JP5881602B2 - 親水性コーティング、物品、コーティング組成物及び方法 - Google Patents
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Description
本出願は、中国特許出願第200910151003.4号(2009年7月3日出願)及び米国特許出願第61/236,672号(2009年8月25日出願)の優先権を主張し、それらの内容を本明細書に参考として組み込む。
本明細書において、「ナノ粒子」は、ナノメートルサイズの粒子として定義され、好ましくは平均粒径が60ナノメートル(nm)以下である。本明細書で使用するとき、「粒度」及び「粒径」は同一の意味を有し、粒子(又はその凝集体)の最大寸法を指すのに使用される。この文脈において、「凝集」は、電荷又は極性によってまとまることができ、またより小さな構成要素に分解することができる粒子間の、弱い会合を指す。
本発明による表面改質されたナノ粒子は、ナノメートルサイズの粒子を含む。用語「ナノメートルサイズ」は、多くの場合(表面改質すなわち官能化の前に)100ナノメートル(nm)以下、好ましくは60nm以下のナノメートル範囲での平均粒径(すなわち、粒子の最大寸法の平均、又は球体粒子については平均粒径)により特徴付けられる粒子を指す。平均粒径は、より好ましくは(表面改質前に)45nm以下、更に好ましくは(表面改質前に)20nm以下、更により好ましくは(表面改質前に)10nm以下、更により好ましくは(表面改質前に)5nm以下である。好ましくは、表面改質前に、シリカナノ粒子の平均粒径は、少なくとも1nm、より好ましくは少なくとも2nm、更により好ましくは少なくとも3nm、更により好ましくは少なくとも4nm、更により好ましくは少なくとも5nmである。特に好ましい粒度は4nm〜5nmである。
本発明のコーティング組成物で使用されるナノ粒子は、アミン基、保護アミン基又はこれらの組み合わせを含む。また、本発明のコーティング組成物で使用されるナノ粒子は、アミン反応性基を含む。このような官能基は、同一のナノ粒子上にあってもよく又は異なるナノ粒子上にあってもよい。好ましくは、これらは、ナノ粒子集合の一部分がアミン及び/又は保護アミン基(好ましくはアミン基)を含み、ナノ粒子集合の一部分がアミン反応性基を含むように、異なるナノ粒子上にある。
好ましい実施形態では、本発明のナノ粒子の一部分は、アミン基で官能化されており、これは典型的にはアミノシロキサン化学作用を用いて形成することができる。アミン基は、所望される場合には、保護することができる。保護アミン基と保護されていないアミン基との組み合わせが、所望される場合には、使用することができる。
本発明のナノ粒子は、アミン反応性基を含むことができる。これらは、アミン及び/又は保護アミン基を含有する同一のナノ粒子又は異なるナノ粒子で生じ得る。好ましくは、共有結合したアミン反応性基を有するナノ粒子は、共有結合したアミン及び/又は保護アミン基を有するものとは異なるナノ粒子である。代表的なアミン反応性基としては、電子吸引性基を有するα,β−エチレン性又はアセチレン性不飽和基、エポキシ基、カルボン酸含有基、炭素ハロゲン化物、無水物基、エステル含有基及びこれらに類するものが挙げられる。好ましいアミン反応性基としては、エポキシ基及び電子吸引性基を有するα,β−エチレン性又はアセチレン性不飽和基が挙げられる。より好ましいアミン反応性基としては、エポキシ基が挙げられる。
好ましい実施形態では、本発明のナノ粒子の一部分は、エポキシ基などのアミン反応性基で官能化され、これは例えば、エポキシアルコキシシラン化学作用を用いて形成することができる。エポキシ基は個々のナノ粒子の好ましいシリカ表面に共有結合され、好ましくはSi−O−Si結合により結合する。ジルコニア、アルミナ、セリア、酸化スズ、又は二酸化チタンを含有する他のナノ粒子は同じように、Zr−O−Si、Al−O−Si、Ce−O−Si、Sn−O−Si、及びTi−O−Siのそれぞれの化学結合でエポキシアルコキシシロキサンに結合され得る。これらの化学結合はSi−O−Siのシロキサン結合ほど強くないが、これらの結合強さは本発明のコーティング用途には十分であり得る。
特定の実施形態では、本発明のナノ粒子の一部分は、α,β−不飽和基などのアミン反応性基で官能化され、これは例えば、アルコキシシラン化学作用を用いて形成することができる。α,β−不飽和基は個々のナノ粒子の好ましいシリカ表面に共有結合され、好ましくはSi−O−Si結合により結合する。ジルコニア、アルミナ、セリア、酸化スズ、又は二酸化チタンを含有する他のナノ粒子は同じように、Zr−O−Si、Al−O−Si、Ce−O−Si、Sn−O−Si、及びTi−O−Siのそれぞれの化学結合でアルコキシシランに結合され得る。これらの化学結合はSi−O−Siのシロキサン結合ほど強くないが、これらの結合強さは本発明のコーティング用途には十分であり得る。
所望される場合には、本発明の官能化ナノ粒子(アミン基及び/又は保護アミン基で感応化されたナノ粒子、アミン反応性基で感応化されたナノ粒子のいずれか又は両方)の親水性を向上させるために、追加の親水(例えば、水分散性、水溶性及び/又は帯電)基を個々の粒子に共有結合させることができる。親水基(例えば、水分散性基、水溶性基及び/又は帯電基)は、ナノ粒子表面に親水特性を供給できる一価の基であり、これにより、水性環境におけるナノ粒子の過剰な凝集及び/又は沈殿を低減並びに好ましくは防止する(しかしながら、ナノ粒子が水性環境にある場合、凝集体の平均サイズが好ましくは60nm以下である限り、少量の凝集は許容することができる)。
非常に多様な他の親水性化合物が、外部の乳化剤として、又は水分散性基でナノ粒子を改質するために使用できる化合物として、本発明に有用であることを当業者であれば、理解するであろう。
特定の実施形態では、本発明の組成物は1つ以上の界面活性剤を含む。本明細書で使用するとき、用語「界面活性剤」は、コーティング組成物の表面張力を低下させ、望ましい曇り防止性、洗浄容易性、反射防止性及び静電気防止性をそれでコーティングされた基材又は物品に付与するコーティングをもたらす分子を示す。本発明の有用な界面活性剤は、アニオン性、カチオン性、非イオン性、又は両性の界面活性剤を含む。例としては、次のものが挙げられる。
コーティングは、(例えば、無機及び/又は有機材料の)基材に適用して乾燥させると、除去可能又は恒久的である。本発明のコーティング組成物を適用し得る基材は、好ましくは可視光に透明又は半透明である。これらは、有機、無機材料又はこれらの組み合わせを含む。代表的な基材は、ポリエステル(例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート)、ポリカーボネート(PC)、アリルジグリコールカーボネート、ポリメチルメタクリレートなどのポリアクリレート、ポリスチレン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、酢酸酪酸セルロース、ガラス、ポリオレフィン、PVC及びこれらに類するものから作製され、それらのブレンド及びラミネートを含む。
コーティングされた試料の表面を様々な状況で水蒸気にさらすことによって曇り防止性能が評価された。指定基材を、ブロックされた塗布器又は1ミル(0.025mm)のギャップを有するMeyerバー、及び5重量%のシリカ分散物(合計シリカ重量)を用いてコーティングし、100〜200nmの範囲の乾燥コーティング厚さを得た。コーティングされた試料を80〜100℃に5分〜10分にわたって加熱し、乾燥させた。
Millipore Corporation(Billerica,MA)から入手した濾過システムを通して濾過した脱イオン水をそのまま用い、AST Products(Billerica,MA)製商品番号VCA−2500XEとして入手可能なビデオ接触角分析計により、乾燥したコーティング済み試料上で静的水接触角(すなわち、「接触角」)の測定を行った。報告する値は、液滴の右側及び左側で測定された少なくとも3滴の測定値の平均であり、これは表3及び4に示される。液滴量は静的測定について1μLであった。
機械的耐久性は、実施例に示されるように乾燥している及び湿潤しているKIMWIPEティッシュでコーティング済み表面を(手により通常の圧力で)摩擦することにより評価された。表3及び4に報告された数字は、光透過率により判定したとき、コーティングを視覚的に除去するのに必要な拭き取り回数を指す、すなわち、コーティングは、乾燥KIMWIPEで「x」回擦り、湿潤KIMWIPEで「y」回擦った後に擦過傷が付いた。
機械的耐久性は、実施例に示されるように乾燥している及び湿潤しているKIMWIPEティッシュでコーティング済み表面を(手により耐久性試験1よりもはるかに大きな圧力で)強く摩擦することにより評価された。表3及び4に報告された数字は、光透過率により判定したとき、コーティングを視覚的に除去するのに必要な拭き取り回数を指す、すなわち、コーティングは、乾燥KIMWIPEで「x」回擦り、湿潤KIMWIPEで「y」回擦った後に擦過傷が付いた。
機械的耐久性は、濡れた状態及び乾燥した状態で擦ることにより評価された。乾燥した状態の擦りは、ペーパータオルでコーティング表面を(手により強い圧力で)20回摩擦することにより行った。濡れた状態の擦りは、布巾及び1.0重量%の洗剤水溶液(Shanghai Baimao Company)からのアニオン性及び非イオン性界面活性剤を有する市販の食器洗剤)と共に1kgの重りを200〜10,000サイクルにわたって用いて、Gardner Abrasion Tester(BYK−Gardner(Columbia,Maryland))で行った(表6及び7を参照されたい)。
この試験は、Gorecki Manufacturing Inc.(Milaca,MN)から入手可能なGorecki Standard Carpet Soilの中にコーティング済み基材を浸漬し、30分にわたって振盪することにより行われた。別の方法としては、実施例にそのように示してある場合には、30秒だけ振盪を行った。試料を汚れ容器から取り出し、水道水で毎分750ミリメートル(mL/分)の速度にて1分にわたってすすいだ。試料をこれらの外観に基づいて評価した。「良好」という評価は試料が完全にきれいである場合に与えられ、「不良」という評価は試料がきれいではない場合に与えられた(表3及び4を参照されたい)。
試料は、実験処理を行った及び行わなかったフィルムであった。全光線及び拡散半球透過率データをこれらの試料について測定した。測定は、PELA−1000積分球付属品(Perkin Elmer(Shelton,CT,USA))を取り付けたPerkin Elmer Lambda 900分光光度計で行った。この球は、直径が150mm(6インチ)であり、並びに「ASTM Standards on Color and Appearance Measurement,」Third Edition,ASTM,1991に公開されているように、ASTM方法E903、D1003、E308などに準拠している。全光線半球透過率の増加は、処理された試料についての表面反射率減少の結果として解釈される。「はい」は、透過率が片面当たり少なくとも0.5%、典型的には3〜5%増加することを意味する。
試料は、実験処理を行った及び行わなかったソーラーガラスであった。全光線透過率測定は、HAZE−GARD DUAL曇価及び透過率計(BYK−Gardner(Columbia,Maryland,USA))で行った。透過率%は、ASTM D1003に従って太陽昼間光波長範囲(CIE D65標準光源)の平均として計器から直接読み取った(表6を参照されたい)。湿熱経時変化の効果を決定するために、コーティング済み試料を、IEC61215に従って85℃及び85%相対湿度にてチャンバ内で2160時間にわたって経時変化させ、光透過率%を再測定した(表8を参照されたい)。
SPI−Sun Simulator 4600ソーラーパネルテスター(SPIRE(Bedford,MA)から入手可能)を使用して、IEC61215に従ってPmaxにより測定されるように、光から電気への変換率を試験した。Pmaxは、ワット単位でのピーク電力として定義される十分に定義された産業パラメータである。標準サイズの光起電ソーラーモジュール(1574mm×794mm)を試験に使用した。変換率は、スプレーコーティングの前後に測定した。モジュールはテスターの表面上にセットし、ガラス表面は25℃にてテスターの光源に対して下に向けた。PmaxをSPIREソフトウェアにより自動的に計算した。表9は、強化後の、実施例25についての様々な繰り返し試行を表す。2つの異なるコーティング(0005及び0006)を超音波噴霧器で行い、各試料を5回試験した。
コーティングした試料の表面抵抗率は、100Vの設定で25℃にて10秒充電時間にわたってHiresta HT260(OAI,San Jose,CA,USA)器具を用いて測定した。
NALCO 1050シリカナノ粒子(20グラム(g)、50重量%)及び脱イオン水(80g)をガラスのジャーの中で15分にわたって一緒に撹拌した。この混合物のpHを1Nの塩酸を用いて5〜6の範囲内であるように調整した。エタノール(5g)中の(表1に指すような)GPS量を1〜1.5時間にわたって撹拌しながら滴加し、得られた混合物を室温にて更に48時間にわたって連続撹拌した。コーティング溶液濃度は約10重量%であり、例えば、表3及び4に記載のコーティング試料の調製に使用した。
NALCO 1050シリカナノ粒子(8g、50重量%)及び脱イオン水(8g)をガラスのジャーの中で15分にわたって一緒に撹拌した。この混合物のpHを1NのNaOHを用いて約11に調整した。エタノール(5g)中のAEAPTMS(0.53g)を1〜1.5時間にわたって撹拌しながら滴加し、得られた混合物を80℃にて更に14時間にわたって連続撹拌した。得られた溶液(25%)を例えば、表3及び4に記載のコーティング試料の調製において使用した。
NALCO 2326シリカナノ粒子(25g、20重量%)及び脱イオン水(25g)をガラスのジャーの中で15分にわたって一緒に撹拌した。この混合物のpHは、0.1Nの水酸化ナトリウムを用いて約11に調整した。エタノール(5g)中のAEAPTMS(2.66g)を1〜1.5時間にわたって撹拌しながら滴加し、得られた混合物を80℃にて更に14時間にわたって連続撹拌した。得られた溶液(8重量%)を例えば、表3及び4に記載のコーティング試料の調製において使用した。
NALCO 1115シリカナノ粒子(30g、20重量%)及び脱イオン水(30g)をガラスのジャーの中で15分にわたって一緒に撹拌した。この混合物のpHは、0.1Nの水酸化ナトリウムを用いて約12に調整された。エタノール(5g)中のAEAPTMS(3.63g)を1〜1.5時間にわたって撹拌しながら滴加し、得られた混合物を20℃にて更に14時間にわたって連続撹拌した。得られた溶液(14.3重量%)を例えば、表3及び4に記載のコーティング試料の調製において使用した。
NALCO 1050シリカナノ粒子(50g、10重量%)及び脱イオン水(40g)をガラスのジャーの中で15分にわたって一緒に撹拌した。この混合物のpHを1Nの塩酸を用いて7.2〜7.8の範囲内であるように調整した。適切な量のエタノール(5g)中のGPSと脱イオン水(2.5g)中のSAS(3−(トリヒドロキシシリル)−1−プロパンスルホン酸)を1〜1.5時間にわたって撹拌しながら滴加して、様々な比のエポキシアルコキシシランとスルホン酸シラノールを得(表1)、得られた混合物を更に12時間にわたって80℃にて連続撹拌した。得られた溶液(10重量%)を例えば、表3及び4に記載のコーティング試料の調製において使用した。
NALCO 1115シリカナノ粒子(25g、20重量%)及び脱イオン水(25g)をガラスのジャーの中で15分にわたって一緒に撹拌した。この混合物のpHは、0.1Nの水酸化ナトリウムを用いて約12に調整された。適切な量のエタノール(2.5g)中のAEAPTMSと脱イオン水(2.5g)中のSASを1〜1.5時間にわたって撹拌しながら滴加して、得られた混合物を更に12時間にわたって80℃にて連続撹拌した。得られた溶液(14.3重量%)を例えば、表3及び4に記載のコーティング試料の調製において使用した。
脱イオン水中のNalco 1050シリカナノ粒子(10g、10重量%)を15分にわたってガラスのジャーの中で撹拌した。この混合物のpHは、1Nの塩酸を用いて約2.5に調整された。適切な量のエタノール(5g)中のGPSと脱イオン水(2.5g)中のTTMSを1〜1.5時間にわたって撹拌しながら滴加して、得られた混合物を更に12時間にわたって室温にて連続撹拌した。得られた溶液(約10重量%)を例えば、表3及び4に記載のコーティング試料の調製において使用した。
脱イオン水中のNalco 1115シリカナノ粒子(25g、10重量%)を15分にわたってガラスのジャーの中で撹拌した。この混合物のpHを1Nの水酸化カリウムを用いて11〜12の範囲内であるように調整した。適切な量のエタノール(5g)中のAEAPTMSと脱イオン水(2.5g)中のTTMSを1〜1.5時間にわたって撹拌しながら滴加して、得られた混合物を更に12時間にわたって80℃にて連続撹拌した。得られた溶液(約10重量%)を例えば、表3及び4に記載のコーティング試料の調製において使用した。
脱イオン水中のNalco 1050シリカナノ粒子(10g、10重量%)を15分にわたってガラスのジャーの中で撹拌した。この混合物のpHは、1Nの塩酸を用いて約2.5に調整された。適切な量のエタノール(5g)中のGPSと脱イオン水(2.5g)中のEDTASを1〜1.5時間にわたって撹拌しながら滴加して、得られた混合物を更に12時間にわたって室温にて連続撹拌した。得られた溶液(約10重量%)を例えば、表3及び4に記載のコーティング試料の調製において使用した。
脱イオン水中のNalco 1115シリカナノ粒子(25g、10重量%)を15分にわたってガラスのジャーの中で撹拌した。この混合物のpHを1Nの水酸化カリウムを用いて11〜12の範囲内であるように調整した。適切な量のエタノール(5g)中のAEAPTMSと脱イオン水(2.5g)中のEDTASを1〜1.5時間にわたって撹拌しながら滴加して、得られた混合物を更に12時間にわたって80℃にて連続撹拌した。得られた溶液(約10重量%)を例えば、表3及び4に記載のコーティング試料の調製において使用した。
脱イオン水中のNalco 1050シリカナノ粒子(2g、10重量%)をエタノール(5g)中で脱イオン水中のSAS(3−(トリヒドロキシシリル)−1−プロパンスルホン酸、157.4mg)と一緒に撹拌し、3−アクリルオキシプロピルトリメトキシシラン(94.4mg)を添加し、得られた混合物を封止した反応槽内で80℃にて4〜6時間にわたって連続撹拌した。得られた溶液(10重量%)を例えば、表3及び4に記載のコーティング試料の調製において使用した。
NALCO 1050シリカナノ粒子(8g、50重量%)及び脱イオン水(8g)をガラスのジャーの中で15分にわたって一緒に撹拌した。この混合物のpHを1NのNaOHを用いて約11に調整した。エタノール(5g)中のAEAPTMS(0.27g)を1〜1.5時間にわたって撹拌しながら滴加し、得られた混合物を80℃にて更に14時間にわたって連続撹拌した。得られた溶液(25%)を例えば、表3及び4に記載のコーティング試料の調製において使用した。
SMN 1をSMN 18及び裸のシリカナノ粒子(1115)と1:1:1の比で5〜10重量%水溶液中で混合した。この混合物のpHを1Nの塩酸を用いて3〜5の範囲内であるように調整した。この混合物を例えば、表3及び4に記載のコーティング試料の調製において使用した。コーティング溶液をPET基材上にMeyerバー#6を用いてコーティングして、乾燥させて、0.6マイクロメートルの厚さを有するコーティングを得た。コーティングした試料を次に120℃にて5〜30分にわたって乾燥させた。
SMN 1をSMN 18及び裸のシリカナノ粒子(1115)と1:1:1の比で混合した。この混合物のpHを1Nの塩酸を用いて3〜5の範囲内であるように調整した。この混合物を例えば、表3及び4に記載のコーティング試料の調製において使用した。コーティング溶液をPET基材上にMeyerバー#6を用いてコーティングして、乾燥させて、0.6マイクロメートルの厚さを有するコーティングを得た。コーティングした試料を次に120℃にて5〜30分にわたって乾燥させた。
SMN 1をSMN 18及びTEOSと1:1:1の比で5〜10重量%水溶液中で混合した。この混合物のpHを1Nの塩酸を用いて3〜5の範囲内であるように調整した。この混合物を例えば、表3及び4に記載のコーティング試料の調製において使用した。コーティング溶液をPET基材上にMeyerバー#6を用いてコーティングして、乾燥させて、0.6マイクロメートルの厚さを有するコーティングを得た。コーティングした試料を次に120℃にて5〜30分にわたって乾燥させた。
Nalco 1050シリカナノ粒子(80.5グラム(g)、50重量%)及び脱イオン水(328.5g)をガラスのジャーの中で15分にわたって一緒に撹拌した。この混合物のpHを、濃塩酸を用いて約1.49に調整した。3.05グラム(g)のGPSを1〜1.5時間にわたって撹拌しながら滴加し、得られた混合物を60℃にて一晩連続撹拌した。コーティング溶液濃度は約10重量%であり、例えば、実施例25〜27についてのコーティング試料の調製に使用した。
NALCO 2326シリカナノ粒子(304.5g、20重量%)及び脱イオン水(306.8g)をガラスのジャーの中で15分にわたって一緒に撹拌した。この混合物のpHは、2Nの水酸化ナトリウム溶液を用いて約11であるように調整された。AEAPTMS(2.49g)を1〜1.5時間にわたって撹拌しながら滴加し、得られた混合物を60℃にて一晩連続撹拌した。得られた溶液(7.5重量%)を例えば、実施例25〜26についてのコーティング試料の調製において使用した。
日産化学STOUP 40〜100nm針状シリカナノ粒子(10.0g、15重量%水溶液)及び脱イオン水(10g)をガラスのジャーの中で15分にわたって一緒に撹拌した。この混合物のpHを1NのHNO3を用いて1.56に調整した。3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(11.0g、KH560、Zhejiang Chemical Co.Ltd.)を1〜1.5時間にわたって撹拌しながら滴加し、得られた混合物を60℃にて一晩連続撹拌した。コーティング溶液濃度は約7.5重量%であり、実施例27についてのコーティングの調製に使用した。
表1に示している通りの適切な量のSMN溶液を混合することにより、コーティング溶液(5重量%)を調製した。Meyerバー#3を用いてコーティング溶液を基材上にコーティングして、約100〜150nmの乾燥コーティング厚さを得た。コーティングした試料を次に100℃にて10分にわたって乾燥させた。
適切な量のSMN−22及びSMN−23を水及び界面活性剤と混合して湿潤を改善させることにより、コーティング溶液(2〜3重量%)を調製した。徐々に5.5gのSMN−22を10gのSMN−23に添加することにより、実施例25を調製した。次に、46gの脱イオン水を添加して溶液を希釈し、その後、0.23gのTRITON BG10の10%溶液、0.11gのRHODOCAL DS−10の5%溶液及び0.21gのCAPB−30Sの10%溶液を添加した。11gのSMN−22を10gのSMN−23と混合することを除いて実施例25の通りに、実施例26を調製した。同じ界面活性剤及び量及び水を両方の実施例において使用した。0.26gのSMN−24を10gの実施例25配合物に徐々に添加することにより、実施例27を調製した。それゆえに、実施例27は、ほんの少量の針状粒子が針状ではない粒子とブレンドされた混合物を表す。コーティング溶液をソーラーガラス基材(Zhejiang Flat Mirror Glass Co.Ltd.(FLT))の滑らかな面にスプレーコーティングし(単純な噴霧器)、様々な温度にて特定時間にわたって加熱した。表6〜8は、コーティング及び加熱後の透過率%、濡れた状態及び乾燥した状態の耐久性試験及び経時変化試験の結果を示す。
Claims (3)
- 基材表面の改質方法であって、該方法は:
コロイド状のシリカ、コロイド状のジルコニア、コロイド状のアルミナ、コロイド状のセリア、コロイド状のスズ酸化物又はコロイド状の二酸化チタンを含む無機ナノ粒子と、水及び存在する場合には液体媒質の総重量に基づいて30重量%以下の有機溶媒を含む液体媒質と、を含むコーティング組成物を基材に適用することと、
前記コーティング組成物を乾燥させて、前記基材上に親水性コーティングを形成することと、
を含み、
前記無機ナノ粒子の一部は、式A−L−F1(式中、基F1は、アミン基及び/又は保護アミン基を含み、基Aはナノ粒子表面結合基であり、Lは、ヘテロ原子を含んでいてもよい直鎖若しくは分枝鎖アルキレン、ヘテロ原子を含んでいてもよいアリーレン又はこれらの組み合わせである)で表される官能化合物で官能化され、前記アミン基及び/又は前記保護アミン基が共有結合を介して表面に結合した無機ナノ粒子であり、
前記無機ナノ粒子の他の一部は、式A−L−F2(式中、基F2は、アミン反応性基を含み、基Aはナノ粒子表面結合基であり、Lは、ヘテロ原子を含んでいてもよい直鎖若しくは分枝鎖アルキレン、ヘテロ原子を含んでいてもよいアリーレン又はこれらの組み合わせである)で表される官能化合物で官能化され、前記アミン反応性基が共有結合を介して表面に結合した無機ナノ粒子であり、
前記保護アミン基は、CH 3 C(O)−、CF 3 C(O)−、(CH 3 ) 3 Si−、(CH 3 ) 2 CH−O−C(O)−、CH 3 −O−C(O)−C(O)−、−C(O)OH、−C(O)O−及びアルキル−NH−C(O)−(式中、「−」は窒素に対する結合を示す)からなる群より選択される少なくとも1つの保護基で保護されたアミン基であり、
前記アミン反応性基は、水性コーティングの乾燥に適切な条件下でアミン基と共有結合を形成することができる官能基であり、
前記コーティングされた基材は、曇り防止性、反射防止性、洗浄容易性及び静電気防止性からなる群から選択される少なくとも1つの性質において、コーティングされていない基材と比較して、改善を示す、方法。 - コーティング組成物であって、
コロイド状のシリカ、コロイド状のジルコニア、コロイド状のアルミナ、コロイド状のセリア、コロイド状のスズ酸化物又はコロイド状の二酸化チタンを含む無機ナノ粒子と、水及び存在する場合には液体媒質の総重量に基づいて30重量%以下の有機溶媒を含む液体媒質と、
を含み、
前記無機ナノ粒子の一部は、式A−L−F1(式中、基F1は、アミン基及び/又は保護アミン基を含み、基Aはナノ粒子表面結合基であり、Lは、ヘテロ原子を含んでいてもよい直鎖若しくは分枝鎖アルキレン、ヘテロ原子を含んでいてもよいアリーレン又はこれらの組み合わせである)で表される官能化合物で官能化され、前記アミン基及び/又は前記保護アミン基が共有結合を介して表面に結合した無機ナノ粒子であり、
前記無機ナノ粒子の他の一部は、式A−L−F2(式中、基F2は、アミン反応性基を含み、基Aはナノ粒子表面結合基であり、Lは、ヘテロ原子を含んでいてもよい直鎖若しくは分枝鎖アルキレン、ヘテロ原子を含んでいてもよいアリーレン又はこれらの組み合わせである)で表される官能化合物で官能化され、前記アミン反応性基が共有結合を介して表面に結合した無機ナノ粒子であり、
前記保護アミン基は、CH 3 C(O)−、CF 3 C(O)−、(CH 3 ) 3 Si−、(CH 3 ) 2 CH−O−C(O)−、CH 3 −O−C(O)−C(O)−、−C(O)OH、−C(O)O−及びアルキル−NH−C(O)−(式中、「−」は窒素に対する結合を示す)からなる群より選択される少なくとも1つの保護基で保護されたアミン基であり、
前記アミン反応性基は、水性コーティングの乾燥に適切な条件下でアミン基と共有結合を形成することができる官能基であり、
前記コーティング組成物は、コーティングし、乾燥させると、親水性コーティングを基材にもたらし、曇り防止性、反射防止性、洗浄容易性及び反射防止性からなる群から選択される少なくとも1つの性質において、コーティングされていない基材と比較して、改善を有する、コーティング組成物。 - 親水性コーティングでコーティングされた少なくとも1つの表面の少なくとも一部分を含む基材を含む物品であって、
前記親水性コーティングは、無機ナノ粒子に共有結合した官能基の反応により形成された結合を介して連結した1つ以上のタイプの無機ナノ粒子を含む樹枝状ネットワークを含み、
前記無機ナノ粒子は、コロイド状のシリカ、コロイド状のジルコニア、コロイド状のアルミナ、コロイド状のセリア、コロイド状のスズ酸化物又はコロイド状の二酸化チタンを含み、
前記無機ナノ粒子の一部は、式A−L−F1(式中、基F1は、アミン基及び/又は保護アミン基を含み、基Aはナノ粒子表面結合基であり、Lは、ヘテロ原子を含んでいてもよい直鎖若しくは分枝鎖アルキレン、ヘテロ原子を含んでいてもよいアリーレン又はこれらの組み合わせである)で表される官能化合物で官能化され、前記アミン基及び/又は前記保護アミン基が共有結合を介して表面に結合した無機ナノ粒子であり、
前記無機ナノ粒子の他の一部は、式A−L−F2(式中、基F2は、アミン反応性基を含み、基Aはナノ粒子表面結合基であり、Lは、ヘテロ原子を含んでいてもよい直鎖若しくは分枝鎖アルキレン、ヘテロ原子を含んでいてもよいアリーレン又はこれらの組み合わせである)で表される官能化合物で官能化され、前記アミン反応性基が共有結合を介して表面に結合した無機ナノ粒子であり、
前記保護アミン基は、CH 3 C(O)−、CF 3 C(O)−、(CH 3 ) 3 Si−、(CH 3 ) 2 CH−O−C(O)−、CH 3 −O−C(O)−C(O)−、−C(O)OH、−C(O)O−及びアルキル−NH−C(O)−(式中、「−」は窒素に対する結合を示す)からなる群より選択される少なくとも1つの保護基で保護されたアミン基であり、
前記アミン反応性基は、水性コーティングの乾燥に適切な条件下でアミン基と共有結合を形成することができる官能基であり、
前記官能基の反応により形成された結合は、前記アミン基又は前記保護アミン基と、前記アミン反応性基との反応により形成された共有結合であり、
前記コーティングされた基材は、曇り防止性、反射防止性、洗浄容易性及び静電気防止性からなる群から選択される少なくとも1つの性質において、コーティングされていない基材と比較して、改善を示す、物品。
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