たとえば、ジラウリン酸ジ−ｎ−ブチルスズ｝等を用いてもよい。
【００３７】
反応工程（３）の反応温度は反応が進行すれば制限がなく、たとえば、−１０〜１５０℃（好ましくは０〜１５０℃、さらに好ましくは１０〜１５０℃、特に好ましくは２０〜１３０℃）程度である。
【００３８】
一般式（５）で表されるケイ素化合物の製造方法には、メルカプトアルカンスルホン酸(エステル又は塩)と、（メタ）アクリル酸アルコキシシリルアルキルとを反応する反応工程（４）を含むことが好ましい。
【００３９】
反応工程（４）には、反応溶媒を用いてもよい。反応溶媒としては、メルカプトアルカンスルホン酸(エステル又は塩)及び（メタ）アクリル酸アルコキシシリルアルキル等と反応しないものであれば制限がなく、たとえば、反応工程（１）の場合と同様の溶媒等が挙げられる。
【００４０】
反応工程（４）には、公知のラジカル開始剤｛たとえば、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル｝を用いるか又は、紫外線を照射することが好ましい。
【００４１】
反応工程（４）の反応温度は付加反応が進行すれば制限がなく、たとえば、−１０〜１５０℃（好ましくは０〜１５０℃、さらに好ましくは１０〜１５０℃、特に好ましくは２０〜１３０℃）程度である。
【００４２】
一般式（６）で表されるケイ素化合物の製造方法には、アミノアルカンスルホン酸(エステル又は塩)若しくはアミノアレーンスルホン酸（エステル又は塩）と、イソシアン酸アルコキシシリルアルキル若しくはイソシアン酸アルコキシシリルアリールとを反応する反応工程（５）を含むことが好ましい。
【００４３】
反応工程（５）には、反応溶媒を用いてもよい。反応溶媒としては、アミノアルカンスルホン酸(エステル又は塩)、アミノアレーンスルホン酸及びイソシアン酸アルコキシシリルアルキル等と反応しないものであれば制限がなく、たとえば、反応工程（１）の場合と同様の溶媒等が挙げられる。
【００４４】
反応工程（５）には、公知のウレア触媒｛たとえば、ジラウリン酸ジ−ｎ−ブチルスズ｝を用いてもよい。
【００４５】
反応工程（５）の反応温度は反応が進行すれば制限がなく、たとえば、−１０〜１５０℃（好ましくは０〜１５０℃、さらに好ましくは１０〜１５０℃、特に好ましくは２０〜１３０℃）程度である。
【００４６】
本発明のケイ素化合物は、改質剤等に適用でき、たとえば、シランカップリング剤や、コーティング剤｛ゾルゲル法による｝等として好適である。
【００４７】
本発明の改質剤は、上記のケイ素化合物を含有すればよいが、上記のケイ素化合物以外に、アルコキシシラン、アルコキシシランオリゴマー、金属酸化物微粒子及び／又はシリカゾルを含むことが好ましい。
【００４８】
アルコキシシランとしては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン及びテトラブトキシシラン等が挙げられる。
【００４９】
アルコキシシランオリゴマーとしては、メチルシリケート５１及びエチルシリケート４８（コルコート株式会社）等が挙げられる。
【００５０】
金属酸化物微粒子としては、アエロジル３００及びアエロジルＲ９７４（日本アエロジル株式会社、「アエロジル」はデグサ アクチエンゲゼルシャフトの登録商標である。）等が挙げられる。
【００５１】
シリカゾルとしては、コルコート株式会社のアルコール性シリカゾル｛コルコートＰ、コルコートＮ−１０３Ｘ及びコルコートＨＳＡ−６等；「コルコート」はライオン株式会社及びコルコート株式会社の登録商標である。｝が挙げられる。
【００５２】
アルコキシシランを含む場合、アルコキシシランの含有量（重量％）は、上記のケイ素化合物の重量に基づいて、１０〜９０が好ましく、さらに好ましくは１５〜７５、特に好ましくは２０〜６０である。
【００５３】
アルコキシシランオリゴマーを含む場合、アルコキシシランオリゴマーの含有量は、二酸化ケイ素の重量％として、上記のケイ素化合物の重量に基づいて、１０〜９０が好ましく、さらに好ましくは１５〜７５、特に好ましくは２０〜６０である。
【００５４】
金属酸化物微粒子を含む場合、金属酸化物微粒子の含有量は、ケイ素化合物の重量に基づいて、１０〜９０が好ましく、さらに好ましくは１５〜７５、特に好ましくは２０〜６０である。
【００５５】
シリカゾルを含む場合、シリカゾルの含有量は、二酸化ケイ素の重量％として、上記のケイ素化合物の重量に基づいて、１０〜９０が好ましく、さらに好ましくは１５〜７５、特に好ましくは２０〜６０である。
【００５６】
さらに、本発明の改質剤には、作業性（取扱性及び塗装性等）を向上させるために希釈溶媒を含有させてもよい。希釈溶媒としては、本発明のケイ素化合物、アルコキシシラン、アルコキシシランオリゴマー、金属酸化物微粒子及びシリカゾルと反応せず、これらを溶解するものであれば制限がなく、たとえば、エーテル｛テトラヒドロフラン及びジオキサン等｝、アルコール｛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、イソプロピルアルコール及びｎ−ブチルアルコール等｝、ケトン｛アセトン、メチルエチルケトン及び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−メチルピロリドン及びジメチルスルホキシド等｝等が挙げられる。
【００５７】
希釈溶媒を含有する場合、本発明の改質剤の作業性が向上すれば希釈溶媒の含有量に制限はなく、希釈溶媒の含有量は、たとえば、本発明のケイ素化合物、アルコキシシラン、アルコキシシランオリゴマー、金属酸化物微粒子及びシリカゾルの含有量が、本発明のケイ素化合物、アルコキシシラン、アルコキシシランオリゴマー、金属酸化物微粒子、シリカゾル及び希釈溶媒の合計重量に基づいて、０．０５〜１０重量％（好ましくは０．１〜５重量％、特に好ましくは０．２〜２重量％）となる量である。
【００５８】
本発明の改質剤は、本発明のケイ素化合物をそのまま含有させてもよいが、成膜性等の観点から、ケイ素化合物を加水分解することが好ましい。
加水分解する場合、加水分解を促進するために、触媒を添加することが好ましい。
触媒としては、酸｛無機酸（塩酸、硫酸及び硝酸等）及び有機酸（ギ酸、酢酸及び酪酸等）等｝及び塩基｛無機塩基（アンモニア、水酸化ナトリウム及び水酸化カリウム等）及び有機塩基（トリエチルアミン、ジエチルアミン、モノエチルアミン及び３−アミノプロピルトリメトキシシラン等）｝等が挙げられる。
【００５９】
加水分解する場合、水の添加量（モル倍率）としては、本発明のケイ素化合物のモル数に基づいて、１〜１０００が好ましく、さらに好ましくは５〜５００、特に好ましくは１０〜３００である。
【００６０】
本発明の改質剤に、本発明のケイ素化合物以外に、アルコキシシラン、アルコキシシランオリゴマー、金属酸化物微粒子、シリカゾル及び／又は希釈溶媒を含む場合、本発明の改質剤は、上記のケイ素化合物と、アルコキシシラン、アルコキシシランオリゴマー、金属酸化物微粒子、シリカゾル及び／又は溶媒とを均一混合することにより得られる。
なお、上記のケイ素化合物を加水分解する場合、アルコキシシラン、アルコキシシランオリゴマー、金属酸化物微粒子、シリカゾル及び／又は溶媒と均一混合する前に加水分解してもよいし、均一混合後に加水分解してもよい。
【実施例】
【００６１】
以下特記しない限り、部は重量部を意味する。
＜実施例１＞
イソシアン酸３−（トリエトキシシリル）プロピル(チッソ株式会社）６．８６部（２７．８モル部）、３−ヒドロキシプロパンスルホン酸ナトリウム（アルドリッチ社、テクニカルグレード）４．５部(２７．８モル部)及びジラウリル酸ジ−ｎ−ブチルスズ０．２部を、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド(以下、ＤＭＦと略する。)１００部溶解した後、アルゴン雰囲気下、８０℃で１７時間反応させて、本発明のケイ素化合物（１）｛３−（Ｎ−（３−（トリエトキシシリル）プロピル）カルバモイルオキシ）プロパンスルホン酸ナトリウム；ＮａＯＳＯ２-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２-ＯＣＯＮＨ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２-Ｓｉ（ＯＣＨ２ＣＨ３）３｝を含むＤＭＦ溶液を得た。
【００６２】
なお、このＤＭＦ溶液の一部を濃縮して、１Ｈ−ＮＭＲ分析により化学構造を確認した｛ＪＥＯＬ(日本電子)、ＪＮＭ−ＧＳＸ２７０ ＦＴ−ＮＭＲ ＳＹＳＴＥＭ、ＣＤＣｌ３、以下同じ。；４．１０（ｍ、２Ｈ、-ＣＨ２ＯＣＯＮＨ-）、３．８２（ｑ、６Ｈ、-ＯＣＨ２ＣＨ３）、３．０−３．２（ｍ、４Ｈ、ＮａＯＳＯ２ＣＨ２-、-ＯＣＯＮＨＣＨ２-）、２．０２（ｍ、２Ｈ、ＮａＯＳＯ２ＣＨ２ＣＨ２-）、１．５５（ｍ、２Ｈ、-ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ≡）、１．２２（ｔ、９Ｈ、-ＣＨ２ＣＨ３）、０．６３（ｍ、２Ｈ、-ＣＨ２Ｓｉ≡）｝。
【００６３】
＜実施例２＞
イソシアン酸３−（トリエトキシシリル）プロピル(チッソ株式会社）１０．０部（４０．５モル部）、２−ヒドロキシエタンスルホン酸ナトリウム（東京化成工業株式会社、東京化成１級）６．０部(４０．５モル部)及びジラウリル酸ジ−ｎ−ブチルスズ０．２部を、乾燥ジメチルスルホキシド(以下、ＤＭＳＯと略する。)１１４部に溶解した後、アルゴン雰囲気下、８０℃で１７時間反応させて、本発明のケイ素化合物（２）｛２−（Ｎ−（３−（トリエトキシシリル）プロピル）カルバモイルオキシ）エタンスルホン酸ナトリウム；ＮａＯＳＯ２-ＣＨ２ＣＨ２-ＯＣＯＮＨ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２-Ｓｉ（ＯＣＨ２ＣＨ３）３｝を含むＤＭＦ溶液を得た。
【００６４】
なお、このＤＭＦ溶液の一部を濃縮して、１Ｈ−ＮＭＲ分析により化学構造を確認した｛４．４１（ｍ、２Ｈ、-ＣＨ２ＯＣＯＮＨ-）、３．８２（ｑ、６Ｈ、-ＯＣＨ２ＣＨ３）、３．０−３．２（ｍ、４Ｈ、ＮａＯＳＯ２ＣＨ２-、-ＯＣＯＮＨＣＨ２-）、１．５８（ｍ、２Ｈ、-ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ≡）、１．２２（ｔ、９Ｈ、-ＣＨ２ＣＨ３）、０．６３（ｍ、２Ｈ、-ＣＨ２Ｓｉ≡）｝。
【００６５】
＜実施例３＞
３−（アクリロイルオキシ）プロパンスルホン酸カリウム（アルドリッチ社）１０部（４３．１モル部）、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）４．７３部（２４．１モル部）及び２，２’−アゾビスイソブチロニトリル３５３×１０−３部（２．１５モル部）を、ＤＭＳＯ１６６．５部に溶解した後、アルゴン雰囲気下、約２５℃で１７時間反応させて、本発明のケイ素化合物（３）｛３−（３−（３−（トリメトキシシリル）プロピルチオ）プロピオニルオキシ）プロパンスルホン酸カリウム；ＫＯＳＯ２-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２-ＯＣＯ-ＣＨ２ＣＨ２-Ｓ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２-Ｓｉ（ＯＣＨ３）３｝を含むＤＭＳＯ溶液を得た。
【００６６】
なお、このＤＭＳＯ溶液の一部を減圧濃縮して、１Ｈ−ＮＭＲ分析により化学構造を確認した｛４．２２（ｍ、２Ｈ、-ＣＨ２ＯＣＯ-）、３．５７（ｓ、９Ｈ、-ＯＣＨ３）、２．８８（ｍ、２Ｈ、ＫＯＳＯ２ＣＨ２-）、２．５−２．８（ｍ、６Ｈ、-ＯＣＯＣＨ２ＣＨ２-Ｓ-ＣＨ２-）、２．０６（ｍ、２Ｈ、ＫＯＳＯ２ＣＨ２ＣＨ２-）、１．７０（ｍ、２Ｈ、-ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ≡）、０．７５（ｍ、２Ｈ、-ＣＨ２Ｓｉ≡）｝。
【００６７】
＜実施例４＞
４−スチレンスルホン酸ナトリウム（東京化成工業株式会社）１０部（４８．５モル部）及び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）９．５部（４８．５モル部）を、ＤＭＦ１７５．５部に溶解した後、アルゴン雰囲気下、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル３９８×１０−３部（２．４２モル部）を加え、８０〜９０℃で１７時間反応させて、本発明のケイ素化合物（４）｛４−（２−（３−（トリメトキシシリル）プロピルチオ）エチル）ベンゼンスルホン酸ナトリウム；ＮａＯＳＯ２-ｐ-Ｃ６Ｈ４ＣＨ２ＣＨ２-Ｓ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２-Ｓｉ（ＯＣＨ３）３｝を含むＤＭＦ溶液を得た。
【００６８】
なお、このＤＭＦ溶液の一部を減圧濃縮して、１Ｈ−ＮＭＲ分析により化学構造を確認した｛７．５３（ｍ、２Ｈ、ＮａＯＳＯ２-ｏ-Ｃ６Ｈ４-）、７．１６（ｍ、２Ｈ、ＮａＯＳＯ２-ｍ-Ｃ６Ｈ４-）、３．４８（ｓ、９Ｈ、-ＯＣＨ３）、２．７８（ｍ、２Ｈ、-Ｃ６Ｈ４ＣＨ２-）、２．７０（ｍ、２Ｈ、-Ｃ６Ｈ４ＣＨ２ＣＨ２-Ｓ-）、２．５０（ｍ、２Ｈ、-Ｓ-ＣＨ２ＣＨ２-）、１．５７（ｍ、２Ｈ、-ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ≡）、０．７０（ｍ、２Ｈ、-ＣＨ２Ｓｉ≡）｝。
【００６９】
＜実施例５＞
減圧乾燥した４−スチレンスルホン酸リチウム（東ソー株式会社）１２．１２部（６３．８モル部）及び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）１２．５部（６３．８モル部）を、乾燥エタノール１７５部に溶解した後、アルゴン雰囲気下、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル５２０×１０−３部（３．１７モル部）を加え、還流しながら１７時間反応させて、本発明のケイ素化合物（５）｛４−（２−（３−（トリメトキシシリル）プロピルチオ）エチル）ベンゼンスルホン酸リチウム；ＬｉＯＳＯ２-ｐ-Ｃ６Ｈ４ＣＨ２ＣＨ２-Ｓ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２-Ｓｉ（ＯＣＨ３）３｝を含むエタノール溶液を得た。
【００７０】
なお、このエタノール溶液の一部を減圧濃縮して、１Ｈ−ＮＭＲ分析により化学構造を確認した｛７．７６（ｍ、２Ｈ、ＬｉＯＳＯ２-ｏ-Ｃ６Ｈ４-）、７．３０（ｍ、２Ｈ、ＬｉＯＳＯ２-ｍ-Ｃ６Ｈ４-）、３．５３（ｓ、９Ｈ、-ＯＣＨ３）、２．８９（ｍ、２Ｈ、-Ｃ６Ｈ４ＣＨ２-）、２．７５（ｍ、２Ｈ、-Ｃ６Ｈ４ＣＨ２ＣＨ２-Ｓ-）、２．５２（ｍ、２Ｈ、-Ｓ-ＣＨ２ＣＨ２-）、１．６８（ｍ、２Ｈ、-ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ≡）、０．７５（ｍ、２Ｈ、-ＣＨ２Ｓｉ≡）｝。
【００７１】
＜実施例６＞
減圧乾燥した２−メルカプトエタンスルホン酸アトリウム（東京化成工業株式会社）５部（３０．５モル部）及びビニルトリエトキシシラン（チッソ株式会社）５．８部（３０．５モル部）を、乾燥ＤＭＳＯ１００部に溶解した後、アルゴン雰囲気下、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル２５０×１０−３部（１．５２モル部）を加え、還流しながら１７時間反応させて、本発明のケイ素化合物（６）｛２−（３−（トリエトキシシリル）エチルチオ）エタンスルホン酸ナトリウム；ＮａＯＳＯ２-ＣＨ２ＣＨ２-Ｓ-ＣＨ２ＣＨ２-Ｓｉ（ＯＣＨ２ＣＨ３）３｝を含むＤＭＳＯ溶液を得た。
【００７２】
なお、このＤＭＳＯ溶液の一部を減圧濃縮して、１Ｈ−ＮＭＲ分析により化学構造を確認した。
【００７３】
＜実施例７＞
イソシアン酸３−（トリエトキシシリル）プロピル(チッソ株式会社）９．２部（３７．２モル部）、２−ヒドロキシメタンスルホン酸ナトリウム（関東化学株式会社）５部(３７．２モル部)及びジラウリル酸ジ−ｎ−ブチルスズ０．２部を、乾燥ＤＭＦ１２８部に溶解した後、アルゴン雰囲気下、８０℃で１７時間反応させて、本発明のケイ素化合物（７）｛Ｎ−（３−（トリエトキシシリル）プロピル）カルバモイルオキシメタンスルホン酸ナトリウム；ＮａＯＳＯ２-ＣＨ２-ＯＣＯＮＨ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２-Ｓｉ（ＯＣＨ２ＣＨ３）３｝を含むＤＭＦ溶液を得た。
【００７４】
なお、このＤＭＦ溶液の一部を濃縮して、１Ｈ−ＮＭＲ分析により化学構造を確認した。
【００７５】
＜実施例８＞
イソシアン酸３−（トリエトキシシリル）プロピル(チッソ株式会社）８．０２部（３２．５モル部）、４−アミノベンゼンスルホン酸ナトリウム（東京化成株式会社）７．５部(３２．５モル部)及びジラウリル酸ジ−ｎ−ブチルスズ０．２部を、乾燥ＤＭＦ１４０部に溶解した後、アルゴン雰囲気下、８０℃で１７時間反応させて、本発明のケイ素化合物（８）｛４−（Ｎ−（３−（トリエトキシシリル）プロピル）カルバモイルアミノ）ベンゼンスルホン酸ナトリウム；ＮａＯＳＯ２-Ｃ６Ｈ４-ＮＨＣＯＮＨ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２-Ｓｉ（ＯＣＨ２ＣＨ３）３｝を含むＤＭＦ溶液を得た。
【００７６】
なお、このＤＭＦ溶液の一部を濃縮して、１Ｈ−ＮＭＲ分析により化学構造を確認した。
【００７７】
＜実施例９＞
減圧乾燥した２−メルカプトエチレンスルホン酸ナトリウム（アルドリッチ社）５．５部（３３．５モル部）、３−（トリメトキシシリル）プロピルアクリレート（信越化学工業株式会社）７．８５部（３３．５モル部）及び２，２’−アゾビスイソブチロニトリル３５３×１０−３部（２．１５モル部）を、ＤＭＦ１２０部に溶解した後、アルゴン雰囲気下、約２５℃で１７時間反応させて、本発明のケイ素化合物（９）｛２−（２−（３−（トリメトキシシリル）プロピルオキシカルボニル）エチルチオ）エタンスルホン酸ナトリウム；ＮａＯＳＯ２-ＣＨ２ＣＨ２-Ｓ-ＣＨ２ＣＨ２-ＣＯ２-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２-Ｓｉ（ＯＣＨ３）３｝を含むＤＭＦ溶液を得た。
【００７８】
なお、このＤＭＦ溶液の一部を減圧濃縮して、１Ｈ−ＮＭＲ分析により化学構造を確認した。
【００７９】
＜比較例１＞−特許文献１の合成例１−
メトキシポリエチレングリコールアリルエーテル（ＳＤＤ−０１２０３、日本乳化剤株式会社、数平均分子量４００）４００部及び白金触媒｛ＰＴ−ＶＴＳＣ−３．０Ｘ、ユミコアプレシャスメタルズ社｝０．２部を１００℃で均一混合し、これに、１００℃でトリエトキシシラン｛ＳＩＴ８１８５、アズマックス株式会社｝１８１部を２時間かけて滴下した後、１００℃で７時間反応させた。引き続き、過剰分のトリエトキシシランを減圧除去して、比較用のケイ素化合物｛メトキシポリエチレングリコール変性トリエトキシシラン｝を得た。
【００８０】
なお、このケイ素化合物について、１Ｈ−ＮＭＲ分析により化学構造を確認した｛３．８２（ｑ、６Ｈ、-ＯＣＨ２ＣＨ３）、３．２４（ｓ、３Ｈ、ＣＨ３ＯＣＨ２ＣＨ２Ｏ-）、３．５（ｍ、-ＯＣＨ２ＣＨ２Ｏ-）、３．２７（ｑ、２Ｈ、-ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２-）、１．５（ｍ、２Ｈ、-ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ≡）、１．２２（ｔ、９Ｈ、-ＯＣＨ２ＣＨ３）、０．６１（ｍ、２Ｈ、-ＣＨ２Ｓｉ≡）｝。
【００８１】
実施例及び比較例で得たケイ素化合物を用いて、以下のようにしてスライドガラスの表面を改質し、接触角を測定した。
評価試料（本発明のケイ素化合物を含む溶液１５部；又は比較用のケイ素化合物１．５部とＭＥＫ１３．５部との混合物）、エタノール３０部、水３部及び酢酸０．３部を均一混合した後、約２５℃で２日間攪拌して、処理液（改質剤）を調製した。
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１７時間浸漬した後、水洗し、乾燥（６０℃、２時間）したもの｝を処理液（改質剤）に浸漬し、スライドガラスを取り出した後、液切りをし、１３０℃１０分間か熱処理して、表面改質スライドガラスを得た。
【００８２】
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。これらの結果を表１に示した。
なお、表面改質していないスライドガラスの表面について、同様に接触角（度）を測定し、これらの平均値をブランクとして、表１に示した。
【００８３】
【表１】
【００８４】
本発明のケイ素化合物は、比較例のケイ素化合物に比べて、高い親水性を付与することができた。
【００８５】
＜実施例１０＞
実施例１で得たケイ素化合物（１）を含むＤＭＦ溶液１５部、エタノール３０部、テトラエトキシシラン０．５部、水３部及び酢酸０．３部を均一混合した後、約２５℃で２日間攪拌して、本発明の改質剤（１）を調製した。
【００８６】
＜実施例１１＞
実施例２で得たケイ素化合物（２）を含むＤＭＦ溶液１５部、エタノール３０部、テトラエトキシシラン０．５部、水３部及び酢酸０．３部を均一混合した後、約２５℃で２日間攪拌して、本発明の改質剤（２）を調製した。
【００８７】
＜実施例１２＞
実施例１１で得た改質剤（２）１０部及びエタノール３０部を均一混合した後、約２５℃で２日間攪拌して、本発明の改質剤（３）を調製した。
【００８８】
＜実施例１３＞
実施例２で得たケイ素化合物（２）を含むＤＭＦ溶液１０部及びシリカゾル（コルコートＮ−１０３Ｘ；コルコート株式会社）２０部を均一混合した後、約２５℃で２日間攪拌して、本発明の改質剤（４）を調製した。
【００８９】
＜実施例１４＞
実施例２で得たケイ素化合物（２）を含むＤＭＦ溶液６部及びシリカゾル（コルコートＨＳＡ−６；コルコート株式会社）３０部を均一混合した後、約２５℃で２日間攪拌して、本発明の改質剤（５）を調製した。
【００９０】
＜実施例１５＞
実施例２で得たケイ素化合物（２）を含むＤＭＦ溶液１０部及びシリカゾル（コルコートＨＳＡ−６；コルコート株式会社）２０部を均一混合した後、約２５℃で２日間攪拌して、本発明の改質剤（６）を調製した。
【００９１】
＜実施例１６＞
実施例３で得たケイ素化合物（３）を含むＤＭＦ溶液１５部及びシリカゾル（コルコートＨＳＡ−６；コルコート株式会社）１５部を均一混合した後、約２５℃で２日間攪拌して、本発明の改質剤（７）を調製した。
【００９２】
＜実施例１７＞
実施例３で得たケイ素化合物（３）を含むＤＭＳＯ溶液１５部、エタノール３０部、テトラエトキシシラン０．５部、水３部及び酢酸０．３部を均一混合した後、約２５℃で２日間攪拌して、本発明の改質剤（８）を調製した。
【００９３】
＜実施例１８＞
実施例４で得たケイ素化合物（４）を含むＤＭＦ溶液１５部、エタノール３０部、テトラエトキシシラン０．５部、水３部及び酢酸０．３部を均一混合した後、約２５℃で２日間攪拌して、本発明の改質剤（９）を調製した。
【００９４】
＜実施例１９＞
実施例４で得たケイ素化合物（４）を含むＤＭＳＯ溶液６部及びシリカゾル（コルコートＨＳＡ−６；コルコート株式会社）３０部を均一混合した後、約２５℃で２日間攪拌して、本発明の改質剤（１０）を調製した。
【００９５】
＜実施例２０＞
実施例５で得たケイ素化合物（５）を含むエタノール溶液１５部、エタノール３０部、テトラエトキシシラン０．５部、水３部及び酢酸０．３部を均一混合した後、約２５℃で２日間攪拌して、本発明の改質剤（１１）を調製した。
【００９６】
＜実施例２１＞
実施例５で得たケイ素化合物（５）を含むエタノール溶液１０部及びシリカゾル（コルコートＮ−１０３Ｘ；コルコート株式会社）２０部を均一混合した後、約２５℃で２日間攪拌して、本発明の改質剤（１２）を調製した。
【００９７】
＜実施例２２＞
実施例５で得たケイ素化合物（５）を含むエタノール溶液６部及びシリカゾル（コルコートＮ−１０３Ｘ；コルコート株式会社）３０部を均一混合した後、約２５℃で２日間攪拌して、本発明の改質剤（１３）を調製した。
【００９８】
＜実施例２３＞
実施例５で得たケイ素化合物（５）を含むエタノール溶液６部及びシリカゾル（コルコートＨＳＡ−６；コルコート株式会社）３０部を均一混合した後、約２５℃で２日間攪拌して、本発明の改質剤（１４）を調製した。
【００９９】
＜実施例２４＞
実施例６で得たケイ素化合物（６）を含むＤＭＳＯ溶液１５部、エタノール３０部、テトラエトキシシラン０．５部、水３部及び酢酸０．３部を均一混合した後、約２５℃で２日間攪拌して、本発明の改質剤（１５）を調製した。
【０１００】
＜実施例２５＞
実施例７で得たケイ素化合物（７）を含むＤＭＦ溶液１５部、エタノール３０部、テトラエトキシシラン０．５部、水３部及び酢酸０．３部を均一混合した後、約２５℃で２日間攪拌して、本発明の改質剤（１６）を調製した。
【０１０１】
＜実施例２６＞
実施例８で得たケイ素化合物（８）を含むＤＭＦ溶液１５部、エタノール３０部、テトラエトキシシラン０．５部、水３部及び酢酸０．３部を均一混合した後、約２５℃で２日間攪拌して、本発明の改質剤（１７）を調製した。
【０１０２】
＜実施例２７＞
実施例９で得たケイ素化合物（９）を含むＤＭＦ溶液１５部、エタノール３０部、テトラエトキシシラン０．５部、水３部及び酢酸０．３部を均一混合した後、約２５℃で２日間攪拌して、本発明の改質剤（１８）を調製した。
【０１０３】
実施例１０〜２７で得た改質剤について、上記と同様にして、表面改質スライドガラスを調製して、接触角（度）を測定し、平均値を算出した。これらの結果を表２に示した。
【０１０４】
【表２】
【０１０５】
本発明のケイ素化合物と公知の表面改質剤（たとえば、アルコキシシランやシリカゾル）とを用いた場合、本発明のケイ素化合物のみを用いた場合と比べて、同等の接触角であった。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ケイ素化合物及びこの製造方法に関する。さらに詳しくは改質剤用として好適なケイ素化合物及びこの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、親水性基としてポリオキシアルキレン鎖をもつケイ素化合物が知られている(特許文献１)。
【特許文献１】特開２００７−２３８８２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、従来のケイ素化合物は、親水性が不十分に付与できないという問題がある。本発明の目的は、高い親水性を付与することができるケイ素化合物を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明のケイ素化合物の特徴は、式（１）で表される点を要旨とする。
（ＭＯＳＯ２-Ｒ１-）ｍＺ-Ｒ３-Ｓｉ（ＣＨ３）ｎ（-Ｙ）３−ｎ （１）
【０００５】
ただし、Ｍは水素原子、炭素数１〜４のアルキル基、アルカリ金属原子又はアンモニウム（ＮＨ４）、Ｒ１及びＲ３は炭素数１〜４のアルキレン基又は炭素数６〜８のアリーレン基、Ｚは-Ｏ（ＣＯ）-Ｒ２-Ｓ-、-Ｏ（ＣＯ）-Ｒ２-Ｏ-、-Ｏ（ＣＯ）-Ｒ２-ＮＨ-、（-Ｏ（ＣＯ）-Ｒ２-）２Ｎ-、-Ｓ-、-Ｏ-、-ＮＨ-、＞Ｎ−、-Ｓ-Ｒ２-ＣＯ２-又は−ＮＨＣＯＮＨ−で表される基（Ｒ２はエチレン又は１−メチルエチレン）、Ｙは炭素数１〜３のアルコキシ基、Ｃは炭素原子、Ｏは酸素原子、Ｎは窒素原子、Ｓは硫黄原子、Ｈは水素原子、Ｓｉはケイ素原子、ｍは１又は２、ｎは０又は１を表す。
【０００６】
本発明のケイ素化合物の特徴は、式（２）〜（６）のいずれかで表される点を要旨とする。
【０００７】
【０００８】
ただし、Ｍは水素原子、炭素数１〜４のアルキル基、アルカリ金属原子又はアンモニウム（ＮＨ４）、Ｒ１及びＲ３は炭素数１〜４のアルキレン基又は炭素数６〜８のアリーレン基、Ｒ２はエチレン又は１−メチルエチレン、Ｒ４はエチレン又はフェニレンエチレン基（−Ｃ６Ｈ４−ＣＨ２ＣＨ２−）、Ｘは−Ｓ−、−Ｏ−、−ＮＨ−又は＞Ｎ−で表される基、Ｙは炭素数１〜４のアルコキシ基、Ｃは炭素原子、Ｏは酸素原子、Ｎは窒素原子、Ｓは硫黄原子、Ｈは水素原子、Ｓｉはケイ素原子、ｍは１又は２、ｎは０又は１を表す。
【０００９】
本発明の改質剤の特徴は、上記のケイ素化合物を含有する点を要旨とする。
【００１０】
本発明の製造方法の特徴は、上記のケイ素化合物を製造する方法であって、
(メタ)アクリロイルオキシアルカンスルホン酸(エステル又は塩)と、アルコキシシリルアルカンチオール、アルコキシシリルアルキルアミン、アルコキシシリルアレーンチオール若しくはアルコキシシリルアリールアミンとを反応する反応工程（１）、
【００１１】
ビニルベンゼンスルホン酸(エステル又は塩)若しくはビニルスルホン酸(エステル又は塩)と、アルコキシシリルアルカンチオール、アルコキシシリルアルキルアミン、アルコキシシリルアレーンチオール若しくはアルコキシシリルアリールアミンとを反応する反応工程（２）、
【００１２】
ヒドロキシアルカンスルホン酸(エステル又は塩)と、イソシアン酸アルコキシシリルアルキル若しくはイソシアン酸アルコキシシリルアリールとを反応する反応工程（３）、
【００１３】
メルカプトアルカンスルホン酸(エステル又は塩)と、（メタ）アクリル酸アルコキシシリルアルキルとを反応する反応工程（４）、又は
【００１４】
アミノアルカンスルホン酸(エステル又は塩)若しくはアミノアレーンスルホン酸（エステル又は塩）と、イソシアン酸アルコキシシリルアルキル若しくはイソシアン酸アルコキシシリルアリールとを反応する反応工程（５）
を含む点を要旨とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のケイ素化合物は、高い親水性を付与できる。本発明の改質剤は、上記のケイ素化合物を含有するため、高い親水性を容易に付与することができる。また、本発明のケイ素化合物の製造方法によると、高い親水性を付与できるケイ素化合物を容易に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
＜式（１）で表されるケイ素化合物＞
水素原子、炭素数１〜４のアルキル基、アルカリ金属原子又はアンモニウム（ＮＨ４）（Ｍ）のうち、炭素数１〜４のアルキル基としては、メチル、エチル、イソプロピル、ｎ−ブチル及びｔ−ブチルが含まれる。
また、アルカリ金属原子としては、リチウム原子、カリウム原子及びナトリウム原子が含まれる。
【００１７】
これらのうち、親水性の観点から、アルカリ金属原子が好ましく、さらに好ましくはリチウム原子、カリウム原子及びナトリウム原子である。
【００１８】
炭素数１〜４のアルキレン基又は炭素数６〜８のアリーレン基（Ｒ１、Ｒ３）のうち、アルキレン基としては、メチレン、エチレン、トリメチレン、１，２−プロピレン、テトラメチレン及び２−メチルトリメチレン等が挙げられる。また、アリーレン基としては、フェニル、メチレンフェニレン（−ＣＨ２−Ｃ６Ｈ４−）、エチレンフェニレン（−ＣＨ２ＣＨ２−Ｃ６Ｈ４−）及びフェニレンエチレン（−Ｃ６Ｈ４−ＣＨ２ＣＨ２−）等が挙げられる。
【００１９】
炭素数１〜４のアルコキシ基（Ｙ）としては、メチル、エチル、ｎ−プロピル、ｉｓｏープロピル、ｎ−ブチル及びｔｅｒｔ−ブチル等が挙げられる。
【００２０】
＜式（２）〜（５）で表されるケイ素化合物＞
式（１）で表されるケイ素化合物のうち、式（２）〜（５）のいずれかで表されるケイ素化合物が好ましい。
【００２１】
式（２）で表されるケイ素化合物としては、たとえば、以下の化学式で表される化合物が含まれる。
ＬｉＯＳＯ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＯＣＨ２ＣＨ２-Ｓ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３
ＮａＯＳＯ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＯＣＨ２ＣＨ２-Ｓ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３
ＫＯＳＯ２ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＯＣＨ２ＣＨ２-Ｓ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３
ＫＯＳＯ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＯＣＨ２ＣＨ２-Ｓ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３
ＫＯＳＯ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＯＣＨ（ＣＨ３）ＣＨ２-Ｓ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３
ＫＯＳＯ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＯＣＨ２ＣＨ２-ＮＨ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３
（ＫＯＳＯ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＯＣＨ２ＣＨ２）２Ｎ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３
ＫＯＳＯ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＯＣＨ２ＣＨ２-Ｓ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＳｉＣＨ３（ＯＣＨ３）２
ＫＯＳＯ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＯＣＨ２ＣＨ２-Ｓ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ２ＣＨ３）３
ＣＨ３ＯＳＯ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＯＣＨ２ＣＨ２-Ｓ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３
ＣＨ３ＯＳＯ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＯＣＨ２ＣＨ２-Ｓ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３
【００２２】
式（３）で表されるケイ素化合物としては、たとえば、以下の化学式で表される化合物が含まれる。
ＬｉＯＳＯ２-ｐ-Ｃ６Ｈ４ＣＨ２ＣＨ２-Ｓ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３
ＬｉＯＳＯ２-ｐ-Ｃ６Ｈ４ＣＨ２ＣＨ２-ＮＨ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３
（ＬｉＯＳＯ２-ｐ-Ｃ６Ｈ４ＣＨ２ＣＨ２）２Ｎ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３
ＬｉＯＳＯ２-ｐ-Ｃ６Ｈ４ＣＨ２ＣＨ２-Ｓ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＳｉＣＨ３（ＯＣＨ３）２
ＬｉＯＳＯ２-ｐ-Ｃ６Ｈ４ＣＨ２ＣＨ２-Ｓ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ２ＣＨ３）３
ＬｉＯＳＯ２-ｐ-Ｃ６Ｈ４ＣＨ２ＣＨ２-Ｓ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＳｉＣＨ３（ＯＣＨ３）２
ＣＨ３ＣＨ２ＯＳＯ２-ｐ-Ｃ６Ｈ４ＣＨ２ＣＨ２-Ｓ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３
ＣＨ３ＣＨ２ＯＳＯ２-ｐ-Ｃ６Ｈ４ＣＨ２ＣＨ２-ＮＨ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３
ＣＨ３ＯＳＯ２-ｐ-Ｃ６Ｈ４ＣＨ２ＣＨ２-ＮＨ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３
ＮａＯＳＯ２-ｐ-Ｃ６Ｈ４ＣＨ２ＣＨ２-Ｓ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３
ＫＯＳＯ２-ｐ-Ｃ６Ｈ４ＣＨ２ＣＨ２-Ｓ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３
ＮａＯＳＯ２-ＣＨ２ＣＨ２-Ｓ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ２ＣＨ３）３
【００２３】
式（４）で表されるケイ素化合物としては、たとえば、以下の化学式で表される化合物が含まれる。
ＬｉＯＳＯ２ＣＨ２ＣＨ２-ＯＣＯＮＨ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ２ＣＨ３）３
ＮａＯＳＯ２ＣＨ２ＣＨ２-ＯＣＯＮＨ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ２ＣＨ３）３
ＮａＯＳＯ２ＣＨ２ＣＨ２-ＯＣＯＮＨ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３
ＣＨ３ＯＳＯ２ＣＨ２ＣＨ２-ＯＣＯＮＨ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３
ＣＨ３ＣＨ２ＯＳＯ２ＣＨ２ＣＨ２-ＯＣＯＮＨ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３
ＫＯＳＯ２ＣＨ２ＣＨ２-ＯＣＯＮＨ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ２ＣＨ３）３
ＬｉＯＳＯ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２-ＯＣＯＮＨ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ２ＣＨ３）３
ＮａＯＳＯ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２-ＯＣＯＮＨ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ２ＣＨ３）３
ＮａＯＳＯ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２-ＯＣＯＮＨ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３
ＣＨ３ＯＳＯ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２-ＯＣＯＮＨ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３
ＣＨ３ＣＨ２ＯＳＯ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２-ＯＣＯＮＨ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３
ＣＨ３ＯＳＯ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２-ＯＣＯＮＨ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ２ＣＨ３）３
ＮａＯＳＯ２ＣＨ２-ＯＣＯＮＨ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ２ＣＨ３）３
【００２４】
式（５）で表されるケイ素化合物としては、たとえば、以下の化学式で表される化合物が含まれる。
ＮａＯＳＯ２ＣＨ２ＣＨ２-Ｓ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＯＯ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３
ＮａＯＳＯ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２-Ｓ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＯＯ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３
ＬｉＯＳＯ２ＣＨ２ＣＨ２-Ｓ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＯＯ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３
ＬｉＯＳＯ２ＣＨ２ＣＨ２-Ｓ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＯＯ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ２ＣＨ３）３
ＣＨ３ＯＳＯ２ＣＨ２ＣＨ２-Ｓ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＯＯ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３
【００２５】
式（６）で表されるケイ素化合物としては、たとえば、以下の化学式で表される化合物が含まれる。
ＮａＯＳＯ２-ｐ-Ｃ６Ｈ４-ＮＨＣＯＮＨ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３
ＮａＯＳＯ２-ｐ-Ｃ６Ｈ４-ＮＨＣＯＮＨ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ２ＣＨ３）３
ＬｉＯＳＯ２-ｐ-Ｃ６Ｈ４-ＮＨＣＯＮＨ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３
ＫＯＳＯ２-ｐ-Ｃ６Ｈ４-ＮＨＣＯＮＨ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３
ＣＨ３ＯＳＯ２-ｐ-Ｃ６Ｈ４-ＮＨＣＯＮＨ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３
ＮａＯＳＯ２-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２-ＮＨＣＯＮＨ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ２ＣＨ３）３
【００２６】
本発明のケイ素化合物は公知の製造方法で容易に得ることができる。
一般式（２）で表されるケイ素化合物の製造方法には、(メタ)アクリロイルオキシアルカンスルホン酸(エステル又は塩)と、アルコキシシリルアルカンチオール、アルコキシシリルアルキルアミン、アルコキシシリルアレーンチオール若しくはアルコキシシリルアリールアミンとを反応する反応工程（１）を含むことが好ましい。
【００２７】
反応工程（１）には、反応溶媒を用いてもよい。反応溶媒としては、(メタ)アクリロイルオキシアルカンスルホン酸(エステル又は塩)及びアルコキシシリルアルカンチオール等と反応しないものであれば制限がなく、たとえば、エーテル｛ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、１，２−ジメトキシエタン及びジオキサン等｝、ケトン｛アセトン、メチルエチルケトン及びメチルイソブチルケトン等｝、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−メチルピロリドン及びジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）等｝及び炭化水素｛ヘキサン、オクタン、ベンゼン、トルエン及びキシレン等｝等が挙げられる。
【００２８】
反応工程（１）において、アルコキシシリルアルカンチオール又はアルコキシシリルアレーンチオールを用いる場合、公知のラジカル開始剤｛たとえば、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル｝を用いるか又は、紫外線を照射することが好ましい。一方、アルコキシシリルアルキルアミン又はアルコキシシリルアリールアミンを用いる場合、ラジカル開始剤を用いたり、紫外線を照射する必要はない。
【００２９】
反応工程（１）の反応温度は付加反応が進行すれば制限がなく、たとえば、−１０〜２００℃（好ましくは０〜１５０℃、さらに好ましくは１０〜１５０℃、特に好ましくは２０〜１３０℃）程度である。
【００３０】
一般式（３）で表されるケイ素化合物の製造方法には、ビニルベンゼンスルホン酸(エステル又は塩)若しくはビニルスルホン酸(エステル又は塩)と、アルコキシシリルアルカンチオール、アルコキシシリルアルキルアミン、アルコキシシリルアレーンチオール若しくはアルコキシシリルアリールアミンとを反応する反応工程（２）を含むことが好ましい。
【００３１】
反応工程（２）において、公知のラジカル開始剤｛たとえば、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル｝を用いるか又は、紫外線を照射することが好ましい。
【００３２】
反応工程（２）には、反応溶媒を用いてもよい。反応溶媒としては、ビニルベンゼンスルホン酸(エステル又は塩)若しくはビニルスルホン酸(エステル又は塩)及びアルコキシシリルアルカンチオール等と反応しないものであれば制限がなく、たとえば、反応工程（１）の場合と同様の溶媒及びアルコール（エチルアルコール等）等が挙げられる。
【００３３】
反応工程（２）の反応温度は反応が進行すれば制限がなく、たとえば、−１０〜１５０℃（好ましくは０〜１５０℃、さらに好ましくは１０〜１５０℃、特に好ましくは２０〜１３０℃）程度である。
【００３４】
一般式（４）で表されるケイ素化合物の製造方法には、ヒドロキシアルカンスルホン酸(エステル又は塩)と、イソシアン酸アルコキシシリルアルキル若しくはイソシアン酸アルコキシシリルアリールとを反応する反応工程（３）を含むことが好ましい。
【００３５】
反応工程（３）には、反応溶媒を用いてもよい。反応溶媒としては、ヒドロキシアルカンスルホン酸(エステル又は塩)及びイソシアン酸アルコキシシリルアルキル等と反応しないものであれば制限がなく、たとえば、反応工程（１）の場合と同様の溶媒等が挙げられる。
【００３６】
反応工程（３）には、公知のウレタン化触媒｛たとえば、ジラウリン酸ジ−ｎ−ブチルスズ｝等を用いてもよい。
【００３７】
反応工程（３）の反応温度は反応が進行すれば制限がなく、たとえば、−１０〜１５０℃（好ましくは０〜１５０℃、さらに好ましくは１０〜１５０℃、特に好ましくは２０〜１３０℃）程度である。
【００３８】
一般式（５）で表されるケイ素化合物の製造方法には、メルカプトアルカンスルホン酸(エステル又は塩)と、（メタ）アクリル酸アルコキシシリルアルキルとを反応する反応工程（４）を含むことが好ましい。
【００３９】
反応工程（４）には、反応溶媒を用いてもよい。反応溶媒としては、メルカプトアルカンスルホン酸(エステル又は塩)及び（メタ）アクリル酸アルコキシシリルアルキル等と反応しないものであれば制限がなく、たとえば、反応工程（１）の場合と同様の溶媒等が挙げられる。
【００４０】
反応工程（４）には、公知のラジカル開始剤｛たとえば、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル｝を用いるか又は、紫外線を照射することが好ましい。
【００４１】
反応工程（４）の反応温度は付加反応が進行すれば制限がなく、たとえば、−１０〜１５０℃（好ましくは０〜１５０℃、さらに好ましくは１０〜１５０℃、特に好ましくは２０〜１３０℃）程度である。
【００４２】
一般式（６）で表されるケイ素化合物の製造方法には、アミノアルカンスルホン酸(エステル又は塩)若しくはアミノアレーンスルホン酸（エステル又は塩）と、イソシアン酸アルコキシシリルアルキル若しくはイソシアン酸アルコキシシリルアリールとを反応する反応工程（５）を含むことが好ましい。
【００４３】
反応工程（５）には、反応溶媒を用いてもよい。反応溶媒としては、アミノアルカンスルホン酸(エステル又は塩)、アミノアレーンスルホン酸及びイソシアン酸アルコキシシリルアルキル等と反応しないものであれば制限がなく、たとえば、反応工程（１）の場合と同様の溶媒等が挙げられる。
【００４４】
反応工程（５）には、公知のウレア触媒｛たとえば、ジラウリン酸ジ−ｎ−ブチルスズ｝を用いてもよい。
【００４５】
反応工程（５）の反応温度は反応が進行すれば制限がなく、たとえば、−１０〜１５０℃（好ましくは０〜１５０℃、さらに好ましくは１０〜１５０℃、特に好ましくは２０〜１３０℃）程度である。
【００４６】
本発明のケイ素化合物は、改質剤等に適用でき、たとえば、シランカップリング剤や、コーティング剤｛ゾルゲル法による｝等として好適である。
【００４７】
本発明の改質剤は、上記のケイ素化合物を含有すればよいが、上記のケイ素化合物以外に、アルコキシシラン、アルコキシシランオリゴマー、金属酸化物微粒子及び／又はシリカゾルを含むことが好ましい。
【００４８】
アルコキシシランとしては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン及びテトラブトキシシラン等が挙げられる。
【００４９】
アルコキシシランオリゴマーとしては、メチルシリケート５１及びエチルシリケート４８（コルコート株式会社）等が挙げられる。
【００５０】
金属酸化物微粒子としては、アエロジル３００及びアエロジルＲ９７４（日本アエロジル株式会社、「アエロジル」はデグサ アクチエンゲゼルシャフトの登録商標である。）等が挙げられる。
【００５１】
シリカゾルとしては、コルコート株式会社のアルコール性シリカゾル｛コルコートＰ、コルコートＮ−１０３Ｘ及びコルコートＨＳＡ−６等；「コルコート」はライオン株式会社及びコルコート株式会社の登録商標である。｝が挙げられる。
【００５２】
アルコキシシランを含む場合、アルコキシシランの含有量（重量％）は、上記のケイ素化合物の重量に基づいて、１０〜９０が好ましく、さらに好ましくは１５〜７５、特に好ましくは２０〜６０である。
【００５３】
アルコキシシランオリゴマーを含む場合、アルコキシシランオリゴマーの含有量は、二酸化ケイ素の重量％として、上記のケイ素化合物の重量に基づいて、１０〜９０が好ましく、さらに好ましくは１５〜７５、特に好ましくは２０〜６０である。
【００５４】
金属酸化物微粒子を含む場合、金属酸化物微粒子の含有量は、ケイ素化合物の重量に基づいて、１０〜９０が好ましく、さらに好ましくは１５〜７５、特に好ましくは２０〜６０である。
【００５５】
シリカゾルを含む場合、シリカゾルの含有量は、二酸化ケイ素の重量％として、上記のケイ素化合物の重量に基づいて、１０〜９０が好ましく、さらに好ましくは１５〜７５、特に好ましくは２０〜６０である。
【００５６】
さらに、本発明の改質剤には、作業性（取扱性及び塗装性等）を向上させるために希釈溶媒を含有させてもよい。希釈溶媒としては、本発明のケイ素化合物、アルコキシシラン、アルコキシシランオリゴマー、金属酸化物微粒子及びシリカゾルと反応せず、これらを溶解するものであれば制限がなく、たとえば、エーテル｛テトラヒドロフラン及びジオキサン等｝、アルコール｛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、イソプロピルアルコール及びｎ−ブチルアルコール等｝、ケトン｛アセトン、メチルエチルケトン及び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−メチルピロリドン及びジメチルスルホキシド等｝等が挙げられる。
【００５７】
希釈溶媒を含有する場合、本発明の改質剤の作業性が向上すれば希釈溶媒の含有量に制限はなく、希釈溶媒の含有量は、たとえば、本発明のケイ素化合物、アルコキシシラン、アルコキシシランオリゴマー、金属酸化物微粒子及びシリカゾルの含有量が、本発明のケイ素化合物、アルコキシシラン、アルコキシシランオリゴマー、金属酸化物微粒子、シリカゾル及び希釈溶媒の合計重量に基づいて、０．０５〜１０重量％（好ましくは０．１〜５重量％、特に好ましくは０．２〜２重量％）となる量である。
【００５８】
本発明の改質剤は、本発明のケイ素化合物をそのまま含有させてもよいが、成膜性等の観点から、ケイ素化合物を加水分解することが好ましい。
加水分解する場合、加水分解を促進するために、触媒を添加することが好ましい。
触媒としては、酸｛無機酸（塩酸、硫酸及び硝酸等）及び有機酸（ギ酸、酢酸及び酪酸等）等｝及び塩基｛無機塩基（アンモニア、水酸化ナトリウム及び水酸化カリウム等）及び有機塩基（トリエチルアミン、ジエチルアミン、モノエチルアミン及び３−アミノプロピルトリメトキシシラン等）｝等が挙げられる。
【００５９】
加水分解する場合、水の添加量（モル倍率）としては、本発明のケイ素化合物のモル数に基づいて、１〜１０００が好ましく、さらに好ましくは５〜５００、特に好ましくは１０〜３００である。
【００６０】
本発明の改質剤に、本発明のケイ素化合物以外に、アルコキシシラン、アルコキシシランオリゴマー、金属酸化物微粒子、シリカゾル及び／又は希釈溶媒を含む場合、本発明の改質剤は、上記のケイ素化合物と、アルコキシシラン、アルコキシシランオリゴマー、金属酸化物微粒子、シリカゾル及び／又は溶媒とを均一混合することにより得られる。
なお、上記のケイ素化合物を加水分解する場合、アルコキシシラン、アルコキシシランオリゴマー、金属酸化物微粒子、シリカゾル及び／又は溶媒と均一混合する前に加水分解してもよいし、均一混合後に加水分解してもよい。
【実施例】
【００６１】
以下特記しない限り、部は重量部を意味する。
＜実施例１＞
イソシアン酸３−（トリエトキシシリル）プロピル(チッソ株式会社）６．８６部（２７．８モル部）、３−ヒドロキシプロパンスルホン酸ナトリウム（アルドリッチ社、テクニカルグレード）４．５部(２７．８モル部)及びジラウリル酸ジ−ｎ−ブチルスズ０．２部を、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド(以下、ＤＭＦと略する。)１００部溶解した後、アルゴン雰囲気下、８０℃で１７時間反応させて、本発明のケイ素化合物（１）｛３−（Ｎ−（３−（トリエトキシシリル）プロピル）カルバモイルオキシ）プロパンスルホン酸ナトリウム；ＮａＯＳＯ２-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２-ＯＣＯＮＨ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２-Ｓｉ（ＯＣＨ２ＣＨ３）３｝を含むＤＭＦ溶液を得た。
【００６２】
なお、このＤＭＦ溶液の一部を濃縮して、１Ｈ−ＮＭＲ分析により化学構造を確認した｛ＪＥＯＬ(日本電子)、ＪＮＭ−ＧＳＸ２７０ ＦＴ−ＮＭＲ ＳＹＳＴＥＭ、ＣＤＣｌ３、以下同じ。；４．１０（ｍ、２Ｈ、-ＣＨ２ＯＣＯＮＨ-）、３．８２（ｑ、６Ｈ、-ＯＣＨ２ＣＨ３）、３．０−３．２（ｍ、４Ｈ、ＮａＯＳＯ２ＣＨ２-、-ＯＣＯＮＨＣＨ２-）、２．０２（ｍ、２Ｈ、ＮａＯＳＯ２ＣＨ２ＣＨ２-）、１．５５（ｍ、２Ｈ、-ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ≡）、１．２２（ｔ、９Ｈ、-ＣＨ２ＣＨ３）、０．６３（ｍ、２Ｈ、-ＣＨ２Ｓｉ≡）｝。
【００６３】
＜実施例２＞
イソシアン酸３−（トリエトキシシリル）プロピル(チッソ株式会社）１０．０部（４０．５モル部）、２−ヒドロキシエタンスルホン酸ナトリウム（東京化成工業株式会社、東京化成１級）６．０部(４０．５モル部)及びジラウリル酸ジ−ｎ−ブチルスズ０．２部を、乾燥ジメチルスルホキシド(以下、ＤＭＳＯと略する。)１１４部に溶解した後、アルゴン雰囲気下、８０℃で１７時間反応させて、本発明のケイ素化合物（２）｛２−（Ｎ−（３−（トリエトキシシリル）プロピル）カルバモイルオキシ）エタンスルホン酸ナトリウム；ＮａＯＳＯ２-ＣＨ２ＣＨ２-ＯＣＯＮＨ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２-Ｓｉ（ＯＣＨ２ＣＨ３）３｝を含むＤＭＦ溶液を得た。
【００６４】
なお、このＤＭＦ溶液の一部を濃縮して、１Ｈ−ＮＭＲ分析により化学構造を確認した｛４．４１（ｍ、２Ｈ、-ＣＨ２ＯＣＯＮＨ-）、３．８２（ｑ、６Ｈ、-ＯＣＨ２ＣＨ３）、３．０−３．２（ｍ、４Ｈ、ＮａＯＳＯ２ＣＨ２-、-ＯＣＯＮＨＣＨ２-）、１．５８（ｍ、２Ｈ、-ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ≡）、１．２２（ｔ、９Ｈ、-ＣＨ２ＣＨ３）、０．６３（ｍ、２Ｈ、-ＣＨ２Ｓｉ≡）｝。
【００６５】
＜実施例３＞
３−（アクリロイルオキシ）プロパンスルホン酸カリウム（アルドリッチ社）１０部（４３．１モル部）、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）４．７３部（２４．１モル部）及び２，２’−アゾビスイソブチロニトリル３５３×１０−３部（２．１５モル部）を、ＤＭＳＯ１６６．５部に溶解した後、アルゴン雰囲気下、約２５℃で１７時間反応させて、本発明のケイ素化合物（３）｛３−（３−（３−（トリメトキシシリル）プロピルチオ）プロピオニルオキシ）プロパンスルホン酸カリウム；ＫＯＳＯ２-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２-ＯＣＯ-ＣＨ２ＣＨ２-Ｓ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２-Ｓｉ（ＯＣＨ３）３｝を含むＤＭＳＯ溶液を得た。
【００６６】
なお、このＤＭＳＯ溶液の一部を減圧濃縮して、１Ｈ−ＮＭＲ分析により化学構造を確認した｛４．２２（ｍ、２Ｈ、-ＣＨ２ＯＣＯ-）、３．５７（ｓ、９Ｈ、-ＯＣＨ３）、２．８８（ｍ、２Ｈ、ＫＯＳＯ２ＣＨ２-）、２．５−２．８（ｍ、６Ｈ、-ＯＣＯＣＨ２ＣＨ２-Ｓ-ＣＨ２-）、２．０６（ｍ、２Ｈ、ＫＯＳＯ２ＣＨ２ＣＨ２-）、１．７０（ｍ、２Ｈ、-ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ≡）、０．７５（ｍ、２Ｈ、-ＣＨ２Ｓｉ≡）｝。
【００６７】
＜実施例４＞
４−スチレンスルホン酸ナトリウム（東京化成工業株式会社）１０部（４８．５モル部）及び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）９．５部（４８．５モル部）を、ＤＭＦ１７５．５部に溶解した後、アルゴン雰囲気下、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル３９８×１０−３部（２．４２モル部）を加え、８０〜９０℃で１７時間反応させて、本発明のケイ素化合物（４）｛４−（２−（３−（トリメトキシシリル）プロピルチオ）エチル）ベンゼンスルホン酸ナトリウム；ＮａＯＳＯ２-ｐ-Ｃ６Ｈ４ＣＨ２ＣＨ２-Ｓ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２-Ｓｉ（ＯＣＨ３）３｝を含むＤＭＦ溶液を得た。
【００６８】
なお、このＤＭＦ溶液の一部を減圧濃縮して、１Ｈ−ＮＭＲ分析により化学構造を確認した｛７．５３（ｍ、２Ｈ、ＮａＯＳＯ２-ｏ-Ｃ６Ｈ４-）、７．１６（ｍ、２Ｈ、ＮａＯＳＯ２-ｍ-Ｃ６Ｈ４-）、３．４８（ｓ、９Ｈ、-ＯＣＨ３）、２．７８（ｍ、２Ｈ、-Ｃ６Ｈ４ＣＨ２-）、２．７０（ｍ、２Ｈ、-Ｃ６Ｈ４ＣＨ２ＣＨ２-Ｓ-）、２．５０（ｍ、２Ｈ、-Ｓ-ＣＨ２ＣＨ２-）、１．５７（ｍ、２Ｈ、-ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ≡）、０．７０（ｍ、２Ｈ、-ＣＨ２Ｓｉ≡）｝。
【００６９】
＜実施例５＞
減圧乾燥した４−スチレンスルホン酸リチウム（東ソー株式会社）１２．１２部（６３．８モル部）及び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）１２．５部（６３．８モル部）を、乾燥エタノール１７５部に溶解した後、アルゴン雰囲気下、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル５２０×１０−３部（３．１７モル部）を加え、還流しながら１７時間反応させて、本発明のケイ素化合物（５）｛４−（２−（３−（トリメトキシシリル）プロピルチオ）エチル）ベンゼンスルホン酸リチウム；ＬｉＯＳＯ２-ｐ-Ｃ６Ｈ４ＣＨ２ＣＨ２-Ｓ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２-Ｓｉ（ＯＣＨ３）３｝を含むエタノール溶液を得た。
【００７０】
なお、このエタノール溶液の一部を減圧濃縮して、１Ｈ−ＮＭＲ分析により化学構造を確認した｛７．７６（ｍ、２Ｈ、ＬｉＯＳＯ２-ｏ-Ｃ６Ｈ４-）、７．３０（ｍ、２Ｈ、ＬｉＯＳＯ２-ｍ-Ｃ６Ｈ４-）、３．５３（ｓ、９Ｈ、-ＯＣＨ３）、２．８９（ｍ、２Ｈ、-Ｃ６Ｈ４ＣＨ２-）、２．７５（ｍ、２Ｈ、-Ｃ６Ｈ４ＣＨ２ＣＨ２-Ｓ-）、２．５２（ｍ、２Ｈ、-Ｓ-ＣＨ２ＣＨ２-）、１．６８（ｍ、２Ｈ、-ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ≡）、０．７５（ｍ、２Ｈ、-ＣＨ２Ｓｉ≡）｝。
【００７１】
＜実施例６＞
減圧乾燥した２−メルカプトエタンスルホン酸アトリウム（東京化成工業株式会社）５部（３０．５モル部）及びビニルトリエトキシシラン（チッソ株式会社）５．８部（３０．５モル部）を、乾燥ＤＭＳＯ１００部に溶解した後、アルゴン雰囲気下、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル２５０×１０−３部（１．５２モル部）を加え、還流しながら１７時間反応させて、本発明のケイ素化合物（６）｛２−（３−（トリエトキシシリル）エチルチオ）エタンスルホン酸ナトリウム；ＮａＯＳＯ２-ＣＨ２ＣＨ２-Ｓ-ＣＨ２ＣＨ２-Ｓｉ（ＯＣＨ２ＣＨ３）３｝を含むＤＭＳＯ溶液を得た。
【００７２】
なお、このＤＭＳＯ溶液の一部を減圧濃縮して、１Ｈ−ＮＭＲ分析により化学構造を確認した。
【００７３】
＜実施例７＞
イソシアン酸３−（トリエトキシシリル）プロピル(チッソ株式会社）９．２部（３７．２モル部）、２−ヒドロキシメタンスルホン酸ナトリウム（関東化学株式会社）５部(３７．２モル部)及びジラウリル酸ジ−ｎ−ブチルスズ０．２部を、乾燥ＤＭＦ１２８部に溶解した後、アルゴン雰囲気下、８０℃で１７時間反応させて、本発明のケイ素化合物（７）｛Ｎ−（３−（トリエトキシシリル）プロピル）カルバモイルオキシメタンスルホン酸ナトリウム；ＮａＯＳＯ２-ＣＨ２-ＯＣＯＮＨ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２-Ｓｉ（ＯＣＨ２ＣＨ３）３｝を含むＤＭＦ溶液を得た。
【００７４】
なお、このＤＭＦ溶液の一部を濃縮して、１Ｈ−ＮＭＲ分析により化学構造を確認した。
【００７５】
＜実施例８＞
イソシアン酸３−（トリエトキシシリル）プロピル(チッソ株式会社）８．０２部（３２．５モル部）、４−アミノベンゼンスルホン酸ナトリウム（東京化成株式会社）７．５部(３２．５モル部)及びジラウリル酸ジ−ｎ−ブチルスズ０．２部を、乾燥ＤＭＦ１４０部に溶解した後、アルゴン雰囲気下、８０℃で１７時間反応させて、本発明のケイ素化合物（８）｛４−（Ｎ−（３−（トリエトキシシリル）プロピル）カルバモイルアミノ）ベンゼンスルホン酸ナトリウム；ＮａＯＳＯ２-Ｃ６Ｈ４-ＮＨＣＯＮＨ-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２-Ｓｉ（ＯＣＨ２ＣＨ３）３｝を含むＤＭＦ溶液を得た。
【００７６】
なお、このＤＭＦ溶液の一部を濃縮して、１Ｈ−ＮＭＲ分析により化学構造を確認した。
【００７７】
＜実施例９＞
減圧乾燥した２−メルカプトエチレンスルホン酸ナトリウム（アルドリッチ社）５．５部（３３．５モル部）、３−（トリメトキシシリル）プロピルアクリレート（信越化学工業株式会社）７．８５部（３３．５モル部）及び２，２’−アゾビスイソブチロニトリル３５３×１０−３部（２．１５モル部）を、ＤＭＦ１２０部に溶解した後、アルゴン雰囲気下、約２５℃で１７時間反応させて、本発明のケイ素化合物（９）｛２−（２−（３−（トリメトキシシリル）プロピルオキシカルボニル）エチルチオ）エタンスルホン酸ナトリウム；ＮａＯＳＯ２-ＣＨ２ＣＨ２-Ｓ-ＣＨ２ＣＨ２-ＣＯ２-ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２-Ｓｉ（ＯＣＨ３）３｝を含むＤＭＦ溶液を得た。
【００７８】
なお、このＤＭＦ溶液の一部を減圧濃縮して、１Ｈ−ＮＭＲ分析により化学構造を確認した。
【００７９】
＜比較例１＞−特許文献１の合成例１−
メトキシポリエチレングリコールアリルエーテル（ＳＤＤ−０１２０３、日本乳化剤株式会社、数平均分子量４００）４００部及び白金触媒｛ＰＴ−ＶＴＳＣ−３．０Ｘ、ユミコアプレシャスメタルズ社｝０．２部を１００℃で均一混合し、これに、１００℃でトリエトキシシラン｛ＳＩＴ８１８５、アズマックス株式会社｝１８１部を２時間かけて滴下した後、１００℃で７時間反応させた。引き続き、過剰分のトリエトキシシランを減圧除去して、比較用のケイ素化合物｛メトキシポリエチレングリコール変性トリエトキシシラン｝を得た。
【００８０】
なお、このケイ素化合物について、１Ｈ−ＮＭＲ分析により化学構造を確認した｛３．８２（ｑ、６Ｈ、-ＯＣＨ２ＣＨ３）、３．２４（ｓ、３Ｈ、ＣＨ３ＯＣＨ２ＣＨ２Ｏ-）、３．５（ｍ、-ＯＣＨ２ＣＨ２Ｏ-）、３．２７（ｑ、２Ｈ、-ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２-）、１．５（ｍ、２Ｈ、-ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ≡）、１．２２（ｔ、９Ｈ、-ＯＣＨ２ＣＨ３）、０．６１（ｍ、２Ｈ、-ＣＨ２Ｓｉ≡）｝。
【００８１】
実施例及び比較例で得たケイ素化合物を用いて、以下のようにしてスライドガラスの表面を改質し、接触角を測定した。
評価試料（本発明のケイ素化合物を含む溶液１５部；又は比較用のケイ素化合物１．５部とＭＥＫ１３．５部との混合物）、エタノール３０部、水３部及び酢酸０．３部を均一混合した後、約２５℃で２日間攪拌して、処理液（改質剤）を調製した。
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１７時間浸漬した後、水洗し、乾燥（６０℃、２時間）したもの｝を処理液（改質剤）に浸漬し、スライドガラスを取り出した後、液切りをし、１３０℃１０分間か熱処理して、表面改質スライドガラスを得た。
【００８２】
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。これらの結果を表１に示した。
なお、表面改質していないスライドガラスの表面について、同様に接触角（度）を測定し、これらの平均値をブランクとして、表１に示した。
【００８３】
【表１】
【００８４】
本発明のケイ素化合物は、比較例のケイ素化合物に比べて、高い親水性を付与することができた。
【００８５】
＜実施例１０＞
実施例１で得たケイ素化合物（１）を含むＤＭＦ溶液１５部、エタノール３０部、テトラエトキシシラン０．５部、水３部及び酢酸０．３部を均一混合した後、約２５℃で２日間攪拌して、本発明の改質剤（１）を調製した。
【００８６】
＜実施例１１＞
実施例２で得たケイ素化合物（２）を含むＤＭＦ溶液１５部、エタノール３０部、テトラエトキシシラン０．５部、水３部及び酢酸０．３部を均一混合した後、約２５℃で２日間攪拌して、本発明の改質剤（２）を調製した。
【００８７】
＜実施例１２＞
実施例１１で得た改質剤（２）１０部及びエタノール３０部を均一混合した後、約２５℃で２日間攪拌して、本発明の改質剤（３）を調製した。
【００８８】
＜実施例１３＞
実施例２で得たケイ素化合物（２）を含むＤＭＦ溶液１０部及びシリカゾル（コルコートＮ−１０３Ｘ；コルコート株式会社）２０部を均一混合した後、約２５℃で２日間攪拌して、本発明の改質剤（４）を調製した。
【００８９】
＜実施例１４＞
実施例２で得たケイ素化合物（２）を含むＤＭＦ溶液６部及びシリカゾル（コルコートＨＳＡ−６；コルコート株式会社）３０部を均一混合した後、約２５℃で２日間攪拌して、本発明の改質剤（５）を調製した。
【００９０】
＜実施例１５＞
実施例２で得たケイ素化合物（２）を含むＤＭＦ溶液１０部及びシリカゾル（コルコートＨＳＡ−６；コルコート株式会社）２０部を均一混合した後、約２５℃で２日間攪拌して、本発明の改質剤（６）を調製した。
【００９１】
＜実施例１６＞
実施例３で得たケイ素化合物（３）を含むＤＭＦ溶液１５部及びシリカゾル（コルコートＨＳＡ−６；コルコート株式会社）１５部を均一混合した後、約２５℃で２日間攪拌して、本発明の改質剤（７）を調製した。
【００９２】
＜実施例１７＞
実施例３で得たケイ素化合物（３）を含むＤＭＳＯ溶液１５部、エタノール３０部、テトラエトキシシラン０．５部、水３部及び酢酸０．３部を均一混合した後、約２５℃で２日間攪拌して、本発明の改質剤（８）を調製した。
【００９３】
＜実施例１８＞
実施例４で得たケイ素化合物（４）を含むＤＭＦ溶液１５部、エタノール３０部、テトラエトキシシラン０．５部、水３部及び酢酸０．３部を均一混合した後、約２５℃で２日間攪拌して、本発明の改質剤（９）を調製した。
【００９４】
＜実施例１９＞
実施例４で得たケイ素化合物（４）を含むＤＭＳＯ溶液６部及びシリカゾル（コルコートＨＳＡ−６；コルコート株式会社）３０部を均一混合した後、約２５℃で２日間攪拌して、本発明の改質剤（１０）を調製した。
【００９５】
＜実施例２０＞
実施例５で得たケイ素化合物（５）を含むエタノール溶液１５部、エタノール３０部、テトラエトキシシラン０．５部、水３部及び酢酸０．３部を均一混合した後、約２５℃で２日間攪拌して、本発明の改質剤（１１）を調製した。
【００９６】
＜実施例２１＞
実施例５で得たケイ素化合物（５）を含むエタノール溶液１０部及びシリカゾル（コルコートＮ−１０３Ｘ；コルコート株式会社）２０部を均一混合した後、約２５℃で２日間攪拌して、本発明の改質剤（１２）を調製した。
【００９７】
＜実施例２２＞
実施例５で得たケイ素化合物（５）を含むエタノール溶液６部及びシリカゾル（コルコートＮ−１０３Ｘ；コルコート株式会社）３０部を均一混合した後、約２５℃で２日間攪拌して、本発明の改質剤（１３）を調製した。
【００９８】
＜実施例２３＞
実施例５で得たケイ素化合物（５）を含むエタノール溶液６部及びシリカゾル（コルコートＨＳＡ−６；コルコート株式会社）３０部を均一混合した後、約２５℃で２日間攪拌して、本発明の改質剤（１４）を調製した。
【００９９】
＜実施例２４＞
実施例６で得たケイ素化合物（６）を含むＤＭＳＯ溶液１５部、エタノール３０部、テトラエトキシシラン０．５部、水３部及び酢酸０．３部を均一混合した後、約２５℃で２日間攪拌して、本発明の改質剤（１５）を調製した。
【０１００】
＜実施例２５＞
実施例７で得たケイ素化合物（７）を含むＤＭＦ溶液１５部、エタノール３０部、テトラエトキシシラン０．５部、水３部及び酢酸０．３部を均一混合した後、約２５℃で２日間攪拌して、本発明の改質剤（１６）を調製した。
【０１０１】
＜実施例２６＞
実施例８で得たケイ素化合物（８）を含むＤＭＦ溶液１５部、エタノール３０部、テトラエトキシシラン０．５部、水３部及び酢酸０．３部を均一混合した後、約２５℃で２日間攪拌して、本発明の改質剤（１７）を調製した。
【０１０２】
＜実施例２７＞
実施例９で得たケイ素化合物（９）を含むＤＭＦ溶液１５部、エタノール３０部、テトラエトキシシラン０．５部、水３部及び酢酸０．３部を均一混合した後、約２５℃で２日間攪拌して、本発明の改質剤（１８）を調製した。
【０１０３】
実施例１０〜２７で得た改質剤について、上記と同様にして、表面改質スライドガラスを調製して、接触角（度）を測定し、平均値を算出した。これらの結果を表２に示した。
【０１０４】
【表２】
【０１０５】
本発明のケイ素化合物と公知の表面改質剤（たとえば、アルコキシシランやシリカゾル）とを用いた場合、本発明のケイ素化合物のみを用いた場合と比べて、同等の接触角であった。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
式（１）で表されることを特徴とするケイ素化合物。
（ＭＯＳＯ２-Ｒ１-）ｍＺ-Ｒ３-Ｓｉ（ＣＨ３）ｎ（-Ｙ）３−ｎ （１）
ただし、Ｍは水素原子、炭素数１〜４のアルキル基、アルカリ金属原子又はアンモニウム（ＮＨ４）、Ｒ１及びＲ３は炭素数１〜４のアルキレン基又は炭素数６〜８のアリーレン基、Ｚは-Ｏ（ＣＯ）-Ｒ２-Ｓ-、-Ｏ（ＣＯ）-Ｒ２-Ｏ-、-Ｏ（ＣＯ）-Ｒ２-ＮＨ-、（-Ｏ（ＣＯ）-Ｒ２-）２Ｎ-、-Ｓ-、-Ｏ-、-ＮＨ-、＞Ｎ−、-Ｓ-Ｒ２-ＣＯ２-又は−ＮＨＣＯＮＨ−で表される基（Ｒ２はエチレン、１−メチルエチレン又は２−メチルエチレン）、Ｙは炭素数１〜３のアルコキシ基、Ｃは炭素原子、Ｏは酸素原子、Ｎは窒素原子、Ｓは硫黄原子、Ｈは水素原子、Ｓｉはケイ素原子、ｍは１又は２、ｎは０又は１を表す。
【請求項２】
式（２）〜（６）のいずれかで表されることを特徴とするケイ素化合物。
ただし、Ｍは水素原子、炭素数１〜４のアルキル基、アルカリ金属原子又はアンモニウム（ＮＨ４）、Ｒ１及びＲ３は炭素数１〜４のアルキレン基又は炭素数６〜８のアリーレン基、Ｒ２はエチレン又は１−メチルエチレン、Ｒ４はエチレン又はフェニレンエチレン基（−Ｃ６Ｈ４−ＣＨ２ＣＨ２−）、Ｘは−Ｓ−、−Ｏ−、−ＮＨ−又は＞Ｎ−で表される基、Ｙは炭素数１〜３のアルコキシ基、Ｃは炭素原子、Ｏは酸素原子、Ｎは窒素原子、Ｓは硫黄原子、Ｈは水素原子、Ｓｉはケイ素原子、ｍは１又は２、ｎは０又は１を表す。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のケイ素化合物を含有することを特徴とする改質剤。
【請求項４】
さらにアルコキシシラン、アルコキシシランオリゴマー、金属酸化物微粒子及び／又はシリカゾルを含む請求項３に記載の改質剤。
【請求項５】
請求項１又は２に記載のケイ素化合物を製造する方法であって、
(メタ)アクリロイルオキシアルカンスルホン酸(エステル又は塩)と、アルコキシシリルアルカンチオール、アルコキシシリルアルキルアミン、アルコキシシリルアレーンチオール若しくはアルコキシシリルアリールアミンとを反応する反応工程（１）、
ビニルベンゼンスルホン酸(エステル又は塩)若しくはビニルスルホン酸(エステル又は塩)と、アルコキシシリルアルカンチオール、アルコキシシリルアルキルアミン、アルコキシシリルアレーンチオール若しくはアルコキシシリルアリールアミンとを反応する反応工程（２）、
ヒドロキシアルカンスルホン酸(エステル又は塩)と、イソシアン酸アルコキシシリルアルキル若しくはイソシアン酸アルコキシシリルアリールとを反応する反応工程（３）、
メルカプトアルカンスルホン酸(エステル又は塩)と、（メタ）アクリル酸アルコキシシリルアルキルとを反応する反応工程（４）、又は
アミノアルカンスルホン酸(エステル又は塩)若しくはアミノアレーンスルホン酸（エステル又は塩）と、イソシアン酸アルコキシシリルアルキル若しくはイソシアン酸アルコキシシリルアリールとを反応する反応工程（５）
を含むことを特徴とする製造方法。
【請求項１】
式（１）で表されることを特徴とするケイ素化合物。
（ＭＯＳＯ２-Ｒ１-）ｍＺ-Ｒ３-Ｓｉ（ＣＨ３）ｎ（-Ｙ）３−ｎ （１）
ただし、Ｍは水素原子、炭素数１〜４のアルキル基、アルカリ金属原子又はアンモニウム（ＮＨ４）、Ｒ１及びＲ３は炭素数１〜４のアルキレン基又は炭素数６〜８のアリーレン基、Ｚは-Ｏ（ＣＯ）-Ｒ２-Ｓ-、-Ｏ（ＣＯ）-Ｒ２-Ｏ-、-Ｏ（ＣＯ）-Ｒ２-ＮＨ-、（-Ｏ（ＣＯ）-Ｒ２-）２Ｎ-、-Ｓ-、-Ｏ-、-ＮＨ-、＞Ｎ−、-Ｓ-Ｒ２-ＣＯ２-又は−ＮＨＣＯＮＨ−で表される基（Ｒ２はエチレン、１−メチルエチレン又は２−メチルエチレン）、Ｙは炭素数１〜３のアルコキシ基、Ｃは炭素原子、Ｏは酸素原子、Ｎは窒素原子、Ｓは硫黄原子、Ｈは水素原子、Ｓｉはケイ素原子、ｍは１又は２、ｎは０又は１を表す。
【請求項２】
式（２）〜（６）のいずれかで表されることを特徴とするケイ素化合物。
ただし、Ｍは水素原子、炭素数１〜４のアルキル基、アルカリ金属原子又はアンモニウム（ＮＨ４）、Ｒ１及びＲ３は炭素数１〜４のアルキレン基又は炭素数６〜８のアリーレン基、Ｒ２はエチレン又は１−メチルエチレン、Ｒ４はエチレン又はフェニレンエチレン基（−Ｃ６Ｈ４−ＣＨ２ＣＨ２−）、Ｘは−Ｓ−、−Ｏ−、−ＮＨ−又は＞Ｎ−で表される基、Ｙは炭素数１〜３のアルコキシ基、Ｃは炭素原子、Ｏは酸素原子、Ｎは窒素原子、Ｓは硫黄原子、Ｈは水素原子、Ｓｉはケイ素原子、ｍは１又は２、ｎは０又は１を表す。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のケイ素化合物を含有することを特徴とする改質剤。
【請求項４】
さらにアルコキシシラン、アルコキシシランオリゴマー、金属酸化物微粒子及び／又はシリカゾルを含む請求項３に記載の改質剤。
【請求項５】
請求項１又は２に記載のケイ素化合物を製造する方法であって、
(メタ)アクリロイルオキシアルカンスルホン酸(エステル又は塩)と、アルコキシシリルアルカンチオール、アルコキシシリルアルキルアミン、アルコキシシリルアレーンチオール若しくはアルコキシシリルアリールアミンとを反応する反応工程（１）、
ビニルベンゼンスルホン酸(エステル又は塩)若しくはビニルスルホン酸(エステル又は塩)と、アルコキシシリルアルカンチオール、アルコキシシリルアルキルアミン、アルコキシシリルアレーンチオール若しくはアルコキシシリルアリールアミンとを反応する反応工程（２）、
ヒドロキシアルカンスルホン酸(エステル又は塩)と、イソシアン酸アルコキシシリルアルキル若しくはイソシアン酸アルコキシシリルアリールとを反応する反応工程（３）、
メルカプトアルカンスルホン酸(エステル又は塩)と、（メタ）アクリル酸アルコキシシリルアルキルとを反応する反応工程（４）、又は
アミノアルカンスルホン酸(エステル又は塩)若しくはアミノアレーンスルホン酸（エステル又は塩）と、イソシアン酸アルコキシシリルアルキル若しくはイソシアン酸アルコキシシリルアリールとを反応する反応工程（５）
を含むことを特徴とする製造方法。
【公開番号】特開２００９−２０３１８５（Ｐ２００９−２０３１８５Ａ）
【公開日】平成２１年９月１０日（２００９．９．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−４６９５２（Ｐ２００８−４６９５２）
【出願日】平成２０年２月２７日（２００８．２．２７）
【出願人】（５９１１６７４３０）株式会社ＫＲＩ (211)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年９月１０日（２００９．９．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月２７日（２００８．２．２７）
【出願人】（５９１１６７４３０）株式会社ＫＲＩ (211)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]